Coleção 10 V - Livro 4 - Biologia - Aluno by Editora Elabore

Ana Clara Oliveira Líliam Faleiro

FRENTE

Por RAJ CREATIONZS / shutterstock.com

BIOLOGIA Por falar nisso Assim como os automóveis promovem a combustão da gasolina, os seres vivos também obtêm energia por meio da “quebra” de compostos de carbono. As células necessitam de um suprimento constante de energia para manter sua organização e funcionamento, que é obtida pela degradação de moléculas orgânicas do alimento. Entretanto, a energia liberada nessa degradação não pode ser utilizada diretamente nas atividades celulares, antes ela precisa ser transferida para moléculas armazenadoras de energia. Em todo o tempo, dentro das células, ocorrem milhares de processos, movidos por moléculas “combustíveis”, como a glicose, proveniente da alimentação. Nas próximas aulas, estudaremos os seguintes temas

A13 A14 A15 A16

Mitocôndrias e respiração celular...................................................8 Processos fermentativos e respiração anaeróbica........................16 Cloroplasto e fotossíntese.............................................................23 Quimiossíntese e fotorredução.....................................................32

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO A13

ASSUNTOS ABORDADOS nn Mitocôndrias e respiração celular nn Mitocôndrias nn Estrutura da molécula de ATP nn Respiração celular aeróbica nn O catabolismo de outras moléculas

MITOCÔNDRIAS E RESPIRAÇÃO CELULAR Os organismos necessitam de energia para realizar suas funções metabólicas. Entende-se o metabolismo (do grego, metabole = mudança) como o conjunto de todas as transformações químicas que ocorrem nos organismos vivos, processos que envolvem a síntese e degradação de moléculas, bem como sua modificação. Algumas reações metabólicas promovem a degradação das moléculas orgânicas convertendo-as em produtos mais simples e liberando energia. Esses processos fazem parte do catabolismo e as reações desse tipo são denominadas exotérmicas (do grego, exos = fora; thermo = calor). Os processos que envolvem a síntese de moléculas de maior complexidade a partir de moléculas precursoras menores e mais simples constituem anabolismo e as reações desse tipo são denominadas endotérmicas (do grego, endos = dentro; thermo = calor).

Mitocôndrias As mitocôndrias são organelas citoplasmáticas em forma de bastonetes, geralmente, apresentam tamanho médio de 2 μm de comprimento por 0,5 µm de diâmetro. Aparecem imersas no citosol variando numericamente de acordo com o tipo celular, e está em maior quantidade nas células que têm maior atividade metabólica, como as musculares, por exemplo. As mitocôndrias são delimitadas por duas membranas, uma interna, denominada membrana mitocondrial interna, e outra externa, denominada membrana mitocondrial externa. A membrana mitocondrial interna apresenta dobras, as chamadas cristas mitocondriais (locais onde podem ser encontradas algumas das enzimas participantes do processo de respiração celular). O interior da organela é preenchido pela matriz mitocondrial, um líquido viscoso que apresenta RNA, DNA e ribossomos mitocondriais (que são menores que os citoplasmáticos). Ribossomos

Complexos F0 , F1

Matriz

Membrana externa

Cristas

Membrana interna

Espaço Intermembranoso

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DNA

Figura 01 - Representação esquemática, em cores fantasia, de uma mitocôndria.

As mitocôndrias desempenham um papel importante no metabolismo de células eucarióticas, contribuindo para a produção de energia, na forma de adenosina trifosfato (ATP), por meio do processo de respiração aeróbia. 8

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SAIBA MAIS

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DOENÇAS GENÉTICAS E MITOCONDRIAIS

Figura 02 - Fórmula estrutural de uma molécula de ATP.

Duplicação das mitocôndrias As mitocôndrias, ao contrário das outras organelas celulares, possuem o seu próprio genoma. Ele se localiza no DNA mitocondrial, uma molécula pequena e circular. Devido a esse fato, as mitocôndrias são organelas capazes de se autoduplicarem. Quando a célula se divide, cada célula-filha recebe, aproximadamente, metade do número de mitocôndrias existentes na célula-mãe. À medida que as células crescem, suas mitocôndrias se autoduplicam, restabelecendo o número original. Um fato interessante é que, nos animais com reprodução sexuada, as mitocôndrias sempre têm origem materna. As mitocôndrias presentes no gameta masculino degeneram após a fecundação, portanto, todas as mitocôndrias presentes no zigoto, e consequentemente as de todas as células do novo indivíduo, descendem das que estavam presentes no gameta feminino.

A maioria dos genes das mitocôndrias está relacionada à produção de energia. Mutações nesses genes prejudicam o funcionamento das células, pois provocam déficits de energia. No entanto, alguns problemas mitocondriais podem se originar de mutações em genes do núcleo da célula, que controlam funções do metabolismo mitocondrial. As doenças mitocondriais, mitocondriopatias, com frequência envolvem o sistema neuromuscular e produzem, dentre outras manifestações, encefalopatia, miopatia, ataxia, degeneração da retina e perda de funcionalidade dos músculos oculares externos. Nos humanos, como as mitocôndrias são todas de origem materna, uma doença provocada, exclusivamente, por mutações nos genes da mitocôndria é transmitida da mãe para os filhos.

Estrutura da molécula de ATP

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A13  Mitocôndrias e respiração celular

Parte da energia química liberada nas reações catabólicas (exotérmicas) é utilizada para reações anabólicas (endotérmicas). O ADP (adenosina difosfato ou difosfato de adenosina) aproveita essa energia liberada para adicionar um terceiro grupo fosfato (Pi), formando o ATP (trifosfato de adenosina). Essa reação é chamada fosforilação. O ATP pode ser utilizado como “moeda energética” a ser gasta nos mais diversos tipos de processos metabólicos. Quando a célula necessitar de energia, basta quebrar o ATP em ADP + Pi e utilizar a energia liberada para realizar suas atividades.

Figura 03 - Fórmula estrutural de uma molécula de ATP. A adição de um fosfato na molécula de ADP dá origem a um ATP.

Respiração celular aeróbica Processo de obtenção de energia por meio da quebra de compostos orgânicos na presença de gás oxigênio. A energia obtida é armazenada em ATP e depois utilizada nos 9

Biologia

C6H12O6 + 6 O2+ 26 ADP + 26 Pi → 6 CO2 + 6 H2O + 26 ATP As etapas desse processo são iguais nas células procariotas e eucariotas. Nos organismos procariontes, todas as etapas da respiração aeróbica ocorrem em um único compartimento celular, o citoplasma. Nos organismos eucariontes, parte do processo ocorre no citoplasma e parte no interior da mitocôndria. Entretanto, independente da forma de nutrição do organismo, fotossintetizante ou não, o processo de respiração ocorre todo o tempo, dia e noite. Apesar das gorduras e proteínas poderem ser utilizadas como combustível, os carboidratos são as fontes universais de energia para a maioria dos organismos e a glicose (C6H12O6) é o mais importante deles. A respiração celular é, de fato, um “desmanche” gradativo da molécula de glicose. O “desmanche” significa, na prática, remoção de hidrogênios e carbonos, reações denominadas desidrogenações e descarboxilações, respectivamente. As diversas etapas do processo permitem a liberação de energia em “porções” evitando o superaquecimento da célula e aumentando a eficiência no aproveitamento da energia contida na glicose. Toda vez que ocorrer saída de íon hidrogênio da glicose, ou de moléculas derivadas desse substrato, esses íons serão acolhidos por uma molécula transportadora de hidrogênio − NAD (nicotinamida-adenina) e FAD (flavina-adenina-dinucleotídeo). Os transportadores levarão os íons hidrogênio para a etapa final da respiração celular. Assim, a movimentação desses íons nas cristas mitocondriais é a grande responsável pela construção da maior parte dos ATP de todo o processo. A degradação da glicose ocorre em três grandes estágios metabólicos, sendo eles: glicólise, ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa. Veremos, a seguir, os detalhes de cada uma dessas etapas.

A13  Mitocôndrias e respiração celular

Glicólise Derivado do grego (glycos = açúcar e lysis = quebra), o termo refere-se à sequência de reações enzimáticas que ocorrem no citosol e resulta na quebra de uma molécula de glicose em duas moléculas de ácido pirúvico, cada uma com três átomos de carbono. Durante a quebra ocorre a liberação de quatro íons H+ (desidrogenação), os quais são capturados pelo NAD+ e depois convertidos em duas moléculas de NADH2, seu estado reduzido. O NAD+ desempenha papel fundamental no metabolismo energético da célula. Ao capturar íons H+, na prática, ele está capturando também elétrons de alta energia provenientes da degradação de moléculas orgânicas e está fornecendo-os para a síntese de ATP. Por ter essa capacidade de “captar” elétrons energizados e íons H+, o NAD+ é chamado de aceptor de elétrons. A equação química que resume a glicólise é: C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ → 2 C3H4O3 + 2 ATP + 2 NADH2 10

As reações que compõem a glicólise consomem, inicialmente, 2 ATP. Investimento energético este que será recompensado até o final do processo pela produção de quatro novas moléculas de ATP, resultando em um saldo positivo de dois ATP por molécula de glicose quebrada. Glicose

ATP

ADP

Frutose 1,6 difosfato P

P 2NAD 2Pi

2 NADH + +2H

ADP

ATP

Ácido pirúvico

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processos fisiológicos que mantêm o organismo. A respiração celular aeróbica pode ser resumida na seguinte equação:

Figura 04 - Esquema das etapas da glicólise. Para cada molécula de glicose degradada, formam-se na glicólise: 2 moléculas de ATP e 2 moléculas de NADH (reduzidas a partir do NAD+).

Apesar de ser uma etapa da respiração celular aeróbica, a glicólise não necessita de oxigênio para ocorrer e, na falta desse gás, seu produto final (o ácido pirúvico) é convertido em ácido lático ou etanol por meio de processos fermentativos, assunto que será abordado mais adiante. Ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico O ácido pirúvico produzido no citosol é transportado ao interior da mitocôndria onde, após ser descarboxilado e desidrogenado, reage com a coenzima A (CoA) formando um composto denominado acetil-coenzima A (Acetil-CoA). Nesse processo, o átomo de carbono removido do ácido pirúvico juntamente com dois oxigênios produzem CO2. O ácido pirúvico também cede hidrogênio, que é capturado pelo NAD+ resultando na formação de um NADH2 por molécula de ácido pirúvico. O ciclo de Krebs inicia-se quando o acetil-CoA liga-se ao ácido oxalacético (presente na matriz mitocondrial) ocorrendo a liberação da coenzima A e a formação de uma molécula de ácido cítrico. Cada molécula de ácido cítrico passa, então, por um conjunto de reações químicas em que são liberadas duas moléculas de gás carbônico (CO2) e são formados 3 NADH e 1

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GTP. Ao final do ciclo, o ácido oxalacético é restaurado podendo se ligar a outro acetil-CoA. Vale ressaltar que, a partir da quebra de uma molécula de glicose, são produzidas duas moléculas de ácido pirúvico, portanto, duas moléculas de acetil-CoA. O FAD é um aceptor de hidrogênios capaz de capturar íons H+ e se converter em FADH2. Para cada ácido cítrico que entra no ciclo de Krebs é formado 1 FADH2. Em uma das etapas do ciclo, a energia liberada permite a formação direta de uma molécula de trifosfato de guanosina (GTP, do inglês, Guanosine Triphos Phate), a partir de GDP e Pi. O GTP tem estrutura bastante semelhante ao ATP (difere apenas por apresentar guanina ao invés da adenina), e é capaz de fornecer energia para alguns processos celulares. CoA

ferências, os elétrons liberam gradualmente a energia que será utilizada para transportar ativamente os íons H+ para o interior das cristas mitocôndrias, exatamente no espaço entre a membrana externa e interna da mitocôndria. Tem-se, então, uma bomba iônica estabelecida. A tendência desses íons é retornarem para a matriz mitocondrial por difusão. Nesse retorno, íons H+ promovem a rotação de um complexo proteico, chamado sintetase do ATP, presente na membrana interna da mitocôndria. Assim, energia cinética é convertida em energia química que constrói moléculas de ATP, por meio do acréscimo de fosfato ao ADP (fosforilação oxidativa). Uma vez transportados para o interior da mitocôndria pelo complexo ATP sintetase, os íons H+ combinam-se com O2- formando água. Espaço Intermembrana da Mitocôndria

Ace l-CoA

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CoA

Ciclo de krebs FADH2

H+

Citocromo c

Ubiquinona

NADH NADH Redutase

NAD+

Citocromo Redutase

H2O 2H + 1/2 O2 ADP P1 H+ ATP Citocromo ATP Sintase Oxidase

Figura 06 - Representação esquemática mostrando detalhe do conjunto sequencial de proteínas da cadeia transportadora de elétrons. Opirus/Arte

GDP + Pi

CO2

3 NADH + 3H+ GTP

H+

3NAD

FAD

H+

Figura 05 - Esquema das transformações do ácido pirúvico no ciclo de Krebs, que ocorre na matriz mitocondrial. Para cada molécula de glicose degradada, formam-se no ciclo de Krebs: 4 moléculas de CO2, 6 moléculas de NADH (reduzidas a partir do NAD+), 2 moléculas de FADH2 (reduzidas a partir do FAD) e 2 moléculas de ATP. Para se obter o resultado líquido total devem ser acrescidas, ainda, as duas moléculas de CO2 e as duas moléculas de NADH produzidas durante a conversão dos dois ácidos pirúvicos em Acetil-CoA.

Quantidade de ATP produzida na respiração celular A energia liberada pelos elétrons, obtidos pela passagem de uma molécula de glicose na cadeia respiratória, pode formar até 26 moléculas de ATP. Somando essas 26 moléculas de ATP aos dois ATP formados na glicólise e aos dois formados no ciclo de Krebs (um GTP para cada acetil-CoA), obtém-se o rendimento máximo, que é, segundo os estudos mais recentes, de 30 moléculas de ATP pra uma molécula de glicose.

Quando ambos dinucleotídeos, NADH2 e FADH2, são oxidados, há liberação de elétrons excitados que são captados por aceptores intermediários denominados citocromos. Os citocromos são proteínas que possuem ferro em sua composição, e que atuam captando e transferindo elétrons com alto nível de energia entre si até que cheguem ao seu aceptor final na cadeia respiratória, o gás O2 que se reduz a O2-. Nessas trans-

Fosforilação oxida va

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Todos os NADH2 e os FADH2 produzidos na glicólise e no ciclo de Krebs chegam às cristas mitocondriais. Na membrana interna da mitocôndria, há proteínas dispostas em sequência que promovem a reoxidação de NADH2 e os FADH2 a NAD+ e FAD, respectivamente. Cada conjunto sequencial de proteínas recebe o nome de cadeia transportadora de elétrons (ou cadeira respiratória).

Figura 07 - Representação esquemática reunindo os principais processos da respiração celular.

A13  Mitocôndrias e respiração celular

Cadeia transportadora de elétrons

Biologia

O catabolismo de outras moléculas Nesse módulo, vimos como a glicose é o combustível para a respiração celular. Entretanto, outras moléculas orgânicas, como aminoácidos, glicerol e ácidos graxos, também podem participar desse processo. Parte da glicose que ingerimos é usada no processo de respiração celular e parte fica estocada sob a forma de glicogênio (um polissacarídeo formado pela união de várias moléculas de glicose), armazenado principalmente nas células do fígado e dos músculos. As células, quando necessário, quebram esse glicogênio para obter níveis básicos de glicose que mantém a respiração celular.

(com ajuda de enzimas) em piruvato ou em outras moléculas intermediárias do ciclo de Krebs, e, consequentemente, produzem ATP para a célula. Para que tal processo ocorra, o grupo amino do aminoácido (NH2) precisa ser removido, processo esse conhecido como desaminação. Esse grupo amino forma ureia, que é eliminada do corpo pela urina.

Após a digestão, as gorduras são transformadas e armazenadas no tecido adiposo. Na falta de glicose, os triglicerídeos armazenados nas células adiposas são convertidos em glicerol e ácidos graxos. A célula converte o glicerol em um produto intermediário e ele entra no processo de respiração. De modo análogo, os ácidos graxos também podem ser convertidos (com ajuda dos peroxissomos) em moléculas que são capazes de entrar no ciclo de Krebs, fornecendo ATP para a célula. Vale ressaltar que a degradação das gorduras na respiração celular produz mais energia do que a degradação de carboidratos e proteínas.

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As proteínas também podem ser utilizadas na respiração celular. Parte dos aminoácidos proveniente da dieta é utilizado para sintetizar outras proteínas necessárias à homeostase celular; e os aminoácidos excedentes são convertidos

Figura 08 - Esquema das possíveis vias de utilização dos três principais nutrientes alimentares: proteínas, carboidratos e gorduras, no processo de respiração celular.

Exercícios de Fixação 01. (Unirg TO) Observe atentamente o esquema abaixo que re-

02. (Mackenzie SP)

A13  Mitocôndrias e respiração celular

presenta uma célula.

Com base na estrutura interna da célula, pode-se afirmar que: a) É uma célula que apresenta alta demanda por oxigênio. b) É uma célula sanguínea, um glóbulo vermelho. c) É uma célula com alta produção de açúcares. d) É uma célula epitelial da boca.

Assinale a alternativa correta a respeito da organela representada acima. a) É exclusiva de células animais. b) É responsável pelos processos que sintetizam carboidratos. c) Todas as células apresentam a mesma quantidade dessa organela. d) Apresenta duas membranas e ribossomos próprios. e) Seu funcionamento independe da presença de oxigênio.

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Adenina N

Grupos de Fosfatos O –

–

P O

O O

–

O O

NH2 C N

–

CH2

N O

CH N

H Ribose

Molécula de ATP

H OH

(www.sobiologia.com.br. Adaptado)

A energia contida na molécula de ATP, e utilizada no metabolismo celular, a) localiza-se nas ligações químicas entre os grupos fosfatos. b) origina-se a partir das moléculas de gás oxigênio consumidas pela mitocôndria. c) localiza-se na ligação química que une a adenina à ribose. d) origina-se a partir da conversão da glicose em ribose. e) localiza-se na ligação química que une a ribose aos grupos fosfatos. 04. (UECE) As mitocôndrias são organelas citoplasmáticas com formas variáveis medindo aproximadamente de 0,2 μm a 1 μm de diâmetro e 2 μm a 10 μm de comprimento. Existem teorias sobre a origem das mitocôndrias que discutem o provável surgimento dessas organelas nas células eucariontes durante a evolução. Supõe-se que, por volta de 2,5 bilhões de anos, células procarióticas teriam fagocitado, sem digestão, arqueobactérias capazes de realizar respiração aeróbia, disponibilizando energia para a célula hospedeira, garantindo alimento e proteção (uma relação harmônica de dependência). (Krukemberghe Fonseca, BRASIL ESCOLA. Em: http://www.brasilescola. com/biologia/mitocondrias.htm. Acessado em 2015.).

A respeito das mitocôndrias, pode-se afirmar corretamente que a) são constituídas por duas membranas das quais a mais interna é lisa e a externa é pregueada, formando as cristas mitocondriais que delimitam a matriz mitocondrial local onde ficam dispersas estruturas ribossomais, enzimas e um filamento de DNA circular. b) a membrana externa das mitocôndrias é rica em enzimas respiratórias. c) durante o processo de respiração aeróbia, ocorrem reações determinantes nas mitocôndrias: o Ciclo de Krebs nas cristas mitocondriais e a Cadeia Respiratória na matriz mitocondrial. d) o fato de essa organela possuir material genético próprio permite a ela capacidade de autoduplicar-se, principalmente em tecidos orgânicos que requerem uma compensação fisiológica maior quanto à demanda energética; isso é percebido pela concentração de mitocôndrias em células de órgãos como o fígado (células hepáticas) e a musculatura (fibra muscular).

05. (UECE) As reações metabólicas consistem em intricados e elegantes mecanismos os quais são responsáveis pela manutenção e pelo equilíbrio da dinâmica da vida. A estrutura celular que tem responsabilidade pelo elegante mecanismo da síntese de moléculas de ATP, um trabalho indispensável à manutenção dos seres vivos, já que essa área se responsabiliza por energia, é denominada a) Complexo de Golgi. b) Lisossomos. c) DNA. d) Mitocôndrias. 06. (Unisc RS) No que se refere à herança mitocondrial, verifica-se que, na espécie humana, as mitocôndrias de um recém nascido menino ou menina a) são originadas dos espermatozoides. b) são originadas frequentemente da avó paterna. c) sempre são originadas a partir das mitocôndrias do pai e da mãe. d) sempre são originadas a partir das mitocôndrias do pai, que estavam no zigoto. e) sempre são originadas a partir das mitocôndrias da mãe, que estavam no zigoto. 07. (Unitau SP) A energia química dos seres vivos é produzida por meio de reações intracelulares. A molécula que libera a energia, o conjunto de reações que leva à sua produção e a organela em que essas reações ocorrem são, respectivamente: a) RNA, ciclo de Krebs e cadeia respiratória, lisossomo. b) ATP, ciclo de Krebs e cadeia respiratória, mitocôndria. c) DNA, transcrição e tradução, núcleo. d) ATP, transcrição e tradução, aparelho de Golgi. e) ADP, glicólise, retículo endoplasmático. 08. (UFJF MG) Sobre as mitocôndrias, responda: a) As miopatias e as encefalopatias mitocondriais são doenças causadas por mutações em genes mitocondriais relacionados à produção da energia. Explique por que a herança mitocondrial, como as doenças supracitadas, tem apenas transmissão materna. b) A degradação da glicose na respiração celular ocorre em três etapas metabólicas. Cite o nome dessas três etapas da respiração celular e cite o(s) local(is) onde cada uma delas ocorre dentro da célula eucariota. 09. (Puc RJ) O cianureto é um veneno que mata em poucos minutos, sendo utilizado na condenação à morte na câmara de gás. Ele combina-se de forma irreversível com pelo menos uma molécula envolvida na produção de ATP. Assim, ao se analisar uma célula de uma pessoa que tenha sido exposta ao cianureto, a maior parte do veneno será encontrada dentro de: a) retículo endoplasmático. d) mitocôndria. b) peroxissomos. e) complexo de Golgi. c) lisossomos.

Gabarito questão 08 a) Porque na formação da célula-ovo o espermatozoide contribui apenas com o núcleo. As mitocôndrias do embrião são todas de origem materna, vindas do óvulo. b) Glicólise – citosol (ou hialoplasma); Ciclo de Krebs – mitocôndria (matriz mitocondrial); Fosforilação Oxidativa (ou cadeia respiratória) – mitocôndria (membrana interna da mitocôndria).

A13  Mitocôndrias e respiração celular

03. (Fieb SP) As moléculas de ATP (adenosina trifosfato) são sintetizadas principalmente nas mitocôndrias e atuam como fornecedoras de energia para o metabolismo celular.

Biologia

Exercícios Complementares 01. (UniRV GO) As mitocôndrias são as principais organelas envolvidas na produção de energia celular e estão presentes em quase todas as células eucariontes, variando numericamente de dezenas a centenas, de acordo com o tipo celular. Em relação às mitocôndrias, marque V para alternativa verdadeira e F para alternativa falsa. F-F-V-V a) A membrana externa da mitocôndria preserva algumas características morfológicas e químicas comuns com a membrana plasmática das bactérias. Por outro lado, a membrana interna dessa organela apresenta características comuns com a membrana plasmática e com as demais organelas com as quais realiza trocas de substâncias e biomembranas. b) O DNA e RNA mitocondriais estão localizados nas cristas mitocondriais. c) O DNA mitocondrial serve como instrumento para a determinação de relações parentais em testes genômicos, sendo uma herança exclusivamente materna. d) As mitocôndrias não participam da glicólise.

A13  Mitocôndrias e respiração celular

02. (Uncisal AL) A mitocôndria, organela membranosa onde são produzidas a quase totalidade das moléculas de ATP, foi descrita por Altmann (1890) como “bioblasto”. Passados 125 anos, muito se descobriu sobre essa organela. Dadas as afirmativas sobre fisiologia mitocondrial, I. O piruvato, produzido no primeiro grupo de reações do metabolismo, gera, além dos 2 ATPs, duas moléculas de nicotinamida adenina dinucleotídeo reduzidas que irão participar da cadeia transportadora de elétrons. II. A morte celular programada por apoptose pode ter o envolvimento da organela quando a célula sofre alterações em seu funcionamento ou pela presença de vírus, bactérias ou parasitos intracelulares. III. A beta-oxidação de ácidos graxos é uma via metabólica capaz de produzir energia (ATP), tendo uma fonte de carbono diferente dos carboidratos. IV. A origem da organela segue a mesma teoria que sugere o surgimento de núcleo, retículo endoplasmático, Golgi e lisossomos. V. O ciclo de Krebs, além de fazer parte do metabolismo de energia, possui diferentes substratos que participam dos processos de síntese de aminoácidos. Estão corretas apenas a) I e IV. b) I, II e IV. c) II, III e V. d) III, IV e V. e) I, II, III e V. 03. (Unifor CE) Durante a digestão, os carboidratos (polissacarídeos e dissacarídeos) são catabolizados até monos-

sacarídeos – glicose, frutose e galactose - e absorvidos no intestino delgado. Logo após a absorção, no entanto, frutose e galactose são convertidas em glicose para que ocorra o catabolismo desse açúcar para produção de energia na forma de ATP. Qual a equação que representa o catabolismo de uma molécula de glicose? a) glicose + H2O → ATPs + CO2 + O2. b) glicose + ATPs → ATPs + CO2 + H2O. c) glicose + piruvato → ATPs + CO2. d) glicose + O2 → ATPs + CO2 + H2O. e) glicose + CO2 → ATPs + O2 + H2O. 04. (Unifor CE) Fenômeno 360 minutos - Técnico do Corinthians acredita que jogador está preparado para atuar por mais 90 minutos. Seria o quarto jogo seguido inteiro do atleta. Desde que foi anunciado seu retorno aos gramados, o Fenômeno (Ronaldo) tem dito que pretende jogar todas as partidas do Corinthians até o final do Brasileirão. Se isso se confirmar serão nove duelos em sequência, seu maior recorde no Corinthians. A maior sequência de Ronaldo no Timão foi em 2009, quando esteve em sete partidas seguidas. Mas vale ressaltar que na sétima, um clássico com o Palmeiras em Presidente Prudente, ele saiu aos 19 minutos com a mão esquerda quebrada. Como um atleta possui energia para tanto tempo de exercício intenso? http://globoesporte.globo.com/futebol/times/corinthians/noticia/2010/11/otimistatite-espera-ronaldo-360-contra-o-avai-no-pacaembu.html. Acesso: 03/11/2010. (com adaptações)

Acerca do metabolismo energético na célula muscular, marque a alternativa CORRETA: a) As mitocôndrias são responsáveis pela digestão celular e armazenamento das moléculas de cálcio necessárias à contração. b) Nas mitocôndrias, o principal mecanismo de produção de energia é a respiração aeróbia. c) A liberação de energia armazenada nas ligações químicas de compostos orgânicos nas fibras musculares ocorre principalmente por fermentação. d) As mitocôndrias produzem ATP a partir da síntese de amido e glicogênio. e) Quando comparada à glândula sudorípara a fibra muscular esquelética apresenta um menor número de mitocôndrias. 05. (UERJ) O ciclo de Krebs, que ocorre no interior das mitocôndrias, é um conjunto de reações químicas aeróbias fundamental no processo de produção de energia para a célula eucarionte. Ele pode ser representado pelo seguinte esquema:

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

c) Durante o ciclo de Krebs, uma molécula de glicose é quebrada em 2 moléculas de ácido pirúvico. d) Por meio da cadeia respiratória, que acontece nas cristas mitocondriais, ocorre transferência dos hidrogênios pelo NAD e FAD, formando água. e) Das fases de respiração, a glicólise é uma via metabólica que acontece apenas nos processos de aerobiose, enquanto que, o ciclo de Krebs ocorre também em anaerobiose. 09. (Udesc SC) Um importante fenômeno na obtenção de energia é o Ciclo de Krebs, também denominado de ciclo do ácido cítrico ou ciclo dos ácidos tricarboxílicos.

Ao final da passagem dos produtos desse ciclo pela cadeia respiratória, a quantidade total de energia produzida, expressa em adenosinas trifosfato (ATP), será igual a: a) 3 b) 4 c) 9 d) 12 06. (UFRRJ) No grupo dos platelmintos, os trematódeos apresentam, no seu ciclo de vida, uma larva, denominada miracídio, que possui o corpo coberto por células epidérmicas, em cuja superfície há inúmeros cílios, que “batem” ativamente, permitindo a movimentação da larva até esta encontrar seu hospedeiro. De acordo com o que foi citado acima, responda: a) Qual organela celular deverá ser encontrada em abundância quando for feita uma análise microscópica dessas células a) Devemos encontrar um grande número epidérmicas ciliadas? de mitocôndrias. b) Porque essas organelas vão gerar a enerb) Por quê? gia necessária para o movimento ciliar.

07. (UFRGS) Sobre a respiração celular, é correto afirmar que a) a glicólise consiste em uma série de reações químicas na qual uma molécula de glicose resulta em duas moléculas de ácido pirúvico ou piruvato. b) a glicólise é uma etapa aeróbica da respiração que ocorre no citosol e que, na ausência de oxigênio, produz etanol. c) o ciclo do ácido cítrico é a etapa da respiração celular aeróbica que produz maior quantidade de ATP. d) o ciclo do ácido cítrico ocorre na membrana interna da mitocôndria e tem como produto a liberação de CO2. e) a fosforilação oxidativa ocorre na matriz mitocondrial, utilizando o oxigênio para a produção de H2O e CO2. 08. (FCM PB) Sabe-se que a glicose é usada como combustível para a respiração celular. Entretanto, aminoácidos, glicerol e ácidos graxos também podem participar desse processo. A respiração se processa em três etapas distintas: glicólise, cadeia respiratória e ciclo de Krebs que visam à liberação de energia a partir da quebra de moléculas orgânicas complexas. Assinale a alternativa CORRETA com relação a essas etapas: a) O uso de O2 se dá no citoplasma, durante a glicólise. b) Tanto a glicólise quanto a cadeia respiratória ocorrem no citoplasma da célula.

Com relação a este ciclo, analise as proposições. I. O ácido pirúvico no início do ciclo provém da quebra da molécula de glicose (glicólise). II. Esse ciclo ocorre no citoplasma tanto das células de organismos procariontes quanto nas dos eucariontes. III. O aceptor final dos hidrogênios liberados neste ciclo, quando realizado na respiração aeróbica, é o oxigênio. IV. Nas células musculares este ciclo pode ocorrer tanto no interior das mitocôndrias como no citoplasma da célula. Assinale a alternativa correta. a) Somente as alternativas I e III são verdadeiras. b) Somente as alternativas I e II são verdadeiras. c) Somente as alternativas II e III são verdadeiras. d) Somente as alternativas II e IV são verdadeiras. e) Somente as alternativas III e IV são verdadeiras. 10. (Unitau SP) As mitocondriopatias são doenças que causam disfunção nas mitocôndrias. Os tecidos preferencialmente acometidos nessas doenças são aqueles que dependem de metabolismo aeróbico intenso, como os do sistema nervoso central e periférico, muscular, cardíaco e hepático, entre outros. Com relação às mitocôndrias e mitocondriopatias, afirma-se que: I. As mitocôndrias possuem DNA próprio e esse fato deu origem à teoria endossimbiótica das mitocôndrias. II. As mitocondriopatias poderiam resultar em deficiência na produção de adenosina trifosfato. III. Na mitocôndria, a oxidação de nutrientes é concluída com a redução de coenzimas, como NAD e FAD, catalisada por desidrogenases. IV. Em condições anaeróbicas, os transportadores de elétrons mitocondriais podem ser oxidados. V. Na mitocôndria, a oxidação de nutrientes por meio do ciclo de Krebs causa a transformação de O2 em CO2. Está CORRETO o que se afirma em: a) I, II, III e IV, apenas. b) II, III, IV e V, apenas. c) I, II e III, apenas. d) II, III e IV, apenas. e) III, IV e V, apenas. 15

A13  Mitocôndrias e respiração celular

Admita um ciclo de Krebs que, após a entrada de uma única molécula de acetil-CoA, ocorra normalmente até a etapa de produção do fumarato.

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO A14

ASSUNTOS ABORDADOS nn Processos fermentativos e res-

piração anaeróbica nn Fermentação

nn Respiração anaeróbica

PROCESSOS FERMENTATIVOS E RESPIRAÇÃO ANAERÓBICA Além da respiração celular, outros processos de liberação de energia ocorrem nos organismos, são eles: fermentação e respiração anaeróbica. A fermentação alcóolica, por exemplo, é muito importante na indústria alimentícia, uma vez que esse processo é utilizado na produção de bebidas alcoólicas (como vinhos e cervejas) e pães. Como resultado desse processo fermentativo, é produzido etanol. As diferentes bebidas alcoólicas são geradas a partir da atividade das leveduras Saccharomyces cerevisiae, que se utilizam da glicose presente em certos alimentos para gerar energia via fermentação. Daí, são geradas as diversas bebidas alcoólicas, como o vinho (fermentação do suco de uva), cerveja (do malte, oriundo da cevada), saquê (arroz) etc. Nesse processo, o CO2 vai para a atmosfera por difusão e a concentração de etanol, que é o produto desejado, vai aumentando. O etanol torna-se tóxico para as leveduras quando atinge uma concentração de cerca de 10% e a fermentação termina. No Brasil, o biodiesel etanol é produzido a partir da fermentação da cana-de-açúcar. Para a fabricação de pães, bolos, biscoitos e outras massas, inicialmente se mistura as leveduras, que utilizam o açúcar na fermentação, e como resultado há a liberação de álcool e gás carbônico. Além disso, para que a fermentação tenha sucesso, é importante que a massa esteja em uma temperatura apropriada para a sobrevivência da levedura, pois em temperaturas muito menores e muito maiores do que 27°C, esses fungos não irão realizar o processo fermentativo, e, consequentemente, a massa não irá crescer e ficar macia. Durante a fermentação do pão obtêm-se: nn Gás

carbônico: responsável por fazer a massa crescer e contribui para a formação dos alvéolos (“furinhos”) em seu interior.

nn Álcool: ele é um produto da fermentação, mas evapora quando a massa é assada.

É importante ressaltar que o álcool não é liberado em grandes quantidades: os períodos de fermentação empregados na produção de bebidas alcoólicas são muito mais longos que os da fermentação das massas (anos vs. minutos, respectivamente).

Fonte: Shutterstock.com

Figura 01 - À esquerda, vemos pães preparados. À direita, vemos enóloga acompanhando a produção de vinho. O enólogo é o profissional responsável por todas as decisões sobre a produção do vinho, desde a análise do solo até a melhor técnica para a colheita das uvas e armazenamento dos barris de vinho.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Opirus/Arte

A fermentação é um processo de obtenção de ATP a partir de substâncias orgânicas sem utilizar o oxigênio. Na fermentação, o aceptor final de elétrons é um composto orgânico. Muitos fungos e bactérias que vivem em ambientes pobres em gás oxigênio utilizam esse processo para obter energia. As reações da fermentação ocorrem no citosol da célula e, assim, a glicose é degradada parcialmente em substâncias orgânicas mais simples. As etapas ciclo de Krebs e cadeia respiratória não ocorrem na fermentação. Há, portanto, um saldo menor de ATP produzido em comparação com a respiração celular aeróbica. Na fermentação, ocorre um saldo positivo de apenas 2 ATPs por molécula de glicose degradada. Portanto, o ganho energético da respiração celular é maior do que o da fermentação. O processo fermentativo compreende os mesmos passos observados na glicólise, primeira etapa da respiração celular aeróbica, diferenciando-se pelo fato de que, na fermentação, o ácido pirúvico atua como aceptor final de elétrons, recebendo elétrons e H+ do NADH formando diversos produtos. O tipo de produto final depende da coleção enzimática da própria célula. Os produtos mais conhecidos são: álcool etílico, ácido lático, metano e ácido acético, e os estudaremos a seguir.

Figura 02 - Esquema das principais etapas da fermentação lática, alcoólica e acética.

Tipos de fermentação

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Fermentação lática É realizada por lactobacilos, protozoários e fungos. Nos humanos, também pode ser realizada pelas células musculares esqueléticas em situações de falta ou escassez de oxigênio. Na fermentação lática, o ácido pirúvico recebe hidrogênios do NADH para formar ácido lático, sem a liberação de CO2 (na fermentação alcoólica o ácido pirúvico é descarboxilado).

Figura 03 - Representação esquemática da fermentação lática.

Bactérias anaeróbicas como os lactobacilos são produtoras de ácido lático e são amplamente utilizadas na indústria de laticínios para a produção de: iogurtes, queijos, coalhadas, manteigas e em outros alimentos em conserva. A acidez que é atingida nesse tipo de processo leva à desnaturação de proteínas do leite gerando os subprodutos fermentados. Além disso, inibe o crescimento de outros micro-organismos, contribuindo para sua preservação.

SAIBA MAIS EXERCÍCIOS AERÓBICOS E ANAERÓBICOS O exercício anaeróbio é um exercício de alta intensidade e curta duração. Nesse caso, a geração de ATP deve ser elevada, mas por um período curto. O aporte tímido de oxigênio na musculatura impõe uma produção de energia imediata, mas, por processos fermentativos, o ácido láctico começa a se acumular nos músculos. São exemplos de exercícios anaeróbios os exercícios de velocidade com ou sem carga, de curta duração e alta intensidade, como a corrida de cem metros rasos, os saltos, o arremesso de peso. No exercício aeróbio (ou aeróbico) a produção de ATP deve ocorrer por um período prolongado. A respiração aeróbica pode garantir esse perfil energético. Os processos energéticos alternativos que primeiro são acionados no tecido muscular só duram os minutos iniciais da atividade física. Esgotadas essas alternativas, e considerando o tempo necessário para o incremento do aporte de oxigênio na musculatura, via circulação sanguínea, as células musculares entram em atividade de respiração aeróbica. O exercício aeróbio é um exercício de longa duração, estimula a função dos sistemas cardiorrespiratório e vascular e também o metabolismo, porque aumenta a capacidade cardíaca e pulmonar para suprir de energia o músculo a partir do consumo do oxigênio (daí o nome aeróbio). São exemplos de exercícios aeróbios: caminhar, correr, andar, pedalar, nadar, dançar. Esses exercícios utilizam vários grupos musculares ao mesmo tempo.

A14  Processos fermentativos e respiração anaeróbica

Fermentação

Durante um exercício físico muito rápido ou intenso, o oxigênio que chega ao músculo não é suficiente para suprir as necessidades respiratórias, e nessas condições, as células passam a produzir ATP por meio da fermentação lática. Embora a fermentação 17

Biologia

SAIBA MAIS POR QUE SOVAR MASSA DE PÃO?

Fermentação alcoólica Diversas bactérias realizam fermentação alcoólica em condições anaeróbicas e alguns fungos leveduriformes também o fazem. A fermentação alcoólica é amplamente utilizada para a produção de bebidas e pães. O fungo Saccharomyces cerevisae, popularmente conhecido como fermento de padaria, é anaeróbico facultativo sendo utilizado desde a Antiguidade na fabricação de alimentos. Nesse processo, o ácido pirúvico, originado na glicólise, é descarboxilado antes de receber hidrogênios do NADH. Dessa forma, se produz gás carbônico e álcool etílico. O gás carbônico pode ser mantido na bebida, como na cerveja e champanhe.

