233

33

HABILIDADE 11: Reconhecer benefícios, limitações e aspectos éticos da biotecnologia, considerando estruturas e processos biológicos envolvidos em produtos biotecnológicos. CONHECIMENTOS ASSOCIADOS. Aplicações de tecnologias relacionadas ao DNA.

CONTEXTUALIZANDO

Até 1921, o diagnóstico de DIABETES insulino dependente equivalia a um atestado de óbito, após penosos dias de perda de peso, desidratação e coma. Não havia como manter a vida, uma vez que o pâncreas interrompia a produção de insulina. Mesmo com a privação do alimento até o jejum, mesmo com toda a medicina alternativa, nada continha a elevação da glicose no sangue. Faltava a insulina que transporta a glicose para dentro das células e armazena nutrientes. Faltava o maior hormônio anabólico, que garante as reservas de glicose e energia que possibilitam a vida.

A descoberta da insulina foi um dos mais importantes avanços da ciência alcançado em 1921, na Universidade de Toronto, feito que rendeu aos pesquisadores o Prêmio Nobel de Fisiologia daquele ano.

A insulina produzida pelos pesquisadores em Toronto era cheia de impurezas e, inicialmente, causava abscessos nos locais de aplicação. Desde então, a pesquisa por insulinas mais puras e semelhantes à humana evoluiu muito, iniciando-se com a utilização das

insulinas bovina e suína, que resolveu o problema da demanda pelo hormônio. Mas essas insulinas ainda tinham muitos contaminantes, causavam alergia, variavam de potência de lote para lote em até 25%, induziam os pacientes a produzirem anticorpos contra elas, gerando resistência progressiva e aumentando as suas necessidades diárias do hormônio.

As insulinas suína e bovina foram as únicas armas terapêuticas até o surgimento da tecnologia do DNA recombinante, que em 1978, introduziu o gen da insulina no genoma de uma bactéria e conseguiu fazer com que ela produzisse insulina idêntica à humana. Essa insulina apresentava muitas vantagens em relação às insulinas bovina e suína, como a menor indução de produção de anticorpos antiinsulina, uma vez que era idêntica à humana e o corpo humano não reagia contra ela, como fazia com as insulinas derivadas de animais. Disponível em: http://www.minhavida .com.br/ especialistas/21801-ellen-simone-paiva. Acesso 28/03/2017.

1. ENGENHARIA GENÉTICA OU TÉCNICA DO DNA RECOMBINANTE OU CLONAGEM MOLECULAR.

Em 1953 cientistas descreveram um fenômeno aparentemente estranho, no qual a eficiência da replicação de um bacteriófago (vírus de bactérias) dependia da célula hospedeira na qual ele estava inserido. Algum tempo depois percebeu-se que a inabilidade de certos fagos crescerem em determinadas linhagens bacterianas era devido a presença de nucleases altamente específicas que clivavam o seu DNA, ou seja restringiam a sua replicação. Descobria-se neste momento as ENZIMAS DE RESTRIÇÃO.

O interesse por estas enzimas aumentou em 1973

quando se percebeu que elas poderiam ser usadas para fragmentar o DNA deixando extremidades livres que permitiam a ligação dos fragmentos. Isto significava que a recombinação poderia ser efetuada em tubos de ensaio. Iniciava-se neste período uma nova era da biotecnologia, a era molecular, pois seria possível isolar segmentos de DNA que se pretendesse estudar, além disto, era possível recombinar DNA de espécies diferentes abrindo a possibilidade de clonar genes humanos ou isolar proteínas de culturas bacterianas.

Uma enzima de restrição particular reconhece somente uma seqüência única de bases. DNAs de origens diferentes sob a ação da mesma enzima de restrição produzem fragmentos com o mesmo conjunto de extremidades. Portanto, dois diferentes organismos (por exemplo, bactéria e homem) podem ser ligados por renaturação das regiões de fita simples. Além disto, se a ligação for "selada" com a enzima DNA ligase, depois do pareamento de bases, os fragmentos serão ligados

permanentemente.

Função das enzimas de restrição.

A Tecnologia do DNA recombinante, como se

convencionou denominar este conjunto de técnicas, tem uma ampla aplicação, como veremos adiante, e para ser viabilizada necessita resumidamente das seguintes ferramentas: Inserto (DNA de interesse). Enzimas de restrição ou endonucleases. Enzimas ligases: Vetores.

Primeira etapa da técnica do DNA recombinante

Segundo, a molécula do DNA recombinante é introduzida numa célula hospedeira compatível, num processo chamado de transformação. A célula hospedeira que adquiriu a molécula do DNA recombinante é agora chamada de transformante ou célula transformada. Um único transformante, em condições ideais, sofre muitos ciclos de

Aula 01

23433

divisão celular, produzindo uma colônia que contém milhares de cópias do DNA recombinante.

Segunda etapa da técnica do DNA recombinante

A) As modificações em nível molecular.

Para entender como se dá o processo a nível molecular, imagine os genes como fitas duplas de DNA formados por milhares de nucleotídeos. O código, presente no DNA é copiado para outra molécula denominado ácido ribonucléico mensageiro (RNAm), através de uma enzima, a RNA polimerase, configurando o processo chamado de TRANSCRIÇÃO. Este RNAm sai do núcleo da célula e vai ao citoplasma, sendo aí decodificadas as informações pelos ribossomos no processo denominado TRADUÇÃO. O resultado desta tradução é a produção de proteínas específicas a partir dos genes inicialmente decodificados. Este processo é UNIVERSAL, ou seja ocorre em todos os seres vivos e é graças a esta universalidade que é possível fazer com que um gene humano se expresse da mesma forma dentro de uma bactéria.

A universalidade do código genético, possibilita a trangênese, pois

um códon equivale ao mesmo aminoácido em qualquer ser vivo.

B) Aplicações da tecnologia do DNA recombinante.

São em grande número os resultados práticos da pesquisa molecular, em particular da engenharia genética, desde a satisfação da curiosidade humana sobre a natureza da vida orgânica, até ao controle e eliminação de doenças humanas, de outros animais e de plantas. Mesmo desconhecendo, ainda, os limites das possibilidades da aplicação prática da engenharia genética, não resta dúvida de que passamos a dispor de tecnologia altamente promissora para a solução de problemas de natureza variada. Vejamos:

• Modificação de organismos vivos de maneira que eles expressem uma característica particular não existente

em seu genoma (OGM). • Correção de defeitos genéticos em organismos

complexos, inclusive o homem (terapia genética). • Produção em larga escala de proteínas e ou enzimas de

interesse humano (insulina, fatores de coagulação, hormônio do crescimento etc.)

• Estudo dos genes de um organismo (estudos genômicos).

• Estudo da regulação de um gene ou conjunto de genes. • Desenvolvimento de Vacinas de DNA. • Tecnologia forense (crimes, paternidade).

B.1. Organismos Geneticamente Modificados (OGM).

Organismo Geneticamente Modificado trata-se de

um ser vivo cuja estrutura genética foi alterada pela inserção de genes de outro organismo, de modo a atribuir ao receptor

características não programadas pela natureza. Uma planta que produz uma toxina antes só encontrada numa bactéria, um microorganismo capaz de processar insulina humana, um grão acrescido de vitaminas e sais minerais que sua espécie não possuía.

Quando esta modificação resultar de um ou mais genes de organismos de espécie diferente, do organismo alvo, ter-se-á o Organismo Geneticamente Modificado Transgênico (OGM-T).

Para melhor evidenciar a diferença acima descrita observe o caso do tomate “flavr sarv”. Aqui se tem um exemplo típico de OGM, não transgênico. Este tomate possui processo de maturação mais lento, resultado do isolamento de determinada sequência genética do próprio tomate e inserção em sentido invertido, no genoma do fruto. Neste caso, como o gene inserido veio da mesma espécie do organismo alvo, este é considerado OGM e não OGM-T.

As pesquisas com OGM-T iniciaram-se em 1972, com o Doutor Paul Berg, nos Estados Unidos, e que lhe valeram o Prêmio Nobel em Química em 1980. Nestes experimentos conseguiu-se juntar o DNA de uma bactéria e de um vírus. Como conseqüência, em 1973, o primeiro OMG-T foi produzido. Abriram-se então as portas para a transferência de determinada característica de um organismo para outro. O primeiro resultado comercial, desta nova tecnologia, foi em 1982 com a produção de insulina humana através de uma bactéria. A insulina, assim obtida, além de ser mais segura possui um custo menor em relação aquela isolada de animais e até então utilizada.

Técnica do DNA recombinate e a formação de bactérias transgênicas

23533

Insulina humana produzida pela técnica do DNA recombinante

Atualmente, um exemplo bem comum desta técnica e que causa muita polêmica, é o caso da soja transgênica. A espécie normal deste grão não é resistente ao herbicida glifosato, substância utilizada para o controle de pragas. Para obter uma soja resistente ao herbicida obtém-se o gene de uma enzima de outra espécie (uma bactéria, por exemplo) que provoca uma alteração molecular toornando-a resistente ao herbicida. Analisando as implicações desta tecnologia.

Aqueles que defendem o desenvolvimento de transgênicos acreditam que estes melhoram a qualidade nutricional dos alimentos mais consumidos pela população humana. Exemplo positivo, do ponto de vista nutricional, que vale aqui mencionar é o “arroz dourado”, geneticamente modificado , que contém grande quantidade de vitamina A. Esta variedade de arroz contém o elemento beta caroteno que é convertido em vitamina A no organismo humano.

Nada entretanto garante que este alimento chegará a mesa da população pobre, pois não há segurança que esta tecnologia irá baratear o preço do arroz. Poucas empresas

controlam esta tecnologia e seria uma ingenuidade pensar que elas estão preocupadas com a redução de preços.

Para reforçar a análise sobre o problema em questão transcreveremos abaixo a opinião do professor Jose Rubens Morato Leite. “ A melhoria da qualidade nutricional dos alimentos mais consumidos pelos pobres é uma das vantagens mais alardeadas pelos defensores dos transgênicos. Realmente, algumas pesquisas nesse sentido têm sido realizadas. O exemplo mais famoso é o arroz dourado, desenvolvido por cientistas em universidades da Alemanha e Suiça para fornecer beta caroteno, substância precursora da vitamina A. a deficiência desta vitamina pode acarretar cegueira em pessoas subnutridas; portanto o arroz dourado seria a solução para este problema. Ocorre que, para adicionar vitamina A no arroz é necessário aumentar seu teor de gordura, pois essa vitamina é lipossolúvel.

As pesquisas ainda não estão concluídas, por isso não se sabe a quantidade que deverá ser consumida para que as deficiências de viamina A sejam supridas, nem a capacidade do organismo em absorver essa vitamina do arroz. A principal dúvida, que as pesquisas não estão preocupadas em resolver, é como esse arroz irá chegar na mesa dos que realmente necessitam dele. Ainda que, por algum milagre, ele chegue aos necessitados, como serão supridas as deficiências de outras vitaminas, proteínas e de todos os nutrientes necessários para o bom funcionamento do corpo humano? A alegação de que a melhoria nutricional dos alimentos poderá resolver o problema da fome é apenas mais uma tentativa de se desviar a solução de um problema econômico e político para um problema tecnológico.

Se a utilização de cultivares transgênicos vem apenas corroborar o modelo agrícula atual existente, então

as supostas vantagens que os pobres poderiam obter com a biotecnologia nam passam de retórica”.

Leite, J. R. M; Fagundez, P.R A Biossegurança e novas tecnologias na sociedade de risco: aspectos jurídicos, técnicos e sociais. Conceito editorial, Florianópolis 2007. P. 64-65.

Não há dúvida de que se deve ter a mente renovada

para as inovações deste novo século, mas sem prescindir da segurança alimentar realizando testes de natureza toxicológica, e ainda de impacto ambiental, com os novos produtos, antes de serem colocados a disposição do mercado consumidor.

Os defensores da manipulação genética alegam que: O alimento pode ser enriquecido com um componente nutricional essencial. Um feijão geneticamente modificado por inserção de gene da castanha do Pará passa produzir metionina, um aminoácido essencial para a vida. Um arroz geneticamente modificado produz vitamina A. O alimento pode ter a função de prevenir, reduzir ou evitar riscos de doenças, através de plantas geneticamente modificadas para produzir vacinas, ou iogurtes fermentados com microrganismos geneticamente modificados que estimulem o sistema imunológico. A planta pode resistir ao ataque de insetos, seca ou geada. Isso garante estabilidade dos preços e custos de produção. Um microrganismo geneticamente modificado produz enzimas usadas na fabricação de queijos e pães o que reduz o preço deste ingrediente. Sem falar ainda que aumenta o grau de pureza e a especificidade do ingrediente e permite maior flexibilidade para as indústrias. Há aumento da produtividade agrícola através do desenvolvimento de lavouras mais produtivas e menos onerosas, cuja produção agrida menos o meio ambiente.

Contrariamente aos argumentos defendidos acima, encontram-se os ambientalistas alegando que: O lugar em que o gene é inserido não pode ser controlado completamente, o que pode causar resultados inesperados uma vez que os genes de outras partes do organismo podem ser afetados. Os genes são transferidos entre espécies que não se relacionam, como genes de animais em vegetais, de bactérias em plantas e até de humanos em animais. A engenharia genética não respeita as fronteiras da natureza – fronteiras que existem para proteger a singularidade de cada espécie e assegurar a integridade genética das futuras gerações. A uniformidade genética leva a uma maior vulnerabilidade do cultivo porque a invasão de pestes, doenças e ervas daninha sempre é maior em áreas que plantam o mesmo tipo de cultivo. Quanto maior for a variedade (genética) no sistema da agricultura, mais este sistema estará adaptado para enfrentar pestes, doenças e mudanças climáticas que tendem a afetar apenas algumas variedades.

Organismos antes cultivados para serem usados na alimentação estão sendo modificados para produzirem produtos farmacêuticos e químicos. Essas plantas modificadas poderiam fazer uma polinização cruzada com espécies semelhantes e, deste modo, contaminar plantas utilizadas exclusivamente na alimentação.

Os alimentos transgênicos poderiam aumentar as alergias. Muitas pessoas são alérgicas a determinados alimentos em virtude das proteínas que elas produzem. Há evidencias de que os cultivos transgênicos podem proporcionar um potencial aumento de alergias em relação a cultivos convencionais.

23633

VERIFICAÇÃO DE APRENDIZAGEM

01. (ENEM) Durante muito tempo, os cientistas acreditaram

que variações anatômicas entre os animais fossem consequência de diferenças significativas entre seus genomas. Porém, os projetos de sequenciamento de genoma revelaram o contrário. Hoje, sabe-se que 99% do genoma de um camundongo é igual ao do homem, apesar das notáveis diferenças entre eles. Sabe-se também que os genes ocupam apenas cerca de 1,5% do DNA e que menos de 10% dos genes codificam proteínas que atuam na construção e na definição das formas do corpo. O restante, possivelmente, constitui DNA não-codificante. Como explicar, então, as diferenças fenotípicas entre as diversas espécies animais? A resposta pode estar na região não-codificante do DNA. S. B. Carroll et al. O jogo da evolução. In: "Scientific American Brasil", jun./2008 (com adaptações)

A região não-codificante do DNA pode ser responsável pelas diferenças marcantes no fenótipo porque

contém: a) As sequências de DNA que codificam proteínas

responsáveis pela definição das formas do corpo. b) Uma enzima que sintetiza proteínas a partir da sequência

de aminoácidos que formam o gene. c) Centenas de aminoácidos que compõem a maioria de

nossas proteínas. d) Informações que, apesar de não serem traduzidas em

sequências de aminoácidos, interferem no fenótipo. e) Os genes associados à formação de estruturas similares

às de outras espécies. 02. (ENEM) A palavra “biotecnologia” surgiu no século XX, quando o cientista Herbert Boyer introduziu a informação responsável pela fabricação da insulina humana em uma bactéria para que ela passasse a produzir a substância.

Disponível em: www.brasil.gov.br. Acesso em 28 jul. 2012 (adaptado).

As bactérias modificadas por Herbert Boyer passaram a produzir insulina humana porque receberam: a) A sequência de DNA codificante de insulina humana. b) A proteína sintetizada por células humanas. c) Um RNA recombinante de insulina humana. d) O RNA mensageiro de insulina humana. e) Um cromossomo da espécie humana. 03. (ENEM) Um novo método para produzir insulina artificial que utiliza tecnologia de DNA recombinante foi desenvolvido por pesquisadores do Departamento de Biologia Celular da Universidade de Brasília (UnB) em parceria com a iniciativa privada. Os pesquisadores modificaram geneticamente a bactéria Escherichia coli para torná-la capaz de sintetizar o hormônio. O processo permitiu fabricar insulina em maior quantidade e, em apenas 30 dias, um terço do tempo

necessário para obtê-la pelo método tradicional, que consiste na extração do hormônio a partir do pâncreas de animais abatidos.

Ciência Hoje, 24 abr. 2001. Disponível em: [adaptado].

A produção de insulina pela técnica do DNA recombinante tem, como consequência, a) O aperfeiçoamento do processo de extração de insulina

a partir do pâncreas suíno. b) A seleção de microrganismos resistentes a antibióticos. c) O progresso na técnica da síntese química de hormônios. d) Impacto favorável na saúde de indivíduos diabéticos. e) A criação de animais transgênicos.

04. (ENEM) A estratégia de obtenção de plantas transgênicas pela inserção de transgenes em cloroplastos,

em substituição à metodologia clássica de inserção do transgene no núcleo da célula hospedeira, resultou no aumento quantitativo da produção de proteínas recombinantes com diversas finalidades biotecnológicas. O mesmo tipo de estratégia poderia ser utilizada para produzir proteínas recombinantes em células de organismos eucarióticos não fotossintetizantes, como as leveduras, que são usadas para produção comercial de várias proteínas recombinantes e que podem ser cultivadas em grandes fermentadores. Considerando a estratégia metodológica descrita, qual organela celular poderia ser utilizada para inserção de transgenes em leveduras? a) Lisossomo. b) Mitocôndria. c) Peroxissomo. d) Complexo golgiense.

e) Retículo endoplasmático. 05. (ENEM) A transferência de genes que poderiam melhorar o desempenho esportivo de atletas saudáveis foi denominada doping genético. Uma vez inserido no genoma do atleta, o gene se expressaria gerando um produto endógeno capaz de melhorar o desempenho atlético. ARTOLI, G. G.; HIRATA, R. D. C.; LANCHA JR., A. H. Revista Brasileira de Medicina Esportiva, v. 13, n. 5, 2007 (adaptado).

Um risco associado ao uso dessa biotecnologia é o(a): a) Obtenção de baixo condicionamento físico. b) Estímulo ao uso de anabolizantes pelos atletas. c) Falta de controle sobre a expressão fenotípica do atleta. d) Aparecimento de lesões decorrentes da prática esportiva

habitual. e) Limitação das adaptações fisiológicas decorrentes do

treinamento físico. 06. (ENEM) O milho transgênico é produzido a partir da manipulação do milho original, com a transferência, para este, de um gene de interesse retirado de outro organismo de espécie diferente. A característica de interesse será manifestada em decorrência: a) Do incremento do DNA a partir da duplicação do gene

transferido. b) Da transcrição do RNA transportador a partir do gene

transferido. c) Da expressão de proteínas sintetizadas a partir do DNA

não hibridizado. d) Da síntese de carboidratos a partir da ativação do DNA

do milho original. e) Da tradução do RNA mensageiro sintetizado a partir do

DNA recombinante.

07. (ENEM) Um geneticista observou que determinada plantação era sensível a um tipo de praga que atacava as flores da lavoura. Ao mesmo tempo, ele percebeu que uma erva daninha que crescia associada às plantas não era destruída. A partir de técnicas de manipulação genética, em laboratório, o gene da resistência à praga foi inserido nas plantas cultivadas, resolvendo o problema. Do ponto de vista da biotecnologia, como essa planta resultante da intervenção é classificada? a) Clone. b) Híbrida. c) Mutante. d) Dominante. e) Transgênica.

23733

08. (ENEM) Após a germinação, normalmente, os tomates produzem uma proteína que os faz amolecer depois de

colhidos. Os cientistas introduziram, em um tomateiro, um gene antissentido (imagem espelho do gene natural) àquele que codifica a enzima "amolecedora". O novo gene antissentido bloqueou a síntese da proteína "amolecedora". SIZER, F.; WHITNEY, E. Nutrição: conceitos e controvérsias. Barueri: 2002

(adaptado).

Um benefício ao se obter o tomate transgênico foi o fato de o processo biotecnológico ter: a) Aumentado a coleção de proteínas que o protegem do

apodrecimento, pela produção da proteína antissentido. b) Diminuído a necessidade do controle das pragas, pela

maior resistência conferida pela nova proteína. c) Facilitado a germinação das sementes, pela falta da

proteína que o leva a amolecer. d) Substituído a proteína amolecedora por uma invertida,

que endurece o tomate. e) Prolongado o tempo de vida do tomate, pela falta da

proteína que o amolece. 09. (ENEM) Não é de hoje que o homem cria, artificialmente, variedades de peixes por meio da hibridação. Esta é uma técnica muito usada pelos cientistas e pelos piscicultores porque os híbridos resultantes, em geral, apresentam maior valor comercial do que a média de ambas as espécies parentais, além de reduzir a sobrepesca no ambiente natural.

Terra da Gente, ano 4, n. 47, mar. 2008 (adaptado).

Sem controle, esses animais podem invadir rios e lagos naturais, se reproduzir e: a) Originar uma nova espécie poliploide. b) Substituir geneticamente a espécie natural. c) Ocupar o primeiro nível trófico no hábitat aquático. d) Impedir a interação biológica entre as espécies

parentais. e) Produzir descendentes com o código genético

modificado. 10. (UFPA) Plantas transgênicas podem ser produzidas com a utilização da técnica de DNA recombinante. Assim, uma variedade de arroz pode ser produzida a partir da manipulação do arroz original, com a transfecção, para este, do DNA de interesse (a fim de produzir, por exemplo, betacaroteno, o precursor da vitamina A) retirado de outro organismo de espécie diferente. O arroz transgênico golden rice passará a manifestar a presença de betacaroteno porque: a) O RNA mensageiro sintetizado a partir do DNA

recombinante será traduzido pelas células do vegetal. b) Ocorrerá duplicação do DNA transferido, que só então

será incorporado ao genoma hospedeiro.

c) Ocorrerá transcrição do RNA transportador a partir do DNA transferido.

d) Proteínas serão sintetizadas a partir do DNA não hibridizado.

e) Ocorrerá síntese de carboidratos a partir da ativação do DNA do vegetal original.

11. (TPDS) As informações a seguir foram retiradas da Lei no 11.105 de 24 de março de 2005, que estabelece normas de segurança e mecanismos de fiscalização de atividades que envolvam organismos geneticamente modificados (OGM).

Engenharia genética: atividade de produção e manipulação de moléculas de DNA recombinante.

Moléculas de DNA recombinante: moléculas manipuladas fora das células mediante modificações de

segmentos de DNA e que possam multiplicar-se em uma célula viva.

Organismo geneticamente modificado (OGM): organismo cujo material genético tenha sido modificado por qualquer técnica de engenharia genética.

Clonagem: processo de reprodução assexuada, produzida artificialmente, baseada em um púnico patrimônio genético, com ou sem utilização de técnicas de engenharia genética. Em relação ao apresentado, pode-se concluir que: a) A reprodução sexuada que ocorre nos animais depende

de moléculas de DNA recombinante para a formação dos gametas.

b) Durante a divisão celular, são produzidas moléculas de DNA recombinante que posteriormente serão passadas aos descendentes, por meio dos processos de

reprodução. c) Os transgênicos, como, por exemplo, o algodão

resistente a insetos e a soja resistente a herbicida, podem ser considerados organismos geneticamente modificados.

d) A clonagem promove o surgimento de linhagem com pouca variabilidade genética, o que aumenta a capacidade da população de ser adaptar a novas condições ambientais.

e) Produtos agrícolas que apresentam vantagens são produzidos necessariamente por meio de clonagem, como, por exemplo, a soja resistente às pragas.

12. (UFAL) A tecnologia do DNA recombinante tem produzido uma série de avanços no setor agropecuário brasileiro. A inserção de um gene da bactéria Bacillus thuringiensis em algumas variedades de plantas, por exemplo, as torna resistentes a certas pragas. Sobre essas tecnologias, infere-se que: a) A transferência de qualquer gene de um organismo a

outro produz variabilidade genética; daí os transgênicos serem resistentes a pragas.

b) Plasmídeos virais são utilizados como vetores de genes de interesse que serão transferidos a um organismo.

c) A resistência de uma planta transgênica a uma praga se deve à ação do produto do gene inserido na planta, e não à presença do gene em si.

d) Plantas naturalmente resistentes a pragas não passam necessariamente esta característica à prole; daí a necessidade das técnicas de engenharia genética.

e) A clonagem de plantas com características de resistência a pragas as torna menos susceptíveis à extinção ao longo da evolução, segundo as leis da seleção natural.

13. (FMU/FIAM/FAAM) Conforme é frequentemente divulgada pela mídia, nos anos recentes a tecnologia do DNA recombinante tem permitido a produção de animais e plantas denominadas transgênicos, que são dotados de características especiais. Os organismos transgênicos são: a) Portadores de genes que não fazem parte do genoma

natural da espécie. b) Híbridos produzidos a partir do cruzamento entre

espécies diferentes. c) Clonados a partir de uma célula somática. d) Produzidos a partir de inseminação artificial. e) Artificialmente tornados resistentes a pesticidas.

23833

14. (UEFS) O Centro de Tecnologia Canavieira (CTC) desenvolveu uma cana-de-açúcar resistente à broca-da-cana,

que é a fase larval da mariposa Diatraea saccharalis, a principal praga dos canaviais. Esta nova variedade de cana foi obtida pela técnica ilustrada abaixo.

1) O gene Cry1Ab da bactéria Bacillus thuringiensis é

clonado em laboratório. 2) Micropartículas de ouro são recobertas com cópias do

gene Cry1Ab. 3) Com um canhão biobalístico, as micropartículas são

bombardeadas sobre células meristemáticas da cana. 4) As células bombardeadas são cultivadas em laboratório

até a formação de embriões. 5) A cana passa a produzir uma proteína tóxica para a

broca-da--cana. (http://revistapesquisa.fapesp.br. Adaptado.)

Essa nova variedade de cana-de-açúcar é considerada: a) Um organismo transgênico, porque produz uma proteína

que é tóxica para outra espécie. b) Um organismo geneticamente modificado, porque o seu

genoma transcreve uma proteína sintética. c) Um organismo clonado, porque o gene bacteriano foi

clonado em laboratório e introduzido no genoma da cana.

d) Um organismo clonado, porque as células meristemáticas cultivadas em laboratório são idênticas às do embrião de cana.

e) Um organismo transgênico, porque o genoma da cana

contém fragmentos de dna de outra espécie.

15. (PUC-PR) O primeiro organismo transgênico foi obtido por volta de 1981, quando genes de coelhos foram injetados

em ovos de camundongos que se desenvolveram no útero de fêmeas dessa espécie. Os camundongos nascidos desses ovos apresentaram hemoglobina de coelho em suas hemácias, porque: a) RNA mensageiro do coelho injetado no ovo passou a

conduzir a síntese de proteínas nessa célula. b) DNA do coelho injetado no ovo se incorporou a um

cromossomo e foi transmitido de célula a célula através de mitoses.

c) DNA do coelho injetado no ovo foi transcrito para o RNA ribossômico que conduziu a síntese de proteínas nessa célula.

d) RNA mensageiro do coelho injetado no ovo se incorporou a um cromossomo e foi transmitido de célula a célula através de mitoses.

e) DNA do coelho injetado no ovo se incorporou a um cromossomo e passou a conduzir a síntese de proteínas

nessa célula.

23933

HABILIDADE 13. Reconhecer mecanismos de

transmissão da vida, prevendo ou explicando a

manifestação de características dos seres vivos.

CONHECIMENTOS ASSOCIADOS: Princípios básicos

que regem a transmissão de características hereditárias;

Concepções pré-mendelianas sobre a hereditariedade;

Aspectos genéticos do funcionamento do corpo humano.

O mecanismo de transmissão da vida, como qualquer fato

científico é historicamente construído a partir dos

conhecimentos da época ou de ideias anteriores que podem

ou não serem refutadas em função das novas descobertas

sobre o fato em questão. Reconhecer como ocorre esse

mecanismo requer, portanto, considerar o momento histórico

em que ele é concebido. Essa é a habilidade que se pretende

desenvolver, ou seja, reconhecer mecanismos de

transmissão da vida, prevendo ou explicando a manifestação

de características dos seres vivos, numa perspectiva pré

mendeliana e pós mendeliana.

O mecanismo de transmissão da vida na perspectiva pré-mendeliana.

A produção do conhecimento é vista por Ludwick

Fleck como um processo dinâmico de instauração, de

extensão e de transformação do estilo de pensamento dos

membros de uma comunidade (Fleck, 1896). Para esse autor,

muitas vezes, embora não sempre, fatos científicos

encontram-se vinculados a proto-idéias ou pré-idéias, que

devem ser vistas como esboços histórico evolutivos das

teorias atuais e cujo surgimento tem que se compreender

sócio cognitivamente. Na antiguidade já se propunha

explicações para entender os mecanismos de

hereditariedade.

Hipócrates, em 410 a.C, o fez postulando a hipótese

da Pangênese. De acordo com essa hipótese, a transmissão

das características hereditárias baseava-se na produção, por

todas as partes do corpo, de partículas muito pequenas

(gêmulas) que eram transmitidas para a descendência no

momento da concepção. “A semente vem de todas as partes

do corpo, as saudáveis das partes saudáveis, as doentes das

partes doentes. Pais com pouco cabelo

têm, em geral, filhos com pouco

cabelo, pais com olhos cinzentos têm

filhos com olhos cinzentos, pais

estrábicos têm filhos estrábicos.”

Com a descoberta dos

gametas, no século XVII, por Graaf e

Leeuwenhoeck, novas explicações

foram dadas para explicar a

hereditariedade. Surgiu assim, a

teoria da pré-formação ou

preformismo defendida por Charles Bonnet, no século

XVIII. Nessa teoria admite-se a existência de um ser, em

miniatura, dentro de um espermatozóide: o Homúnculo

(figura ao lado). Este ser, quando transferido para o ventre

materno, cresceria. É uma teoria determinista em que o

indivíduo é produto da herança paterna e é uma amplificação

de estruturas preexistentes. Nesta teoria apenas o

componente hereditário tem importância no desenvolvimento

do novo ser. Em 1759, o preformismo é negado por

Friedrich Wollf, que apresenta uma nova concepção: a

Teoria da epigênese ou da pós formação. Segundo esta

teoria, os seres surgem pelo desenvolvimento da célula ovo

ou zigoto, após, portanto, a fecundação. O desenvolvimento,

crescimento e diferenciação do novo ser, depende de fatores

genéticos e ambientais.

No século XIX Charles Darwin retoma a discussão

sobre a Teoria da pangênese, postulando que as gêmulas

ou pangenes seriam carregadas pela corrente sanguínea até

as gônadas, reunindo-se, então nos gametas. Na fecundação,

o gameta masculino, portador das gêmulas do pai, une-se ao

feminino, portador das gêmulas da mãe, dando origem ao

embrião.

O mecanismo de transmissão da vida na perspectiva pós-mendeliana.

Na mesma época de Darwin, século XIX, um monge

austríaco Gregor Mendel realizando experimentos com

ervilhas, postulou que a transmissão das características

hereditárias era feita por meio de fatores que se encontravam

nos gametas, sendo cada característica determinada por um

par desses fatores, um proveniente do gameta masculino e

outro do gameta feminino. Mendel descreveu a unidade de

herança como um fator que, não muda, é passado para a

prole (geração para geração) e seu trabalho é até hoje a base

dos princípios da genética.

Atualmente os fatores mendelianos são

denominados genes e se encontram em filamentos

localizados no núcleo das células, os cromossomos. Essa

constatação se deu a partir do século XX pelos trabalhos, em

1902, do norte-americano Walter Sutton e do alemão

Aulas 02, 03 e 04

24033

Theodor Boveri que assim, dão início à teoria

cromossômica da hereditariedade (as "partículas" da

hereditariedade estariam localizadas nos cromossomos).

Revendo conceitos básicos da genética.

• Gene. Segmento de molécula de DNA, responsável pela

determinação de características hereditárias.

• Cromossomos. Filamentos de DNA, RNA e proteínas

(histona) que encerram um conjunto de genes.

• Cromossomos homólogos. São cromossomos que

formam pares e são idênticos na forma (encontrados nas

células diplóides); encerram genes que determinam os

mesmos caracteres.

• Genes alelos. São genes que ocupam o mesmo lócus

(lugar) em cromossomos homólogos. Estes genes atuam

sobre as mesmas características, podendo ou não

determinar o mesmo aspecto.

• Genótipo – É o conjunto gênico de um indivíduo presente

em suas células, e que é transmitido de uma geração para

outra.

• Fenótipo. Característica observável e ou detectável de um

indivíduo, resultante do genótipo mais a ação do meio

ambiente.

• Fenocópias. Manifestação de um fenótipo para a qual não

existe um genótipo. Ex.: nanismo hipofisário – provocado

por função deficiente da glândula hipófise – simulando o

nanismo acondroplásico – determinado por genes

dominantes e transmissíveis aos descendentes.

• Homozigoto. Um indivíduo é homozigoto para um

determinado caráter quando possui os dois genes iguais,

ou seja, um mesmo alelo em dose dupla.

• Heterozigoto. Quando para uma determinada

característica os alelos são diferentes. O heterozigoto

pode produzir gametas dominantes ou recessivos.

• Gene dominante. Um gene é dito dominante quando,

mesmo estando presente em dose simples no genótipo,

determina o fenótipo. Manifesta-se tanto em homozigose,

quanto em heterozigose.

• Gene recessivo. É aquele que, estando em companhia do dominante no heterozigoto, se comporta como inativo,

não determinando o fenótipo. O gene recessivo só se manifesta em homozigose.

• Cruzamento teste. Cruzamento entre um indivíduo com fenótipo dominante e genótipo desconhecido e um indivíduo homozigótico recessivo, para os genes considerados.

1. ASPECTOS GENÉTICOS DO FUNCIONAMENTO

DO CORPO HUMANO.

Pode-se definir um gene, a partir dos experimentos

de Beadle e Tatum em 1941, como um segmento de DNA

capaz de produzir uma proteína ou polipeptídeo o que por

sua vez determinará uma característica hereditária.

Importante ressaltar que um gene não comanda diretamente

a síntese de uma proteína, mas é transcrito em moléculas de

RNA (RNAm) que por sua vez comandará a síntese proteica.

Desta forma, a síntese de uma proteína em todo e qualquer

ser vivo, com exceção de alguns vírus, a partir da informação

contida em um gene, envolve as seguintes etapas:

24133

Com raras exceções, o material genético dos

eucariotos pluricelulares é idêntico em todas as células, pois

as mesmas se originam de uma célula ovo ou zigoto, por

sucessivas mitoses. O que muda entre células distintas, ou

entre condições fisiológicas distintas, são os genes que são

expressos, ou seja, o complemento de proteínas que cada

célula produz. A expressão de genes/proteínas é controlada

em 2 níveis:

Temporal quando um determinado gene/proteína só é

expresso em um “tempo” determinado. Ex: proteínas que só

são expressas no embrião, ou durante uma determinada fase

do ciclo celular.

Espacial quando a expressão de determinado gene/proteína

é diferente dependendo do tipo celular Ex: proteínas que só

são expressas em células nervosas (ex: mielina) ou no tecido

muscular (ex: miosina).

A disposição de se obter o sequenciamento do

genoma humano sempre esteve baseada na ideia de que o

conhecimento do conjunto de bases que compõem o DNA

humano seria revelador de grande parte de seu

funcionamento. Com o anúncio da composição do genoma,

no entanto, se percebeu que, na verdade, a complexidade

fisiológica envolvia muito mais do que apenas a predição de

produtos codificados na sequência de bases. A regulação da

expressão desses produtos e o entendimento da relação dos

produtos e mecanismos alternativos associados à regulação

são os pontos que fazem dos seres vivos em geral, incluindo

o homem, organismos com diversos níveis de organização e

complexidade.

Cada vez mais se reconhece a importância de

diversas regiões do genoma, de sistemas enzimáticos de

controle de transcrição e tradução e de sistemas pós-

transcricionais de edição. Conceitos como o DNA “lixo”, de

que sequências não codificadoras seriam apenas resquício

evolutivo sem função nenhuma, estão, se não acabando

completamente, ao menos diminuindo em grande escala com

relação ao que se acreditava ainda há poucos anos, e o

estudo da expressão gênica vem contribuindo para

entendermos processos fisiológicos tão distintos em células

que apresentam o mesmo conjunto gênico.

Você já escreveu uma mensagem secreta para algum dos seus amigos? Em caso positivo, você pode ter

usado um código para manter a mensagem secreta. Por exemplo, você pode ter substituído as letras de uma palavra por números ou símbolos, seguindo um conjunto particular de regras. Para que seu amigo entenda a mensagem, ele precisa conhecer o código e aplicar o mesmo conjunto de regras para decodificar a mensagem. Decifrar mensagens também é um passo chave na expressão genética, na qual a informação de um gene é lida para construir uma proteína. Neste artigo, olharemos mais de perto o código genético, que permite que as sequências de DNA e RNA sejam "decodificadas" em aminoácidos de uma proteína.

As células decodificam mRNAs lendo seus nucleotídeos em grupos de três, chamados de códons. Aqui estão algumas características dos códons: • A maioria dos códons especifica um aminoácido

• Três "códons de parada" marcam o fim de uma proteína • Um "códon de início", AUG, marca o início de uma proteína e codifica o aminoácido metionina.

Os códons em um RNAm são lidos durante a tradução, começando com um códon de início e continuando até que um códon de parada é alcançado. O conjunto completo de relações entre códons e aminoácidos (ou sinais de parada) é chamado de código genético. O código genético é, muitas vezes, resumido em uma tabela.

Note que muitos aminoácidos são

representados na tabela por mais de um códon. Por exemplo, existem seis maneiras diferentes de "escrever" leucina na linguagem de RNAm (veja se você consegue achar todas as seis).

Um ponto importante sobre o código genético é que ele é universal. Ou seja, com pequenas exceções, praticamente todas as espécies (de bactéria até você) utilizam o código genético mostrado acima para a síntese de proteínas.

Disponível em: https://pt.khanacademy.org (adaptado).

Mecanismos de reparo do DNA As células têm uma variedade de mecanismos para prevenir mutações, ou mudanças permanentes na sequência de DNA. Durante a síntese de DNA, a maioria das polimerases do DNA "checam seu trabalho",

consertando a maioria de bases não pareadas em um processo chamado revisão. Imediatamente após a síntese de DNA, qualquer base mal pareada restante pode ser detectada e substituída em um processo chamado reparo por mau pareamento. Se o DNA fica danificado, pode ser reparado por vários mecanismos, incluindo química reversa, reparo de excisão, e reparo de quebras de fita dupla.

24233

2. RECONHECENDO O MECANISMO DE

TRANSMISSÃO DAS HERANÇAS GENÉTICAS.

Além dos aspectos citados acima, a manifestação de

uma herança genética e sua transmissão depende

fundamentalmente de dois aspectos: da expressividade do

gene, ou seja, se é dominante ou recessivo; sua localização

nos cromossomos, pois dependendo se for autossômico ou

alossômico pode se expressar de forma diferente no homem

ou na mulher.

Na espécie humana, existem em cada célula 46

cromossomos, 44 dos quais são denominados autossomos,

equivalentes em homens e mulheres. Além dos autossomos,

as mulheres têm dois cromossomos sexuais iguais,

denominados cromossomos X (44 A + XX ou 46, XX),

enquanto os homens apresentam apenas um X acompanhado

de um cromossomo menor, o Y (44A + XY ou 46 XY).

2.1. Transmissão de herança autossômica dominante.

▪ Ocorre em todas as gerações, não há saltos de gerações e toda pessoa afetada tem um genitor afetado;

▪ Ocorre na mesma proporção em homens e mulheres; ▪ Manifesta-se em homozigose e heterozigose

2.2. Transmissão de herança autossômica recessiva.

▪ Ocorre igualmente em homens e mulheres; ▪ Os afetados, em geral, possuem genitores normais; ▪ Pode ser transmitida de pai para filho (a) ou de mãe para

filho (a); ▪ O fenótipo salta gerações; ▪ Os casamentos consanguíneos entre indivíduos normais,

aumentam em 25% a chance de manifestação da doença na prole;

2.3. Transmissão de herança influenciada pelo

sexo.

Certos genes, mesmo não localizados em

cromossomos sexuais, expressam-se de forma diferente em

homens e mulheres. Isso se deve, em muitos casos, à

presença de hormônios sexuais em concentrações diferentes

nos dois sexos. É o caso da calvície. O alelo que expressa a

calvície funciona como dominante nos homens, bastando

uma cópia para determinar a calvície; nas mulheres age como

recessivo, sendo necessário estar em homozigose para que o

caráter apareça.

Genótipo Fenótipo

Homem Mulher

CC Calvo Calva

Cc Calvo Não calva

cc Não calvo Não calva

Calvos

Não calvos

24333

2.4. Transmissão de herança determinada por genes

mitocondriais.