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Quando os ingredientes são misturados, as proteínas da farinha se combinam com a água para formar o glúten. Sovar faz com que as cadeias de glúten sejam esticadas e alinhadas, tornando a massa mais lisa e elástica. Essa elasticidade irá capturar o gás carbônico liberado no processo de fermentação, formando bolsas de ar dentro da massa. Isso permite que o pão cresça e tenha um miolo mais aerado. Uma sova mal feita vai gerar um pão massudo e pesado.

gere menos ATP em relação à respiração aeróbica, ela garante energia à célula em situações de emergência. Entretanto, o acúmulo de ácido lático (que fica na forma de lactato) é um dos fatores envolvidos na fadiga muscular. Posteriormente, parte do ácido chega ao fígado pela corrente sanguínea, e é oxidado ou convertido em glicose (processo chamado de gliconeogênese).

Figura 04 - Representação esquemática da fermentação alcoólica.

Fermentação acética

A14  Processos fermentativos e respiração anaeróbica

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Esse tipo de fermentação é utilizado na fabricação do ácido acético (ou como é conhecido popularmente, vinagre), que pode ser produzido a partir do vinho ou do suco da uva e maçã. Na indústria, o processo é totalmente anaeróbio, e usa-se o mesmo levedo empregado na produção de vinho e cerveja. Após a glicólise e a fermentação alcoólica, adicionam-se as acetobactérias que transformam o álcool em ácido acético.

Figura 05 - Representação esquemática da fermentação acética.

Respiração anaeróbica A respiração celular, como mencionado anteriormente, é um dos processos de obtenção de energia por meio da quebra de compostos orgânicos. Esse processo pode ocorrer na ausência ou na presença de oxigênio. Os organismos que vivem e utilizam o gás oxigênio no processo respiratório são ditos aeróbios e quando eles dependem invariavelmente do gás oxigênio para sobreviver, ou seja, a ausência de oxigênio resulta em morte, são chamados de aeróbicos obrigatórios. Os organismos que conseguem viver tanto na presença como na ausência de gás oxigênio podem ser caracterizados como aeróbicos facultativos ou anaeróbicos facultativos, dependendo do mecanismo principal pelo qual oxidam as moléculas orgânicas para gerar ATP. 18

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Outros organismos, entretanto, não dependem de oxigênio e conseguem sobreviver na ausência desse gás, são os anaeróbios. Quando a presença de oxigênio resulta em morte, esses organismos são denominados anaeróbicos obrigatórios, por exemplo, a bactéria causadora do tétano. Na fermentação, vimos que um composto orgânico derivado da glicose é usado como aceptor final de hidrogênios, e não há ciclo de Krebs e cadeia respiratória. Já na respiração anaeróbia, há um ciclo de Krebs e uma cadeia respiratória, mas o oxigênio não é o aceptor final dos hidrogênios reti-

rados da glicose. Esses hidrogênios são recebidos por compostos inorgânicos retirados do meio ambiente. Existem algumas bactérias adaptadas a ambientes sem oxigênio que utilizam outras substâncias (por exemplo, o íon sulfato: SO42-) como aceptor final de elétrons em sua cadeia respiratória. Outro exemplo são as bactérias que participam do ciclo do nitrogênio. Algumas delas realizam a conversão do nitrogênio gasoso em amônia e nitratos, disponibilizando esse elemento diretamente às plantas e indiretamente aos animais, por meio das relações tróficas: produtor e consumidor.

Exercícios de Fixação

a) A fermentação ocorre na ausência de gás oxigênio e a respiração celular ocorre somente na presença desse gás. As duas reações geram energia, armazenada na forma de ATP. b) A fermentação ocorre na presença de gás carbônico e a respiração celular ocorre na ausência desse gás. As duas reações geram ATP, um tipo de energia. c) A fermentação ocorre na ausência de gás oxigênio e a respiração celular ocorre somente na presença desse gás. As duas reações absorvem energia da molécula de ATP. d) A fermentação ocorre na presença de ácido lático e a respiração celular ocorre na ausência desse ácido. As duas reações liberam a mesma quantidade de energia na forma de ATP. e) A fermentação ocorre na presença de gás oxigênio e a respiração celular ocorre na ausência desse gás. As duas reações geram energia, armazenada na forma de ATP. 02. (IF CE) O processo de fermentação é uma atividade biológica que os seres humanos utilizam para a produção de alimentos há bastante tempo, mesmo antes da industrialização. Sobre esse tema, é correto afirmar-se que a) a cachaça e o álcool combustível são obtidos pela fermentação dos açucares presentes na cana. b) a fermentação é um tipo de respiração que consome O2 livre. c) bactérias, vírus e protozoários são frequentemente utilizados pela indústria para a produção de alimentos. d) bebidas lácteas e queijos são produzidos a partir da fermentação láctica e alcoólica, respectivamente. e) o trifosfato de adenosina (ATP), liberado durante a fermentação da farinha de trigo, faz com que o pão cresça.

03. (Unievangélica GO) Leia o texto a seguir. Fermentação é um processo de obtenção de energia em que substâncias orgânicas do alimento são degradadas parcialmente, originando moléculas orgânicas menores. A fermentação é utilizada por muitos fungos e bactérias. Células musculares humanas também podem produzir ATP por fermentação. Isso ocorre durante os primeiros estágios de um exercício extenuante, quando a exigência muscular é acentuada. CAMPBELL, Neil. A. et al. Biologia. 8. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. p. 178.

O que leva à fermentação nas células musculares humanas é a) a produção de ATP pela fosforilação oxidativa. b) a respiração aeróbica, em que as células utilizam oxigênio. c) a produção de álcool etílico e gás carbônico. d) o esgotamento do oxigênio do sangue no músculo. 04. (Unicastelo SP) Na padaria, a fila para comprar pão era grande. O padeiro justificou que o pão não estava pronto porque a estufa, onde a massa era mantida, havia quebrado e a massa não havia crescido. Na produção do pão, a estufa é importante, pois garante a temperatura adequada para a) o processo de respiração anaeróbica das leveduras adicionadas à receita, que produzem o oxigênio que faz a massa crescer antes de ser assada. b) a expansão do gás carbônico produzido pela respiração dos fungos adicionados à receita, expansão essa que garante o crescimento da massa. c) a evaporação da água produzida pela respiração das leveduras adicionadas à receita, sem o que a massa não cresceria, pelo excesso de umidade. d) o processo de fermentação dos fungos adicionados à receita, o que faz com que a massa cresça antes de ser assada. e) a evaporação do álcool produzido pela fermentação das leveduras adicionadas à receita; álcool que, em excesso, mataria essas leveduras, prejudicando o crescimento da massa.

A14  Processos fermentativos e respiração anaeróbica

01. (Famerp SP) A fermentação lática e a respiração celular são reações bioquímicas que ocorrem em diferentes condições nas células musculares, gerando alguns produtos similares. Sobre essas reações, assinale a alternativa correta.

Biologia

05. (Uniube MG) A figura abaixo ilustra uma parte importante do metabolismo da glicose, conhecida como fermentação láctica. Analise-a e, com os conhecimentos sobre o assunto, assinale a alternativa CORRETA.

Fonte: LINHARES, Sérgio & GEWANDSZNAJDER, Fernando. Biologia Hoje. v. I. 2000. São Paulo: Ed. Ática, p. 164.

a) O processo de fermentação láctica ocorre unicamente no músculo, quando o oxigênio não é suficiente para a produção aeróbica de energia. b) O processo de fermentação láctica é realizado por certos tipos de bactérias, tais como os lactobacilos, e é a base do processo de produção de iogurtes e coalhadas. c) O processo de fermentação láctica ocorre mesmo nas células musculares que estejam recebendo suprimento suficiente de oxigênio, pois é o único modo de o músculo obter energia. d) O processo de fermentação láctica pode ocorrer em qualquer tecido do corpo humano, mas sempre na ausência de oxigênio. e) O processo de fermentação láctica pode ocorrer em qualquer tecido do corpo humano, independentemente do suprimento de oxigênio para esses tecidos. 06. (Puc SP) Considere os esquemas simplificados de duas vias metabólicas indicados por I e II:

ATP glicose (6C)

II.

ATP

A14  Processos fermentativos e respiração anaeróbica

glicose (6C)

2 ácido pirúvico (6C)

2 ácido lá co (3C)

2 ácido pirúvico (3C)

2 etanol (2C)

É correto afirmar que: a) I é apresentado exclusivamente por certas bactérias e II exclusivamente por certos fungos, pois estes organismos são todos anaeróbicos. b) I e II são apresentados exclusivamente por procariontes, pois estes organismos são todos anaeróbicos. c) Em I e II, há liberação de gás carbônico e os dois processos apresentam o mesmo rendimento energético. d) I é apresentado por células do tecido muscular esquelético humano quando o nível de oxigênio é insatisfatório para manter a produção de ATP necessária. e) I é um processo utilizado na fabricação de pães e II, um processo utilizado na indústria alimentícia para a produção de alimentos como iogurtes e queijos. 07. (Unirg TO) A fermentação é um processo de obtenção de energia em que substâncias orgânicas do alimento são degradadas parcialmente, originando moléculas orgânicas menores. Na se20

quência do processo de fermentação, dependendo do tipo de organismo que a realiza o ácido pirúvico, após receber elétrons e H+ do NADH, transforma-se em: a) Ácido lático apenas. b) Gás carbônico apenas. c) Ácido lático e metanol apenas. d) Ácido lático ou etanol e gás carbônico. 08. (Enem MEC) Para preparar uma massa básica de pão, deve-se misturar apenas farinha, água, sal e fermento. Parte do trabalho deixa-se para o fungo presente no fermento: ele utiliza amido e açúcares da farinha em reações químicas que resultam na produção de alguns outros compostos importantes no processo de crescimento da massa. Antes de assar, é importante que a massa seja deixada em um recipiente por algumas horas para que o processo de fermentação ocorra. Esse período de espera é importante para que a massa cresça, pois é quando ocorre a a) reprodução do fungo na massa. b) formação de dióxido de carbono. c) liberação de energia pelos fungos. d) transformação da água líquida em vapor d’água. e) evaporação do álcool formado na decomposição dos açúcares. 09. (Unioeste PR) Com relação aos processos de respiração e fermentação nos organismos vivos, pode-se afirmar que a) por meio de ambos os processos ocorre produção de glicose. b) em ambos os processos ocorre formação de ácido pirúvico. c) na respiração anaeróbica não ocorre produção de ATP. d) a respiração aeróbica produz menos ATP do que a fermentação. e) na respiração aeróbica não ocorre produção de ATP. 10. (UFT TO) Em quase todos os seres vivos, as enzimas que participam da glicólise são muito semelhantes, o que nos dá uma evidência importante da origem comum dos organismos vivos. O esquema abaixo representa a degradação da glicose, que culmina com a formação de duas moléculas de ácido pirúvico, que podem seguir três vias metabólicas distintas.

As vias metabólicas representadas por I e II são formas de fermentação, e a III é a respiração aeróbica. Os processos I, II e III são realizados por: a) Fungos e bactérias / Bactérias, fungos e células musculares / Animais, plantas e micro-organismos. b) Fungos / Bactérias / Somente células musculares. c) Fungos e bactérias / Células musculares / Somente animais. d) Células musculares / Fungos / Plantas e animais.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Exercícios Complementares

Fonte: José Mariano Amabis e Giberto Rodrigues Martho. Biologia dos organismos. 2ed. São Paulo: Moderna 2004 (com adaptações)

Os produtos relacionados mais diretamente com a produção do vinho e do pão secretados pelo Saccharomyces cerevisiae, são, respectivamente, a) álcool etílico e gás carbônico. b) álcool butílico e álcool etílico. c) gás carbônico e piruvato. d) ácido pirúvico e ácido láctico. e) ácido cítrico e ácido láctico. 02. (FMABC SP) A tira de quadrinhos abaixo mostra uma situação muito comum em casos em que se exercita muito a musculatura.

Sobre este caso foram feitas três afirmações: I. O processo metabólico relacionado à tira é a fermentação lática, que ocorre nas fibras musculares esqueléticas, em situações de emergência, garantindo, assim, o suprimento de energia para a contração muscular. II. As fibras estriadas esqueléticas não apresentam mitocôndrias e, portanto, realizam, de forma acentuada, um processo anaeróbico, que leva à produção de ácido lático, responsável pela dor ou fadiga muscular. III. No processo de fermentação envolvido neste caso, há produção de gás carbônico. Pode-se considerar a) apenas I verdadeira. b) apenas II verdadeira. c) apenas duas delas verdadeiras. d) I, II e III verdadeiras. 03. (Unifor CE) Você já deve ter ouvido que é comum a produção de ácido lático nos músculos de uma pessoa, em ocasiões que há esforço muscular exagerado. A quantidade de oxigênio que as células musculares recebem para a respira-

ção aeróbia é insuficiente para a liberação da energia necessária para a atividade muscular intensa. Nessas condições, ao mesmo tempo em que as células musculares continuam respirando, elas começam a fermentar uma parte da glicose, na tentativa de liberar energia extra. Fonte: http://www.sobiologia.com.br/conteudos/bioquimica/bioquimica4.php. Acesso em 27 out. 2014. (com adaptações)

Considerando o texto acima, sobre a fermentação láctica, marque a alternativa correta. a) A fermentação láctica ocorre em células musculares com o objetivo de re-oxidar o NADH em NAD+. b) Nas células musculares, o oxigênio é requerido como aceptor final dos elétrons provenientes da fermentação láctica. c) A liberação de energia na fermentação láctica ocorre na reação que metaboliza piruvato em lactato. d) A liberação de energia na fermentação láctica é superior a energia liberada na oxidação da molécula de glicose até CO2 e H2O. e) O lactato produzido durante a fermentação láctica é convertido em acetil-CoA com objetivo de liberar energia. 04. (Uneb BA) O etanol é uma solução tipicamente brasileira que está ganhando o mundo. Além de seu uso em diversos setores industriais, o etanol é um combustível de alto desempenho para aplicação em motores de combustão interna. A produção industrial de etanol baseia-se quase que exclusivamente na fermentação. A fermentação alcoólica é um processo biológico de conversão de monossacarídeos em energia celular, etanol e gás carbônico. A grande maioria dos micro-organismos é capaz de metabolizar apenas monossacarídeos, como a glicose e a frutose. Diversas estratégias foram desenvolvidas pelos organismos para o aproveitamento dessa fonte de energia, incluindo a produção direta de enzimas glicolíticas por fungos e bactérias, ou a combinação de ácidos e ação mecânica. A quebra das ligações glicosídicas é feita por uma reação de hidrólise e no caso específico da reação representada pela equação química (C6H10O5)n(s) + nH2O(l) → nC6H12O6(aq), chamada de celulólise, e para que ocorra de maneira eficiente, deve ser catalisada pela ação de algum coadjuvante externo, normalmente uma solução aquosa de ácido ou um coquetel enzimático. As frações mais recalcitrantes desse processo são hidrolisadas em um segundo estágio mais severo, tipicamente a 215°C sob ação do ácido sulfúrico a 0,4% durante cerca de três minutos, o que gera, principalmente, hexoses. Já a hidrólise na presença de solução aquosa de ácido menos

A14  Processos fermentativos e respiração anaeróbica

01. (Unifor CE) As leveduras são fungos microscópicos utilizados na preparação de alimentos e bebidas fermentados. O levedo Saccharomyces cerevisiae, empregado na fabricação de pão e de bebidas alcoólicas, fermenta a glicose para obter energia para manter o seu metabolismo. Durante a realização dessa rota metabólica são liberados produtos de interesse para as produções de vinho e pão.

Biologia

diluída, produz uma alta concentração de monossacarídeos, cerca de 90%, e é altamente adaptável a diferentes fontes de biomassa, além de gerar poucos subprodutos inibidores da fermentação. (SELEGHIM; POLIKARPOV, 2012, p. 40-45). SELEGHIM, Paulo ; POLIKARPOV Igor. Desafios para transformar conceitos em realidade. Scientific American Brasil. São Paulo: Duetto, ano 1, n. 10, 2012

Considerando-se os processos bioquímicos de obtenção de energia nos seres vivos, é correto afirmar que: 05 01. A exigência de organelas membranosas específicas em um ambiente intracelular compartimentado limita a ocorrência da fermentação apenas em seres de padrão eucarionte. 02. A fermentação alcoólica, ao oxidar parcialmente moléculas de carboidratos, produz grande quantidade de ácido láctico utilizado na fabricação de queijos e iogurtes. 03. A fermentação é realizada exclusivamente por seres unicelulares procariontes, como fungos e bactérias devido à simplicidade metabólica pouco exigente de grandes demandas energéticas. 04. A respiração celular substituiu a fermentação como processo bioquímico de obtenção de energia em seres que apresentam restrição de captação de oxigênio molecular do ambiente. 05. As semelhanças nas rotas bioquímicas da fermentação e da respiração celular denotam uma evolução que privilegiou o aumento na capacidade dos seres vivos de extrair a energia armazenada em moléculas orgânicas. 05. (Ufu MG) Em uma padaria, um padeiro recém-contratado, teve muita dificuldade na produção de pães. Uns não cresceram e outros ficaram sem gosto algum. Observe abaixo os procedimentos adotados pelo jovem padeiro. V-F-F-V Fornada A – O padeiro acrescentou água fervente ao fermento biológico, em vez de utilizar água morna. Fornada B – O padeiro utilizou fermento biológico congelado, A14  Processos fermentativos e respiração anaeróbica

em vez de utilizar fermento fresco. Fornada C – O padeiro utilizou fermento em pó químico, em vez de utilizar fermento biológico. Fornada D – O padeiro esqueceu-se de utilizar o fermento biológico. Em relação ao processo de fermentação para produção dos pães, marque, para as afirmativas abaixo, (V) Verdadeira, (F) Falsa ou (SO) Sem Opção. 1. Na fornada A, o padeiro matou com água quente as células do fungo unicelular Saccharomyces cerevisiae presentes no fermento biológico. Sem as células viáveis, não ocorreu fermentação alcoólica e não houve liberação de gás carbônico na massa. Nessa fornada, os pães não cresceram.

2. Na fornada B, o padeiro fez com que as células da levedura presentes no fermento tivessem sua viabilidade aumentada, devido às baixas temperaturas que estimulam o crescimento celular. Dessa forma, uma maior quantidade de gás carbônico foi produzida durante o processo de fermentação. Nessa fornada, os pães cresceram bastante. 3. Na fornada C, o padeiro obteve pães com sabor muito mais intenso do que aqueles produzidos com o fermento biológico, pois o fermento químico na presença de altas temperaturas no forno acelera o processo fermentativo, caramelizando substâncias que dão gosto ao pão. Nessa fornada, os pães cresceram bastante e ficaram saborosos. 4. Na fornada D, os pães não cresceram e não ficaram com o sabor característico de pão, pois, na ausência da levedura, não há fermentação alcoólica. 06. (Univag MT) As células musculares podem realizar a respiração celular ou a fermentação mediante algumas condições. É correto afirmar que a) a célula muscular utiliza o ATP produzido na respiração celular, pois o gás oxigênio consegue captar elétrons no ciclo de Krebs enquanto na fermentação não há transferência de elétrons. b) a fermentação ocorre somente em condição anaeróbia e a respiração celular ocorre em condição anaeróbia ou aeróbia, favorecendo a produção de 34 ATP para o trabalho muscular. c) a respiração celular fornece o gás oxigênio que será utilizado na fermentação muscular, reação que produz pouco ATP pelo fato de não ocorrer no interior das mitocôndrias mas, sim, no citosol. d) os dois processos dependem das mitocôndrias para ocorrerem, entretanto, apenas a fermentação ocorre na matriz mitocondrial, gerando 2 ATP e ácido lático, prejudicial ao músculo. e) tanto a respiração celular quanto a fermentação iniciam-se com a glicólise, porém, apenas na primeira ocorre o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória, que geram um elevado saldo energético para o músculo. 07. (UFGD MS) As últimas Olimpíadas ficaram marcadas pelos sucessivos recordes alcançados em todas as áreas. O aumento gradativo do rendimento dos atletas mostrou claramente maior preparo físico. O sucesso deles está ligado à ciência e à tecnologia, que têm sido importantes aliadas na obtenção de melhores desempenhos. Fisiologistas esportivos num centro de treinamento olímpico monitoram os atletas para determinar a partir de que ponto seus músculos entram em processo de fadiga muscular. Eles fazem essa análise sob condições _______ e investigando o aumento, nos músculos, de _______. Assinale a alternativa que apresenta, pela ordem, informações adequadas para o preenchimento das lacunas. a) aeróbicas e ácido láctico. b) anaeróbicas e ácido acético. c) anaeróbicas eATP. d) aeróbicas eATP. e) aneróbicas e ácido láctico.

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO A15

CLOROPLASTOS E FOTOSSÍNTESE

ASSUNTOS ABORDADOS

A fotossíntese (do grego: photos = luz; synthesis = produzir) é o processo pelo qual a energia luminosa é convertida em energia química, fenômeno destacadamente importante para a manutenção da vida na terra. A fotossíntese constitui a via predominante de entrada da energia na biosfera por ser o mecanismo a partir do qual a maioria dos organismos autótrofos produz as substâncias orgânicas que alimentam direta ou indiretamente grande parte das formas de vida existentes no planeta. Nos organismos eucariontes, a fotossíntese ocorre no interior dos cloroplastos graças às moléculas de clorofila, neles contida. Portanto, nesta aula, daremos ênfase aos cloroplastos, local da fotossíntese nos vegetais e ao processo de fotossíntese que ocorre nessa organela.

nn Cloroplastos e fotossíntese nn Plastos nn Fotossíntese nn Fotossíntese é limitada pelas condições ambientais

Plastos Os plastos são organelas citoplasmáticas encontradas exclusivamente nas células de plantas e em algumas algas. Apresentam-se, em geral, sob a forma de estruturas discoides lenticulares (forma de lentilhas) cujos número por célula e forma podem variar consideravelmente. Os plastos, no passado, possivelmente, eram cianobactérias. Eles possuem material genético próprio, portanto, multiplicam-se por autoduplicação independentemente do restante da célula. Quando uma célula vegetal se divide e origina duas células-filhas, cada uma delas recebe aproximadamente metade do número de plastos existente na célula-mãe. À medida que as células-filhas crescem, os plastos se autoduplicam, restabelecendo sua quantidade original em cada uma das células. Principais tipos de plastos Proplastos Células que podem sofrer diferenciação e dar origem aos cromoplastos, cloroplastos e aos leucoplastos. Leucoplastos Plastos incolores responsáveis pelo armazenamento de substâncias de reserva (amido, proteínas, lipídeos, etc.). Os leucoplastos podem ser encontrados nas células embrionárias e nos órgãos vegetais que não recebem luz.

Opirus/Arte

Cromoplastos Plastos que armazenam pigmentos. Os cromoplastos podem ser encontrados, por exemplo, nas pétalas das flores e nos frutos.

Figura 01 - Representação esquemática de diferentes tipos de plastos. Eles se desenvolvem a partir de protoplastos.

Biologia

Cloroplasto Mais importantes dentre os citados, uma vez que são responsáveis pela síntese de matéria orgânica (açúcares) durante o processo de fotossíntese. Apresentam cor verde devido à presença de clorofila. Podem ter tamanhos diferentes e ocorrem em quantidades variáveis nas células. A maioria dos cloroplastos possui membrana dupla e, assim como as mitocôndrias, apresentam material genético próprio e capacidade autorreplicativa. O espaço interno dos cloroplastos é preenchido pelo estroma, líquido no qual estão mergulhadas as lamelas (projeções da membrana interna dos cloroplastos) que formam os tilacoides. Os tilacoides se agrupam em estruturas que parecem pilhas de moedas e recebem o nome de granum. O conjunto de todos os granum de um cloroplasto recebe o nome de grana. Espaço Tilacoide

LUZ 6 CO2 12 H2O PLANTAS C6H12O6 6 H2O 6 O2

Lamela Membrana Interna Estroma

Opirus/Arte

Tilacoide

Figura 02 - Representação esquemática de um cloroplasto parcialmente cortado, mostrando a estrutura interna.

Os pigmentos são substâncias químicas capazes de absorver certos comprimentos de onda e refletir outros. A clorofila é um pigmento que dá cor verde, característica da maioria dos vegetais. Existem diversos tipos de clorofila e entre eles a clorofila a que é a mais importante, além de ser a mais abundante (presente nas plantas, algas, cianobactérias e em algumas bactérias fotossintetizantes). O segundo tipo de clorofila mais abundante é a clorofila b. Presente nas plantas e em alguns tipos de algas. A clorofila b atua como pigmento acessório da fotossíntese, transferindo a energia luminosa captada para as moléculas de clorofila a. Outros importantes pigmentos acessórios da fotossíntese são os carotenoides e as ficobilinas. Esses pigmentos atuam absorvendo diferentes comprimentos de onda, o que contribui para aumentar o espectro de absorção da luz a ser utilizado pelo processo fotossintético. Opirus/Arte

Lamela

Equação geral da fotossíntese

Os pigmentos fotossintéticos e a luz Granum

Membrana Externa

No final da década de 1940, o bioquímico norte-americano Melvin Calvin (1911-1977), ao marcar o gás carbônico ofertado às plantas com 14C e a água fornecida com 16O, constatou que o carbono radioativo aparecia nas moléculas de glicose, ao passo que somente o gás oxigênio (O2) liberado apresentava o isótopo 18 do oxigênio. Assim, reforçou-se a importância do gás carbônico para a realização do processo fotossintético, bem como a conclusão de que os átomos de oxigênio presentes no gás oxigênio (O2), liberado durante esse processo, provêm exclusivamente da água. Melvin Calvin também descreveu o ciclo de formação da glicose nas plantas em ausência de luz, denominado fase escura da fotossíntese, o que lhe rendeu, em 1911, o prêmio Nobel de química.

Fonte: Wikimedia commons

Taxa de absorção de luz

Vermelho

Alaranjado

Amarelo

Verde

400 450 500 500 500 500 500

Azul

Na Antiguidade, filósofos como Aristóteles e até mesmo outros estudiosos gregos pensavam que as plantas absorviam todo o alimento de que necessitavam do solo. No início do século XVII, o médico belga Jan Baptista Van Helmont (1577 – 1644), por meio de um dos primeiros experimentos fundamentados no método científico, observou que o solo não oferecia todo o alimento utilizado pelas plantas.

Anil

Fotossíntese

Violeta

A15  Cloroplastos e fotossíntese

Figura 03 - Cloroplasto visto ao microscópio eletrônico.

Espectro da luz branca

Clorofila B Clorofila A Gráfico 01 - Gráfico do espectro da absorção luminosa para a clorofila a e clorofila b.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

A cor verde dos cloroplastos se deve à presença da clorofila, isso porque, como pode ser observado no gráfico anterior, o comprimento de que correspondente à cor verde é pouco absorvido, sendo o comprimento que as clorofilas mais refletem. A clorofila e os pigmentos fotossintetizantes podem ser encontrados na membrana dos tilacoides e lamelas e no interior dos cloroplastos, onde formam agregados especializados na captação de luz denominados complexos antena. Os pigmentos presentes nesses complexos atuam como uma rede de antenas que transferem a energia luminosa captada de molécula a molécula até alcançar o centro de reação. O centro de reação é formado, basicamente, por duas moléculas de clorofila a que, quando absorvem a energia fornecida, transferem seus elétrons para uma molécula aceptora, marcando o início da fotossíntese.

Etapas da fotossíntese O processo fotossintético pode ser dividido em duas fases interligadas: a etapa fotoquímica ou fase clara, que é dependente da luz, e a etapa química ou fase escura, que efetivamente produz a glicose sem a participação da luz, apesar de depender das substâncias produzidas na fase clara. Etapa fotoquímica ou fase clara A fase fotoquímica produz substâncias que possibilitam a ocorrência da fase química. Esgotando-se os produtos da fase clara, não ocorrerá a fase escura. Os produtos da fase clara são: ATP, produzidos por fotofosforilação, NADPH2 e O2 produzidos na fotólise da água. Desses produtos, somente o O2 não participa da fase escura. Ele é liberado, ainda na fase clara, da célula vegetal e vai para o meio externo. Fotofosforilação cíclica Nesse processo, os elétrons energizados das clorofilas a são transferidos para o aceptor ferrodoxina e, em seguida, transferidos para uma cadeia transportadora de elétrons.

Plastoquinona Complexo antena

Fotossistema II H2O

Complexo citocromo 2H++1/2O2

Complexo antena

H+

Ferredoxina

Energia Luminosa

H+ + NADP+ NADPH

ATP ADP+Pi

NADP redutase

Fotossistema I Plastocianina H+

H+

Estroma (baixa concentração de prótons)

A15  Cloroplastos e fotossíntese

Energia luminosa

Opirus/Arte

A energia que os elétrons liberam em sua passagem pela cadeia transportadora de elétrons é utilizada para bombear os íons H+ do estroma do cloroplasto para dentro do lúmen do tilacoide. À medida que aumenta a concentração de íons H+ no interior do tilacoide, eles tendem a se difundir de volta para o estroma. Entretanto, eles só podem fazê-lo pelas ATP sintetases presentes nas membranas dos tilacoides (processo semelhante àquele que vimos nas mitocôndrias). À medida que íons H+ passam pelas ATP sintetases eles giram o motor interno da proteína, e a energia potencial da passagem dos íons é convertida em energia mecânica, e em seguida, em química, na ligação do fosfato no ADP para a formação de ATP.

H+

Biologia

O nome “cíclico” baseia-se no fato de que o elétron proveniente da clorofila, após ser transferido a um aceptor específico e passar pela cadeia transportadora, retorna para a clorofila que o liberou, fechando, portanto, um ciclo.

Estado excitado

P700 2e-

Estado excitado

Nível de energia dos elétrons

H2O

Ferredoxina e

NADP +H

Citocromos da cadeia transportadora de elétrons

1 O 2 2

NADPH

Sol

ATP

–

Plastocianina

H+

H H

FOTOSSISTEMA I

–

Ciclo das pentoses

P680

Opirus/Arte

H+

P680 -

Sol

FOTOSSISTEMA II Figura 04 - Representação esquemática do caminho dos elétrons na fotofosforilação cíclica.

A15  Cloroplastos e fotossíntese

Fotofosforilação acíclica

Estado Excitado e– – e

P700

Opirus/Arte

Na fotofosforilação acíclica, as clorofilas b absorvem a energia luminosa, provocando a liberação de elétrons excitados. Os elétrons são capturados por aceptores primários que transferem seus elétrons para outras moléculas na cadeia transportadora de elétrons. Durante seu deslocamento pela cadeia, os elétrons liberam gradativamente energia, que é utilizada para bombear íons H+ do estroma para o interior do lúmen do tilacoide e novamente gerar ATP. Os elétrons perdidos pela clorofila b não retornam para a sua molécula de origem e são transportados pelo NADP (molécula transportadora de elétrons e hidrogênios). O NADP acolhe os elétrons se convertendo em NADP--, deixando a clorofila b oxidada, pelo menos, temporariamente. Daí o nome acíclica para essa etapa de produção de ATP a partir da luz (fotofosforilação). Todos os ATPs produzidos na fotofosforilação cíclica e acíclica serão consumidos na fase escura. Eles fornecerão a energia para as reações que promovem a fixação dos átomos de carbono, ou seja, produção de glicose.

–

Ferredoxina e– Citocromos da cadeia transportadora de elétrons ATP

Sol Plastocinina

H H

P700

Fotossistema I

Ciclo das pentoses

Figura 05 - Representação esquemática do caminho dos elétrons na fotofosforilação acíclica.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Fotólise da água

H2O → 2H+ + 2 elétrons + ½ O2 Etapa química ou fase escura Ocorre no estroma dos cloroplastos. Essa etapa não depende da luz para ocorrer, mas necessita dos subprodutos (ATP e NADPH) formados durante a fase clara, na presença de luz. A etapa fundamenta-se na produção de moléculas de glicose a partir da energia fornecida pelo desdobramento do ATP e consumo do CO2. Na fase escura, o NADPH2 cederá os átomos de hidrogênio para produção de glicose e água. A produção de açúcares acontece através do ciclo das pentoses, ou ciclo de Calvin-Benson. O ciclo inicia-se com a fixação de seis moléculas de gás carbônico atmosférico (CO2) por meio de uma reação desse gás com seis moléculas de uma pentose (RDP- ribulose difosfato) presente permanentemente no estroma do cloroplasto. O NADPH2 cede os átomos de hidrogênio e a partir daí são produzidas 12 trioses (36 átomos de carbono). Desse total, dez trioses recompõem as seis pentoses originais (30 átomos de carbonos), que são devolvidas para o estroma (ciclo das pentoses). As duas trioses restantes formam um composto de seis carbonos (hexose), a glicose. Outro produto dessa sequência de reações é a água. O ciclo prossegue em uma série de reações químicas sequenciais nas quais é utilizada a energia obtida pela quebra do ATP. Parte das glicoses produzidas na fase escura é consumida na própria célula vegetal, por exemplo, na respiração celular. Outra porção é transportada para diferentes partes da planta que não realizam fotossíntese, podendo ser convertida em amido e armazenada temporariamente. Portanto os produtos da fase escura da fotossíntese são: glicose, NADP, H2O e ADP +Pi. Desses produtos, somente a glicose não retorna para a fase clara. O ADP +Pi, H2O e o NADP vão participar novamente de outra rodada das reações da fase clara.

Gás carbônico 6 CO2

Cloroplasto

18 ATP 12 NADPH

Fotofosforilação Fotólise de água

6 RuDP

Ciclo 12 PGAL das Pentoses 10 PCAL

Reações de claro

Reações de escuro 18 ADP + 18 P 12 NADP

6 O2

Gás Oxigênio

2 PGAL Gliceraldeído-3-fosfato

Figura 06 - Representação esquemática de um cloroplasto, mostrando à esquerda a etapa fotoquímica da fotossíntese (reações de claro); e,à direita, a etapa puramente química (reações de escuro).

Essa etapa é altamente influenciada pela temperatura e atinge um rendimento ótimo entre 30°C e 40°C. Acima desses valores, as enzimas que catalisam as reações da fase química sofrem desnaturação e o processo é comprometido.

Fotossíntese é limitada pelas condições ambientais É importante ressaltar a existência de fatores que podem favorecer ou limitar a intensidade com a qual uma célula vegetal executa a fotossíntese. Intensidade luminosa Uma vez que a luz se faz necessária na fase clara, a intensidade luminosa pode ser considerada um fator limitante da fotossíntese. Nesse sentido, uma planta colocada em ausência de luz não realiza fotossíntese, mas à medida que se aumenta a intensidade luminosa, eleva-se a taxa fotossintética. Todavia, existe uma determinada intensidade luminosa a partir da qual o processo fotossintético não aumenta mais. Esse valor de intensidade de luz é definido como ponto de saturação luminosa ou fótico.

Equação química da fase escura 6 CO2 + 12 NADPH2 + 18 ATP + 6 RDP → C6H12O6 + 6 H2O + 12 NADP + 18 ADP + 18 Pi Equação geral da fotossíntese LUZ 6 CO2 12 H2O PLANTAS C6H12O6 6 H2O 6 O2

Gráfico 02 - A relação entre a taxa de fotossíntese e a intensidade luminosa.

A15  Cloroplastos e fotossíntese

Portanto, na presença de luz e clorofila, a molécula de água se desdobra assim:

12 H2O Água

Opirus/Arte

Quando a luz promove a excitação da molécula de clorofila, um de seus elétrons adquire um nível de energia maior e é retirado de sua órbita estacionária. Quando o elétron é transferido, a clorofila adquire carga positiva, tornando-se um poderoso agente oxidante que provoca a fotólise da água (quebra da água na presença de luz). A quebra das moléculas de água fornece elétrons, prótons (íons hidrogênio, H+) e libera gás oxigênio (O2), o qual é liberado para atmosfera. Além disso, o elétron restaura a clorofila b que ficou temporariamente oxidada, e os 2H+ são captados pelo NADP formando NAPH2. Por sua vez, o NAPH2 participará da fase escura da fotossíntese, fornecendo átomos de hidrogênio para a construção da glicose.

Biologia

Temperatura f

A fotossíntese pode ser favorecida pelo aumento de temperatura nos casos em que esta está abaixo da temperatura ótima de atuação das enzimas envolvidas no processo. Contudo, o excesso de calor também é prejudicial, levando à desnaturação das enzimas e, em casos extremos, podendo até interromper as reações.

Gráfico 03 - Gráfico mostrando como a temperatura é capaz de interferir na taxa de fotossíntese.

Disponibilidade de CO2

O gás carbônico (CO2) participa de uma série de reações que ocorrem no ciclo das pentoses (fase escura) e sua concentração pode ser considerada fator limitante da fotossíntese. De modo geral, ao aumentar a concentração de CO2 verifica-se um aumento na taxa de fotossíntese, que se torna constante a partir de determinada concentração de gás carbônico. Isso pode significar, por exemplo, que houve saturação das enzimas do ciclo das pentoses. A partir desse momento, não mais ocorre incremento da taxa fotossintética em função de aumentos na concentração de CO2.

Gráfico 04 - Gráfico mostrando como a porcentagem de CO2 é capaz de interferir na taxa de fotossíntese.

Exercícios de Fixação 01. (Ufla MG) No esquema abaixo a fotossíntese está didaticamente dividida em duas etapas, separadas espacialmente no interior de cloroplastos iluminados. Note que os produtos da primeira etapa “abastecem” a segunda etapa.

d) O2, CO2, etapafotoquímica (membrana dos tilacoides), etapa bioquímica (estroma). e) CO2, O2, etapafotoquímica (estroma), etapa bioquímica (membrana dos tilacoides). 02. (Uerj RJ) Considere o texto abaixo. Polícia Federal: narcotráfico polui nascentes de rios na Amazônia. Relatório alerta para risco de desastre ambiental por conta do despejo de produtos químicos usados no refino da cocaína (...). Cerca de 2 500 espécies de peixes estão ameaçadas, segundo a Polícia Federal, por este tipo de poluição, além de milhões de variedades de vegetais, insetos e micro-organismos.

A15  Cloroplastos e fotossíntese

(O Globo, 31/08/97)

Os números representam, respectivamente: a) CO2, O2, etapa bioquímica (membrana dos tilacoides), etapa fotoquímica (estroma). b) O2, CO2, etapa bioquímica (estroma), etapa fotoquímica (membrana dos tilacoides). c) CO2, O2, etapafotoquímica (membrana dos tilacoides), etapa bioquímica (estroma).

A criação de uma camada isolante, pelo despejo de produtos químicos, forma uma barreira entre o sol e os vegetais. Essa barreira impede a fase clara da fotossíntese, em que ocorre a produção de: a) gás carbônico. b) ácido lático. c) oxigênio. d) glicose.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

03. (UEPB) “A fotossíntese é a principal fonte de matéria orgâ-

b) durante a reação da fase escura ocorre o desprendimento de oxigênio.

nica para os seres vivos, além de ser o processo responsável pelo fornecimento de oxigênio para a atmosfera”. Na fotos-

c) na fase clara ocorre a produção de ATP e NADPH2.

síntese, as plantas:

d) durante a absorção da luz, os comprimentos de onda mais

a) absorvem oxigênio, liberam gás carbônico e produzem lipídeos.

absorvidos correspondem ao azul e ao vermelho. e) na fase escura ocorre a redução do dióxido de carbono para

b) absorvem gás carbônico, liberam oxigênio e produzem proteínas. c) absorvem gás carbônico, liberam oxigênio e produzem carboidratos. d) absorvem oxigênio, liberam gás carbônico e produzem ácidos nucléicos. e) absorvem oxigênio, liberam gás carbônico e produzem carboidratos. 04. (UFPA) A fotossíntese é um processo fundamental para a vida

a formação da glicose. 08. (UEPB) A fotossíntese é o processo nutritivo fundamental dos seres vivos, ocorrendo em algas, certas bactérias e em todos os vegetais. Na fotossíntese, ocorre a produção de moléculas orgânicas a partir de gás carbônico (CO2) e água (H2O), com a utilização de energia luminosa e se realiza em duas etapas: a fase luminosa e a fase escura. Analise as alternativas abaixo, referentes a estas fases: I.

Na fase luminosa, ocorre a absorção da luz e a transfor-

II.

Na fase luminosa, também ocorre a quebra das molécu-

da maioria dos seres vivos porque a) produz moléculas de água e ATP a partir da oxidação de

mação o da energia luminosa em energia de ATP.

compostos inorgânicos.

las de água em hidrogênio e oxigênio, sendo este último

b) libera o gás carbônico que será utilizado na formação de carboidratos pelos seres heterótrofos. c) produz moléculas de água e reconstitui moléculas de hidrogênio, fornecendo elementos básicos para o metabolismo celular. d) produz moléculas de glicose, fornecendo alimento para praticamente todos os seres vivos. e) degrada moléculas orgânicas, reduzindo-as a moléculas menores e liberando o gás oxigênio. 05. (UFMT) Em relação ao cloroplasto, julgue as proposições. V-F-V-V 00. Possui vesículas membranosas em forma de disco, os tilacoides, com pigmentos para absorção de luz. 01. A redução de CO2 acontece durante a fase clara da fotos-

liberado pela planta. III.

A fase escura ocorre no tilacoide do cloroplasto e compreende a construção de glicídios a partir de moléculas de CO2 do ambiente.

Foi cometido um erro: a) Apenas no item I. b) Apenas no item II. c) Apenas no item III. d) Apenas nos itens I e II. e) Apenas nos itens II e III. 09. (Puc MG) O processo fotossintético ocorre em duas etapas: a fase clara e a fase escura. Nas angiospermas, a fotossíntese ocorre nos cloroplastos.

síntese. 02. Essa organela se origina pela evolução de um proplastídeo. 03. Um dos componentes fundamentais para que ocorra a

Membrana Externa

Membrana Interna

fotossíntese é a água, da qual se libera o oxigênio para a atmosfera. 06. (UEPB) No processo da fotossíntese várias etapas acontecem de

Granum

a) A conversão do gás carbônico em carboidratos. b) A fotofosforilação. c) A produção de moléculas de ATP.

d) A conversão da água em oxigênio.

Observando-se o esquema dado, é correto afirmar, EXCETO:

e) A produção de moléculas de ADP e fosfato.

a) A fotólise da água ocorre em 1.

07. (Furg RS) Sobre a fotossíntese, NÃO se pode afirmar que a) ocorre em duas fases, uma dependente da luz e outra independente da luz.

b) A liberação de oxigênio ocorre em 2. c) A liberação de ATP e NADPH2 ocorre em 1. d) A utilização de água e de CO2 ocorre respectivamente em 1 e 2. 29

A15  Cloroplastos e fotossíntese

forma sequencial e característica. Na etapa química ocorre:

Biologia

Exercícios Complementares 01. (Ufop MG) Quanto à fotossíntese, todas as alternativas

03. (Unirg TO) As plantas exercem um importante papel no ciclo

abaixo estão corretas, exceto:

do carbono na natureza, pois, além de retirar esse elemento

a) A redução de CO2 é uma reação endergônica que depen-

da atmosfera, reduzindo o efeito estufa, ainda o fixam como

de do consumo de ATP. b) As reações da fase clara fornecem moléculas ricas em energia para o consumo das reações da fase escura. c) A fotólise da água e a fosforilação ocorrem nas partes clorofiladas do cloroplasto. d) A perda de elétrons da H2O para o fotossistema I gera O2 e consome ATP. e) A síntese de glicose no escuro poderia ocorrer se houvesse suprimento de ATP, NADPH2 e CO2.

matéria orgânica, base para a manutenção da vida através da produtividade primária. Nesse contexto, a participação do cloroplasto é essencial na transformação do carbono atmosférico em matéria orgânica, bem como na conversão de energia luminosa em energia química. A respeito dos cloroplastos, analise as proposições a seguir: I.

São organelas que apresentam dupla membrana, in-

II.

Existem em todas as células de uma planta, promo-

terna e externa. vendo a síntese de substâncias orgânicas tão necessá-

02. (UFSC) As clorofilas são os pigmentos dos vegetais que ab-

rias à manutenção do metabolismo.

sorvem energia luminosa usada na fotossíntese. Quanto maior a taxa de absorção de energia luminosa, mais ativo

III.

No período noturno, quando não existe luz, realizam a etapa de glicólise para a síntese de energia.

será o processo fotossintético. IV.

Possuem enzimas para a fixação do carbono que ocorre no estroma (matriz fluida), por meio do ciclo de Calvin.

Em relação às proposições analisadas, assinale a única alternativa cujas afirmações sejam verdadeiras. a) I e II. b) II e III. c) III e IV. d) I e IV. 04. (UFJF MG) Os açúcares são produzidos na etapa bioquímica da fotossíntese. Essa etapa precisa dos seguintes produtos formados na etapa fotoquímica: Com o auxílio do gráfico, assinale a(s) proposição(ões) COR-

a) CO2 e H2O.

RETA(S). V-F-F-V-V

b) ATP e NADPH2.

01. Quando iluminadas por luz vermelha e/ou azul, a fotos-

c) FAD e H2S.

síntese é mais intensa. 02. Por serem verdes, a melhor luz para as plantas é justamente a verde. 04. Os dois tipos de pigmentos clorofilianos respondem de modo igual a todos os comprimentos de ondas. A15  Cloroplastos e fotossíntese

08. Os comprimentos de onda intermediários, apresenta-

05. (Escs DF) Na fotossíntese, com a fotólise da água que ocorre nos cloroplastos, formam-se duas substâncias indispensáveis para a síntese da glicose que também ocorre nessas organelas.

dos no gráfico, são os que menos ativam o processo de

Essas substâncias são

fotossíntese.

a) NADPH e CO2.

16. Para estudar o desenvolvimento de uma planta, fazen-

d) O2 e NO2.

b) ATP e CO2.

do observações eventuais como se a mesma estivesse

c) ATP e NADPH.

no escuro, devemos iluminá-la com fontes luminosas de

d) NADPH e O2.

comprimento de onda em torno de 550 mµ.

e) O2 e ATP.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

06. (UFPE) As plantas possuem a capacidade de gerar energia, a

08. (UFRJ) A figura A a seguir mostra uma balança de dois

partir da luz solar, associada à absorção de alguns elementos

pratos: o prato 1 contém pesos padronizados e o prato 2

químicos. Elas captam energia através de várias reações bio-

sustenta um vaso com terra que contém um broto de uma

químicas.

planta. No decorrer de algumas semanas, a planta cresceu

Com relação a este assunto, podemos afirmar que: V-V-V-V-F

e passou a apresentar um peso maior que o inicial, como

00. Na natureza, ocorrem várias reações de transformação em que os reagentes têm menos energia que os produtos. São

indicado na figura B.

as chamadas reações endergônicas, como a fotossíntese. 01. A fotossíntese compreende várias reações que são desenvolvidas em duas fases: a fotoquímica, que necessita de luz e ocorre nos tilacoides, e a química, que ocorre no escuro, no estroma dos cloroplastos. 02. Na etapa fotoquímica da fotossíntese, ocorrem a fotólise da água com a liberação do oxigênio para a atmosfera, e a 03. Na etapa fotoquímica da fotossíntese, ocorre a formação de ATP, a partir da fotofosforilação do ADP, com a participação da clorofila. 04. O NADP e o gás oxigênio, produzidos na etapa fotoquímica, são indispensáveis para a transformação de gás carbônico em glicose. 07. (Unifesp SP) O jornal Folha de S.Paulo (28/07/2004) noticiou que o aumento do dióxido de carbono (CO2) atmosférico pode induzir árvores da Amazônia a crescerem mais rapidamente. O aumento do CO2 é global e, no entanto, o fenômeno é verificado na Amazônia e não nas florestas temperadas da Europa. Para explicar tal fenômeno, quatro afirmações foram feitas. I.

O aumento do CO2 promove aquecimento, porém bloqueia parte dos raios solares que chegam ao solo. Esse bloqueio, associado às noites mais longas, faz com que as florestas temperadas sejam menos eficientes na fotossíntese.

II.

III.

As florestas temperadas estão sujeitas a um inverno mais

permaneceu a mesma e não foram acrescentados fertilizantes. No momento indicado na figura B, as condições de umidade da terra eram as mesmas que as da figura A. Identifique as substâncias que foram utilizadas pela planta na produção da massa adicional por ela adquirida. Justifique sua resposta.

CO2 e H2O. A planta realizou fotossíntese e armazenou matéria orgânica, crescendo e aumentando seu peso.

09. (UFMS) As proposições, a seguir apresentadas, referem-se ao processo de fotossíntese nos vegetais. Assinale a(s) proposição(ões) correta(s): 41 01. A velocidade da fotossíntese é máxima numa faixa de 30 °C a 40 °C. Em temperaturas muito baixas, a taxa de fotossíntese é pequena porque as enzimas estão pouca ativas. 02. A velocidade da fotossíntese é baixa quando a disponibilidade de CO2 é alta. 04. Aumentando a intensidade luminosa, observa-se uma diminuição na velocidade fotossintetizante.

longo e, portanto, a menor quantidade de luz. Como as

08. À medida que aumenta a concentração de CO2, aumenta

plantas fazem fotossíntese de dia e respiram à noite, a

a velocidade de fotossíntese, mas até certo ponto. Isso

taxa de respiração é maior que a de fotossíntese.

ocorre porque a planta encontra-se saturada de CO2 e um

A maior quantidade de CO2 disponível, associada às altas

aumento na quantidade desse gás não interferirá na velo-

temperaturas presentes na Amazônia, permite uma elevação da taxa fotossintética, o que promove maior cresciIV.

Nesse período, a planta foi regada, mas a quantidade de terra

cidade do processo. 16. A fotossíntese é basicamente processada em duas etapas:

mento das plantas.

a etapa luminosa e a etapa escura. Ambas são realizadas

As temperaturas mais baixas, a menor biomassa por área

tanto na presença quanto na ausência de luz.

e a menor incidência de luz nas florestas temperadas fa-

32. A fase clara da fotossíntese ocorre no nível dos grana no

zem com que, ali, o fenômeno seja menos evidente que

cloroplasto e a fase escura no estroma do cloroplasto.

na Amazônia. Entre as quatro afirmações apresentadas, estão corretas somente a) I e II. b) I e III. c) II e III. d) II e IV. e) III e IV. 31

A15  Cloroplastos e fotossíntese

transferência de hidrogênio para o NADP.

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO A16

ASSUNTOS ABORDADOS nn Quimiossíntese e fotorredução nn A importância da quimiossíntese nn Hipótese autotrófica nn Fotorredução (Fotossíntese bacteriana)

QUIMIOSSÍNTESE E FOTORREDUÇÃO Nesta aula, estudaremos processos alternativos de obtenção de energia. Até agora, vimos a respiração e fermentação como modalidades de respiração a partir do consumo de glicose, e a fotossíntese, como processo de geração de glicose que ocorre em uma grande diversidade de organismos. Diferentes desses processos, a quimiossíntese e a fotorredução são fenômenos biológicos restritos a bactérias autotróficas, que vivem em condições adversas, altas profundidades, sem luminosidade e locais onde as cadeias alimentares são escassas pela baixa biodiversidade (condições estas que reportam às da Terra primitiva).

A importância da quimiossíntese A quimiossíntese se assemelha à fotossíntese, uma vez que, em ambos os processos, ocorre a síntese de moléculas energéticas (glicose) para a célula, mas eles diferem quanto à natureza da energia que é utilizada para a produção dessas moléculas. Enquanto a fotossíntese utiliza energia luminosa, a quimiossíntese utiliza a energia liberada em reações químicas. Certas espécies de bactérias e de arqueas (chamadas antigamente de arqueobactérias) são autótrofas e são os únicos seres capazes de produzir substâncias orgânicas por meio da quimiossíntese. Esses seres obtêm energia a partir de elétrons liberados em reações de oxidação de compostos inorgânicos (amônia, nitrito etc.). Assim, a energia excedente desses elétrons é utilizada para a síntese da glicose. Nesse processo, há a liberação de gás oxigênio, como ilustra o esquema a seguir:

Os seres quimiossintetizantes conseguem viver em ambientes desprovidos de luz e de matéria orgânica, uma vez que a energia necessária ao seu desenvolvimento é obtida de oxidações inorgânicas. As bactérias quimiossintetizantes Destacam-se na natureza os seguintes compostos orgânicos, utilizados pelas bactérias quimiossintetizantes: o ferro (Fe), o ácido sulfídrico (H2S), o íon amônio (NH4+) e o nitrito (NO2-). As nitrobactérias e as nitrosomonas fixam compostos nitrogenados e são de vital importância na reciclagem do elemento nitrogênio na Terra, participando do seu ciclo. As nitrobactérias oxidam o nitrito transformando-o em nitrato (NO3-) e as nitrosomonas obtêm energia por meio da oxidação do íon amônio, transformando-o em nitrito. 32

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

SAIBA MAIS VIDA EM LOCAIS INÓSPITOS Em 1977, cientistas descobriram animais (anêmonas, mariscos, caranguejos e uma espécie de verme) que podiam atingir mais de dois metros de comprimento, em uma região onde não há nenhum vestígio de luminosidade. Como todos esses animais estavam próximos a fontes hidrotermais (água quente com gás sulfídrico dissolvido), os cientistas concluíram que esse gás era oxidado por bactérias quimiossintetizantes que o transformam em enxofre. Dessa forma, ao conseguir energia para produzir matéria orgânica, esse tipo de bactéria constituía a base da cadeia alimentar servindo como alimento para os seres heterotróficos que habitam as profundezas, dando chance para que aquela comunidade existisse.

Hipótese autotrófica Atualmente, a hipótese autotrófica mais aceita sobre o modo de nutrição dos primeiros seres vivos é muito discutida. De acordo com ela, os primeiros seres vivos eram quimioautotróficos e fermentadores e só depois apareceram os fotossintetizantes. Quando foram descobertas as chamadas fontes termais submarinas, locais de onde emanam gases quentes e sulfurosos que saem de aberturas no assoalho marinho, levantou-se a possibilidade de que a vida teria surgido nesse tipo de ambiente e de que a glicose para o metabolismo dos primeiros seres vivos viria da quimiossíntese.

Fotorredução (Fotossíntese bacteriana) Quando pensamos em fotossíntese, logo lembramos que um dos seus produtos é o oxigênio, certo? Afinal, sem o processo fotossintético, o oxigênio não completaria seu ciclo, voltando para a atmosfera, e nós e os outros seres aeróbios morreríamos sufocados. Porém, em algumas espécies de bactérias autótrofas pode ocorrer o processo fotossintético de forma um pouco diferente da fotossíntese que ocorre em plantas. Esse processo diferenciado de fotossíntese ocorre em bactérias extremófilas (que vivem em condições extremas, em que outros seres vivos não sobreviveriam), como as bactérias verdes sulfurosas e as púrpuras. Durante essa fotossíntese, tais bactérias não utilizam água, mas sim gás sulfídrico (H2S), liberando enxofre em vez de oxigênio. Lembre-se de que durante a fotossíntese comum, o oxigênio gasoso liberado na fase clara é proveniente da fotólise da água. Nesse caso, como a água não é utilizada como reagente dessa reação de fotossíntese, não será liberado oxigênio. Essas bactérias possuem pigmentos especiais e são chamados de bacterioclorofilas, os quais têm composição diferente da clorofila das plantas. Veja a seguir a equação da quimiossíntese, da fotorredução: LUZ 6 CO + 12 H2 S → C6H12O6 + 6 H2O + 12 S Infravermelha

O primeiro pesquisador a propor essa teoria foi Cornelius Van Niel, na década de 1930, quando estudava bactérias fotossintetizantes. Ele verificou que as bactérias vermelhas sulfurosas realizavam uma forma particular de fotossíntese em que não havia necessidade de água nem formação de oxigênio. Essas bactérias usam gás carbônico e sulfeto de hidrogênio (H2S) e produzem carboidrato e enxofre.

Os cientistas defendem essa teoria com o argumento de que na Terra primitiva não havia alimento, e por essa razão, os primeiros seres não poderiam ser heterotróficos. Eles defendem também que os seres vivos surgiram em locais mais protegidos, como o assoalho dos mares primitivos, já que a superfície terrestre era muito instável.

Fonte: Wikimedia commons

Alguns cientistas acreditam que os primeiros seres vivos foram bactérias quimiossintetizantes e, segundo essa hipótese, toda a vida que conhecemos descende desse tipo de bactéria, que devia ser autotrófica. Os que argumentam a favor dessa hipótese baseiam-se em evidências que sugerem abundância de sulfeto de hidrogênio (gás sulfídrico, H2S) e compostos de ferro na Terra primitiva.

Figura 01 - Bactéria verde sulfurosa Chlorobium tepidum. Essa bactéria realiza fotossíntese e é uma bactéria termófila.

A16  Quimiossíntese e fotorredução

As sulfobactérias podem ser encontradas em fontes termais e nas profundezas oceânicas (preferencialmente em locais próximos a fontes termais). Elas oxidam o ácido sulfídrico a enxofre livre. Um exemplo são as Thiobacillus, que além de produzir matéria orgânica (em um ambiente que é pobre) tais bactérias servem de alimento para outros organismos. As ferrobactérias oxidam o óxido ferroso a óxido férrico (Fe2O3), e são comuns em águas ácidas de minas e jazidas de ferro.

Biologia

Exercícios de Fixação 01. As bactérias quimiossintetizantes são capazes de viver em ambientes sem luz e sem matéria orgânica. Isso é possível porque: a) as bactérias quimiossintetizantes utilizam apenas glicose dos alimentos para produzir energia. b) as bactérias quimiossintetizantes realizam a oxidação de substâncias inorgânicas para obter energia. c) as bactérias quimiossintetizantes utilizam apenas água e gás carbônico para produzir energia. d) as bactérias quimiossintetizantes utilizam gás carbônico e glicose para produzir energia. 02. Quando falamos em organismos autotróficos, logo imaginamos o processo de fotossíntese. Entretanto, não podemos esquecer que o processo de quimiossíntese também se relaciona com a nutrição autotrófica. Marque a alternativa que indica um grupo de organismos que possui representantes capazes de realizar a quimiossíntese. a) Algas d) Fungos b) Protozoários e) Plantas c) Bactérias 03. Analise as alternativas a seguir e marque aquela que melhor define o processo de quimiossíntese. a) A quimiossíntese é um processo em que há a produção de matéria orgânica a partir da energia luminosa. b) A quimiossíntese é um processo em que o ser vivo retira energia armazenada nos alimentos. c) A quimiossíntese é um processo anaeróbico em que a glicose dos alimentos é quebrada de modo a oferecer energia para determinado organismo. d) A quimiossíntese é um processo em que são produzidas moléculas de álcool etílico. e) A quimiossíntese é um processo em que energia é produzida a partir de reações oxidativas de substâncias inorgânicas simples. 04. As nitrobactérias realizam quimiossíntese e, durante o processo, são responsáveis pela oxidação de: a) sulfetos. d) amônia. b) sulfitos. e) óxidos. c) nitritos. A16  Quimiossíntese e fotorredução

05. Analise as equações a seguir e marque a alternativa que indica corretamente a forma de obtenção de energia por organismos quimiossintetizantes. a) substâncias inorgânicas + CO2 → substância inorgânica + energia. b) substância orgânica + CO2 → substância orgânica + energia. c) substâncias inorgânicas + O2 → substância inorgânica + energia. d) substância orgânica + O2 → substância orgânica + energia.

06. (UEPB) A fotossíntese ou “fotorredução” realizada pelas bactérias, difere da fotossíntese realizada pelos vegetais porque essas a) não usam H2O e sim H2S, não havendo liberação de oxigênio livre. b) podem usar H2O e H2S, não havendo liberação de oxigênio livre. c) não usam H2O e sim H2S, havendo liberação de oxigênio livre e hidrogênio. d) usam O2 e não CO2 como fonte de oxigênio e H2O como fonte de hidrogênio. e) usam apenas H2O e energia luminosa liberando oxigênio livre. 07. (Uerj RJ) Em 1977, cientistas a bordo do submarino de pesquisa Alvin foram os primeiros a identificar, no oceano Pacífico, comunidades abissais vivendo em profundidades superiores a 2,5 km, formadas por grande número de seres, alguns, inclusive, de grande porte. Essas comunidades se desenvolvem em torno de fontes termais submersas, constituídas por fendas do crosta terrestre que liberam gases, onde a água do mar penetra e é aquecida. A formação de matéria orgânica que mantém essas comunidades está associada ao processo de: a) fotossíntese realizada por algas. b) quimiossíntese de bactérias autotróficas. c) síntese abiótica com uso de energia térmica. d) sedimentação de excretas de seres da superfície. 08. (Unificafo RJ) O esquema abaixo representa um tipo de processo energético utilizado por alguns seres vivos na natureza.

Esse processo é: Gabarito questão 09 A fotossíntese é a transformação de energia luminoa) fotossíntese. sa em matéria orgânica a partir de uma reação de gás b) quimiossíntese. carbônico mais água, que reage com a energia solar nos cloroplastos, formando a glicose e liberando água c) fermentação. e oxigênio. O processo da quimiossíntese é semelhante ao da fotossíntese, porém a energia utilizada na reação d) respiração. não vem da luz, mas sim de reações químicas, como a e) putrefação. oxidação de substância inorgânicas. Ou seja, a energia utilizada na reação é química.

09. Diferencie fotossíntese de quimiossíntese. 10. Cite um exemplo de bactérias que realizam quimiossíntese e explique a sua importância para o meio ambiente. Um exemplo prático da quimiossíntese são as bactérias quimiossintetizantes Nitrossomonas. Essas bactérias oxidam a amônia, que é obtida da decomposição da matéria orgânica morta. A amônia é oxidada e se converte em ácido nitroso (ou nitrito) e água. Essa oxidação libera energia, que é utilizada na conversão de CO2 e H2O em carboidratos.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Exercícios Complementares

02. (Unifor CE) Considere as duas listas abaixo. I. fotossíntese. II. fermentação. III. quimiossíntese. a. b.

liberação de energia por meio de degradação de moléculas orgânicas. absorção de energia para a síntese de moléculas orgânicas.

A associação correta entre os elementos das duas listas é: a) I a – II a – III b. b) I a – II b – III a. c) I b – II a – III a. d) I b – II a – III b. e) I b – II b – III a. 03. (Ufpel RS) Durante o processo de quimiossíntese, alguns micro-organismos, que têm seu habitat no solo, por meiode reações químicas de oxidação, a partir de substâncias inorgânicas, geram energia que é utilizada na formação de compostos orgânicos. Dentre esses micro-organismos, os principais exemplos são as bactérias conhecidas como nitrobactérias ou bactérias nitrificantes, as quais têm grande importância ecológica, pois atuam no ciclo do nitrogênio.

(LIMHARES, S. & GEWANDSZNAJDER, F., 2005).

Considerando a figura, a explicação correta para a sequência de etapas A-B-C é que: a) As bactérias do gênero Nitrobacter transformam o gás amônia (NH4+) em nitrito (NO3–) que, posteriormente, é transformado em nitrato (NO2–) por bactérias do gênero Nitrosomonas. b) As plantas (organismos produtores) utilizam o processo de fotossíntese para a transformação de anidrido carbônico (CO) em oxigênio (O2) e de gás amônia (NH4+) em nitrato (NO3–). c) O gás amônia (NH3), molécula plana que apresenta caráter ácido, é transformado em nitrato (NO2–) por bactérias do gênero Rhizobium, que, posteriormente, é transformado em nitrito (NO3–) por bactérias do gênero Nitrobacter. d) Na transformação do ânion nitrito (NO2–) em nitrato (NO3–), o número de oxidação do nitrogênio não varia, sendo que essa transformação é realizada por micro-organismos dos gêneros Nitrosomonas e Rhizobium. e) As bactérias do gênero Nitrosomonas transformam o cátion amônio (NH4+) em nitrito (NO2–) que, posteriormente, é transformado em nitrato (NO3–) por bactérias do gênero Nitrobacter. 04. (Ufac AC) Considere as afirmações seguintes sobre processos fisiológicos nos vegetais. I. A energia luminosa é armazenada quimicamente, a partirda redução de compostos orgânicos. II. Os compostos reduzidos são oxidados, liberando energia para geração de trabalho nas células. É correto afirmar que: a) I corresponde à fotossíntese e II, à fermentação, ocorrendo ambos em uma mesma célula, porém, em momentos diferentes. b) I corresponde à fotossíntese e II, à respiração, ambos podendo ocorrer em uma mesma célula. c) I corresponde à fotossíntese e II, à quimiossíntese, as quais não ocorrem em uma mesma célula. d) I corresponde à quimiossíntese e II, à respiração, as quais não ocorrem em uma mesma célula. e) I corresponde à fotossíntese e II, à quimiossíntese, ambos ocorrendo em uma mesma célula, porém, em momentos diferentes.

A16  Quimiossíntese e fotorredução

01. (Udesc) Quimiossíntese é a produção de matéria orgânica, realizada a partir de substâncias minerais simples, usando energia química e é a) realizada por todos os vegetais. b) realizada somente pelos animais. c) realizada pelos vírus. d) realizada por todos os animais e alguns vegetais. e) realizada por pequeno número de bactérias autotróficas.

05. (Escs DF) Nos pontos de encontro entre duas ou mais placas tectônicas localizadas em regiões oceânicas profundas, podem existir as chamadas fontes hidrotermais. Nessas fontes, água rica em enxofre jorra a temperaturas que podem alcançar desde 60 °C até 450 °C. Embora não haja chegada de luz solar, ecossistemas bastante diversificados têm sido descritos no entorno dessas fontes. Sobre esses ecossistemas é correto afirmar que

Biologia

a) os produtores das fontes hidrotermais utilizam a quimiossíntese para a produção de ATP e parte da matéria orgânica provém da decomposição de organismos pelágicos. b) os produtores da região fótica realizam fotossíntese na superfície e se dirigem maciçamente às regiões profundas durante a noite, sendo consumidos pelos predadores existentes nas fontes. c) os produtores da região fótica realizam fotossíntese na superfície e se dirigem maciçamente às regiões profundas durante o dia, sendo consumidos pelos predadores existentes nas fontes. d) não existem produtores; matéria orgânica e energia são continuamente recicladas entre os consumidores e decompositores existentes. e) os produtores das fontes hidrotermais utilizam o calor como fonte de energia para a produção de ATP. 06. (Enem MEC) Certas espécies de algas são capazes de absorver rapidamente compostos inorgânicos presentes na água, acumulando-os durante seu crescimento. Essa capacidade fez com que se pensasse em usá-las como biofiltros para a limpeza de ambientes aquáticos contaminados, removendo, por exemplo, nitrogênio e fósforo de resíduos orgânicos e metais pesados provenientes de rejeitos industriais lançados nas águas. Na técnica do cultivo integrado, animais e algas crescem de forma associada, promovendo um maior equilíbrio ecológico. SORIANO, E. M. Filtros vivos para limpar a água. Revista Ciência Hoje.V. 37, n° 219, 2005 (adaptado).

A16  Quimiossíntese e fotorredução

A utilização da técnica do cultivo integrado de animais e algas representa uma proposta favorável a um ecossistema mais equilibrado porque a) os animais eliminam metais pesados, que são usados pelas algas para a síntese de biomassa. b) os animais fornecem excretas orgânicos nitrogenados, que são transformados em gás carbônico pelas algas. c) as algas usam os resíduos nitrogenados liberados pelos animais e eliminam gás carbônico na fotossíntese, usado na respiração aeróbica. d) as algas usam os resíduos nitrogenados provenientes do metabolismo dos animais e, durante a síntese de compostos orgânicos, liberam oxigênio para o ambiente. e) as algas aproveitam os resíduos do metabolismo dos animais e, durante a quimiossíntese de compostos orgânicos, liberam oxigênio para o ambiente. 07. (Uneb BA) Grande parte da poeira aérea da África pega carona em ventos que sopram para o Atlântico por 6 400 km, na direção oeste. Segundo uma estimativa, cerca de 40 milhões de toneladas de poeira carregadas de minerais essenciais à vida cobrem a Floresta Amazônica todos os anos. Assim que está na atmosfera, a poeira, que pode não ter sido significativa por milênios, de repente começa a afetar o clima. Absorve a radiação solar, inclusive um pouco a que é refletida da Terra, aquecendo a atmosfera. E reflete outra parte da radiação de volta para o espaço, provocando um efeito de resfriamento. A proporção da 36

radiação absorvida ou refletida depende da composição química, mineralógica e do tamanho de partículas, além do comprimento da onda de luz. Na maior parte, a poeira tem propensão de refletir radiação de ondas curtas do espaço e absorver radiação de ondas longas refletidas pela superfície terrestre. Se as partículas se misturam com fuligem, vão absorver ainda mais calor.Como se deslocam para o oeste, muitas partículas de poeira caem no Atlântico, onde exercem uma função reguladora de clima, diferentemente do que ocorre na atmosfera, mas também têm um efeito de resfriamento: fornecem compostos de ferro, que estimulam o crescimento de fitoplâncton, que consome dióxido de carbono, morre e leva esse carbono até as profundezas do mar escuro. Lá o carbono permanece isolado da atmosfera durante séculos. (BARTHOLET, 2012, p. 47-51). BARTHOLET, Jeffrey. Poeira da África até a Amazônia. Scientific American Brasil. São Paulo: Duetto, ano 10, n. 118, 2012.

O crescimento do fitoplâncton a partir de compostos de ferro fornecidos pelas partículas de poeira que caem no Atlântico envolve a captação de carbono presente nos oceanos. A respeito desse processo de fixação, é correto afirmar que: 01 01. A fotossíntese fixa carbono ao reduzir quimicamente moléculas de CO2 em matéria orgânica presente no corpo dos organismos fitoplanctônicos. 02. A difusão dos raios solares nos oceanos permite fixar carbono nas profundezas do mar escuro a partir de processos fotoautótrofos geradores de energia química. 03. A quimiossíntese, realizada pelos seres microscópicos das zonas abissais, possui importante papel regulador do clima, ao utilizar a energia geotérmica, durante a fixação de carbono por processos fotoautótrofos. 04. O oxigênio desprendido durante a fotossíntese das bactérias reage com compostos de ferro presentes nas partículas de poeira, criando moléculas instáveis responsáveis pela fixação do carbono nas zonas profundas do mar escuro. 05. O sequestro de carbono da atmosfera favorece a regulagem do clima com um resfriamento da temperatura global porque retira e converte a energia térmica da atmosfera em energia química presente no interior de moléculas orgânicas. 08. (Uem PR) Na diversidade de vida existente na Terra, muitos organismos são autotróficos, ou seja, são organismos que sintetizam seu próprio alimento a partir de uma fonte não orgânica de energia. Sobre esses organismos, assinale o que for correto. 06 01. Todos os grupos de bactérias oxidam compostos de ferro, de enxofre e de nitrogênio, a partir de um processo denominado quimiossíntese. 02. Cianobactérias são organismos procariontes que possuem clorofila a, pigmento presente em todos os eucariontes fotossintetizadores. 04. Fotossíntese bacteriana ou fotorredução é o processo de produção de substâncias orgânicas realizado pelas bactérias verdes e púrpuras que possuem um pigmento, a bacterioclorofila.

FRENTE

BIOLOGIA

Exercícios de Aprofundamento 01. (Uncisal AL) As mitocôndrias normalmente são descritas como cilindros rígidos e alongados, com um diâmetro de 0,5 a 1 m m, assemelhando-se a bactérias. As microfilmagens de células viva, entretanto, mostram que as mitocôndrias são organelas notoriamente móveis e plásticas. Grande progresso para o entendimento das especializações funcionais e estruturais desta organela ocorreu com a possibilidade de purificar os diferentes componentes e compartimentos mitocondriais. No fígado, por exemplo, foi observado que cerca de 70% das proteínas mitocondriais estão localizadas na matriz, 21% na membrana interna, 6% na membrana externa e 6% no espaço intermembranar. As sentenças abaixo descrevem características de alguns desses componentes e compartimentos mitocondriais. I. Contém uma mistura altamente concentrada de centenas de enzimas, incluindo aquelas necessárias à oxidação do piruvato e dos ácidos graxos e ao ciclo do ácido cítrico. Contém também várias cópias do DNA mitocondrial. II. Contém proteínas que conduzem as reações de oxidação da cadeia respiratória. III. Contém uma grande proteína formadora de canais (porina). Outras proteínas existentes nesse componente incluem as enzimas envolvidas na síntese de lipídeos mitocondriais. IV. É quimicamente equivalente ao citosol com respeito às pequenas moléculas que esse contém. Qual a sequência correta dos componentes/compartimentos descritos nas sentenças? a) I – matriz mitocondrial, II – membrana externa, III – membrana interna, IV – espaço intermembranar. b) I – espaço intermembranar, II – matriz mitocondrial, III – membrana externa, IV – membrana interna. c) I – matriz mitocondrial, II – membrana interna, III – membrana externa, IV – espaço intermembranar. d) I – espaço intermembranar, II – membrana interna, III – membrana externa, IV – matriz mitocondrial. e) I – membrana externa, II – espaço intermembranar, III – membrana interna, IV matriz mitocondrial. 02. (Enem MEC) Para a identificação de um rapaz vítima de acidente, fragmentos de tecidos foram retirados e submetidos à extração de DNA nuclear, para comparação com o DNA disponível dos possíveis familiares (pai, avô materno, avó materna, filho e filha). Como o teste com o DNA nuclear não foi conclusivo, os peritos optaram por usar também DNA mitocondrial, para dirimir dúvidas. Para identificar o corpo, os peritos devem verificar se há homologia entre o DNA mitocondrial do rapaz e o DNA mitocondrial do(a) a) pai. d) avó materna. b) filho. e) avô materno. c) filha.

03. (UEFS BA)

A figura ilustra um esquema de uma região da mitocôndria, mostrando os complexos moleculares integrantes da cadeia transportadora de elétrons. A respeito do processo representado, é correto afirmar que: a) O complexo IV, citocromo C oxidase, é especificamente potencializado pelo cianeto que se liga à forma férrica do citocromo. b) A maior parte do NADH é produzida no citosol durante a transformação do ácido pirúvico em acetilCoA, que migra para o interior da mitocôndria, na fosforilação oxidativa. c) Quatro grandes complexos de proteínas dispostos em sequência na membrana interna da mitocôndria participam na condução dos elétrons do NADH e do FADH2 até o gás oxigênio. d) Um par de elétrons de alta energia do NADH é transferido para o primeiro aceptor da cadeia respiratória, fazendo com que esses elétrons percam energia, repentinamente, até seu último aceptor. e) O rendimento máximo da respiração celular obtido de uma molécula de glicose, assim que conclui a passagem dos elétrons com alta energia pela cadeia respiratória, corresponde a 26 ATP. 04. (UFF RJ) Mediu-se, em diferentes instantes e na presença de nutrientes adequados, a concentração de oxigênio no citoplasma e no interior da mitocôndria de uma célula estritamente aeróbica. No instante T, adicionou-se uma substância S ao sistema. Os resultados observados na experiência descrita estão representados no gráfico ao lado. A variação do nível do ATP intracelular nesta experiência está representada pelo gráfico:

mitocôndria

Biologia Gabarito questão 05 a) O aumento da disponibilidade de oxigênio aumenta a possibilidade de ocorrer transporte de elétrons na cadeia respiratória e, consequentemente, aumenta a síntese de ATP, molécula fundamental para a contração muscular.

maior de energia para manter a temperatura corporal por volta de 36 e 37 graus. Considerando o exposto acima, pode-se afirmar corretamente que a) após 3h de exercícios, dependendo do estado físico da pessoa, uma dançarina de dança do ventre não sofrerá com acidose láctea, presente no sistema muscular, após realizar respiração anaeróbica. b) após 3h de exercícios, dependendo do estado físico da pessoa, uma dançarina de dança do ventre não sofrerá com acidose láctea, presente no sistema muscular, após realizar respiração aeróbica. c) após 3h de exercícios, independentemente do estado físico da pessoa, uma dançarina de dança do ventre sofrerá com acidose láctea, presente no sistema muscular, após realizar respiração anaeróbica. d) após 3h de exercícios, independentemente do estado físico da pessoa, uma dançarina de dança do ventre não será acometida de acidose láctea, presente no sistema muscular, após realizar respiração aeróbica. e) após 3h de exercícios, dependendo do estado físico da pessoa, uma dançarina de dança do ventre poderá sofrer com acidose láctea, presente no sistema muscular após realizar respiração anaeróbica. 07. (UEPB) As equações listadas abaixo (I) representam o metabolismo energético celular que envolve tanto processos de síntese quanto de liberação de energia, como também os processos 05. (UFJF MG) Com a realização de grandes eventos esportivos, como copa do mundo e olimpíadas, a preocupação com o

(II) e representantes (III) que os realizam. I:

(2) NO2– (nitrito) + O2 → NO3– (nitrato) + Energia.

doping de atletas aumenta. Uma das formas mais comuns de

(3) C6H12O6 + 6 O2 + 36 ADP → 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP.

doping é a utilização de drogas que aumentam a capacidade

(4) C6H12O6 + 4 NO3 → 6 CO2 + 6 H2O + 2 N2 + energia.

de transporte de oxigênio do organismo. Sobre os processos celulares relacionados ao doping, responda: a) Qual é a relação entre o aumento da capacidade atlética do

(5) C6H12O6 → 3 C3H6O3 + 2 ATP. II:

(3) Fotossíntese.

b) Em qual organela celular é consumida a maior parte desse

(4) Quimiossíntese.

oxigênio e qual é o principal papel desse gás nessa organela?

(5) Respiração anaeróbica.

c) Qual é a consequência sobre a produção de energia e a

FRENTE A  Exercícios de Aprofundamento

III:

(1) Nitrobacter.

a formação de poros para prótons nas membranas dessas

(2) Mitocôndrias.

organelas? Justifique.

(3) Cianobactérias.