A compreensão do papel do DNA mitocondrial em

certas doenças evoluiu rapidamente desde 1988, quando as

primeiras mutações foram descobertas, permitindo que

muitas doenças fossem classificadas como distúrbios

mitocondriais por causa do seu padrão de herança,

exclusivamente materna, ou seja, somente a mãe fornece

mitocôndrias para os filhos de ambos os sexos, portanto

filhos e filhas de mães afetadas serão afetados.

As doenças mitocondriais com frequência envolvem

o sistema neuromuscular e produzem, dentre outras

manifestações degeneração da retina e perda da

funcionalidade dos músculos oculares externos.

2.5. Reconhecendo outros mecanismos de heranças

autossômicas.

As heranças estudadas anteriormente são

determinadas por um par de alelos ou por alelos múltiplos

que ocorrem dois a dois nos indivíduos diploides. Entretanto,

existem outras heranças genéticas que não seguem esse

padrão como, por exemplo, as heranças pleiotrópicas ou

pleiotropia em que um único par de alelos, sob as mesmas

condições ambientais, é responsável pela determinação de

dois ou mais caracteres.

A fenilcetonúria é um exemplo clássico de herança

genética determinada por um gene recessivo com efeito

pleiotrópico.

Existem ainda heranças opostas à pleiotropia, ou

seja, em que um só caráter é determinado pela interação de

dois ou mais genes, localizados em cromossomos não

homólogos, fenômeno denominado de interação gênica. A

epistasia é um tipo de interação gênica na qual um gene inibe

a ação de outro que não é seu alelo e localiza-se em

cromossomo não homólogo.

A herança quantitativa ou poligênica ou multifatorial

é um caso especial de interação genética. Neste caso, porém,

o fenótipo resulta de um efeito cumulativo dos genes. Peso,

A fenilcetonúria resulta da ação de um gene que impossibilita a transformação de um aminoácido, fenilalanina, em tirosina no fígado. Se esta transformação da fenilalanina em tirosina não ocorrer, aquele se acumula no sangue, comprometendo o desenvolvimento do sistema nervoso, redução de melanina (albinismo), redução da tiroxina (cretinismo)... O teste do pezinho, realizado logo após o nascimento do bebê, pode diagnosticar a fenilcetonúria e em caso de diagnóstico positivo a criança procederá a uma dieta que não contenha fenilalanina, evitando assim o desenvolvimento da doença.

24433

estatura, cor da pele humana, são alguns exemplos de

herança poligênica.

A cor da pele humana provavelmente é controlada

por dois pares de alelos localizados em cromossomos

homólogos diferentes, que se agregam independentemente.

Os alelos representados pelas letras maiúsculas A e B

condicionam a produção de grande quantidade de melanina

nas células da pele, enquanto os alelos representados pelas

letras minúsculas a e b determinam a produção de menor

quantidade de melanina. Sendo assim, dependendo da

interação entre esses quatro genes localizados em

cromossomos homólogos diferentes, teremos os seguintes

fenótipos e genótipos.

FENÓTIPOS GENÓTIPOS

Negro AABB

Mulato escuro AaBB ou AABb

Mulato médio AaBb ou AAbb oou aaBB

Mulato claro Aabb ou aaBb

Branco Aabb

Do cruzamento entre dois indivíduos duplo

heterozigoto, obtêm-se uma proporção fenotípica que pode

ser expressa segundo o gráfico abaixo.

2.6. Transmissão de herança alossômica ou sexual.

Os homens e as mulheres se diferenciam graças aos cromossomos sexuais. Cada indivíduo apresenta 46 cromossomos, que são cadeias de DNA associadas a proteínas. Dois desses cromossomos correspondem ao par sexual, que é o que vai determinar o sexo.

Nas mulheres, os cromossomos do par sexual são iguais e representados por XX. Já os homens possuem um cromossomo sexual X e outro que é chamado de Y, sendo assim, eles são XY. Sabe-se que, para que ocorra a fecundação, são necessários um gameta masculino e um feminino. O gameta masculino é o espermatozoide, enquanto o feminino é o óvulo. Cada um desses gametas apresenta apenas metade dos cromossomos da espécie humana, sendo assim, cada óvulo e cada espermatozoide apresentam apenas um cromossomo sexual.

Se a mulher é XX, todos os gametas femininos apresentam apenas um cromossomo sexual X. Já o homem apresenta gametas X e gametas Y. Vamos supor que um óvulo foi fecundado por um espermatozoide X, teremos um

bebê com o par sexual XX e, consequentemente, o casal terá uma menina.

As heranças alossômicas ou sexuais são

determinadas por genes localizados nos cromossomos X e/ou

Y. Nesses cromossomos, na hora da meiose, ocorre

pareamento apenas em uma porção, denominada região

homóloga. Por isso, eles são considerados parcialmente

homólogos, diferentemente dos autossomos que são

totalmente homólogos.

Os genes localizados no cromossomo X , na região

não homologa, são exclusivos do X, não existindo no Y;

assim, para os caracteres condicionados por esses genes, as

mulheres apresentam os dois alelos do gene (por terem 2

cromossomos X), enquanto os homens apresentam apenas

um alelo do gene, localizado no único X que eles têm. Esses

genes determinam a herança ligada ao sexo.

A região do cromossomo Y não homóloga em

relação ao cromossomo X é exclusiva do Y, encontrada

somente em indivíduos do sexo masculino e que são

transmitidos de pai para filhos. Os genes dessa região

condicionam, assim, a herança restrita ao sexo, característica

exclusiva de indivíduos do sexo masculino. Um bom exemplo

é o gene SRY (do inglês, sex-determining region Y),

descoberto em 1990, que determina o desenvolvimento dos

testículos; na ausência desse gene, formam-se ovários.

As regiões homólogas entre X e Y, possuem genes

que estão presentes em ambos os sexos. Fala-se em herança

parcialmente ligada ao sexo, que é idêntica, na prática, à

herança autossômica.

24533

Fêmeas de mamíferos possuem dois cromossomos

X, enquanto machos possuem apenas um. Isto levou à evolução de um mecanismo de compensação de dose (hipótese de Lyon) que resulta na inativação do cromossomo X, um importante evento epigenético que deve ocorrer em células somáticas femininas de todos os mamíferos.

A inativação de um

cromossomo X em fêmeas equaliza a expressão gênica entre os sexos. Em mamíferos placentários, a inativação do cromossomo X, afeta o cromossomo X paterno ou materno de uma maneira aleatória durante o desenvolvimento embrionário, gerando adultos de dois tipos celulares, caso

a mulher seja heterozigótica para um par de alelos localizados no cromossomo X. Ou seja, nestes indivíduos, devido à escolha ao acaso do cromossomo X a ser inativado em cada célula somática, o organismo como um todo é um mosaico dos produtos gênicos ligados ao X. O cromossomo X assim condensado denomina-se cromatina sexual ou corpúsculo de Barr, constituindo um mecanismo citogenético de identificação do sexo.

2.6.1. Herança ligada ao sexo.

Assim como as heranças autossômicas, nas

heranças alossômicas é preciso considerar se essa é

determinada por gene recessivo ou dominante.

A) Herança alossômica dominante.

Não se distribui igualmente em homens e mulheres;

Não há transmissão de pai para filho;

Manifesta-se em homozigose ou heterozigose nas

mulheres e hemizigose nos homens;

Todas as filhas de um homem afetado serão afetadas.

Ex. raquitismo hipofosfatêmico (capacidade reduzida de

reabsorção tubular do fosfato)

B) Herança alossômica recessiva

A frequência é maior nos homens que nas mulheres;

Manifesta-se em hemizigose no homem e homozigose na

mulher;

Não há transmissão de pai para filho;

Todas as filhas de um homem afetado, serão no mínimo

portadora;

Mãe que apresenta a herança, transmite para todos os

filhos homens;

• Um casal normal pode ter filhos com a doença. Neste

caso a mãe é portadora do alelo.

Ex. Hemofilia, daltonismo, adrenoleucodistrofia

O daltonismo. É uma perturbação da percepção visual

caracterizada pela incapacidade de diferenciar todas ou

algumas cores, manifestando-se muitas vezes pela

dificuldade em distinguir o verde do vermelho. Esta

perturbação é causada por ausência ou menor número de

alguns tipos de cones ou por uma perda de função parcial ou

total destes.

24633

Fenótipos Genótipos

Mulher normal XDXD

Mulher portadora XDXd

Mulher daltônica XdXd

Homem normal XDY

Homem daltônico XdY

A hemofilia consiste em um quadro de intensa

hemorragia, que surge em função da ausência de

determinados fatores (fator VIII e fator XIX) necessários à

coagulação do sangue. A pessoa com hemofilia não sangra

mais rapidamente que a pessoa normal, porém o

sangramento dura muito mais tempo.

Fenótipos Genótipos

Mulher normal XHXH

Mulher portadora XHXh

Mulher hemofílica XhXh

Homem normal XHY

Homem hemofílico XhY

A Distrofia muscular de Duchenne (DMD) é uma

doença caracterizada por perda generalizada e progressiva

da musculatura esquelética, em função da falta de uma

enzima, a distrofina, que leva à perda da marcha entre os 8-

12 anos e ao óbito, geralmente no final da adolescência. A

DMD é transmitida pela mãe normal portadora em 65% dos

casos, e afeta apenas indivíduos do sexo masculino.

Adrenoleucodistrofia (ADL) é outro exemplo de doença

genética ligada ao sexo que segue o mesmo padrão de

transmissão da DMD (ver o filme “Óleo de Lorenzo”).

2.7. Transmissão das heranças sanguíneas.

Os grupos sanguíneos são heranças genéticas determinadas por genes localizados em cromossomos autossômicos, portanto seguem o padrão de transmissão autossômica. Conforme discutido em aulas anteriores, a identificação dos sistemas de grupo sanguíneo ABO e Rh, dependem da presença de antígenos localizados na membrana dos eritrócitos e, a produção desses antígenos ocorre de acordo com a presença de genes conforme se observa a seguir.

2.7.1. A genética do sistema ABO.

Os quatro fenótipos do sistema ABO (A, B, AB e O), são determinados por um gene que se apresenta em três

formas alélicas IA , IB e i. Trata-se, portanto de um caso de alelos múltiplos ou polialelia, embora cada antígeno e, portanto, cada fenótipo seja determinado por apenas um par de alelos. Antígenos e os grupos sanguíneos do sistema ABO

A herança do sistema ABO segue a genética

mendeliana simples. Alguns alelos exercem relações de dominância sobre outros, enquanto que alguns são co-dominantes. Por exemplo, os alelos IA e IB são co- dominantes entre si, isto é, ambos se manifestam no fenótipo. No entanto, estes mesmos alelos (IA e IB) são dominantes em relação ao alelo i.

Alelos Genótipos Fenótipos Aglutinogênio Aglutinina

IA IAIA IAi Grupo A A Anti-B

IB IBIB IBi Grupo B B Anti-A

IAe IB

IAIB Grupo AB A e B ----------

i ii Grupo O ------------ Ambos

Uma forma de se determinar, laboratorialmente, o

tipo de sangue é por meio da tipagem, em que se utiliza

anticorpos específicos (Anti-A e Anti-B) analisando reações de

aglutinação, que eventualmente podem acontecer caso

ocorra interação entre antígenos presentes na hemácias, do

sangue que se quer determinar com os anticorpos utilizados

na técnica de tipagem sanguínea, conforme esquema abaixo.

24733

As transfusões compatíveis para o sistema ABO. Em

transfusões “normais” a incompatibilidade ocorre entre o

antígeno do doador com o anticorpo do receptor. Desta

forma, é possível prever transfusões compatíveis e

incompatíveis, conforme quadro abaixo.

Nota. Indivíduos do grupo O, como não possuem

aglutinogênios em suas hemácias, e por esta razão podem

doar sangue para qualquer grupo, enquanto que indivíduos

do grupo AB, por não apresentarem aglutininas em seu

plasma, podem receber sangue de qualquer grupo.

2.7.2. A genética do sistema Rh.

A descrição do sistema de grupos sanguíneos ABO permitiu transfusões sanguíneas bem-sucedidas em grande parte dos casos. Mas uma parte destas transfusões continuou a resultar em mortalidade, sem se saber exatamente a causa até 1939, quando as transfusões eram baseadas apenas na compatibilidade do sistema de grupos sanguíneos ABO.

No final da década de 1930 e início da década de 1940, duas pesquisas significativas resultaram na definição do mais extenso sistema de grupo sanguíneo conhecido, o sistema RH. Na primeira, Levine e Stetson descreveram uma reação transfusional hemolítica, na qual uma paciente grávida havia recebido sangue ABO específico do esposo e gerado um natimorto. O fator estimulante que sensibilizou a paciente foi encontrado nos eritrócitos do marido.

Na segunda pesquisa, em 1940, um ano após a primeira, Landsteiner e Levine injetaram hemácias do macaco Rhesus (atualmente Macaca mulatta) em coelhos e porquinhos-da-índia. Houve aglutinação das hemácias do sangue do macaco com os anticorpos produzidos pelos animais. As hemácias do macaco apresentavam um fator específico, ou seja, um antígeno que foi denominado de fator Rh, que induzia os animais a produzir os anticorpos anti-Rh. Landsteiner observou que o soro com aglutininas (anti-Rh) resultantes da sensibilização também aglutinava o sangue da maioria dos homens. Os sangues que reagiam com esse soro foram chamados Rh positivo e os que não reagiam, Rh negativo.

Várias teorias já foram elaboradas para explicar as

bases genéticas deste sistema e deram origem a diferentes

nomenclaturas. Para fins didáticos utilizaremos a

nomenclatura de Winer que considera o sistema RH como um

caso de dominância completa entre dois genes (R e r). A

presença do alelo R possibilita a produção do fator Rh na

membrana dos eritrócitos, determinando o grupo Rh positivo,

conforme quadro abaixo.

Alelos Genótipos Fenótipos Antígeno Anticorpo

R

RR, Rr Rh

positivo

Fator Rh ---------

r RR Rh

negativo -------

Produz anti

Rh, em caso

de

sensibilização.

Ao contrário do sistema ABO, os anticorpos anti-Rh

não estão presentes naturalmente no soro dos indivíduos.

Estes anticorpos são produzidos quando um indivíduo Rh

negativo entra em contato com sangue Rh positivo. Isto pode

acontecer por transfusão sanguínea em homens e mulheres.

Nas mulheres, ainda, a produção de anticorpos anti-Rh pode

ser o resultado de uma sensibilização por hemácias Rh-

positivas do feto durante o parto ou num aborto. Desta forma

a maioria das reações transfusionais hemolíticas relacionadas

com o fator Rh podem ser evitadas transfundindo sangue de

indivíduos Rh negativos para indivíduos também Rh

negativos ou de indivíduos Rh negativos para Rh positivo

(RAPAPORT, 1990).

Comentário. O sangue de um indivíduo do grupo O, por não possuir antígeno, teoricamente deveria ser seguro para qualquer receptor. No entanto, isto nem sempre deve ser considerado. O sangue do grupo O, em grandes quantidades, contém um elevado índice de anticorpos anti-A e anti-B em seu plasma e pode, por isso, hemolisar as hemácias do receptor. Neste sentido, é mais seguro que as transfusões sanguíneas sejam efetuadas com sangue de grupos específicos, ou seja, A para A, B para B e assim por diante, para que não exista nenhum risco de hemólise das células transportadas.

24833

Doença Hemolítica do Recém-Nascido (DHRN) ou

Eritroblastose Fetal (EF).

A EF é uma doença resultante da incompatibilidade

materno fetal, relacionada ao sistema Rh de grupo

sanguíneo, no qual anticorpos maternos do tipo IgG

(atravessam a placenta) destroem as hemácias fetais quando

estas apresentam fator Rh. Naturalmente, para que a

situação descrita ocorra, é necessário que a mãe seja RH

negativa e o filho Rh positivo, o que só será possível se o pai

for Rh positivo.

Três etapas são necessárias para que ocorra a

DHRN: a imunização feto-materna, a passagem de anticorpos

maternos para a circulação fetal e a destruição das hemácias

fetais sensibilizadas.

Prevenção contra a DHRN. O grande marco na prevenção

da eritroblastose ocorreu no ano de 1969. A partir desta data,

começou a ser administrado o soro anti-D (imunoglobulina

anti-Rh) às mães negativas até as 72 horas seguintes de dar

à luz um filho Rh positivo. Com isto é inibida a imunização da

mãe Rh negativo e se previne a anemia hemolítica no

próximo filho. A aplicação de soro contendo anticorpos anti-

Rh na mãe, configura um quadro de imunização passiva,

portanto não duradoura, o que significa dizer que numa

próxima gestação, a mesma medida deverá ser tomada caso

o feto seja Rh positivo.

Prevenção contra a DHRN

Nota: Um aspecto interessante relacionado à proteção da eritroblastose é que a incompatibilidade materno-fetal em relação ao sistema ABO pode proteger o feto da doença. Desta forma, se a mãe for do grupo O, e o feto

do grupo B, por exemplo, os anticorpos anti B da mãe podem destruir os eritrócitos que contenham o aglutinogênio B, antes que estes sensibilizem a mãe com relação ao fator Rh, conferindo assim uma proteção natural contra a DHRN.

24933

VERIFICAÇÃO DE APRENDIZAGEM 16. (ENEM)

No heredograma, os símbolos preenchidos

representam pessoas portadoras de um tipo raro de doença

genética. Os homens são representados pelos quadrados e

as mulheres, pelos círculos.

Qual é o padrão de herança observado para essa

doença?

a) Dominante autossômico, pois a doença aparece em

ambos os sexos.

b) Recessivo ligado ao sexo, pois não ocorre a transmissão

do pai para os filhos.

c) Recessivo ligado ao Y, pois a doença é transmitida dos

pais heterozigotos para os filhos.

d) Dominante ligado ao sexo, pois todas as filhas de

homens afetados também apresentam a doença.

e) Codominante autossômico, pois a doença é herdada

pelos filhos de ambos os sexos, tanto do pai quanto da

mãe.

17. (ENEM) Os vegetais biossintetizam determinadas

substâncias (por exemplo, alcaloides e flavonoides), cuja

estrutura química e concentração variam num mesmo

organismo em diferentes épocas do ano e estágios de

desenvolvimento.

Muitas dessas substâncias são produzidas para a

adaptação do organismo às variações ambientais (radiação

UV, temperatura, parasitas, herbívoros, estímulo a

polinizadores etc.) ou fisiológicas (crescimento,

envelhecimento etc.).

As variações qualitativa e quantitativa na

produção dessas substâncias durante um ano são

possíveis porque o material genético do indivíduo:

a) Sofre constantes recombinações para adaptar-se.

b) Muda ao longo do ano e em diferentes fases da vida.

c) Cria novos genes para biossíntese de substâncias

específicas.

d) Altera a sequência de bases nitrogenadas para criar

novas substâncias.

e) Possui genes transcritos diferentemente de acordo com

cada necessidade.

18. (ENEM) A figura seguinte representa um modelo de

transmissão da informação genética nos sistemas biológicos.

No fim do processo, que inclui a replicação, a transcrição e a

tradução, há três formas proteicas diferentes denominadas a,

b e c.

Depreende-se do modelo que:

a) A única molécula que participa da produção de proteínas

é o DNA.

b) O fluxo de informação genética, nos sistemas biológicos,

é unidirecional.

c) As fontes de informação ativas durante o processo de

transcrição são as proteínas.

d) É possível obter diferentes variantes proteicas a partir de

um mesmo produto de transcrição.

e) A molécula de DNA possui forma circular e as demais

moléculas possuem forma de fita simples linearizadas.

19. (ENEM) Em um experimento, preparou-se um conjunto

de plantas por técnica de clonagem a partir de uma planta

original que apresentava folhas verdes. Esse conjunto foi

dividido em dois grupos, que foram tratados de maneira

idêntica, com exceção das condições de iluminação, sendo

um grupo exposto a ciclos de iluminação solar natural e outro

mantido no escuro. Após alguns dias, observou-se que o

grupo exposto à luz apresentava folhas verdes como a planta

original e o grupo cultivado no escuro apresentava folhas

amareladas.

Ao final do experimento, os dois grupos de plantas

apresentaram:

a) Os genótipos e os fenótipos idênticos.

b) Os genótipos idênticos e os fenótipos diferentes.

c) Diferenças nos genótipos e fenótipos.

d) O mesmo fenótipo e apenas dois genótipos diferentes.

e) O mesmo fenótipo e grande variedade de genótipos.

20. (ENEM) Mendel cruzou plantas puras de ervilha com

flores vermelhas e plantas puras com flores brancas, e

observou que todos os descendentes tinham flores

vermelhas. Nesse caso, Mendel chamou a cor vermelha de

dominante e a cor branca de recessiva. A explicação oferecida

por ele para esses resultados era a de que as plantas de flores

vermelhas da geração inicial (P) possuíam dois fatores

dominantes iguais para essa característica (VV), e as plantas

de flores brancas possuíam dois fatores recessivos iguais

(vv). Todos os descendentes desse cruzamento, a primeira

geração de filhos (F1), tinham um fator de cada progenitor e

eram Vv, combinação que assegura a cor vermelha nas

flores.

25033

Tomando-se um grupo de plantas cujas flores são

vermelhas, como distinguir aquelas que são VV das

que são Vv?

a) Cruzando-as entre si, é possível identificar as plantas que têm o fator v na sua composição pela análise de características exteriores dos gametas masculinos, os grãos de pólen.

b) Cruzando-as com plantas recessivas, de flores brancas. As plantas VV produzirão apenas descendentes de flores vermelhas, enquanto as plantas Vv podem produzir descendentes de flores brancas.

c) Cruzando-as com plantas de flores vermelhas da geração P. Os cruzamentos com plantas Vv produzirão descendentes de flores brancas.

d) Cruzando-as entre si, é possível que surjam plantas de flores brancas. As plantas Vv cruzadas com outras Vv produzirão apenas descendentes vermelhas, portanto as demais serão VV.

e) Cruzando-as com plantas recessivas e analisando as características do ambiente onde se dão os cruzamentos, é possível identificar aquelas que possuem apenas fatores V.

21. (ENEM) Anemia Falciforme é uma das doenças hereditárias mais prevalentes no Brasil, sobretudo nas regiões que receberam maciços contingentes de escravos africanos. É uma alteração genética, caracterizada por um tipo de hemoglobina mutante designada por hemoglobina S. Indivíduos com essa doença apresentam eritrócitos com formato de foice, daí o seu nome. Se uma pessoa recebe um gene do pai e outro da mãe para produzir a hemoglobina S ela nasce com um par de genes SS e assim terá a Anemia Falciforme. Se receber de um dos pais o gene para hemoblobina S e do outro o gene para hemoglobina A ela não terá doença, apenas o Traço Falciforme (AS), e não

precisará de tratamento especializado. Entretanto, deverá saber que se vier a ter filhos com uma pessoa que também herdou o traço, eles poderão desenvolver a doença. Disponível em: http://www.opas.org.br. Acesso em: 02 mai. 2009 (adaptado).

Dois casais, ambos membros heterozigotos do tipo

AS para o gene da hemoglobina, querem ter um filho cada.

Dado que um casal é composto por pessoas negras e o outro

por pessoas brancas, a probabilidade de ambos os casais

terem filhos (um para cada casal) com Anemia

Falciforme é igual a:

a) 5,05%.

b) 6,25%.

c) 10,25%.

d) 18,05%.

e) 25,00%.

22. (ENEM) A fenilcetonúria é uma doença hereditária autossômica recessiva, associada à mutação do gene PAH, que limita a metabolização do aminoácido fenilalanina. Por isso, é obrigatório, por lei, que as embalagens de alimentos, como refrigerantes dietéticos, informem a presença de fenilalanina em sua composição. Uma mulher portadora de mutação para o gene PAH tem três filhos normais, com um homem normal, cujo pai sofria de fenilcetonúria, devido à mesma mutação no gene PAH encontrada em um dos alelos da mulher.

Qual a probabilidade de a quarta criança gerada por esses pais apresentar fenilcetonúria? a) 0%

b) 12,5%

c) 25%

d) 50%

e) 75%

23. (ENEM) Antes de técnicas modernas de determinação

de paternidade por exame de DNA, o sistema de

determinação sanguínea ABO foi amplamente utilizado

como ferramenta para excluir possíveis pais. Embora restrito

à análise fenotípica, era possível concluir a exclusão de

genótipos também. Considere que uma mulher teve um filho

cuja paternidade estava sendo contestada. A análise do

sangue revelou que ela era tipo sanguíneo AB e o filho, tipo

sanguíneo B.

O genótipo do homem, pelo sistema ABO, que exclui

a possibilidade de paternidade desse filho é:

a) A AI I .

b) AI i.

c) B BI I .

d) BI i.

e) ii.

24. (ENEM) A mosca Drosophila, conhecida como mosca-

das-frutas, é bastante estudada no meio acadêmico pelos

geneticistas. Dois caracteres estão entre os mais estudados:

tamanho da asa e cor do corpo, cada um condicionado por

gene autossômico. Em se tratando do tamanho da asa, a

característica asa vestigial é recessiva e a característica asa

longa, dominante. Em relação à cor do indivíduo, a coloração

cinza é recessiva e a cor preta, dominante.

Em um experimento, foi realizado um cruzamento entre

indivíduos heterozigotos para os dois caracteres, do qual

foram geradas 288 moscas. Dessas, qual é a quantidade

esperada de moscas que apresentam o mesmo

fenótipo dos indivíduos parentais?

a) 288

b) 162

c) 108

d) 72

e) 54

25. (ENEM) Após a redescoberta do trabalho de Gregor

Mendel, vários experimentos buscaram testar a

universalidade de suas leis. Suponha um desses

experimentos, realizado em um mesmo ambiente, em que

uma planta de linhagem pura com baixa estatura (0,6 m) foi

cruzada com uma planta de linhagem pura de alta estatura

(1,0 m). Na prole (F1) todas as plantas apresentaram

estatura de 0,8 m. Porém, na F2 (F1 x F1) os pesquisadores

encontraram os dados a seguir.

25133

Altura da planta (em

metros) Proporção da prole

1,0 63

0,9 245

0,8 375

0,7 255

0,6 62

Total 1000

Os pesquisadores chegaram à conclusão, a partir da

observação da prole, que a altura nessa planta é uma

característica que:

a) Não segue as leis de Mendel.

b) Não é herdada e, sim, ambiental.

c) Apresenta herança mitocondrial.

d) É definida por mais de um gene.

e) É definida por um gene com vários alelos.

26. (ENEM) Em um hospital havia cinco lotes de bolsas de sangue, rotulados com os códigos l, II, III, IV e V. Cada lote continha apenas um tipo sanguíneo não identificado. Uma funcionária do hospital resolveu fazer a identificação utilizando dois tipos de soro, anti-A e anti-B. Os resultados obtidos estão descritos no quadro.

Código dos

lotes

Volume de sangue (L)

Soro anti-A Soro anti-B

I 22 Não

aglutinou Aglutinou

II 25 Aglutinou Não

aglutinou

III 30 Aglutinou Aglutinou

IV 15 Não

aglutinou Não

aglutinou

V 33 Não

aglutinou Aglutinou

Quantos litros de sangue eram do grupo sanguíneo do tipo A? a) 15 b) 25 c) 30 d) 33 e) 55 27. (ENEM) A distrofia muscular Duchenne (DMD) é uma doença causada por uma mutação em um gene localizado no

cromossomo X. Pesquisadores estudaram uma família na qual gêmeas monozigóticas eram portadoras de um alelo mutante recessivo para esse gene (heterozigóticas). O interessante é que uma das gêmeas apresentava o fenótipo relacionado ao alelo mutante, isto é, DMD, enquanto a sua irmã apresentava fenótipo normal. RICHARDS. C. S. et al. The American Journal of Human Genetics, n. 4, 1990 (adaptado).

A diferença na manifestação da DMD entre as gêmeas pode ser explicada pela:

a) Dominância incompleta do alelo mutante em relação ao alelo normal.

b) Falha na separação dos cromossomos X no momento

da separação dos dois embriões. c) Recombinação cromossômica em uma divisão celular

embrionária anterior à separação dos dois embriões.

d) Inativação aleatória de um dos cromossomos X em fase

posterior à divisão que resulta nos dois embriões. e) Origem paterna do cromossomo portador do alelo

mutante em uma das gêmeas e origem materna na outra.

28. (ENEM (LIBRAS)) A acondroplasia é uma forma de

nanismo que ocorre em 1 a cada 25.000 pessoas no

mundo. Curiosamente, as pessoas não anãs são homozigotas recessivas para o gene determinante dessa característica. João é um anão, filho de mãe anã e pai sem nanismo. Ele é casado com Laura, que não é anã.

Qual é a probabilidade de José e Laura terem uma filha anã? a) 0% b) 25% c) 50% d) 75% e) 100% 29. (ENEM 2ª APLICAÇÃO) Um jovem suspeita que não é filho biológico de seus pais, pois descobriu que o seu tipo

sanguíneo é O Rh negativo, o de sua mãe é B Rh positivo

e de seu pai é A Rh positivo.

A condição genotípica que possibilita que ele seja realmente filho biológico de seus pais é que: a) O pai e a mãe sejam heterozigotos para o sistema

sanguíneo ABO e para o fator Rh.

b) O pai e a mãe sejam heterozigotos para o sistema

sanguíneo ABO e homozigotos para o fator Rh.

c) O pai seja homozigoto para as duas características e a mãe heterozigota para as duas características.

d) O pai seja homozigoto para as duas características e a

mãe heterozigota para o sistema ABO e homozigota

para o fator Rh.

e) O pai seja homozigoto para o sistema ABO e

heterozigoto para o fator Rh e a mãe homozigota para

as duas características. 30. (ENEM PPL) Uma mulher deu à luz o seu primeiro filho e, após o parto, os médicos testaram o sangue da criança para a determinação de seu grupo sanguíneo. O sangue da

criança era do tipo O+. Imediatamente, a equipe médica aplicou na mãe uma solução contendo anticorpos anti-Rh, uma vez que ela tinha o tipo sanguíneo O-. Qual é a função dessa solução de anticorpos? a) Modificar o fator Rh do próximo filho. b) Destruir as células sanguíneas do bebê. c) Formar uma memória imunológica na mãe. d) Neutralizar os anticorpos produzidos pela mãe. e) Promover a alteração do tipo sanguíneo materno. 31. (ENEM PPL) O heredograma mostra a incidência de uma anomalia genética em um grupo familiar.

25233

O indivíduo representado pelo número 10, preocupado em transmitir o alelo para a anomalia genética a seus filhos, calcula que a probabilidade de ele ser portador desse alelo é de: a) 0% b) 25% c) 50% d) 67% e) 75% 32. (ENEM PPL) Os indivíduos de uma população de uma pequena cidade, fundada por uma família de europeus, são, frequentemente, frutos de casamentos consanguíneos. Grande parte dos grupos familiares dessa localidade apresenta membros acometidos por uma doença rara, identificada por fraqueza muscular progressiva, com início

aos 30 anos de idade. Em famílias com presença dessa doença, quando os pais são saudáveis, somente os filhos do sexo masculino podem ser afetados. Mas em famílias cujo pai é acometido pela doença e a mãe é portadora do gene, 50%

da descendência, independentemente do sexo, é afetada. Considerando as características populacionais, o

sexo e a proporção dos indivíduos afetados, qual é o tipo de herança da doença descrita no texto? a) Recessiva, ligada ao cromossomo X. b) Dominante, ligada ao cromossomo X. c) Recessiva, ligada ao cromossomo Y. d) Recessiva autossômica. e) Dominante autossômica.

25333

HABILIDADE 14. Identificar padrões em fenômenos e processos vitais dos organismos, como manutenção do equilíbrio interno, defesa, relações com o ambiente, sexualidade, entre outros.

HABILIDADE 15. Interpretar modelos e experimentos para explicar fenômenos ou processos biológicos em qualquer nível de organização dos sistemas biológicos

CONHECIMENTOS ASSOCIADOS: - Estrutura e fisiologia celular: membrana e citoplasma. Aspectos bioquímicos das estruturas celulares. Aspectos gerais do metabolismo celular.

Ao estudar fenômenos e analisar certos experimentos e modelos, é comum fazê-lo de forma fracionada. É importante destacar, todavia, que os processos vitais que ocorrem em nível celular são interdependentes, o que nos permite traçar a construção do conceito sistematizado de célula: um sistema que troca substâncias com o meio, que obtém energia e se reproduz. Compreende-se, desta forma, a teoria celular atualmente aceita, assim como se abre caminho para o entendimento da relação existente entre os processos celulares.

Em geral, os métodos utilizados para o estudo da célula, nos possibilitam uma melhor compreensão da mesma.

O método científico representa uma possibilidade de produção do conhecimento, podendo ser aplicado em diversas áreas, por exemplo, na elaboração de experimentos para o estudo da célula. A descoberta da existência da membrana, bem como da sua composição se deu a partir

desta metodologia. Os cientistas verificaram que eritrócitos submetidos a meios com diferentes concentrações, alteravam seu volume, o que representava uma evidência da existência de um envoltório celular. Após esta constatação, experimentos foram feitos no sentido de possibilitar o rompimento dos eritrócitos para se estudar a composição química deste envoltório, que seguramente seria da membrana celular, pois como se sabe, os eritrócitos são desprovidos de qualquer forma de membrana interna. Seria esse um padrão? Células de diferentes organismos agiriam da mesma forma quando submetidas às mesmas variações de concentração?

Figura 1. Hemácias em diferentes meios. Disponível em: https://www.infoenem.com.br

A partir da análise de resultados de muitos estudos, o conhecimento acerca da membrana foi determinante para entender como certas doenças podem atingir tal estrutura. Sabe-se, por exemplo, que algumas delas agem contra as

proteínas do corpo, que são essenciais para os canais iônicos e para os receptores do interior da membrana. A

compreensão sobre as organelas citoplasmáticas permite criar medicamentos que estimulem ou bloqueiem determinadas funções celulares no combate a agentes invasores. Estudos abrangentes sobre a célula, que incluem o núcleo, assumem importância na medida em que as técnicas de engenharia genética se desenvolvem e possibilitam o tratamento de doenças congênitas, melhoramento genético de animais e plantas e um mapeamento mais preciso sobre as tendências patológicas de acordo com o desenvolvimento celular. Portanto, mais uma vez é reforçada a necessidade de analisar os processos celulares a partir de uma perspectiva holística.

A célula possui setores: um limite celular, representado pela membrana plasmática, que separa o conteúdo da célula do meio externo; o citoplasma, onde se encontram as organelas celulares; e um núcleo contendo o material genético. Vamos começar pelo setor responsável

pela delimitação celular.

1. MEMBRANA PLASMÁTICA. As biomembranas são estruturas laminares

organizadas, compostas principalmente de lipídeos e proteínas que definem os limites entre as células e o ambiente extracelular. Elas formam barreiras de permeabilidade seletiva, que regulam a composição molecular e iônica do meio intracelular. As biomembranas possuem muitas enzimas e sistemas de transporte importantes. Alguns tipos especializados de membranas geram gradientes iônicos que podem transmitir sinais elétricos e além disso, na superfície externa das células, estão localizados muitos sítios receptores ou de reconhecimento, que podem interagir com outras moléculas ou mesmo com outras células.

A disposição das moléculas na membrana plasmática foi elucidada somente após alguns anos, sendo que os lipídios formam uma camada dupla e contínua, no meio da qual se encaixam moléculas de proteína. A dupla camada de fosfolipídios é fluida, de consistência oleosa, e as proteínas mudam de posição continuamente, como se fossem peças de um mosaico. Esse modelo foi sugerido por dois pesquisadores, Singer e Nicholson, e recebeu o nome de Modelo Mosaico Fluido.

Figura 2. Membrana plasmática. Disponível em: https://biologianet.uol.com.br

O modelo de mosaico fluido é assim chamado devido ao fato de admitir que a membrana não é uma estrutura rígida, existindo movimentos das moléculas que a constituem, dotando-a, assim, de grande fluidez. Os fosfolípidos são moléculas anfipáticas, isto é, possuem uma extremidade polar, hidrofílica, e uma extremidade apolar,

Aula 05

25433

hidrofóbica. A membrana plasmática tem três funções principais: revestimento, proteção e permeabilidade

seletiva, sendo esta última sua função mais comum. Ela seleciona quais são as substâncias que vão entrar e sair da célula.

Como os meios intra e extracelular são aquosos, as moléculas de fosfolípidos dispõem-se na membrana formando uma bicamada fosfolipídica. As extremidades polares ficam voltadas, respectivamente, para os meios intra e extracelulares e as extremidades apolares ficam voltadas para o interior da membrana, frente a frente. As proteínas da membrana plasmática exercem grandes variedades de funções, algumas delas exemplificadas na figura a seguir.

Figura 3. Funções das proteínas de membrana. Disponível em: http://slideplayer.com.br

1.1. As especializações da membrana.

A membrana plasmática possui várias

especializações, seja ela de um organismo unicelular ou

pluricelular, estas especializações são variadas em relação às designações celulares.

Microvilosidades: é uma frágil protuberância que se estende pela membrana, ampliando a superfície de absorção. Ela se dá nas células epiteliais do intestino.

Invaginações de base: são atividades que acontecem na base das células, e podemos encontrá-las nas cavidades renais, pois elas exercem a função de reabsorver a água dos rins.

Desmossomos e interdigitações: aumentam a superfície de adesão celular.

Plasmodesmos: atuam como pontes citoplasmáticas.

1.2. Tipos de transporte.

A passagem de substâncias através das membranas

celulares envolve vários mecanismos. Moléculas pequenas e apolares, como, por exemplo, O2, CO2, nitrogênio (N2), benzeno e óxido nítrico (NO), e moléculas pequenas, polares e não carregadas, como H2O, ureia, glicerol e etanol, atravessam rapidamente a membrana por difusão simples, deslizando entre as moléculas de lipídios a favor do gradiente de concentração.

Figura 4. Difusão simples. Disponível em: http://biosuperblog.blogspot.com

Moléculas carregadas, como íons, aminoácidos e

nucleotídeos, e moléculas não carregadas maiores, como a glicose e a sacarose, precisam da intermediação de proteínas da membrana para o transporte. Quando esse transporte é a favor do gradiente eletroquímico é denominado difusão

facilitada.

Figura 5. Difusão facilitada. Disponível em: https://rachacuca.com.br

Como a difusão simples e a difusão facilitada não

envolvem o dispêndio de energia, são consideradas situações de transporte passivo. Em experimentos com células animais e vegetais, é possível analisar o transporte passivo por osmose, no qual a água passa pela membrana plasmática de um meio hipotônico (menor concentração de soluto) para um hipertônico (maior concentração de soluto). A osmose ocorre em vários sistemas da natureza. Nas células do corpo humano, a osmose é um processo de extrema importância, agindo na concentração de sais nas células, por exemplo.

Para analisar o comportamento osmótico das células, algumas experimentações podem ser feitas. Se a célula estiver em meio hipertônico, a água irá em direção ao meio que estiver mais concentrado, neste caso, a célula perderá água, deixando-a murcha. Se a célula estiver em

meio hipotônico, tende a receber água. Essa entrada de água força a expansão da membrana plasmática, e no caso da célula animal, a membrana irá se romper, causando a "lise celular". No caso da célula vegetal, o vacúolo vai exercer a chamada “pressão de turgência”, pressionando a água para fora da célula. Se a célula (tanto animal quanto vegetal) estiver em uma região isotônica, nada acontece.

25533

Figura 6. Osmose nas células animal e vegetal. Disponível em: http://profegabrieladabio.blogspot.com

Na difusão simples, a velocidade do transporte é

diretamente proporcional à concentração da molécula transportada. Já no transporte mediado por carreador, a velocidade de transporte se aproxima de um valor máximo quando a proteína carreadora está saturada (todos os sítios ligantes estão ocupados), pois este transporte depende da ligação da molécula a ser transportada à proteína carreadora.

Figura 7. Gráfico comparativo de velocidade em cada processo de difusão. Disponível

em: http://lyndonbatista2.blogspot.com

Já o transporte de substâncias pelas proteínas

transportadoras contra um gradiente eletroquímico envolve a quebra de ATP e é denominado transporte ativo. É o caso do transporte de Na+ e K+ pela Bomba de Sódio e Potássio. Medindo-se a concentração de dois importantes íons para a célula, Na+ e K+, verifica-se maior concentração de íons Na+ no líquido extracelular, quando comparado com o meio intracelular, acontecendo o contrário com os íons K+.

Esses íons atravessam normalmente a membrana celular pelo processo de difusão facilitada. Assim, se não houvesse um processo ativo capaz de manter essa diferença de concentração, os íons Na+ e K+ tenderiam a igualar suas concentrações dentro e fora da célula. Utilizando energia, os

íons sódio, que penetram a célula por difusão facilitada, são levados para o meio extracelular, enquanto os íons potássio, que saem da célula por difusão facilitada, são levados para o meio intracelular.

Figura 8. Bomba de sódio e potássio. Disponível em: http://fisiologiaessencial.blogspot.com

A manutenção de maior concentração de K+ no

interior da célula e de Na+ fora dela é fundamental para o metabolismo celular. Os íons K+ são importantes em alta concentração na célula, pois são necessários na síntese de proteínas e em algumas etapas da respiração. No entanto, a alta concentração de íons K+ dentro da célula pode trazer problemas osmóticos, pois ela se torna hipertônica. O bombeamento de Na+ para fora da célula atua de modo a compensar essa necessidade de alta concentração de K+ dentro da célula, resolvendo um problema osmótico. Além disso, a bomba de sódio e potássio é importante na produção de diferença de cargas elétricas nas membranas, especialmente de células nervosas e musculares, propiciando a transmissão de impulsos elétricos através dessas células.