06. (UEPB) A dança representa um dos importantes meios de liberação de energia corporal. Surgiu pela necessidade do homem extravasar suas emoções. No contexto histórico, servia antigamente como meio de comunicação, sendo, portanto, a mais antiga das artes, e talvez a mais completa também. Como atividade aeróbica, em 1 hora de dança do ventre, por exemplo, uma pessoa bem condicionada fisicamente, com 58 kg, pode perder 334,95 kcal. Notar que durante o inverno a perda calórica pode ser maior, pois o organismo despende quantidade 38

(1) Respiração aeróbica. (2) Fermentação.

esportista e o aumento do transporte de oxigênio?

capacidade atlética da utilização de drogas que provocam

(1) 12 H2O + 6 CO2 → 6 O2 + C6H12O6 + 6 H2O.

(4) Lactococcus lactis. (5) Pseudomonas denitrificans. A relação entre a equação, seu processo e a representante está correta na sequência a) 5, 4, 1. b) 2, 4, 2. c) 3, 3, 4. d) 4, 5, 1. e) 1, 3, 3.

Gabarito questão 05 b) O oxigênio é consumido principalmente nas mitocôndrias, onde age como aceptor final de elétrons no processo de transporte de elétrons da fosforilação oxidativa. c) Diminui a síntese de ATP e, consequentemente, a capacidade atlética do indivíduo. A formação de poros para prótons fará com que menos prótons passem pela enzima ATP sintetase (ou sintase), provocando redução da síntese de ATP.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias c) Porque a 80 °C, as bactérias responsáveis pela fermentação do leite podem morrer ou, caso sobrevivam, estarão em uma temperatura muito distante da temperatura considerada ótima para seu funcionamento.

08. (UFC CE) Para a produção de iogurte caseiro, uma cozinheira esquentava o leite a aproximadamente 40 °C e adicionava meio copo de iogurte. Depois disso, mantinha essa mistura nessa temperatura por aproximadamente quatro horas. Com base nessas informações, responda ao que se pede a seguir. a) Quais micro-organismos são responsáveis pela produção do iogurte? Bactérias. b) Que tipo de processo é realizado pelos micro-organismos para que o leite se torne iogurte? Fermentação lática. c) Por que não haveria a formação de iogurte se a mistura fosse mantida a 80 °C? d) Por que não haveria a formação de iogurte se, ao invés de adicionar iogurte, a cozinheira tivesse adicionado fermento biológico? Porque o fermento biológico é constituído por um

11. (Fuvest SP) Mediu-se a taxa de fotossíntese em plantas submetidas a diferentes condições de temperatura e de luz. Foram utilizadas duas intensidades luminosas: uma baixa, próxima ao ponto de compensação fótico (representada nos gráficos por linha interrompida) e outra alta, bem acima do ponto de compensação fótico (representada nos gráficos por linha contínua). Qual dos gráficos representa melhor os resultados obtidos?

fungo que não realiza fermentação lática.

09. (Unicid SP) A TABELA 1 refere-se a processos metabólicos por meio dos quais as células utilizam glicose para obter energia. TABELA 1 – Produção de ATP, de NADH e de FADH2 em etapas do metabolismo energético celular em que o substrato é a glicose. ETAPAS

ATP

NADH*

FADH2**

Glicólise

Oxidação do ácido pirúvico

Ciclo de Krebs

* Na cadeia respiratória, cada molécula de NADH origina cerca de 3 moléculas de ATP. ** Na cadeia respiratória, cada molécula de FADH2 origina cerca de 2 moléculas de ATP.

c) lactato ou Ácido láctico.

10. (Ufu MG) Sob idênticas condições experimentais, cultivaram-se dois tipos diferentes de micro-organismos em tubos separados (1 e 2). Em cada tubo foram adicionados glicose e oxigênio. Após a total degradação da glicose, no tubo 1, detectou-se a produção de ATP, CO2 e H2O. No tubo 2, detectaram-se apenas ATP e um outro composto orgânico. Com base nessas informações, responda: a) quanto à forma de degradação de compostos orgânicos para obtenção de energia, como se classificam, respectivamente, os micro-organismos presentes nos tubos 1 e 2? b) quais processos metabólicos ocorreram, respectivamente, nos tubos 1 e 2? c) além do ATP, qual foi o composto orgânico detectado no tubo 2?

12. (UEPB) Entre outras organelas, a célula vegetal apresenta mitocôndrias e cloroplastos, com funções especializadas. Entre as substâncias citadas a seguir, é produzido(a) nos cloroplastos e pode ser utilizado(a) nas mitocôndrias: a) o ATP. b) a glicose. c) o gás carbônico. d) o ácido pirúvico. e) o oxigênio. 13. (UFPR) As mudanças climáticas têm desencadeado processos de aclimatação em comunidades de plantas. Em comunidades não aclimatadas, quando não há outros fatores limitantes, a taxa dos processos biológicos (por exemplo, fotossíntese e respiração) tipicamente dobra a cada aumento de 10 °C na temperatura ambiente. Quando há aclimatação, ela pode ser de dois tipos: Tipo I – Ocorre uma redução da sensibilidade à temperatura, com diminuição da atividade em temperaturas maiores, mas sem alterações em temperaturas menores. Tipo II – Há um decréscimo da atividade em todas as temperaturas, mas a taxa dobra a cada aumento de 10 °C na temperatura da mesma forma que nas 39

FRENTE A  Exercícios de Aprofundamento

Para fazer pão, o levedo de cerveja (fermento) é misturado à farinha, água e açúcar. As células do levedo presentes no interior da massa, a partir de uma molécula de glicose, obtêm cerca de a) 10 ATP. Gabarito questão 10 tubo 1 = micro-organismos aeróbicos (aeróbios). b) 8 ATP. a) tubo 2 = micro-organismos anaeróbicos ou anaeróbicos facultativos. c) 6 ATP. b) tubo 1 = respiração, respiração aeróbica, glicólise aeróbica ou fosforilação oxidativa. d) 4 ATP. tubo 2 = fermentação, fermentação láctica ou fermentação não e) 2 ATP. alcoólica.

Biologia

plantas não aclimatadas. Assinale a alternativa que traz a figura que representa corretamente a relação entre temperatura e taxa dos processos em plantas aclimatadas e não aclimatadas.

Comprimento de onda em mm

Luz

390 - 430

violeta

430 - 500

azul

500 - 560

verde

560 - 600

amarela

600 - 650

laranja

650 - 700

vermelha

Considere, também, a tabela que apresenta os comprimentos de onda de vários tipos de luz. A análise dos dados permite afirmar, em tese, que a maior absorção de energia das plantas seria obtida se estas fossem iluminadas com luz de cores: a) verde e amarela. b) violeta e laranja. c) azul e vermelha. d) verde e azul. e) vermelha e amarela. 15. (Efoa MG) O gráfico abaixo mostra a variação diurna da concentração de CO2 de origem biogênica em um sistema aquático.

FRENTE A  Exercícios de Aprofundamento

Horas

A análise do gráfico permite afirmar que a) o CO2 diminuiu, durante o dia, devido à atividade fotossintética. b) o CO2 aumentou, durante a noite, devido à diminuição de temperatura. c) a solubilidade do CO2 na água, durante a noite, foi maior que a do O2. d) a respiração de plantas, animais e bactérias diminuiu o O2 da água. e) a diminuição de CO2, durante o dia, foi devido à respiração. 16. (Cefet RJ) Associe o processo metabólico com a equação correspondente: A – fotossíntese. B – respiração. C – quimiossíntese. 14. (Unifor CE) O gráfico a seguir mostra as curvas de absorção de energia pelas clorofilas a e b, presentes nas árvores de uma floresta.

1) 2 S + 3 O2 + 2 H2O → 2 H2SO4 + ENERGIA. 2) C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + ENERGIA. 3) 6 CO2 + 6 H2O + ENERGIA → C6H12O6 + 6 O2.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Gabarito questão 19 As plantas produzem oxigênio como subproduto da fotossíntese. Com exceção das cianobactérias, das quais se suspeita que sejam os primeiros organismos a produzir oxigênio, as bactérias fotossintéticas não têm esse subproduto. Na verdade, a maioria dessas bactérias só sobrevive em ambientes com baixos níveis do gás. Para absorver a luz solar, as plantas possuem pigmentos conhecidos como clorofila a, clorofila b e carotenoides, e as bactérias que realizam fotorredução possuem clorofilas especiais chamadas de bacterioclorofilas.

17. (UFPB) De acordo com suas características nutricionais, três tipos de bactérias são descritas a seguir. BACTÉRIA I Sintetiza as substâncias orgânicas que lhe servem de alimento. Para tanto, utiliza oxidações inorgânicas como fonte de energia, conforme a equação: 2NO2 O2 2NO3 Energia BACTÉRIA II Produz enxofre elementar (S) como um subproduto da reação abaixo, conforme a equação: CO2 2H2S LUZ (CH2O) 2S H2O BACTÉRIA III Converte álcool etílico em ácido acético, conforme a equação: C2H5OH O2 CH5COOH H2O Nesse contexto, sobre essas bactérias, é correto afirmar que: a) I é autotrófica quimiossintetizante, e II e III são heterotróficas fermentadoras. b) I, II e III são autotróficas. c) I e III são autotróficas quimiossintetizantes, e II é fotossintetizante. d) I e II são autotróficas fotossintetizantes, e III é heterotrófica fermentadora. e) I é autotrófica quimiossintetizante, II é autotrófica fotossintetizante, e III, heterotrófica fermentadora. 18. (Unioste PR) Considerando os processos de metabolismo energético da célula: respiração, fermentação, fotossíntese e quimiossíntese, escolha a(s) alternativa(s) correta(s). 86 01. No processo de fotossíntese, a liberação de oxigênio ocorre na etapa química e a formação de carboidratos ocorre na etapa fotoquímica. 02. A fermentação láctica é um processo de obtenção de energia e pode ser constatado em algumas bactérias, alguns protozoários e fungos. 04. No processo de respiração celular, ocorre a conversão de glicose em ácido pirúvico com atuação de enzimas desidrogenases. 08. Cadeia respiratória é a fase da respiração celular que ocorre na membrana externa da mitocôndria com ausência de FAD (flavina adenina dinucleotídeo). 16. A fotossíntese e a respiração celular são processos antagônicos. Enquanto o primeiro fabrica matéria orgânica com

armazenamento de energia, o segundo desdobra sua matéria orgânica e libera energia. 32. Na fermentação alcoólica, inicialmente, uma molécula de glicose sofre glicólise e origina uma molécula de ácido pirúvico, e na fermentação láctica inicialmente origina-se uma molécula de ácido lático. 64. As sulfobactérias, as ferrobactérias e as nitrobactérias são organismos que se utilizam do CO2 e H2O da oxidação de compostos inorgânicos para a formação de compostos inorgânicos. 19. Compare a fotossíntese realizada pelas plantas e cianobactérias com a fotossíntese bacteriana. 20. (Ufal AL) Nos seres vivos, os processos celulares energéticos podem ser processos de incorporação ou de liberação de energia. O homem utiliza diversos processos metabólicos na produção de alimentos ou de outras substâncias úteis para as exigências da vida moderna. F-V-V-F-V 00. Os processos do metabolismo energético das células, que só ocorrem com o fornecimento de energia são os de fotossíntese, quimiossíntese e fermentação. 01. A equação geral da fotossíntese pode ser escrita assim: CO2 2H2A luz (CH2O) H2O 2A Se H2A for a água (H2O), a reação é a da fotossíntese de organismos clorofilados e, se for sulfeto de hidrogênio (H2S), é a da fotossíntese bacteriana. 02. Observe o esquema abaixo.

Ele refere-se ao fenômeno da quimiossíntese. 03. A respiração aeróbica é um processo realizado em três etapas integradas: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória. Todas essas etapas dependem do oxigênio para que possam ocorrer. 04. Na fermentação, a glicose é degradada parcialmente, na ausência de oxigênio, em substâncias orgânicas mais simples, como o ácido lático e o álcool etílico. O ácido lático pode ser produzido pelo tecido muscular humano durante atividade física muito intensa; o álcool etílico é produzido, por exemplo, quando se faz pão.

FRENTE A  Exercícios de Aprofundamento

a) A3; B1; C2. b) A2; B3; C1. c) A3; B2; C1. d) A2; B1; C3. e) A1; B2; C3.

Por Leptospira/Shutterstock.com

FRENTE

BIOLOGIA Por falar nisso A conexão física entre mãe e feto é provida pela placenta, um órgão feito de células da mãe e do feto, que serve de canal para a troca de nutrientes, gases e resíduos e até células podem migrar entre a mãe e o feto. Algumas células do feto que vão para o corpo da mãe podem estabelecer residência em muitos órgãos do corpo. Essa condição é chamada de microquimerismo, e consiste na presença persistente de umas poucas células geneticamente distintas em um organismo. Esse processo foi observado pela primeira vez em humanos há muitos anos, quando células contendo o cromossomo masculino “Y” foram encontradas circulando no sangue de mulheres após a gravidez. Como essas células eram geneticamente masculinas, elas não poderiam ser das próprias mulheres, mas muito provavelmente vieram de seus bebês durante a gestação. Nas próximas aulas, estudaremos os seguintes temas

B13 B14 B15 B16

Embriologia humana......................................................................44 Formação dos folhetos embrionários...........................................51 Reprodução in vitro e clonagem....................................................59 Células tronco................................................................................66

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO B13

ASSUNTOS ABORDADOS

EMBRIOLOGIA HUMANA

nn Embriologia humana

Fecundação

nn Fecundação nn Segmentação do zigoto nn Formação do blastocisto nn Nidação nn Gastrulação nn Neurulação e crescimento fetal

O desenvolvimento de cada ser humano começa na fecundação, com a fusão do núcleo do espermatozoide e do óvulo e a consequente mistura dos cromossomos maternos e paternos. A meiose do ovócito II é concluída um pouco antes da fecundação (anfimixia). Com a união dos núcleos, surge o zigoto, e a partir dessa única célula, um organismo multicelular e complexo será formado.

Segmentação do zigoto A partir de 24 horas contadas após a fecundação, ocorre a clivagem (repetidas divisões mitóticas) do zigoto que, inicialmente origina duas células-filhas denominadas blastômeros, que depois irão originar quatro, e assim, sucessivamente. A segmentação dos ovos isolécitos dos mamíferos é holoblástica igual, isto é, os blastômeros formados têm, aproximadamente, o mesmo tamanho.

Opirus/Arte

Os blastômeros ficam envoltos por uma membrana gelatinosa, a zona pelúcida, que limita o crescimento deles e funciona como uma barreira física que protege os pré-embriões de antígenos durante o período de pré-implantação. Esse estágio é denominado mórula.

Fonte: Wikimedia Commons

Figura 02 - Eletro micrografia colorida artificialmente de uma mórula de mamífero.

Figura 01 - Representação esquemática ilustrando as etapas iniciais do desenvolvimento dos mamíferos. Observe a primeira divisão mitótica após a fecundação, seguida da formação dos blastômeros, a formação da zona pelúcida e a fase de mórula.

Na fase mórula, as células ainda estão indiferenciadas e são classificadas como totipotentes (têm a capacidade de se transformar em qualquer tipo de célula). Em alguns casos, a mórula, que é uma estrutura única, divide-se geralmente em dois conjuntos de blastômeros (no caso dos humanos) ou mais (podendo ultrapassar seis, dependendo da espécie), formando embriões distintos e idênticos e, portanto, de mesmo sexo, dando origem aos gêmeos univitelinos (gêmeos idênticos ou monozigóticos). Em geral, quando a separação dos blastômeros ocorre ainda na fase de mórula, chegarão ao útero blastocistos independentes, por volta do quinto/sexto dia, os quais fazem uma implantação no endométrio, gerando placentas distintas.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Formação do blastocisto Após sucessivas clivagens, centenas de células da mórula reorganizam-se e formam uma estrutura esférica, com uma cavidade central repleta de líquido denominada blastocele. Nessa fase, o embrião inicia o estágio de blástula, e na espécie humana, esse processo ocorre de quatro a cinco dias depois da fecundação. A blástula sucede a mórula e antecede a gástrula.

Opirus/Arte

Nos mamíferos, a blástula recebe o nome de blastocisto, e essa estrutura apresenta duas porções distintas: uma camada externa, trofoblasto, constituída por células achatadas que darão origem à placenta; e um grupo de células centrais, embrioblasto, um conjunto de células que faz saliência com o interior da cavidade e que dará origem ao embrião.

Figura 03 - À esquerda: representação esquemática de um blastocisto em corte, evidenciando as principais estruturas que o formam; à direita: uma foto de um blastocisto.

Nidação

Opirus/Arte

B13  Embriologia humana

Nessa fase, o embrioblasto sofre mudanças que o permitem se diferenciar em duas camadas: o epiblasto, camada de células composta, primordialmente, por células colunares altas e diretamente ligadas à cavidade amniótica; e o hipoblasto, que fica na superfície do embrioblasto voltada para cavidade blastocística. Enquanto isso, as células do trofoblasto se aderem ao endométrio e formam duas camadas: uma massa interna, o citotrofoblasto, que constitui a parede do blastocisto, e uma massa externa, sinciciotrofoblasto, cujas células estão em contato direto com o endométrio e que produz substâncias capazes de invadir o tecido materno e de se proliferar, permitindo que o blastocisto penetre no endométrio.

Figura 04 - Representação esquemática da implantação do blastocisto.

Biologia

Opirus/Arte

Ao final da primeira semana, o blastocisto está superficialmente implantado na camada compacta do endométrio, nutrindo-se do sangue materno e dos tecidos endometriais erodidos.

Figura 05 - Representação esquemática ilustrando a sequência do desenvolvimento embrionário desde a fertilização até a nidação do blastocisto.

Gastrulação A gastrulação ocorre após a implantação do blastocisto na parede uterina, e nessa fase é definido o plano corporal do indivíduo, formação da linha primitiva, notocorda e de três camadas germinativas (folhetos germinativos): ectoderma, endoderma e mesoderma.

Opirus/Arte

B13  Embriologia humana

O epiblasto origina o ectoderma que, por sua vez, irá formar a epiderme e estruturas associadas a ela: pelos, unhas, glândulas sebáceas e sudoríparas e o sistema nervoso. O hipoblasto origina o endoderma, folheto mais interno que delimita a cavidade do arquêntero e origina o revestimento interno do tubo digestivo e as estruturas associadas a ele, como: glândulas salivares, estomacais e mucosas, pâncreas e fígado, e sistema respiratório. As células do mesênquima originam o mesoderma, que está localizado entre a endoderme e a ectoderme, e irá constituir os músculos, os ossos, o sistema cardiovascular e o sistema urogenital.

Figura 06 - Representação esquemática de tipos de células originadas de cada folheto.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Opirus/Arte

Neurulação e crescimento fetal A neurulação inicia-se na terceira semana após a fecundação, e até a quarta semana a notocorda, a placa e a crista neural já estão formadas. Da quarta à oitava semana, os principais órgãos e sistemas do corpo são formados a partir das três camadas germinativas. Como os primórdios das estruturas internas e externas essenciais formam-se durante o período embrionário, a fase compreendia entre a quarta e a oitava semanas constitui o período mais crítico do desenvolvimento. A essa altura, distúrbios do desenvolvimento podem originar grandes malformações congênitas no embrião. O período fetal, que começa nove semanas após a fertilização e termina com o nascimento, caracteriza-se pelo rápido crescimento corporal e diferenciação dos tecidos e órgãos. Uma mudança óbvia é a diminuição relativa da velocidade de crescimento da cabeça, em comparação com o resto do corpo.

Figura 07 - Estágio do desenvolvimento embrionário de um humano, desde o primeiro dia até o 60o dia.

Exercícios de Fixação

b) Pela primeira divisão e diferenciação morfológica das células. c) Pela multiplicação celular, originando inicialmente os blastômeros. d) Pela segmentação das células, formando os folhetos embrionários. e) Pela diferenciação e organização celular em camadas periféricas. 02. (UFPA) O desenvolvimento embrionário humano é constituído pelas fases de segmentação, gastrulação e organogênese, sucessivamente. A fase de segmentação inicia-se na tuba uterina e termina no útero, e a gastrulação ocorre após a implantação do embrião na parede uterina. Durante a segmentação e a gastrulação são originados, respectivamente:

a) a mórula e a blástula. b) os anexos embrionários e a mórula. c) a blástula e os folhetos germinativos. d) o arquêntero e o blastóporo. e) a notocorda e os anexos embrionários. 03. (Ufop MG) A formação de dois blastômeros iniciais, posteriormente a formação do zigoto, corresponde ao seguinte fenômeno: a) Diferenciação celular. b) Separação do celoma em dois. c) União do espermatozoide com o óvulo. d) Uma divisão meiótica. e) Uma divisão mitótica. 04. (Uespi PI) Na reprodução humana, a ordem correta dos eventos que se seguem à fecundação é a formação de:

B13  Embriologia humana

01. (UFJF MG) Uma mulher que nasceu sem ovários recebeu o implante de óvulo doado, fertilizado em laboratório pelo esperma do marido. Até a fase do implante ocorreu apenas a fecundação, que deu origem ao zigoto, a primeira célula de um novo organismo. A próxima etapa do desenvolvimento embrionário caracteriza-se: a) Pelo aumento no número de células e da massa do embrião.

a) zigoto, mórula, blastômero, blástula, gástrula. b) zigoto, blastômero, blástula, mórula, gástrula. c) zigoto, blastômero, mórula, gástrula, blástula. d) zigoto, mórula, blástula, blastômero, gástrula. e) zigoto, blastômero, mórula, blástula, gástrula.

Biologia

05. (Puc MG) Observe o esquema, que mostra as sucessivas divisões que ocorrem após a formação do zigoto humano.

0 dias 3 dias

5-6 dias

7-8 dias

Assinale a afirmativa INCORRETA. a) a formação do zigoto é resultado da fusão de células gaméticas e normalmente ocorre dentro da tuba uterina. b) o zigoto sofre sucessivas divisões mitóticas gerando células diploides com as mesmas características genotípicas e fenotípicas entre si. c) o blastocisto já possui diferenciação celular, e algumas de suas células irão se modificar no futuro embrião. d) no quinto ou sexto dia, uma massa compacta de células, denominada mórula, penetra no útero e se implanta no endométrio. 06. (Puc MG) A figura representa sequências de eventos de parte do desenvolvimento embrionário de um mamífero eutério.

d) Na etapa 1, a separação das células pode levar à formação de dois indivíduos idênticos genotipicamente. 07. (Uel PR) Leia o texto a seguir e assinale a alternativa correta. Durante o desenvolvimento embrionário dos humanos, o primeiro indício de formação do sistema nervoso aparece no embrião na fase de: a) Mórula, com o aparecimento do blastóporo. b) Blastocisto, com o aparecimento do tubo neural. c) Blastocisto, com o aparecimento do sulco neural. d) Gástrula, com o aparecimento do arquêntero. e) Gástrula, com o aparecimento da placa neural. 08. (Cefet PR) Os organismos multicelulares se desenvolvem a partir de uma célula-ovo que, depois de sucessivas divisões e diferenciações dá origem à totalidade das células que compõem os tecidos corporais. O esquema abaixo representa uma clivagem de célula–ovo:

(Extraído de Biologia Celular e Molecular, De Robertis E.D.P., Editora Guanabara Koogan, 2003)

Baseando-se no esquema é INCORRETO afirmar que: a) D corresponde à fase de mórula. b) Trata-se de uma segmentação holoblástica igual. c) E corresponde à fase de blástula. d) B compõem-se de 4 blastômeros. e) F corresponde à fase de nêurula.

B13  Embriologia humana

Com base em seus conhecimentos, assinale a afirmativa INCORRETA. a) Nas etapas 5 e 6, pode ocorrer a formação de gêmeos monozigóticos através da separação e desenvolvimento independente da massa celular D. b) Na etapa 5, a letra B representa blastocele que dará origem ao intestino primitivo. c) O componente A representa uma barreira que foi transposta pelo espermatozoide para fecundar o ovócito. 48

09. (Cefet PR) A clonagem terapêutica consiste em retirar o núcleo de uma célula somática da pessoa que necessita de um transplante para um óvulo anucleado e estimular seu desenvolvimento em laboratório até o estágio de blástula. Depois a massa celular interna é retirada para um meio de cultura onde, com estímulos apropriados, estas células se diferenciam em células musculares, pancreáticas, nervosas ou do tipo necessário para o transplante. As fases do desenvolvimento embrionário que antecedem a fase de blástula são: a) ovo → blástula. b) ovo → mórula → blástula. c) ovo → mórula → gástrula → blástula. d) ovo → nêurula → blástula. e) ovo → gástrula → blástula.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Exercícios Complementares 01. (UnB DF) Após ser fecundado, o óvulo humano passa a se

Para isso, utilizaram células retiradas da massa celular inter-

chamar ovo e multiplica-se para formar o embrião. Inicial-

na de blastocistos (um dos estágios iniciais dos embriões de

mente, são duas, depois, quatro células, que, com o passar

mamíferos) de camundongos.”

A figura abaixo ilustra embriões humanos com diferentes idades.

Com o auxílio do texto e da figura, julgue os itens que se seguem: V-F-V-F 01. A fecundação promove aumento da variabilidade genética. 02. O embrião de 18 dias formou-se por diferenciação celular do zigoto e subsequente proliferação deste. 03. Aos 24 dias de idade, o embrião é constituído por três folhetos embrionários, que originarão os tecidos do organismo. 04. A ação das drogas psicotrópicas e medicamentosas é muito mais prejudicial ao embrião após a oitava semana de gravidez. 02. (UFPR) “Entre os cerca de 75 trilhões de células existentes em um homem adulto são encontrados em torno de 200 tipos celulares distintos. Todos eles derivam de células precursoras, denominadas ‘células-tronco’. A célula-tronco prototípica é o óvulo fertilizado (zigoto). Essa única célula é capaz de gerar todos os tipos celulares existentes em um organismo adulto. [...] As células-tronco embrionárias são estudadas desde o século XIX, mas há 20 anos dois grupos independentes de pesquisadores conseguiram imortalizá-las, ou seja, cultivá-las indefinidamente em laboratório.

(CARVALHO, A. C. C. de. Células-tronco. A medicina do futuro. Ciência Hoje, v. 29, n. 172, jun. 2001. p. 26-31.)

Com base nas informações do texto e nos conhecimentos sobre o assunto, é correto afirmar que: V-V-F-V 01. O zigoto ou ovo resultante da fertilização deve sofrer uma série de divisões celulares, que iniciam no processo de clivagem para originar um organismo multicelular complexo. 02. O blastocisto corresponde à fase de blástula no mamífero e contém células capazes de originar diferentes tipos celulares. 04. Uma célula-tronco embrionária é aquela que pode se diferenciar em um único tipo celular durante o processo de desenvolvimento. 08. O zigoto pode ser considerado uma célula totipotente, pois pode dar origem a todos os tipos celulares de um organismo, inclusive os gametas. 03. (UFS SE) As afirmações seguintes dizem respeito ao desenvolvimento embrionário. V-F-F-V-V 00. Os ovos dos animais são classificados em quatro tipos de acordo com a quantidade e distribuição do vitelo em seu citoplasma. 11. Todos os vertebrados apresentam desenvolvimento externo dos ovos, com exceção dos mamíferos cujo desenvolvimento se dá sempre dentro do útero. 22. O desenvolvimento embrionário dos mamíferos difere dos demais vertebrados devido à ausência do arquêntero durante a fase de blástula. 33. Os ovos transformam-se em mórula a partir de sucessivas clivagens ou segmentações, decorrentes de mitoses. 44. Todas as células do corpo humano originam-se do zigoto e contêm o mesmo material genético. A formação dos diversos tipos de células e tecidos decorre da atividade diferencial dos genes. 04. (UEG GO) Sob o ponto de vista embriológico, por que várias drogas e substâncias químicas não são recomendadas para grávidas durante o primeiro trimestre de gestação? 05. (Furg RS) Quanto aos eventos relacionados com reprodução em mamíferos, pode-se afirmar que: I. a ocorrência de gêmeos dizigóticos pode ser devida à fertilização de um oócito por dois espermatozoides que, ao chegar ao estágio de mórula se dividirá em dois. II. a ocorrência de gêmeos dizigóticos pode ser devida à fertilização de um oócito por um espermatozoide, que ao chegar ao estágio de mórula, se dividirá em dois. Gabarito questão 04 O desenvolvimento fetal é muito grande no primeiro trimestre de gestação. Drogas, substâncias químicas e outros fatores podem lesar as células do embrião que, futuramente se tornariam estruturas independentes. Nesse caso, a criança pode nascer com malformação.

B13  Embriologia humana

do tempo, originam os órgãos e os sistemas.

Biologia

III.

a ocorrência de gêmeos dizigóticos pode ser devida à fertilização de dois oócitos por dois espermatozoides, seguida pela nidação dos embriões. Assinale a alternativa correta: a) II. b) III. c) II e III. d) I. e) I e II.

Gabarito questão 06 A formação de gêmeos ocorre inicialmente no processo de fertilização. No caso de gêmeos univitelínicos (figura A), a fertilização ocorre entre um óvulo e um espermatozoide, enquanto no caso de gêmeos bivitelínicos (figura B) ocorre a fertilização de dois óvulos por dois espermatozoides. No desenvolvimento de gêmeos univitelínicos (figura A), o zigoto se divide na fase de blastômeros em duas massas celulares que darão origem a dois embriões dentro da mesma placenta. No caso de gêmeos bivitelínicos (figura B), os zigotos têm desenvolvimentos independentes, dentro de placentas distintas.

06. (UFG GO) As figuras A e B a seguir referem-se aos diferentes tipos de gêmeos humanos.

Clivagem

Desenvolvimento

Folhetos germinativo

holoblástia

deuterostômio

triblásticos

meroblástia

protostômio

triblásticos

holoblástia

deuterostômio

diblásticos

meroblástia

protostômio

diblásticos

meroblástia

deuterostômio

triblásticos

09. (Ufu MG) No estágio de gástrula da maioria das espécies animais, os blastômeros diferenciam-se em três conjuntos de células conhecidos por folhetos germinativos.Esses folhetos germinativos formam todos os tecidos corporais, sendo que a) o folheto mais externo (ecdoderma) origina os músculos, ossos, sistema cardiovascular e sistema urogenital. b) o folheto mais interno (endoderma) origina o revestimento interno do tubo digestivo, as glândulas associadas à digestão e o sistema respiratório (brânquias ou pulmões). c) o folheto que se localiza entre o ectoderma e o endoderma é chamado de mesoderma, e origina a epiderme e o sistema nervoso. d) os cnidários, os poríferos e todos os mamíferos possuem somente dois folhetos germinativos e são nomeados de diblásticos. 10. (Unifor CE) A figura abaixo representa as fases iniciais do desenvolvimento embrionário humano, identificadas pelas letras A, B, C, D e E:

Disponível em: <http://www.3bscientific.es/imagelibrary/ V2058_L/posters-grandes/...>. Acesso em: 8 mar. 2010.

B13  Embriologia humana

Tendo como base a análise das figuras, explique como ocorre a formação e o desenvolvimento desses gêmeos. 07. (UEG GO) O estudo da embriologia fornece subsídios para a compreensão dos processos biológicos envolvidos na formação e no desenvolvimento embrionário e fetal humano. Sobre esse assunto, é CORRETO afirmar que a) a fase de segmentação acontece a partir da terceira semana de gestação onde ocorrem as clivagens e a formação gastrular do embrião. b) na formação do feto, a endoderma origina os revestimentos do tubo neural assim como os somitos, células pertencentes à notocorda. c) a fase de blastulação refere-se aos eventos de formação do arquêntero e da blastocele, ambos responsáveis pela proteção embrionária. d) na fase de organogênese, ocorre a formação dos tecidos especializados e dos órgãos por meio da diferenciação da ectoderma, mesoderma e endoderma. 08. (UCS RS) Considerando que cada espécie apresenta desenvolvimento embrionário próprio, assinale as características do desenvolvimento embrionário humano. 50

Correlacionando a figura acima com as denominações de cada fase embrionária, marque a alternativa CORRETA: a) a fase A representa o estágio denominado de zigoto. b) a fase C representa o estágio de ovo. c) a fase D caracteriza o estágio de mórula. d) a fase E representa o blastocisto. e) a fase B representa a blástula.

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO B14

FERTILIZAÇÃO IN VITRO E CLONAGEM O desejo de ter filhos é um sentimento inato, primitivo. A fertilidade está relacionada à realização pessoal. A incapacidade de procriar representa uma falha em atingir o destino biológico, além de ser um estigma social. Um entre cada seis casais apresenta problemas de fertilidade e para 20% deles, o único modo de obter gestação é por meio da utilização de técnicas de Reprodução Assistida. Entende-se por Reprodução Assistida (RA) o conjunto de técnicas laboratoriais que visa a obter uma gestação substituindo ou facilitando uma etapa deficiente no processo reprodutivo.

ASSUNTOS ABORDADOS nn Fertilização in vitro e clonagem nn Fertilização in vitro nn Clonagem

Desde o nascimento de Louise Brown, o primeiro “bebê de proveta”, em 1978, a técnica teve vários desdobramentos e hoje em muitos países são utilizadas alternativas, como: doação de material genético, criopreservação de embriões, diagnóstico genético pré-implantacional, doação temporária de útero, sem contar a pesquisa em embriões, que é praticada em pequena escala, e a clonagem reprodutiva. Os profissionais envolvidos com essa tecnologia devem respeitar a autonomia e o direito reprodutivo dos casais (beneficência), não desrespeitar o embrião e preocupar-se com os interesses da criança (não maleficência).

Fertilização in vitro A fertilização in vitro é um procedimento utilizado para tratamento de diversas causas de infertilidade e baseia-se na coleta de um ovócito, sua fecundação e posterior inserção do embrião no útero materno. Esse procedimento foi realizado primeiramente na Inglaterra, na década de 1970, e foi responsável pelo nascimento de Louise Toy Brown, que ficou conhecida como o primeiro “bebê de proveta”. Veremos a seguir as etapas necessárias para a realização da fertilização in vitro. Estimulação da ovulação Nessa fase é administrado o hormônio folículo estimulante (FSH, sigla em inglês) para crescimento dos folículos do ovário. As doses de hormônios são altas visando ao recrutamento de um número maior de óvulos. Quando o folículo atinge tamanho adequado, administra-se o gonadotrofina coriônica humana (HCG) para induzir a ovulação. Captação dos gametas

Os ovócitos no estágio de metáfase II são adicionados aos espermatozoides em um período de 4 horas após a coleta. Os ovócitos em metáfase I permanecem em incubação para verificação da extrusão do primeiro corpúsculo polar, em um intervalo entre 4 e 8 horas após a aspiração. Depois dessa etapa, eles são incubados com os espermatozoides. Coleta-se a amostra seminal e faz-se uma avaliação da concentração de espermatozoides móveis. A amostra final é adicionada aos óvulos e estes permanecem em incubação pelo período de 16 a 18 horas. A proporção é de aproximadamente 100 mil espermatozoides móveis para cada ovócito.

Fonte: Wikimedia Commons

O procedimento ocorre por meio de punção ovariana com agulha guiada por ultrassom transvaginal. Múltiplos óvulos podem ser coletados e, posteriormente, são colocados em um líquido nutritivo (meio de cultura) e mantidos em estufa até o momento adequado para realizar a fecundação desse óvulo.

Figura 01 - Ilustração esquemática do processo de captação dos óvulos.

Biologia

Em alguns casos, quando os espermatozoides não possuem alta motilidade, eles são microinjetados nos óvulos, por uma técnica chamada: injeção intracitoplasmática de espermatozoide. Ocorre, então, a fecundação em um meio artificial (meio de cultura), formando, em geral, vários zigotos que se desenvolvem em mórulas e, em seguida, transformam-se em blástulas (blastocistos). Transferência de embriões

Fonte: Wikimedia Commons

A transferência dos embriões é feita 48 horas, 72 horas ou 5 dias (transferência de blastocisto) após a coleta dos óvulos. Por meio de um cateter, o fluido contendo os embriões é empurrado para dentro do útero. No 12º dia após a transferência é realizada a dosagem da subunidade Beta do HCG (B-HCG) para diagnóstico da presença de gravidez.

Figura 02 - Fases do processo de injeção intracitoplasmática do espermatozoide. Na primeira figura, ele é capturado por meio de uma micropipeta e depois é injetado no óvulo.

Cultura de Blastocistos Após a fertilização, o embrião gerado divide-se rapidamente, aumentando seu número de células. À medida que o número de células aumenta, elas ficam menores e o embrião torna-se mais compactado. No terceiro dia após a fertilização, um embrião com bom desenvolvimento tem, aproximadamente, oito células. No quarto dia, o embrião se compacta ainda mais, e é chamado de mórula. Em seguida, forma-se uma cavidade contendo um líquido e no quinto dia de desenvolvimento, o embrião encontra-se em estágio de blastocisto.

Fonte: Wikimedia Commons

Recentes avanços na medicina reprodutiva possibilitaram manter os embriões em cultura para alcançarem o estágio de blastocisto. Os embriões em estágio de blastocisto apresentam maior potencial de implantação no útero e, portanto, maiores taxas de sucesso. No processo natural de gestação, o embrião se implanta no endométrio (cavidade interna do útero) em estágio de blastocisto. Assim, transferir um embrião nesse estágio é mais fisiológico e a chance de implantação e gestação é maior.

B14  Fertilização in vitro e clonagem

Figura 03 - Foto de um blastocistos de excelente qualidade, prontos para serem implantados.

SAIBA MAIS REPRODUÇÃO IN VITRO X INSEMINAÇÃO ARTIFICIAL Não confunda fertilização in vitro com inseminação artificial. A diferença principal entre esses dois procedimentos, é que na inseminação artificial, o ovócito não é retirado, é colocado apenas o sêmen no útero feminino. Portanto, na fertilização in vitro a fecundação ocorre fora do corpo da mulher enquanto que na inseminação artificial, ocorre dentro. A inseminação artificial também é uma prática bastante comum na área veterinária. Assim, animais com características produtivas vantajosas são selecionados como doadores de sêmen.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Clonagem Um clone (do grego klón, que significa rebento/broto) pode ser definido como uma população de moléculas, células ou organismos que se originaram de uma única célula e que é idêntica a essa célula original. Na história da humanidade, clones vegetais são frequentes e não causam nenhuma forma de espanto. Toda vez que uma muda é produzida a partir de um organismo vegetal está se praticando clonagem vegetal. Em humanos, os clones naturais são os gêmeos idênticos que se originam da divisão de um óvulo fertilizado. Já a clonagem reprodutiva artificial foi anunciada para a humanidade em janeiro de 1997, quando uma equipe de pesquisadores escocesa apresentou ao mundo o primeiro clone animal, a ovelha Dolly. O caso: Ovelha Dolly Os clones não chamaram muita atenção durante anos, pois a clonagem se restringia principalmente a plantas e protozoários. Porém em julho de 1996, o nascimento de um clone marcou a história da genética. O cientista escocês (Ian Wilmut) conseguiu mostrar que era possível a partir de uma célula somática diferenciada clonar um mamífero.

cultura com baixa concentração de nutrientes. Com isso, a célula entrou em um estado de latência e parou de crescer. Paralelamente, foi retirado o óvulo não fertilizado de outra ovelha, da raça Scottish Blackface, de cor escura. Desse óvulo não fertilizado foi retirado o núcleo, transformando-o em um óvulo não fertilizado e sem núcleo. A partir de um processo de eletrofusão ocorreu a união do núcleo da ovelha da raça Finn Dorset com o óvulo sem núcleo da ovelha da raça Scottish Blackface. O óvulo ao receber um núcleo diploide iniciou as mitoses em sequência, produzindo mórula e em seguida blástula. O blastocisto foi implantado no útero de uma ovelha da raça Scottish Blackface que funcionou como “barriga de aluguel”. Após a gestação, essa ovelha que é escura deu à luz um filhote da raça Finn Dorset chamado Dolly. Apesar do sucesso da clonagem, a técnica apresentou alguns erros. A ovelha Dolly não era tão idêntica ao doador do núcleo. Apesar de herdar da ovelha branca o DNA contido nos cromossomos do núcleo da célula mamária, ela também herdou da ovelha escura o DNA contido nas mitocôndrias, organelas que ficam no citoplasma das células. Além disso, com o passar do tempo, percebeu-se que Dolly apresentava as extremidades dos cromossomos (telômeros) diminuídas gerando envelhecimento celular precoce. Devido ao envelhecimento, Dolly sofria de artrite no quadril e joelho da pata traseira esquerda. Esse quadro sinaliza para o fato do material genético utilizado na clonagem que resultou em Dolly possuir marcadores de idade que contabilizavam, em suas extremidades encurtadas, seis anos já vividos. Era como se Dolly tivesse nascido com seis anos de idade. Dolly foi sacrificada aos 6 anos de idade (ou 12 anos de idade), depois de uma vida marcada por envelhecimento precoce e doenças. Em seus últimos dias, Dolly estava com uma doença degenerativa e incurável nos pulmões. Os problemas de saúde de Dolly levantam dúvidas sobre a possibilidade da prática de copiar a vida.

Figura 04 - Representação esquemática do processo de clonagem da ovelha Dolly.

Eles isolaram uma célula mamária de uma ovelha da raça Finn Dorset de seis anos de idade e a colocaram em uma

A Clonagem reprodutiva, prática destinada à veterinária, para produção de rebanhos mais produtivos, é pretendida para produzir uma duplicata de um indivíduo existente. Para isso, utiliza-se a técnica chamada de Transferência Nuclear. Essa técnica baseia-se na remoção do núcleo de um óvulo e na substituição por outro núcleo de outra célula somática, igual ao processo de clonagem da ovelha Dolly. Após a fusão, ocorre a diferenciação das células. Quando o blastocisto é formado, ocorre a implantação do embrião na cavidade uterina. Após o período de gestação, surge um indivíduo com patrimônio genético idêntico ao do doador da célula somática.

B14  Fertilização in vitro e clonagem

Opirus/Arte

Clonagem reprodutiva

Opirus/Arte

Biologia

Figura 05 - Representação esquemática das etapas da clonagem reprodutiva.

Entretanto esse não é um processo fácil. Dolly só nasceu depois de centenas de tentativas que fracassaram. As tentativas posteriores de clonar outros mamíferos tais como camundongos, porcos, bezerros, um cavalo e um veado também têm mostrado uma eficiência muito baixa e uma proporção muito grande de abortos e embriões malformados. Os avanços recentes em clonagem reprodutiva permitem quatro conclusões importantes: a maioria dos clones morre no início da gestação e têm defeitos e anormalidades semelhantes, independentemente da célula doadora ou da espécie, e essas anormalidades provavelmente ocorrem por falhas na reprogramação do genoma. Outro fator que interfere na eficiência da clonagem é o estágio de diferenciação da célula doadora. A clonagem reprodutiva a partir de células embrionárias tem mostrado uma eficiência de dez a vinte vezes maior, provavelmente porque os genes que são fundamentais no início da embriogênese estão ainda ativos no genoma da célula doadora.

As células do blastocisto são células-tronco embrionárias e podem ser diferenciadas em variados tipos de células. Essas células então podem ser cultivadas em laboratórios e ser utilizadas no tratamento de diversas enfermidades, como: restaurar a função de um órgão ou tecido, transplantar novas células para substituir as células perdidas pela doença, ou substituir células que não funcionam adequadamente devido a um defeito genético, câncer, doença de Alzheimer, doença de Parkinson, diabetes, artrite e doenças cardíacas, além de auxiliar no tratamento de lesões na coluna, queimaduras, entre outras. Outra possibilidade de clonagem terapêutica consiste em implantar o núcleo de uma célula do próprio paciente em um ovócito sem núcleo. As células obtidas da divisão dessa nova célula terão capacidade de diferenciar-se em vários tecidos humanos, compatíveis com o paciente, evitando problemas de rejeição. Esses tecidos poderiam ser utilizados, por exemplo, para recuperar órgãos ou partes deles que tivessem sofrido acidentes ou fossem doentes.

Clonagem terapêutica A clonagem terapêutica é um procedimento cujos estágios iniciais são idênticos à clonagem reprodutiva. Difere apenas no fato de o blastocisto não ser introduzido em um útero. A clonagem terapêutica é utilizada em laboratório para a produção de células-tronco (totipotentes) a fim de produzir uma cópia saudável do tecido ou do órgão de uma pessoa doente para transplante.

Opirus/Arte

B14  Fertilização in vitro e clonagem

Assim como o uso de organismos geneticamente modificados ou transgênicos, a clonagem levanta inúmeras questões e preocupações éticas e sociais. Em 2001, cientistas começaram a explorar essa tecnologia como uma maneira de criar animais pertencentes a espécies ameaçadas ou extintas. No Brasil, a Embrapa (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária) já realiza clonagens de bovinos e, junto com alguns parceiros, lidera o projeto de clonagem de espécies selvagens ameaçadas.

Figura 06 - Representação esquemática de como a clonagem terapêutica pode ser realizada no tratamento de um infarto no coração e para o cultivo de células.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Exercícios de Fixação

02. (UEA AM) A fotomicrografia mostra a introdução de um núcleo somático em um ovócito II, que se encontra preso por sucção a uma pipeta. O material genético está sendo introduzido no ovócito II por uma microinjeção intracitoplasmática.

(www.revistaplantar.com.br)

O processo indicado na fotomicrografia permite a a) produção de micro-organismos transgênicos. b) clonagem de mamíferos. c) terapia gênica. d) fertilização in vitro. e) obtenção de vacinas gênicas. 03. (Unifor CE) Considere os seguintes processos usados para obtenção de organismos: I. Substituir o núcleo de um óvulo pelo núcleo de uma célula diploide do mesmo animal e implantar esse óvulo no útero do animal para que se desenvolva. II. Obter estacas de um vegetal e plantá-las para que enraízem e formem novas plantas. III. Semear os grãos de milho para obter novos pés da planta. Constitui clonagem o que se faz SOMENTE em: a) I. b) II. c) I e II. d) II e III. e) I, II e III.

04. (Fuvest SP) A égua, o jumento e a zebra pertencem a espécies biológicas distintas que podem cruzar entre si e gerar híbridos estéreis. Destes, o mais conhecido é a mula, que resulta do cruzamento entre o jumento e a égua. Suponha que o seguinte experimento de clonagem foi realizado com sucesso: o núcleo de uma célula somática de um jumento foi transplantado para um óvulo anucleado da égua e o embrião foi implantado no útero de uma zebra, onde ocorreu a gestação. O animal (clone) produzido em tal experimento terá, essencialmente, características genéticas: a) de égua. d) de jumento. b) de zebra. e) das três espécies. c) de mula. 05. (Puc PR) Os pesquisadores da área de Genética demonstraram ser possível a reprodução de seres vivos por meio de aprimoradas técnicas de clonagem, que consistem em: a) injetar, dentro do óvulo da fêmea de uma espécie, um espermatozoide de um macho da mesma espécie. b) introduzir, nas células germinativas de uma espécie, alguns genes de outra espécie. c) retirar e descartar o núcleo de uma célula somática de uma espécie e injetar, nessa célula anucleada, o núcleo de uma célula-ovo da mesma espécie. d) retirar e descartar o núcleo do óvulo da fêmea de uma espécie e injetar neste óvulo anucleado, o núcleo de uma célula somática de um indivíduo da mesma espécie. e) injetar,dentro do óvulo de uma fêmea, o núcleo de um outro óvulo da mesma espécie. 06. (UFRRJ) Os cinco bezerros, observados na figura ao lado, foram clonados por uma nova técnica e, segundo os pesquisadores, não são apenas bonitos e saudáveis. Parecem muito mais jovens do que sua idade sugeriria (ao contrário da ovelha Dolly, clonada em 1997). Essa afirmação foi feita quando compararam regiões dos cromossomos e verificaram serem mais longas que o normal, um sinal de que suas células se reproduzirão mais vezes e eles viverão por mais tempo. Essas regiões são denominadas:

B14  Fertilização in vitro e clonagem

01. (Puc PR) O grande fato científico anunciado em 1997 foi o nascimento da ovelha Dolly, o primeiro clone de um animal adulto. Seu criador, o escocês Ian Wilmut, anunciou que utilizou o óvulo e uma célula de glândula mamária de ovelha para obter o clone. Sobre este fato está correto afirmar que: a) Foram utilizadas duas células germinativas. b) Foram utilizadas duas células somáticas. c) Foi implantado um núcleo de uma célula somática numa célula germinativa. d) Foram utilizados o núcleo de uma célula germinativa e o citoplasma de uma célula somática. e) Houve a fusão dos núcleos de uma célula somática e de uma célula germinativa.

a) constrições primárias. b) satélites. c) telômeros. d) centrômeros. e) constrições secundárias.

Biologia

07. (Puc MG) O esquema representa de forma resumida o processo utilizado na clonagem do primeiro mamífero.

Como base no esquema e em outros conhecimentos sobre o assunto, assinale a afirmativa INCORRETA. a) Se a fusão de dois ovócitos de uma ovelha gerasse um descendente, este deveria ser geneticamente idêntico à doadora dos ovócitos. b) O filhote produzido por esse processo deve apresentar DNA mitocondrial tanto da ovelha ‘Finn Dorset’ quanto da ovelha ‘Scottsh Blackface’. c) Não é possível garantir que todas as características observáveis na ovelha doadora da célula somática estejam presentes em seu descendente. d) O filhote gerado pela ovelha ‘Scottsh Blackface’ é dito clone da ovelha ‘Finn Dorset’ por apresentar o mesmo genoma nuclear que esta última. 08. Quando falamos em clonagem, normalmente nos lembramos das técnicas realizadas em laboratório em que é possível pro-

duzir um indivíduo idêntico a outro. Entretanto, a formação de clones é possível também na natureza por meio do processo de a) reprodução assistida. b) conjugação. c) reprodução assexuada. d) fecundação interna. e) reprodução sexuada. 09. Apesar do que muitos pensam, a clonagem não é utilizada apenas com a finalidade de gerar um indivíduo idêntico ao que o originou. Algumas vezes ela é realizada para produzir células-tronco para o tratamento de algumas enfermidades. Esse último tipo de clonagem é conhecido por: a) clonagem in vitro. b) clonagem reprodutiva. c) clonagem multiplicadora. d) clonagem terapêutica. e) clonagem reparadora. 10. (Fuvest SP) Uma maneira de se obter um clone de ovelha é transferir o núcleo de uma célula somática de uma ovelha adulta A para um óvulo de outra ovelha B do qual foi previamente eliminado o núcleo. O embrião resultante é implantado no útero de uma terceira ovelha C, onde origina um novo indivíduo. Acerca do material genético desse novo indivíduo, pode-se afirmar que a) o DNA nuclear e o mitocondrial são iguais aos da ovelha A. b) o DNA nuclear e o mitocondrial são iguais aos da ovelha B. c) o DNA nuclear e o mitocondrial são iguais aos da ovelha C. d) o DNA nuclear é igual ao da ovelha A, mas o DNA mitocondrial é igual ao da ovelha B. e) o DNA nuclear é igual ao da ovelha A, mas o DNA mitocondrial é igual ao da ovelha C.

Exercícios Complementares

B14  Fertilização in vitro e clonagem

01. (Uerj RJ) Se retirarmos o núcleo de uma célula-ovo de rã e o substituirmos por outro núcleo diploide de uma célula de tecido epitelial normal de rã já adulta, a nova célula-ovo assim formada será capaz de produzir outra rã normal. Dentre as alternativas abaixo, a que apresenta a melhor explicação sobre o que ocorre nesse caso, em relação à sequência funcional do DNA da célula diploide doadora, é: a) que ela foi integralmente inativada. b) que ela foi integralmente mantida ativa. c) que ela se expressou como na célula epitelial. d) que ela se expressou como na célula germinativa. 02. (UFF RJ) Ao se injetar o núcleo de uma célula diferenciada de uma rã em um ovo de outra rã, não fertilizado e cujo núcleo tenha sido removido, ocorrerá:

a) a morte da célula-ovo, uma vez que o núcleo injetado proveniente da célula diferenciada contém DNA cuja composição de bases nitrogenadas é diferente da célula-ovo. b) a morte da célula-ovo, uma vez que o núcleo injetado não contém determinados genes, removidos durante a diferenciação. c) a formação de um clone de células não diferenciadas, uma vez que o núcleo injetado não possui alguns genes, removidos durante a diferenciação. d) a formação de um girino normal a partir do ovo, uma vez que o núcleo injetado contém toda a informação (DNA) necessária à formação do girino. e) a expulsão do núcleo injetado por meio de exocitose realizada pela célula-ovo.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

03. (UnB DF) A clonagem e o progresso da ciência A clonagem a partir de urna célula somática de adulto encontra objeção, de ordem cientifica, quanto à sua generalização. Trata-se do impacto sobre um dos fatores mais importantes em jogo na evolução dos seres vivos (incluindo, é claro, o homem), qual seja, o da diversidade genética. É a biodiversidade que possibilita o surgimento de novas espécies e o contínuo melhoramento e a adaptação das espécies existentes às variações do ambiente. Levada ao extremo, a clonagem de indivíduos e populações causaria sua crescente vulnerabilidade diante do processo de seleção natural. É o caso, por exemplo, das monoculturas agrícolas, que podem ser liquidadas pela incidência de um único fator nocivo, como uma praga. O progresso da ciência, que em última análise deve promover o bem-estar da humanidade, não pode se destinar ao seu aniquilamento.

Gabarito questão 05 H2. A formação de um indivíduo normal depende da integridade do genoma. Se houvesse perda de material genético durante a diferenciação, não seria possível formar um indivíduo íntegro por meio de clonagem.

por até centenas de diferentes tipos de células. Esse processo é conhecido como diferenciação celular. Historicamente, havia duas hipóteses a respeito da diferenciação celular. Em uma delas, que chamaremos de H1, postulava-se a ideia de que ocorria perda de material genético enquanto a célula se diferenciava. Na segunda, H2, afirmava-se que a diferenciação não implicava perda de DNA.Identifique qual das duas hipóteses é confirmada pelos processos de clonagem, nos quais o núcleo da célula de um tecido de um indivíduo adulto é introduzido em um ovócito anucleado que, ao se desenvolver, origina outro organismo. Justifique sua resposta. 06. (Puc MG) O experimento mostra a produção de nova planta a partir da retirada de células somáticas da raiz de cenoura.

Ciência Hoje, v. 21, nº 126, jan. e fev./1997, p. l (com adaptações).

04. (Uem PR) Em um experimento com vacas, foram obtidos “embriões”, pela transferência do núcleo de uma célula somática de uma vaca adulta A para um óvulo anucleado de uma vaca B, sendo o embrião resultante implantado no útero de uma vaca C, onde se originou um novo indivíduo, a vaca D. A “impressão digital genética” do DNA nuclear e do DNA mitocondrial dos indivíduos A, B, C e D deve mostrar que: 03 01. D é clone de A. 02. D possui DNA nuclear idêntico ao de A e DNA mitocondrial idêntico ao de B. 04. D possui DNA nuclear idêntico ao de A e DNA mitocondrial idêntico ao de C. 08. D possui DNA nuclear idêntico ao de B e DNA mitocondrial idêntico ao de A. 16. D é clone de B. 32. D é clone de C. 64. D possui DNA nuclear e mitocondrial idênticos ao de A. 05. (UFRJ) No desenvolvimento de um organismo ocorre a transição de um estágio embrionário, no qual todas as células são inicialmente indiferenciadas, até o estágio adulto, composto

É correto afirmar, EXCETO: a) A célula diferenciada da raiz de cenoura contém o genoma inteiro da cenoura. b) A nova planta produzida é um clone da inicial. c) As células diferenciadas da raiz de cenoura ainda guardam o poder de ser totipotente. d) O poder de desdiferenciar que ocorre durante o experimento é resultado da recombinação gênica. 07. (Unifesp SP) Cientistas sul-coreanos clonam pela primeira vez um cachorro, utilizando uma célula obtida da orelha do pai genético. Os cientistas tiraram material genético da célula e o colocaram em um óvulo esvaziado do seu núcleo, posteriormente estimulado para que se dividisse e virasse um embrião dentro da mãe adotiva, da raça Labrador. O animal clonado, da raça Afgham, recebeu o nome de Snuppy, e nasceu 60 dias após. (Folha de S.Paulo, 03.08.2005.)

A partir do texto e do que se conhece sobre clonagem, podemos afirmar corretamente que: a) é possível obter células-tronco embrionárias usando-se células diferenciadas de um adulto. b) usando o mesmo pai genético, é possível obter um outro clone que seja fêmea. 57

B14  Fertilização in vitro e clonagem

Com base no texto apresentado, julgue os itens abaixo. C-E-E-C 01. Ao mencionar “clonagem a partir de urna célula somática”, o texto refere-se à reprodução sem a participação de dois gametas. 02. O texto considera a biodiversidade importante, pois uma grande diversidade de organismos representa urna fonte de nutrientes diversificada. 03. O processo de seleção natural é considerado vulnerável, pois, por meio da clonagem, poderiam ser criados indivíduos resistentes a tal seleção. 04. O risco evolutivo da clonagem é comparado ao da monocultura, pois ambas provocam a perda das vantagens da diversidade.

Biologia

c) o clone gerado terá o genótipo Afgham e o fenótipo Labrador e será do sexo masculino. d) o núcleo do óvulo inserido em uma célula de orelha anucleada origina uma fêmea Labrador. e) o ambiente celular do Labrador alterou a expressão genotípica do núcleo transplantado. 08. (Puc PR) Recentemente, pesquisadores sul-coreanos desenvolveram os primeiros clones de humanos. Com essa pesquisa a clonagem terapêutica tornou-se uma realidade muito mais próxima. Sobre a clonagem, é correto afirmar que: a) Os clones são como irmãos gêmeos fraternos do doador das células. b) Órgãos transplantados do clone para o doador das células serão sempre rejeitados. c) Já existem seres humanos que foram originados e desenvolvidos plenamente por clonagem. d) O material genético do doador das células e do clone é idêntico. e) Se o doador de células sofrer a perda de um membro antes de ser realizada a clonagem, o organismo originado posteriormente, por esse processo, nascerá sem o referido membro.

III.

O caráter universal do código genético confere aos cientistas a possibilidade de manipulação e de criação de novas formas de vida.

Quais são corretas? a) Apenas I. b) Apenas III. c) Apenas I e II. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 10. (UFCG PB) A figura abaixo representa as várias etapas de um processo de clonagem.

09. (FFFCMPA RS) Leia a tira que segue.

B14  Fertilização in vitro e clonagem

Modificado de Revista Época. Guerra dos clones. nº 366, 23/05/2005, p. 138. e de estadao.com.br

Considere as assertivas abaixo sobre Engenharia Genética. I. Utiliza um conjunto de técnicas de biologia molecular para a manipulação e a produção de moléculas de DNA quiméricas ou recombinantes. II. A transgenia propicia a inserção de um gene no genoma de um organismo por meio de um veículo (carreador) de clonagem, resultando em organismos transgênicos, também chamados geneticamente modificados. 58

Considerando as informações descritas e seus conhecimentos sobre o tema, pode-se afirmar que I. as células não especializadas que podem gerar cópias idênticas são chamadas células-tronco. II. clonagem reprodutiva humana parcial, requer a inserção em um útero humano compatível. III. autorreplicação celular origina cópias diferenciadas de si mesma até a fase de gástrula. IV. o clone-óvulo com núcleo novo (2n) se desenvolve até a fase de blástula. V. terapia celular é um fator que determina a diferenciação celular em qualquer tecido. Estão CORRETAS: a) I e V. b) II e III. c) II e IV. d) I e IV. e) III e IV.

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO B15

CÉLULAS-TRONCO

ASSUNTOS ABORDADOS

As primeiras linhagens de células-tronco embrionárias foram obtidas a partir de embriões de camundongo, em 1981. As dificuldades técnicas, além das questões legais e éticas envolvidas, atrasaram a derivação das primeiras linhagens humanas. Só em 1998 (17 anos após a derivação da linhagem de camundongo), foram descritas as primeiras linhagens de células-tronco embrionárias humanas. Essas linhagens foram obtidas a partir da massa celular interna de blastocistos humanos, produzidos por fertilização in vitro.

nn Células-tronco nn Tipos de células-tronco nn Importância para a medicina

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Desde então, várias linhagens de células-tronco embrionárias têm sido obtidas em diferentes locais em todo o mundo. O desenvolvimento dessa tecnologia trouxe novas perspectivas para o estudo do desenvolvimento embrionário humano, para as terapias celulares e para a descoberta e teste de novos fármacos.

Por Elena Pavlovich/Shutterstock

Figura 01 - Representação esquemática do potencial de autorregulação e de diferenciação das células-tronco.

Figura 02 - Na imagem, vemos um tubo contendo em suspensão um banco de células-tronco para estudos biomédicos. Para conservar esse tipo de material, utiliza-se nitrogênio líquido.

Biologia

Tipos de células-tronco As células-tronco são produzidas durante o desenvolvimento do organismo e destacam-se pela capacidade de se transformar em diferentes tipos celulares, ou seja, são células com grande capacidade de diferenciação. Essas células encontram-se em um estágio em que não estão completamente especializadas, o que permite que elas sejam programadas para desempenhar qualquer função. Além de sua capacidade de diferenciação, as células-tronco destacam-se por sua capacidade de autorrenovação. Isso quer dizer que essas células são capazes de proliferar-se e gerar outras células-tronco idênticas. A seguir veremos os tipos de células-tronco existentes. Células-tronco totipotentes São capazes de originar um organismo completo, uma vez que têm a capacidade de gerar todos os tipos de células e tecidos do corpo, incluindo tecidos embrionários e extraembrionários (como a placenta, por exemplo). São encontradas em embriões até a fase de mórula. Células-tronco pluripotentes

B15  Células-tronco

CÉLULAS-TRONCO E O CORDÃO UMBILICAL Pesquisas recentes vêm mostrando que o sangue do cordão umbilical e da placenta são ricos em células-tronco. Entretanto, também não sabemos ainda qual é o potencial de diferenciação dessas células em diferentes tecidos. O sangue do cordão umbilical é rico em células-tronco hematopoéticas, capazes de dar origem a todas as células da linhagem sanguínea: as hemácias, os glóbulos brancos e as plaquetas. Quando o bebê nasce e seu cordão é cortado, a placenta e o restante do cordão, que ainda contêm essas células tão ricas, são, em geral, descartados como lixo biológico. O tecido do cordão umbilical também possui células-tronco denominadas mesenquimais. Essas células dão origem a células de alguns tecidos do corpo, como as articulações, os músculos e os ossos. Pelo fato de serem mais primitivas, apresentam propriedades imunológicas e de regeneração e são foco de um vastíssimo número de estudos/ensaios clínicos na área de medicina regenerativa.

As células-tronco pluripotentes têm a capacidade de gerar células dos três folhetos embrionários (tecidos primordiais do desenvolvimento embrionário, que darão origem a todos os outros tecidos do organismo: ectoderma, mesoderma e endoderma). Em oposição às células-tronco totipotentes, as células pluripotentes não podem originar um indivíduo como um todo. O maior exemplo de células-tronco pluripotentes são as células da massa celular interna do blastocisto, as chamadas células-tronco embrionárias.

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SAIBA MAIS

Figura 03 - Na fase de zigoto e mórula, as células são totipotentes; e as células da massa celular interna são pluripotentes.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Células-tronco multipotentes Essas células são também denominadas de células-tronco adultas, pois, diferentemente das células-tronco totipotentes, elas não são capazes de se diferenciar em todos os tipos celulares existentes. As células-tronco adultas são capazes apenas de gerar células do tecido que originaram. Esse tipo de célula é obtido, por exemplo, na medula óssea humana, tecido adiposo, células mesenquimais e polpa dentária. O papel primário das células-tronco adultas em um organismo vivo é manter e reparar o tecido no qual elas são encontradas. As células-tronco oferecem a possibilidade de uma fonte de reposição de células e tecidos para tratar doenças como o Mal de Parkinson, traumatismo da medula espinhal, infarto, queimaduras, doenças do coração, diabetes, osteoartrite, artrite reumatoide, entre outras. Aplicação potencial de células-tronco humanas

Cérebro Células nervosas

Células cardíacas

Células musculares

Coração

Músculo

Células-tronco Células intes nais Intes no

Fígado

Opirus

Células do gado

Figura 04 - Representação esquemática das células-tronco adultas e locais do corpo em que podemos encontrá-las.

Células pluripotentes induzidas

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Em 2006, Shinya Yamanaka, um pesquisador japonês, desenvolveu uma técnica revolucionária para a produção de células pluripotentes, a partir da reprogramação genética de células adultas de camundongos e, em 2007, de células humanas. As células são reprogramadas pela adição de quatro genes e por meio do uso de vetores virais (vírus modificados que transportam DNA para dentro da célula a ser reprogramada). Os genes se infiltram no DNA da célula adulta e têm como função alterar o genoma original. Essa mudança faz com que a célula regrida ao estágio embrionário. A reprogramação pode ser feita com diferentes tipos celulares, mas, em geral, são usadas células da pele. As células derivadas por esse método, chamadas de células-tronco de pluripotência induzida (iPS), são muito similares às células-tronco embrionárias, apresentando as mesmas características de autorrenovação e potencial de diferenciação. 61

Biologia

Importância para a medicina

SAIBA MAIS POTENCIAL DAS CÉLULAS - TRONCO E CRITÉRIOS PARA SUA UTILIZAÇÃO. As células-tronco representam um verdadeiro tesouro por serem tão poderosas, originando uma infinidade de novas células. O uso dessas células abre as portas para as possibilidades de oferecer um novo amanhã, que realizará os sonhos das pessoas pela cura de doenças degenerativas e lesões físicas irreversíveis. No Brasil, foi autorizado, conforme a Lei da Biossegurança, sancionada em março 2005, o uso de células-tronco embrionárias para fins terapêuticos e de pesquisas, bem como o uso de embriões excedentes resultantes da técnica de reprodução assistida desde que estejam inviáveis ou congelados há mais de três anos da data da publicação da lei, com o consentimento dos genitores para sua utilização.

A terapia celular pode ser definida como um conjunto de métodos que visam à reparação de tecidos ou órgãos danificados, com substituição das células não funcionais por células normais. Esse é um dos possíveis usos para as células-tronco no combate a doenças. Em teoria, qualquer doença em que houver degeneração de tecidos do nosso corpo poderia ser tratada por meio da terapia celular. A partir de diferentes métodos − como a clonagem terapêutica, cultivo celular de células-tronco adultas e indução de pluripotência − é possível obter células-tronco para serem utilizadas no tratamento de enfermidades. Diversos estudos têm mostrado a eficiência das células-tronco na reconstituição de tecido cardíaco após infarto e no tratamento de doenças neurológicas, por exemplo. Assim sendo, são fundamentais os estudos na área para que se conheça melhor o funcionamento dos diferentes tipos de células-tronco, e em que doenças elas são mais eficientes. É importante salientar que transplantes de células-tronco adultas são feitos desde a década de 1950 pela técnica de transplante de medula óssea. Essa técnica, consideravelmente eficiente, tem sido utilizada para tratar doenças que afetam o sistema hematopoiético, responsável pela produção de células sanguíneas. Os estudos apontam um futuro promissor, mas ainda é necessário fazer mais experimentos para que as células-tronco tenham condições favoráveis à transformação em células específicas, para que seja criado um sistema que permita a implantação das células no tecido degenerado, como também a viabilização de estímulos para que elas funcionem como células naturais do organismo.

Exercícios de Fixação 01. (UERJ) CÉLULAS-TRONCO PODEM TRATAR LESÕES CEREBRAIS Empresa usa unidade estrutural de embriões para recuperar vítimas de derrame. A técnica combina o uso de células-tronco de embriões e terapia genética. (Adaptado de O Globo, 08/09/2000)

Explique a vantagem da utilização, no procedimento descrito, de células-tronco ao invés de células já diferenciadas.

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02. (Uel PR) As filas de espera para transplantes aumentam a cada dia que passa. Centros de pesquisa em todo o mundo preparam alternativas ao tradicional transplante de órgãos doados de pessoas clinicamente mortas. Alguns laboratórios estão pesquisando a utilização de órgãos formados a partir de células indiferenciadas, denominadas células-tronco totipotentes. Para a obtenção dessas células, é preciso extraí-las de embriões na fase de: a) Gástrula. b) Processo notocordal. c) Nêurula. d) Mórula. e) Formação de saco vitelínico.

03. (Furg RS) O texto a seguir foi extraído da reportagem de uma revista de circulação nacional, no mês de setembro de 2002. “Guardar uma mostra do cordão umbilical logo após o nascimento pode ser um valioso plano de saúde. Em pouco mais de um ano, 320 casais no Rio de Janeiro e quase uma centena em São Paulo optaram pelo congelamento como precaução para tratar eventuais doenças futuras”. (Revista IstoÉ n° 1720)

Essas células, extraídas de cordão umbilical e placenta, que sobram do parto e que possuem a potencialidade de formar diferentes tipos de tecidos, são conhecidas como: a) células ganglionares. d) células-tronco. b) células germinativas. e) células lábeis. c) células secretoras. 04. (FMTM MG) Considere os seguintes processos: I. produção de células sanguíneas; II. regeneração da pele; III. regeneração do fígado. Células-tronco existentes em um ser humano adulto são utilizadas em: a) III, apenas. d) II e III, apenas. b) I e II, apenas. e) I, II e III. c) I e III, apenas.

Gabarito questão 01 As células-tronco, por apresentarem como característica o fato de poderem se dividir, originando diferentes tecidos, são capazes de se diferenciar localmente, formando todos os tipos celulares lesados.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

(Adaptada de: Bio. Sonia Lopes. 1a edição, 2002, vol. 1, pág. 344)

Posteriormente, outro trabalho comprovou que células-tronco da medula óssea podem dar origem a células da musculatura esquelética. Recentemente, pesquisas demonstraram que células-tronco neurais de camundongos adultos podem restaurar as células hematopoiéticas em camundongos que tiveram a medula óssea destruída por irradiação. (Adaptado do artigo publicado na revista Ciência Hoje (SBPC), vol. 29, nº 172, junho de 2001)

Com base na evolução de todos os resultados obtidos nas experiências relatadas, pode-se concluir que células-tronco: a) adultas só podem dar origem a células do mesmo tecido. b) adultas podem dar origem a células de diferentes origens embrionárias. c) adultas só podem dar origem a células da mesma origem embrionária. d) de origem embrionária no mesoderma dão origem a células de origem no ectoderma. e) embrionárias podem-se originar a partir dos nove tipos de células presentes no sangue. 06. (FGV SP) A expectativa em torno da utilização das células-tronco na Medicina decorre do fato de essas células: a) incorporarem o genoma do tecido hospedeiro. b) eliminarem os genes causadores da doença no tecido hospedeiro. c) alterarem a constituição genética do tecido hospedeiro. d) fundirem-se com o tecido hospedeiro, eliminando as possibilidades de rejeição imunológica. e) sofrerem diferenciação que as torna parte integrante e funcional do tecido hospedeiro. 07. As células-tronco atualmente são conhecidas pelo seu potencial de tratar algumas doenças e pela esperança de que possam tratar outras. Cerca de 100 diferentes doenças relacionadas com o sangue, por exemplo, são tratadas pelo uso dessas células. Analise as alternativas a seguir e marque aquela que

indica a característica presente nas células-tronco que ajuda no tratamento de tantas enfermidades. a) As células-tronco apresentam capacidade de multiplicação e diferenciação e substitui células doentes por células saudáveis. b) As células-tronco apresentam capacidade de aumentar de tamanho, ocupando o local das células doentes. c) As células-tronco apresentam capacidade de modificar o genótipo de células doentes. d) As células-tronco apresentam capacidade de destruir células doentes pelo processo de fagocitose. e) As células-tronco apresentam capacidade de causar a desdiferenciação dos tipos celulares doentes. 08. As células-tronco possuem alto poder de diferenciação. Alguns tipos de células-tronco, no entanto, apresentam potencial reduzido quando comparados com outros tipos dessas células. A célula-tronco capaz de se diferenciar em qualquer tipo celular, incluindo tecidos embrionários e extraembrionários, é a a) totipotente. d) multipotente. b) pluripotente. e) megapotente c) pluripotente induzida. 09. As células-tronco são muito utilizadas em tratamentos de leucemia, em que o paciente recebe quimioterapia para que as células de sua medula óssea sejam destruídas e posteriormente recebe o transplante de células-tronco. Essas células-tronco são obtidas por meio de doação, que geralmente é de um irmão ou outro parente próximo. Nesse caso, são utilizadas células-tronco adultas, que a) apresentarem maior capacidade de diferenciação do que as embrionárias. b) ainda não passaram pelo processo de diferenciação. c) não possuírem capacidade de multiplicação. d) apresentarem menor capacidade de diferenciação do que as embrionárias. e) apresentarem capacidade de produzir tecidos extraembrionários. 10. (Efei MG) Recentes avanços em biologia molecular, microscopia eletrônica, imunologia e estudo do comportamento vêm permitindo uma extensiva análise científica do cérebro, que viabiliza o desenvolvimento de técnicas promissoras para a cura de doenças degenerativas do tecido nervoso. Após a análise das afirmativas abaixo, assinale a alternativa correta: I. O uso de células-tronco para repor células mortas em áreas lesionadas do cérebro já é uma técnica viável para o tratamento de certas patologias. II. Os transplantes neurais podem trazer a cura para doenças como Mal de Parkinson e Alzheimer. III. Células-tronco são células imaturas capazes de gerar células-filhas diferenciadas, as quais podem gerar quaisquer tipos de células existentes no organismo, nos diversos tecidos e órgãos, inclusive as do sistema nervoso. a) As afirmativas I e II estão corretas. b) As afirmativas I e III estão corretas. c) As afirmativas II e III estão corretas. d) Nenhuma afirmativa está incorreta. 63

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05. (UFF RJ) Células-tronco adultas são encontradas em vários tecidos (como medula óssea, sangue, fígado, polpa dentária) de crianças e adultos, e também no cordão umbilical e na placenta. Estudos feitos há décadas sobre a hematopoiese (processo de produção de células sanguíneas) a partir de células-tronco, localizadas no interior dos ossos, demonstraram que elas podem originar todos os nove tipos celulares presentes no sangue.

Biologia

Exercícios Complementares 01. (UnB DF) A eficácia do uso de células-tronco retiradas do cordão umbilical para o tratamento de leucemia e outras doenças do sangue já foi comprovada. A grande questão agora é saber se elas têm capacidade de diferenciação das células-tronco obtidas do embrião humano. Sabe-se que elas são pluripotentes (podem transformar-se em vários tipos de células), mas falta descobrir se são totipotentes (com capacidade de se diferenciar em todos os tipos de célula). Caso essas células sejam totipotentes, não será mais necessário utilizar células-tronco embrionárias, pois elas poderão ser obtidas do banco de cordões. No Brasil, vários grupos de pesquisa investigam a possibilidade de transformação de células do cordão umbilical em células musculares, pancreáticas, nervosas e hepáticas, entre outras. O cordão umbilical e a placenta são ricos em células-tronco, fundamentais no transplante de medula óssea e no tratamento de leucemia e de doenças genéticas imunológicas e hematológicas, entre outras. O uso do cordão umbilical ou da placenta resolverá um problema polêmico, pois, normalmente, para se obter células-tronco com grande potencial de diferenciação, é necessário extraí-las de um embrião em estágio inicial (blastocisto), que morre. As células-tronco podem ser reproduzidas em cultura de laboratório, para que não seja preciso destruir um embrião a cada pesquisa. Pesquisadores expuseram células-tronco embrionárias humanas assim obtidas a substâncias especializadas (fatores de diferenciação), induzindo-as a tomar a forma de neurônios primitivos (esferas neurais). Implantadas em camundongos recém-nascidos, as células humanas integram-se ao crescimento normal do cérebro, transformando-se em tipos mais específicos de neurônios. O que os cientistas tentam saber agora é se essa técnica seria capaz de repor neurônios mortos em animais adultos e, posteriormente, em humanos, para tratar doenças degenerativas como o mal de Parkinson. Folha de S. Paulo, 1º./12/2001 (com adaptações)

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Considerando as informações do texto acima, julgue os itens a seguir. C-E-C-E-E 00. O estágio inicial do embrião a que se refere o texto consiste na fase em que ele se implantaria na mucosa uterina, caso estivesse ocorrendo o processo reprodutivo natural. 01. A capacidade de diferenciação de células-tronco em tecidos é consequência de uma especialização mitótica em que há redução na duração do ciclo celular, não ocorrendo praticamente a interfase. 02. As células-tronco são fundamentais para o transplante de medula óssea, pois, nela, existem células pluripotentes capazes de se multiplicarem indefinidamente e de se diferenciarem em leucócitos, plaquetas ou hemácias, quando necessário.

03. Os fatores de diferenciação citados no texto são específicos e, portanto, aplicam-se apenas às células totipotentes. 04. No caso mencionado no terceiro parágrafo do texto, não houve rejeição das células-tronco implantadas porque os camundongos recém-nascidos ainda não possuíam sistema imunológico. 02. (UFPR) “Entre os cerca de 75 trilhões de células existentes em um homem adulto são encontrados em torno de 200 tipos celulares distintos. Todos eles derivam de células precursoras, denominadas ‘células-tronco’. A célula-tronco prototípica é o óvulo fertilizado (zigoto). Essa única célula é capaz de gerar todos os tipos celulares existentes em um organismo adulto. [...] As células-tronco embrionárias são estudadas desde o século XIX, mas há vinteanos dois grupos independentes de pesquisadores conseguiram imortalizá-las, ou seja, cultivá-las indefinidamente em laboratório. Para isso, utilizaram células retiradas da massa celular interna de blastocistos (um dos estágios iniciais dos embriões de mamíferos) de camundongos.” (CARVALHO, A. C. C. de. Células-tronco. A medicina do futuro. Ciência Hoje, v. 29, n. 172, jun. 2001. p. 26-31.)