Existem alguns transportes que envolvem uma quantidade maior de moléculas, também chamado de “transporte em bloco”. A entrada de substâncias na célula

com a invaginação da membrana plasmática é denominada endocitose, enquanto a saída de substâncias pela fusão de vesículas à membrana é a exocitose. A fagocitose é um mecanismo utilizado para a obtenção de alimento ou captura de patógenos. A pinocitose ocorre praticamente em todos os tipos celulares. Os processos envolvidos no transporte em quantidade estão esquematizados a seguir.

Figura 9. Transporte em bloco/quantidade. Disponível em: http://claudioparis.com

25633

2. CITOPLASMA.

O Citoplasma celular é a região localizada entre a membrana plasmática e o núcleo. Diferente do que se acreditava antigamente, o citoplasma não é homogêneo, ele é composto por estruturas que podem ser diferenciadas com auxílio da microscopia. A composição citoplasmática dá-se pelo conjunto de: citosol, citoesqueleto e organelas citoplasmáticas. No entanto, essa composição é variável dependendo do tipo de célula (bactéria, fungo, planta, animal).

A sustentação e o formato da célula cabem ao citoesqueleto, conjunto de filamentos e finíssimos túbulos de proteínas presentes no citosol, permitindo o seu movimento e transporte de substâncias. Sua composição é basicamente estruturada por dois tipos de filamentos proteicos: os microfilamentos e os microtúbulos, possibilitando uma conformação extremamente dinâmica que se restaura continuamente agregando e desagregando seus

constituintes.

2.1. Organelas citoplasmáticas As células possuem estruturas (organelas

citoplasmáticas) em seu interior, as quais são responsáveis por diversas funções distintas de importância vital para os organismos, havendo nas células eucarióticas um complexo sistema de membranas em relação às procarióticas.

As estruturas celulares podem ser estudadas a partir de diversos experimentos. A radioautografia pode ser aplicada como uma técnica citoquímica para a detecção de isótopos radioativos. Baseia-se na sensibilidade das emulsões fotográficas às radiações ionizantes. Como não existem átomos radioativos nas células, pode-se seguir, pela radiografia, a incorporação e a migração de compostos radioativos introduzidos nas células com finalidades experimentais (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2000).

A síntese proteica está relacionada a duas organelas: ribossomos e retículo endoplasmático rugoso (que possui esse nome justamente por conter ribossomos aderidos a sua superfície). As proteínas sintetizadas vão para o complexo de Golgi, onde são acrescentados resíduos de açúcares, um processo denominado glicosilação. Elas podem ser ainda sulfatadas, fosforiladas ou sofrerem processamento proteolítico, que as converte em proteínas ativas.

O Golgi realiza o empacotamento e a distribuição das macromoléculas para a secreção, para a membrana

plasmática ou para outras organelas, dependendo do sinal (proteínas especificas) que as vesículas possuem na sua membrana. Vesículas que brotam do Golgi e possuem proteínas sinais na membrana específicas para os lisossomos, vão em direção a essa organela, onde ocorre a digestão de partículas captadas por fagocitose ou endocitose, por ação de enzimas hidrolíticas provenientes dos lisossomos. Uma vez concluída a hidrólise dessas partículas, os açúcares simples, os aminoácidos e outros monômeros passam para o citosol, constituindo nutrientes para a célula. Os resíduos resultantes da digestão são exocitados.

Figura 10. Citoplasma e algumas de suas organelas. Disponível em: http://www.ebah.com.br

É importante destacar que os lisossomos são originados no Complexo de Golgi e podem digerir substâncias que vêm de fora da célula (heterofagia) ou mesmo da própria célula (autofagia). Em alguns casos, o lisossomo pode se romper e suas enzimas digestivas promovem a morte da célula (autólise). Nos girinos, sinais químicos são emitidos para as células da cauda, levando vários lisossomos a realizarem autólises sucessivas que irão destruir as organelas das células e consequentemente a cauda do girino.

Figura 11. Relação entre quantidade de enzimas presentes nos lisossomos e regressão da cauda do girino. Disponível em: https://www.coladaweb.com

A radioautografia proporcionou condições para visualizar processos bioquímicos ao permitir que o investigador determine a localização do material marcado radioativamente no interior de uma célula. Por exemplo, para determinar os locais onde as proteínas são sintetizadas, os pesquisadores Palade e Jamieson incubaram pedaços de tecido pancreático em uma solução contendo aminoácidos radioativos por um curto período. Durante esse período, aminoácidos marcados foram retirados pelas células vivas e incorporados pelas enzimas digestivas enquanto eram sintetizados nos ribossomos. Os tecidos foram fixados, e a localização das proteínas que foram sintetizadas durante a curta incubação com aminoácidos marcados foi determinada autoradiograficamente. Utilizando essa abordagem, descobriu-se que o retículo endoplasmático rugoso era o local da síntese de proteínas de secreção.

25733

Muitas substâncias que passam pelo Complexo de Golgi serão eliminadas da célula, indo atuar em diferentes partes do organismo. É o que ocorre, por exemplo, com as enzimas digestivas produzidas e eliminadas pelas células de diversos órgãos (estômago, intestino, pâncreas etc.).

Outras substâncias, tais como o muco que lubrifica as superfícies internas do nosso corpo, também são processadas e eliminadas pelo aparelho de Golgi. Assim, o principal papel dessa estrutura citoplasmática é a eliminação de substâncias que atuam fora da célula, processo genericamente denominado secreção celular. O Complexo de Golgi também desempenha um papel importante na formação dos espermatozoides. Estes contêm bolsas repletas de enzimas digestivas, que irão perfurar as membranas do óvulo e permitir a fecundação. A bolsa de enzimas do espermatozoide maduro, originada no Complexo de Golgi, é o acrossomo. Além do retículo endoplasmático rugoso, há o retículo endoplasmático liso, o qual contém enzimas para a síntese de lipídios, inclusive dos fosfolipídios da membrana celular e dos hormônios esteroides. Ele está ainda envolvido na formação e na reciclagem da membrana e, em algumas células, no sequestro de cálcio. Essa organela também é a responsável pelo metabolismo do glicogênio e a detoxificação de certas drogas, inclusive álcool. O etanol, ou mesmo algumas drogas (como sedativos), quando ingeridos em excesso ou com frequência, induzem à proliferação do retículo endoplasmático liso e de suas enzimas. Isso aumenta a tolerância do organismo à substância, o que significa que doses cada vez mais altas são necessárias para que ela possa fazer efeito.

Esse aumento de tolerância a uma substância pode trazer como consequência o aumento da tolerância a outras substâncias úteis ao organismo, como é o caso de antibióticos. Esse é uma alerta importante para que se possa entender parte dos problemas decorrentes da excessiva ingestão de bebidas alcoólicas e do uso de medicamentos sem prescrição e controle médico. Ainda nessa perspectiva de detoxificação, outra organela desempenha esse importante papel: o peroxissomo, que contém alguns tipos de enzimas digestivas.

Sua semelhança com os lisossomos fez com que fossem confundidos com eles até bem pouco tempo. Entretanto, hoje se sabe que os peroxissomos diferem dos lisossomos principalmente quanto ao tipo de enzimas que possuem. Os peroxissomos, além de conterem enzimas que degradam gorduras e aminoácidos, têm também grandes quantidades da enzima catalase, que converte o peróxido de hidrogênio, popularmente conhecido como água oxigenada (H2O2), em água e gás oxigênio. 2 H2O2 + Enzima Catalase 2H2O + O2

A água oxigenada se forma normalmente durante a degradação de gorduras e de aminoácidos, mas, em grande

quantidade, pode causar lesões à célula.

Para desempenhar funções, as células precisam de energia. Esta energia é armazenada em moléculas de ATP (adenosina trifosfato), proveniente da respiração celular.

Figura 12. Molécula de ATP. Disponível em: https://blogdoenem.com.br

A molécula de ATP não pode ser estocada, ela precisa ser utilizada praticamente de imediato pela célula. Para o estoque de energia em longo prazo, a célula utilizará as moléculas de carboidrato e de lipídios. Quando a célula precisa de energia, por exemplo, para fazer funcionar uma bomba de sódio e potássio, ela irá quebrar a molécula de ATP. Essa quebra é bastante simples, uma vez que é feita por hidrólise (quebra pela água). Assim, quebra-se a ligação entre o 2º e o 3º grupo fosfato e libera-se a energia que mantinha esses dois grupamentos ligados. Dessa maneira, ao fim da quebra dessa molécula, temos um grupo fosfato livre e uma molécula de ADP – adenosina difosfato (“di” porque a molécula passa a ter apenas dois grupamentos fosfato).

Figura 13. Quebra da molécula de ATP. Disponível em: https://blogdoenem.com.br

A produção de ATP é considerada um anabolismo, pois é um processo de síntese de uma molécula. Já a quebra de ATP em ADP + grupo fosfato é considerada uma reação de catabolismo, pois quebra uma molécula para produzir energia. A organela responsável pela produção energética é a mitocôndria. Um processo que demanda quantidade significativa de energia é a divisão celular, onde os centríolos, organelas não membranosas, assumem papel crucial: a organização do fuso mitótico. A respiração celular se divide em duas fases: a anaeróbia, que compreende a etapa da glicólise, que ocorre na ausência do oxigênio no citoplasma das células eucariótica e procariótica, e aeróbia que ocorre na presença do oxigênio. A fase aeróbia divide-se em duas etapas: o ciclo de Krebs que ocorre na matriz mitocondrial das células eucarióticas e no citoplasma das células procarióticas, e a cadeia respiratória

A silicose, uma doença causada pela inalação de finas partículas de sílica cristalina é caracterizada por

inflamação e cicatrização em forma de lesões nodulares nos lóbulos superiores do pulmão. A sílica depositada nos alvéolos pulmonares pode causar o rompimento dos lisossomos (expondo suas enzimas) e culminar na destruição das células. Por ser uma doença que afeta mineiros, especialmente, mineiros e trabalhadores da construção civil, em 2004 ficou proibido o jateamento que utilize areia seca ou úmida como abrasivo, visando evitar que trabalhadores contraíssem a silicose ocasionada pelo pó de tais aparelhos.

25833

que ocorre nas cristas mitocondriais e próximas à face interna da membrana plasmática, em eucariotos e procariotos,

respectivamente. A quantidade e a localização das mitocôndrias estão relacionadas à necessidade energética das células, sendo que são abundantes naquelas que demandam energia e são concentradas em regiões na célula onde a energia é requerida.

Figura 14. Esquema simplificado da respiração celular. Disponível em:

Um fato muito curioso sobre a mitocôndria, que também pode ser encontrado no cloroplasto é a presença de DNA próprio. Isso é explicado pela teoria da endossimbiose, pois se acredita que mitocôndrias e cloroplastos são descendentes de organismos procariontes autotróficos que foram capturados e adotados por alguma célula, vivendo, assim, em simbiose.

A célula vegetal, no que diz respeito às organelas, é semelhante às células animais, porém apresenta algumas estruturas características. É o caso da parede celular, (estrutura rígida composta de celulose, que dá resistência às células vegetais) e do vacúolo (estrutura relacionada ao armazenamento de água e outras substâncias). Desde a germinação, as células de algumas plantas contam com uma organela especial, o glioxissomo, cuja função é converter lipídios armazenados na semente em açúcares para serem consumidos durante o processo de germinação. Dessa forma, a planta dispõe de fonte de energia para seu metabolismo enquanto não surgem as folhas, indispensáveis para a fotossíntese. Por falar nas folhas, na maioria das vezes é lá que se encontra o cloroplasto, que é dotado de clorofila e tem relação direta com o processo de fotossíntese. A luz é necessária para a formação de cloroplastos (que são provenientes de células específicas, os plastos). Se uma semente germinar no escuro, as folhas da planta recém-nascida serão amareladas, e em suas células não serão encontrados cloroplastos maduros. Os plastos também podem armazenar substâncias importantes para a célula vegetal, por exemplo, amido.

Figura 15. O estiolamento de plantas que crescem no escuro (B, C, D): compare com a

planta que cresce em presença de luz (A).

VERIFICAÇÃO DE APRENDIZAGEM 33. (ENEM) Os sapos passam por uma metamorfose

completa. Os girinos apresentam cauda e brânquias externas, mas não têm pernas. Com o crescimento e desenvolvimento do girino, as brânquias desaparecem, as pernas surgem e a cauda encolhe. Posteriormente, a cauda desaparece por apoptose ou marte celular programada, regulada por genes, resultando num sapo adulto jovem. A organela citoplasmática envolvida diretamente no desaparecimento da cauda é o: a) Ribossomo. b) Lisossomo. c) Peroxissomo. d) Complexo golgiense. e) Retículo endoplasmático. 34. (ENEM) Um pesquisador preparou um fragmento do caule de uma flor de margarida para que pudesse ser observado em microscopia óptica. Também preparou um

fragmento de pele de rato com a mesma finalidade. Infelizmente, após algum descuido, as amostras foram misturadas. Que estruturas celulares permitiriam a separação das amostras, se reconhecidas? a) Ribossomos e mitocôndrias, ausentes nas células

animais. b) Centríolos e lisossomos, organelas muito numerosas nas

plantas. c) Envoltório nuclear e nucléolo, característicos das células

eucarióticas. d) Lisossomos e peroxissomos, organelas exclusivas de

células vegetais. e) Parede celular e cloroplastos, estruturas características

de células vegetais. 35. (ENEM) As figuras A e B mostram um tecido vegetal observado sob microscópio, evidenciando o fenômeno da plasmólise de uma célula vegetal, quando em contato com um meio externo de diferente concentração.

Considerando que as figuras A e B mostram duas situações de um mesmo experimento, pode-se afirmar que as células da figura:

a) A estão em contato com um meio externo mais concentrado, sofrendo aumento de volume.

b) A e B foram colocadas em meio isotônico, não sofrendo mudança de volume.

c) B foram colocadas em meio externo hipertônico, apresentando diminuição de volume.

d) B foram colocadas em contato com meio externo menos concentrado, apresentando aumento de volume dos vacúolos.

e) A foram mergulhadas em meio externo menos concentrado, apresentando seus cloroplastos espalhados no citoplasma.

25933

36. (ENEM) Osmose é um processo espontâneo que ocorre em todos os organismos vivos e é essencial à manutenção da

vida. Uma solução 0,15 mol/L de NaCℓ (cloreto de sódio) possui a mesma pressão osmótica das soluções presentes nas células humanas. A imersão de uma célula humana em uma solução 0,20 mol/L de NaCℓ tem, como consequência, a: a) Adsorção de íons Na+ sobre a superfície da célula. b) Difusão rápida de íons Na+ para o interior da célula. c) Diminuição da concentração das soluções presentes na

célula. d) Transferência de íons Na+ da célula para a solução. e) Transferência de moléculas de água do interior da célula

para a solução. 37. (ENEM) A cal (óxido de cálcio, CaO), cuja suspensão em água é muito usada como uma tinta de baixo custo, dá uma tonalidade branca aos troncos de árvores. Essa é uma prática muito comum em praças públicas e locais privados,

geralmente usada para combater a proliferação de parasitas. Essa aplicação, também chamada de caiação, gera um problema: elimina microrganismos benefices para a árvore. Disponível em: http://super.abril.com.br. Acesso em: 1 abr. 2010 (adaptado).

A destruição do microambiente, no tronco de árvores pintadas com cal, é devida ao processo de: a) Difusão, pois a cal se difunde nos corpos dos seres do

microambiente e os intoxica. b) Osmose, pois a cal retira água do microambiente,

tornando-o inviável ao desenvolvimento de microrganismos.

c) Oxidação, pois a luz solar que incide sobre o tronco ativa fotoquimicamente a cal, que elimina os seres vivos do microambiente.

d) Aquecimento, pois a luz do sol incide sobre o tronco e aquece a cal, que mata os seres vivos do microambiente.

e) Vaporização, pois a cal facilita a volatilização da água para a atmosfera, eliminando os seres vivos do microambiente.

38. (ENEM) Uma indústria está escolhendo uma linhagem de microalgas que otimize a secreção de polímeros comestíveis, os quais são obtidos do meio de cultura de crescimento. Na figura podem ser observadas as proporções de algumas organelas presentes no citoplasma de cada linhagem.

Qual é a melhor linhagem para se conseguir maior rendimento de polímeros secretados no meio de cultura? a) I. b) II. c) III. d) IV. e) V.

39. (ENEM) Companheira viajante Suavemente revelada? Bem no interior de nossas células,

uma clandestina e estranha alma existe. Silenciosamente, ela trama e aparece cumprindo seus afazeres domésticos cotidianos, descobrindo seu nicho especial em nossa fogosa cozinha metabólica, mantendo entropia em apuros, em ciclos variáveis noturnos e diurnos. Contudo, raramente ela nos acende, apesar de sua fornalha consumi-la. Sua origem? Microbiana, supomos. Julga-se adaptada às células eucariontes, considerando-se como escrava – uma serva a serviço de nossa verdadeira evolução. McMurray, W. C. The traveler. Trends in Biochemical Sciences, 1994 (adaptado).

A organela celular descrita de forma poética no texto é o(a): a) Centríolo. b) Lisossomo. c) Mitocôndria. d) Complexo golgiense. e) Retículo endoplasmático liso. 40. (ENEM) Muitos estudos de síntese e endereçamento de proteínas utilizam aminoácidos marcados radioativamente para acompanhar as proteínas, desde fases iniciais de sua produção até seu destino final. Esses ensaios foram muito empregados para estudo e caracterização de células secretoras.

Após esses ensaios de radioatividade, qual o gráfico que representa a evolução temporal da produção de proteínas e sua localização em uma célula secretora?

a)

b)

c)

26033

d)

e)

41. (ENEM) A estratégia de obtenção de plantas transgênicas pela inserção de transgenes em cloroplastos, em substituição à metodologia clássica de inserção do transgene no núcleo da célula hospedeira, resultou no aumento quantitativo da produção de proteínas recombinantes com diversas finalidades biotecnológicas. O mesmo tipo de estratégia poderia ser utilizada para produzir proteínas recombinantes em células de organismos eucarióticos não fotossintetizantes, como as leveduras, que são usadas para produção comercial de várias proteínas recombinantes e que podem ser cultivadas em grandes fermentadores.

Considerando a estratégia metodológica descrita, qual organela celular poderia ser utilizada para inserção de transgenes em leveduras? a) Lisossomo.

b) Mitocôndria. c) Peroxissomo. d) Complexo golgiense. e) Retículo endoplasmático. 42. (ENEM) As proteínas de uma célula eucariótica possuem peptídeos sinais, que são sequências de aminoácidos responsáveis pelo seu endereçamento para as diferentes organelas, de acordo com suas funções. Um pesquisador desenvolveu uma nanopartícula capaz de carregar proteínas para dentro de tipos celulares específicos. Agora ele quer saber se uma nanopartícula carregada com uma proteína bloqueadora do ciclo de Krebs in vitro é capaz de exercer sua atividade em uma célula cancerosa, podendo cortar o aporte energético e destruir essas células.

Ao escolher essa proteína bloqueadora para

carregar as nanopartículas, o pesquisador deve levar em conta um peptídeo sinal de endereçamento para qual organela? a) Núcleo. b) Mitocôndria. c) Peroxissomo. d) Complexo golgiense. e) Retículo endoplasmático.

43. (ENEM) Para explicar a absorção de nutrientes, bem como a função das microvilosidade das membranas das

células que revestem as paredes internas do intestino delgado, um estudante realizou o seguinte experimento: colocou 200mL de água em dois recipientes. No primeiro recipiente, mergulhou, por 5 segundos, um pedaço de papel liso, como na FIGURA 1; no segundo recipiente, fez o mesmo com um pedaço de papel com dobras simulando as microvilosidades, conforme FIGURA 2. Os dados obtidos foram: a quantidade de água absorvida pelo papel liso foi de 8mL, enquanto pelo papel dobrado foi de 12mL.

Com base nos dados obtidos, infere-se que a

função das microvilosidades intestinais com relação à absorção de nutrientes pelas células das paredes internas do intestino é a de: a) Manter o volume de absorção. b) Aumentar a superfície de absorção. c) Diminuir a velocidade de absorção. d) Aumentar o tempo de absorção. e) Manter a seletividade na absorção. 44. (ENEM) Mitocôndrias são organelas citoplasmáticas em que ocorrem etapas do processo de respiração celular. Nesse processo, moléculas orgânicas são transformadas e, juntamente com o O2, são produzidos CO2 e H2O, liberando energia, que é armazenada na célula na forma de ATP. Na espécie humana, o gameta masculino (espermatozóide) apresenta, em sua peça intermediária, um conjunto de mitocôndrias, cuja função é: a) Facilitar a ruptura da membrana do ovócito. b) Acelerar sua maturação durante a espermatogênese. c) Localizar a tuba uterina para fecundação do gameta

feminino d) Aumentar a produção de hormônios sexuais masculinos. e) Fornecer energia para sua locomoção. 45. (ENEM) Segundo a teoria evolutiva mais aceita hoje, as mitocôndrias, organelas celulares responsáveis pela produção de ATP em células eucariotas, assim como os cloroplastos, teriam sido originados de procariontes ancestrais que foram incorporados por células mais complexas. Uma característica da mitocôndria que sustenta essa teoria é a:

a) Capacidade de produzir moléculas de ATP. b) Presença de parede celular semelhante à de

procariontes. c) Presença de membranas envolvendo e separando a

matriz mitocondrial do citoplasma. d) Capacidade de autoduplicação dada por DNA circular

próprio semelhante ao bacteriano. e) Presença de um sistema enzimático, eficiente às reações

químicas do metabolismo aeróbio.

26133

46. (ENEM) Alimentos como carnes, quando guardados de maneira inadequada, deterioram-se rapidamente devido à

ação de bactérias e fungos. Esses organismos se instalam e se multiplicam rapidamente por encontrarem aí condições favoráveis de temperatura, umidade e nutrição. Para preservar tais alimentos é necessário controlar a presença desses microrganismos. Uma técnica antiga e ainda bastante difundida para preservação desse tipo de alimento é o uso do sal de cozinha (NaCl).

Nessa situação, o uso do sal de cozinha preserva os alimentos por agir sobre os microrganismos, a) Desidratando suas células. b) Inibindo sua síntese proteica. c) Inibindo sua respiração celular. d) Bloqueando sua divisão celular. e) Desnaturando seu material genético.

47. (ENEM) As proteínas de uma célula eucariótica possuem peptídeos sinais, que são sequências de aminoácidos responsáveis pelo seu endereçamento para as diferentes organelas, de acordo com suas funções. Um pesquisador desenvolveu uma nanopartícula capaz de carregar proteínas para dentro de tipos celulares específicos. Agora ele quer saber se uma nanopartícula carregada com uma proteína bloqueadora do ciclo de Krebs in vitro é capaz de exercer sua atividade em uma célula cancerosa, podendo cortar o aporte energético e destruir essas células.

Ao escolher essa proteína bloqueadora para carregar as nanopartículas, o pesquisador deve levar em conta um peptídeo sinal de endereçamento para qual organela? a) Núcleo. b) Mitocôndria. c) Peroxissomo. d) Complexo golgiense. e) Retículo endoplasmático.

26233

HABILIDADE 14. Identificar padrões em fenômenos e processos vitais dos organismos, como manutenção do equilíbrio interno, defesa, relações com o ambiente, sexualidade, entre outros.

HABILIDADE 15. Interpretar modelos e experimentos para explicar fenômenos ou processos biológicos em qualquer nível de organização dos sistemas biológicos

CONHECIMENTOS ASSOCIADOS: Estrutura e fisiologia celular: núcleo. Divisão celular.

Como vimos anteriormente, o método científico

representa uma possibilidade de produção do conhecimento.

A descoberta do núcleo celular, bem como da sua importância

para o funcionamento de toda a célula se deu a partir desta

metodologia. A relevância de tal estrutura foi comprovada

com uma experiência realizada com amebas. Uma ameba

nucleada, que se divide normalmente, foi seccionada em dois

fragmentos: um nucleado e outro anucleado. O fragmento

nucleado cresceu e se dividiu; o fragmento anucleado

degenerou e morreu. Repetido o experimento com outras

amebas, o núcleo dos fragmentos nucleados foi

transplantado para os fragmentos anucleados, que passaram

a exercer suas atividades metabólicas e se dividiram como

amebas normais. Com base nos experimentos, conclui-se

que o núcleo é indispensável para a divisão celular.

Figura 1. Experimento de Balbiani, desvendando a importância do núcleo celular. Disponível em: https://pt.slideshare.net

Com isso, ficou muito claro o quanto as atividades

do núcleo são fundamentais para o funcionamento celular.

Contudo, até onde vai essa necessidade? É possível uma

célula existir sem o núcleo? E com mais de um?

Questionamentos desse tipo foram importantes para

consciência acerca de tal estrutura. A partir da análise de

muitos estudos, o conhecimento sobre o núcleo foi

imprescindível para entender a origem de algumas

alterações celulares.

Considerando-se as doenças como alterações do

organismo, e sendo este último formado por milhões de

células, é evidente que qualquer distúrbio orgânico se

manifesta ao nível celular. A teoria, que se fundamenta num

raciocínio lógico, é uma das mais novas da biologia moderna,

e atualmente vem obtendo comprovação experimental. Por

exemplo, entre as alterações do núcleo, um dos aspectos a

ser abordado é o das células cancerosas. Estas se

caracterizam por sua reprodução rápida e desordenada, não

sujeita aos mecanismos que controlam a divisão celular.

Salmonm (1998) afirmou que o conhecimento do ciclo celular

ou dos seus mecanismos é importante para que haja a

compreensão da etiologia do câncer. Ter clareza sobre as

estruturas e mecanismos envolvidos no processo possibilita a

compreensão da doença, sendo o estudo do núcleo

fundamental na elaboração de alternativas para combatê-la.

1. NÚCLEO CELULAR: ESTRUTURA GERAL E

FUNÇÕES.

O núcleo celular é uma estrutura envolta por

membrana que protege o DNA nas células eucariotas (desde

fungos até plantas e animais). Há alguns organismos que não

possuem núcleo e outras estruturas organizadas, os

procariotos, como é o caso das bactérias. A membrana

do núcleo é denominada carioteca e é muito semelhante em

composição à membrana plasmática, com dupla camada

lipoproteica. Possui inúmeros poros, que permitem a

comunicação com o citoplasma e o fluxo de diversas

substâncias, como os RNAs.

Na maioria de nossas células, há apenas um núcleo,

esférico e de posição central, mas há células que não

possuem núcleo (glóbulos vermelhos) e células que possuem

mais de um núcleo (células musculares). A matriz no interior

do núcleo é o nucleoplasma, que semelhante ao citoplasma,

forma um gel onde todas as estruturas estão inseridas. E que

estruturas são essas? É no núcleo que estão nossos

cromossomos, que comandam o funcionamento da célula, e

é onde ocorrem os processos de replicação e transcrição.

Quando a célula não está em divisão, os cromossomos ficam

de uma maneira mais “relaxada”, um pouco menos

espiralada, que se dá o nome de cromatina. A função

primordial do núcleo, portanto, é proteger o nosso DNA.

Outra estrutura visível ao microscópico é o nucléolo,

que se encontra dentro no núcleo. Nesta região estão sendo

transcritos os RNAs ribossômicos que formarão os

ribossomos, estruturas indispensáveis para a síntese

proteica. Como a taxa de formação desse tipo de RNA é muito

alta, ele se acumula no núcleo e forma uma massa densa, o

nucléolo.

Figura 2. Anatomia do núcleo celular e estruturas adjacentes. Disponível em:

https://pt.khanacademy.org

Aula 06

26333

1.1. DNA, cromatina e cromossomo.

O DNA é uma molécula que carrega a informação

genética de um organismo. A cromatina é um filamento de

DNA muito longo e muito fino, localizado no núcleo da célula

interfásica (quando não está em divisão). Quando a célula

inicia seu processo de divisão (mitose ou meiose), esses

filamentos se espiralizam (enrolam-se sobre si mesmos) e se

condensam, transformando-se nos famosos cromossomos.

Ou seja, eles são praticamente a mesma coisa, porém com

níveis de condensação diferentes. O processo de

condensação é fundamental para a divisão correta do

material genético para as células resultantes.

Figura 3. Espiralização do DNA. Disponível em: http://slideplayer.com.br

2. CICLO CELULAR.

O ciclo celular é a representação da vida de uma

célula, que pode ser dividido em dois momentos: intérfase e

divisão celular.

Figura 4. Ciclo celular e pontos de checagem. Disponível em:

https://www.sobiologia.com.br

As fases do ciclo celular são:

- Intérfase: período de maior metabolismo celular, quando

ocorre a síntese e a duplicação do DNA e de todas as outras

substâncias e estruturas da célula. Está subdividida,

respectivamente, em:

• Período G1: é o período de produção de enzimas,

proteínas e consequentemente, síntese de RNA.

Nesse período a célula aumenta de tamanho.

• Período S: período em que ocorre a síntese e

produção do DNA.

• Período G2: assemelha-se ao período G1, porém,

neste período o DNA está duplicado.

- Divisão celular: período em que a célula finalmente entra

em divisão. Todas as estruturas para uma nova célula já

estão prontas.

3. DIVISÃO CELULAR.

É o mecanismo que leva as células a se

multiplicarem dando origem a outras células. As células se

dividem pelos processos de mitose e meiose. A mitose

consiste na divisão da “célula mãe” em duas “filhas”,

idênticas geneticamente e com o mesmo número de

cromossomos da célula que originou a divisão. A meiose

consiste na divisão da “célula mãe” 2n (diploide) em quatro

“células filhas” n (haploides), diferentes geneticamente.

3.1. Mitose.

A mitose é o processo de divisão celular que se

caracteriza pela divisão de células somáticas, animais ou

vegetais. É importante para crescimento dos organismos,

regeneração celular e no caso dos seres unicelulares serve

como reprodução.

3.1.1. Fases da Mitose.

Prófase, metáfase, anáfase e telófase.

Figura 5. As fases da mitose. Disponível em: http://professorthiagorenno.blogspot.com

Tanto os conteúdos genéticos das células filhas

como os das mães são idênticos, assim como todas as suas

outras informações. Os produtos gerados pela mitose, ou

seja, as novas células, podem vir a produzir mais mitoses

mais tarde. Imagine as células da pele, por exemplo, estão o

tempo todo se reproduzindo e morrendo, sempre guardando

as mesmas informações das anteriores.

Figura 6. Visão geral do processo mitótico. Disponível em: https://pt.slideshare.net

26433

3.1.2. Variação da quantidade de DNA durante a

mitose.

Durante a mitose, o número de cromossomos da

espécie é preservado, onde uma célula 2n, por exemplo,

duplica seus cromossomos antes de se dividir e forma duas

células com cromossomos 2n novamente, idênticas entre si. Trata-se de um único evento de divisão que produz,

simplificadamente, células clones, caso não haja uma

mutação ou erro qualquer durante o evento.

Figura 7. Variação da quantidade de DNA ao longo da mitose. Disponível em:

http://slideplayer.com.br

A chave do sistema de controle do ciclo celular é

uma família de proteína conhecidas como quinases

dependentes de ciclinas (Cdks). As quinases somente são

ativas quando ligadas a ciclinas. A atividade dessas quinases

aumenta e diminui conforme o ciclo celular progride. As

oscilações são diretamente ligadas a mudanças cíclicas na

fosforilação de proteínas intracelulares que iniciam ou

regulam os maiores eventos da divisão celular, a exemplo da

replicação do DNA, mitose e citocinese.

3.1.3. Quimioterápicos antineoplásicos - bloqueio da

mitose

Certos agentes físicos e químicos são capazes de

inibir a mitose. Alguns desses inibidores são usados no

tratamento do câncer, pois inibem a proliferação de células

cancerosas. Nos últimos anos foram obtidas repostas mais

consistentes sobre a gênese dessa doença, resultando em

novas perspectivas para a sua terapêutica (novos fármacos).

De uma maneira geral podemos dizer que uma célula

cancerosa é aquela que: apresenta proliferação

descontrolada, é diferenciada em relação aos mecanismos

multiplicadores do tecido de origem e tem grande poder de

invasão (metástase).

Almeida et al (2005) mostram que a importância

clínica dos agentes antineoplásicos induz à necessidade de

estudo sistemático, o que deveria ser feito com o uso de

classificações químicas, levando-se em conta os diferentes

grupos funcionais presentes na estrutura das moléculas dos

agentes anticancerígenos. A classificação de Calabresi e

Chabner (1995) descreveu uma classificação conveniente dos

fármacos antineoplásicos onde o critério classificatório

baseia-se no ponto de interferência no mecanismo de ação

das diferentes etapas da síntese do DNA, transcrição e

tradução.

Há dois tipos de inibidores da mitose: inibidores da

síntese de DNA e inibidores do fuso. Entre as substâncias

químicas capazes de inibir a síntese de DNA, podem ser

citados o iperita ou gás de mostarda e o 5-fluoracilo. Em

alguns casos, raios X são agentes capazes de inibir a síntese

de DNA.

As principais substâncias antimitóticas que

objetivam impedir a formação do fuso acromático (ligando-

se à tubulina, componente dos microtúbulos) são a

vimblastina, vincristina, taxol e colchicina. A última, ao ser

adicionada a uma célula em início da divisão, permite que o

processo progrida somente até a metáfase, o que possibilita

também um estudo mais preciso do cariótipo, uma vez que

os cromossomos estão altamente condensados nessa fase.

Certos tipos de radiação são capazes de destruir as ligações

entre os cromossomos e o centrômero, assim os

cromossomos não migram aos polos, sendo bloqueada a

divisão. As drogas antineoplásicas podem atuar em muitos

pontos do ciclo celular, com maior ou menor eficiência

terapêutica.

Figura 8. Pontos de atuação das drogas antineoplásicas. Disponível em:

http://slideplayer.com.br

3.2. Meiose

Na meiose, ocorre o processo de divisão celular de

uma célula diploide (2n) formando quatro células diferentes

que chamamos de haploides (n). A meiose é uma divisão que

só ocorre uma vez e as “células-produto” da meiose não

realizam novas divisões meióticas. O objetivo da meiose é

produzir gametas. Por apresentar uma divisão reducional, o

número de cromossomos presentes nas células resultantes

será a metade da quantidade da célula inicial, o que permite,

por exemplo, na espécie humana, o restabelecimento do

número cromossômico da espécie. Embora as células

originadas por meiose não possam realizar outras divisões

meióticas elas podem, ocasionalmente, ser submetidas à

divisão mitótica.

3.2.1. Fases da Meiose

Na meiose, diferente do que acontece na mitose, há

duas divisões sucessivas: meiose I e meiose II. As fases

encontradas nesse processo são: prófase (I e II), metáfase

(I e II), anáfase (I e II) e telófase (I e II).

26533

Figura 9. Visão geral do processo meiótico. Disponível em: https://pt.slideshare.net

Uma das fases mais importantes da meiose é a

Prófase I, na qual ocorre o crossing over ou permutação

gênica, fase em que os cromossomos homólogos trocam

segmentos. Eles estão pareados e trocam “pedaços gênicos”.

A consequência disto é que as cromátides resultantes têm

uma sequência de genes recombinada, que proporciona um

aumento de variabilidade para a espécie. Essa variabilidade

existente entre os organismos das diferentes espécies é

muito importante para a evolução biológica. Sobre essa

variabilidade é que atua a seleção natural, favorecendo a

sobrevivência de indivíduos dotados de características

adaptadas ao meio.

Figura 10. Esquema do processo de recombinação gênica, crossing over. Disponível

em: http://www.biologia.seed.pr.gov.br

3.2.2. Variação da quantidade de DNA durante a

meiose.

Nesse processo, o número de cromossomos é

reduzido à metade (passa de 2n a n, por exemplo), mediante

um mecanismo de divisão mais complexo que envolve dois

eventos de divisão, um reducional e outro equacional. Dessa

forma, no gráfico da variação de quantidade do DNA da

meiose a quantidade genética final deve conter a metade da

inicial.

Figura 11. Variação da quantidade de DNA ao longo da meiose. Disponível em:

http://slideplayer.com.br

3.2.3. Gametogênese humana

A gametogênese é o processo de formação das células reprodutivas femininas e masculinas, denominadas gametas. Os gametas são produzidos nas gônadas, estruturas pertencentes ao sistema genital. As gônadas masculinas são os testículos e as femininas os ovários. Os gametas originam-se de células germinativas ou gônias, localizadas nas gônadas. O conjunto das células germinativas constitui a linhagem germinativa. A formação de espermatozoides é denominada espermatogênese e a dos óvulos, ovogênese ou oogênese. Com a meiose, os gametas ficam com a metade do número cromossômico encontrado numa célula diploide. No processo de fecundação, as duas células haploides constituirão um embrião diploide, restabelecendo o número de cromossomos da espécie.

A espermatogênese ocorre nos canais seminíferos dos testículos. O período de multiplicação das espermatogônias inicia se mais ou menos aos seis anos e

prossegue por toda a vida. O crescimento ocorre a partir dos seis anos, mas a maturação inicia se com a puberdade, em média aos doze anos, quando os testículos se desenvolvem por mecanismo hormonal. Já as mulheres nascem com um estoque de óvulos para a sua vida fértil toda. É isso mesmo! E, quando chegam à menopausa, elas já perderam todo o seu estoque de óvulos e não engravidam mais naturalmente. Por volta da 16ª a 20ª semana de gestação, o feto feminino possui o número máximo de óvulos que terá durante a sua vida. Neste período, há ao redor de 6 a 7 milhões de óvulos. Depois, esse número começa a cair progressivamente. De acordo com o médico Daniel Zylbersztejn, especialista em reprodução humana da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), ao nascer a mulher já perdeu 80% da totalidade dos seus óvulos. "Ao

26633

iniciar a puberdade, restam de 300.000 a 500.000 óvulos", afirma o médico. Durante os próximos 30 a 40 anos de vida

reprodutiva, aproximadamente 400 a 500 deles serão selecionados para serem ovulados. Nos últimos 10 a 15 anos da vida reprodutiva feminina, antes de entrar na menopausa, acelera se a perda do número de óvulos e a qualidade deles também diminui.

4. NÃO-DISJUNÇÃO NAS DIVISÕES CELULARES

E SUAS CONSEQUÊNCIAS

Em grego, Ana significa separação. A anáfase é a

fase na qual as cromátides irmãs dos

cromossomos duplicados são separadas, puxadas através do

encurtamento dos microtúbulos e da degradação das

moléculas de tubulina que mantêm as cromátides irmãs

juntas. As cromátides irmãs são levadas para os polos

opostos da célula à medida que os microtúbulos se

encurtam. A partir do momento que as cromátides irmãs

foram separadas, elas passam a se chamar cromossomos.

Esse movimento duplo separa os grupos de cromossomos

em distintos espaços dentro da célula em divisão.

Com pouca frequência, ambas as cromátides de um

cromossomo duplicado podem se ligar aos microtúbulos de

um mesmo polo e migrarem juntas, para este mesmo polo.

Esse processo, que acarreta um erro na distribuição dos

cromossomos entre as células filhas é chamado de não-

disjunção. Uma das células filhas fica com mais

cromossomos que a outra.

Figura 12. Consequências da não-disjunção nas meioses I e II. Disponível em:

http://www.uel.br

4.1. Não-disjunção meiótica.

Durante a meiose pode ocorrer tanto nã0-disjunção

de cromossomos quanto de cromátides. Na anáfase I, os

cromossomos homólogos que estavam pareados na placa

equatorial da célula começam a ser puxados pelas fibras do

fuso até os polos da célula. Cada cromossomo possui um par

de cromátides unidas pelo centrômero. Nessa fase, os

quiasmas desaparecem.

A anáfase II é um processo muito semelhante à

anáfase da mitose, onde ocorre a separação das cromátides

irmãs dos cromossomos duplicados. Se o gameta que

participar da fecundação tiver recebido um cromossomo a

mais ou a menos proveniente de um erro de disjunção, o

embrião formado poderá sofrer de alguma doença, como é o

caso da Síndrome de Down. Nesta doença, o portador possui

3 cromossomos número 21 ao invés de apenas 2, um

proveniente do pai e um da mãe. O terceiro cromossomo é

resultado da não disjunção cromossômica do par número 21

na hora da produção dos gametas.

4.2. Não-disjunção mitótica.

O mosaicismo é razoavelmente frequente, porém

pouco identificado. É um fenômeno em que o indivíduo

apresenta linhagens celulares somáticas com cariótipos

diferentes, quando o normal seria a existência de um único

conteúdo genético, haja vista, que ele teve origem a partir

de um único zigoto. O mosaicismo é resultante, via de regra,

de não disjunção na mitose, que pode ser na divisão que

precede a formação dos gametas ou nas células derivadas do

zigoto (no decorrer do desenvolvimento embrionário ou até

na regeneração de tecidos do indivíduo já formado). No

primeiro caso, os efeitos são semelhantes aos produzidos

pela meiose não disjuntiva. Se ocorrer nas células derivadas

do zigoto (erros pós-zigóticos), por outro lado, pode originar

os mosaicos (figura abaixo), organismos nos quais há tecidos

com células normais, misturadas a tecidos com células de

padrão cromossômico anormal. Há, portanto, duas linhagens

celulares diferentes geneticamente nesses organismos.

Figura 13. Consequência da não-disjunção mitótica, resultando em mosaicismo

cromossomial. Disponível em: https://djalmasantos.wordpress.com

Mosaicismo e Quimerismo Em biologia, o termo quimera é empregado para descrever indivíduos formados a partir da fusão de células de pelo menos dois embriões diferentes. Já o mosaicismo é um

fenômeno em que, apesar de a pessoa também possuir duas ou mais linhagens celulares, estas são derivadas de modificações em células de um único embrião.

26733

VERIFICAÇÃO DE APRENDIZAGEM

48. (ENEM) Quando adquirimos frutas no comércio, observamos com mais frequência frutas sem ou com poucas sementes. Essas frutas têm grande apelo comercial e são preferidas por uma parcela cada vez maior da população. Em plantas que normalmente são diploides, isto é, apresentam dois cromossomos de cada par, uma das maneiras de produzir frutas sem sementes é gerar plantas com uma ploidia diferente de dois, geralmente triploide. Uma das técnicas de produção dessas plantas triploides é a geração de uma planta tetraploide (com 4 conjuntos de cromossomos), que produz gametas diploides e promove a reprodução dessa planta com uma planta diploide normal. A planta triploide oriunda desse cruzamento apresentará uma grande dificuldade de gerar gametas viáveis, pois como a segregação dos cromossomos homólogos na meiose I é aleatória e independente, espera-se que: a) Os gametas gerados sejam diploides.

b) As cromátides irmãs sejam separadas ao final desse evento.

c) O número de cromossomos encontrados no gameta seja 23.

d) Um cromossomo de cada par seja direcionado para uma célula filha.

e) Um gameta raramente terá o número correto de cromossomos da espécie.

49. (ENEM) Os seres vivos apresentam diferentes ciclos de vida, caracterizados pelas fases nas quais gametas são produzidos e pelos processos reprodutivos que resultam na geração de novos indivíduos. Considerando-se um modelo simplificado padrão para geração de indivíduos viáveis, a alternativa que corresponde ao observado em seres humanos é:

50. (ENEM) Para estudar os cromossomos, é preciso observá-los no momento em que se encontram no ponto máximo de sua condensação. A imagem corresponde ao tecido da raiz de cebola, visto ao microscópio, e cada número marca uma das diferentes etapas do ciclo celular.

Qual número corresponde à melhor etapa para que esse estudo seja possível? a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) 5.

51. (ENEM)

São características do tipo de reprodução representado na tirinha: a) Simplicidade, permuta de material gênico e variabilidade

genética. b) Rapidez, simplicidade e semelhança genética. c) Variabilidade genética, mutação e evolução lenta. d) Gametogênese, troca de material gênico e

complexidade. e) Clonagem, gemulação e partenogênese.

e)

a) b)

c) d)

26833

52. (MACKENZIE)

Observando o gráfico acima, que representa a variação da quantidade de DNA no núcleo de uma célula em função do tempo, podemos afirmar que: a) Se trata seguramente de uma célula em mitose. b) A, b e c representam todas as etapas do ciclo celular. c) Ao sofrer mitose, a quantidade de dna nas células filhas

será igual à metade da quantidade presente inicialmente.

d) No período representado em b surgem as cromátides irmãs.

e) O período a é conhecido como intérfase. 53. (UFRGS) Considerando que a ilustração a seguir, referente à divisão de uma célula somática hipotética, apresenta um erro, assinale a alternativa que apresenta a situação que tornaria o desenho correto.

a) A célula-mãe deveria ter apenas 2 cromossomos e as

células-filhas deveriam ter 4 cromossomos, pois têm origem após a duplicação dos cromossomos.

b) A célula-mãe deveria ter 4 cromossomos e as células-filhas deveriam ter 2 cromossomos, pois foram

originadas por mitose. c) A célula-mãe deveria ter 4 cromossomos e as células-

filhas deveriam ser 4 e ter cada uma 2 cromossomos, pois seriam o resultado de uma meiose.

d) A célula-mãe deveria ter 4 cromossomos e cada célula-filha 4 cromossomos, pois seriam o resultado de uma mitose.

e) A célula-mãe deveria ter 2 cromossomos e as células-filhas 2 cromossomos, pois seriam o resultado de uma meiose.

54. (UNIRIO)

O esquema anterior representa o ciclo mitótico de

células em larva de 'Drosophila' (mosca-de-fruta). O ciclo delimitado pelo retângulo ocorre por diversas vezes seguidas durante um mesmo ciclo celular. Como consequência disso, a condensação cromossômica revelará a presença de um núcleo com a(o):

a) Metade da quantidade de material genético do núcleo original.

b) Mesma quantidade de material genético do núcleo original.

c) Quantidade de material genético original multiplicada várias vezes.

d) Número de cromossomas do núcleo original aumentado duas vezes.

e) Número de cromossomas do núcleo original reduzido à metade.

55. (PUCCAMP) Uma pessoa com câncer foi submetida a um tratamento quimioterápico, após o qual não houve formação de novas células tumorais. Considerando-se somente essa informação, é possível inferir que, nas

células tumorais, os agentes quimioterápicos atuam sobre: a) A membrana plasmática tornando-as impermeáveis

qualquer substância. b) As mitocôndrias impedindo que realizem respiração

aeróbica. c) Os peroxissomos bloqueando a produção de catalase. d) Algum ponto do ciclo celular fazendo cessar as mitoses. e) O ciclo celular acelerando as mitoses. 56. (UEL) Analise o gráfico a seguir:

O momento em que a célula-mãe acabou de

se dividir e cada célula-filha tem um conjunto de cromossomos idêntico ao do original é: a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) 5.

26933

57. (FUPAC) No filme “Crepúsculo”, baseado na obra de mesmo nome, de Stephenie Meyer, os protagonistas Edward

Cullen (Robert Pattison) e Bella Swan (Kristen Stewart) se encontram em uma aula experimental de Biologia em que o professor pede à turma para que identifique as fases da mitose em lâminas de raiz de cebola. Considere que uma das lâminas observadas pelos personagens seja a seguinte:

Assinale a opção que representa a resposta correta dada pelos personagens para a fase indicada pela seta: a) Intérfase. b) Prófase. c) Metáfase. d) Anáfase. e) Telófase. 58. (UEL) O esquema a seguir mostra a duração das fases da mitose em células de embrião de gafanhoto, mantidas a 38°C:

(Adaptado de Carl P. Swanson. THE CELL. Foundations of Modern

Biology. New Jersey: Prentice-Hall lnc. p.52)

De acordo com esses dados, a etapa mais rápida é aquela em que ocorre: a) Fragmentação da carioteca.

b) Afastamento das cromátides-irmãs. c) Reorganização dos núcleos. d) Duplicação das moléculas de dna. e) Alinhamento dos cromossomos na placa equatorial. 59. (FUVEST) A vinblastina é um quimioterápico usado no tratamento de pacientes com câncer. Sabendo-se que essa substância impede a formação de microtúbulos, pode-se concluir que sua interferência no processo de multiplicação celular ocorre na: a) Condensação dos cromossomos. b) Descondensação dos cromossomos. c) Duplicação dos cromossomos. d) Organização dos cromossomos no meio da célula. e) Reorganização dos nucléolos.

60. (CENTEC-BA) Durante a prófase, a cromatina,

originariamente uma estrutura filamentosa extremamente

longa e delgada, passa por um processo de compactação que

culmina, na metáfase, com a formação de corpúsculos bem

definidos em número e forma – os cromossomos. O

significado biológico dessa compactação é:

a) Garantir a integridade e a mobilização do material

genético, condicionando a sua distribuição equitativa

entre as células-filhas.

b) Determinar as características citológicas de cada

espécie.

c) Promover a duplicação da molécula de dna,

possibilitando a transmissão dos caracteres herdados.

d) Facilitar a transcrição das informações contidas na

molécula de dna.

e) Favorecer a ocorrência de variações no material

genético.

61. (UEL) O processo de mitose é essencial para o desenvolvimento e o crescimento de todos os organismos eucariotos.

Com base na figura e nos conhecimentos sobre o ciclo celular, é correto afirmar: a) O período durante o qual ocorre a síntese do DNA é

maior que o período em que não ocorre síntese alguma de DNA.

b) Ao final de um ciclo celular, a quantidade de material genético, nos núcleos de cada célula-filha, equivale ao dobro da célula parental.

c) O tempo gasto para o pareamento cromossômico na placa equatorial equivale ao tempo gasto para síntese de DNA.

d) Em mais da metade do tempo da mitose, as cromátides estão duplicadas, separadas longitudinalmente, exceto no centrômero.

e) Durante a fase mais longa da mitose, as cromátides-irmãs se separam uma da outra e migram para as extremidades opostas da célula.

27033

62. (FUVEST) Na figura abaixo, está representado o ciclo

celular. Na fase S, ocorre síntese de DNA; na fase M, ocorre

a mitose e, dela, resultam novas células, indicadas no

esquema pelas letras C.

Considerando que, em G1, existe um par de

alelos Bb, quantos representantes de cada alelo existirão ao final de S e de G2 e em cada C? a) 4, 4 e 4. b) 4, 4 e 2. c) 4, 2 e 1. d) 2, 2 e 2. e) 2, 2 e 1.

27133

HABILIDADE 14. Identificar padrões em fenômenos e processos vitais dos organismos, como manutenção do equilíbrio interno, defesa, relações com o ambiente, sexualidade, entre outros.

HABILIDADE 15. Interpretar modelos e experimentos para explicar fenômenos ou processos biológicos em qualquer nível de organização dos sistemas biológicos.

CONHECIMENTOS ASSOCIADOS: Funções vitais dos seres vivos e sua relação com a adaptação desses organismos a diferentes ambientes.

I. NUTRIÇÃO HUMANA. Em aulas anteriores estudamos a

energia, ressaltando sua origem, seu fluxo via cadeia

alimentar e sua importância para a realização de qualquer

trabalho. No organismo humano, essa energia é retirada de

determinados alimentos que precisam assim ser adquiridos

por meio de nossa alimentação, já que somos organismos

heterotróficos. Os alimentos ingeridos, para serem

assimilados pelas células corporais e utilizados precisam ser

quebrados em componentes menores e absorvidos.

Denomina-se nutrição o conjunto de processos que envolvem

desde a ingestão dos alimentos até sua assimilação pelas

células.

⬧Nutriente. Substância presente nos alimentos, com

estrutura química definida capaz de desempenhar uma

função de atendimento do processo de manutenção da vida

e da produção de matéria viva. Quimicamente podem ser

classificados como orgânicos (proteínas, lipídeos,

carboidratos, vitaminas, ácidos nucléicos) e inorgânicos

(água e sais minerais). Do ponto de vista funcional

apresentam função plástica (proteínas, por exemplo), quando

são utilizados para construir ou manter a estrutura dos

tecidos; função reguladora (vitaminas, sais minerais e água)

importantes na regulação funcional dos tecidos e função

energética (carboidratos e lipídeos) quando atuam como

fornecedores de energia para a síntese de ATP. Ao longo do

tubo digestório os alimentos passam por processos

mecânicos (mastigação, deglutição e movimentos

peristálticos) e químicos (insalivação, quimificação e

quilificação).

Polímeros Monômeros (produtos assimiláveis)

Carboidratos Mosossacarídeos ou oses

Proteínas Monopeptídeos ou aminoácidos

Lipídeos Ácido graxo e álcool

Ácidos nucléicos Nucleotídeos

1. DIGESTÃO QUÍMICA DOS ALIMENTOS.

Os processos químicos constituem a transformação

das grandes moléculas de proteínas, lipídios, glicídios e

ácidos nucléicos em pequenas moléculas que serão

absorvidas para corrente sanguínea através da mucosa

intestinal. Neste processo intervêm as enzimas que são

secretadas pelas glândulas anexas ao tubo digestivo.

1.1. Digestão na boca.

Deve-se à ação de enzimas da saliva (ptialina ou

amilase salivar) que é secretada pelas glândulas salivares

(parótidas, submaxilares, sublinguais). O pH da saliva, entre

Aula 07

substratoenzima

digestivaprodutos

assimiláveis

27233

6,4 - 7,5, favorece a ação da amilase salivar. Esta catalisa a

hidrólise de polissacarídeos como o amido, transformando-o

em dissacarídeos menores como a maltose.

1.2. Digestão no estômago.

No estômago o alimento sofre a ação do suco

gástrico que é secretado pelas glândulas localizadas na

parede estomacal. O muco é produzido pelas glândulas

pilóricas e cárdicas do estômago e lubrifica o bolo alimentar,

além de proteger a parede do estômago contra a ação das

enzimas gástricas e do HCl. O HCl apresenta as seguintes

funções: facilita a absorção de ferro; proporciona um pH

ótimo para a digestão protéica; ativa o Pepsinogênio à

Pepsina; age contra os microorganismos restringindo a

fermentação microbiana (ação bactericida). A pepsina,

principal enzima do suco gástrico, é uma enzima proteolítica

(digere proteínas em peptídeos), que atua num meio

altamente ácido (pH = 2,0). Acima de pH = 5,0 apresenta

pouca atividade proteolítica, tornando-se inativa. A secreção

gástrica é regulada por mecanismos nervosos e hormonais.

A regulação hormonal é realizada por meio de dois

hormônios: gastrina e enterogastrona. A gastrina é produzida

pela mucosa da região pilórica do próprio estômago e tem

ação estimulante sobre a secreção gástrica. A enterogastrona

é produzida no intestino delgado (duodeno) e inibe a

secreção gástrica. Após a ação do suco gástrico, o bolo

alimentar transforma-se no quimo massa extremamente

ácida que será impelida para o intestino delgado onde sofrerá

o processo de quilificação.

1.3. Digestão no Intestino delgado.

As enzimas encontradas no intestino delgado

decorrem do suco entérico ou intestinal e do suco

pancreático. O suco entérico, secretado pelas células da

mucosa do intestino delgado, contém enzimas digestivas

(proteases, maltases, lactases, sacarases) e muco cuja

função é proteger a parede intestinal contra uma

autodigestão; o suco pancreático, secretado por um órgão

anexo ao aparelho digestivo, o pâncreas, é uma solução

alcalina, rico em enzimas digestivas (proteases, lipases,

nucleases, amilases).

A alcalinidade do suco pancreático deve-se a

presença do bicarbonato de sódio (NaHCO3), que neutraliza

a acidez do quimo e eleva o pH do conteúdo intestinal a

valores em torno de 8 a 8,5, condição necessária para a

atuação das enzimas do suco entérico e pancreático.

Outra secreção que atua no intestino delgado é a

BILE, um líquido de cor esverdeada, sem enzimas digestivas,

produzida pelo fígado e armazenada na vesícula biliar.

Embora não possua enzimas a bile é rica em sais biliares cuja

função é emulsionar as gorduras, facilitando a ação das

lípases, e solubilizar os produtos da digestão lipídica

A presença de gordura no intestino delgado estimula

a mucosa duodenal a produzir o hormônio colecistoquinina,

o qual age determinando a contração da parede da vesícula

que, então, elimina a bile para o intestino.

A secreção pancreática e intestinal é regulada por

mecanismo nervoso e também hormonal. A visão, o cheiro, o

paladar e a chegada do bolo alimentar ao estômago

desencadeiam impulsos parassimpáticos através do nervo

vago até o pâncreas, determinando uma secreção moderada

do suco pancreático. A chegada do alimento ao intestino

delgado estimula a mucosa duodenal a produzir o hormônio

secretina, que, por sua vez, estimula o pâncreas e o intestino

na produção dos seus sucos digestivos. A secretina é

produzida em resposta à estimulação da acidez do bolo

alimentar que chega ao intestino delgado.

Depois das transformações enzimáticas promovidas

pelos sucos entéricos e pancreáticos, o quimo transforma-se

em um líquido esbranquiçado denominado quilo, processo

químico denominado quilificação. Os produtos assimiláveis da

digestão, serão então absorvidos pela mucosa do intestino

delgado e posteriormente distribuídos, via sanguínea, para as

células do corpo humano. Este processo de absorção é

extremante eficaz, graças a presença de uma superfície

interna intensamente pregueada, com milhões de dobras, as

vilosidades intestinais. As próprias células do intestino

delgado têm membranas pregueadas denominadas

microvilosidades que aumentam sua área de absorção.

Além de produzir bile, o fígado exerce outras funções como armazenamento de glicose, na forma de glicogênio, transformação da amônia (substância tóxica) em uréia (menos tóxica), síntese de colesterol, síntese de albumina

(função osmótica), produção da heparina (fator de coagulação), armazenamento de ferro, função antitóxica...

Os resíduos inaproveitados de uma refeição chegam no intestino grosso, onde permanecem por um a

três dias. Durante essa permanência, boa parte da água e dos sais minerais do conteúdo intestinal é absorvida e há intensa proliferação de bactérias. A presença desses microorganismos, constituindo a microbiota intestinal, ajuda a evitar a proliferação de microorganismos patogênicos, além disso, essas bactérias, em estreita relação mutualística, produzem substâncias úteis ao organismo como vitaminas do complexo B e vitamina K. Na região final do intestino grosso os resíduos são transformados em fezes, onde 70% da parte sólida é constituída por fibras de celulose, componentes não digeridos por enzimas digestivas, muito embora, uma alimentação rica em fibras, seja fundamental para o bom funcionamento intestinal.

27333

OS NUTRIENTES: TEXTO DE APOIO

ÁGUA. A quantidade de água e sais minerais na

célula e nos organismos deve ser perfeitamente balanceada,

qualificando o chamado equilíbrio hidrossalino. Esse

equilíbrio é fator decisivo para a manutenção da

homeostase. A queda do teor de água, nas células e no

organismo, abaixo de certo limite, gera uma situação de

desequilíbrio hidrossalino, com repercussões nos

mecanismos osmóticos e na estabilidade físico-química.

Ao fim das reações de síntese protéica, glicídica e

lipídica, bem como ao final do processo respiratório e da

fotossíntese, ocorre a formação de moléculas de água. Por

isso o teor de água no citoplasma é proporcional à atividade

celular. Nos tecidos muscular e nervoso sua proporção é de

70 a 80%, enquanto que no tecido ósseo é de cerca de 25%.

A proporção varia também com a idade do indivíduo. Nos

embriões, a quantidade de água é maior do que nos adultos.

Das funções que a água exerce no corpo humano destaca-

se:

• Solvente universal dos líquidos orgânicos.

• Fase dispersante de todo material citoplasmático.

• Transporte de substâncias no organismo

• Participa das reações químicas

• Contribui para a manutenção da temperatura nos

animais homeotermos

OS SAIS MINERAIS. Eles representam

substâncias reguladoras do metabolismo celular. São

obtidos pela ingestão de água e junto com alimentos como

frutos, cereais, leite, peixes, etc.

Os sais minerais têm participação nos mecanismos

de osmose, estimulando, em função de suas concentrações,

a entrada ou a saída de água na célula. Em função dessa

diferença ou igualdade de concentração é que a célula vai se

mostrar hipotônica, isotônica ou hipertônica em relação

ao seu ambiente externo, justificando as correntes osmóticas

ou de difusão através da sua membrana plasmática. Além de

favorecer o controle osmótico, os sais apresentam funções

diversas como:

• Os sais de ferro são importantes para a formação da

hemoglobina. A deficiência de ferro no organismo causa

um dos tipos de anemia.

• Os sais de iodo têm papel na ativação da tireóide, cujos

hormônios possuem iodo na sua fórmula. A falta de sais

de iodo na alimentação ocasiona o bócio.

• Os fosfatos e carbonatos de cálcio participam na sua

forma cristalina da composição da substância intercelular

do tecido ósseo e do tecido conjuntivo da dentina. A

carência desses sais na alimentação implica no

desenvolvimento anormal de ossos e dentes,

determinando o raquitismo. Como íons isolados, os

fosfatos e carbonatos atuam no equilíbrio do pH celular.

• Os íons de sódio e potássio têm ativa participação na

transmissão dos impulsos nervosos através dos

neurônios.

• Os íons cálcio atuam na contração das fibras musculares

e no mecanismo de coagulação sangüínea.

• Os íons magnésio participam da formação da molécula

de clorofila, essencial para a realização da fotossíntese.

• Os íons fósforo fazem parte da molécula do ATP

(composto que armazena energia) e integra as

moléculas de ácidos nucléicos (DNA e RNA).

OS CARBOIDRATOS OU GLICÍDIOS. São

compostos formados por cadeias de carbono, ricos em

hidrogênio e oxigênio, e que representam as primeiras

substâncias orgânicas formadas na natureza, graças à

fotossíntese das plantas e quimiossíntese das bactérias. Sob

o aspecto biológico, os carboidratos podem ser classificados

em: monossacarídeos, dissacarídeos e

polissacarídeos.

• Monossacarídeos ou oses são carboidratos que não

sofrem hidrólise. Suas moléculas possuem de 3 a 7

átomos de carbono. Apresentam valor biológico as

hexoses (glicose, frutose e galactose) e as pentoses

(ribose e desoxirribose). A glicose é encontrada em

todos os carboidratos e constitui a principal fonte de

energia dos seres vivos. A frutose é encontrada no mel

e nas frutas. A galactose é componente do açúcar do

leite. A ribose é componente das moléculas de RNA e a

desoxirribose do DNA.

• Dissacarídeos são carboidratos que, por hidrólise,

fornecem duas moléculas de monossacarídeos. Os

principais são a maltose, a sacarose e a lactose. A

maltose (glicose + glicose) é um produto da hidrólise

do amido. A sacarose (glicose + frutose) é o açúcar da

cana e da beterraba. A lactose (glicose + galactose) é

o açúcar do leite.

• Polissacarídeos são carboidratos constituídos de

grande número de moléculas de monossacarídeos. Os

principais são o amido, o glicogênio e a celulose. O

amido forma-se como produto de reserva dos vegetais.

É encontrado na mandioca, batatas, trigo, arroz, milho,

etc. O glicogênio forma-se como produto de reserva

dos animais e fungos. Nos animais acumula-se no fígado

e nos músculos. A celulose forma a parede das células

vegetais, onde serve de proteção e sustentação.

OS LIPÍDIOS. São compostos orgânicos que têm a

natureza de ésteres, pois são formados pela combinação de

ácidos (graxos) com álcoois. Ácidos graxos são ácidos

orgânicos que revelam longas cadeias, variando entre 14 e

22 carbonos. Alguns ácidos graxos são saturados e outros

são insaturados. Os ácidos graxos saturados não

possuem qualquer ligação dupla entre os átomos de carbono,

o que significa que não têm disponibilidade para receber mais

átomos de hidrogênio. Os ácidos graxos insaturados

possuem uma ou mais ligações duplas entre os átomos de

carbono, o que lhes permite receber átomos de hidrogênio

na molécula.

O álcool mais comumente encontrado na

composição dos lipídios é o glicerol, que possui apenas 3

átomos de carbono. O glicerol pode se combinar com 1, 2 ou

3 moléculas de ácidos graxos iguais ou diferentes entre si,

formando os monoglicerídeos, diglicerídeos e triglicerídeos,

estes últimos muito comentados por suas implicações com as

doenças do sistema cardiocirculatório, como a aterosclerose.

27433

Os lipídios são também compostos energéticos,

pois, na falta de glicose, a célula os oxida para liberação de

energia. Uma molécula lipídica fornece o dobro da quantidade

de calorias em relação ao que oferece uma molécula glicídica.

Entretanto, por ser mais fácil a oxidação de uma molécula de

glicose, os lipídios são secundariamente metabolizados .

Na célula eles têm também um papel estrutural. Participam

da formação da estrutura da membrana plasmática e de

diversas outras. Nos animais homeotermos, existe uma

camada adiposa sob a pele que tem a função de isolante

térmico, evitando a perda excessiva de calor. Os lipídios

atuam como solventes de algumas vitaminas (A, D, E, K) e

outras substâncias ditas lipossolúveis, de grande importância

para os organismos. Uma característica importante de todos

os lipídios é a circunstância de não se dissolverem na água,

sendo solúveis apenas nos chamados líquidos orgânicos

como o álcool, o éter, o clorofórmio e o benzeno.

Glicerídeos ( gorduras e óleos), Cerídeos (ceras

animais e vegetais) e Esterídeos ou esteróides

(hormônios sexuais e do córtex das supra-renais que tem no

colesterol sua matéria prima) são exemplos de lipídeos.

AS PROTEÍNAS. Constituem o componente

orgânico mais abundante na célula e isso se explica

porque são as principais substâncias sólidas que formam

praticamente todas as estruturas celulares. Ainda que

possam fornecer energia, quando oxidadas, as proteínas são

muito mais compostos plásticos ou estruturais e que

têm relevantes funções na organização, no funcionamento,

no crescimento, na conservação, na reconstrução e na

reprodução dos organismos. São sempre compostos

quaternários, pois possuem carbono, hidrogênio, oxigênio e

nitrogênio na sua composição. Apresentam sempre elevado

peso molecular, já que são formadas pela polimerização de

centenas de aminoácidos.

Os aminoácidos ou monopeptídeos são os

monômeros protéico cujas cadeias de carbono têm

invariavelmente duas características: um radicall COOH

(carboxila ou grupamento ácido) e um radical NH2

(grupamento amina); o restante da cadeia de carbonos é

que diferencia um aminoácido de outro. Os aminoácidos se

combinam encadeando-se uns aos outros por meio de

ligações peptídicas que são ligações entre o grupo COOH

de um aminoácido e o radical NH2 de outro, com a saída de

uma molécula de água.

Na natureza das proteínas comuns que formam a

matéria viva são comumente encontrados cerca de 20

aminoácidos diversos. Nos animais, um aminoácido é

considerado essencial quando não pode ser sintetizado pelas

células, tendo que ser absorvido através da alimentação, e

natural quando pode ser sintetizado pelas células.

A disposição intercalada, repetitiva, invertida dos 20

aminoácidos, em moléculas que podem chegar a mais de mil

monômeros, é o que justifica o número incalculável de

proteínas diferentes na natureza. Às vezes, basta uma

inversão na posição entre dois aminoácidos, a ausência de

um ou a presença de mais um, em qualquer ponto da

seqüência, para que já se tenha uma nova proteína, com

propriedades diversas.

As Enzimas representam um grupo particular

de proteínas que têm ação catalisadora

(biocatalizadores orgânicos), estimulando ou desencadeando

reações químicas importantíssimas para a vida, que

dificilmente se realizariam sem elas. São sempre produzidas

pelas células, mas podem evidenciar sua atividade intra ou

extracelularmente. Realizada a sua ação, a enzima

permanece intacta. Ela acelera a reação, mas não

participa dela. Assim, uma mesma molécula de enzima

pode atuar inúmeras vezes. São características das enzimas:

• Atividade específica na relação enzima-substrato:

• Atividade reversível:

• Intensidade de ação proporcional à temperatura.

• Intensidade de ação relacionada com o pH

AS VITAMINAS. São substâncias orgânicas

especiais que atuam a nível celular como desencadeadores

da atividade de enzimas (coenzimas). Atuam em

quantidades mínimas na química da célula, com função

exclusivamente reguladora. São produzidas

habitualmente nas estruturas das plantas e por alguns

organismos unicelulares.

Algumas vitaminas são obtidas pelos animais na

forma de provitamina, substância não ativa, precursora das

vitaminas propriamente ditas. Assim acontece com a vitamina

A, que é encontrada como provitamina A ou caroteno; e a

vitamina D2 (calciferol), obtida de certos óleos vegetais na

forma de ergosterol ou provitamina D2. A falta de

determinada vitamina no organismo humano causa distúrbios

que caracterizam uma avitaminose ou doença carencial. A

melhor forma de se evitar as avitaminoses é consumir uma

dieta rica em frutos, verduras, cereais, leite e derivados, ovos

e carnes.

As vitaminas se classificam em hidrossolúveis e

lipossolúveis, conforme sejam solúveis em água ou lipídios

(óleos e gorduras). São lipossolúveis as vitaminas A, D, E e

K; as demais são hidrossolúveis. As vitaminas hidrossolúveis

dissolvem-se na água durante o processo de cozimento de

verduras e legumes, por isso, recomenda-se o

aproveitamento do caldo resultante.

Vitamina A (axeroftol ou retinol). É importante nos

processos de cicatrização e entra na composição da

rodopsina ou púrpura visual. A sua carência provoca

hemeralopia ou cegueira noturna. Também provoca a

xeroftalmia, que é um processo de ressecamento e ulceração

da córnea. Atua ainda como antioxidante.

Vitamina D (calciferol) Na forma de provitamina D2

(ergosterol), é encontrada nos alimentos. Só se forma pela

transformação das provitaminas na pele, quando o indivíduo

se expõe às radiações ultravioletas dos raios solares.

• Ela atua estimulando a absorção dos sais de cálcio nos

intestinos, regulando a sua fixação nos ossos e nos

dentes.

• A carência de vitamina D implica no raquitismo, doença

que se caracteriza pela formação defeituosa dos ossos e

dentes.

27533

Vitamina E (tocoferol). Age como estimulante da

gametogênese, retarda o envelhecimento (antioxidante) e

regulariza a taxa de colesterol.

Vitamina K (filoquinona). É conhecida como anti-

hemorrágica porque atua no mecanismo de formação da

protrombina, substância que entra no processo de

coagulação sangüínea.

Vitamina C (ácido ascórbico) Decompõe-se facilmente

quando exposta às condições normais do meio ambiente.

• É essencial para a produção adequada de colágeno,

participa do desenvolvimento do tecido conjuntivo e é

estimulante da produção de anticorpos pelo organismo.

É por isso chamada de vitamina antiinfecciosa, sendo

largamente usada no tratamento e prevenção dos

estados gripais.

• Sua carência provoca o escorbuto, caracterizado por

lesões da mucosa com hemorragias digestivas e

vermelhidão das gengivas. É também antioxidante

Vitaminas do Complexo B. Grupo de vitaminas

hidrossolúveis que participam da oxidação dos carboidratos

sendo, portanto indispensáveis na produção de energia pelas

células.

Destacaremos a B1ou TIAMINA, cuja carência

provoca o béri-beri, a B2 ou RIBOFLAVINA que previne contra

neurites, a PP ou NIACINA cuja carência provoca a pelagra

(É chamada doença dos três D: dermatite, diarréia,

demência) e B12 ou CIANOCOBALAMINA essencial para o

processo de maturação dos glóbulos vermelhos na medula

óssea. Tem ação antineurítica e antianêmica. Sua carência

provoca a formação de hemácias imaturas, ocasionando a

chamada anemia perniciosa ou megaloblástica. Na verdade,

a anemia perniciosa é provocada pela falta de uma proteína

estomacal – fator intrínsico-, indispensável para absorção da

vitamina B12.

VERIFICAÇÃO DE APRENDIZAGEM

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

O Hoje, 15 out 2011 (adaptado).

Para suprir o deficit nutricional a que os produtores rurais se submeteram durante o período da promessa, foi importante eles terem consumido alimentos ricos em: a) Vitaminas A e E. b) Frutose e sacarose. c) Aminoácidos naturais. d) Aminoácidos essenciais. e) Ácidos graxos saturados. 64. (ENEM) Um pesquisador percebe que o rótulo de um dos vidros em que guarda um concentrado de enzimas digestivas está ilegível. Ele não sabe qual enzima o vidro contém, mas desconfia de que seja uma protease gástrica, que age no estômago digerindo proteínas. Sabendo que a

digestão no estômago é ácida e no intestino é básica, ele monta cinco tubos de ensaio com alimentos diferentes,

adiciona o concentrado de enzimas em soluções com pH determinado e aguarda para ver se a enzima age em algum deles.

O tubo de ensaio em que a enzima deve agir para indicar que a hipótese do pesquisador está correta é aquele que contém:

a) Cubo de batata em solução com pH 9.=

b) Pedaço de carne em solução com pH 5.=

c) Clara de ovo cozida em solução com pH 9.=

d) Porção de macarrão em solução com pH 5.=

e) Bolinha de manteiga em solução com pH 9.=

65. (ENEM) Arroz e feijão formam um “par perfeito”, pois fornecem energia, aminoácidos e diversos nutrientes. O que falta em um deles pode ser encontrado no outro. Por

exemplo, o arroz pobre no aminoácido lisina, que é encontrado em abundância no feijão, e o aminoácido metionina é abundante no arroz e pouco encontrado no feijão. A tabela seguinte apresenta informações nutricionais desses dois alimentos.

arroz

(1 colher de sopa) feijão

(1 colher de sopa)

calorias 41 kcal 58 kcal

carboidratos 8,07 g 10,6 g

proteínas 0,58 g 3,53 g

lipídios 0,73 g 0,18 g

colesterol 0 g 0 g

Silva, R. S. Arroz e feijão, um par perfeito. Disponível em: http://www.correpar.com.br. Acesso em: 01 fev. 2009.

A partir das informações contidas no texto e na tabela, conclui-se que: a) Os carboidratos contidos no arroz são mais nutritivos que

os do feijão. b) O arroz é mais calórico que o feijão por conter maior

quantidade de lipídios. c) As proteínas do arroz têm a mesma composição de

aminoácidos que as do feijão. d) A combinação de arroz com feijão contém energia e

nutrientes e é pobre em colesterol. e) Duas colheres de arroz e três de feijão são menos

calóricas que três colheres de arroz e duas de feijão.

66. (ENEM) Durante a aula, um professor apresentou uma pesquisa nacional que mostrava que o consumo de sódio pelos adolescentes brasileiros é superior ao determinado pela Organização Mundial da Saúde. O professor, então, destacou que esse hábito deve ser evitado. A doença associada a esse hábito é a: a) Obesidade. b) Osteoporose. c) Diabetes tipo ii. d) Hipertensão arterial. e) Hipercolesterolemia.

27633

67. (ENEM) Uma enzima foi retirada de um dos órgãos do sistema digestório de um cachorro e, após ser purificada, foi

diluída em solução fisiológica e distribuída em três tubos de ensaio com os seguintes conteúdos: - Tubo 1: carne - Tubo 2: macarrão - Tubo 3: banha

Em todos os tubos foi adicionado ácido clorídrico

(HC ),l e o pH da solução baixou para um valor próximo a

2. Além disso, os tubos foram mantidos por duas horas a uma

temperatura de 37 C. A digestão do alimento ocorreu

somente no tubo 1. De qual órgão do cachorro a enzima foi retirada? a) Fígado. b) Pâncreas. c) Estômago. d) Vesícula biliar. e) Intestino delgado. 68. (ENEM) A vesícula biliar é um órgão muscular onde a bile é armazenada. Os cálculos biliares que algumas vezes se formam neste órgão devem ser removidos cirurgicamente, dependendo da avaliação da gravidade das complicações decorrentes da presença desses cálculos no indivíduo. Entretanto, apesar de algum prejuízo causado pela remoção da vesícula biliar, o indivíduo pode ter uma vida relativamente normal. A remoção cirúrgica desse órgão retardará a: a) Síntese de glicogênio. b) Produção de bile. c) Secreção de suco gástrico. d) Produção de enzimas digestivas.

e) Digestão das gorduras.

69. (UEL) No esquema a seguir, estão representados 4

tubos de ensaio com os seus componentes.

O material retirado de determinado órgão do rato foi

adicionado aos tubos de ensaio e após 1 hora, a 38 ºC

verificou-se que apenas no tubo III ocorreu digestão de

gordura. Assinale a alternativa que indica, respectivamente,

de qual órgão do rato foi retirado o material

adicionado aos tubos e qual enzima digestiva

participou no processo.

a) Intestino delgado e tripsina.

b) Vesícula biliar e lipase.

c) Intestino delgado e quimiotripsina.

d) Vesícula biliar e amilase.

e) Intestino delgado e pepsina.

70. (FUVEST) Um camundongo foi alimentado com uma

ração contendo proteínas marcadas com um isótopo

radioativo. Depois de certo tempo, constatou-se a presença

de hemoglobina radioativa no sangue do animal. Isso

aconteceu porque as proteínas do alimento foram:

a) Absorvidas pelas células sanguíneas.

b) Absorvidas pelo plasma sanguíneo.

c) Digeridas e os aminoácidos marcados foram utilizados na

síntese de carboidratos.

d) Digeridas e os aminoácidos marcados foram utilizados na

síntese de lipídios.

e) Digeridas e os aminoácidos marcados foram utilizados na

síntese de proteínas.

71. (MACK) Num experimento, uma quantidade de

margarina foi colocada em um tubo de ensaio contendo soro

fisiológico. A esse tubo foi adicionada certa quantidade de

uma secreção digestiva. Após alguns minutos, em estufa a

37°C, verificou-se que havia inúmeras gotículas gordurosas,

mas não havia ocorrido digestão química. Assinale a

alternativa que apresenta o nome dessa secreção e o

órgão de onde ela foi retirada.

a) Saliva; boca.

b) Bile; vesícula biliar.

c) Suco gástrico; estômago.

d) Suco entérico; duodeno.

e) Suco pancreático; intestino grosso.

72. (UFES) Após uma cirurgia de emergência, devido à

presença de grande quantidade de cálculos biliares, uma

pessoa teve retirada a sua vesícula biliar. Portanto, pode-

se esperar que:

a) Não haverá mais produção da bile.

b) A bile passará a ser lançada diretamente na corrente

sanguínea.

c) O emulsionamento das gorduras ocorrerá no jejuno,

local da liberação da bile.

d) A secreção da bile será feita de forma contínua, não se

restringindo aos períodos de digestão.

e) O emulsionamento das gorduras ficará a cargo apenas

das lipases do suco pancreático e do suco entérico.

73. (VUNESP) O sanduíche que João comeu foi feito com

duas fatias de pão, bife, alface, tomate e bacon. Sobre a

digestão desse sanduíche, verifica-se que o(s) a(s):

a) Carboidratos do pão começam a ser digeridos na boca e

sua digestão continua no intestino.

b) Proteínas do bife são totalmente digeridas pela ação do

suco gástrico no estômago.

c) Alface é rica em fibras, mas não tem qualquer valor

nutricional, uma vez que o organismo humano não

digere a celulose.

d) Vitaminas do tomate, por serem hidrossolúveis, têm sua

digestão iniciada na boca, e são totalmente absorvidas

ao longo do intestino delgado.

e) Maior parte da gordura do bacon é emulsificada pelo

suco pancreático, facilitando a ação das lípases.

27733

74. (IFPE) Ao se alimentar de um hambúrguer, um estudante ingeriu pão, carne bovina e verduras. Os diversos

componentes desse lanche serão digeridos ao longo do tubo digestório. Sobre a digestão desses alimentos, pode-se dizer corretamente que: a) A carne, rica em proteínas, é digerida na boca pela ação

de proteases da saliva e, no estômago, pela ação do suco gástrico que contém pepsina.

b) O pão, rico em amido, é digerido, na boca, pela ação da amilase salivar e, no intestino delgado, pela ação da amilase pancreática.

c) As verduras, alimentos vegetais que contêm celulose, são digeridas no estômago e nos intestinos pela ação da celulase secretada por eles.

d) Somente o estômago é responsável pela digestão desses alimentos, uma vez que os intestinos têm a função apenas de absorção de nutrientes.

e) O pão, a carne e os vegetais são digeridos tanto na boca como no estômago e intestinos.

75. (UEA) Com frequência, lemos nos rótulos de alguns produtos alimentícios a informação “contém glúten”. Esse alerta é colocado porque existem pessoas portadoras da doença celíaca, uma doença autoimune causada pela intolerância ao glúten, que ataca e danifica as vilosidades do epitélio de revestimento interno do intestino delgado, como mostra a figura.

A lesão terá como consequência: a) A redução da absorção de água sem diminuição da

massa corpórea. b) O aumento da absorção de água, porém sem efeito

sobre a massa corpórea. c) A redução da absorção de nutrientes e a acentuada

perda de massa corpórea. d) O aumento da absorção de água e nutrientes e o

aumento da massa corpórea.

e) A redução da absorção de água e o aumento da massa corpórea.

76. (UNIFOR) Uma pessoa fez uma refeição da qual constavam as substâncias I, II e III. Durante a digestão ocorreram os seguintes processos: na boca iniciou-se a digestão de II; no estômago iniciou-se a digestão de I e a de II foi interrompida; no duodeno ocorreu digestão das três substâncias. Com base nesses dados, é possível afirmar corretamente que I, II e III são, respectivamente: a) Carboidrato, proteína e lipídio. b) Proteína, carboidrato e lipídio. c) Lipídio, carboidrato e proteína. d) Carboidrato, lipídio e proteína. e) Proteína, lipídio e carboidrato.

77. (UFV) O gráfico abaixo mostra o efeito do pH na velocidade de reações enzimáticas no processo digestivo em

mamíferos.

No gráfico, as letras A e B indicam,

respectivamente, os pontos ótimos de atuação das enzimas: a) Tripsina e pepsina. b) Ptialina e lipase. c) Tripsina e enteroquinase. d) Pepsina e tripsina. e) Lípase e ptialina.

27833

HABILIDADE 14: Identificar padrões em fenômenos e processos vitais dos organismos, como manutenção do equilíbrio interno, defesa, relações com o ambiente, sexualidade, entre outros.

HABILIDADE 15. Interpretar modelos e experimentos para explicar fenômenos ou processos biológicos em qualquer nível de organização dos sistemas biológicos. CONHECIMENTOS ASSOCIADOS: Funções vitais dos seres vivos e sua relação com a adaptação desses organismos a diferentes ambientes: Respiração humana.