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

04. (UFG GO) As células-tronco são capazes de originar vários tipos de tecidos, representando importante avanço no tratamento de doenças, pois, ao serem: a) produzidas pela hipófise, glândula produtora do FSH, especializam-se na maturação de óvulos em mulheres com disfunção reprodutiva. b) produzidas pelas ilhotas do pâncreas, levam o indivíduo a secretar insulina, controlando o diabetis mellitus. c) retiradas da medula óssea, dão origem a novas células sanguíneas utilizadas no tratamento de leucemia do próprio doador, sem risco de rejeição. d) obtidas a partir de fibra conjuntiva adulta, dão origem a novas células nervosas, minimizando os efeitos das doenças decorrentes de acidente vascular cerebral. e) retiradas da zona pelúcida de embriões, dão origem a novas células cardíacas que substituirão a cicatriz decorrente de infarto do miocárdio. 05. (Unifesp SP) Um pesquisador precisa obter células-tronco para iniciar experimentos em terapia gênica. Aponte a alternativa que relaciona o procedimento e a justificativa corretos para que tal pesquisador tenha sucesso. a) Obter células-tronco de embriões em fase de gástrula em vez de obtê-las da blástula, quando ainda não é possível conseguir células tão indiferenciadas. b) Trabalhar apenas com embriões em vez de organismos adultos, uma vez que em adultos não existem células-tronco. c) Conseguir células germinativas do ovário de uma fêmea adulta, pois, ali, elas estão menos diferenciadas do que as células germinativas nos testículos de um macho adulto. d) Optar pela obtenção das células do cordão umbilical de recém-nascidos em vez de obtê-las da fase de gástrula, já que no cordão a diferenciação é menor e o número de células, maior. e) Obter células do embrião em fase de blástula, quando a indiferenciação é maior, em vez de obtê-las da gástrula ou do cordão umbilical, quando as células já estão mais diferenciadas. 06. (UFMS) “Com a aprovação da Lei de Biossegurança no Senado Federal, de contrabando com os transgênicos foi autorizado também o uso, na pesquisa, de células-tronco de embriões humanos, ainda que somente os já disponíveis há três anos em clínicas de fertilização assistida”. (Folha de São Paulo, p. B 2, 07 de outubro de 2004, adaptado).

No tocante às células-tronco e à sua utilização, é correto afirmar que 49 01. células-tronco totipontes ou embrionárias são células que têm a capacidade de dar origem a qualquer um dos diferentes tecidos que formam o corpo humano. 02. no momento da fecundação, começam as divisões celulares e surgem as células totipotentes, que permanecem no indivíduo pelo resto da vida. 04. a clonagem terapêutica é uma técnica que não permite a obtenção de células-tronco embrionárias para fabricar tecidos. 08. as células internas do blastocisto são pluripotentes, pois dão origem às células-tronco embrionárias e àquelas que vão formar a placenta. 16. os humanos adultos conservam células, por exemplo na medula óssea, que têm a capacidade de diferenciar-se em vários tecidos, mas não em todos. 32. o cordão umbilical é uma excelente fonte de células-tronco para tratamento da leucemia e de outras doenças do sangue. 07. (Puc RS) Um dos focos de estudos com células-tronco que tem recebido recursos nacionais é o das cardiopatias decorrentes da doença de Chagas. A doença de Chagas é a principal causa de cardiomiopatias na América Latina, e calcula-se que existam 18 milhões de indivíduos afetados por esta doença no continente americano. As estratégias atuais de regeneração tecidual com uso de células-tronco têm utilizado células provenientes _______________, maior fonte deste tipo celular no organismo adulto. a) do sistema nervoso. b) do epitélio intestinal. c) da corrente sanguínea. d) do músculo cardíaco. e) da medula óssea. 08. (Puc MG) O Congresso Nacional Brasileiro aprovou, em votação histórica, a lei que permite a utilização de embriões humanos para a pesquisa de terapias com células-tronco. Alguns pesquisadores brasileiros já vinham utilizando células-tronco de adultos para a recuperação de tecidos em pacientes com lesões cardíacas, distrofias musculares esqueléticas e mesmo algumas lesões de tecido nervoso. Mas, diferentes das células-tronco embrionárias que podem se transformar em qualquer tipo celular e com maior taxa de multiplicação, as células-tronco retiradas de adultos só se diferenciam em alguns tipos celulares específicos. A esse respeito, é CORRETO afirmar: a) Em um mesmo indivíduo, as células-tronco adultas apresentam genoma diferente das células-tronco de origem embrionária. b) Não é possível a utilização de células já diferenciadas para a produção de um embrião. c) As células-tronco de adulto só se diferenciam em tecidos de origem endodérmica. d) Células-tronco de adultos já apresentam algum grau de diferenciação, enquanto as embrionárias são totipotentes. 65

B15  Células-tronco

Com base nas informações desse esquema e em outros conhecimentos sobre o assunto, é INCORRETO afirmar que células-tronco: a) retiradas de embriões congelados eliminam as questões éticas e religiosas associadas à obtenção de órgãos para transplantes. b) de um paciente podem ser usadas para regenerar seus tecidos ou órgãos lesados, eliminando o risco de rejeição imunológica. c) de adulto são capazes de se diferenciar em outro tipo de célula, independentemente do seu tecido de origem. d) embrionárias são capazes de se diferenciar em outros tipos de células, desde que cultivadas sob condições adequadas.

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO B16

ASSUNTOS ABORDADOS nn Fecundação e anexos embrionários nn Fecundação nn Anexos embrionários nn Placenta nn Cordão umbilical

FECUNDAÇÃO E ANEXOS EMBRIONÁRIOS Fecundação Na espécie humana, o encontro e fusão dos gametas, processo denominado fecundação, ocorre no terço inicial da tuba uterina. Trata-se de uma série complexa de eventos desencadeados pelo contato do espermatozoide com a superfície do óvulo. O processo é iniciado com a reação acrossômica e finalizado com a fusão dos pró-núcleos, etapas que estudaremos a seguir. Reação acrossômica

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O ovócito II apresenta-se envolto por um conjunto de células foliculares derivadas do ovário, isto é, pela corona radiata e pela zona pelúcida constituída, principalmente, por ácido hialurônico. Ao entrar em contato com o gameta feminino, o espermatozoide insere-se entre as suas células foliculares visando a atingir a zona pelúcida. A ruptura do acrossomo, uma vesícula situada na cabeça do espermatozoide, provoca a liberação de enzimas, como a hialuronidase, que irão digerir os envoltórios do ovócito, como por exemplo, a zona pelúcida, abrindo caminho por onde o gameta masculino atravessará até atingir a membrana plasmática do óvulo.

Figura 01 - Representação esquemática evidenciando o óvulo. Repare na estrutura da corona radiata, da zona pelúcida e nas etapas da penetração do espermatozoide em ambas estruturas, até finalmente atravessar a membrana plasmática.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Reconhecimento espécie - específica Para que ocorra a fusão das membranas plasmáticas do óvulo e do espermatozoide, moléculas presentes na membrana plasmática do gameta masculino devem ser reconhecidas por receptores proteicos específicos presentes na membrana do gameta feminino. O reconhecimento de moléculas entre os gametas assegura que não haja fusão de gametas de espécies diferentes. O fato de nos mamíferos a fecundação ser interna reduz o problema da especificidade. Bloqueio da polispermia

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Por meio da reação cortical, após a fusão das membranas dos dois gametas, cria-se um bloqueio seguro que impede a entrada de outro espermatozoide no mesmo óvulo. A reação consiste na ação de pequenas vesículas presentes abaixo da membrana plasmática do gameta feminino que se fundem liberando seu conteúdo enzimático por exocitose. O conteúdo secretado remove os receptores para a ligação dos espermatozoides e afasta a zona pelúcida impedindo o acesso de novos gametas masculinos.

SAIBA MAIS GÊMEOS BIVITELINOS

Fusão dos pró-núcleos A ligação e fusão do espermatozoide estimulam o ovócito secundário a completar a segunda divisão da meiose e o núcleo haploide do óvulo passa a constituir o pronúcleo feminino. O núcleo haploide do espermatozoide, agora denominado pronúcleo masculino, une-se com o feminino, fenômeno conhecido como cariogamia (ou anfimixia), para formar o núcleo diploide de uma célula denominada zigoto.

B16  Fecundação e anexos embrionários

Figura 02 - A. Representação esquemática de um ovócito secundário humano sendo fecundado. B. Representação esquemática de uma pequena região da superfície do ovócito mostrando os principais eventos da fecundação; 1. Espermatozoide aproximando-se do gameta feminino. 2. espermatozoide sofrendo reação acrossômica. 3. espermatozoide formando um caminho na zona pelúcida pela ação de enzimas liberadas pelo acrossoma. 4. espermatozoide após a entrada no citoplasma do ovócito.

Os gêmeos bivitelinos ou fraternos são formados a partir de dois óvulos. Nesse caso, são produzidos dois ovócitos II e cada um deles é fecundado por um espermatozoide distinto, formando assim, dois embriões. Quase sempre são formados em placentas diferentes e não dividem o saco amniótico. Eles não vieram do mesmo embrião, não têm a mesma carga genética, e podem ou não ser do mesmo sexo.

Biologia

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Anexos embrionários Existem estruturas que são originadas a partir dos folhetos germinativos, porém não farão parte do corpo do embrião, servindo apenas para funções durante o desenvolvimento embrionário. Os anexos embrionários são: vesícula vitelina (saco vitelínico), âmnio (ou bolsa amniótica), cório, alantoide. Vesícula vitelina Durante a evolução do grupo dos animais, os primeiros vertebrados que surgiram foram os peixes, que juntamente com os anfíbios têm como único anexo embrionário a vesícula vitelina. O saco vitelínico permanece ligado ao intestino do embrião. À medida que este se desenvolve, há o consumo do vitelo e, consequentemente, o saco vitelínico vai se reduzindo até desaparecer. A vesícula vitelina é bem desenvolvida não somente em peixes, mas também Figura 03 - Representação esquemática dos anexos embrionários em mamíferos. em répteis e aves. Os mamíferos a possuem reduzida, pois nesses animais, como regra geral, os ovos são pobres em vitelo. A vesícula vitelina não tem, portanto, significado no processo de nutrição da maioria dos mamíferos. Âmnio

B16  Fecundação e anexos embrionários

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É uma membrana formada a partir do ectoderma e mesoderma que envolvem o embrião de répteis, aves e mamíferos. Ele delimita a chamada cavidade amniótica, a qual apresenta em seu interior o líquido amniótico. Este possui como principais funções proteger o embrião contra choques mecânicos e evitar a sua desidratação. Os animais que possuem essa estrutura são chamados de amniotas, e os que não possuem, de anamniotas. Nos mamíferos, a estrutura é conhecida popularmente como bolsa d’água. Ao final do desenvolvimento de répteis e aves, todo o líquido da cavidade amniótica foi absorvido pelo animal.

Figura 04 - Representação esquemática das diferenças entre os anexos embrionários de répteis e aves, e mamíferos placentários.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

SAIBA MAIS PARTO EMPELICADO Na maioria dos casos, o saco amniótico, também conhecido como bolsa, se rompe durante o trabalho de parto, pouco depois de a mulher sentir as primeiras contrações. Porém, em algumas situações raras, isso não acontece e o bebê nasce ainda envolto pela fina, mas resistente membrana que o manteve imerso em líquido amniótico durante os nove meses de gestação. Os partos que ocorrem dessa maneira são conhecidos como empelicados e estima-se que aconteçam 1 vez a cada 80 mil nascimentos. Os médicos ainda não sabem explicar por que esse tipo de parto ocorre, mas ele não traz nenhum risco, nem para a mãe nem para o filho. Muito pelo contrário, tanto a bolsa quanto o líquido amniótico protegem o bebê das contrações muito fortes do útero, diminuindo os riscos de traumas por meio do canal vaginal.

Está presente em répteis, aves e mamíferos, sendo formado a partir do mesoderma e endoderma. É uma membrana que está relacionada com as trocas gasosas. Em répteis e aves, ele armazena o produto da excreção do embrião, retira parte do cálcio da casca e transfere-o para o esqueleto do animal em formação. Em mamíferos, apresenta-se pouco desenvolvido, uma vez que a placenta é responsável por desempenhar o papel dessa estrutura.

Placenta Alguns autores não consideram a placenta como um anexo embrionário, por ser um órgão formado pela interação entre tecidos materno e fetal. Excetuando os mamíferos que botam ovos (monotremados), todos os demais formam a placenta, órgão constituído pela parede interna vascularizada do útero (endométrio) e por estruturas derivadas da camada mais externa de revestimento do embrião (trofoblasto). Nutrientes, oxigênio, anticorpos e hormônios passam do sangue materno para o embrionário pela placenta, que, em troca, transfere para a mãe as excretas e o gás carbônico. Opirus/Arte

Fonte: Winkimedia commons

Alantoide

Figura 05 - Foto de um bebê proveniente de um parto empelicado.

Cório

No embrião humano, o trofoblasto e a mesoderme extra embrionária formam o cório. Esse duplo revestimento é responsável pela organização das vilosidades coriônicas, que invadem o endométrio uterino; o blastocisto, então, aprofunda-se nesse endométrio. À medida que a invasão prossegue, os vasos e glândulas do endométrio podem ser corroídos por enzimas embrionárias e o sangue materno acaba jorrando nas lacunas que estão se formando. Essas lacunas fornecem a nutrição inicial e oxigênio ao embrião. No entanto, os sangues materno e embrionário não se misturam. Separando-os, existe uma barreira, constituída pela parede das vilosidades.

Figura 06 - Representação esquemática da implantação do blastocisto e formação da placenta.

B16  Fecundação e anexos embrionários

O cório ou serosa é uma membrana que envolve o embrião e todos os demais anexos embrionários dos répteis, mamíferos e aves. É o anexo embrionário mais externo ao corpo do embrião. Nos ovos de répteis e nos de aves, por exemplo, essa membrana fica sob a casca. Nesses animais, o cório, juntamente com o alantoide, participa dos processos de trocas gasosas entre o embrião e o meio externo.

Biologia

Opirus/Arte

Como se pode notar, na figura 06, a placenta é construída com a participação de tecidos maternos e embrionários. Ao contrário do que se poderia pensar a placenta não envolve o embrião. Essa função é exercida pelo âmnio (bolsa d’água), dentro do qual o embrião fica imerso. Esse anexo é muito desenvolvido nos mamíferos. O cório adere ao âmnio e ambos contornam a cavidade amniótica, preenchida pelo líquido amniótico.

Figura 07 - Foto de um feto em formação.

Cordão umbilical Do latim Funiculus umbilicalis, o cordão umbilical é exclusivo dos mamíferos, permitindo a comunicação entre o embrião e a placenta e é a estrutura responsável pela troca de gases que se efetua através do sangue, entre a mãe e o feto. É importante lembrar que o cordão umbilical não é classificado como um anexo embrionário, mas ele é formado a partir de outros anexos. Nos mamíferos placentários, o saco vitelínico e o alantoide possuem pequeno tamanho e deixam de exercer a função desempenhada em aves e répteis. Contribuem, no entanto, para a formação do cordão umbilical, uma espécie de pedúnculo que liga a placenta ao embrião. No interior do cordão umbilical, duas artérias conduzem sangue venoso do embrião para a mãe, enquanto uma veia transporta sangue arterial do embrião em sentido contrário.

Veia umbilical

Cordão Artéria

umbilical

B16  Fecundação e anexos embrionários

umbilical

Placenta

maternos Figura 08 - Representação esquemática da estrutura de um cordão umbilical.

Opirus/Arte

Vasos

Ciências da Natureza e suas Tecnologias Gabarito questão 01 A fusão das membranas dos gametas resulta em uma alteração no potencial de membrana que impede, momentaneamente, que outro espermatozoide ligue-se ao óvulo. Em seguida, pequenas vesículas presentes abaixo da membrana plasmática do gameta feminino fundem-se a ela liberando seu conteúdo enzimático por exocitose. O conteúdo secretado remove os receptores para a ligação dos espermatozoides e afasta a zona pelúcida impedindo o acesso de novos gametas masculinos.

Exercícios de Fixação 01. Descreva os mecanismos que impedem a entrada de mais de um espermatozoide no óvulo. 02. (Unirio RJ) Dentre as opções abaixo, assinale a que melhor define as funções principais da placenta: a) proteger o embrião contra choques e evitar sua desidratação. b) proteger o embrião e produzir vilosidades que penetram no endotérmico. c) acumular excretas, retirar oxigênio do ar e devolver gás carbônico. d) conter excretas e alimentos de reserva para o embrião (vitelo). e) nutrir, excretar e respirar, produzindo também hormônios importantes para a gravidez.

05. (UECE) A zona pelúcida é uma estrutura encontrada nos(as) ____________________, cuja função é _______________.Assinale a alternativa que contém os termos que preenchem, na ordem, as lacunas, completando, corretamente, a afirmação. a) pelos de cães e proteção. b) traqueias de mamíferos e transporte. c) óvulos humano e proteção. d) trompas de falópio e transporte. 06. (UnB DF) As figuras abaixo mostram as principais partes dos gametas masculino (em A, com aumento de 1.250 vezes) e feminino (em B, com aumento de 200 vezes).

03. (UEA AM) Observe o esquema.

Desconsiderando a ocorrência de mutações, é correto afirmar que, ao nascerem, os gêmeos a) monozigóticos apresentarão o mesmo genótipo e o mesmo fenótipo. b) dizigóticos apresentarão o mesmo genótipo e o mesmo fenótipo. c) monozigóticos apresentarão genótipos diferentes e o mesmo fenótipo. d) dizigóticos apresentarão o mesmo genótipo e fenótipos diferentes. e) monozigóticos apresentarão genótipos e fenótipos diferentes. 04. (FCM PB) A fertilização in vitro é a técnica que produz embriões em laboratório, com o objetivo de aumentar a eficácia da técnica proporcionando maiores chances de gravidez, estimula-se a maturação de vários folículos no ovário, formando óvulos que serão coletados e unidos a sêmen tratado. Com relação à fecundação é possível afirmar: a) Ocorre na tuba uterina. b) Ocorre no útero. c) O ovócito I liberado pelo ovário, ao unir-se com o espermatozoide, completa a meiose. d) Inicia-se na tuba uterina e termina no ovário. e) O ovócito I liberado pelo ovário, ao unir-se com o espermatozoide, completa a mitose.

07. (Uerj RJ) O fenômeno da fecundação humana envolve o espermatozoide em uma série de eventos sequenciais até a penetração no ovócito, conforme esquema abaixo: Espaço perivitelino

Zona pelúcida Células foliculares

Citoplasma do ovócito

B16  Fecundação e anexos embrionários

(http://genomesunzipped.org)

Considerando os dados relativos às figuras apresentadas, julgue os itens que se seguem. F-V-V-V 00. A estrutura I é pobre em enzimas. 01. A energia necessária para o batimento do flagelo provém da estrutura II. 02. Na espécie humana, a produção dos gametas representados pela figura A é muito maior que a dos representados pela figura B. 03. No processo de fecundação, a membrana celular da célula B sofre significativas modificações.

Das regiões que normalmente devem ser atravessadas pelo espermatozoide para que ocorra a fecundação, aquela que envolve o fenômeno de reação acrossômica é: a) a zona pelúcida. b) o espaço perivitelino. c) a membrana plasmática. d) a camada de células foliculares.

Biologia

Exercícios Complementares 01. (Puc SP) Analise a tira de quadrinhos:

II.

III.

IV.

Folha de S.Paulo, 22.abr.2013

Os pintinhos nascem molhados, devido principalmente ao material proveniente a) do âmnio, que armazena excretas nitrogenados do embrião, e do alantoide, que previne dessecação e amortece choques mecânicos. b) do âmnio, que previne dessecação do embrião e amortece choques mecânicos, e do alantoide, que armazena excretas nitrogenados. c) do âmnio, que previne a dessecação do embrião, e do grande número de vilosidades coriônicas ricas em vasos sanguíneos. d) do alantoide, que armazena excretas nitrogenados do embrião, e do grande número de vilosidades coriônicas ricas em vasos sanguíneos.

B16  Fecundação e anexos embrionários

02. (UFV MG) A humanidade sempre teve enorme fascínio pelos gêmeos, tecendo as mais variadas e fantásticas histórias mitológicas nas quais eles aparecem, algumas vezes, marcados pela tragédia ou como conectados de forma especial, metades de um todo que se completam. Apesar dessas histórias, sabe-se que gêmeos são crianças nascidas no mesmo parto, ou seja, da mesma mãe e, geralmente, no mesmo dia. Mas, ainda assim, alguns equívocos são cometidos no que diz respeito à formação e aos tipos de gêmeos. Sobre esse assunto foram elaboradas as seguintes afirmativas: I.

Na maioria das mulheres os ovários liberam, mensalmente, apenas um óvulo por vez, mas há casos em que doisou mais óvulos podem ser liberados ao mesmo tempo, e o número de gêmeos que nascerão depende, essencialmente, do número de óvulos liberados.

Se os óvulos forem fecundados, cada um, por um espermatozoide diferente, pode ocorrer o desenvolvimento de gêmeos denominados fraternos, dizigóticos ou bivitelinos, que podem, ou não, ter o mesmo sexo. Embora seja raro, pode acontecer de um mesmo óvulo ser fecundado por dois espermatozoides ao mesmo tempo e, assim, dar origem aos gêmeos denominados idênticos, monozigóticos ou univitelinos, que devem possuir o mesmo sexo. Ainda que apenas um óvulo seja liberado e fecundado por um só espermatozoide, é possível que o zigoto se divida em duas massas celulares, originando gêmeos que possuem, além do mesmo sexo, o mesmo genoma.

É INCORRETO o que se afirma apenas em: a) I, III e IV. b) I e III. c) II e IV. d) II, III e IV. 03. (Unipac MG) A figura representa um embrião humano, as estruturas uterinas e os anexos embrionários.

Em relação à figura, todas alternativas são corretas, EXCETO: a) 4 e 6 estão ligados ao intestino. b) 5 é uma estrutura formada por córion e endométrio. c) 3 contém um líquido que protege o embrião. d) 1 e 2 correspondem a bolsa de água que se rompe durante ou antes do parto. 04. (UEPB) Entre os anexos embrionários, o que permite as trocas de gases respiratórios entre o embrião e o ambiente é o(a.): a) Âmnio. b) Córion. c) Saco vitelínico. d) Placenta. e) Alantoide.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

a) O anexo indicado por II também tem função secretora hormonal. b) Durante o parto, I se rompe e é liberado com a criança. c) O líquido indicado por III fornece nutrientes e oxigênio para o feto. d) O córion, indicado por IV, é o anexo embrionário mais interno. e) As quatro indicações representam anexos embrionários. 06. (Puc PR) Analise as afirmações relacionadas ao estudo dos anexos embrionários: I. O saco vitelínico é uma bolsa que abriga o vitelo e que participa no processo de nutrição do embrião, sendo bem desenvolvida nos peixes, répteis e aves e reduzida nos mamíferos. II. O âmnio é uma membrana que envolve o embrião, delimitando a cavidade amniótica, que contém o líquido amniótico, cuja principal função é de proteger o embrião contra choques mecânicos e contra a dessecação. III. O alantoide é um anexo que deriva da porção posterior do intestino do embrião, tendo como função, nos répteis e nas aves, armazenar excretas nitrogenadas e participar de trocas gasosas. IV. A placenta não é considerada um anexo embrionário, por ser um órgão formado pela interação entre tecidos materno e fetal. Está correta ou estão corretas: a) Apenas III e IV. b) Apenas I. c) Apenas II. d) Apenas I e II. e) Todas. 07. (UEPG PR) Após a fecundação, ou seja, a fusão entre os gametas masculino e feminino, ocorre o início de uma nova vida. Esse novo ser vivo passará por uma série de etapas até que possa ser considerado um feto. Essas etapas são conhecidas como etapas embrionárias. Sobre elas, assinale o que for correto. 09

01. Em geral, um único espermatozoide penetra no óvulo, ficando fora o flagelo. Logo após sua entrada, a membrana do óvulo sofre uma grande modificação físico-química tornando-se espessa e impedindo a penetração de outros espermatozoides. Essa condição é conhecida como monospermia. 02. A segmentação é uma série de divisões meióticas do zigoto, que leva à formação de um grupo maciço de células, a mórula. A mórula cresce bastante, originando a blástula, com uma cavidade interna, o blastômero. É a partir da blástula que se diferenciam os folhetos embrionários que se diferenciarão nos tecidos e órgãos do novo ser. 04. A cabeça do espermatozoide, que contém o núcleo, é arrastada pelo citoplasma em direção ao núcleo do óvulo, com o qual se une, constituindo então o núcleo haploide do zigoto. 08. Na primeira divisão mitótica resultarão as duas primeiras células, os blastômeros, marcando a segmentação, que é o começo do desenvolvimento embrionário. 08. (UFPR) Um biólogo mensurou a massa de componentes do ovo de um réptil durante seu desenvolvimento, desde o dia da postura até o momento da eclosão. Ao longo das medidas, o que se espera que tenha ocorrido, respectivamente, com a massa do embrião, do vitelo e do alantoide? a) Aumento – redução – aumento. b) Aumento – aumento – redução. c) Aumento – redução – redução. d) Redução – redução – aumento. e) Redução – aumento – redução. 09. (UFCG PB) Para que ocorra a fecundação na espécie humana, os espermatozoides precisam transpor uma série de barreiras até que possam encontrar o ovócito e, por fim, fecundá-lo. Em relação a esse processo, leia as alternativas e escolha a INCORRETA: a) A quantidade de microtúbulos no flagelo e a produção de substâncias lubrificantes que facilitam o deslocamento dos espermatozoides são as principais condições para que um espermatozoide fecunde um ovócito. b) A motilidade dos espermatozoides se dá graças aos movimentos dos flagelos e esse movimento ocorre utilizando a energia produzida a partir de reações metabólicas sediadas nas mitocôndrias. c) No trajeto percorrido pelos espermatozoides rumo ao encontro com o ovócito, há fatores dificultantes a exemplo do pH ácido e secreções mucosas da vagina. d) As enzimas presentes no acrossomo do espermatozoide (Ex. Hialuronidase) são úteis na transposição da zona pelúcida que envolve e protege o ovócito. e) Após a entrada do espermatozoide no ovócito ocorre um bloqueio à poliespermia, onde mecanismos são desenvolvidos para impedir a entrada de outros espermatozoides. 10. Discuta a importância de existirem mecanismos que impeçam a polispermia.

Gabarito questão 10 Cada gameta contém metade da informação genética necessária para a formação de um indivíduo. Após a fertilização, os gametas unem seus núcleos formando o zigoto, restaurando, assim, a totalidade dos cromossomos de um organismo. A fecundação do ovócito secundário por mais de um espermatozoide resultaria em aberrações genéticas.

B16  Fecundação e anexos embrionários

05. (Efoa MG) Considere o desenho abaixo e assinale a afirmativa CORRETA:

FRENTE

BIOLOGIA

Exercícios de Aprofundamento 01. (UFPE) Sobre o desenvolvimento embrionário do zigoto, derivado da reprodução sexuada de vários grupos animais e do homem, observe a figura abaixo e considere as afirmativas que se seguem. V-V-F-V-V

00. A sequência de eventos mostrados de A a G representa o processo de segmentação holoblástica que resultará na formação de células-tronco, chamadas blastômeros. 01. Na reprodução humana, após a formação da mórula, mostrada em H, ocorre a compactação a fim de evitar a separação entre essas células no aparelho reprodutor feminino. 02. Após a formação de dezenas de células, visível em H, é originada uma cavidade, preenchida de líquido, chamada blastocele (I); o embrião, nessa condição, é chamado de gástrula. 03. Na gastrulação, as células que darão origem aos músculos do animal migram para o interior do embrião; as células que darão origem à pele migram para a superfície. 04. A notocorda, presente nos cordados, é formada a partir da organização ântero-posterior de células do mesoderma do embrião, na forma de um bastão, e tem o papel de orientar a diferenciação do sistema nervoso. 02. (UEPG PR) A respeito do desenvolvimento embrionário humano, assinale o que for correto. 28 01. Após aproximadamente 72 horas da fecundação, o ovo inicia a primeira divisão originando dois blastocistos. Entre o terceiro e quarto dia após a fecundação, o embrião apresenta-se no estágio de mórula. Posteriormente, forma-se a blástula, também chamada de blastômero, que chega ao útero. 74

02. O blastocisto implanta-se na parede uterina por volta do décimo quarto dia após a fecundação. As células do trofoblasto dividem-se rapidamente e produzem enzimas que digerem a parede uterina, permitindo a penetração do embrião. Por volta do décimo quinto dia, o embrião encontra-se totalmente envolto pelo tecido uterino. 04. Enquanto está sendo conduzido da tuba uterina para o útero, o blastocisto fica envolto pela zona pelúcida. Essa proteção impede a adesão do blastocisto à parede da tuba uterina. O blastocisto libera-se da zona pelúcida apenas quando chega ao útero. 08. Em alguns casos, a liberação do blastocisto de dentro da zona pelúcida ocorre na tuba uterina e ele se adere à parede dessa estrutura, provocando o que se chama gravidez tubária, um dos casos de gravidez ectópica. 16. O blastocisto apresenta-se como uma esfera formada por uma camada de células denominadas trofoblastos, envolvendo uma cavidade interna, em que se observa um acúmulo de células, denominado botão embrionário ou embrioblasto. Os trofoblastos participam da formação do âmnio, do cório, da placenta e do saco vitelínico; o botão embrionário dá origem ao embrião propriamente dito. 03. (UECE) Maria foi fazer o seu pré-natal e o ginecologista lhe disse: “O seu filho já pode ser chamado de feto. Tem cerca de 2,5 cm, aparência tipicamente humana e está iniciando o processo de ossificação. Os seus movimentos já se iniciaram, porém ainda não é possível ver o sexo externamente, nem a notocorda se degenerou”. De acordo com a declaração do médico, podemos assegurar que o filho que está sendo gerado em Maria a) possui, aproximadamente, 7 dias. b) possui, aproximadamente, 2,5 semanas. c) possui, aproximadamente, 2 meses. d) está no terceiro trimestre de gestação. 04. (FGV SP) Gêmeos univitelinos ou monozigóticos são aqueles formados a partir de um único zigoto, o qual se divide em blastômeros que permanecem separados e se desenvolvem em dois indivíduos. A divisão celular em questão é a a) meiose, e cada blastômero tem a metade do número de cromossomos do zigoto. b) meiose, e cada blastômero tem o mesmo número de cromossomos do zigoto. c) mitose, e cada blastômero tem a metade do número de cromossomos do zigoto. d) mitose, e cada blastômero tem o mesmo número de cromossomos do zigoto. e) mitose, e cada blastômero tem o dobro do número de cromossomos do zigoto.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Considerando-se que os animais Z, W e Y não têm parentesco, pode-se afirmar que o animal resultante da clonagem tem as características genéticas da vaca a) Z, apenas. b) W, apenas. c) Y, apenas. d) Z e da W, apenas. e) Z, W e Y. 06. (UFRRJ) “CIENTISTAS DA UNIVERSIDADE DO HAVAÍ CLONAM MAMÍFERO ADULTO DO SEXO MASCULINO A clonagem deixou de ser uma técnica aplicável exclusivamente às fêmeas. Cientistas da Universidade do Havaí clonaram o primeiro mamífero adulto do sexo masculino. Trata-se de um camundongo batizado de Fibro, uma brincadeira com a palavra fibroblasto, tipo de célula usada na criação do animal (...) Agora, os pesquisadores Ryuzo Yanagimachi e Teruhiko Wakayama mostram que um macho adulto também pode ser replicado, segundo trabalho publicado na revista Nature Genetics. Em vez de utilizar células relacionadas ao sistema reprodutivo feminino para preencher os óvulos, como havia sido feito até agora, os cientistas criaram Fibro a partir de um pedaço do rabo de um camundongo. Eles colheram 700 óvulos, produzidos por ratas, e descartaram seus núcleos. O material foi substituído por células extraídas da cauda do doador. Apenas 274 embriões resultaram dessa operação e foram implantados em 25 ratinhas que funcionaram como ‘mães de aluguel’.”

07. (UCP RJ) “A clonagem do primeiro ser humano não vai demorar”, John Haldane, biólogo inglês, em 1963. “A clonagem desperta nossos medos mais profundos,” Willard Gaylin, psicólogo e bioeticista americano, em 1969. “Como correr o risco de clonar um bebê, se o resultado é imprevisível?” Ian Wilmut, veterinário inglês. “Um clone será um clone? Muito bem, então por meio da clonagem podemos criar uma cópia idêntica de qualquer pessoa! Essa visão simplista da clonagem vem suscitando ideias fantasiosas de ressurreição de pessoas interessantes, ou mesmo de um filho querido já morto. E a reversão da morte é de fato uma coisa irresistível. Mas o clone será exatamente um clone? Ele será uma cópia idêntica do clonado – de sua matriz?(...)” Lygia da Veiga Pereira, geneticista. (Galileu, outubro de 2001)

Em relação ao processo de clonagem podemos afirmar que: I. ( ) Um clone poderá não ser idêntico à sua matriz, em função da presença de DNA no citoplasma do óvulo (genoma mitocondrial), caso o doador do núcleo somático não seja o mesmo doador do citoplasma (óvulo). II. ( ) Gêmeos univitelinos poderiam ser chamados de clones naturais, pois são genotipicamente idênticos. III. ( ) As características físicas e psíquicas não são condicionadas exclusivamente pelo genótipo, sofrendo influência de efeitos ambientais, o que poderia responder pela falta de identidade total, entre o clone e sua matriz. Assim, a sequência correta, assinalando-se V (verdadeiro) e F (falso) para as alternativas acima, é: a) F – V – V. d) F – F – V. b) V – F – V. e) F – F – F. c) V – V – V. 08. (Mackenzie SP) Recentemente, alguns cientistas têm sugerido que será possível, no futuro, clonar órgãos isolados com finalidade de transplante. A respeito dessa técnica, considere as seguintes afirmações: I. Qualquer célula somática nucleada poderia fornecer o núcleo porque possui todos os genes presentes em uma determinada espécie. II. Parte dos genes está sob a forma de DNA inativo, ou seja, heterocromatina. III. Um dos grandes desafios é conseguir que os genes necessários à formação de um órgão se transformem em eucromatina. Assinale:

Por que os cientistas extraíram os núcleos dos óvulos antes de inserir as células da cauda do doador?

a) se todas as afirmativas forem incorretas. b) se somente as afirmativas I e II forem corretas. c) se somente a afirmativa I for correta. d) se todas as afirmativas forem corretas. e) se somente as afirmativas II e III forem corretas.

Para que fossem formadas células normais diploides, pois se o núcleo permanecesse haveria formação de uma célula anormal triploide.

FRENTE B  Exercícios de Aprofundamento

05. (Enem MEC) A sequência abaixo indica de maneira simplificada os passos seguidos por um grupo de cientistas para a clonagem de uma vaca: I. Retirou-se um óvulo da vaca Z. O núcleo foi desprezado, obtendo-se um óvulo anucleado. II. Retirou-se uma célula da glândula mamária da vaca W. O núcleo foi isolado e conservado, desprezando-se o resto da célula. III. O núcleo da célula da glândula mamária foi introduzido no óvulo anucleado. A célula reconstituída foi estimulada para entrar em divisão. IV. Após algumas divisões, o embrião foi implantado no útero de uma terceira vaca Y, mãe de aluguel. O embrião se desenvolveu e deu origem ao clone.

Biologia

09. (UFPR) “As células-tronco embrionárias (TE) são obtidas da porção de um embrião em um estágio muito inicial que iria dar origem a todo o corpo de um organismo (...) Nesse estágio, o embrião é uma bolaoca, chamada de blastocisto, formada por uma massa celularexterna, que na gravidez viria a formar a placenta, e por uma massa celular interna (MCI), que se tornaria o feto (...) A fim de criar linhas de célula TE, cientistas removem a massa celularinterna de um blastocisto cria do emlaboratório, normalmente remanescente de uma tentativa de fertilização in vitro (...) Uma vez que as células TE surgem nesse estágioprimordial, elas mantêm a capacidade ‘pluripotente’ de formarqualquer tipo de célula de um organismo.” b) Todas as células nesta fase são pluripotentes. (Scientific American, jul. 2004.) c) Porque estas células não são pluripotentes; eles originarão a placenta.

a) Segundo o texto, qual é a região do embrião e qual o estágio do desenvolvimento embrionário utilizados para obtenção de célulasTE? Massa celular interna de blastocisto. b) Qual é a principal justificativa para a coleta de células TE em um estágio tão inicial da embriogênese? c) Por que razão a massa celular externa não poderia ser empregada para gerar células TE?

10. (UFRJ) A melhor fonte de células-tronco são os embriões em estágios iniciais de desenvolvimento, pois essas células indiferenciadas podem se transformar em qualquer tecido. Por esse motivo, há interesse em usá-las para reparar danos de tecidos que normalmente não se regeneram. Atualmente é possível produzir células-tronco heterólogas (retiradas diretamente de um embrião qualquer) ou homólogas. O procedimento para o preparo de células-tronco embrionárias homólogas está ilustrado de modo simplificado a seguir e envolve as seguintes etapas: 1. o núcleo de uma célula do paciente é transplantado para um ovócito maduro, cujo núcleo foi previamente removido; 2. o ovócito transplantado é induzido a proliferar; 3. ao atingir o estágio de blástula, as células do embrião são separadas umas das outras e injetadas diretamente no paciente, em local próximo à lesão.

a) Explique por que indivíduos transplantados com células-tronco embrionárias, tanto homólogas, quanto heterólogas, apresentam duas populações de mitocôndrias diferentes em seus tecidos. b) Explique por que o uso de células-tronco embrionárias homólogas reduz potencialmente os problemas pós-tratamento para os pacientes. 11. (Ufla MG) O uso das células-tronco pela medicina é um tema que tem sido intensamente debatido na sociedade brasileira. Enquanto grande parte das células de um ser humano é diferenciada, as células-tronco apresentam capacidade de se autorreplicarem e de se diferenciarem em tecidos diversos que constituem o corpo humano. As pesquisas sobre essas células abrem perspectivas para a implementação de terapia celular para tratamento de doenças e lesões, mediante a substituição de tecidos danificados, ou com funcionamento deficiente, por células saudáveis. As tecnologias que vêm sendo desenvolvidas preveem o uso de células da própria pessoa ou de outros indivíduos. Os pesquisadores afirmam que, 1. para tratamento de doenças genéticas, não devem ser usadas células do próprio indivíduo; 2. nos demais casos, o uso de células da própria pessoa pode aumentar a chance de sucesso da terapia. Como você explica a existência dessas duas situações distintas, quando se considera a origem das células-tronco a serem usaEm doenças genéticas, o uso não é indicado porque as células–tronco das na terapia? têm o mesmo genoma e, portanto, o mesmo erro genético; nos demais casos, o sucesso da terapia é maior, pois não há chance de rejeição.

12. (Fuvest SP) Células-tronco são células indiferenciadas que têm a capacidade de se diferenciar em diversos tipos celulares. Para que ocorra tal diferenciação, as células-tronco terão necessariamente que alterar: a) o número de cromossomos. b) a quantidade de genes nucleares. c) a quantidade de genes mitocondriais. d) o padrão de atividade dos genes. e) a estrutura de genes específicos por mutações.