Na aula anterior, destacamos a importância do

sistema digestório na manutenção da homeostasia, enfatizando sua eficácia em transformar os alimentos presentes na natureza, em nutrientes assimiláveis pelo organismo.

Boa parte dos nutrientes orgânicos que absorvemos

no intestino delgado é distribuído e utilizado pelas células

para gerar a energia necessária aos processos vitais; isso

ocorre principalmente por meio da respiração celular. Esse

processo ocorre no interior das células, precisamente dentro

das mitocôndrias, onde substâncias orgânicas, como a

glicose, por exemplo, reagem com o gás oxigênio e liberam

energia, que é armazenada temporariamente em moléculas

de ATP. Além de produzir ATP, a respiração celular libera

água e o gás carbônico; a água pode ser reutilizada pelas

células, o gás carbônico é eliminado e passa para a corrente

sanguínea, sendo transportado até os pulmões por onde é

eliminado.

O gás carbônico que os tecidos corporais eliminam

no sangue, ao chegar aos pulmões, é expelido do corpo e

passa para o ar atmosférico. Nesses órgãos, o sangue recebe

o oxigênio, que será levado até s células para suprir a

respiração celular. As trocas gasosas entre o ar atmosférico

e o sangue nos pulmões constituem a respiração pulmonar

ou respiração orgânica; o conjunto de órgãos que atuam

diretamente nesse processo constitui o sistema respiratório.

Conforme destacado anteriormente a respiração

celular e a respiração pulmonar são fenômenos

interdependentes o que por sua vez só acontece graças a três

mecanismos básicos da fisiologia respiratória: a ventilação

pulmonar, o transporte dos gases e o controle nervoso da

respiração.

1. VENTILAÇÃO PULMONAR.

Consiste nas trocas gasosas entre o pulmão e o meio

externo e ocorre por dois movimentos: inspiração e

expiração.

a) inspiração. É um movimento ativo, que promove a

entrada de ar nos pulmões. Dá-se pela contração da

musculatura do diafragma e dos músculos intercostais

conforme se observa abaixo.

b) Expiração. Movimento passivo de eliminação de ar dos

pulmões. Resulta do relaxamento dos músculos citados

acima.

2. TRANSPORTE DOS GASES RESPIRATÓRIOS.

Nos alvéolos pulmonares 97% do gás oxigênio

inspirado do ar difunde-se para os capilares sangüíneos e

penetra nas hemácias, onde se combina com a hemoglobina,

formando um composto instável denominado oxiemoglobina

(HbO2), enquanto o gás carbônico, proveniente da respiração

celular, é liberado para o ar. Essa troca de gases que ocorre

entre os capilares sanguíneos e os alvéolos pulmonares,

denomina-se hematose.

Nos tecidos ocorre um processo inverso: o gás

oxigênio dissocia-se da hemoglobina e difunde-se pelo líquido

tissular, atingindo as células, fenômeno denominado de

efeito Bohr. Seja nos alvéolos ou nos tecidos em geral, a

troca de gases ocorre por difusão em função da diferença de

pressão entre os gases nos meios extra e intracelulares.

Aula 08

27933

A maior parte do gás carbônico (cerca de 70%) liberado pelas células no líquido tissular penetra nas hemácias e reage com a água, formando o ácido carbônico,

que logo se dissocia e dá origem a íons H+ e bicarbonato (HCO3-), difundindo-se para o plasma sangüíneo, onde ajudam a manter o grau de acidez do sangue. Cerca de 23% do gás carbônico liberado pelos tecidos associam-se à própria hemoglobina, formando a carboemoglobina, composto instável que se dissocia em nível alveolar. O restante dissolve-se no plasma, sendo assim transportado até os pulmões.

3. CONTROLE DA RESPIRAÇÃO.

Em condições normais, o centro respiratório (CR)

localizado no Bulbo, produz, a cada 5 segundos, um impulso

nervoso que estimula a contração da musculatura torácica e

do diafragma, fazendo-nos inspirar. O CR é capaz de

aumentar e de diminuir tanto a freqüência como a amplitude

dos movimentos respiratórios, pois possui quimiorreceptores

que são bastante sensíveis ao pH do plasma. Essa capacidade

permite que os tecidos recebam a quantidade de oxigênio

que necessitam, além de remover adequadamente o gás

carbônico. Quando o sangue se torna mais ácido (acidose),

devido ao aumento do gás carbônico, o centro respiratório

induz a aceleração dos movimentos respiratórios. Dessa

forma, tanto a freqüência quanto a amplitude da respiração

tornam-se aumentadas, o que possibilita eliminar

rapidamente o excesso de CO2. Em situação contrária, com a

depressão do CR, pelo aumento do pH (alcalose) ocorre

diminuição da freqüência e amplitude respiratórias.

Desta forma, os principais estímulos para ativar o

processo de inspiração são o aumento do teor de CO2 e a

consequente redução do pH. Essa redução ocorre em função

da associação do CO2 com a água, formando um ácido fraco

que se dissocia originando íons H+.

O aumento da concentração do CO2, portanto,

desloca a reação para a direita, aumentando a frequencia

respiratória, enquanto sua redução desloca para a esquerda,

diminuído a freqüência respiratória.

Curva de dissociação do oxigênio da hemoglobina.

A afinidade da hemoglobina com o oxigênio varia de

acordo com a concentração desse gás e com a variação

do pH. Quando a concentração de O2 é alta, a

hemoglobina tende a se unir fortemente a ele; quando a

concentração de O2 diminui a afinidade da hemoglobina

a esse gás também diminui e o oxigênio é liberado

(dissociado) com mais facilidade do pigmento. Durante

uma atividade física a taxa de respiração celular aumenta

elevando a concentração do CO2 e diminuindo o pH. Essa

redução do pH induz a hemoglobina a liberar mais

oxigênio para que seja utilizado na respiração celular

propiciando a manutenção da alta atividade durante o

exercício.

“desvio para a direita a afinidade do O2 pela hemoglobina é diminuída, ou seja, maior liberação de O2”

O monóxido de carbono (CO) é um gás inodoro que constitui um dos principais poluentes atmosféricos das zonas urbanas. Esse gás tem a propriedade de estabelecer

com a hemoglobina uma ligação cerca de 250 vezes mais estável do que a ligação existente entre o gás oxigênio e a hemoglobina. Portanto, quando o CO se liga à Hb, esta fica inutilizada para transportar O2; daí o efeito tóxico do CO que em altas concentrações, pode acarretar a morte do indivíduo por asfixia (CO + Hb = carboxiemoglobina).

28033

Embora não tenha efeito direto no centro

respiratório a taxa de oxigênio também influencia a

freqüência respiratória, conforme se verifica abaixo.

Leitura complementar: O “mal das montanhas” e o “mal

do mergulhador”: O efeito das grandes altitudes e da alta

pressão sobre a fisiologia respiratória.

O mal da altitude ou mal das montanhas refere-se a

dificuldade de se absorver oxigênio quando o indivíduo é

submetido a locais de grandes altitudes. Isso ocorre pelo fato

de que a pressão do ar diminui conforme a maior variação de

altitude, o que resulta em menor quantidade de oxigênio no

ar. Sob estas dificuldades o organismo tende a se aclimatar,

e a principal mudança será a alteração da composição

sangüínea, que terá um aumento considerável de glóbulos

vermelhos, responsáveis pelo transporte do O2 absorvido nos

alvéolos pulmonares às células.

Ao contrário do que ocorre no alto das montanhas,

onde as pressões são mais baixas, nas profundezas de rios, lagos

e oceanos, devido ao peso de grandes volumes de água, as

pressões tornam-se elevadas. No caso dos mergulhos de

profundidade, a pressão acaba por exercer no corpo humano

algumas alterações importantes. Dentre elas, a mais facilmente

percebida diz respeito à diminuição do volume interno dos

pulmões. Além disso, em ambientes hiperbáricos, o estado físico

de alguns gases, como o nitrogênio, por exemplo, se altera de

gasoso para líquido, fazendo com que o seu comportamento

dentro do organismo também mude.

Para explicar como os pulmões sofrem nas altas

profundidades, o professor Marco Cremona, do Departamento de

Física da Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-

Rio), faz uso da Lei de Boyle. Segundo ela, em condições de

temperatura constante, o volume de um determinado gás é

inversamente proporcional à pressão exercida sobre ele. Sendo

assim, se a pressão duplica, o volume do gás cai pela metade.

“Ao nível do mar, nossos pulmões têm a capacidade de

comportar de quatro a seis litros de ar. Sendo assim, se uma

pessoa mergulha a 20 metros, como a pressão sobre ela

praticamente dobra, a sua capacidade pulmonar cai pela metade,

ou seja, os pulmões passarão a comportar, em média, de dois a

três litros de ar. Daí explica-se o porquê de os mergulhadores

sentirem uma pressão no tórax em grandes profundidades”,

ressalta Cremona.

Outro problema apresentado nos mergulhos em alta

profundidade diz respeito à descompressão rápida. Dependendo

do tempo de mergulho e da profundidade, parte do nitrogênio

presente no sangue do mergulhador passa a ficar em estado

líquido. Caso o mergulhador suba rápido demais à superfície, esse

nitrogênio muda de forma súbita novamente para o gasoso,

formando bolhas, o que pode causar embolias.

“Para evitar os efeitos da descompressão rápida, o mergulhador

deve subir lentamente, fazendo paradas periódicas enquanto

sobe. Tudo para que o gás dentro do seu corpo possa ser liberado

de forma lenta. Fonte: http://globociencia/noticia.

Grandes

altitudes

28133

VERIFICAÇÃO DE APRENDIZAGEM

78. (UNIRIO) O CO2 se difunde através das membranas biológicas e dos fluidos do corpo de modo bem mais eficiente que o O2. Os mergulhadores que praticam apneia utilizam uma prática conhecida como HIPERVENTILAÇÃO antes de cada imersão. Nessa prática, o mergulhador realiza uma série de inspirações e expirações curtas e rápidas antes de inflar ao máximo seus pulmões e realizar o mergulho. O procedimento descrito: a) Aumenta o fôlego do mergulhador, porque permite um

aporte muito maior de O2 na corrente sanguínea para suprir a demanda do organismo.

b) Estimula o diafragma, permitindo a entrada de um volume bem maior de ar nos pulmões.

c) Aumenta o tempo de imersão, mas é perigoso porque reduz a concentração de CO2 no sangue inibindo a ação do centro respiratório.

d) Condiciona a musculatura intercostal, o que resulta em maior amplitude do ápice pulmonar.

e) Influencia negativamente as trocas gasosas, pois seu benefício restringe-se a aumentar a concentração do mergulhador.

79. (UEL) A taxa de consumo de oxigênio em relação à massa corpórea é muito mais alta no mamífero pequeno que no grande. Por exemplo, 1g de tecido de um camundongo consome oxigênio numa taxa até 100 vezes maior que 1g de tecido de um elefante. Este elevado consumo de oxigênio do animal pequeno requer um maior suprimento desse elemento para os tecidos. Assim sendo, espera-se que mamíferos menores apresentem: a) Maior frequência cardíaca e menor frequência

respiratória que mamíferos maiores. b) Menor frequência cardíaca e maior frequência

respiratória que mamíferos maiores. c) Menor frequência cardíaca e menor frequência

respiratória que mamíferos maiores. d) Maior frequência cardíaca e maior frequência

respiratória que mamíferos maiores. e) Frequência cardíaca e respiratória igual à dos mamíferos

maiores. 80. (ENEM) Hipóxia ou mal das alturas consiste na diminuição de oxigênio no sangue arterial do organismo. Por essa razão, muitos atletas apresentam mal-estar (dores de cabeça, tontura, falta de ar etc.) ao praticarem atividade física em altitudes elevadas. Nessas condições, ocorrerá uma diminuição na concentração de hemoglobina oxigenada (HbO2) em equilíbrio no sangue, conforme a relação:

Hb(aq) + O2 (aq) HbO2(aq)

A alteração da concentração de hemoglobina oxigenada no sangue ocorre por causa do (a): a) Elevação da pressão arterial. b) Aumento da temperatura corporal. c) Redução da temperatura do ambiente. d) Queda da pressão parcial de oxigênio. e) Diminuição da quantidade de hemácias.

81. (G1-IFPE) As principais fontes geradoras de poluição atmosférica são os motores de veículos, as indústrias, a

incineração de lixo doméstico e as queimadas de campos e florestas. Nas atividades humanas, são liberados anualmente na atmosfera, milhões de toneladas de gases tóxicos. Dentre esses gases, existe um que é inodoro, incolor e muito tóxico, cuja principal fonte de emissão é a queima de combustíveis fósseis nos motores dos veículos. O gás em questão, quando inalado, tem a capacidade de se combinar com a hemoglobina, formando um composto estável, impedindo o transporte de oxigênio pelo sangue. Esse gás é o: a) Óxido de nitrogênio. b) Óxido de enxofre. c) Dióxido de carbono. d) Monóxido de carbono. e) Gás sulfídrico. 82. (G1-CFTMG) Na preparação para os Jogos Olímpicos de 2012, em Londres, um maratonista brasileiro treinou na cidade de Paipa, na Colômbia, a 2.577 m acima do nível do mar. A finalidade desse treinamento foi aumentar a: a) Temperatura média do corpo. b) Quantidade de hemácias no sangue. c) Densidade de mitocôndrias nas células. d) Frequência dos movimentos respiratórios. e) Acúmulo de glicose nos músculos.

83. (G1-CPS) Ao viajar da cidade de São Paulo para uma cidade de altitude mais elevada, como La Paz, na Bolívia, o organismo sente as dificuldades provocadas pelo ar rarefeito e precisa de tempo para se adaptar. Nesse período de adaptação, os sintomas mais comuns são respiração ofegante, dores de cabeça, náuseas e tonturas. O corpo responde a esses sintomas acelerando a frequência cardíaca, aumentando a frequência respiratória e aumentando a

produção de glóbulos vermelhos no sangue. Nessa situação, a produção adicional dessas células é necessária porque: a) Facilita a distribuição dos nutrientes a todas as células

do corpo. b) Acelera a eliminação dos compostos nitrogenados

presentes no sangue. c) Acelera os processos de coagulação sanguínea evitando

possíveis hemorragias. d) Aumenta a quantidade de hemoglobina que permite

melhor oxigenação dos tecidos. e) Aumenta a imunidade contra a maioria das infecções

que ocorrem nas grandes altitudes. 84. (PUCRJ) O fumo é responsável por provocar ou agravar diversos problemas no sistema respiratório, e uma das

razões para a redução da eficiência respiratória está relacionada à combinação do monóxido de carbono emitido pelo cigarro com a hemoglobina. Sobre essa associação, é correto afirmar que: a) O monóxido de carbono se liga à hemoglobina formando

um composto instável chamado carboemoglobina. b) O monóxido de carbono se liga à hemoglobina formando

um composto estável chamado oxiemoglobina. c) O monóxido de carbono se liga à hemoglobina formando

um composto estável chamado carboxiemoglobina. d) A ligação entre o monóxido de carbono e a

hemoglobina, apesar de estável, é mais fraca do que aquela que ocorre entre a hemoglobina e o oxigênio.

e) O monóxido de carbono destrói a molécula de hemoglobina após a combinação.

28233

85. (PUC-RJ) Nos Jogos Olímpicos de Inverno, nos Estados Unidos da América, uma das atletas foi eliminada no exame

"antidoping" porque, embora não houvesse vestígio de nenhuma substância estranha em seu organismo, ela apresentava uma taxa de hemácias e de hemoglobina muito mais altas do que as médias para atletas do sexo feminino com a sua idade. O Comitê Olímpico considerou imprópria sua participação nos jogos, porque: a) A maior taxa de hemácias permitiria uma menor

oxigenação do sangue e uma maior obtenção de energia.

b) Um aumento do número de hemácias poderia causar uma diminuição do número de plaquetas e uma hemorragia interna. C) a maior taxa de hemácias poderia causar uma sobrecarga no músculo cardíaco e um possível infarto do miocárdio.

c) A maior taxa de hemácias permitiria uma maior oxigenação do sangue e uma maior obtenção de energia.

d) A maior taxa de hemácias causaria um aumento na taxa de respiração e uma intoxicação sanguínea causada pelo aumento de ácido carbônico no sangue.

86. (UEPB) Num incêndio é comum o indivíduo morrer, antes por asfixia, do que por queimaduras. Tal situação ocorre, porque: a) A fumaça destrói os leucócitos. b) As plaquetas são destruídas na presença do monóxido

de carbono. c) A hemoglobina combina-se com o monóxido de

carbono, formando um composto estável, tornando-se irrecuperável.

d) A hemoglobina combina-se com todo o oxigênio disponível.

e) A hemoglobina, nessa situação, só transporta dióxido de

carbono. 87. (PUC-RJ) A FIFA (Fédération Internationale de Football Association) proibiu a realização de jogos de futebol em altitudes acima de 2.500 metros, com o argumento de que os jogadores que vivem em altitudes mais baixas têm menor chance de apresentar um desempenho bom quando jogam em maiores altitudes. A preocupação está vinculada, principalmente, aos problemas respiratórios sistêmicos que as populações que não vivem nestas altitudes podem apresentar. O motivo que justifica essa decisão da FIFA é que, em altas altitudes, a pressão do ar é: a) Maior, o ar é menos rarefeito e a dificuldade de respirar

maior. b) Maior, o ar é mais rarefeito e a dificuldade de respirar é

maior. C) igual à do nível do mar, o ar é mais rarefeito e a dificuldade de respirar maior.

c) Menor, o ar é menos rarefeito e a dificuldade de respirar menor.

d) Menor, o ar é mais rarefeito e a dificuldade de respiração é maior.

88. (UERJ) Exibido na televisão, o filme “Encontros e desencontros” mostra o personagem principal dentro de uma loja, numa crise de ansiedade aguda, queixando-se de falta de ar. É socorrido por seu irmão, que lhe coloca um saco de papel aberto sobre sua boca e seu nariz e manda que ele respire lentamente. Em pouco tempo, o personagem está melhor. O procedimento está correto e pode ser explicado, pois, à medida que ele respira lentamente dentro do saco, varia a concentração de um gás, que estimula diretamente, o bulbo, regulando os movimentos respiratórios. A variação

do gás ocorrida dentro do saco de papel, e que permitiu a melhora do personagem, foi:

a) Aumento da concentração de N2. b) Aumento da concentração de O2. c) Aumento da concentração de CO2. d) Diminuição da concentração de O2. e) Diminuição da concentração de CO2. 89. (FATEC-SP) O gráfico abaixo mostra as curvas de saturação de dois tipos de hemoglobina (Hb) que se ligam ao oxigênio (O2).

Essas curvas nos permitem concluir que: a) A hemoglobina 1 possui menor afinidade pelo O2 que a

hemoglobina 2. b) A hemoglobina 1 possui maior afinidade pelo O2 que a

hemoglobina 2. c) As hemoglobinas 1 e 2 possuem a mesma afinidade pelo

O2. d) A hemoglobina 1 fica saturada somente nas maiores

pressões parciais de O2. e) A hemoglobina 1 nunca fica saturada, uma vez que a

hemoglobina 2 impede tal evento. 90. (UNESP) O volume total de ar que cabe no sistema respiratório de um homem adulto, ao nível do mar, é cerca de 6 litros. Nessas condições, os pulmões de um indivíduo em repouso, a cada movimento respiratório, trocam com o meio exterior, em média, apenas 0,5 litro de ar. Essa quantidade de ar inspirado mistura-se ao ar retido nas vias aéreas e apenas parte dessa mistura chega aos alvéolos.

De acordo com as informações descritas e considerando a fisiologia e a anatomia do aparelho respiratório humano, é possível afirmar que, durante a inspiração, o ar que chega aos alvéolos possui: a) Maior concentração de CO2 que aquela do sangue

venoso. b) Menor concentração de CO2 que o ar atmosférico. c) Maior concentração de O2 que aquela do sangue arterial.

d) Maior concentração de CO2 que aquele que havia sido expirado.

e) Menor concentração de O2 que aquele que havia sido expirado.

91. (FGV) Desde o dia 07 de agosto de 2009, uma lei estadual proíbe o fumo em ambientes fechados coletivos no Estado de São Paulo. A medida é bem-vinda, pois se sabe que dentre os inúmeros problemas de saúde causados ou agravados pelo fumo, um deles é o fato de o monóxido de carbono (CO), presente na fumaça do cigarro: a) Causar irritação no epitélio das vias aéreas superiores,

favorecendo infecções e dificultando o aporte de oxigênio aos pulmões.

28333

b) Provocar lesões nas paredes dos alvéolos, que se rompem e ampliam a superfície do tecido para trocas

gasosas. c) Provocar lesões nas organelas das células das mucosas

das vias aéreas e dos pulmões, o que é a causa primária do câncer.

d) Provocar rigidez dos brônquios e do diafragma, comprometendo a capacidade de inspiração e expiração.

e) Estabelecer uma ligação química com a hemoglobina, resultando em hemácias com baixo potencial de oxigenação.

92. (UEA) A mioglobina é uma molécula, similar à hemoglobina, que se liga ao oxigênio e cuja principal função é a reserva de oxigênio nos músculos dos mamíferos. A mioglobina possui maior afinidade com o oxigênio do que a hemoglobina, e só começa a liberá-lo quando esta última já o fez.

Disponível em: www.zoo.ba.gov.br (adaptado).

No gráfico, Y corresponde à porcentagem da saturação da hemoglobina e da mioglobina pelo oxigênio e X corresponde a diferentes pressões parciais do oxigênio no

ambiente, em mm de Hg. Com base nas informações contidas no texto, é correto afirmar que a saturação da hemoglobina está representada na curva: a) I, pois, para uma mesma pressão parcial de O2 no

ambiente, essa molécula apresenta inicialmente maior saturação do que a mioglobina.

b) I, pois, a afinidade dessa molécula pelo O2 reduz-se rapidamente para pequenas pressões parciais de oxigênio no ambiente.

c) II, pois, para uma mesma pressão parcial de O2 essa molécula apresenta menor saturação em relação à molécula de mioglobina.

d) II, pois, para uma pressão parcial de 20 mm de Hg a saturação dessa molécula corresponde à metade da saturação da molécula de mioglobina na mesma pressão parcial.

e) I, pois, essa molécula apresenta menor afinidade pelo oxigênio em pressões parciais menores e maior afinidade para pressões maiores.

28433

HABILIDADE 14. Identificar padrões em fenômenos e processos vitais dos organismos, como manutenção do equilíbrio interno, defesa, relações com o ambiente, sexualidade, entre outros.

HABILIDADE 15. Interpretar modelos e experimentos para explicar fenômenos ou processos biológicos em qualquer nível de organização dos sistemas biológicos.

CONHECIMENTOS ASSOCIADOS: Funções vitais dos seres vivos e sua relação com a adaptação desses organismos a diferentes ambientes: Circulação humana.

No tópico anterior observamos que a respiração

orgânica disponibiliza oxigênio para respiração celular e

elimina o gás carbônico desta última e ainda, que esses gases

são transportados pelo sangue dos pulmões para as células

e no sentido inverso. Conclui-se dessa forma, que os

fenômenos ligados a respiração são totalmente dependentes

de uma das funções da circulação sanguínea na manutenção

da homeostasia: o transporte de gases respiratórios e dos

nutrientes orgânicos e inorgânicos necessários a essa

respiração. Esse transporte ocorre com grande eficácia,

graças a um conjunto de estruturas ligadas e

interdependentes, o coração e os vasos sanguíneos que

constituem o sistema cardiovascular, que além dessa função

apresenta outras importâncias conforme esquema abaixo.

1. ESTRUTURA E FISIOLOGIA DO SISTEMA

CARDIOVASCULAR.

1.1. Coração. O coração humano é um órgão comparável a

de um punho fechado, localizado sob o osso externo, um

pouco a esquerda do centro do peito. As paredes do coração

são constituídas por tecido muscular estriado cardíaco

constituindo o miocárdio. Assim como nos demais mamíferos,

o coração humano tem quatro câmaras distintas, dois átrios

e dois ventrículos, e nele não há mistura de sangue arterial

com o venoso. O sangue rico em gás oxigênio, proveniente

dos pulmões, chega ao coração pelo átrio esquerdo. O

sangue rico em gás carbônico, proveniente do resto do corpo,

chega pelo átrio direito.

Cada átrio comunica-se com o ventrículo ligado a ele

por um orifício que apresenta uma valva, cuja função é

garantir a circulação do sangue em sentido único, do

átrio para o ventrículo. O átrio esquerdo (AE) comunica-se

com o ventrículo esquerdo (VE) pela valva bicúspide ou

mitral. O átrio direito (AD) comunica-se com o ventrículo

direito (VD) pela valva tricúspide.

Durante a contração dos átrios, denominada sístole

atrial, o sangue passa para os ventrículos, que relaxam

processo chamado de diástole ventricular. Quando ocorre a

contração dos ventrículos (sístole ventricular), as valvas entre

os átrios se fecham e o sangue é forçado a sair do coração

por duas grandes artérias: a artéria pulmonar que parte do

VD em direção aos pulmões, e a artéria aorta, que parte do

VE para as demais partes do corpo. As saídas para a aorta e

artéria pulmonar são controladas por valvas semilunares,

cuja função é impedir o refluxo do sangue para o coração

durante o relaxamento do miocárdio.

O sangue chega venoso ao AD do coração pelas

veias cavas, passa para o VD e sai pela artéria pulmonar em

direção aos pulmões, onde será oxigenado (hematose

pulmonar). O sangue, agora arterial, retorna para o AD pelas

veias pulmonares. Este percurso do sangue saindo do VD,

indo aos pulmões e retornando ao AE, constitui a pequena

circulação ou circulação pulmonar. Do AE o sangue

arterial, rico em oxigênio, passa para o VE e deste para

artéria aorta, que o leva para ser distribuído por todo corpo,

sendo esta circulação denominada de circulação sistêmica

ou grande circulação.

Aula 09

28533

Os batimentos cardíacos são originados por

fenômenos miogênicos provenientes do próprio músculo

cardíaco (automatismo cardíaco). A frequência com que

esses batimentos ocorrem varia de acordo com a idade, peso,

estado emocional, atividade física, sendo controlada por um

nódulo de células musculares especiais, o nodo sino-atrial

ou marcapasso, localizado na parede do AD. Outra região

especializada neste automatismo cardíaco é o nodo átrio

ventricular, que distribui o sinal gerado no marcapasso à

musculatura dos ventrículos, estimulando-os a entrar em

sístole. O coração continua batendo por algum tempo mesmo

quando suas inervações são cortadas, demonstrando que o

estímulo da contração é de origem miogênica.

Apesar desse automatismo, os batimentos têm

mecanismos reguladores que se encontram sobre efeitos do

sistema nervoso autônomo. Os nervos que atuam sobre a

musculatura cardíaca permitem ajustem na freqüência

cardíaca de acordo com as necessidades do organismo. Assim

o sistema nervoso autônomo, por meio de suas fibras

simpáticas, aumenta a freqüência cardíaca e as fibras

parassimpáticas diminuem essa freqüência.

1.2. Vasos sanguíneos. Conforme destacado

anteriormente, o sangue deixa o coração pelas artérias

(vasos eferentes) que saem do ventrículo e retornam por

meio de veias (vasos aferentes) que chegam aos átrios. As

artérias deixam o coração carregando sangue arterial, rico

em oxigênio, (exceto a artéria pulmonar) em direção as

células onde se ramificam em vasos cada vez mais finos, as

arteríolas, e depois em capilares, local em que se processa as

trocas gasosas. Os capilares reúnem-se em vênulas, que

originam vasos cada vez mais calibrosos, as veias, vasos que

chegam ao coração.

Artérias e veias apresentam três camadas

histológicas, no entanto, nas artérias uma dessas camadas,

constituída por tecido muscular liso, apresenta-se bastante

desenvolvida, capaz de suportar a pressão exercida pelo

sangue que sai do coração. Já nas veias a musculatura lisa é

menos desenvolvida, sendo fundamental a participação da

musculatura esquelética na condução do sangue venoso. Nas

veias, todavia, diferente das artérias, há válvulas que

impedem o refluxo do sangue.

Uma alimentação que contenha altos teores de

gordura, aliada a fatores como por exemplo, o sedentarismo

pode contribuir para elevação da taxa de colesterol e

possibilitar a formação de placas de ateroma (aterosclerose)

potencializando assim o risco de doenças cardiovasculares.

Pressão arterial. No momento em que a musculatura do

ventrículo se contrai (sístole ventricular), a pressão exercida no

sistema de vasos arteriais é chamada pressão sistólica arterial ou

pressão máxima (120 mmHg em uma pessoa jovem em

repouso). Quando a musculatura do ventrículo sofre

relaxamento, a pressão diminui, determinado a pressão

diastólica arterial ou pressão mínima (80 mmHg em uma pessoa

jovem em repouso).

28633

2. SANGUE.

O tecido sanguíneo pode ser considerado um tecido

conjuntivo em que a substância intercelular, o plasma, é líquida, formada principalmente por água e proteínas, e que serve de meio de transporte de nutrientes, hormônios, anticorpos e excretas. No plasma encontram-se os elementos celulares ou figurados, que são os glóbulos vermelhos (hemácias), glóbulos brancos (leucócitos) e plaquetas (trombócitos).

Uma das funções básicas do sangue é o transporte de substâncias, entre as quais se destacam:

• Levar oxigênio e nutrientes para as células; • Retirar dos tecidos as sobras das atividades

celulares (como gás carbônico produzido na respiração celular);

• Conduzir hormônios pelo organismo. • Defender o corpo das ações de agentes nocivos.

O sangue parece um líquido homogêneo, no entanto,

com a observação por microscópio se pode verificar que ele

é heterogêneo, sendo composto por vários tipos celulares.

O tecido hematopoiético é o responsável pela

produção dos elementos figurados do sangue. Esta função é

executada pela medula óssea vermelha a partir de células

indiferenciadas pluripotentes.

Alguns dos linfócitos produzidos na medula óssea vermelha passam por um estágio de maturação e multiplicação na glândula timo. São os chamados linfócitos T, responsáveis pela imunidade celular. Outros completam o

mesmo estágio em órgãos como baço, tonsilas palatinas e linfonodos. São os chamados linfócitos B, responsáveis pela produção de imunoglobulinas. Os plasmócitos do tecido conjuntivo propriamente. O tecido hematopoiético é denominado mieloide, quando representado pela medula óssea vermelha, e linfoide, quando representado pelo timo, baço, adenoides, tonsilas palatinas e linfonodos.

2.1. Glóbulos vermelhos.

Também chamado de hemácias, são células em maior quantidade nos humanos. Nos mamíferos são células anucleadas e têm a forma de disco bicôncavo, para facilitar a entrada e a saída do oxigênio, mas em todos os vertebrados contêm um pigmento vermelho, rico em ferro, a hemoglobina, cuja função é o transporte, principalmente do gás oxigênio, para o processo respiratório. No ser humano,

os glóbulos vermelhos duram cerca de 120 dias, sendo destruídos no fígado e no baço e substituídos por novos glóbulos vermelhos produzidos na medula óssea vermelha.

Um indivíduo pode apresentar os sintomas de anemia quando no seu sangue ocorre baixa concentração de hemoglobina pela diminuição no número de glóbulos vermelhos ou pela concentração baixa de hemoglobina em cada célula quando o número de glóbulos vermelhos é normal. As causas da anemia podem ser falta de ferro na alimentação, perdas crônicas de sangue ou carência de vitamina B.

Indivíduos que vivem em lugares de grande altitude têm o número de glóbulos vermelhos acima do normal. Como nesses lugares o ar é rarefeito, portanto com baixa concentração de oxigênio, o organismo necessita de maior quantidade de glóbulos vermelhos por mm3 de sangue para suprir as necessidades daquele gás nas células.

2.2. Glóbulos brancos.

Também chamados de leucócitos, são células de defesa do organismo que pertencem ao sistema imunológico. O seu número na espécie humana varia, em condições normais, entre 5 mil e 10 mil por mm3 de sangue. Sua principal função é a defesa do organismo. Essa atividade pode ser exercida por meio da fagocitose ou da produção de proteínas de defesa, os anticorpos. Vários são os mecanismos de defesa, como pode ser verificado abaixo:

28733

2.3. Plaquetas. Também chamadas de trombócitos, não são células,

mas fragmentos celulares. A sua principal função está relacionada ao processo de coagulação sanguínea.

Quando há um ferimento, com rompimento de vasos sanguíneos, as plaquetas aderem às áreas lesadas e produzem uma rede de fios extremamente finos que impedem a passagem das hemácias e retém o sangue. As plaquetas estão presentes em cada gota de sangue e seu número é de aproximadamente 150.000 a 400.000 plaquetas por milímetro cúbico em condições normais de saúde.

2.4. Plasma. É um líquido de cor amarela e corresponde a mais da metade do volume do sangue. Ele é constituído por grande quantidade de água (mais de 90%), onde se encontram dissolvidos os nutrientes (glicose, lipídios, aminoácidos, proteínas, sais minerais e vitaminas), o gás oxigênio e hormônios, e os resíduos produzidos pelas células, como gás carbônico e outras substâncias que devem ser eliminadas do corpo.

O hemograma completo é um exame de sangue que analisa as variações quantitativas e morfológicas dos elementos figurados do sangue. Os médicos, geralmente, solicitam esse para diagnosticar distúrbios como anemia, doenças autoimunes e leucemia. Este é um dos tipos de exame de sangue mais pedidos pelos médicos, nos exames de rotina. Nas últimas décadas, houve um grande aperfeiçoamento tecnológico nos contadores hematológicos

e no desenvolvimento de novas metodologias. Os processos automatizados substituíram, com largas vantagens, os testes manuais. Atualmente, laboratórios com equipamentos de última geração oferecem significativo aumento na qualidade geral do exame devido à alta reprodutibilidade de resultados e aos baixos coeficientes de variação dos parâmetros analisados, além de possuírem melhor controle de qualidade e padronização de critérios para revisão médica dos resultados. o hemograma é um exame muito acessível e, apesar de inespecífico, a interpretação correta de seus dados pode ser uma ótima ferramenta de orientação diagnóstica e terapêutica. O avanço tecnológico, além da melhoria da qualidade analítica, permitiu a introdução de novos parâmetros que podem ser relevantes na prática clínica se forem adequadamente utilizados. A consulta ao médico

especialista do laboratório pode esclarecer dúvidas e auxiliar o direcionamento diagnóstico.

3. Sistema linfático. Como o sangue, a linfa é um tecido de transporte formado por uma parte líquida e uma parte celular. A parte líquida é o plasma linfático, de composição química variável em função da alimentação; a parte celular compõe-se basicamente de linfócitos e de alguns glóbulos brancos granulócitos. A linfa banha as células dos demais tecidos e é drenada por um sistema especial de vasos de paredes muito finas. O sistema linfático regula o conteúdo de líquidos e defende o corpo de agentes infecciosos e lesões. O plasma e os leucócitos conseguem atravessar as paredes dos capilares sanguíneos, banham as células dos diferentes tecidos e formam a linfa intersticial. Parte do plasma e dos leucócitos retornam aos vasos capilares sanguíneos e outra parte é recolhida pelos vasos capilares linfáticos, formando a linfa

circundante. A linfa é um líquido formado por plasma e glóbulos brancos. Pode circular entre as células (linfa intersticial) ou nos vasos sanguíneos (linfa circundante).

A linfa e o sistema linfático têm várias funções:

• Equilíbrio hídrico: drenagem do excesso de linfa intersticial presente nos tecidos;

• Absorção de lípidos, vitaminas e outras substâncias: recebem os lípidos e as vitaminas lipossolúveis absorvidos no intestino delgado e transportam-nos para o sangue;

• Defesa: os microrganismos, algumas células cancerosas e outros corpos estranhos são filtrados nos gânglios linfáticos. Por outro lado, os leucócitos presentes na linfa conseguem eliminá-los através da fagocitose.

28833

VERIFICAÇÃO DE APRENDIZAGEM 93. (G1-IFPE) A hipertensão arterial é um dos problemas

que afeta o sistema cardiovascular. Entre as causas mais

comuns desta doença é possível destacar alimentação

inadequada, estresse e vida sedentária. Algo curioso sobre

um dos medicamentos usados para o controle da hipertensão

arterial e que a maioria dos hipertensos não sabe é que o

captopril é desenvolvido a partir de uma substância

encontrada no veneno da jararaca brasileira.

Sobre a hipertensão arterial e o sistema

cardiovascular, podemos afirmar que:

a) As veias são vasos que transportam apenas sangue

arterial rico em gás oxigênio.

b) A pressão que o sangue exerce sobre as paredes das

veias é denominada pressão arterial.

c) Na grande circulação, o sangue percorre um trajeto

entre o coração-pulmão-coração.

d) É considerada hipertensa a pessoa que apresenta uma

pressão arterial de 120 80 mm Hg.

e) A artéria aorta é um vaso que transporta sangue arterial

rico em gás oxigênio.

94. (G1-CPS) Em 2011, médicos de um hospital em São

Paulo usaram um robô, pela primeira vez, para fazer uma

cirurgia cardíaca. Nessa cirurgia robótica, os médicos fizeram

uma ponte de safena, por meio de um processo menos

invasivo do que o habitual. O paciente submetido a essa

cirurgia apresentava uma obstrução em uma das artérias

coronárias, e o sangue chegava com dificuldade ao coração.

Essa obstrução das artérias coronárias é

característica do quadro conhecido como:

a) Pericardite.

b) Infarto agudo do miocárdio.

c) Doença vascular periférica.

d) Acidente vascular cerebral.

e) Doença das válvulas cardíacas.

95. (MACKENZIE) No esquema as setas indicam o sentido

de circulação do sangue.

Assinale a alternativa correta:

a) Todos os vasos A apresentam, na sua parede, uma

camada muscular mais reforçada do que os vasos B.

b) Se os vasos C forem os dos pulmões, o vaso A será uma

artéria porque transporta sangue arterial vindo dos

pulmões.

c) A pressão do sangue no vaso A é menor que no vaso B.

d) O vaso B apresenta inúmeras válvulas para impedir o

refluxo do sangue.

e) No vaso C as substâncias somente passam para o meio

externo, não sendo possível a passagem de substâncias

para dentro do sangue nessa estrutura.

96. (UEMG) O gráfico seguinte representa as pressões

sanguíneas ao longo do corpo de uma pessoa saudável. Os

números representam compartimentos nos quais foram

tomadas as pressões nos intervalos de tempo.

Considerando as informações fornecidas e outros

conhecimentos sobre a fisiologia circulatória humana, o

ventrículo esquerdo do coração está representado

pela pressão medida em:

a) I.

b) II.

c) III.

d) IV.

e) V.

97. (FGV) Um dos procedimentos médicos em casos de

obstrução de vasos sanguíneos cardíacos, causada

geralmente por acúmulo de placas de gordura nas paredes

(Figura 1), é a colocação de um tubo metálico expansível em

forma de malha, denominado stent (Figura 2), evitando o

infarto do miocárdio.

Tal procedimento, quando realizado nas artérias

coronárias, tem como objetivo desbloquear o fluxo

sanguíneo responsável pela condução de gás

oxigênio:

28933

a) Dos pulmões em direção ao átrio esquerdo do coração.

b) E nutrientes para o tecido muscular cardíaco.

c) Do ventrículo esquerdo em direção à aorta.

d) E nutrientes para todos os tecidos corpóreos.

e) Dos pulmões em direção ao ventrículo esquerdo do

coração.

98. (UNICAMP) A pressão parcial do gás O2 (pO2) e a do

gás CO2 (pCO2) foram medidas em duas amostras (I e II) de

sangue colhidas simultaneamente de um homem normal. A

amostra I teve pO2 = 104 mm Hg e pCO2 = 40 mm Hg,

enquanto a amostra II teve pO2 = 40 mm Hg e pCO2 = 45

mm Hg. Em relação ao caso em análise, é correto afirmar

que:

a) A amostra I corresponde a sangue arterial, que pode ter

sido obtido de artéria pulmonar, que cede O2 para as

células corporais com baixa concentração desse gás.

b) A amostra II corresponde a sangue venoso, que pode ter

sido obtido de veias pulmonares, que levam sangue do

pulmão ao coração.

c) A amostra II pode ter sido obtida de uma artéria

pulmonar, que leva sangue do coração ao pulmão, onde

a po2 do ar é menor que a do sangue que chega a esse

órgão.

d) A amostra I pode ter sido obtida de veias pulmonares,

que chegam ao coração trazendo sangue oxigenado, que

será usado para irrigar o próprio coração e outros

órgãos.

e) As duas amostras podem ser provenientes da artéria

aorta, responsável por levar oxigênio para todos os

tecidos do corpo humano.

99. (UFRN) O coração humano tem sido alvo de estudos da

engenharia para a produção de dispositivos alternativos que

ajudem a resolver as dificuldades decorrentes dos

transplantes naturais. Embora existam hoje corações

artificiais, nenhum deles substituiu o original à altura no seu

funcionamento. Alguns detalhes mecânicos são fundamentais

para o seu perfeito funcionamento. Assim, na construção de

um protótipo mais parecido com o coração humano, é

necessário considerar que:

a) As válvulas devem impedir o retorno do sangue dos

ventrículos para os átrios.

b) O lado direito deve possuir uma maior capacidade de

bombeamento do sangue.

c) O lado direito da bomba deve ter a capacidade de aspirar

e o esquerdo, de impelir o sangue.

d) Os conectores de entrada e saída devem ser 4, um para

cada átrio e um para cada ventrículo.

e) As camadas devem ser divididas em 4 partes, havendo

mistura de sangue entre o lado direito e esquerdo.

100. (G1-CPS) Você já pensou o que acontecerá com o seu

corpo sem a realização de atividades físicas? Segundo as

informações do IBGE, 80% da população brasileira vive nas

cidades e mais de 60% dos adultos que vivem nessas áreas

não praticam exercícios físicos com a frequência adequada.

Por esse motivo, é necessário combater um problema que

vem assumindo grande importância em áreas urbanas, o

sedentarismo. Pesquisas comprovam que o sedentarismo

afeta aproximadamente 70% da população brasileira, o que

corresponde a uma porcentagem maior do que a da

obesidade, da hipertensão, do tabagismo, do diabetes e do

colesterol alto; sendo assim, praticar atividades físicas é hoje

uma questão de saúde pública.

Pensando nisso, pode-se afirmar que uma

consequência do sedentarismo é a:

a) Ocorrência de acidentes vasculares que provocam a

mistura de sangue arterial e venoso nos ventrículos,

resultando em deficiência de oxigenação nos tecidos do

corpo.

b) Ocorrência constante de processos inflamatórios que

resultam no aumento de tamanho dos gânglios linfáticos,

o que se conhece popularmente como cãibras.

c) Redução do volume de ar que cabe nos pulmões e da

capacidade de o coração bombear sangue para todo o

corpo, o que afeta a oxigenação celular.

d) Alteração do material genético ocasionando diminuição

da mineralização óssea, o que aumenta a osteoporose e

os problemas nas articulações.

e) Incidência de infarto agudo do miocárdio, devido ao

aumento da irrigação do músculo cardíaco pelo sangue

contido no interior do coração.

101. (UNIRIO) Pesquisadores da Universidade de

Cambridge, na Inglaterra, sugerem que o uso de estatinas,

substâncias utilizadas ao colesterol, podem retardar o

envelhecimento das artérias. As artérias dos pacientes que

sofrem de doenças cardíacas (pressão alta, diabetes,

colesterol alto) e tem hábitos desaconselhados (tabagismo,

pouca ou nenhuma atividade física) envelhecem em uma

progressão mais acelerada do que o resto do corpo. As

células das artérias mais “envelhecidas” não funcionam tão

bem quanto as mais jovens. Por isso, são menos capazes de

combater a ruptura dos depósitos de gordura, chamados de

placas arterioscleróticas, o que pode bloquear as artérias e

causar ataques cardíacos e derrames. De acordo com o

estudo, ao aumentar os níveis da proteína NBS-1, as estatinas

aceleram a recuperação do DNA das células, aumentando o

tempo de vida das artérias e prevenindo seu envelhecimento

prematuro. Disponível em: http://www.bbc.co.uk

Em nível estrutural, os vasos sanguíneos aos

quais o texto se refere diferenciam-se das veias

porque:

a) Nas artérias, o sangue circula mais lentamente por estar

sob baixa pressão.

b) As artérias possuem paredes mais espessas e ricas em

fibras elásticas.

c) Em geral, as artérias, são bem mais visíveis e superficiais

que as veias.

d) Nas artérias, o fluxo do sangue é impulsionado pela

contração da musculatura.

e) As artérias só transportam sangue arterial, rico em

oxigênio.

29033

102. (FGV) No filme Viagem Insólita (direção de Joe Dante,

Warner Bros., EUA, 1987), um grupo de pesquisadores

desenvolveu uma nave submergível que, juntamente com

seu comandante, é miniaturizada e, em vez de ser injetada

em um coelho, como previsto, é acidentalmente injetada na

corrente sanguínea de um dos protagonistas da estória.

Assim que chega a um dos vasos, o computador de bordo

traça o trajeto da nave: (...) da veia ilíaca à veia cava inferior,

... à aorta, chegando ao primeiro destino: a área de junção

do nervo óptico ao globo ocular.

Supondo que a nave acompanhe o fluxo da corrente

sanguínea, entre a veia cava inferior e a aorta, a nave deve

percorrer o seguinte trajeto:

a) Átrio esquerdo; ventrículo esquerdo; pulmão; átrio

direito; ventrículo direito.

b) Átrio direito; ventrículo direito; pulmão; átrio esquerdo;

ventrículo esquerdo.

c) Ventrículo direito; átrio direito; pulmão; ventrículo

esquerdo; átrio esquerdo.

d) Ventrículo direito; átrio direito; ventrículo esquerdo; átrio

esquerdo; pulmão.

e) Pulmão; átrio direito; ventrículo direito; átrio esquerdo;

ventrículo esquerdo.

103. (FATEC) Os trilhões de células que constituem o corpo

humano precisam de água e de variados tipos de nutrientes,

além de um suprimento ininterrupto de gás oxigênio. Os

nutrientes absorvidos nas células intestinais e o gás oxigênio

absorvido nos pulmões são distribuídos às células do corpo

pelo sistema cardiovascular, uma vasta rede de vasos

sanguíneos, pela qual circula o sangue impulsionado pelo

coração. Sobre esse assunto, pode-se dizer que:

a) A artéria pulmonar conduz sangue, rico em oxigênio, do

coração para todo o corpo.

b) As veias pulmonares conduzem o sangue arterial, rico

em oxigênio, dos pulmões ao coração.

c) A absorção e distribuição dos nutrientes são facilitadas

pela digestão completa do amido no estômago.

d) Os capilares da circulação sistêmica distribuem o gás

carbônico aos tecidos, de onde recebem o gás

oxigênio.

e) A absorção dos nutrientes ocorre nas vilosidades

intestinais localizadas na superfície interna do intestino

grosso.

104. (UNESP) Na década de 80, casos incomuns de anemia começaram a chamar a atenção dos pesquisadores. Ao invés de adultos jovens, como habitualmente, eram os idosos que apresentavam uma expressiva redução na taxa de hemoglobina. Mais intrigante: a anemia dos idosos não cedia ao tratamento convencional. Analise as hipóteses apresentadas pelos cientistas para tentar explicar esses casos incomuns. I. A origem do problema estava relacionada à

degeneração do baço, que nesses idosos deixou de produzir glóbulos vermelhos.

II. A origem do problema estava na produção de glóbulos vermelhos a partir de células-tronco da medula óssea.

III. A origem do problema estava na produção de glóbulos vermelhos pela medula espinhal.

Pode ser levado em consideração o que está descrito na(s) hipótese(s): a) I, apenas. b) II, apenas. c) III, apenas. d) I e II, apenas. e) I, II e III.

105. (FATEC) A figura a seguir representa a variação da

velocidade e da pressão sanguínea ao longo de diferentes

vasos.

Sobre as informações contidas na imagem e o sistema em questão, infere-se que: a) No interior das artérias, a velocidade é alta, para

compensar a baixa pressão do sangue. b) No interior das veias, a velocidade é quase nula, para

compensar a alta pressão do sangue. c) No interior das arteríolas, capilares e vênulas, a

velocidade e a pressão são nulas. d) A baixa velocidade do sangue no interior dos capilares

facilita as trocas de substâncias entre os capilares e as células.

e) A existência de válvulas e a contração dos músculos esqueléticos em torno das artérias ocasionam a diminuição da velocidade do fluxo sanguíneo em direção ao coração.

106. (FGV) Em condições normais de saúde e repouso, o número de pulsações de um homem adulto é da ordem de 70 por minuto. Após um abundante almoço ou jantar, em que se ingerem carnes, conservas, pães e doces, o que se espera em relação ao número de pulsações por minuto é que: a) Haja aumento desse número, devido à atividade cardíaca

que se acelera em razão da diminuição da temperatura interna do corpo.

b) Haja aumento desse número devido à maior necessidade de irrigação sanguínea dos tecidos do trato digestivo.

c) Haja redução desse número, uma vez que a temperatura do corpo sofrerá pequena redução e, com isso, a atividade cardíaca diminui.

d) Não haja qualquer alteração, uma vez que os alimentos ingeridos sofrerão digestão no estômago e intestino, sem qualquer interferência com a atividade cardíaca.

e) Não haja qualquer alteração desse número, mas que haja aumento da pressão sanguínea em decorrência da quantidade de sal ingerida.

29133

107. (PUCCAMP) Pesquisas mostram que, em modalidades que exigem bom condicionamento aeróbico, o coração do

atleta dilata, pois precisa trabalhar com grande volume de sangue. Em um esforço rápido e súbito, como um saque no tênis, uma pessoa normal pode ter o pulso elevado de 70 a 100 batimentos por minuto; para um atleta pode se elevar de 60 a 120 bpm, como mostra o gráfico a seguir.

A frequência cardíaca corresponde à frequência com que as câmaras cardíacas realizam um ciclo de sístole e diástole. A sístole dos ventrículos bombeia sangue para: a) Os átrios direito e esquerdo. b) As artérias pulmonar e aorta. c) As veias cava inferior e cava superior. d) As veias pulmonares e aorta. e) As artérias coronárias e os átrios.

29233

HABILIDADE 14: Identificar padrões em fenômenos e processos vitais dos organismos, como manutenção do equilíbrio interno, defesa, relações com o ambiente, sexualidade, entre outros.

HABILIDADE 15. Interpretar modelos e experimentos para explicar fenômenos ou processos biológicos em qualquer nível de organização dos sistemas biológicos. CONHECIMENTOS ASSOCIADOS: Funções vitais dos seres vivos e sua relação com a adaptação desses organismos a diferentes ambientes: Excreção humana

Em aulas anteriores, ressaltamos a importância da

identificação dos fenômenos vitais necessários a

manutenção do equilíbrio interno ou homeostático. Esse

equilíbrio está associado à capacidade que o organismo tem

de manter praticamente constante a concentração dos

líquidos corpóreos, entre outros mecanismos fisiológicos. Em

1859, o fisiologista francês Claude Bernard disse que “todos

os mecanismos vitais, por mais variados que sejam não têm

outro objetivo além da manutenção da estabilidade das

condições do meio interno”.

Acontece que as células vivas estão continuamente

descarregando no sangue resíduo de seu metabolismo, por

vezes tóxicos. Além disso, a aquisição de água e de sais

minerais por meio da alimentação pode estar além ou aquém

das necessidades básicas do organismo animal. Torna-se

necessário, então, o desenvolvimento de estruturas capazes

de promover a eliminação das substâncias tóxicas ou em

excesso, bem como a retenção das substâncias necessárias

ou que se acham em falta. É através do sistema excretor,

que o organismo exerce tal regulação.

Assim, pode-se dizer que a excreção tem,

basicamente, duas finalidades: (1) remover e eliminar os

resíduos de origem celular; (2) manter a regulação osmótica,

isto é, o equilíbrio hidrossalino dos fluidos corpóreos.

Embora órgãos como pele, pulmões e intestino possam

exercer a função de órgãos excretores, o sistema urinário

exerce com mais propriedade tal função, pela capacidade de

eliminar todos os produtos do metabolismo celular,

independente da sua origem.

1. SISTEMA URINÁRIO HUMANO.

O sistema urinário é constituído por um conjunto de

órgãos e estruturas (rins, ureteres, bexiga e uretra)

responsáveis pela maior parte da nossa excreção. A principal

substância nitrogenada excretada é a uréia, gerada como

produto do metabolismo de compostos nitrogenados,

especialmente de aminoácidos. A uréia é liberada no sangue,

sendo dele removida pelos rins, que a eliminam na urina.

Além da uréia, os rins também eliminam água, sais em

excesso e outras substâncias potencialmente prejudiciais ao

organismo.

EXCRETAS NITROGENADOS

Amônia Uréia Ac.

úrico

Toxidade Alta Média Baixa

Solubilidade Alta Alta Baixa

Custo

metabólico

Muito

baixo Baixo Alto

Aula 10

29333

Os rins são dois órgãos localizados logo abaixo do

diafragma, na cavidade abdominal, constituídos por unidades

funcionais denominadas néfrons, onde se processa a filtração

do sangue e como consequência a formação da urina. Essa,

após formada se desloca pelas vias urinárias até a bexiga

onde fica armazenada para posterior eliminação por meio da

uretra.

2. FORMAÇÃO DA URINA OU URIOGÊNESE.

A função básica de um néfron e, portanto, dos rins,

é filtrar ou “depurar” o plasma sanguíneo de substâncias

indesejáveis. As substâncias que devem ser depuradas

incluem principalmente os produtos terminais do

metabolismo, uréia, sais, ácido úrico, creatinina e outras que

estejam em excesso no organismo.

O sangue proveniente das artérias renais penetra

nos capilares do glomérulo sob alta pressão o que força a

saída de líquido sanguíneo para a cápsula renal. Esse líquido

que extravasa do sangue, conhecido como filtrado glomerular

ou urina inicial, constitui-se por diversas moléculas de

pequeno tamanho, tais como água, sais, uréia, glicose etc. O

filtrado passa em seguida da cápsula para o túbulo renal. Até

esse momento, o filtrado glomerular apresenta composição

química semelhante ao plasma sanguíneo, com a diferença

que não possui células nem moléculas de proteínas e lipídeos

devido ao seu tamanho. No do trajeto pelos túbulos do néfron

as substâncias úteis do filtrado são reabsorvidas e devolvidas

ao sangue enquanto outras substâncias indesejáveis são

secretadas diretamente no final dos túbulos para que não

sejam reabsorvidos.

Resumindo, este processo de depuração do sangue,

se processa em três etapas da seguinte forma: (1º) filtra

grande proporção do plasma no fluxo sanguíneo glomerular,

através do glomérulo renal, que então passa para o interior

da cápsula e desta para os túbulos renais; (2º) reabsorve

as substâncias desejadas que por ventura passem para o

interior dos túbulos devolvendo-as para a circulação

sistêmica; (3º) secretam diretamente do plasma para o

interior dos túbulos substâncias indesejadas que não foram

inicialmente filtradas.

3. REGULAÇÃO HORMONAL DA FUNÇÃO RENAL.

A regulação da função renal relaciona-se

basicamente com a regulação da quantidade de líquidos do

corpo, realizada por hormônios, em particular o Hormônio

Antidiurético (ADH).

Quando ocorre aumento na concentração do plasma

(pouca água), os osmoreceptores hipotalâmicos liberam o

ADH. Esse hormônio passa para o sangue, indo atuar sobre

os túbulos distais e sobre os túbulos coletores do néfron,

tornando as células desses tubos mais permeáveis à água.

Dessa forma, ocorre maior reabsorção de água e a urina fica

mais concentrada. Quando a concentração do plasma é baixa

(muita água), há inibição da produção do ADH e,

consequentemente, menor absorção de água nos túbulos

distais e coletores, possibilitando a excreção do excesso de

água, o que torna a urina mais diluída.

Além do ADH, há outro hormônio participante do equilíbrio hidroiônico do organismo: a aldosterona,

produzida nas glândulas supra-renais. Ela aumenta a reabsorção ativa de sódio nos túbulos renais, possibilitando maior retenção de água no organismo.

29433

VERIFICAÇÃO DE APRENDIZAGEM 108. Água, gás carbônico e excretas nitrogenados são

produtos do metabolismo que os animais devem eliminar do

seu fluido extracelular.

As letras P Q R e S podem ser substituídas,

respectivamente, pelas seguintes moléculas

orgânicas:

a) Proteínas, Lipídeos, Ácidos Nucleicos e Carboidratos.

b) Proteínas, Carboidratos, Lipídeos e Ácidos Nucleicos.

c) Carboidratos, Lipídeos, Proteínas e Ácidos Nucleicos.

d) Proteínas, Ácidos Nucleicos, Lipídeos e Carboidratos.

e) Carboidratos, Proteínas, Lipídeos e Ácidos Nucleicos.

109. (FUVEST) Os rins artificiais são aparelhos utilizados

por pacientes com distúrbios renais. A função desses

aparelhos é;

a) Oxigenar o sangue desses pacientes, uma vez que uma

menor quantidade de gás oxigênio é liberada em sua

corrente sanguínea.

b) Nutrir o sangue desses pacientes, uma vez que sua

capacidade de absorver nutrientes orgânicos está

diminuída. C) retirar o excesso de gás carbônico que se

acumula no sangue desses pacientes.

c) Retirar o excesso de glicose, proteínas e lipídios que se

acumula no sangue desses pacientes.

d) Retirar o excesso de íons e resíduos nitrogenados que se

acumula no sangue desses pacientes.

110. (MACK) Os néfrons humanos são responsáveis pela

eliminação de excretas nitrogenados e pela manutenção do

equilíbrio osmótico do corpo. Assinale a alternativa

correta a respeito desses processos.

a) Os excretas são trazidos para os néfrons através de

capilares nos quais circula sangue venoso.

b) Quando ingerimos uma grande quantidade de água, a

alça renal aumenta a taxa de reabsorção.

c) O principal excreta nitrogenado existente na urina

humana é o ácido úrico.

d) Quanto maior for a pressão nos capilares do glomérulo,

menor será a quantidade de urina produzida.

e) O aumento de sudorese (produção de suor) provoca a

diminuição do volume de urina produzido.

111. (FATEC) A homeostase é a capacidade de o organismo

regular o seu meio interno fisiológico, embora este esteja

continuamente sujeito a modificações.

A ingestão de álcool etílico, presente nas bebidas

alcoólicas, inibe o hormônio antidiurético (ADH) e,

consequentemente, aumenta a diurese, provocando uma

indisposição denominada "ressaca", em que a pessoa bebe

muita água. Assinale a alternativa que explica, em

parte, a ressaca.

a) A ativação do ADH pelo álcool etílico leva a um aumento

do volume urinário, diminuindo a sede.

b) A ativação do ADH pelo álcool etílico leva a uma

diminuição do volume urinário, o que dilui os líquidos

biológicos, provocando sede.

c) A inativação do ADH leva a um aumento do volume

urinário e, consequentemente, à diminuição da

concentração dos solutos nos líquidos biológicos

(plasma, linfa e substância intercelular), diminuindo a

vontade de beber água.

d) A inativação do ADH leva a um aumento do volume

urinário e, consequentemente, da concentração dos

líquidos biológicos (plasma, linfa e substância

intercelular), diminuindo a sede.

e) A inativação do ADH leva a um aumento do volume

urinário e, consequentemente, da concentração de

solutos nos líquidos biológicos (plasma, linfa e

substância intercelular), provocando muita sede.

112. (EEWB) Durante uma série de exercícios aeróbicos,

um estudante de enfermagem observou suas roupas

intensamente molhadas de suor. Em condições normais,

o aumento da perda de água por transpiração tem

como principal consequência:

a) O aumento da produção de ADH, visando diminuir a

produção de urina.

b) O aumento da produção de células sanguíneas, visando

provocar aumento de pressão arterial.

c) A diminuição da frequência respiratória, visando diminuir

a perda de água na transpiração.

d) O aumento da reabsorção de água pelo intestino.

113. (MACK) Uma pessoa que apresenta grande quantidade

de ácido úrico no sangue deverá restringir, na sua

alimentação, o consumo de:

a) Amido, cujo metabolismo fornece grandes quantidades

de nitrogênio, que será convertido em ácido úrico.

b) Vitamina d, cujo excesso é depositado no organismo na

forma de ácido úrico.

c) Proteínas, formadas por aminoácidos, cujo metabolismo

libera amônia, que será convertida em ácido úrico.

d) Lipídios, cujo metabolismo fornece ácidos graxos, que

serão convertidos em ácido úrico.

e) Fibras vegetais, cuja digestão libera glicose, que será

convertida em ácido úrico

114. (PUC – RJ MODIFICADA) A água, por ter um alto

calor específico, é um elemento importante para a regulação

da temperatura corporal em todos os chamados animais de

sangue quente. A quantidade de água necessária para a

manutenção da estabilidade da temperatura corporal varia,

basicamente, em função de dois processos: a sudorese e a

29533

produção de urina, que sob controle do organismo

intensificam-se em resposta a estímulos diferentes do

ambiente. Desta forma quando há:

a) Aumento da temperatura ambiente o indivíduo produz

menor quantidade de suor e menor quantidade de urina.

b) Aumento da temperatura ambiente, o indivíduo produz

maior quantidade de suor e maior quantidade de urina.

c) Diminuição da temperatura ambiente, o indivíduo produz

menor quantidade de suor e maior quantidade de urina.

d) Diminuição da temperatura ambiente, o indivíduo produz

maior quantidade de suor e menor quantidade de urina.

e) Diminuição da temperatura ambiente, o indivíduo produz

maior quantidade de suor e maior quantidade de urina.

115. (PUC - SP) João, que era vegetariano, passou a

consumir regularmente carne bovina. Exames médicos

revelaram um aumento de uréia em seu organismo após a

mudança de hábito alimentar, o que se deveu a:

a) Aumento da ingestão de amido.

b) Diminuição da ingestão de proteínas.

c) Aumento da ingestão de proteínas.

d) Diminuição da ingestão de gorduras.

e) Aumento da ingestão de gorduras.

116. (G1 - CFTMG) A imagem, a seguir, representa um

procedimento realizado em pacientes que apresentam o

comprometimento de um sistema fundamental para o bom

funcionamento do corpo humano.

O comprometimento citado ocorreu no sistema:

a) Excretor.

b) Circulatório.

c) Respiratório.

d) Imunológico.

e) Hormonal.

117. (FMP) Os rins podem excretar grande quantidade de

urina diluída ou pequeno volume de urina concentrada sem

grandes alterações nas excreções de solutos, como sódio e

potássio. As ações do hormônio antidiurético (ADH) têm

papel fundamental no controle do grau de diluição ou

concentração da urina. A secreção de ADH pode ser

aumentada ou diminuída por estímulos no sistema nervoso

central, bem como por diversos fármacos e hormônios.

A liberação do ADH é estimulada pelo:

a) Consumo de álcool.

b) Aumento da volemia.

c) Vômito seguido de náusea.

d) Aumento da pressão sanguínea.

e) Decréscimo da osmolaridade plasmática.

118. (ENEM) Portadores de diabetes insipidus reclamam da

confusão feita pelos profissionais da saúde quanto aos dois

tipos de diabetes: mellitus e insipidus. Enquanto o primeiro

tipo está associado aos níveis ou à ação da insulina, o

segundo não está ligado à deficiência desse hormônio. O

diabetes insipidus é caracterizado por um distúrbio na

produção ou no funcionamento do hormônio antidiurético (na

sigla em inglês, ADH), secretado pela neuro-hipófise para

controlar a reabsorção de água pelos túbulos renais.

Tendo em vista o papel funcional do ADH, qual é um

sintoma clássico de um paciente acometido por

diabetes insipidus?

a) Alta taxa de glicose no sangue.

b) Aumento da pressão arterial.

c) Ganho de massa corporal.

d) Anemia crônica.

e) Desidratação.

119. (UEL) Sabe-se que a hemodiálise é um procedimento

utilizado para o tratamento de problemas renais e pressão

arterial elevada. Analise a alternativa que indica

corretamente os fenômenos desencadeantes da

pressão arterial elevada.

a) Aumento da concentração de sódio e retenção de água.

b) Alta eliminação de cloreto de sódio e de amônia.

c) Poliúria e eliminação de substâncias tóxicas.

d) Incapacidade de reabsorção renal de glicose e poliúria.

e) Reabsorção renal de aminoácidos e de glicose.

120 (UFSCAR-MODIFICADA) Do metabolismo das

proteínas pelos animais resultam produtos nitrogenados,

como a amônia, a uréia e o ácido úrico. Sobre a toxicidade,

solubilidade e excreção desses produtos, pode-se

dizer que:

a) A amônia é o mais tóxico deles, o que implica que deve

ser eliminada praticamente à medida que vai sendo

produzida, resultando em perda de grande quantidade

de água pelo animal.

b) A uréia é praticamente insolúvel em água, o que implica

que o animal não precisa recrutar grande quantidade de

água para promover sua excreção.

c) O ácido úrico é o mais tóxico dos excretas nitrogenados,

o que implica em ter que ser eliminado rapidamente do

organismo.

d) A uréia apresenta o maior grau de toxicidade e a mais

baixa solubilidade, o que implica na necessidade de

grandes volumes de água para sua diluição e excreção.

e) A amônia apresenta baixa toxicidade e é praticamente

insolúvel em água, o que permite que seja mantida por

mais tempo no organismo.

29633

HABILIDADE 14: Identificar padrões em fenômenos e processos vitais dos organismos, como manutenção do equilíbrio interno, defesa, relações com o ambiente, sexualidade, entre outros.

HABILIDADE 15. Interpretar modelos e experimentos para explicar fenômenos ou processos biológicos em qualquer nível de organização dos sistemas biológicos. CONHECIMENTOS ASSOCIADOS: Funções vitais dos seres vivos e sua relação com a adaptação desses organismos a diferentes ambientes: Sistema hormonal

O sistema endócrino ou sistema hormonal é

constituído por um conjunto de glândulas que apresentam

como atividade característica a produção de secreções

endócrinas, os hormônios, substâncias que lançadas na

corrente sangüínea irão atuar como mensageiro químico em

outra parte do organismo, controlando ou auxiliando o

controle de sua função. Freqüentemente o sistema endócrino

interage com o sistema nervoso, formando mecanismos

reguladores bastante precisos. O sistema nervoso pode

fornecer ao endócrino a informação sobre o meio externo, ao

passo que o sistema endócrino regula a resposta interna do

organismo a esta informação. As ações conjuntas desses dois

sistemas constituem o SISTEMA DE INTEGRAÇÃO:

Conforme se observa nos esquemas anteriores, a diferença básica

entre o sistema endócrino e nervoso é a maneira pela qual as

informações são veiculadas. No sistema endócrino, os hormônios

distribuem-se pela corrente sanguínea, da glândula produtora até o

órgão alvo. No sistema nervoso, os impulsos dispõem de uma via

exclusiva de distribuição, que são os neurônios.

1. REGULAÇÃO DA SECREÇÃO HORMONAL.

O controle funcional de uma glândula, no que tange

a produção do hormônio, é feito por um processo de Feed-

Back ou retroalimentação. A retroalimentação negativa é

mais comum e atua controlando os limites de produção de

cada parceiro que compõe um par. Em um exemplo mais

simples, o hormônio A, que estimula a secreção do hormônio

B, será, por sua vez, inibido por um excesso do hormônio B.

A retroalimentação positiva, age amplificando o efeito biológico inicial

do hormônio. Assim, o hormônio A, que estimula a secreção do

hormônio B, pode, por sua vez, ter sua secreção aumentada pela

estimulação do hormônio B, mas somente dentro dos limites de uma

relação concentração-resposta.

2. PRINCIPAIS GLÂNDULAS PRODUTORAS DE

HORMÔNIOS.

A figura abaixo mostra as principais glândulas

endócrinas, ou seja, glândulas que lançam suas secreções,

diretamente na corrente sanguínea.

A MELATONINA é um hormônio da glândula

pineal, secretado exclusivamente à noite. Portanto, a

atividade secretória da glândula pineal apresenta um ritmo

circadiano relacionado com o período escuro (noite), cuja

duração, variando ao longo do ano de acordo com as

estações, determina um padrão secretório com variações

diárias e sazonais. Estas características de secreção

determinam o papel fisiológico da glândula pineal: sinalizar

para o meio interno, pela presença ou ausência de

Aula 11

29733

melatonina nos líquidos corporais, se é dia ou noite no meio

exterior e sinalizar, pelo perfil diário do hormônio, qual a

estação do ano. Desta forma, a pineal confere ritmos a uma

série de funções neuroendócrinas que modula,

determinando, por exemplo, o ciclo sono-vigília, a atividade

reprodutora e a atividade metabólica de várias espécies.

3. REGULAÇÃO DOS HORMÔNIOS HIPOFISÁRIOS

Situada na base do encéfalo, a hipófise possui duas

partes: o lobo anterior (ou adeno-hipófise) e o lobo posterior

(ou neuro-hipófise). A adenohipófise produz hormônios com

funções diversas conforme esquema abaixo. A neurohipófise

não produz, apenas armazena e libera dois hormônios de

origem hipotalâmica: O Hormônio Anti Diurético (ADH) e a

Ocitocina.

Mecanismo de ação e controle do Hormônio Antidiurético (ADH).

Nota: O álcool e o frio inibem produção do ADH, o que

justifica o aumento da diurese quando o indivíduo é

submetido a ação desses fatores. A falta desse hormônio ou

o comprometimento do seu efeito, em condições patológicas,

pode levar ao desenvolvimento de um quadro que caracteriza

a Diabetes Insípida.

Mecanismo de ação e controle da ocitocina.

Mecanismo de ação e controle do Hormônio Somatotrófico ou GH

(Hormônio do crescimento).

Nota: A deficiência de GH em crianças leva a um quadro de

nanismo hipofisário. Em geral, as características corporais

desenvolvem-se na proporção apropriada entre si, mas a

velocidade de desenvolvimento está muito reduzida. Por

vezes, as células produtoras de GH ficam excessivamente

ativas. Em conseqüência é produzida grande quantidade de

hormônio do crescimento. Todos os tecidos corporais

crescem rapidamente, incluindo os ossos, e, caso as epífises

dos ossos longos ainda não se tenha fundido – ou seja, caso

isto ocorra antes da adolescência– a altura aumenta

provocando o gigantismo.

Quando o tumor das células do hormônio do

crescimento ocorre após a adolescência – ou seja, após a

fusão das epífises dos ossos longos às suas hastes – a pessoa

não pode ficar mais alta; mas seus tecidos moles podem

continuar a crescer e os ossos podem aumentar em

espessura. Essa condição é conhecida como acromegalia.

Neurohipófise

urina concentrada

e volume reduzido urina diluída e

volume aumentado

água corporal água corporal

osmolaridade

do sangue

sede

Hormônio

Antidiurético

reabsorçãode água

reabsorçãode água

osmolaridade

do sangue

Hipotálamo

Hipotálamo

Neurohipófise

sucção mamilar

ejeção láctea

aferência

sensorial

Influências do

meio externo

aferência

sensorial

contração

do miométrio

parto

útero

Ocitocina

+

+ +

+

29833

4. REGULAÇÃO DOS HORMÔNIOS DA TIREÓIDE.

Localizada sobre as cartilagens da laringe e da

traquéia, a tireóide produz dois hormônios, triiodotironina

(T3) e tiroxina (T4) que aumentam a velocidade dos

processos de oxidação e de liberação de energia nas células

do corpo, elevando a taxa metabólica e a geração de calor.

Nota. No hipertiroidismo, ocorre um aumento na produção

dos hormônios T3 e T4 e os sintomas deste quadro, são

óbvios pela discussão anterior sobre a fisiologia desses

hormônios: intolerância ao calor, aumento da sudorese,

perda de peso, fraqueza muscular, nervosismo, fadiga

extrema e incapacidade de dormir. Os efeitos do

hipotiroidismo são em geral opostos ao hipertiroidismo, ou

seja, sonolência extrema; extrema lentidão muscular;

aumento do peso etc. Quando o hipotiroidismo extremo

ocorre durante a infância, surge um quadro denominado de

retardo físico e mental denominado cretinismo, que quando

congênito pode ser diagnosticado pelo teste do pezinho.

Além dos efeitos citados, tanto no hipo quanto no

hipertiroidismo pode ocorrer o bócio endêmico. O mecanismo

de surgimento do bócio,no hipotiroidismo, é o seguinte: A

falta do iodo impede a produção de T3 e T4 pela tireóide;

como conseqüência não há hormônio disponível para inibir a

produção de TSH pela hipófise. O excesso de TSH faz, então,

as células secretarem grande quantidade de colóide nos

folículos da tireóide, o que provoca o crescimento da

glândula.

5. REGULAÇÃO DOS HORMÔNIOS DAS

PARATIREÓIDES.

As paratireóides secretam o paratormônio (PTH),

que juntamente com a calcitonina regulam a taxa de cálcio

no sangue, conforme esquema abaixo.

6. REGULAÇÃO DOS HORMÔNIOS PÂNCREÁTICOS.

Localizado na cavidade abdominal, a parte

endócrina do pâncreas secreta três hormônios: glucagon,

insulina e somatostatina. Os dois primeiros atuam no

metabolismo da glicose.

Insulina. Produzida pelas células beta do pâncreas, a

insulina é um hormônio hipoglicemiante, portanto é liberada

quando a taxa de glicose está elevada. Sua ação fisiológica

consiste basicamente em permitir a entrada da glicose nas

células, para que seja utilizada como fonte de energia, ou

armazenada como fonte de reserva na forma de glicogênio,

no fígado (glicogênese), ou gordura no tecido adiposo

(lipogênese)

Glucagon. Secretado pelas células alfa do pâncreas, o

glucagom é um hormônio hiperglicemiante, pois aumenta a

concentração de glicose sanguínea. Os dois principais efeitos

do glucagon sobre o metabolismo da glicose são (1)

decomposição do glicogênio hepático (glicogenólise) e (2)

gliconeogênese (produção de glicose a partir de proteínas).

Nota: A diabetes melitos constitui um grupo de doenças

metabólicas, caracterizadas por um quadro de hiperglicemia,

resultantes do defeito de secreção (diabetes tipo 1) ou ação

da insulina (diabetes tipo 2). O diabetes tipo I é causado pela

redução acentuada de células beta do pâncreas, com

deficiência da produção de insulina. Esse tipo de diabetes

29933

afeta cerca de 10 % dos diabéticos, que necessitam receber

injeções de insulina diariamente. No diabetes tipo II, que se

desenvolve geralmente após os 30 anos de idade, a pessoa

apresenta níveis praticamente normais de insulina no sangue,

mas sofre redução do número de receptores de insulina nas

membranas de suas células musculares e adiposas, com isso,

diminui a capacidade dessas células de absorver glicose.

7. REGULAÇÃO DOS HORMÔNIOS DAS ADRENAIS OU

SUPRA-RENAIS.

As adrenais são duas glândulas localizadas sobre os

rins, divididas em duas partes independentes – medula e

córtex - secretoras de hormônios diferentes. O córtex secreta

três tipos de hormônios: os glicocorticóides, os

mineralocorticóides e os androgênicos, hormônios sexuais

com efeito semelhante ao da testosterona. A medula supra-

renal está funcionalmente relacionada ao sistema nervoso

simpático; ela secreta os hormônios epinefrina ou adrenalina

e norepinefina ou noradrenalina que, por sua vez, causam os

mesmos efeitos da estimulação direta dos nervos simpáticos

em todo o corpo. Esses dois hormônios, de um modo geral,

desencadeiam funções semelhantes, que tornam o indivíduo

mais apto para enfrentar uma situação de emergência.

Efeitos da adrenalina no corpo

Mineralocorticóides. O principal mineralocorticóide é a

aldosterona, que aumenta a reabsorção de íons sódio (com

a consequente retenção de água) e secreção de potássio,

pelas células do tubo renal. Assim, esse hormônio regula a

taxa de água e de sais do organismo.

Glicocorticóides. Receberam este nome por

apresentarem efeito importante de aumentar a concentração

sanguínea da glicose. Pelo menos 95% da atividade

glicocorticóide decorre da ação do cortisol, também

conhecido como hidrocortisona. Entre os efeitos deste

hormônio, destacam-se: estimulação da gliconeogênese

hepática (formação de glicose a partir de proteínas e outras

substâncias); efeito antiflamatório, em função da sua ação no

sentido de estabilizar a membrana dos lisossomos e reduzir a

permeabilidade dos capilares sanguíneos (na inflamação os

capilares dilatam-se).

8. REGULAÇÃO HORMONAL DA REPRODUÇÃO HUMANA.

A reprodução humana é controlada pela hipófise que através de seus hormônios gonadotróficos ou gonadotrofinas (FSH e LH) estimulam a produção de gametas (gametogênese) e hormônios sexuais pelas gônadas. Controle Hormonal masculino. Através do esquema

abaixo, procure identificar o mecanismo de controle

funcional do testículo por meio dos hormônios hipofisários.

Dentro desse contexto, para efeito de problematização,

pergunta-se: como funcionaria um anticoncepcional

masculino?

Controle hormonal feminino. A regulação hormonal na

mulher é diferente e mais complexa que a do homem. O desenvolvimento embrionário dos órgãos sexuais primários é estimulado pelos estrogênios. Já na puberdade os estrogênios são responsáveis pelo desenvolvimento dos caracteres sexuais secundários, tais como o desenvolvimento e manutenção das glândulas mamárias, crescimento geral e regulação do ciclo sexual. O sistema reprodutor feminino funciona pelo sincronismo de dois ciclos: o ciclo ovariano e o ciclo uterino (ou ciclo menstrual).

300

A) O ciclo ovariano. Ocorre em duas fases distintas separadas pela ovulação, a fase folicular ou pré-ovulatória e a fase luteínica ou pós ovulatória, influenciado pelos hormônios hipofisários FSH e LH, respectivamente. Na fase folicular, alguns folículos

primordiais desenvolvem-se sob estímulo do FSH, mas normalmente apenas um atinge a maturação enquanto os restantes degeneram. Após a ovulação, a fase luteínica inicia-se com a formação do corpo lúteo, que regride na ausência de fecundação.

B) O ciclo uterino (ou menstrual). Como o próprio nome o indica, está relacionado com modificações do endométrio no útero. Este ciclo inicia por volta de 11 a 13 anos de idade (menarca), processando-se durante 30 a 35 anos (menácme) encerrando-se por volta dos 45 a 50 anos (menopausa). O ciclo menstrual dura em média 28 dias, sendo dividido em três fases: menstrual, proliferativa e secretora, conforme esquema abaixo. Procure identificar a interação entre os hormônios hipofisários (FSH e LH) e os hormônios ovarianos (estrógeno e progesterona), precisamente em duas situações: caso não ocorra e caso ocorra a gravidez. Para identificar uma gravidez, é preciso analisar os gráficos e verificar a variação dos hormônios nessas circunstâncias. Ainda, para efeito de problematização, pergunte-se: como atua os anticoncepcionais para evitar uma gravidez?

30133

Observe a interação hormonal em caso de gravidez.

No caso do óvulo ser fecundado, o embrião se instala no endométrio configurando o que se chama de nidação. Após a nidação, que ocorre no 20º dia do ciclo, certas células do embrião produzem o hormônio gonadotrofina coriônica (HCG) que “substitui “fisiologicamente o LH, ou seja, mantém estimulada a produção de estrógeno e progesterona pelo corpo lúteo, fato que mantém a integridade do endométrio, impedindo a menstruação e o aborto.

O primeiro indício da gravidez, portanto, é a suspensão do fluxo menstrual. Até mais ou menos o quarto mês de gravidez, a única fonte de progesterona é o corpo-lúteo estimulado pela gonadotrofina coriônica. Por essa época o corpo lúteo regride e a placenta passa a produzir progesterona e estrógeno, garantindo a manutenção do endométrio até o fim da gravidez.

VERIFICAÇÃO DA APRENDIZAGEM

121. (UEL) Em um experimento para se determinar a

importância dos hormônios hipofisários na reprodução de

mamíferos procedeu-se à remoção da hipófise

(hipofisectomia) de um grupo de ratas adultas. Após a

hipofisectomia, os animais receberam doses fisiológicas de

hormônio folículo-estimulante (FSH) e hormônio luteinizante

(LH). Como resultado deste procedimento

experimental, espera-se que:

a) Os ovários permaneçam inativos. b) Não ocorra mais ovulação. c) Ocorra liberação de estrógenos e ovulação. d) Ocorra atrofia uterina. e) Desapareçam as características sexuais secundárias. 122. (IMED) Órgão humano, localizado na cavidade abdominopélvica, responsável pela secreção de um hormônio diretamente relacionado à absorção de carboidratos pelas células. Atua também no sistema digestório, realizando a secreção de suco digestivo responsável pela degradação da maioria das moléculas dos alimentos, como carboidratos, proteínas, gorduras e ácidos nucleicos. O órgão descrito é o: a) Pâncreas. b) Fígado. c) Estômago. d) Baço. e) Timo. 123. (MACKENZIE)

Glândula Hormônio Ação

Tireoide T3 e T4 A

Medula da Adrenal

B

Aumento da frequência cardíaca

C Hormônio de

crescimento (GH)

Estimula proliferação celular

Pâncreas D Aumento da

glicemia sanguínea

Os espaços A, B, C e D serão preenchidos correta e

respectivamente por: a) Aumento do metabolismo basal; adrenalina;

adenoipófise; glucagon.

b) Diminuição da glicemia sanguínea; noradrenalina; hipotálamo; insulina.

c) Aumento da produção de calor; cortisol; neuroipófise; glucagon.

d) Controle do metabolismo de cálcio; aldosterona; adenoipófise; insulina.

e) Diminuição da atividade metabólica; adrenalina; hipotálamo; glucagon.

124. (PUCPR-MODIFICADA) O pâncreas é uma glândula mista que apresenta regiões de função endócrina denominadas de ilhotas de Langerhans; nessas ilhotas existem células alfa produtoras de glucagon, células beta produtoras de insulina, células delta que produzem somatostatina e células PP, que produzem um polipeptídeo pancreático. É conhecido que a insulina e o glucagon atuam

regulando a glicemia (taxa de glicose no sangue). Os hormônios agem através de receptores específicos de alta afinidade. Um dos distúrbios típicos de glicemia é a diabetes mellitus, tipo I (diabetes mellitus insulinodependente) e tipo II (as células são resistentes à ação da insulina). O controle da glicemia ocorre da seguinte maneira:

Suponha que uma pessoa seja diabética tipo I e não esteja fazendo o controle da doença. Ela ingeriu carboidratos como amido, sacarose e lactose. Após a digestão e absorção dos carboidratos, espera-se que:

a) Ocorra o bloqueio das células alfa e a estimulação das células beta, provocando a glicogenólise e a hipoglicemia.

b) Seja liberado glucagon na corrente sanguínea, ocorrendo a glicogenólise e a hipoglicemia.

c) Aconteça a ligação entre insulina e os receptores específicos de membrana que facilitam a entrada de glicogênio nos hepatócitos do fígado.

d) Não ocorra a liberação de insulina (pelas células beta do pâncreas), promovendo hiperglicemia e gliconeogênese.

e) Aconteça uma redução da sensibilidade dos tecidos à insulina, promovendo a hipoglicemia.