FRENTE B  Exercícios de Aprofundamento

13. (FMJ SP) O gráfico representa a variação de DNA nuclear ao longo dos dois tipos de divisões celulares (I e II) analisadas em diferentes células. A seta abaixo indica o momento em que ocorreu a fecundação.

Considerando que essas divisões (I e II) foram observadas em diferentes células humanas, é possível concluir que a divisão 76

Gabarito questão 10 a) As mitocôndrias são organelas citoplasmáticas. Desse modo, as células-tronco homólogas e heterólogas necessariamente conterão uma população de mitocôndrias diferente daquela da pessoa que as receberá. b) As células-tronco homólogas conterão os mesmos núcleos das células da pessoa que receberá o transplante. Portanto, o padrão de antígenos de histocompatibilidade será o mesmo, o que evita a rejeição dessas células-tronco.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

a) I ocorreu nas células das gônadas para a formação de células somáticas. b) I ocorreu nas células das gônadas para a formação de células diploides. c) I ocorreu nos blastômeros para a formação de células haploides. d) II ocorreu nos blastômeros para a formação de células diploides. e) II ocorreu nas células germinativas para a formação de gametas. 14. (UFTM MG) O desenho ilustra um espermatozoide com algumas de suas organelas. Os gráficos indicam possíveis curvas de consumo e produção de substâncias pelas organelas presentes na peça intermediária do gameta.

Com relação à presença de saco vitelínico a tabela está incorreta, pois os embriões de répteis, aves e mamíferos também apresentam esse anexo. II. Somente as colunas de peixes e anfíbios estão corretas, pois seus embriões não apresentam os demais anexos. III. A tabela ficaria correta se a coluna das aves e a dos mamíferos fossem totalmente sombreadas. Analise as afirmativas e assinale a opção CORRETA: a) Apenas a afirmativa I está correta. b) Apenas a afirmativa II está correta. c) Apenas as afirmativas II e III estão corretas. d) Apenas as afirmativas I e II estão corretas. e) As afirmativas I, II e III estão corretas. 16. (Uerj RJ) O desenvolvimento da Medicina tem auxiliado, com refinada tecnologia, as cirurgias de transplantes de órgãos. Entretanto, a rejeição dos órgãos transplantados tem sido um problema difícil de ser resolvido. Tal problema não ocorrerá se o doador for gêmeo univitelino do receptor. Das estruturas abaixo, aquela que comumente se apresenta única entre esses irmãos é: a) placenta. b) alantoide. c) canal vitelínico. d) cordão umbilical. e) disco embrionário.

15. (UFV MG) Em uma tarefa sobre anexos embrionários, um grupo de alunos elaborou a tabela abaixo, com os espaços sombreados, em cada coluna, correspondendo à presença dos anexos encontrados nos respectivos vertebrados. Com base nessa tabela, outro grupo de alunos elaborou três afirmativas (I, II e III). Anexos Saco vitelínico Amnio Corio Alantóide Placenta

Peixes

Anfibios

Répteis

Aves

Mamíferos

01. na figura 1, a cavidade amniótica (A) desenvolve-se muito, envolvendo totalmente o embrião e garantindo desta forma sua nutrição. 02. na figura 2, vemos o alantoide (B) que garante a troca de gases e o armazenamento de resíduos. Isto em répteis e aves. 03. na figura 1, o aparecimento da placenta (C) garante as trocas gasosas e a nutrição do embrião, substituindo as funções do alantoide e da vesícula vitelínica. 04. na figura 2, podemos observar a vesícula vitelínica (D), bastante desenvolvida, que ocupa toda a região central e garante a proteção do embrião contra choques mecânicos. 05. nas figuras apresentadas, não se pode associar o desenvolvimento embrionário de peixes, uma vez que esses apresentam apenas a vesícula vitelínica como anexo embrionário.

Gabarito questão 14 b) As enzimas são sintetizadas pelos ribossomos presentes no retículo endoplasmático granuloso, transportadas por vesículas do retículo endoplasmático liso e armazenadas no complexo golgiense, a partir do qual ocorre a formação do acrossoma. As enzimas acrossomais são importantes para a fecundação; ao entrar em contato com o gameta feminino, o espermatozoide insere-se entre as suas células foliculares, visando a atingir a zona pelúcida. A ruptura do acrossoma provoca a liberação das enzimas que irão digerir os 77 envoltórios do ovócito II, abrindo caminho através da zona pelúcida por onde o gameta masculino atravessará até atingir a membrana plasmática do óvulo.

FRENTE B  Exercícios de Aprofundamento

a) A peça intermediária contém organelas importantes para o metabolismo do gameta. Utilizando as informações contidas nos gráficos, identifique, pelos números, as duas curvas que estão relacionadas com a atividade dessas organelas, à medida que o gameta entra no corpo feminino. 2 e 4. b) O acrossoma é uma organela que apresenta várias enzimas, que são produzidas por outras organelas, e segue uma sequência de eventos até a sua formação. Explique a sequência de eventos que permite a síntese dessas enzimas e mencione sua importância.

17. (UFPE) Nas figuras a seguir, vemos dois modelos de desenvolvimento que mostram diferenças significativas em relação aos anexos embrionários. Podemos afirmar, então, que, F-V-V-F-V

FRENTE

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BIOLOGIA Por falar nisso O fígado é a maior glândula do nosso corpo. Um adulto de porte médio tem essa víscera pesando em torno de 2,5 kg. O tecido epitelial é o predominante nesse órgão, porém, como em todos os órgãos, outros tecidos também estão presentes. Assim, temos o tecido conjuntivo próprio, formando septos e cápsulas fibrosas dentro e superficialmente ao órgão. O tecido conjuntivo sanguíneo que circula volumosamente no fígado torna-o um centro de metabolização de moléculas e também um órgão secretor. O tecido epitelial glandular pode ser derivado da ectoderme embrionária, como nas glândulas epidérmicas (sudoríparas, sebáceas e mamárias). Outras glândulas são derivadas do folheto embrionário, nomeado mesoderme (região cortical da suprarrenal, ovários e testículos). Há ainda glândulas derivadas da endoderme embrionária. Destas, são exemplos a tireoide, o pâncreas e o próprio fígado. Nas próximas aulas, estudaremos os seguintes temas

C13 C14 C15 C16

Tecido epitelial glandular.................................................................80 Tecido conjuntivo propriamente dito e adiposo............................. 86 Tecido conjuntivo sanguíneo...........................................................94 Tecido conjuntivo hematopoiético................................................103

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO C13

ASSUNTOS ABORDADOS nn Tecido epitelial glandular

TECIDO EPITELIAL GLANDULAR Epitélios glandulares

nn Epitélios glandulares nn Origem das glândulas nn Classificação da glândulas quanto à maneira de secretar

São constituídos por células especializadas na atividade de secreção. As moléculas a serem secretadas geralmente são armazenadas em pequenas vesículas membranosas denominadas grânulos de secreção. As glândulas podem ser unicelulares ou multicelulares. As células caliciformes ou glândulas mucosas presentes no epitélio respiratório e intestinal são exemplos de glândulas unicelulares.

Grânulos ou vesículas de secreção

Membrana basal Figura 01 - Glândula unicelular: glândula mucosa ou caliciforme.

Células Calciformes

Cílios

Figura 02 - Células ou glândulas caliciformes no epitélio da traqueia.

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Núcleo

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Origem das glândulas

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As glândulas multicelulares são formadas pela proliferação de células epiteliais que invadem o tecido conjuntivo adjacente e sofrem diferenciação adicional. Esse processo resulta em glândulas que mantêm contato com o epitélio por meio de um ducto ou resulta em conjuntos de células epiteliais mergulhadas no tecido conjuntivo sem contato com o epitélio, não possuindo o ducto.

Figura 03 - Formação de glândulas multicelulares exócrina e endócrinas.

Classificação das glândulas De maneira geral, podemos classificar as glândulas quanto à presença ou não de ductos e quanto à forma ou maneira com que elas secretam.

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Quanto à presença ou não de ductos A conexão se faz por ductos tubulares por onde as secreções são eliminadas para uma cavidade ou superfície do corpo. São conhecidas como glândulas de secreção externa. Como exemplo, temos as glândulas sudoríparas, sebáceas, lacrimais, mamárias, salivares e mucosas. nn Glândulas endócrinas – Glândulas em que a conexão com o epitélio de origem é destruída durante a diferenciação e formação das mesmas. São conhecidas como glândulas de secreção interna. A secreção é lançada no sangue e é denominada hormônio. Hipófise, tireoide, adrenal, paratireoide, testículos e ovários são exemplos de glândulas endócrinas. nn Glândulas anfícrinas (mistas) – Glândulas que possuem uma parte exócrina e uma parte endócrina. Como exemplo, temos o pâncreas e o fígado.

Figura 04 - Glândulas endócrinas humanas.

C13  Tecido epitelial glandular

nn Glândulas exócrinas – Glândulas que mantêm contato com o epitélio de origem.

Biologia

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Pâncreas: glândula mista ou anfícrina

Figura 05 - Pâncreas: glândula com porção exócrina (ácinos pancreáticos) e porção endócrina (ilhotas pancreáticas).

O pâncreas é um exemplo de glândula mista ou anfícrina. Ele tem origem na endoderme embrionária e é uma glândula anexa ao sistema digestório. O pâncreas possui conjuntos de células chamadas ilhotas pancreáticas (ou de Langehans) que constituem as porções endócrinas da glândula misturadas às regiões exócrinas. Admite-se que as ilhotas representem 1,5% do volume do pâncreas e são responsáveis pela produção de insulina e glucagon, hormônios que regulam o nível de glicose no sangue, e que são liberados diretamente na corrente sanguínea. Outra parte do pâncreas corresponde à região exócrina e denominada ácinos pancreáticos é produtora de diversas enzimas que compõem o suco pancreático. O ducto pancreático lança essa secreção na cavidade do duodeno, e nesse local haverá digestão enzimática de nutrientes vindos do estômago.

Classificação das glândulas quanto à maneira de secretar As glândulas exócrinas são classificadas de acordo com o modo pelo qual eliminam os produtos de secreção: nn Glândulas

holócrinas – O produto de secreção é eliminado juntamente com toda a célula. O principal exemplo é a glândula sebácea; nn Glândulas merócrinas – Apenas o produto de secreção é eliminado por exocitose, de modo que as células permanecem íntegras. As glândulas lacrimais, as salivares, as sudoríparas e o pâncreas são exemplos; nn Apócrinas ou holomerócrinas – As células eliminam a secreção com parte do material protoplasmático (conteúdo citoplasmático). O principal exemplo é a glândula mamária.

SAIBA MAIS

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C13  Tecido epitelial glandular

A MORFOLOGIA DAS GLÂNDULAS EXÓCRINAS As glândulas exócrinas podem ter ducto único, que não se divide. Nesse caso, trata-se de uma glândula simples. Elas podem também ter ductos ramificados, sendo classificadas como glândulas compostas. A parte secretora da glândula pode ser acinosa (como cacho de uvas), a exemplo das glândulas sebáceas; ou pode ser tubulosa, como nas glândulas sudoríparas.

Figura 06 - Morfologia das Glândulas Exócrinas.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Exercícios de Fixação

02. (Udesc SC) As glândulas são agrupamentos de células especializadas na produção de substâncias úteis ao organismo humano. Assinale a alternativa correta quanto ao exemplo de glândula e sua morfologia. a) O testículo é um exemplo de glândula endócrina, pois a glândula endócrina possui um canal ou ducto por onde sai a secreção, que faz uma comunicação com o epitélio que a originou. b) A glândula hipófise é um exemplo de glândula exócrina, pois a glândula exócrina possui um canal ou ducto por onde sai a secreção, que faz uma comunicação com o epitélio que a originou. c) A glândula tireoide é um exemplo de glândula exócrina, pois a glândula exócrina possui um canal ou ducto por onde sai a secreção, que faz uma comunicação com o epitélio que a originou. d) A glândula paratireoide é um exemplo de glândula endócrina, pois a glândula endócrina não possui um canal ou ducto de comunicação com o epitélio que a originou; ela lança seu produto de secreção em capilares sanguíneos. e) A suprarrenal é uma glândula anfícrina ou mista, pois apresenta partes endócrinas e exócrinas. 03. (UFPR) O tecido epitelial glandular é formado por glândulas que produzem e secretam substâncias no sangue ou em cavidades ou superfícies do corpo. A hipófise, que lança seus hormônios no sangue, e as glândulas salivares que lançam suas secreções na boca, são, respectivamente, glândulas: a) exócrinas, ambas. b) endócrinas, ambas. c) exócrina, endócrina. d) endócrina, exócrina. e) de função mista, ambas. 04. (CFT MG) ”Hoje está provado que o tecido adiposo é a maior glândula endócrina do organismo. Existem dezenas de hormônios produzidos por ele, ligados à hipertensão (angiotensinogênio) e ao apetite, como a leptina. Quanto mais gordura, maior a produção desse hormônio que age no cérebro e faz diminuir o apetite. Há quase uma década que os cientistas sabem que a leptina tem um papel importante na queima de gordura. O problema é que até hoje não se descobriu o caminho que esse hormônio produzido por células adiposas faz pelo corpo.” (WAJCHENBERG, Bernardo Leo. Disponível em: <http://www.drauziovarella. com.br/entrevistas/obesidade>. Acesso em: 20 set.2005.)

As glândulas são formadas a partir do tecido a) misto. b) nervoso. c) epitelial. d) conjuntivo. 05. (CFT MG) O esquema refere-se à fisiologia das glândulas.

Sobre as glândulas ilustradas na figura, é correto afirmar que a) as exócrinas e endócrinas têm origem ectodérmica. b) as endócrinas eliminam seus produtos para o exterior. c) as exócrinas se relacionam ao restante do organismo. d) as sudoríparas são endócrinas, expelindo sua secreção. 06. (Puc MG) Quanto à origem da secreção, uma glândula será classificada como holócrina quando: a) ela apenas elimina seus produtos de secreção, não alterando sua forma e seu volume. b) perde parte do seu protoplasma, tendo que se regenerar para reiniciar o processo de secreção. c) a célula, como um todo, acumula a secreção gordurosa e se desintegra. d) a célula estiver em plena atividade secretora. e) a atividade secretora da célula estiver encerrada. 07. (Unirio RJ) São exemplos de glândulas exócrinas e endócrinas, respectivamente, a(s): a) tireoide e as paratireoides. b) hipófise e as sebáceas. c) salivares e a tireoide. d) sudoríparas e as mamárias. e) adrenais e a tireoide. 08. (IF CE) Sobre o tecido glandular é correto afirmar que a) o tecido glandular nunca se origina de um epitélio de revestimento. b) as secreções de todas as glândulas são chamadas hormônios. c) as glândulas de secreção endócrinas são aquelas cujos produtos são lançados diretamente no sangue. d) não existem glândulas endócrinas unicelulares. e) as glândulas endócrinas podem ser tubulares, acinosas e alveoladas.

C13  Tecido epitelial glandular

01. (UFRG RS) As glândulas sudoríparas contribuem para a manutenção da temperatura corporal. Essas glândulas são a) pluricelulares, apócrinas e endócrinas. b) pluricelulares, merócrinas e exócrinas. c) pluricelulares, holócrinas e mistas. d) unicelulares, apócrinas e exócrinas. e) unicelulares, merócrinas e mistas.

Biologia

Exercícios Complementares 01. (Puc MG) Observe o desenho esquemático, que mostra um tipo de comunicação entre as células por meio de moléculas específicas. Célula Secretora

Célula sem os receptores Moléculas

Circulação sanguínea

Receptores Célula - alvo

As moléculas sinalizadoras percorrem a corrente sanguínea até chegar aos seus receptores nas células-alvo. Nesse exemplo, pode-se afirmar que essas moléculas são: a) hormônios. b) neurotransmissores. c) enzimas. d) mucos. 02. (UFMS) Observe a figura abaixo, que representa um tecido epitelial glandular, a seguir analise as proposições e assinale a(s) correta(s). 02 + 04 + 16 + 32 = 54

C13  Tecido epitelial glandular

01. A glândula salivar é um exemplo de glândula como ilustrado em C. 02. Para formação das glândulas pelo tecido epitelial, ocorre a proliferação e a penetração das células do tecido epitelial no tecido conjuntivo, como ilustrado em A. 04. O produto de secreção da glândula, ilustrado em C, é liberado diretamente na circulação sanguínea. 08. A tireoide é um exemplo de glândula como ilustrado em B. 16. O pâncreas, por apresentar atividade endócrina e exócrina, é considerado uma glândula anfícrina. 32. As glândulas exócrinas mantêm sua conexão com o epitélio que as originou, e seus produtos são eliminados para o meio exterior pelo ducto até a superfície do corpo ou até uma cavidade interna de um órgão, como ilustrado em B.

03. (IF CE) O Demodex folliculorum é um ácaro que habita os folículos pilosos dos seres humanos, alimentando-se de pele e sebo. Algumas pessoas podem ter reações alérgicas a esse animal e desenvolver a acne. A bactéria Propionebacterium acnes é um ser vivo oportunista e prolifera na pele, causando inflamação. As glândulas envolvidas nesse processo infeccioso são chamadas de a) sebáceas e exócrinas. b) sudoríparas e endócrinas. c) sebáceas e endócrinas. d) sudoríparas e exócrinas. e) mistas e exócrinas. 04. (UFF RJ) As glândulas multicelulares se formam a partir da proliferação celular de um tecido e, após a sua formação ficam imersas em outro tecido, recebendo nutrientes e oxigênio. De acordo com o tipo de secreção que é produzido, as glândulas são classificadas basicamente em endócrinas e exócrinas. Entretanto, existe uma glândula que possui duas partes, uma exócrina e outra endócrina. A figura a seguir mostra um esquema comparativo da formação de dois tipos de glândulas.

Com base na figura, assinale a opção que identifica, respectivamente, o tecido de onde as glândulas se originam, o tecido onde elas ficam imersas, a glândula I, a glândula II e um exemplo de uma glândula exócrina. a) Tecido epitelial, tecido conjuntivo, glândula exócrina, glândula endócrina e glândula salivar. b) Tecido conjuntivo, tecido epitelial, glândula exócrina, glândula endócrina e tireoide. c) Tecido epitelial, tecido conjuntivo, glândula endócrina, glândula exócrina e pâncreas. d) Tecido conjuntivo simples, tecido epitelial, glândula endócrina, glândula exócrina e paratireoide. e) Tecido conjuntivo frouxo, tecido epitelial, glândula endócrina, glândula exócrina e glândula lacrimal.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

06. (UECE) Na primeira coluna da tabela a seguir, encontram-se listadas estruturas da pele e, na segunda, algumas das funções desempenhadas por essas estruturas. Estruturas

Funções

Pelos Células adiposas Glândulas sebáceas Glândulas sudoríparas

Controle de temperatura Excreção Armazenagem

Tomando como base a tabela anterior, assinale a alternativa que contém, apenas, estruturas que desempenham, pelo menos, duas das funções mencionadas na tabela. a) Glândulas sudoríparas e glândulas sebáceas. b) Pelos e células adiposas. c) Pelos e glândulas sudoríparas. d) Glândulas sudoríparas e células adiposas. 07. (Cesgranrio RJ) As glândulas são estruturas formadas por agrupamentos de células epiteliais que se multiplicam e penetram no tecido conjuntivo subjacente. Como exemplos de glândulas exócrinas, merócrinas e endócrinas temos, respectivamente: a) Salivares, Hipófise e Sebáceas. b) Salivares, Pâncreas e Tireoide. c) Tireoide, Fígado e Hipófise. d) Sebáceas, Pâncreas e Salivares. e) Sebáceas, Hipófise e Fígado. 08. (Ufes ES) Com relação ao tecido epitelial, considere as afirmativas abaixo: I. O epitélio de revestimento do tipo prismático com microvilosidades é comum aos órgãos relacionados com a absorção, como o intestino delgado.

II.

III.

IV.

As glândulas merócrinas, formadas pelo epitélio glandular, são aquelas que apresentam um ciclo secretor completo, ou seja, elaboram, armazenam e eliminam apenas a secreção. O epitélio pavimentoso estratificado queratinizado apresenta uma única camada de células e recobre a superfície corporal dos mamíferos. As células epiteliais recebem a sua nutrição a partir do tecido conjuntivo subjacente, uma vez que o tecido epitelial é avascular. Denominamos glândulas endócrinas aquelas que lançam parte de seus produtos de secreção na corrente sanguínea e parte em cavidades ou na superfície do corpo.

Assinale: a) se todas forem corretas. b) se todas forem incorretas. c) se I, II e III forem corretas. d) se I, IV e V forem corretas. e) se I, II e IV forem corretas. 09. (UFV MG) As glândulas, que podem ser unicelulares ou multicelulares, são especializadas em produzir substâncias necessárias aos processos vitais do organismo. Com relação a essas estruturas, é incorreto afirmar que a) uma mesma glândula endócrina pode secretar mais de um tipo de substância. b) cada secreção de uma determinada glândula endócrina estimula uma resposta específica em um “órgão-alvo”. c) todas as substâncias secretadas pelas glândulas são denominadas hormônios. d) todas as glândulas exócrinas multicelulares apresentam ductos para eliminar suas secreções. e) todas as glândulas são formadas a partir da proliferação de célula epiteliais. 10. (Unirio RJ) O esquema abaixo representa os cortes transversais de uma glândula exócrina e outra endócrina.

Assinale a alternativa cuja numeração indica o ducto e o capilar sanguíneo, respectivamente: a) 2 e 3. b) 1 e 4. c) 1 e 5. d) 3 e 4. e) 2 e 5. 85

C13  Tecido epitelial glandular

05. (Udesc SC) Assinale a alternativa incorreta a respeito do tecido epitelial glandular. a) A paratireoide é um exemplo de glândula endócrina. Esse tipo de glândula não possui uma comunicação com o epitélio por meio de um ducto ou canal. A secreção dessa glândula é liberada para os vasos sanguíneos. b) As glândulas são agrupamentos de células especializadas na produção de secreções. c) Glândulas sudoríparas são exemplos de glândula exócrina. Esse tipo de glândula mantém uma comunicação com o epitélio por meio de um ducto ou canal, que permite a liberação da secreção. d) A tireoide é um exemplo de glândula endócrina. Esse tipo de glândula não possui uma comunicação com o epitélio por meio de um ducto ou canal. A secreção dessa glândula é liberada para os vasos sanguíneos. e) A hipófise é uma glândula mista, ou seja, ela apresenta uma parte endócrina que libera o hormônio antidiurético, e outra exócrina que libera oxitocina (ocitocina).

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO C14

ASSUNTOS ABORDADOS nn Tecido conjuntivo próprio e adi-

poso

nn Tecido conjuntivo nn Células típicas do tecido conjuntivo nn Tipos de tecido conjuntivo adiposo

TECIDO CONJUNTIVO PRÓPRIO E ADIPOSO Tecido conjuntivo O tecido conjuntivo forma uma conexão, transição ou intermediação com o tecido epitelial, muscular e nervoso. Vários tipos de tecidos conjuntivos também se integram e uma variedade transita para outra. Em geral, as variedades de tecidos conjuntivos se originaram do folheto embrionário mesoderma. Diferentemente do tecido epitelial, o tecido conjuntivo apresenta células mais afastadas e entre elas maiores quantidade de substância intercelular (substância amorfa ou ainda, matiz extracelular), além disso, apresenta vários tipos de células. Essa matriz é constituída por uma substância fundamental amorfa e por três tipos de fibras: colágenas, elásticas e reticulares. Fibras do tecido conjuntivo nn Colágenas

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– Fibras de coloração esbranquiçada, mais grossas em relação às demais, formadas de um tipo de colágeno com grande resistência à tração. Apresentam estriação transversal. Essas fibras conferem resistência aos tecidos em que estão presentes. Por exemplo, a perda da elasticidade da pele, que ocorre com o envelhecimento, deve-se ao fato de as fibras colágenas irem, com a idade, se unindo umas às outras, tornando o tecido conjuntivo mais rígido. nn Elásticas – Fibras de coloração amarelada formadas pela glicoproteína elastina que apresenta grande elasticidade. Elas conferem elasticidade ao tecido conjuntivo frouxo, completando a resistência das fibras colágenas. Quando você puxa e solta a pele da parte de cima da mão, são as fibras elásticas que rapidamente devolvem à pele sua forma original. São mais delgadas do que as fibras colágenas e não apresentam estriação transversal. nn Reticulares – Fibras muito finas formadas por um tipo de colágeno associado a glicoproteínas. Formam um trançado firme que liga o tecido conjuntivo aos tecidos vizinhos.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Células típicas do tecido conjuntivo As principais células do tecido conjuntivo são os fibroblastos, os macrófagos, os mastócitos, as células mesenquimatosas e os plasmócitos, além de células adiposas. A seguir, faremos um breve comentário de cada um desses tipos de células. – Células mais comuns do tecido conjuntivo responsáveis pela produção da substância fundamental amorfa e de proteínas (colágeno e elastina) constituintes das fibras proteicas do tecido conjuntivo. Apresentam muitos prolongamentos, citoplasma rico em retículo Figura 02 - Principais células do tecido conjuntivo. endoplasmático e com complexo golgiense desenvolvido. Quando se torna inativo, apresenta aspecto fusiforme e é denominado fibrócito. nn Macrófagos – São células maiores, com grande atividade fagocitária e atuam na resposta imune. Originam-se a partir de monócitos que atravessam os capilares sanguíneos por diapedese. Os macrófagos são células de vida longa que, em algumas regiões, recebem nomes especiais, como células de kupfer, no fígado; micróglia, no sistema nervoso central; células de Langerhans, na pele; e osteoclastos, no osso. Os macrófagos fixos com aspecto estrelado recebem o nome de histiócitos. nn Mastócitos – São células grandes que apresentam citoplasma rico em grânulos. Esses grânulos contêm principalmente heparina (substância anticoagulante) e histamina (substância vasodilatadora). Os mastócitos colaboram com a resposta imune e têm um papel fundamental na inflamação, nas reações alérgicas e na expulsão de parasitas. nn Células mesenquimatosas – São células indiferenciadas (tronco), presentes no tecido conjuntivo de adulto. Originam células específicas desse tecido. nn Plasmócitos – São células ovoides que se originam dos linfócitos B (tipo de glóbulo branco). Estão relacionados com processos de defesa do organismo sendo responsáveis pela produção de anticorpos específicos. nn Células adiposas – Células esféricas que acumulam lipídeos para reserva.

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nn Fibroblastos

Tecido conjuntivo propriamente dito É o tipo mais comum de tecido conjuntivo e existe em praticamente todo o corpo. Corresponde à maior parte das descrições de células e matriz extracelular apresentadas até agora. Sua matriz extracelular é constituida principalmente por colágeno e suas funções mais importantes são: de epitélios de revestimento e glandulares; de vasos sanguíneos, vasos linfáticos e nervos; nn suporte dos componentes do tecido muscular; nn preenchimento de espaços no interior de tecidos, entre tecidos e entre órgãos; nn proteção e contenção de órgãos formando cápsulas ao seu redor; nn contenção e separação de músculos esqueléticos formando as chamadas fascias; nn união de músculos esqueléticos a ossos constituindo os tendões.

C14  Tecido conjuntivo próprio e adiposo

nn suporte nn suporte

Dependendo da proporção relativa entre células e matriz extracelular, o tecido conjuntivo propriamente dito pode ser classificado em frouxo ou denso. O tecido frouxo ainda pode se apresentar de duas formas: o modelado e o não modelado. 87

Biologia

Frouxo Tecido delicado e flexível com pequena quantidade de fibras. O tecido conjuntivo frouxo preenche espaços não ocupados por outros tecidos, apoia e nutre células epiteliais, envolve nervos, músculos e vasos sanguíneos linfáticos. Além disso, ele parte da estrutura de muitos órgãos e desempenha importante papel em processos de cicatrização. Esse tecido é também encontrado na parte superficial da derme, nas membranas serosas que revestem as cavidades pleurais e peritoneal. Denso

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Tecido de maior resistência devido à grande quantidade de fibras colágenas. Pode ser dividido em:

Figura 03 - Tecido conjuntivo denso: fibras desordenadas e fibras ordenadas. nn Modelado

ou ordenado: quando as fibras proteicas se dispõem de forma organizada, como ocorre nos tendões que prendem o músculo ao osso e ligamentos que prendem um osso ao outro. Esse tipo de fibra confere ao tecido maior resistência à tensão do que a fibra dos tecidos não modelado e frouxo. Clavícula Ligamento

Cápsula fibrosa do rim

Tendão

Bíceps

Escápula

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Úmero

Figura 04 - Tecido conjuntivo modelado (ordenado): tendões e ligamentos. Opirus/Arte

C14  Tecido conjuntivo próprio e adiposo

Tendão

Figura 05 - Tecido conjuntivo denso desordenado (não modelado): cápsulas fibrosas.

nn Não

modelado ou desordenado: quando as fibras estão dispostas de forma desordenada, como ocorre na parte profunda da derme, no periósteo, no pericôndrio e em cápsulas fibrosas que envolvem órgãos. É também o tecido de substituição ou tecido cicatrizante de órgãos danificados.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Tecido conjuntivo adiposo

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Tipo especial de tecido conjuntivo com predominância de células adiposas (adipócitos). É o maior depósito corporal de energia, na forma de triglicérides. A principal localização no corpo é sob a pele constituindo a hipoderme (tela subcutânea). As células adiposas se originam de células indiferenciadas do tecido conjuntivo − as células mesenquimatosas. Estas, por sua vez, derivam da mesoderme embrionária.

Além da função de reserva energética, o tecido adiposo também atua como isolante térmico, auxiliando na regulação da temperatura corporal, e tem função secretora (produção de enzimas e um hormônio).

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Figura 06 - Tecido conjuntivo adiposo unilocular: reserva energética.

Tipos de tecido conjuntivo adiposo O tecido adiposo pode ser dividido em dois tipos: unilocular e multilocular. O tecido adiposo unilocular (branco ou amarelo) é formado por células que contêm apenas uma gotícula de gordura, a qual ocupa quase todo o citoplasma. Apresenta coloração branca ou amarelada e é praticamente todo o tecido adiposo presente em humanos adultos. O tecido adiposo multilocular (pardo ou marrom) é formado por células com muitas gotículas lipídicas e maior quantidade de mitocôndrias. Apresenta coloração parda devido à maior vascularização e predomina em recém-nascidos, protegendo-os contra o frio.

Figura 07 - Tecido conjuntivo adiposo multilocular: produção de calor.

C14  Tecido conjuntivo próprio e adiposo

As células adiposas não fazem mitose. Após o nascimento pode ocorrer formação de novos adipócitos, mas, depois dessa fase, o crescimento do tecido seria devido ao acúmulo de lipídeos nas células já existentes, que têm, então, o seu volume aumentado.

Biologia

Exercícios de Fixação 01. (UFV MG) Os órgãos do corpo humano são formados por vários tecidos. Cada tecido possui células com funções específicas. O tecido representado a seguir foi observado em corte histológico ao microscópio ótico.

Pelo tipo de células, pode-se afirmar que o exemplo é um tipo de tecido: a) epitelial. b) conjuntivo. c) hematopoiético. d) muscular. e) glandular. 02. (CFT CE) São apenas tipos de tecido conjuntivo: a) ósseo, glandular, fibroso, de revestimento e adiposo. b) cartilaginoso, adiposo, liso, fibroso e esquelético. c) glandular, frouxo, adiposo, cartilaginoso e cardíaco. d) ósseo, fibroso, frouxo, cartilaginoso e adiposo. e) cartilaginoso, fibroso, cardíaco, glandular e adiposo. 03. (UECE) A derme é um componente da pele dos animais, classificando-se como um tipo de tecido a) conjuntivo frouxo. b) epitelial frouxo. c) epitelial denso. d) conjuntivo denso.

C14  Tecido conjuntivo próprio e adiposo

04. (UEPB) Aquiles, guerreiro mitológico e um semideus, é o maior dos heróis gregos, sétimo filho de Peleu, rei dos Mirmidões, com Tétis, a mais bela das nereidas, ninfa marinha e neta da Terra e do Mar. Uma das versões correntes conta que, inconformada com a mortalidade dos filhos que gerava, Tétis mergulhou seu filho nas águas do rio Estige, o rio infernal, segurando-o pelo calcanhar, para torná-lo invulnerável. Assim, este ponto ficou vulnerável, visto que não havia sido mergulhado naquelas águas imortalizantes. Aquiles cresceu e se tomou um dos principais heróis gregos da Guerra de Troia, sendo, ao final, atingido e morto por Páris, com uma flecha no calcanhar. Daí se falar hoje em tendão de Aquiles, uma denominação vulgar para o tendão calcâneo, que se encontra na parte inferior e posterior da perna.

Do ponto de vista histológico, o tendão calcâneo é formado por: a) Tecido conjuntivo fibroso. b) Tecido conjuntivo denso modelado. c) Tecido conjuntivo cartilaginoso. d) Tecido conjuntivo frouxo. e) Tecido conjuntivo ósseo. 05. (Unioeste PR) Um estudante visualizando uma lâmina ao microscópio óptico observa um tecido que contém feixes espessos e ondulados de fibras colágenas dispostos irregularmente. Observa também o núcleo oval de fibroblastos separados por feixes de colágeno. O material observado pelo aluno é o tecido: a) Conjuntivo mucoso. b) Conjuntivo frouxo. c) Conjuntivo elástico. d) Conjuntivo reticular. e) Conjuntivo denso não modelado. 06. (UFJF) Mamíferos aquáticos, como os cetáceos, possuem um revestimento de tecido adiposo que serve, principalmente, para evitar a perda de calor. Em humanos, o corpo é mais ou menos envolvido por uma camada de gordura que se localiza abaixo da pele. Marque a afirmativa CORRETA, a qual mostra o nome das células desse tecido em I, a(s) substância(s) que armazena(m) em II e um exemplo de suas funções em III. a) I – adiposas; II – hemoglobina; III – isolante térmico. b) I – condroblastos; II – triglicerídeos; III – evita choques mecânicos. c) I – fibroblastos; II – colágeno; III – preenchimento de espaços. d) I – adiposas; II – gorduras ou lipídeos; III – reserva de energia. e) I – osteoblastos; II – minerais; III – formação dos ossos. 07. (Unisc RS) A ação dos mastócitos do tecido conjuntivo propriamente dito pode ser relacionada com a) processos alérgicos. b) produção de fibras colágenas. c) fagocitose de antígenos. d) regeneração do tecido. e) Nenhuma das alternativas anteriores está correta 08. (UFPR) A vitamina C atua na reação de hidroxilação enzimática da prolina em hidroxiprolina, aminoácidos essenciais para a formação do colágeno. A partir dessa informação, é possível afirmar que a vitamina C está relacionada à manutenção de qual tipo de tecido dos organismos multicelulares? a) Conjuntivo. b) Epitelial. c) Sanguíneo. d) Nervoso. e) Adiposo.

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Exercícios Complementares 01. (Unicamp SP) O corpo humano é composto por pelo menos dois tipos de gordura. A mais comum é o tecido adiposo branco, um tipo perigoso que se acumula ao redor das vísceras e debaixo da pele, podendo causar obesidade e desencadear complicações metabólicas, como o diabetes tipo 2. A outra é o tecido adiposo marrom, que regula a produção de calor e, consequentemente, a temperatura corporal. Assinale a alternativa correta. a) O tecido adiposo branco produz mais energia que o tecido adiposo marrom. b) O tecido adiposo marrom não produz ATP, mas produz calor. c) O tecido adiposo branco não produz ATP, mas produz calor. d) O tecido adiposo branco produz ATP e calor.

à alimentação. “É surpreendente a pequena quantidade de refeições que a criança média consome no Reino Unido. Mas com tão poucos pais tentando aumentar as opções nas dietas dos filhos, entendemos o porquê”, disse Matthew Wood, da Vochercloud.com. Essas descobertas alarmantes acontecem após a revelação de que um terço das crianças do ensino fundamental está com sobrepeso ou até mesmo obesas. No ano passado, foi descoberto também que adolescentes de apenas 14 anos estão se submetendo a cirurgias para perda de peso, sendo que 45 já fizeram a operação na Inglaterra, desde 2007.

02. (UECE) A Obesidade Infantil já é considerada o distúrbio nutricional mais comum na infância. Em 1998, a Organização Mundial de Saúde declarou a Obesidade Infantil uma “epidemia global”: mais de 22 milhões de crianças com idade inferior a 5 anos apresentam excesso de peso ou obesidade franca. Mais de 2/3 dessas crianças se tornarão adultos obesos e terão sua expectativa de vida reduzida em 5 a 20 anos.

Considerando o texto e o tema tecido adiposo, assinale a alternativa CORRETA. a) O tecido adiposo não possui função benéfica ao nosso organismo. Sendo assim, os alimentos com lipídeos devem ser eliminados completamente da nossa dieta alimentar. b) As pessoas não precisam consultar médicos para adquirir medicamentos para a obesidade e devem comprá-los pela internet. c) As principais células que compõem o tecido adiposo são chamadas fibrócitos e fibroblastos. d) As causas da obesidade infantil são muitas, mas pesam os hábitos alimentares baseados no fast food, salgadinhos e guloseimas e as horas passadas em frente da televisão ou jogando videogame. Porém, como as crianças e jovens estão em período de crescimento, não se faz necessário uma dieta balanceada e a prática de atividade física. e) Embora o tecido adiposo em excesso no organismo seja indesejado, ele pode desempenhar funções importantes como: isolante térmico, reserva de energia (os triglicerídeos); e proteção contra choques mecânicos.

Sobre o tecido adiposo, é correto afirmar que a) as células adiposas continuam se multiplicando por meio da ingestão excessiva de comida pelos seres humanos na fase adulta. b) o unilocular é pouco irrigado, pois os vasos acabam sendo obstruídos pelo acúmulo de gordura. c) é o tecido responsável por armazenar energia por meio da conversão de carboidratos em gordura. d) o unilocular é conhecido comumente como gordura marrom. 03. (IF SC) Leia o texto abaixo para responder a questão. Pesquisa: uma em cada cinco crianças consome vegetais diariamente. Um novo estudo, conduzido pela Vouchercloud.com, concluiu que apenas uma em cada cinco crianças consome vegetais todos os dias, e a maioria estaria substituindo alimentos saudáveis por comidas processadas. A pesquisa contou com 1.912 pais de crianças com 10 anos ou menos e também descobriu que uma criança come, em média, apenas cinco diferentes tipos de refeições por semana no Reino Unido. [...] Ainda, mais de 61% dos pais consideraram a dieta das crianças limitada, enquanto apenas 23% disseram ter tentado ampliar as preferências dos filhos em relação

04. (UFPE) O índice de massa corporal (IMC) tem sido utilizado como um parâmetro de avaliação da obesidade e pode ser calculado como: IMC = massa (Kg)/ altura x altura (m). No caso de indivíduos adultos, um IMC entre 18,5 e 24,9 é considerado ideal para uma pessoa saudável. Entre 25 e 29,9, ocorre sobrepeso e acima de 30,0, são descritos diferentes graus de obesidade. Com um valor de IMC acima de 40,0, o indivíduo é considerado com obesidade mórbida. Sobre este assunto, analise as afirmativas seguintes. FVVVV ( ) Pessoas com IMC acima de 40 não perdem peso com a realização de exercícios físicos e devem se submeter a uma cirurgia de redução de estômago.