125. (UNICAMP-MODIFICADA) Sabendo que o hormônio ADH (antidiurético), produzido no hipotálamo e armazenado na hipófise, é o principal regulador fisiológico do equilíbrio hídrico no corpo humano, marque a alternativa abaixo que identifica corretamente a relação entre um estímulo ambiental e a resposta do organismo a esse estímulo.

30233

a) A redução na ingestão de água aumenta a pressão osmótica do sangue. O ADH atua nos rins, aumentando

a reabsorção de água e diminuindo a pressão osmótica do sangue.

b) O aumento na ingestão de água aumenta a pressão osmótica do sangue. O ADH atua nos rins, aumentando a reabsorção de água e diminuindo a pressão osmótica do sangue.

c) A redução na ingestão de água diminui a pressão osmótica do sangue. O ADH atua nos rins, aumentando a reabsorção de água e aumentando a pressão osmótica do sangue.

d) O aumento na ingestão de água diminui a pressão osmótica do sangue. O ADH atua nos rins, diminuindo a reabsorção de água e aumentando a pressão osmótica do sangue.

126. (G1 - CPS) Desde o período colonial, em expedições pelo Brasil, principalmente pelas regiões do Centro-Oeste e

Norte, localizadas bem distantes do litoral, vários viajantes descreveram o bócio endêmico, uma doença presente em determinadas comunidades devido à falta de iodo na alimentação. Para suprir essa falta de iodo, há muitos anos ele vem sendo acrescentado ao sal de cozinha, em proporção estabelecida pela ANVISA.

O efeito visível e inconfundível dessa doença é o aumento de volume da base do pescoço, devido a um distúrbio da glândula endócrina denominada: a) Timo. b) Tireoide. c) Hipófise. d) Adrenal. e) Parótida. 127. (UF) Um cidadão ficou sabendo que estava com câncer

na tireoide e teria que se submeter a uma cirurgia para a

retirada desse órgão. Ele foi informado de que, como

consequência da cirurgia, teria que tomar medicamentos,

pois a ausência dessa glândula:

a) Provocaria a ocorrência do aumento do volume do pescoço, caracterizando um quadro clínico conhecido como bócio endêmico.

b) Reduziria a produção do hormônio de crescimento, provocando a redução de cartilagens e ossos, fenômeno conhecido como nanismo.

c) Diminuiria a concentração de cálcio no sangue, levando à contração convulsiva das células musculares lisas, o que provocaria a tetania muscular.

d) Comprometeria a produção do hormônio antidiurético, aumentando a concentração de água no sangue e diminuindo o volume de urina excretado.

e) Levaria a uma queda generalizada na atividade metabólica, o que acarretaria, por exemplo, a diminuição da temperatura corporal.

128. (UNESP) Um hormônio foi injetado na circulação sanguínea de uma pessoa. O gráfico mostra como a concentração de cálcio no sangue variou ao longo do tempo após a injeção.

É possível inferir que o hormônio injetado na circulação sanguínea dessa pessoa foi:

a) O glucagon. b) A tiroxina. c) O paratormônio. d) A calcitonina. e) A aldosterona. 129. (FAC. PEQUENO PRÍNCIPE – MEDICI-MODIFICADA ) Assistir a shows ao vivo pode reduzir níveis de estresse, sugere estudo.

Um estudo realizado por pesquisadores britânicos com 117 voluntários sugere que assistir a shows de música ao vivo reduz os níveis de estresse das pessoas. Os voluntários tiveram sua saliva testada antes e depois da apresentação do compositor Eric Whitacre, em que puderam

cantar, dançar e pular. Houve, no geral, uma diminuição nos hormônios cortisol e seus precursores nos participantes. Modificado de: <http://revistagalileu.globo.com/Ciencial>. Acesso em 03/05/2016. MPDF denuncia médica que receitou ‘superdose’ de medicamento a menina

O Ministério Público do Distrito Federal e Territórios ofereceu denúncia contra a médica pediatra suspeita de prescrever uma dosagem excessiva de adrenalina para a menina Rafaela, de 1 ano e 7 meses, que morreu dias depois de receber a substância, em janeiro deste ano Modificado de: <http://g1.globo.com/distrito-federal/noticia>. Acesso em: 03/05/2016.

Sobre os hormônios presentes nos dois textos

acima, é possível afirmar que: a) Ambos são produzidos pela região cortical da mesma

glândula. b) Ambos são produzidos pela mesma glândula, o primeiro

no córtex e o segundo na região medular. c) Ambos são produzidos pela região medular da mesma

glândula. d) Ambos são produzidos pela região cortical de glândulas

diferentes. e) Ambos são produzidos por regiões medulares de

glândulas diferentes. 130. (PUCPR-MODIFICADO) A vigorexia, transtorno psíquico, em que a pessoa nunca se satisfaz com o tamanho de seus músculos, é um problema crescente nos dias atuais. Muitas vezes, os indivíduos chegam a recorrer a esteroides e

anabolizantes para terem um melhor resultado no exercício. Um exemplo de anabolizante utilizado é a somatotrofina ou somatotropina, que pode aumentar a massa muscular, mas possui muitos efeitos colaterais, como a sobrecarga cardíaca, crescimento do queixo, das cartilagens, das mãos e dos pés. A alternativa que mostra uma ação desse hormônio e sua glândula secretora, respectivamente, é: a) Aumento da divisão celular – Tireoide. b) Redução do metabolismo – Tireoide. c) Aumento do tamanho da célula – Hipófise. d) Aumento da síntese proteica – Hipófise. e) Aumento da atividade catabólica celular – Adrenais.

30333

131. (UFTM) Analise o gráfico de um experimento, onde o hormônio utilizado foi aplicado em mamíferos.

Com base no gráfico e em seus conhecimentos sobre o assunto, é possível afirmar que: a) A deficiência desse hormônio acarreta diminuição da

atividade anabólica, reduzindo a síntese proteica. b) O crescimento no grupo experimental foi possível devido

ao aumento de células e do número de meioses promovido pelo hormônio.

c) O grupo controle não é significativo para se chegar às conclusões do teste experimental realizado.

d) Injeções desse hormônio em pessoas desprovidas de receptores para os mesmos, nas membranas das células, contribuiriam para elevar sua estatura.

e) O referido hormônio possui seu lócus de produção na tireoide, contribuindo também para o controle do metabolismo basal.

132. (FGV) O gráfico compara a velocidade de crescimento, em centímetros ao ano, de meninos e meninas dos 7 aos 18 anos de idade.

Analisando o gráfico, pode-se concluir que; a) Meninos e meninas têm velocidade de crescimento

semelhantes após os 10 anos de idade. b) Meninos, em menor espaço de tempo, apresentam

velocidade de crescimento maior que a das meninas. c) As meninas atingem sua maior estatura aos 12 anos de

idade e os meninos aos 14 anos de idade. d) Tanto meninos quanto meninas começam a produzir o

hormônio do crescimento a partir dos 8 anos de idade, mas essa produção cessa mais cedo nas meninas que nos meninos.

e) Meninos interrompem o crescimento aos 18 anos de idade e meninas o fazem a partir dos 15 anos de idade.

133. (UNESP) Marina não menstruou na data prevista e então comprou um teste para gravidez. A figura ilustra a

realização do teste, que indicou que Marina estaria grávida.

No mesmo dia, Marina procurou um laboratório

especializado para realizar o exame sanguíneo de gravidez, que confirmou o resultado do teste anterior.

Considere o hormônio que evidenciou a gravidez nos dois testes realizados. O resultado positivo indica que a concentração de: a) Gonadotrofina coriônica humana (HCG) era baixa na

urina e alta no sangue circulante. b) Progesterona era baixa na urina e baixa no sangue

circulante. c) Hormônio folículo estimulante (FSH) era alta na urina e

alta no sangue circulante. d) Progesterona era alta na urina e baixa no sangue

circulante. e) Gonadotrofina coriônica humana (HCG) era alta na urina

e alta no sangue circulante. 134. (UPE-SSA) A Gestação corresponde ao período

compreendido entre a fecundação e o nascimento, ocorrendo com as fêmeas da classe de animais mamíferos. Esse período varia de uma espécie para outra e caracteriza-se por modificações físicas, hormonais e emocionais. Observe o gráfico abaixo e identifique que hormônios correspondem aos números 3, 1 e 2, respectivamente, conforme a enumeração e com base nos conhecimentos sobre os hormônios presentes durante a gravidez.

a) Prolactina, LH e gonadotrofina coriônica. b) Ocitocina, gonadotrofina coriônica e LH. c) FSH, estrógeno e progesterona. d) Gonadotrofina coriônica, progesterona e estrógeno. e) FSH, ocitocina e prolactina.

30433

135. (PUCPR) A duração de um ciclo menstrual é, em

média, de 28 dias. Convencionou-se designar o primeiro dia

da menstruação como o primeiro dia do ciclo. A regulação do ciclo depende de hormônios gonadotróficos (FSH e LH) e de hormônios esteroides (estrógeno e progesterona). É possível identificar nos gráficos a seguir dois ciclos femininos integrados: o ovariano e o uterino.

Considerando que os gráficos representados referem-se a uma mulher adulta com ciclo menstrual regular

de 28 dias, infere-se que:

a) Ela não está grávida, pois houve uma queda de

progesterona e estrógeno no final do ciclo. b) Ela está grávida, pois, na fase lútea, há um aumento dos

hormônios gonadotróficos. c) Ela está utilizando regularmente pílula contraceptiva

composta por derivados de estrógeno e progesterona. d) Não está grávida, pois, na fase folicular, há diminuição

de hormônios gonadotróficos. e) Na fase folicular, por ação da progesterona, houve uma

retração do endométrio sugerindo gravidez. 136. (G1 - IFBA) O uso de pílulas anticoncepcionais é um método contraceptivo muito utilizado atualmente. Seu modo de ação é baseado em um elaborado mecanismo de feedback existente no sistema endócrino das mulheres. Sobre esse mecanismo, é correto afirmar que:

a) A ocitocina, produzida pela glândula pituitária, tem seus níveis aumentados com a utilização das pílulas anticoncepcionais, o que inibe a ovulação.

b) Há um aumento súbito nos níveis de fsh e lh no sangue com o uso das pílulas anticoncepcionais, o que gera inibição da ovulação.

c) O fsh (hormônio folículo estimulante) tem seus níveis aumentados na corrente sanguínea pelo uso das pílulas anticoncepcionais, o que gera um bloqueio na produção de estrógeno e consequente inibição da ovulação.

d) O lh (hormônio luteinizante) é bloqueado pela ação direta das pílulas anticoncepcionais na hipófise anterior, o que leva a uma acentuada queda nos níveis desse hormônio no sangue e consequente inibição da ovulação.

e) As pílulas anticoncepcionais, à base de progesterona e estrógeno, aumentam os níveis desses hormônios no

sangue da mulher, o que inibe a liberação de FSH e LH, resultando na não maturação de folículos ovarianos e posterior ovulação.

137. (Unesp) Márcia, Juliana e Ana Cristina são três amigas. Uma delas está amamentando, outra está entrando em seu período fértil e a terceira está no final de seu ciclo menstrual. Os gráficos 1 e 2 apresentam os níveis dos hormônios luteinizante (LH) e ocitocina no sangue dessas mulheres.

Se o gráfico 1 referir-se aos níveis de:

a) LH e o gráfico 2 aos níveis de ocitocina, Ana Cristina está entrando em período fértil, Márcia está no final de seu ciclo menstrual e Juliana está amamentando.

b) LH e o gráfico 2 aos níveis de ocitocina, Juliana está entrando em período fértil, Ana Cristina está no final de seu ciclo menstrual e Márcia está amamentando.

c) Ocitocina e o gráfico 2 aos níveis de LH, Ana Cristina está entrando em período fértil, Márcia está no final de seu ciclo menstrual e Juliana está amamentando.

d) Ocitocina e o gráfico 2 aos níveis de LH, Márcia está entrando em período fértil, Juliana está no final de seu ciclo menstrual e Ana Cristina está amamentando.

e) LH e o gráfico 2 aos níveis de ocitocina, Márcia está entrando em período fértil, Juliana está no final de seu ciclo menstrual e Ana Cristina está amamentando.

138. (UFG) Pombinha, entretanto, nessa manhã acordara abatida e nervosa, sem ânimo de sair dos lençóis.

[…] havia uma doce expressão dolorosa na limpidez cristalina de seus olhos de moça enferma; […] assim delicada planta murcha, languesce e morre, se carinhosa borboleta não vai sacudir sobre ela as asas prenhes de fecundo e dourado pólen.

No pouco que dormiu essa noite, que foi a do baralho com a polícia, teve sonhos agitados e passou mal todo o dia seguinte, com as molezas da febre e dores no útero. A moça fechou as pálpebras [...] […]. Começou logo a sonhar que em redor tudo ia se fazendo de um cor-de-rosa, a princípio muito leve e transparente, depois mais carregado, e mais, e mais, até formar-se em torno dela uma floresta vermelha, cor de sangue, onde largos tinhorões rubros se agitavam lentamente. […].

Nisto, Pombinha soltou um ai formidável e despertou sobressaltada, levando logo ambas as mãos ao meio do corpo. E feliz, cheia de susto ao mesmo tempo, a rir e a chorar, sentiu o grito da puberdade sair-lhe afinal das entranhas, em uma onda vermelha e quente. AZEVEDO, Aluísio. O cortiço. 3. ed. São Paulo: Ciranda Cultural, 2010. p. 85-90.

30533

O enunciado que resume o evento biológico descrito metaforicamente no trecho e o evento a que se refere são os seguintes: a) “A moça fechou as pálpebras” – sono. b) “Com as molezas da febre e dores no útero” – ovulação. c) “Se carinhosa borboleta não vai sacudir sobre ela as

asas prenhes de fecundo e dourado pólen” – fecundação.

d) “E feliz, cheia de susto ao mesmo tempo, a rir e a chorar” – orgasmo.

e) “Sentiu o grito da puberdade sair-lhe afinal das entranhas, em uma onda vermelha e quente” – menarca.

139. (UFPA) O gráfico a seguir representa os níveis dos hormônios estrógeno e progesterona no sangue de uma mulher, durante seu ciclo menstrual. E- Estrógeno P- Progesterona A análise do gráfico permite afirmar: a) A mulher está grávida, pois os níveis dos hormônios

reduziram no final do ciclo menstrual. b) A mulher está grávida, pois os níveis dos hormônios

estão baixos no período da ovulação. c) Se a mulher fizesse sexo sem preocupações

contraceptivas nos cinco dias antes do período da ovulação ou nos cinco dias após esse período, suas chances de engravidar seriam elevadas.

d) Se a mulher estivesse grávida, os níveis de estrógeno e progesterona seriam baixos desde a ovulação.

e) A elevação dos níveis de progesterona após a ovulação impedirá a gravidez.

140. (UFMG) Um estudo chinês vem anunciando resultados promissores para o desenvolvimento de um anticoncepcional

para homens. O tratamento, com eficácia de 99%, consiste

em aplicar-se, no interessado, uma injeção mensal de testosterona.

Folha de S. Paulo, 8 maio 2009. (Adaptado)

Legenda: • FSH - Hormônio foliculoestimulante • GnRH - Hormônio liberador de gonadotrofinas • LH - Hormônio luteinizante Considerando-se essas informações e outros conhecimentos sobre o assunto, é possível inferir que a testosterona injetada a) Age sobre os túbulos seminíferos, inibindo a

espermatogênese. b) Bloqueia diretamente as funções das células de Leydig. c) Inibe a liberação dos hormônios LH e FSH pela hipófise. d) Reduz a produção de gonadotrofinas na glândula pineal.

30633

HABILIDADE 14: Identificar padrões em fenômenos e processos vitais dos organismos, como manutenção do equilíbrio interno, defesa, relações com o ambiente, sexualidade, entre outros.

HABILIDADE 15. Interpretar modelos e experimentos para explicar fenômenos ou processos biológicos em qualquer nível de organização dos sistemas biológicos. CONHECIMENTOS ASSOCIADOS: Funções vitais dos seres vivos e sua relação com a adaptação desses organismos a diferentes ambientes: Sistema Nervoso.

A comunicação entre os diversos órgãos e células do

corpo, bem como nossa adequação como resposta ao

ambiente, é função dos sistemas nervoso e hormonal que

atuam por meio de mensagens químicas (hormônios) e físicas

(impulso nervoso) conforme figura abaixo. Desta forma os

sistemas de integração, em particular o sistema nervoso é

responsável pelo controle das funções orgânicas, funções

estas que podem variar de acordo com as condições do meio

externo ou interno as quais o organismo se encontra.

O nosso organismo identifica dezenas de

informações colhidas do ambiente externo ou interno como

grau de acidez do sangue, variação de pressão, variação de

temperatura etc. Esta identificação é feita graças aos órgãos

sensoriais e aos receptores químicos situados no interior do

nosso corpo. Independentemente de onde venham os

estímulos, todas as informações são centralizadas pelos

órgãos que compõem o sistema nervoso central, cuja função

é interpretar as informações obtidas e elaborar respostas

adequadas, enviando-as aos órgãos do corpo responsáveis

pelas ações: os músculos. Nervos e gânglios constituem o

sistema nervoso periférico, cuja função é levar informações

das diversas partes do corpo até o sistema nervoso central e

vice-versa.

1. DIVISÃO DO SISTEMA NERVOSO.

O sistema nervoso é, anatomicamente, dividido em

Sistema Nervoso Central e Sistema Nervoso Periférico.

1.1 Sistema Nervoso Central (SNC). O sistema nervoso

central é formado pelo encéfalo e pela medula espinhal. A

integridade do encéfalo e da medula é garantida não só por

estruturas ósseas, mas também por três resistentes

membranas de origem conjuntiva, as meninges. A aracnoide

e a pia-máter são separadas pelo líquido cefalorraquidiano ou

líquor. Ele confere proteção mecânica e amortecimento de

choques aos órgãos do Sistema Nervoso Central e ainda

oferece nutrientes ao cérebro.

O SNC é protegido por partes ósseas. O encéfalo é resguardado pelo crânio e a medula espinhal pela coluna vertebral. a) Encéfalo. Com cerca de 100 bilhões de neurônios, é

quem controla as reações do organismo em relação tanto ao

ambiente externo como ao organismo. É constituído pelos

seguintes órgãos:

▪ Cérebro. Constituindo 80 a 90% da massa encefálica, o

cérebro é dividido nos hemisférios cerebrais direito e

esquerdo e sua região cortical é a sede do pensamento, da

aprendizagem, da linguagem, da consciência, da memória

(da qual participa o hipocampo) e da inteligência.

▪ Tálamo e hipotálamo. O tálamo, localizado logo abaixo

do cérebro atua como uma região integradora e

retransmissora de impulsos nervosos, provenientes dos

órgãos de sentido e os transmite às regiões correspondentes

no córtex cerebral.

O hipotálamo, localizado sob o tálamo, é uma região

importante na homeostase corporal, isto é, no ajuste do

organismo às variações externas. É ele que controla, por

exemplo, temperatura corporal, e o equilíbrio hídrico no

corpo.

▪ Tronco encefálico. O tronco é constituído por três regiões

encefálicas: o mesencéfalo, a ponte e o bulbo. O mesencéfalo

está envolvido na recepção e coordenação de informações

sobre o grau de contração dos músculos (tônus muscular) e

sobre a postura corporal; a ponte é constituída

principalmente por fibras nervosas que ligam o córtex

cerebral ao cerebelo, participando na manutenção da postura

corporal no equilíbrio do corpo e no tônus muscular; o bulbo

ou medula oblonga é a última porção do encéfalo, localizada

na base do tronco encefálico com importantes centros

controladores de funções vitais como os que regulam os

batimentos cardíacos e o controle respiratório.

▪ Cerebelo. Localizado entre a parte posterior do cérebro e

a ponte, o cerebelo atua com o cérebro, coordenando os

movimentos do corpo, a manutenção da postura, o equilíbrio

e o tônus muscular. O impulso inicial para mover os músculos

esqueléticos vem do cérebro, mas é o cerebelo que compara

Aula 12

30733

esse impulso com as informações sobre a posição do corpo e

dos músculos, fazendo os ajustes necessários e sincronizando

os movimentos. É graças a ele que podemos realizar ações

altamente coordenadas e complexas.

b) Medula espinhal. Parte mais alongada do sistema

nervoso central e caracterizada por um cordão cilíndrico,

composto de células nervosas, localizado no canal interno das

vértebras da coluna vertebral. A função da medula espinhal

é estabelecer a comunicação entre o corpo e o sistema

nervoso. Ela também coordena os reflexos, ocasiões em que

o corpo necessita de uma resposta rápida.

É a partir da medula espinhal que se originam os 31

pares de nervos espinhais. Eles conectam a medula espinhal

as células sensoriais e diversos músculos pelo corpo. A

medula espinhal é capaz de elaborar respostas rápidas em

emergências, sem a interferência do encéfalo, a exemplo do

reflexo medular.

1.2. Sistema Nervoso Periférico (SNP). O SNP é

constituído pelos nervos e gânglios nervosos. Nervos são fios

finos, formados pela união de vários axônios, que partem do

encéfalo e da medula espinhal, ramificando-se e atingindo

todas as artes do corpo. Gânglios nervosos são pequenas

dilatações que contém corpos celulares de neurônios, cujos

prolongamentos formam os nervos.

Os nervos estabelecem a comunicação dos centros

nervosos com os órgãos sensoriais, ou receptores, e os

órgãos efetores, representados por músculos ou glândulas.

De acordo com o sentido em que se transmite o impulso

nervoso, os nervos classificam-se em: sensitivos (aferentes),

motores (eferentes) e mistos.

1.2.1. Divisão funcional do sistema nervoso periférico.

Diversas atividades do sistema nervoso humano são

conscientes e estão sob o controle da nossa vontade. Outras

ações, entretanto, são automáticas ou involuntárias,

ocorrendo independentemente de nossa vontade, como por

exemplo, o batimento do coração, o movimento das vísceras

etc. As ações voluntárias resultam da contração de músculos

estriados esqueléticos, que estão sob o controle do sistema

nervoso periférico somático. As ações autônomas, por sua

vez, resultam da contração da musculatura não estriada (lisa)

e da musculatura cardíaca, controlada pelo sistema nervoso

periférico autônomo (SNPA).

O SNPA é dividido em dois ramos, simpático e

parassimpático, que se distinguem estrutural e

funcionalmente. As fibras nervosas simpáticas e

parassimpáticas controlam os mesmos órgãos, mas

trabalham em oposição: um estimulando e o outro inibindo,

mantendo assim o equilíbrio funcional. Apenas para efeito de

comparação observe como atuam as fibras nervosas

simpáticas e parassimpáticas.

De modo geral o SNPA simpático possui a adrenalina

e noradrenalina (fibras adrenérgicas) como neurotransmissor

e estimula ações que mobilizam energia, permitindo ao

organismo responder a situações de estresse, acelerando

batimento cardíaco, aumentando freqüência respiratória,

aumentando concentração de açúcar no sangue etc.

30833

O SNAP parassimpático, por sua vez, possui a

acetilcolina como neurotransmissor (fibras colinérgicas) e

estimula principalmente atividades relaxantes, como a

redução do ritmo cardíaco e da pressão sanguínea, entre

outras conforme a figura anterior.

2. O TECIDO NERVOSO (TN). É formado por dois tipos de células: o neurônio, principal unidade estrutural e funcional do TN, célula altamente especializada cujas propriedades de excitabilidade e condução dos pulsos elétricos ou impulsos nervosos são as bases das funções do sistema nervoso; e as células gliais ou neuroglia que auxiliam, protegem e nutrem os neurônios. Os neurônios são formados por corpo celular, do qual, partem prolongamentos, dendritos (aferentes) e axônios (eferentes), que captam e conduzem estímulos nervosos. Na sua porção terminal o axônio forma um botão dilatado conhecido como botão terminal, onde ocorrem as sinapses.

Entre as células gliais, destacam-se as células de Schwann que em determinados neurônios formam um invólucro de natureza lipídica, denominado bainha de mielina.

Essa bainha atua como isolante elétrico e contribui para o aumento da velocidade de propagação do impulso nervoso ao longo do axônio. A bainha de mielina, porém, não é contínua. Entre uma célula de Schwann e outra, existe uma região de descontinuidade da bainha, o que acarreta a existência de uma constrição (estrangulamento) denominada nódulo de Ranvier. Ao saltar de "nó" em "nó", a condução do impulso (condução saltatória) torna-se muito mais rápida do que se tivesse de ser efetuada ao longo de todo o comprimento da fibra nervosa.

2.1. A propagação dos impulsos nervosos. O interior de um neurônio é rico em potássio (K) e pobre em sódio (Na). Entretanto, os fluidos do lado externo da célula são ricos em sódio e pobres em potássio. Quando o neurônio se encontra em “repouso”, o conjunto iônico do lado externo acumula uma positividade maior do que o conjunto iônico situado no lado interno. Diz-se, então, que o neurônio em repouso está polarizado, sendo o lado externo positivo em relação ao lado interno, que é, portanto, considerado negativo. A diferença

de potencial que se estabelece entre o ambiente interno (negativo) e o ambiente externo (positivo) tem um valor de

aproximadamente -70 mV. Quando o neurônio é estimulado, modifica-se a permeabilidade da membrana aos íons sódio e potássio; como consequência, a diferença de potencial entre as superfícies interna e externa da membrana passa dos -70mv da situação de repouso para +40mv. Essa alteração elétrica provoca uma inversão de potencial elétrico entre as duas faces criando um potencial de ação. A propagação do potencial de ação ao longo do neurônio é o impulso nervoso, que ocorre em um único sentido: dos dendritos para o corpo celular e deste para o axônio.

O estímulo que gera o impulso nervoso deve ser

forte o suficiente, acima de determinado valor crítico, que varia entre os diferentes tipos de neurônios, para induzir a despolarização que transforma o potencial de repouso em potencial de ação. Esse é o estímulo limiar. Abaixo desse valor o estímulo só provoca alterações locais na membrana, que logo cessam e não desencadeiam o impulso nervoso.

Para que uma célula desencadeie um potencial de ação, esta deve estar em repouso. Dessa forma para que um novo potencial seja gerado, ou conduzido, a membrana celular que foi despolarizada deve voltar ao seu estado original. Este processo é chamado de repolarização. À medida que o potencial se afasta de sua origem e percorre a fibra nervosa, os canais de sódio se fecham rapidamente e abrem-se canais de potássio permitindo que esse íon saia e interrompa o processo de despolarização. Nesse momento, a membrana vai além do seu potencial de repouso, estado conhecido como hiperpolarização.

Qualquer estímulo acima do limiar gera o mesmo potencial de ação que é transmitido ao longo do neurônio. Assim, não existe variação de intensidade de um impulso

30933

nervoso em função do aumento do estímulo; o neurônio obedece à regra do “tudo ou nada”.

3. AS SINAPSES.

Ao atingir a extremidade de um axônio, o impulso

nervoso deve ser transmitido para outra célula, que pode ser

outro neurônio (sinapse interneural) ou uma célula muscular

(sinapse neuromuscular).

Um neurônio não se comunica fisicamente com

outro neurônio nem com a fibra muscular ou com a célula

glandular, de maneira que, entre eles, não existe

continuidade citoplasmática. O que existe é um microespaço,

uma região de contiguidade, denominada sinapse, na qual

um neurônio transmite o impulso nervoso para outro através

da ação de neurotransmissores: mediadores químicos da

comunicação intercelular, como a acetilcolina, adrenalina,

dopamina, serotonina, GABA que citamos para efeito de

exemplificação. São esses neurotransmissores que

possibilitam o funcionamento do sistema nervoso, portanto,

qualquer fator que altere sua produção ou seu mecanismo de

ação compromete automaticamente sua funcionalidade.

Define-se como neurotransmissores substâncias (1)

sintetizadas em neurônios pré-sinápticos; (2) armazenadas

em vesículas nos terminais sinápticos; (3) libertadas após um

estímulo nervoso; (4) que atuam em receptores específicos

pré ou pós-sinápticos; (5) que são removidas ou degradadas

após exercer a sua ação, e (6) a sua aplicação exógena deve

mimetizar o efeito pós-sináptico.

É em função de algumas destas propriedades que

as drogas em geral podem alterar o funcionamento do

sistema nervoso, pois interferem na transmissão

neuroquímica e dependendo do efeito que provocam no

organismo, podem ser depressoras, como o álcool;

estimulantes como a cocaína e perturbadoras ou

alucinogênicas como o LSD. Apenas para efeito de

exemplificação citemos o mecanismo de ação de uma droga

depressora, como o álcool e uma droga estimulante como a

cocaína.

O GABA é o principal neurotransmissor do SNC com

efeito inibitório e o álcool potencializa o efeito desse

neurotransmissor. O consumo contínuo de álcool pode causar

tolerância e dependência, pois o álcool provoca diminuição

da funcionalidade dos receptores do GABA.

A cocaína é um potente psicoestimulante com

elevado grau de lipofilia. Esta característica faz com a cocaína

atravesse rapidamente a barreira hemato-encefálica, daí ser

um forte estimulante do SNC, onde os seus efeitos são

mediados pela noradrenalina, pela serotonina, mas,

sobretudo pela dopamina. A cocaína liga-se aos

transportadores da dopamina presentes na membrana pré-

sináptica, impedindo a sua recaptação. Consequentemente

há uma acumulação de dopamina na fenda sináptica

promovendo uma estimulação constante dos receptores

dopaminérgicos.

Por outro lado, o consumo crônico de cocaína

diminui a quantidade de dopamina armazenada nos

neurônios pré-sinápticos. Isto faz com que haja um aumento

dos receptores no cérebro para compensar a falta de

dopamina disponível, como consequência o desejo pelo

consumo de cocaína aumenta.

Quando os neurotransmissores são afetados por doenças ou drogas, pode haver vários efeitos adversos diferentes no corpo. Doenças como Alzheimer, epilepsia e Parkinson estão associadas a déficits em certos neurotransmissores.

Psicólogos e psiquiatras reconhecem o papel que os

neurotransmissores podem desempenhar nas condições de

saúde mental, razão pela qual os medicamentos que

influenciam as ações dos mensageiros químicos do corpo são

frequentemente prescritos para ajudar a tratar uma

variedade de condições psiquiátricas.

VERIFICAÇÃO DE APRENDIZAGEM 141. (FAC. PEQUENO PRÍNCIPE - MEDICI) Observe o

fragmento de texto a seguir: Pesquisa investiga possíveis

problemas neurológicos causados por zika em adultos.

Pesquisadores acreditam que zika causa outros problemas

neurológicos além de Guillan-Barré. [...] Disponível em:

<http://www.bbc.com/portuguese/noticias/2016/02/160223_problema_zika_

adultos_rj_lab>. Acesso em: 05/05/2016.

A Síndrome de Guillain-Barré é uma doença autoimune que,

aparentemente, vem sendo desencadeada pela presença do

zika vírus. Ela se caracteriza pela inflamação dos nervos, das

raízes nervosas proximais e nervos cranianos. Além disso, ela

é desmielinizante e, por consequência, afeta a condução

nervosa. Caso seja desencadeada porque o vírus afeta

a célula glial produtora da bainha de mielina, a célula

afetada seria:

a) o astrócito protoplasmático.

b) o astrócito fibroso.

c) o neurônio.

d) a célula de Schwann.

e) a micróglia.

142. (PUC-RS) Tem-se observado que a exposição extensa

e por longo prazo a pesticidas está associada a problemas à

saúde humana, como a neurodegeneração. A destruição de

neurônios cuja função é transmitir sinais desde o sistema

nervoso central até o órgão motor demonstra que a

toxina afetou o:

31033

a) sistema aferente.

b) sistema eferente.

c) sistema sensitivo.

d) sinal pré-sináptico.

e) sinal pré-dentrítico.

143. (UEL) Analise a figura a seguir.

BARRETO, G.; OLIVEIRA, M. G. A Arte Secreta de Michelangelo. São Paulo:

ARX, 2004.

Os fisiologistas Barreto e Oliveira (2004) identificam, na obra

Criação de Michelangelo, o contorno do formato do cérebro

humano. O cérebro e a medula espinhal são centros

nervosos.

Considerando a origem do impulso nervoso no arco-reflexo,

assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o

percurso da condução nos neurônios sensorial e

motor.

a) no neurônio sensorial, o estímulo se propaga na direção

do axônio para o corpo celular e deste para o dendrito, do

mesmo modo que no neurônio motor.

b) no neurônio sensorial, o estímulo se propaga na direção

do axônio para o corpo celular e deste para o dendrito, sendo

o inverso no neurônio motor.

c) no neurônio sensorial, o estímulo se propaga na direção

do dendrito para o axônio e deste para o corpo celular, sendo

o inverso no neurônio motor.

d) no neurônio sensorial, o estímulo se propaga na direção

do dendrito para o corpo celular e deste para o axônio, sendo

o inverso no neurônio motor.

e) no neurônio sensorial, o estímulo se propaga na direção

do dendrito para o corpo celular e deste para o axônio, do

mesmo modo que no neurônio motor.

144. (UPE) Observe a charge a seguir:

De acordo com as reações apresentadas pelo corpo do

indivíduo, essas podem ser justificadas:

a) pela dilatação da pupila que está associada aos efeitos do

sistema nervoso autônomo parassimpático por causa da ação

da noradrenalina e do cortisol.

b) pelo tremor que expressa uma reação de luta e fuga, tanto

do sistema nervoso autônomo simpático quanto do

parassimpático, mediada pela ação do cortisol.

c) pelo suor frio que está associado à reação de estresse,

sendo sua produção e liberação controladas pelo sistema

nervoso autônomo simpático via acetilcolina, adrenalina e

noradrenalina.

d) pelo aumento dos batimentos cardíacos que revela a

ativação do sistema nervoso autônomo simpático, provocado

pela ação da noradrenalina e da adrenalina circulante.

e) por todas as reações, como dilatação da pupila, tremores,

sudorese e taquicardia, que são ativadas tanto pelo sistema

nervoso autônomo simpático quanto pelo parassimpático,

mediadas pela acetilcolina.

145. (ENEM 2ª aplicação) A cafeína atua no cérebro,

bloqueando a ação natural de um componente químico

associado ao sono, a adenosina. Para uma célula nervosa, a

cafeína se parece com a adenosina e combina-se com seus

receptores. No entanto, ela não diminui a atividade das

células da mesma forma. Então, ao invés de diminuir a

atividade por causa do nível de adenosina, as células

aumentam sua atividade, fazendo com que os vasos

sanguíneos do cérebro se contraiam, uma vez que a cafeína

bloqueia a capacidade da adenosina de dilatá-los. Com a

cafeína bloqueando a adenosina, aumenta a excitação dos

neurônios, induzindo a hipófise a liberar hormônios que

ordenam às suprarrenais que produzam adrenalina,

considerada o hormônio do alerta. Disponível em: http://ciencia.hsw.uol.com.br. Acesso em: 23 abr. 2010

(adaptado).

Infere-se do texto que o objetivo da adição de cafeína

em alguns medicamentos contra a dor de cabeça é:

a) contrair os vasos sanguíneos do cérebro, diminuindo a

compressão sobre as terminações nervosas.

b) aumentar a produção de adrenalina, proporcionando uma

sensação de analgesia.

c) aumentar os níveis de adenosina, diminuindo a atividade

das células nervosas do cérebro.

d) induzir a hipófise a liberar hormônios, estimulando a

produção de adrenalina.

e) excitar os neurônios, aumentando a transmissão de

impulsos nervosos.

146. (UFG) A criatividade está relacionada à região interna

dos hemisférios cerebrais, conhecida como substância

branca. Quanto menor sua quantidade maior a criatividade.

Nesse contexto, para ser criativo, é preciso que o cérebro

apresente:

a) corpo caloso mais desenvolvido.

b) córtex cerebral menos desenvolvido.

c) corpos celulares em menor quantidade.

d) bainha de mielina em grande quantidade.

e) axônios e dendritos em menor quantidade.

31133

147. (G1 - IFSP) Uma garota ganhou de seu namorado um

buquê de rosas e sem querer tocou em um “espinho” de uma

das flores. Imediatamente, de forma automática, ela recolheu

o braço. A respeito dessa reação, pode-se inferir que:

a) a medula espinhal, alguns neurônios e músculos foram

responsáveis na execução dessa resposta.

b) o cérebro, alguns neurônios e músculos foram

responsáveis na execução dessa resposta.

c) o corpo responde a um estímulo, como o citado, se ocorrer

anteriormente uma grande emoção.

d) a medula espinhal e o cérebro coordenam

simultaneamente essa resposta de defesa.

e) os músculos do braço reagiram involuntariamente

independentemente do sistema nervoso.

148. (UFSJ) Na canção CURARE, composta por Bororo e

eternizada na voz de Orlando Silva, a primeira estrofe diz:

“Você tem boniteza

E a natureza

Foi que agiu

Como esses óio de índia

Curare no corpo que é bem Brasil”

O curare é um antagonista do mediador químico acetilcolina,

responsável pela sinalização química na junção

neuromuscular. O curare no corpo causa:

a) contrações involuntárias, pois, na presença de curare, os

músculos têm suas fibras danificadas pela antagonização da

acetilcolina e as contrações ficam descoordenadas.

b) flacidez muscular, pois, na presença de curare, os

neurônios deixam de produzir acetilcolina e paralisam suas

atividades, causando morte neuronal.

c) flacidez muscular, pois, na presença de curare, os

receptores de acetilcolina no músculo não respondem à

sinalização neuronal e a informação nervosa não chega ao

músculo.

d) contrações involuntárias, pois, na presença de curare, os

neurônios cessam sua transmissão elétrica por inibição da

acetilcolina.

149. (PUC-SP) O sistema nervoso autônomo é formado por

fibras simpáticas e parassimpáticas que atuam nos órgãos

viscerais de maneira antagônica.

A liberação de adrenalina pelo sistema nervoso:

a) parassimpático promove aumento do ritmo cardíaco e

constrição dos vasos sanguíneos periféricos.

b) simpático promove aumento do ritmo cardíaco e constrição

dos vasos sanguíneos periféricos.

c) parassimpático promove diminuição do ritmo cardíaco e

constrição dos vasos sanguíneos periféricos.

d) simpático promove diminuição do ritmo cardíaco e

dilatação dos vasos sanguíneos periféricos.

e) parassimpático promove diminuição do ritmo cardíaco e

dilatação dos vasos sanguíneos periféricos.

150. (UEFS) A figura em destaque é um tipo de impulso

nervoso, que é fundamental para a manutenção das

interações dos seres vivos no meio em que eles vivem.

A partir das informações da imagem e com os

conhecimentos sobre o tema, é possível inferir que:

a) a natureza química do impulso nervoso, observado no

destaque é elétrica e, por isso, muito rápida.

b) a liberação dos neurotransmissores na fenda sináptica

necessita da entrada do sódio no axônio.

c) a partir da membrana plasmática, a entrada do Na+

desencadeia o início da transmissão do impulso em um

neurônio.

d) a transmissão do impulso é bidirecional e pode ser elétrico

ou químico.

e) os receptores dos neurotransmissores são encontrados no

interior da célula nervosa.

151. (VUNESP) Quando uma pessoa encosta a mão em um

ferro quente, ela reage imediatamente por meio de um

reflexo. Neste reflexo o neurônio efetuador (motor)

leva o impulso nervoso para:

a) a medula espinhal.

b) o encéfalo.

c) os músculos flexores do braço

d) as terminações sensoriais de calor na ponta dos dedos.

e) as terminações sensoriais de dor na ponta dos dedos

31233

HABILIDADE 16: Compreender o papel da evolução na produção de padrões, processos biológicos ou na organização taxonômica dos seres vivos.

CONHECIMENTOS ASSOCIADOS: Teorias de evolução. Explicações pré-darwinistas para a modificação das espécies. A teoria evolutiva de Charles Darwin. Teoria sintética da evolução. Seleção artificial e seu impacto sobre ambientes naturais e sobre populações humanas.

Podemos definir evolução biológica como mudança

das características dos organismos ao longo do tempo. Este

conceito é a base para compreendermos os objetos de

conhecimento que serão nesta aula estudados, bem como é

importante que façamos distinção entre algumas questões

básicas, necessárias para se alcançar a habilidade pretendida,

ou seja, compreendermos a diferença entre padrões e

processos.

Padrões são definidos como “aquilo que serve de

base ou norma para avaliação”. Os padrões observados na

natureza são características distinguíveis entre os organismos.

Como evolução é mudança, as forças evolutivas (mutação,

seleção natural, acaso e migração) atuam sobre os padrões

originais para gerar novos padrões. Por outro lado, processos

são uma “sucessão de estados ou mudanças”. Note que, como

processos têm caráter histórico, eles não podem ser

observados diretamente, mas apenas inferidos a partir do que

observamos nos padrões de diversidade. Vamos tomar outro

exemplo para clarear essas idéias. Se observarmos que uma

determinada espécie de gavião possui garras muito afiadas

que a possibilitam segurar sua presa facilmente, dizemos que

esse padrão (garras para segurar presa) é resultado do

processo de seleção natural. Especificamente, o processo pode

ser encarado como o agente causador do padrão observado.

Evolução neutra (por meio do acaso) ou adaptativa (por meio

da seleção natural), e especiação são processos causadores

de padrões observados. Forças evolutivas são os agentes

causadores da evolução. A mutação, a seleção natural, o acaso

e a migração são as forças evolutivas.

FIXISMO X EVOLUCIONISMO: BREVE COMENTÁRIO.

As variedades de seres vivos em nosso planeta têm

fascinado a humanidade ao longo da história, e o debate

sobre a origem desta diversidade foi um tema que colocou, e

ainda coloca de lados opostos a ciência e a igreja. Deste

debate se sobressaem dois tipos de explicação: a fixista e a

evolucionista.

De acordo com o pensamento fixista as espécies

foram criadas independentemente umas das outras e

mantiveram-se fixas e imutáveis ao longo do tempo, não

existindo evolução. Três teorias propunham a explicação

deste pensamento:

Geração espontânea. Os seres vivos eram criados a partir

da matéria inanimada e por um princípio ativo eram

transformados em matéria viva (Aristóteles 384 a 322 a.C.).

Criacionismo. Os seres vivos teriam sido criados por uma

entidade divina, tal como é descrito na Bíblia.

Catastrofismo. Embora seja uma hipótese fixista, é também

utilizada pelos evolucionistas, porém não como causa da

variação entre as espécies. George Cuvier, famoso

anatomista francês, seguia a tradição fixista e admitia que os

fósseis representavam espécies que se extinguiram em

conseqüência de catástrofes, como grandes secas ou

inundações.

No final do século XVIII, com Lamarck e muitos

outros, surgem as angústias das dúvidas e no meio dessas

angústias, nasceu o evolucionismo. Um novo paradigma de

ciência desmonta a idéia egocêntrica do homem, desde a

escala natural de Aristóteles, colocando-o em uma árvore

evolutiva onde ele funciona como um galho, inserido em um

tronco compartilhado por todos os seres vivos. Para os

evolucionistas espécies atuais são resultado de lentas e

sucessivas transformações, sofridas pelas espécies do

passado ao longo do tempo, conforme vimos na aula anterior.

Surge assim, o conceito de evolução que promove

uma profunda revolução (ó ironia das palavras) na história

do pensamento ocidental. Esta nova forma de pensar

preconiza que a busca da imutabilidade, típica do

pensamento fixista, está destinada ao fracasso e que o real

é, em primeiro lugar, movimento, metamorfose,

impermanência, turbulência: nada é permanente, nada está

escrito, nada está preestabelecido, pois tudo se inventa, se

cria perpetuamente.

A revolução coperniciana já havia tirado o homem

do centro do universo para relegá-lo a um planeta de uma

estrela na periferia de uma galáxia comum. O homem se

tornou espacialmente marginal. Mas ainda se acreditava o

centro do tempo: centro, cume e meta da história. O homem

como apogeu e finalidade do todo. Mesmo esse sonho foi

despedaçado pela revolução evolucionista. O homem é só

uma pedra no caminho, não o destino.

1. AS TEORIAS EVOLUCIONISTAS

Várias teorias evolutivas surgiram, destacando-se,

entre elas, as teorias de Lamarck de Darwin, e

posteriormente, já no século XX, foi formulada a Teoria

sintética da evolução, também denominada

Neodarwinismo, que incorpora os conceitos modernos da

genética às idéias essenciais de Darwin sobre seleção natural.

Aula 13

31333

1.1 A Teoria de Lamarck (1744-1829). Jean-Baptiste

Lamarck, naturalista francês, foi o primeiro cientista a

propor uma teoria sistemática da evolução. Sua teoria foi

publicada em 1809, em um livro denominado Filosofia

zoológica.

As idéias de progressão, de crescimento da

complexidade e de impulsos modificadores e inerentes ao ser

vivo dão sustentação aos teóricos do transformismo,

incluindo o próprio Lamarck. Para ele, especificamente, a

transformação de um ser em outro ocorria como adaptação

desse organismo ao seu meio ambiente, do que resultaria um

aperfeiçoamento das suas “faculdades”. As transformações

sempre representam um êxito, nunca um fracasso, até

porque ocorrem num único sentido, obedecendo a uma

escala de aperfeiçoamento. De acordo com sua teoria, no

início os primeiros seres vivos criados pela natureza eram

muito simples, nascidos de uma geração espontânea. Graças

às circunstâncias favoráveis e, com o passar do tempo, seres

mais complexos tiveram origem a partir daqueles mais

simples, e em diferentes graus de perfeição. Considerando o

sistema de interpretação da natureza, Lamarck estabeleceu

alguns pressupostos ou leis que explicavam a formação, o

desenvolvimento e a reprodução dos seres.

▪ Primeiro pressuposto (o conceito de adaptação):

Lamarck introduz a hipótese de que as espécies eram capazes

de adaptar-se voluntariamente às modificações ambientais.

Dessa forma, a girafa havia desenvolvido seu longo pescoço

para alcançar a vegetação indisputada das árvores altas, a

toupeira tornara-se cega em razão da inutilidade da visão sob

o solo e a serpente teria perdido as patas por ter incorporado

o hábito de arrastar-se por terra. “Poderia provar que não é

de maneira alguma a forma, seja do corpo, seja de suas

partes, que dá lugar aos hábitos, à maneira de viver dos

animais; mas que, ao contrário, são os hábitos, a maneira de

viver e todas as circunstâncias influenciadoras que

constituem, com o tempo, a forma do corpo e das partes dos

animais”

▪ Segundo pressuposto (lei do uso e desuso): “Em todo

animal que não tenha ainda se desenvolvido completamente,

o uso freqüente e repetido de um órgão qualquer fortalece,

pouco a pouco, esse órgão, desenvolve-o, aumenta-o,

tornando-o mais forte, com uma força proporcional ao tempo

de uso; enquanto o desuso de tal órgão enfraquece-o, aos

poucos, deteriora-o, diminui progressivamente suas

faculdades e acaba por fazê-lo desaparecer”.

▪ Terceiro pressuposto (transmissão dos caracteres

adquiridos) “Tudo que a natureza fez com que os indivíduos

ganhassem ou perdessem, por influência das circunstâncias

às quais sua espécie encontra-se submetida a longo tempo,

e, como conseqüência do emprego predominante de um

órgão, ou da falta de uso de tal parte; ela, a espécie, a

conserva, nos novos indivíduos dos dois sexos, por

reprodução, e naqueles que lhes deram origem”.

De modo geral, a ausência de uma teoria de

hereditariedade foi um ponto fraco no transformismo de

Lamarck, mas seria difícil, ou mesmo impossível, conceber

uma teoria de herança, se este nem era um conceito científico

na época.

Embora essencial como ponto de partida para a mudança de um paradigma, a teoria de Lamarck não é aceita atualmente, pois suas idéias apresentam um erro básico: as alterações em células somáticas dos indivíduos, adquiridas pelo uso ou perdidas pelo desuso, não alteram as informações genéticas contida nas células germinativas, não sendo, dessa forma, hereditárias, conforme demonstrado pelo experimento acima de Weismann.

31433

1.2. A Teoria de Darwin (1809-1882). Charles Darwin

(1809-1882), naturalista inglês, desenvolveu uma teoria

evolutiva que é a base da moderna teoria sintética: a teoria

da seleção natural.

Em que pese toda a proliferação de noções

evolucionistas do século anterior, na primeira metade do

século XIX ainda era dominante a visão fixista e criacionista

do mundo natural. Esta situação modifica-se em 1859,

quando é publicado o livro Ensaio sobre a origem das

espécies de Charles Darwin. Nela, é visível a influência das

idéias de Malthus, cuja obra Princípio da População advogava

que, a não ser que fosse controlado o crescimento da

população, logo se esgotaria o suprimento de alimentos.

Malthus e sua concepção sobre crescimento populacional

Darwin observou que os animais não pareciam estar

superpovoando o mundo. Na Origem daS espécies, ele

exemplifica que das centenas de ovos postos pela mosca,

poucos sobrevivem até a reprodução, sendo uma grande

quantidade eliminada pelo clima ou pelos predadores do meio

ambiente. Somente os indivíduos mais aptos a lidar com

esses fatores escapavam da destruição. Configurava-se, pois,

o conceito de seleção natural, da sobrevivência do mais apto:

“portanto, da guerra da natureza, da carestia e da morte

nasce a coisa mais elevada que se possa imaginar: a

produção dos animais mais elevados.” Não haveria nenhuma

forma de plano ou objetivo final nesse processo seletivo, pois

uma certa qualidade, poderia ser vantagem num meio e fatal

em outro. As implicações da obra de Darwin não passaram

despercebidas. A interpretação que ganhou força foi aquela

apoiada por Darwin: a posição privilegiada do homem

herdada da teologia judaico-cristã devia ser revista. Não

haveria nenhum plano divino. Um plano preconcebido que

fosse executado pouco a pouco através de transformações

gradativas não poderia dar conta das inúmeras contingências

que se observa no desenrolar da vida no planeta. A noção de

planejamento divino pensava Darwin, colidiria frontalmente,

portanto, com a idéia de seleção natural, pois o imenso

desperdício da natureza parecia contradizer qualquer forma

de previsão da inteligência divina. A entrada, porém, desta

nova visão da posição do homem no mundo, não foi sem

controvérsias. Contudo, apesar de todas as objeções de

ordem ideológica ou metodológica, a teoria formulada por

Darwin, acabou por se firmar como a doutrina dominante da

evolução.

Darwin partiu do fato de que, em qualquer espécie

os indivíduos não são exatamente iguais. Cada ser humano,

cada animal ou planta, difere em alguma coisa dos seus

companheiros de espécie. Portanto, dentro de qualquer

espécie, indivíduos de capacidades diversas competem na

luta pela vida. Os mais bem adaptados são os que deixam

prole mais numerosa. Assim, os genes que produzem

atributos vantajosos têm mais chance de passar para a prole,

enquanto os genes inconvenientes vão se eliminando. Em

suma, ao longo das gerações, os melhores alelos vão

predominando e as espécies ficam cada vez mais adaptadas.

Mas um caráter que é vantajoso num ambiente pode

ser inconveniente em outro. Assim, o sentido em que a

seleção natural age é modulado pelo ambiente. Ter o corpo

coberto por espessa camada de pêlos é vantajoso num clima

frio, mas inconveniente onde faz calor. Se uma espécie tem

indivíduos peludos e sem pêlos, a seleção natural fará com

que predominem os primeiros nas regiões frias e os

segundos, nas quentes. Isto poderá ser o início da

diferenciação de raças e até de espécies.

Foi com base nestes pressupostos que Darwin

propôs uma teoria evolucionista, considerando-se como

conceitos essenciais: seleção natural, variabilidade intra-

específica, luta pela sobrevivência, sobrevivência diferencial,

reprodução diferencial, como se observa no resumo abaixo:

Variabilidade intra-específica. Diferenças existentes

entre indivíduos da mesma espécie.

Luta pela sobrevivência. Alguns indivíduos, os mais

aptos, possuem características que são favoráveis à sua

sobrevivência num determinado meio.

Sobrevivência diferencial. Os mais aptos vivem mais

tempo e reproduzem-se mais (reprodução diferencial).

Reprodução diferencial. As características mais

adaptativas são transmitidas aos descendentes. A lenta e

gradual acumulação de características conduz passadas

várias gerações, ao aparecimento de novas espécies.

O conceito de seleção natural tornou-se a espinha

dorsal da teoria darwiniana. Tal seleção precisa, contudo,

trabalhar sobre variações pré-existentes nos organismos.

Mas a origem destas variações constituiu-se num problema

de difícil solução para Darwin.

31533

Após sua morte, aceleram-se as descobertas no

campo da hereditariedade. Em 1900, redescobre-se o

trabalho de Mendel de 1866, que estabelece as leis que

regem a hereditariedade dos caracteres dominantes e

recessivos. A combinação matemática desses fatores (os

genes) será a fonte da variação. Todavia, nem toda variação

nova da natureza resulta da combinação de fatores

previamente existentes. A mistura de fatores produz

variações somente até um certo limite. As variações bruscas

que vão além da simples recombinação de fatores foram

descobertas por Hugo De Vries, que anuncia o fenômeno da

mutação em 1901. Sugere ele ser esta a causa do surgimento

de novas variantes que constituiriam as novas espécies: com

essas descobertas, surge a teoria sintética da evolução ou

nedarwinismo.

1.3 A teoria sintética da evolução.

A Teoria sintética da evolução ou

Neodarwinismo foi formulada por vários pesquisadores,

tomando como essência as noções de Darwin sobre a seleção

natural e incorporando noções atuais de genética.

A teoria sintética considera, conforme Darwin já

havia feito, a população como unidade evolutiva,

definida como grupamento de indivíduos de uma

mesma espécie, intercruzantes, que ocorrem em uma

mesma área geográfica, em um mesmo intervalo de

tempo.

1.3.1. Os fatores evolutivos que atuam sobre o

conjunto gênico da população. Podem ser reunidos em

duas categorias:

Fatores que tendem a aumentar a variabilidade

genética da população: mutação e recombinação

genética.

▪ Fatores que atuam sobre a variabilidade genética já

estabelecida: seleção natural, migração e oscilação

genética.

A integração desses fatores associada ao isolamento

geográfico pode levar, ao longo do tempo, ao

desenvolvimento de mecanismos de isolamento

reprodutivo, quando, então, surgem novas espécies.

A. Mutação gênica. As mutações gênicas originam-se

de alterações na seqüência de bases nitrogenadas de um

determinado gene, durante a duplicação da molécula de

DNA, originando um gene capaz de codificar outra proteína.

As mutações gênicas são consideradas as fontes

primárias da variabilidade, pois aumentam o número de

alelos disponíveis em um locus. Embora ocorram

espontaneamente, podem, no entanto, ser provocadas

poragentes mutagênicos, como radiações e certas

substâncias químicas e/ou biológicas, conforme estudado em

aulas anteriores.

As mutações não ocorrem para adaptar o

indivíduo ao ambiente; elas ocorrem ao acaso e,

por seleção natural são mantidas quando são adaptativas (

seleção positiva ) ou eliminadas no caso contrário ( seleção

negativa).

B. Recombinação genética. Enquanto a mutação gênica é

a fonte primária da variação genética, pois através dela é que

são formados genes "novos”, a recombinação é um

mecanismo que reorganiza os genes já existentes nos

cromossomos.

A compreensão da variabilidade genética e fenotípica dos indivíduos de uma população é fundamental para o estudo dos fenômenos evolutivos, uma vez que a evolução é, na realidade, a transformação estatística de populacões ao longo do tempo, ou ainda, alterações na freqüência dos genes dessa população. Os fatores que determinam alterações na freqüência dos genes são denominados fatores evolutivos. Cada população apresenta um conjunto gênico, que sujeito a fatores evolutivos, pode ser alterado.

31633

O mecanismo primário de recombinação genética é

a reprodução sexuada, que se realiza em duas fases

consecutivas: gametogênese (formação de gametas);

Fecundação (união do gameta masculino com o feminino).

Todas as considerações feitas até agora não

incluíram a ocorrência de crossing-over, que aumenta a

variabilidade genotípica uma vez que estabelece

novas combinações entre os genes e aumenta o número

de tipos diferentes de gametas.

C. Seleção natural. A seleção natural é o principal fator

evolutivo que atua sobre a variabilidade genética da

população.

A ação da seleção natural consiste em selecionar

genótipos mais bem adaptados a uma determinada condição

ecológica, eliminando aqueles desvantajosos para essa

mesma condição. A expressão “mais bem adaptado”

refere-se à maior probabilidade de, em um determinado

ambiente, um determinado indivíduo deixar descendentes.

A seleção natural tende, portanto, a diminuir a

variabilidade genética. Desse modo, quanto mais intensa for

a seleção natural sobre uma determinada população, menor

será a sua variabilidade, pois apenas alguns genótipos serão

selecionados.

Dependendo do fenótipo que é preservado ou

eliminado, pode-se observar três tipos básicos de seleção

natural: direcional, estabilizadora e disruptiva.

C.1. Seleção Direcional. É aquela em que um fenótipo

extremo é favorecido e tende a aumentar sua freqüência na

população.

C.2. Seleção Estabilizadora. Dá-se quando o fenótipo

intermediário é favorecido. Um bom exemplo de seleção

estabilizadora é a anemia falciforme em algumas regiões da

África. Essa doença é determinada por um alelo recessivo s.

Em regiões africanas onde há muitos casos de malária, foi

verificada uma freqüência acima do esperado para o alelo s

na população. Ele deveria ser raro porque provoca uma

doença grave que é a anemia falciforme. As pesquisas

demonstraram que o heterozigoto Ss é mais resistente à

malária que o homozigoto SS.

A malária, portanto, nessa região, fornece uma

pressão seletiva para a permanência do alelo s em altas

taxas, portanto favorecendo o caráter intermediário (Ss).

C.3. Seleção diversificadora ou disruptiva. É aquela em

que os fenótipos extremos são favorecidos em detrimento do

intermediário. Veja um fantástico exemplo de seleção

disruptiva publicado pela revista “Nature” em 26/10/00:

No reino dos Passerina amoena, uma espécie

pequena de ave que habita a América do Norte, é preciso ser

“bonito” ou “feio” para fazer sucesso com as fêmeas. Estar

entre esses extremos é sinal de dificuldade, quando chega a

hora do acasalamento.

Parentes do canário, os P. amoena têm uma

coloração que varia do turquesa vívido ao marrom apagado.

Logo após o primeiro ano de vida, começa a busca por

parceiras. Os de coloração mais forte, por serem mais

agressivos, conseguem competir e ocupar o território de

machos adultos, conseguindo assim um número significativo

de parceiras. Já os de coloração apagada invadem os

domínios alheios, mas são bem tolerados pelos machos

adultos, o que lhes garante também fêmeas para o

acasalamento.

No entanto, os de coloração intermediária acabam

com o menor número de acasalamentos, pois são muito

vistosos para ser tolerados pelos machos adultos e, ao

mesmo tempo, não são agressivos o suficiente para lutar por

um território próprio.

Contextualizando… O desenvolvimento de bactérias resistentes a

antibióticos é um perigoso exemplo de seleção direcional. Os antibióticos atuam como agentes seletivos que favorecem as bactérias resistentes que surgem por mutações ao acaso. Com isso, as bactérias sensíveis aos medicamentos morrem e as poucas bactérias resistentes sobrevivem e se multiplicam dando origem a uma grande linhagem resistente.

Perceba que a bactéria não sofre a mutação por causa do antibiótico ou para ser resistente a ele. Não há no processo evolutivo uma intenção. A mutação ocorre ao acaso e, para a sorte da bactéria, essa mutação lhe confere uma grande vantagem sobre as outras que são sensíveis. Portanto, a única coisa que o

antibótico faz é selecionar as bactérias resistentes e exterminar as sensíveis.

Seleção artificial e seu impacto sobre ambientes

naturais e sobre populações humanas.

O ser humano vem criando animais e cultivando

plantas desde o final da Idade da Pedra (Neolítico).

Darwin observou que havia uma analogia entre a

domesticação e a seleção natural. Este processo,

chamado por Darwin de seleção artificial, explica a origem

da diversidade de raças como as de cães, cavalos, e

diversidade de espécies de plantas a partir de critérios

seletivos humanos Seleção artificial é o processo conduzido pelo ser

humano de cruzamento seletivo de animais, plantas e

outros seres vivos, com o objetivo de selecionar

características vantajosas que tendem a ter um efeito

maior na geração seguinte. Essas variações separam

certas vantagens, e a tendência é que essas novas

características passem as gerações seguintes e ao longo

do tempo provoquem diferença que podem separar

populações em raças e até mesmo espécies. Isso mesmo,

dependendo da seleção feita, esse processo permite que

o homem crie uma nova espécie. As seleções artificiais, principalmente, no caso

dos vegetais, visam trazer alta produção de alimentos, numa menor área relativa, por exemplo. Por outro lado, podem gerar impactos ambientais, pois necessitam de cuidados maiores, e para isso, muitas vezes é necessário o uso de agrotóxicos, que podem agredir o meio natural, (fauna e flora) e consequentemente, as populações humanas, de forma direta ou indireta.

31733

D. Migração. Através dos processos imigratórios, há

possibilidade de serem introduzidos genes novos em uma

população. Assim, se indivíduos emigrarem de uma

população para a outra da mesma espécie, poderão introduzir

ali genes novos e contribuir para o aumento da variabilidade

genotípica da população para a qual imigraram. As migrações

possibilitam um fluxo gênico, que tende a diminuir as

diferenças genéticas entre as populações de uma mesma

espécie.

E. Oscilação genética ou deriva genética.A deriva

genética corresponde a processos aleatórios que reduzem a

variabilidade genética de uma população sem relação com a

maior ou menor adaptabilidade dos indivíduos. Um exemplo

é a modificação da composição genética de uma população

em função de queimadas; em decorrência delas são

eliminados aleatoriamente indivíduos da população, e os que

ficam não são necessariamente os mais adaptados.

Em populações pequenas, os efeitos da deriva sobre

a variabilidade genética são mais evidentes, pois em algumas

gerações certas variações podem até desaparecer.

Ao contrário da seleção natural, que é um processo não

aleatório de seleção de indivíduos com base na

adaptabilidade a uma condição ambiental, a deriva genética

é um processo totalmente ao acaso.

Um caso particular de oscilação genética é o

princípio do fundador, que se refere ao estabelecimento

de uma nova população a partir de poucos indivíduos que

emigram da população original. Esses indivíduos serão

portadores de pequena fração da variação genética da

população de origem e seus descendentes apresentarão

apenas essa variabilidade, até que genes novos ocorram por

mutação. Além disso, essa pequena população sofrerá os

efeitos dos vários fatores evolutivos já discutidos, podendo

originar indivíduos diferentemente adaptados.

2. ARGUMENTOS A FAVOR DO EVOLUCIONISMO.

A) Evidências anatômicas.

▪Estruturas homólogas (com o mesmo plano

anatômico/estrutural e a mesma origem embriológica, podem

ou não desempenhar a mesma função): traduzem a

existência de um ancestral comum que, sujeito a pressões

seletivas diferentes, evolui de forma a originar diversidade de

indivíduos/grupos – evolução divergente ou irradiação

adaptativa.

▪ Estruturas análogas (não apresentam o mesmo plano

estrutural nem a mesma origem

embriológica, desempenham a mesma função): realçam que

pressões seletivas idênticas favorecem, a partir de estruturas

anatomicamente diferentes, a aquisição de formas

semelhantes para desempenho das mesmas funções –

evolução convergente ou convergência adaptativa.

Ao contrário da irradiação adaptativa (

caracterizada pela diferenciação de organismos a partir de

um ancestral comum dando origem a vários grupos

diferentes adaptados a explorar ambientes diferentes) a

evolução convergente ou convergência evolutiva é

caracterizada pela adaptação de diferentes organismos a

uma condição ecológica igual. Assim, as formas do corpo do

31833

golfinho, dos peixes, especialmente tubarões, e da barata

dágua são bastante semelhantes, adaptadas à natação.

Neste caso, a semelhança não é sinal de parentesco, mas

resultado da adaptação desses organismos ao ambiente

aquático.

▪ Estruturas vestigiais (órgãos atrofiados, que não

apresentam uma função evidente nem

importância fisiológica, num grupo de seres vivos, mas que

se mantêm funcionais noutros grupos de seres vivos):

sugerem que estes órgãos foram úteis a um ancestral comum

que, sujeito a pressões seletivas diferentes, evoluiu em

sentidos diferentes – evolução divergente

B) Evidências Embriológicas. A embriologia fornece

provas a favor do evolucionismo, porque, em estados iniciais

embrionários, são perceptíveis homologias entre várias

espécies/classes, que não é possível observar em organismos

adultos. Sugere a existência de um ancestral comum, que

terá sofrido depois evolução divergente.

C) Evidências citológicas. A Teoria Celular, ao considerar

que todos os seres vivos são constituídos por células e que

estas são a sua unidade estrutural e funcional, sugere uma

base comum para todos os seres vivos. A existência de vias

metabólicas idênticas em organismos aparentemente muito

diferentes (ex. respiração em animais e plantas) sugere

também um ancestral comum.

D) Evidências Bioquímicas. Todos os organismos são

constituídos pelos mesmos compostos orgânicos, o que

sugere um ancestral comum; A universalidade do código

genético com intervenção do DNA e do RNA no mecanismo

de síntese proteica aponta para um ancestral comum;

A sequenciação do DNA tem revelado homologias de código

genético que apontam para uma relação de parentesco entre

todos os seres vivos; A hibridação do DNA permite estimar

proximidade entre duas espécies diferentes, através do

emparelhamento de cadeias de DNA de espécies distintas

3. A FORMAÇÃO DE NOVAS ESPÉCIES OU ESPECIAÇÃO

Estudamos, anteriormente, fatores evolutivos que

promovem a variabilidade genética e os que atuam sobre a

variabilidade já estabelecida. Assim populações de uma

mesma espécie podem desenvolver características novas em

função de alterações na relação organismo – ambiente.

Discutiremos, agora, como a interação de todos esses fatores

pode originar espécies novas, ou seja, podem promover a

especiação.

Mecanismos de especiação são aqueles que

determinam a formação de espécies novas. O mecanismo de

especiação mais conhecido é o da especiação geográfica

ou alopátrica ou por cladogênese.

Este mecanismo pode de ser explicado, tomando-se

como exemplo uma população com conjunto gênico grande,

que vive em determinada área geográfica em um dado

momento.

Suponhamos que o ambiente onde essa população

ocorre sofra alterações bruscas, tais como modificações

climáticas ou eventos geológicos (terremotos, formações de

montanhas etc.). Essas alterações podem determinar o

surgimento de faixas de território em que a existência dos

indivíduos da população torna-se impossível. Quando essas

faixas desfavoráveis separam áreas que ainda reúnem

condições favoráveis à sobrevivência dos indivíduos que

formavam a população inicial elas são denominadas

barreiras ecológicas ou barreiras geográficas

As barreiras ecológicas impedem a troca de genes

entre os indivíduos das populações por elas separadas,

fazendo com que variabilidades genéticas novas surgidas em

uma população, não sejam transmitidas para outra. Além

disso, as condições do ambiente, nas áreas separadas pela

barreira, dificilmente são exatamente as mesmas, o que

determina diferentes pressões seletivas. Então as populações

assim separadas vão acumulando ao longo do tempo,

podendo chegar a desenvolver mecanismos de isolamento

reprodutivo. Quando isto ocorre, considera-se que essas

populações pertencem a espécies distintas.

Pelo exposto acima, podemos concluir que a

especiação alopátrica ocorre em etapas seqüênciais:

isolamento geográfico, diversificação gênica (mutação e

seleção natural) e isolamento reprodutor.

31933

3.1. Os mecanismos de isolamento reprodutivo.

O desenvolvimento de mecanismos que determinam

o isolamento reprodutivo é fundamental para a origem das

espécies. Populações reprodutivamente isoladas de outras

passarão a ter história evolutiva própria e independente de

outras populações. Não havendo troca de genes com

populações de outras espécies, todos os fatores evolutivos

que atuam sobre populações de uma espécie terão uma

resposta própria. Dessa forma, o isolamento reprodutivo

explica não apenas a origem das espécies, mas também a

enorme diversidade do mundo biológico.

Os mecanismos de isolamento reprodutivo podem

ser classificados do seguinte modo:

3.1.1. Os mecanismos pré-copulatórios ou pré-

zigóticos. São mecanismos que impedem a cópula e,

portanto, a formação do zigoto.

Isolamento estacional: diferenças nas épocas

reprodutivas.

Isolamento de hábitat ou ecológico: ocupação

diferencial de hábitats.

Isolamento etológico: neste grupo estão incluídos os

mecanismos de isolamento devidos à incompatibilidade de

comportamento baseado na produção e recepção de

estímulos que levam machos e fêmeas à cópula.

Isolamento mecânico: diferenças nos órgãos

reprodutores, impedindo a cópula.

3.1.2 Mecanismos pós-copulatórios ou pós zigóticos.

Mesmo que a cópula ocorra, estes mecanismos impedem ou

reduzem seu sucesso.

Mortalidade gamética: fenômenos fisiológicos que

impedem a sobrevivência de gametas masculinos de uma

espécie no sistema reprodutor feminino de outra espécie.

Mortalidade do zigoto: se ocorrer a fecundação entre

gametas de espécies diferentes, o zigoto poderá ser pouco

viável, morrendo devido ao desenvolvimento embrionário

irregular.

Esterilidade do híbrido: a esterilidade do híbrido pode

ocorrer devido à presença de gônadas anormais ou a

problemas de meiose anômala.

VERIFICAÇÃO DE APRENDIZAGEM

152. (ENEM) Apesar da grande diversidade biológica, a hipótese de que a vida na Terra tenha tido uma única origem comum é aceita pela comunidade científica. Uma evidência que apoia essa hipótese é a observação de processos biológicos comuns a todos os seres vivos atualmente existentes. Um exemplo de tal processo é o(a) a) desenvolvimento embrionário. b) reprodução sexuada. c) respiração aeróbica. d) excreção urinária. e) síntese proteica. 153. (ENEM) O Brasil possui um grande número de espécies distintas entre animais, vegetais e microrganismos envoltos em uma imensa complexidade e distribuídos em uma grande variedade de ecossistemas. SANDES. A. R. R.; BLASI. G. Biodiversidade e diversidade química e genética. Disponível em: http://novastecnologias.com.br. Acesso em: 22 set. 2015 (adaptado).

O incremento da variabilidade ocorre em razão da permuta genética, a qual propicia a troca de segmentos entre cromátides não irmãs na meiose. Essa troca de segmentos é determinante na a) produção de indivíduos mais férteis. b) transmissão de novas características adquiridas. c) recombinação genética na formação dos gametas. d) ocorrência de mutações somáticas nos descendentes. e) variação do número de cromossomos característico da

espécie. 154 (ENEM) Algumas raças de cães domésticos não conseguem copular entre si devido à grande diferença em seus tamanhos corporais. Ainda assim, tal dificuldade reprodutiva não ocasiona a formação de novas espécies (especiação). Essa especiação não ocorre devido ao(a) a) oscilação genética das raças. b) convergência adaptativa entre raças. c) isolamento geográfico entre as raças. d) seleção natural que ocorre entre as raças. e) manutenção do fluxo gênico entre as raças. 155. (ENEM) Embora seja um conceito fundamental para a biologia, o termo “evolução” pode adquirir significados diferentes no senso comum. A ideia de que a espécie humana é o ápice do processo evolutivo é amplamente difundida, mas

não é compartilhada por muitos cientistas. Para esses cientistas, a compreensão do processo citado baseia-se na ideia de que os seres vivos, ao longo do tempo, passam por a) modificação de características. b) incremento no tamanho corporal. c) complexificação de seus sistemas. d) melhoria de processos e estruturas. e) especialização para uma determinada finalidade.

32033

156. (ENEM) As fêmeas de algumas espécies de aranhas, escorpiões e de outros invertebrados predam os machos após

a cópula e inseminação. Como exemplo, fêmeas canibais do inseto conhecido como louva-a-deus, Tenodera aridofolia, possuem até 63% da sua dieta composta por machos parceiros. Para as fêmeas, o canibalismo sexual pode assegurar a obtenção de nutrientes importantes na reprodução. Com esse incremento na dieta, elas geralmente produzem maior quantidade de ovos. BORGES, J. C. “Jogo mortal”. Disponível em: http://cienciahoje.uol.com.br. Acesso em: 1 mar. 2012 (adaptado).

Apesar de ser um comportamento aparentemente desvantajoso para os machos, o canibalismo sexual evoluiu nesses táxons animais porque a) promove a maior ocupação de diferentes nichos ecológicos

pela espécie. b) favorece o sucesso reprodutivo individual de ambos os

parentais. c) impossibilita a transmissão de genes do macho para a

prole. d) impede a sobrevivência e reprodução futura do macho. e) reduz a variabilidade genética da população. 157. (ENEM) Paleontólogos estudam fósseis e esqueletos de dinossauros para tentar explicar o desaparecimento desses animais. Esses estudos permitem afirmar que esses animais foram extintos há cerca de 65 milhões de anos. Uma teoria aceita atualmente é a de que um asteroide colidiu com a Terra, formando uma densa nuvem de poeira na atmosfera. De acordo com essa teoria, a extinção ocorreu em função de modificações no planeta que a) desestabilizaram o relógio biológico dos animais, causando

alterações no código genético. b) reduziram a penetração da luz solar até a superfície da

Terra, interferindo no fluxo energético das teias tróficas. c) causaram uma série de intoxicações nos animais,

provocando a bioacumulação de partículas de poeira nos organismos.

d) resultaram na sedimentação das partículas de poeira levantada com o impacto do meteoro, provocando o desaparecimento de rios e lagos.

e) evitaram a precipitação de água até a superfície da Terra, causando uma grande seca que impediu a retroalimentação do ciclo hidrológico.

158. (ENEM) Alguns anfíbios e répteis são adaptados à vida subterrânea. Nessa situação, apresentam algumas características corporais como, por exemplo, ausência de patas, corpo anelado que facilita o deslocamento no subsolo

e, em alguns casos, ausência de olhos. Suponha que um biólogo tentasse explicar a origem das adaptações mencionadas no texto utilizando conceitos da teoria evolutiva de Lamarck. Ao adotar esse ponto de vista, ele diria que a) as características citadas no texto foram originadas pela

seleção natural. b) a ausência de olhos teria sido causada pela falta de uso

dos mesmos, segundo a lei do uso e desuso. c) o corpo anelado é uma característica fortemente

adaptativa, mas seria transmitida apenas à primeira geração de descendentes.

d) as patas teriam sido perdidas pela falta de uso e, em seguida, essa característica foi incorporada ao patrimônio

genético e então transmitida aos descendentes. e) as características citadas no texto foram adquiridas por

meio de mutações e depois, ao longo do tempo, foram selecionadas por serem mais adaptadas ao ambiente em que os organismos se encontram.

159. (ENEM) Hospitais de diferentes regiões do país registram casos de contaminação pela superbactéria Klebsiella pneumoniae carbapenamase (KPC), que apresenta resistência à maioria dos medicamentos. Acredita-se que o uso inadequado de antibióticos tenha levado à seleção dessas formas mais resistentes. De acordo com as teorias darwinistas e neodarwinistas, o surgimento dessa superbactéria ocorreu por

a) aumento da especiação. b) crescimento populacional. c) variações no material gênico. d) ampliação da irradiação adaptativa. e) potencialização da convergência evolutiva. 160. (ENEM) Atualmente, o medicamento de escolha para o tratamento da esquistossomose causada por todas as espécies do verme Schistosoma é o praquizentel (PQZ). Apesar de ser eficaz e seguro, seu uso em larga escala e tratamentos repetitivos em áreas endêmicas têm provocado a seleção de linhagens resistentes. LAGE, R. C. G. Disponível em: www.repositorio.ufop.br. Acesso em: 17 dez. 2012 (adaptado).

Qual é o mecanismo de seleção dos vermes resistentes citados?

a) Os vermes tornam-se resistentes ao entrarem em contato com o medicamento quando invadem muitos hospedeiros.

b) Os vermes resistentes absorvem o medicamento, passando-o para seus descendentes, que também se tornam resistentes.

c) Os vermes resistentes transmitem resistência ao medicamento quando entram em contato com outros vermes dentro do hospedeiro.

d) Os vermes resistentes tendem a sobreviver e produzir mais descendentes do que os vermes sobre os quais o medicamento faz efeito.

e) Os vermes resistentes ao medicamento tendem a eliminar os vermes que não são resistentes, fazendo com que apenas os mais fortes sobrevivam.

161. (ENEM) Lobos da espécie Canis lycaon, do leste dos Estados Unidos, estão intercruzando com coiotes (Canis latrans). Além disso, indivíduos presentes na borda oeste da

área de distribuição de C. lycaon estão se acasalando também com lobos cinzentos (Canis lupus). Todos esses cruzamentos têm gerado descendentes férteis. Scientific American Brasil, Rio de Janeiro, ano II, 2011 (adaptado).

Os animais descritos foram classificados como espécies distintas no século XVIII. No entanto, aplicando-se o conceito biológico de espécie, proposto por Ernst Mayr em 1942, e ainda muito usado hoje em dia, esse fato não se confirma, porque a) esses animais são morfologicamente muito semelhantes. b) o fluxo gênico entre as três populações é mantido. c) apresentam nichos ecológicos muito parecidos. d) todos têm o mesmo ancestral comum. e) pertencem ao mesmo gênero.

32133

162. (ENEM) Charles R. Darwin (1809-1882) apresentou, em 1859, no livro A origem das espécies, suas ideias a

respeito dos mecanismos de evolução pelo processo da seleção natural. Ao elaborar a Teoria da Evolução, Darwin não conseguiu obter algumas respostas aos seus questionamentos. O que esse autor não conseguiu demonstrar em sua teoria?

a) A sobrevivência dos mais aptos. b) A origem das variações entre os indivíduos. c) O crescimento exponencial das populações. d) A herança das características dos pais pelos filhos. e) A existência de características diversas nos seres da

mesma espécie. 163. (ENEM) Experimentos realizados no século XX demonstraram que hormônios femininos e mediadores químicos atuam no comportamento materno de determinados animais, como cachorros, gatos e ratos,

reduzindo o medo e a ansiedade, o que proporciona maior habilidade de orientação espacial. Por essa razão, as fêmeas desses animais abandonam a prole momentaneamente, a fim de encontrar alimentos, o que ocorre com facilidade e rapidez. Ainda, são capazes de encontrar rapidamente o caminho de volta para proteger os filhotes. VARELLA, D.

Borboletas da alma: escritos sobre ciência e saúde. Companhia das Letras,

2006 (adaptado).

Considerando a situação descrita sob o ponto de vista da hereditariedade e da evolução biológica, o comportamento materno decorrente da ação das substâncias citadas é

a) transmitido de geração a geração, sendo que indivíduos portadores dessas características terão mais chance de sobreviver e deixar descendentes com as mesmas características.

b) transmitido em intervalos de gerações, alternando descendentes machos e fêmeas, ou seja, em uma geração recebem a característica apenas os machos e, na outra geração, apenas as fêmeas.

c) determinado pela ação direta do ambiente sobre a fêmea quando ela está no período gestacional, portanto todos os descendentes receberão as características.

d) determinado pelas fêmeas, na medida em que elas transmitem o material genético necessário à produção de hormônios e dos mediadores químicos para sua prole de fêmeas, durante o período gestacional.

e) determinado após a fecundação, pois os espermatozoides dos machos transmitem as características para a prole e, ao nascerem, os indivíduos são selecionados pela ação do ambiente.

164. (ENEM) Os anfíbios são animais que apresentam

dependência de um ambiente úmido ou aquático. Nos

anfíbios, a pele é de fundamental importância para a maioria

das atividades vitais, apresenta glândulas de muco para

conservar-se úmida, favorecendo as trocas gasosas e,

também, pode apresentar glândulas de veneno contra

microrganismos e predadores.

Segundo a Teoria Evolutiva de Darwin, essas características dos anfíbios representam a a) lei do uso e desuso. b) atrofia do pulmão devido ao uso contínuo da pele. c) transmissão de caracteres adquiridos aos descendentes. d) futura extinção desses organismos, pois estão mal

adaptados. e) seleção de adaptações em função do meio ambiente em

que vivem.

165. (ENEM) No Período Permiano, cerca de 250 milhões

de anos atrás (250 m.a.a.), os continentes formavam uma

única massa de terra conhecida como Pangeia. O lento e contínuo movimento das placas tectônicas resultou na separação das placas, de maneira que já no início do Período Terciário (cerca de 60m.a.a) diversos continentes se encontravam separados uns dos outros. Uma das consequências dessa separação foi a formação de diferentes regiões biogeográficas, chamadas biomas. Devido ao isolamento reprodutivo, as espécies em cada bioma se diferenciaram por processos evolutivos distintos, novas espécies surgiram, outras se extinguiram, resultando na atual diversidade biológica do nosso planeta. De acordo com o texto, a atual diversidade biológica do planeta é resultado a) da similaridade biológica dos biomas de diferentes

continentes. b) do cruzamento entre espécies de continentes que foram

separados. c) do isolamento reprodutivo das espécies resultante da

separação dos continentes. d) da interação entre indivíduos de uma mesma espécie antes

da separação dos continentes. e) da taxa de extinções ter sido maior que a de especiações

nos últimos 250 milhões de anos.

166. (ENEM) Podemos esperar que, evoluindo de ancestrais que disputavam os mesmos recursos, as espécies tenham desenvolvido características que asseguram menor ou nenhuma competição com membros de outras espécies. Espécies em coexistência, com um potencial aparente para competir, exibirão diferenças em comportamento, fisiologia ou morfologia. TOWSEND, C. R.; BEGON, M.; HARPER, J. L. Fundamentos em ecologia. Porto Alegre: Artmed, 2006 (adaptado). Qual fenômeno evolutivo explica a manutenção das diferenças ecológicas e biológicas citadas? a) Mutação. b) Fluxo gênico. c) Seleção natural. d) Deriva genética. e) Equilíbrio de Hardy-Weinberg.