C14  Tecido conjuntivo próprio e adiposo

Disponível em:http://www.boasaude.com.br/artigos-de saude/5321/-1/obesidade-infantil-causas-e-complicacoes.html

Fonte: http://www.jb.com.br/ciencia-e tecnologia/noticias/2014/03/05/pesquisa-uma-em-cada-cinco-criancas-consome-vegetaisdiariamente/. Acesso: 7 mar. 2014.

Biologia

( ) Pessoas com IMC acima de 30 geralmente possuem espessa camada de tecido adiposo junto à pele, o que permite maior isolamento térmico em regiões geladas, em comparação com pessoas magras. ( ) A ingestão de gorduras na dieta, independentemente do IMC, auxilia na absorção de vitaminas lipossolúveis, tais como as vitaminas “A” e “K”, cujas deficiências causam, respectivamente, xeroftalmia e hemorragias. ( ) Indivíduos com grande massa muscular em relação à altura, como atletas halterofilistas, podem ser saudáveis apesar de apresentarem IMC acima de 30. ( ) Pessoas com IMC acima de 30, mas com colesterol do tipo LDL normal, não estão propensas ao desenvolvimento da arterosclerose. 05. (UFRG RS) O esquema abaixo mostra alguns dos componentes do tecido conjuntivo frouxo.

aspiração para a retirada de 700 m de gordura. A respeito da gordura retirada no procedimento, é correto afirmar que ela é a) armazenada no tecido muscular, rico em mitocôndrias que metabolizam as reservas de gorduras. b) composta de ácidos graxos capazes de liberar mais energia que a glicose, em reações de oxidação nas mitocôndrias. c) estocada nos adipócitos sob a forma de glicogênio. d) utilizada pelas células do sistema nervoso para produção de ATP. e) removida do tecido conjuntivo denso modelado. 08. (Enem MEC) A água é um dos componentes mais importantes das células. A tabela a seguir mostra como a quantidade de água varia em seres humanos, dependendo do tipo de célula. Em média, a água corresponde a 70% da composição química de um indivíduo normal. Quantidade de água

Tecido nervoso – substância cinzenta

85%

Tecido nervoso – substância branca

70%

Medula óssea

75%

Tecido conjuntivo

60%

c) A célula marcada com a seta 1 é um fibroblasto.

Tecido adiposo

15%

d) A célula marcada com a seta 2 é uma hemácia.

Hemácias

65%

Ossos sem medula

20%

Assinale a alternativa correta em relação ao tecido conjuntivo frouxo. a) Nele não ocorre vascularização. b) Ele apresenta distribuição corporal restrita.

e) As fibras assinaladas com as setas 3 são de actina e miosina. 06. (IF RS) Podemos classificar os tecidos conjuntivos de acordo com suas funções. Com relação aos diferentes tipos de tecido conjuntivo, considere as afirmativas abaixo.

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07. (UFRG RS) Um indivíduo adulto submeteu-se a uma lipo-

Tipo de célula 1

O tecido conjuntivo propriamente dito frouxo é muito flexível, possui poucas fibras de colágeno e as células características estão imersas na substância fundamental amorfa.

II.

O tecido conjuntivo propriamente dito denso possui grande resistência a trações e pode ser de três tipos: modelado, não modelado e fibroso.

III.

O tecido conjuntivo denso não modelado compõe os tendões e os ligamentos.

IV.

O tecido conjuntivo denso fibroso forma a derme e os envoltórios de cartilagens.

Estão corretas apenas as afirmativas a) I e IV. b) I, II e III. c) II e IV. d) II, III e IV.

Durante uma biópsia, foi isolada uma amostra de tecido para análise em um laboratório. Enquanto intacta, essa amostra pesava 200 mg. Após secagem em estufa, quando se retirou toda a água do tecido, a amostra passou a pesar 80 mg. Baseado na tabela, pode-se afirmar que essa é uma amostra de a) tecido nervoso - substância cinzenta. b) tecido nervoso - substância branca. c) hemácias. d) tecido conjuntivo. e) tecido adiposo. 09. (Fuvest SP) O Índice de Massa Corporal (IMC) é o número obtido pela divisão da massa de um indivíduo adulto, em quilogramas, pelo quadrado da altura, medida em metros. É uma

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

IMC

Classificação

Até 18,4

Abaixo do peso

De 18,5 a 24,9

Peso normal

De 25,0 a 29,9

Sobrepeso

De 30,0 a 34,9

Obesidade Grau I

De 35 a 39,9

Obesidade Grau II

A partir de 40

Obesidade Grau III

Levando em conta esses dados, considere as seguintes afirmações: I. Um indivíduo adulto de 1,70 m e 100 kg apresenta Obesidade Grau 1. II. Uma das estratégias para diminuir a obesidade na população é aumentar a altura média de seus indivíduos por meio de atividades físicas orientadas para adultos. III. Uma nova classificação que considere obesos somente indivíduos com IMC maior que 40 pode diminuir os problemas de saúde pública. Está correto o que se afirma somente em: a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) I e III. 10. (UFV MG) A obesidade já se transformou num problema de saúde pública em vários países do mundo. As células que acumulam gordura no corpo chamam-se células adiposas ou adipócitos. Quanto às características dos adipócitos em adultos, é INCORRETO afirmar que: a) aumentam em número com a alimentação excessiva. b) são capazes de converter carboidratos em gordura. c) fazem parte de um tecido ricamente vascularizado. d) têm função de armazenar energia química para o organismo. e) são um tipo de célula do tecido conjuntivo frouxo. 11. (Puc PR) Além de apanhar e sair das lutas com muitos hematomas, os atletas que pratica m MMA (Mixed Martial Arts) exibem certa particularidade estética que, muitas vezes, impressiona quem não está acostumado com o esporte: as orelhas deformadas. De acordo com os especialistas, o trauma contínuo das lutas faz com que as orelhas fiquem dessa forma. Dentro do vocabulário médico, o problema também é conhecido como “pericondrite”. O cirurgião plástico Alexandre Barbosa, da Clí-

nica de Cirurgia Plástica de São Paulo, afirma que isso ocorre porque com os atritos e esmagamentos constantes sofridos nas orelhas durante treinos e lutas, contra o chão, o braço do adversário, e outros, aparecem hematomas entre a cartilagem e o pericôndrio, tecido que fica entre a pele e a cartilagem e que é responsável pela nutrição da região. “É comum a inflamação naquele espaço em função do trauma. A falta de suprimento sanguíneo pode conduzir a uma necrose que resulta em reação fibrosa severa, ou seja, uma ‘nova’ cartilagem é construída para preencher aquele espaço lesionado. Cada vez que ocorre a inflamação, um pouco de cartilagem se forma. Assim, esse aspecto se torna inevitável”, explica. Adaptado de: <http://saude.terra.com.br/doencas-etratamentos/entenda-por-que-orelhas-dos-lutadores-ficam-deformadas,7eef6dd57f167310VgnVCM3000009acceb0aRCRD.html>. .Acesso em: 20.09.2014

No texto, o termo pericondrite diz respeito a uma inflamação no pericôndrio. Que tecido forma o pericôndrio? a) Tecido conjuntivo denso. b) Tecido cartilaginoso. c) Tecido epitelial. d) Tecido conjuntivo frouxo. e) Tecido muscular. 12. (UFRG RS) Considere as afirmações abaixo sobre o tecido conjuntivo adiposo em seres humanos. I. Ele é originado a partir de células do ectoderma do embrião. II. Um súbito emagrecimento provoca a redução do número de adipócitos no corpo. III. Crianças recém-nascidas são protegidas do frio pela presença de um tecido adiposo multilocular, rico em mitocôndrias. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e II. e) Apenas II e III.

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referência adotada pela Organização Mundial de Saúde para classificar um indivíduo adulto, com relação ao seu peso e altura, conforme a tabela abaixo.

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO C15

ASSUNTOS ABORDADOS nn Tecido conjuntivo sanguíneo nn Componentes do sangue humano

TECIDO CONJUNTIVO SANGUÍNEO Atualmente, 1,8% da população brasileira doa sangue. Embora o percentual esteja dentro dos parâmetros recomendados pela Organização Mundial da Saúde (OMS), de que pelo menos 1% da população seja doadora de sangue, o Ministério da Saúde trabalha constantemente para aumentar o índice. Em 2015, cerca de um milhão de pessoas doaram sangue pela primeira vez, o que representa 38% do total das doações. Já outras 1,6 milhão de pessoas, ou 62% do total, retornaram para doar. Durante o período, foram realizadas 3,7 milhões de coletas de bolsa de sangue no país, resultando em 3,3 milhões de transfusões. Não há substituto para o sangue que possa ser utilizado para diversas finalidades, como tratamento de pessoas com doenças crônicas (como, por exemplo, a talassemia e anemia falciforme), alguns tipos de câncer, transplante, cirurgias eletivas de grande porte, acidentes ou outras situações que necessitam de transfusão. Para reforçar a importância da doação de sangue, sensibilizar novos doadores e fidelizar os que já existem, o Ministério da Saúde promove a Semana Nacional do Doador de Sangue, antecipando a celebração do Dia Nacional do Doador de Sangue, 25 de novembro.

Fonte: ESB Professional / Shutterstock.com

O objetivo é fazer com que mais brasileiros tenham a doação de sangue como um hábito, não apenas em datas específicas ou quando conhecem alguém que necessita de transfusão.

O sangue é um tecido conjuntivo líquido e, principalmente, um meio de transporte de substâncias no organismo. Como tecido, exerce funções de defesa, por meio dos leucócitos (glóbulos brancos); oxigenação dos tecidos, por meio do transporte de gases (hemácias), transporte de excretas; distribuição de hormônios; regulação da distribuição de calor no corpo e promoção do equilíbrio osmótico. Sua substância intercelular, o plasma (55% do sangue), é constituído por cerca de 90% de água. As células sanguíneas (elementos figurados), glóbulos vermelhos, brancos e plaquetas, constituem a parte sólida do tecido e correspondem a 45% do sangue. O sangue circula em sentido único e exclusivamente dentro de vasos, é a circulação fechada. Os vasos sanguíneos variam o calibre e a estrutura histológica das paredes − artérias, arteríolas, capilares, vênulas e veias. O volume total de sangue em um homem normal, pesando aproximadamente 70 kg, é em torno de 5,5 litros. Como nos demais tecidos conjuntivos, as células sanguíneas têm origem em células derivadas do folheto embrionário nomeado mesoderme.

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Componentes do sangue humano

Parte sólida Corresponde aos elementos figurados (células) do sangue.

Parte líquida: plasma sanguíneo Corresponde a uma solução contendo água, sais, proteínas, hormônios, nutrientes, gases e excretas. Apresenta a importante função de distribuir os nutrientes pelas células do corpo e transportar substâncias tóxicas produzidas no metabolismo para que sejam eliminadas. As principais proteínas presentes no plasma são: nn Albuminas – Pequenas moléculas proteicas produzidas

pelo fígado que são responsáveis pela viscosidade do sangue, pelo seu potencial osmótico e pelo transporte de substâncias como ácidos graxos e hormônios.

nn Gamaglobulinas

– Também denominadas imunoglobulinas (anticorpos), atuam na defesa específica do organismo.

nn Fibrinogênio

e protrombina – Proteínas produzidas no fígado e que atuam na coagulação do sangue.

nn Lipoproteínas

– Atuam no transporte de lipídeos.

Opirus/Arte

Composição do plasma Figura 02 - Elementos figurados do sangue.

Água

Glóbulos vermelhos (eritrócitos) Também denominados eritrócitos ou hemácias, são células anucleadas com a forma de um disco bicôncavo, mantido pelas proteínas contráteis do citoesqueleto. Apresentam citoplasma rico em proteína hemoglobina com a função de transportar os gases respiratórios. A hemoglobina associada ao O2 forma um composto instável chamado oxiemoglobina (HbO2). Essa combinação é reversível e o oxigênio transportado pela hemoglobina é transferido para os tecidos, onde a pressão de O2 é baixa.

Íons Magnésio Cloro Bicabornato Proteínas

Substâncias Transportadas Glicose Aminoácido Amônia Ureia

Lipídeos Vitaminas Hormônios etc.

Gás oxigênio Gás carbônico Figura 01 - Composição do plasma sanguíneo.

Plasma sanguíneo 55%

A combinação de hemoglobina com o CO2 produzido nos tecidos, por meio da respiração celular, forma a carboemoglobina (HbCO2). Essa ligação é desfeita em nível de alvéolos pulmonares e o CO2 passa das hemácias para o sistema respiratório, onde é expirado para o meio externo.

Células do sangue 45%

Opirus/Arte

Albumina Fibrogênio Imonoglobulinas

A inalação de monóxido de carbono (CO) pode provocar intoxicação e paralisia da respiração celular, levando o indivíduo à morte. A hemoglobina liga-se ao CO (monóxido de carbono) de forma bem mais estável do que em relação aos demais gases da fisiologia respiratória. O composto formado é a carboxiemoglobina (HbCO). As hemoglobinas assim comprometidas tornam-se indisponíveis para o transporte, por exemplo, do O2.

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Sódio Potássio Cálcio

Biologia

Fonte: Wikimedia commons

Os glóbulos vermelhos possuem uma vida média de 120 dias devido à perda do núcleo e de organelas durante a sua maturação na medula óssea vermelha. São degradadas por macrófagos, principalmente no baço, por um processo denominado hemocaterese. A quantidade de hemácias no sangue é de 4,5 a 5,5 milhões por mm3 na mulher e de 4,5 a 5,5 milhões por mm3 no homem.

Figura 03 - Hemácias, glóbulos vermelhos ou eritrócitos, células bicôncavas.

A baixa concentração de hemoglobina no sangue caracteriza o estado de anemia, muitas vezes em consequência de uma diminuição do número de eritrócitos. No entanto o número de eritrócitos pode ser normal, mas cada um deles pode conter pouca hemoglobina.

As anemias podem se causadas por: perda de sangue, produção insuficiente de eritrócitos pela medula óssea vermelha, ou produção insuficiente de hemoglobina, geralmente por deficiência de ferro (anemia ferropriva) ou vitaminas B9 e B12 (anemia perniciosa) na alimentação. A destruição acelerada de eritrócitos no baço e causas genéticas (anemia falciforme) também podem caracterizar um quadro de anemia. Quando os tecidos não estão sendo oxigenados suficientemente, os rins reagem produzindo o hormônio eritropoietina, que estimula a hematopoiese (produção de hemácias) na medula óssea vermelha.

SAIBA MAIS

C15  Tecido conjuntivo sanguíneo

É uma doença genética causada por uma mutação pontual no gene humano para uma determinada cadeia da hemoglobina (hemoglobina β). A trinca GAA do RNA mensageiro que traduz o aminoácido ácido glutâmico é modificada para GUA. Assim, o aminoácido traduzido é a valina na posição 6 da cadeia β da hemoglobina, gerando a hemoglobina S (HbS). Essa hemoglobina alterada deforma a hemácia, produzindo um aspecto anormal de foice, daí a denominação de anemia falciforme. Em consequência, há um aumento da viscosidade do sangue, queda no fluxo sanguíneo nos capilares e redução no transporte de O2 (isquemia). Surpreendentemente, em determinadas populações africanas, pacientes portadores dessa mutação em apenas um gene podem apresentar uma anemia falciforme “branda” e são favorecidos pela seleção natural, uma vez que esses indivíduos não desenvolvem a malária. O protozoário do gênero Plasmodium, que é o causador dessa doença, não parasita a hemácia falcêmica. Nessas condições, a malária exerce uma pressão seletiva em favor da anemia falciforme branda. Apesar da gravidade da anemia falciforme e dos fortes riscos à vida dos portadores do distúrbio, possuir apenas um dos alelos para a doença traz uma vantagem evolutiva aos moradores de regiões com forte incidência da malária.

Fonte: Wikimedia commons

ANEMIA FALCIFORME

Figura 04 - Hemácia falcêmica (em cima) e hemácia normal (em baixo)

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Glóbulos brancos (leucócitos)

nn Basófilos

Também denominados leucócitos, eles apresntam forma esférica e são bem maiores que os glóbulos vermelhos. Eles têm a função de defender o organismo contra micro-organismos ou substâncias estranhas que penetram nos tecidos. São formados na medula óssea vermelha e dotados de movimentos ameboides. Por meio desses movimentos, os leucócitos se deslocam em direção aos focos inflamatórios alérgicos e infecciosos. Quando atravessam a parede de capilares sanguíneos o fenômeno é nomeado diapedese.

– Células com núcleo irregular que representam 0,5 a 1% dos leucócitos; além de receptores para imunoglobulina, apresentam grânulos que contêm heparina, histamina e fatores quimiotáticos para os neutrófilos e eosinófilos. A histamina, presente nos grânulos dos basófilos, é um vasodilatador que aumenta a permeabilidade dos vasos sanguíneos periféricos, atuando de forma importante em uma reação inflamatória e em processos alérgicos, potencializando a diapedese de glóbulos brancos em direção aos alérgenos. A heparina, por sua vez, tem propriedade anticoagulante.

Dividem-se em dois grupos: granulócitos, os quais apresentam no citoplasma vesículas que conferem um aspecto granuloso (são os neutrófilos, basófilos e eosinófilos). E os agranulócitos, que apresentam citoplasma com o aspecto mais liso (são os linfócitos e monócitos). A) Tipos de glóbulos brancos

Figura 07 - Glóbulo branco basófilo. nn Monócitos – Representam cerca de 3 a 8% dos leucó-

citos. Apresentam núcleo com forma de ferradura e citoplasma com poucas granulações. Após a liberação no sangue, eles migram para o tecido conjuntivo adjacente onde se transformam em macrófagos. Os macrófagos são importantes na fagocitose de partículas estranhas e ocorrem em grande número na derme, ossos, tecido nervoso, fígado e em órgãos linfoides, como baço e linfonodos, onde atuam na filtração da linfa.

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que correspondem aos leucócitos de maior frequência no sangue, cerca de 60 a 70%. Apresentam grande mobilidade e têm a função de fagocitar micro-organismos e partículas estranhas. São muito importantes na fase inicial de combate a uma infecção.

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nn Neutrófilos – Células com núcleo geralmente trilobado

Figura 05 - Glóbulo branco neutrófilo: célula fagocitária.

Figura 08 - Glóbulo branco: monócito. nn Linfócitos – Representam 20 a 30% dos leucócitos, eles

Figura 06 - Glóbulo branco eosinófilo.

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C15  Tecido conjuntivo sanguíneo

apresentam núcleo arredondado, grande e pouca ou nenhuma granulação no citoplasma. Originam-se na medula óssea vermelha e se dividem em dois tipos: linfócitos B e T.

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que correspondem a cerca de 2 a 4% dos leucócitos do sangue. As granulações no citoplasma correspondem aos lisossomos. São dotados de movimentos ameboides e atuam principalmente contra parasitas de maior tamanho e em processos inflamatórios alérgicos. Nessas áreas, os eosinófilos liberam a enzima histaminase, que destrói o mediador químico da alergia − a histamina.

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nn Eosinófilos – Células com núcleo geralmente bilobado

Figura 09 - Glóbulo branco linfócito.

Biologia

Além dos linfócitos T e B, existe também a célula NK (do inglês, Natural Killer). Esses linfócitos atacam e destroem células infectadas e vírus sem estimulação prévia.

lesados liberam, então, a tromboplastina tecidual e as plaquetas liberam a tromboplastina que vão ativar a protrombina presente no plasma sanguíneo. A protrombina é uma proteína inativa e, ao ser ativada, origina a trombina. A trombina, por sua vez, transforma a proteína inativa fibrinogênio, presente no plasma, em fibrina. As moléculas de fibrina compõem uma rede que aprisiona as hemácias circulantes, originando o coágulo ou trombo que veda o local lesado, formando uma verdadeira “rolha”.

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Os linfócitos B são especializados na produção de anticorpos ou imunoglobulinas. Essas células possuem, em sua superfície, anticorpos específicos para numerosos antígenos, mas há diferentes de um linfócito para outro dentro do mesmo organismo. As células que vão diferenciar-se em linfócitos B permanecem na medula óssea durante seu processo de maturação. Após a maturação, as células B deixam a medula e caem na circulação, migrando para órgãos e tecidos variados. Ao passar para o tecido conjuntivo, os linfócitos B transformam-se em plasmócitos. Os linfócitos T diferenciam-se no timo formando subpopulações de células denominadas células T auxiliares (T4), células T supressoras e células T citotóxicas (T8). As células T auxiliares (T4) comandam a resposta imunológica estimulando os linfócitos B e T8 por meio da liberação de linfocinas. As células T citotóxicas (T8) atacam e matam células infectadas por vírus, células cancerosas e transplantadas. As células T supressoras atuam inibindo a ação das outras células T para evitar uma reação imunológica excessiva que possa ser prejudicial ao corpo.

Figura 10 - Etapas da coagulação sanguínea.

Plaqueta ativada

Fibrina

As plaquetas estão relacionadas com o processo de hemostasia, o qual visa a prevenir ou interromper hemorragias. Quando um vaso se rompe, são liberadas substâncias vasoconstritoras e substâncias que induzem a coagulação do sangue. Os tecidos

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Plaquetas Também denominadas trombócitos, são, de fato, fragmentos de células maiores denominadas de megacariócitos, e são formadas na medula óssea vermelha. Em cada milímetro cúbico de sangue existem 200 a 400 mil plaquetas que vivem e circulam no sangue por cerca de 10 dias apenas.

Figura 11 - Coágulo ou trombo promovendo o fechamento da lesão no vaso sanguíneo.

Exercícios de Fixação

C15  Tecido conjuntivo sanguíneo

01. (UECE) Todas as células do sangue são originadas na medula óssea vermelha a partir das células indiferenciadas, mas ao final do processo de diferenciação celular, assumem formas e funções especializadas. Dentre as células sanguíneas listadas abaixo, as que possuem a função de defesa, de coagulação e de transporte de oxigênio, respectivamente, são: a) trombócitos, neutrófilos, hemácias. b) plaquetas, eritrócitos, leucócitos. c) leucócitos, trombócitos, eritrócitos. d) eosinófilos, leucócitos, hemácias. 02. (IF CE) “Os leucócitos fazem parte do nosso sistema imunológico, atuando nas defesas do nosso corpo. Na corrente sanguínea, os leucócitos englobam e digerem corpos estranhos, na tentativa de acabar com a presença desses invasores.” O método utilizado pelos leucócitos, para eliminar os corpos estranhos, é conhecido como

a) pinocitose. b) divisão celular. c) síntese celular.

d) fagocitose. e) morte celular.

03. (Uespi PI) São funções desempenhadas pelo tecido sanguíneo, exceto: a) o transporte de gases. b) a excreção de metabólitos. c) a dissipação do calor. d) a coagulação sanguínea. e) a nutrição celular. 04. (Ufu MG) A respeito da constituição do sangue humano, assinale a alternativa correta. a) Os leucócitos são ricos em hemocianina e têm a função de coagular o sangue. b) As hemácias são células multinucleadas, com função de transportar O2.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

c) As plaquetas são fragmentos de células e são responsáveis pela defesa do organismo. d) O plasma é constituído por um líquido amarelado. 05. (UECE) O sangue pode ser considerado um tecido conjuntivo, pois a) apresenta células dispostas em forma de fibra, com vários núcleos por célula, sendo a mioglobina que lhe dá a coloração avermelhada. b) apresenta células separadas por grande quantidade de matriz extracelular, denominada plasma. c) é veículo dos hormônios e a sede das glândulas endócrinas. d) possui plaquetas envolvidas na sua coagulação, plaquetas estas resultantes da fragmentação de astrócitos. 06. (Udesc SC) No quadro abaixo é demonstrada a característica geral dos leucócitos e a sua função.

08. (CFT PR) Nosso corpo é formado por quatrilhões de células vivas que necessitam ao mesmo tempo de água, alimentos, ar, entre outras substâncias. O sangue é o veículo que transporta as substâncias necessárias à vida das células. Sobre as diferentes funções do sangue é correto afirmar que a) os leucócitos transportam nutrientes e hormônios. b) o plasma é responsável pelo transporte de oxigênio. c) as plaquetas ajudam na coagulação do sangue. d) as hemácias são responsáveis pela defesa do organismo. e) os glóbulos vermelhos regulam a manutenção da temperatura. 09. (Cesgranrio RJ) Um técnico, ao colher o sangue de uma pessoa, preparar um esfregaço e observar ao microscópio, constatou algumas coisas. Observe a figura a seguir:

Desenho esquemático

Linfócito

Característica geral

Núcleo geralmente trilobulado

Núcleo ocupando quase toda célula

Função

Fagocitar bactérias

Fagocitar elementos estranhos

Assinale a alternativa corretaque completa o quadro acima na sequência 1, 2, 3 e 4. a) 1. Linfócito, 2. Neutrófilo, 3. Núcleo trilobulado e 4. Produção de anticorpos. b) 1. Monócito, 2. Neutrófilo, 3. Núcleo em forma de rim e 4. Produção de anticorpos. c) 1. Monócito, 2. Eosinófilo, 3. Núcleo em forma de rim e 4. Libera heparina. d) 1. Linfócito, 2. Basófilo, 3. Núcleo em forma de rim e 4. Libera heparina. e) 1. Basófilo, 2. Neutrófilo, 3. Núcleo trilobulado e 4. Produção de anticorpos. 07. (UECE) Assinale a opção que apresenta a associação correta de dados — denominação, núcleo, tipo, função e origem, nesta ordem — relacionados aos leucócitos. a) Neutrófilo; Irregular; Agranulócito; Fagocitar microrganismos; Células-tronco mieloides. b) Eosinófilo; Bilobado; Granulócito; Combater vermes; Células-tronco mieloides. c) Basófilos; Trilobado; Agranulócito; Transformar-se em macrófagos; Células-tronco linfoides. d) Monócitos; Ferradura; Granulócito; Liberar histamina; Células-tronco linfoides.

O tecido sanguíneo é de grande importância na defesa do organismo, pois certos tipos de células podem sair dos capilares e destruir os agentes invasores. Nas opções a seguir, marque, respectivamente, o nome de célula, o mecanismo de saída do vaso e destruição do invasor. a) Leucócito, diapedese e fagocitose. b) Leucócito, fagocitose e diapedese. c) Hemácia, diapedese e fagocitose. d) Plaqueta, fagocitose e diapedese. e) Plaqueta, diapedese e fagocitose. 10. (UFTM) A tabela mostra os resultados dos exames de sangue de três estudantes da UFTM. Conteúdo sanguíneo

Valores de referência

Carlos

Sérgio

Camila

Glóbulos vermelhos

3,9 − 5,6 milhões/mm3

4,2

3,5

5,0

Leucócitos

3,8 − 11,0 mil/mm3

12,0

5,8

6,7

Plaquetas

150 − 450 mil/mm3

230

350

Em relação aos resultados, responda: a) Qual estudante pode apresentar quadros hemorrágicos e qual pode desenvolver uma possível infecção, respectivamente? b) Qual deles pode estar anêmico? Explique por que pessoas com anemia normalmente apresentam um quadro de cansaço físico. a) Camila e Carlos. b) Sérgio. Pessoas anêmicas apresentam menor quantidade de glóbulos vermelhos ou carência de hemoglobina nos eritrócitos. Consequentemente, transportam menor quantidade de oxigênio (O2) aos tecidos, fato que justifica um quadro de cansaço físico.

C15  Tecido conjuntivo sanguíneo

Nome do leucócito

Biologia

Exercícios Complementares 01. (UEPG PR) O sangue pode ser considerado um tipo de te-

ma. Em relação ao tecido hematopoiético e sua constitui-

cido conjuntivo devido às características de suas células.

ção, assinale a alternativa CORRETA.

Com relação aos componentes do sangue humano, assina-

a) Os linfócitos apresentam-se com núcleo bilobado e cito-

02 + 04 + 08 = 14.

plasma preenchido por muitos grânulos róseos. Móveis

01. Uma imunoglobulina adulta é repleta de moléculas de

e fagocitários atuam nos organismos envolvidos por rea-

le o que for correto.

hemoglobinas e responsável pelo transporte de O2.

ções alérgicas.

02. As albuminas são responsáveis pelo transporte de áci-

b) Os leucócitos, também chamados de glóbulos brancos,

dos graxos livres, pela viscosidade do sangue e por seu

fazem parte da linha de coagulação sanguínea e são

potencial osmótico.

acionados em casos de infecções, para que cheguem

04. Por ocasião de um ferimento, proteínas denominadas fibrinogênio unem-se entre si originando uma malha (fibrina) que prende as células do sangue e forma o coágulo, o qual estanca a hemorragia.

aos tecidos na tentativa de destruírem os agressores, como vírus e bactérias. c) As hemácias são conhecidas como glóbulos vermelhos devido ao seu alto teor de hemoglobina, uma proteína

08. O plasma sanguíneo é composto por mais de 90% de

avermelhada que contém ferro em sua composição. A

água, sendo o restante constituído por substâncias

hemoglobina capacita as hemácias a transportar o oxigê-

como proteínas, sais, hormônios, nutrientes, gases e excreções.

nio a todas as células do organismo. d) As plaquetas, por serem fragmentos de células, fazem parte do plasma sanguíneo.

02. (IF SC)

e) O sangue é composto aproximadamente por 66% de elementos figurados (células: hemácias, leucócitos e plaquetas) e 34% de plasma (matriz extracelular). Ou seja, a maior parte do sangue é composta por células. 03. (UPF PE) “Dois homens atingidos pela árvore que caiu na tarde do último sábado no Parque da Redenção, em Porto Alegre, seguem internados no Hospital de Pronto Socorro. (...) Uma das vítimas, um jovem de 21 anos, realizou uma cirurgia na tarde de domingo (...). Ele foi atingido na região abdominal e perdeu 30% do estômago, o baço inteiro e 70% do pâncreas.” (Zero Hora, 02/09/13 Adaptado).

O fato de o jovem perder o baço e parte do pâncreas tem Fonte: http://www.brasilescola.com/biologia/leucocitos.htm. Acesso: 10 ago. 2014

C15  Tecido conjuntivo sanguíneo

O tecido hematopoiético (do grego hematos, sangue, e poese, formação, origem) é um tipo de tecido conjuntivo responsável pela produção de células sanguíneas e da linfa, e se localiza no interior de alguns tipos de ossos. O sangue circula pelo sistema vascular em animais com sistemas circulatórios fechados. É formado por uma porção celular de natureza diversificada chamada “elementos figurados” do sangue, que circula em suspensão em meio fluido, o plas-

100

influência sobre seu organismo porque as funções desses dois órgãos correspondem, respectivamente, a: a) produção de glucagon e produção de insulina. b) produção de adrenalina e filtragem do sangue para remoção de micro-organismos. c) destruição de hemácias envelhecidas e produção de insulina. d) produção de glucagon e produção de adrenalina. e) destruição de hemácias envelhecidas e filtragem do sangue para remoção de micro-organismos.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

04. (Mackenzie SP) A respeito do sangue, considere as seguin-

06. (Enem MEC) Um paciente deu entrada em um pronto-socorro

tes afirmações:

apresentando os seguintes sintomas: cansaço, dificuldade em

As células desse tecido são produzidas a partir de células

respirar e sangramento nasal. O médico solicitou um hemogra-

tronco adultas presentes na medula óssea.

ma ao paciente para definir um diagnóstico.

II.

Somente os glóbulos brancos são células sanguíneas nucleadas.

III.

A quantidade insuficiente de glóbulos vermelhos é co-

Os resultados estão dispostos na tabela: Constituinte

Número normal

Paciente

Glóbulos vermelhos

4,8 milhões/mm3

4 milhões/mm3

São corretas as afirmativas.

Glóbulos brancos

(5 000 − 10 000)/mm3

9 000/mm3

a) I e III, apenas.

Plaquetas

(250 000 − 400 000)/mm3

200 000/m3

nhecida como anemia. IV.

A produção insuficiente de plaquetas tem como consequência a dificuldade de defesa.

b) II, III e IV, apenas. c) I, II, III e IV.

Relacionando os sintomas apresentados pelo paciente com os

d) II e III, apenas.

resultados de seu hemograma, constata-se que

e) I, II e III, apenas.

a) o sangramento nasal é devido à baixa quantidade de plaque-

05. (Unesp SP) Três pacientes recorreram a um laboratório de análises clínicas para fazer um hemograma, exame que registra informações sobre os componentes celulares do sangue. O paciente 1, bastante pálido, apresentava cansaço constante; o paciente 2 era portador do vírus HIV e apresentava baixa imunidade; o paciente 3 trazia relatos de sangramentos por causa ainda a ser investigada.

b) o cansaço ocorreu em função da quantidade de glóbulos brancos, que são responsáveis pela coagulação sanguínea. c) a dificuldade respiratória ocorreu da baixa quantidade de glóbulos vermelhos, que são responsáveis pela defesa imunológica. d) o sangramento nasal é decorrente da baixa quantidade de glóbulos brancos, que são responsáveis pelo transporte de

As fichas de registro, A, B e C, apresentam alguns resultados dos exames desses três pacientes.

gases no sangue. e) a dificuldade respiratória ocorreu pela quantidade de pla-

Ficha A Valores obtidos

Ficha B Valores obtidos

Ficha C Valores obtidos

Eritograma Valores de referência 4,5 a 6,0 milhões de hemácias/mm3

5,7

4,95

2,5

Leucograma Valores de referência 4 300 a 10 000 leucócitos/mm3

2 300

Contagem de plaquetas Valores de referência 150 000 a 450 000/mm3

160 000

quetas, que são responsáveis pelo transporte de oxigênio no sangue. 07. (UFG GO) Analise a tabela a seguir, na qual é apresentado o resultado de parte de um hemograma de um indivíduo adulto do sexo masculino, com peso e altura compatíveis.

Elementos Figurados

Valores Encontrados

Valores de Referência

Hemácias

5,2

4,5 – 6,0 (M/ìL)

Hematócritos

40 – 52 (%)

Hemoglobinas

16,5

13 – 18 (g/dL)

Neutrófilos Totais

51 – 65 (%)

É correto afirmar que as fichas A, B e C correspondem, respec-

Linfócitos

20 – 35 (%)

tivamente, aos pacientes

Eosinófilos

1 – 4 (%)

Monócitos

2 – 14 (%)

Plaquetas

150 – 500 (giga/L)

a) 3, 1 e 2. b) 1, 3 e 2. c) 2, 3 e 1.

7 100

12 000

6 300

270 000

C15  Tecido conjuntivo sanguíneo

Hemograma

tas, que são responsáveis pela coagulação sanguínea.

d) 1, 2 e 3. e) 2, 1 e 3.

101

Biologia

O resultado apresentado indica que esse indivíduo tem uma predisposição à

10. (PUC PR) Em relação aos elementos figurados do sangue, associe a coluna 2 de acordo com a coluna 1:

a) anemia. b) infecção. c) hemorragia. d) siclemia.

Neutrófilo Eosinófilo

e) talassemia.

Basófilo

Linfócito

Monócito

08. (UFPE) O corpo humano possui cerca de 5 a 6 litros de sangue, que é essencial para a sobrevivência e o funcionamento de células, tecidos e órgãos.

Neutrófilo Considerando o conhecimento sobre o tecido sanguíneo, analise as proposições a seguir.

mica, sem mitocôndrias e ricas em hemoglobina; são produzidas com o estímulo da eritropoetina. ( ) Processos hemorrágicos intensos produzem o choque hipovolêmico, o que pode levar à morte, em razão da perda de plaquetas e dos fatores de coagulação sanguínea. ( ) Células T citotóxicas são linfócitos que amadurecem no Timo; são especializadas na produção de antígenos e células de memória durante as infecções. ( ) Neutrófilos e macrófagos são fagócitos originários da medula óssea vermelha, sendo que os primeiros possuem núcleo trilobado, e os segundos, um grande núcleo na região central da célula. ( ) Eosinófilos são células que combatem infecções parasíticas, enquanto os basófilos produzem aumento da permeabilidade vascular por meio da secreção de histamina. 09. (Uem PR) Sobre os elementos figurados do sangue, assinale o 01 + 02 + 16 = 19.

Monócito

Coluna 1 - Leucócitos I. Neutrófilos. II. Eosinófilos. III. Linfócitos. IV. Basófilos. Coluna 2 - Característica ou Função a. Constituem de 2 a 4% dos leucócitos e atuam defendendo o corpo, agindo nas alergias. b. Leucócitos com núcleo volumoso e formato irregular, encontrados em menor frequência no sangue (0 a 1%). c. Leucócitos encontrados com maior frequência no sangue (cerca de 60 a 70% do total dos leucócitos). São mais ativos na fagocitose e seus grãos ricos em enzimas digestivas. d. Correspondem de 20 a 30% dos leucócitos, sendo as principais células responsáveis pelo sistema imunitário. Assinale a opção que apresenta a associação correta: a) I-c; II-a; III-d; IV-b. b) I-a; II-c; III-d; IV-b.

partir dos eritroblastos – células originadas pela diferencia-

c) I-a; II-b; III-d; IV-c.

ção de células troncomieloides.

d) I-b; II-a; III-c; IV-d.

permeabilidade dos capilares sanguíneos, ajudando nos processos inflamatórios. 04. As plaquetas apresentam a capacidade de atravessar a parede dos capilares para atingir uma região infectada do organismo.

C15  Tecido conjuntivo sanguíneo

Linfócito

01. As hemácias são formadas na medula óssea vermelha, a

02. A histamina, liberada pelos basófilos, provoca aumento da

08. Pessoas que moram em locais com baixa altitude e se deslocam para regiões com elevadas altitudes passarão pelo processo de diminuição da quantidade de hemácias. 16. Quando ocorre lesão de um vaso sanguíneo, em uma das etapas da coagulação, o fibrinogênio é convertido pela trombina em fibrina, que se adere à parede do vaso e retém os glóbulos sanguíneos.

102

Basófilo

VFFVV

( ) As hemácias são células anucleadas, de origem mesodér-

que for correto.

Eosinófilo

e) I-d; II-c; III-a; IV-b.

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO C16

TECIDO CONJUNTIVO HEMATOPOIÉTICO E RESPOSTA IMUNOLÓGICA

ASSUNTOS ABORDADOS nn Tecido conjuntivo hematopoiéti-

O tecido hematopoiético é o tipo de tecido conjuntivo responsável pela produção de células sanguíneas e da linfa, e está localizado no interior de alguns tipos de ossos. O conjunto de glóbulos brancos do sangue e da linfa, originados no tecido hematopoiético, bem como tecidos, órgãos e moléculas responsáveis pela retirada de agentes ou moléculas estranhas do organismo animal constituem o sistema imunológico. O funcionamento desse sistema caracteriza a resposta imunológica.

co e resposta imunológica

nn Tecido conjuntivo hematopoiético nn Tecido conjuntivo linfático nn Processo inflamatório e resposta imunológica específica nn Imunização ativa e passiva

Tecido conjuntivo hematopoiético

Opirus/Arte

Os glóbulos vermelhos, brancos e plaquetas são produzidos exclusivamente na medula óssea vermelha (tecido mieloide). Os linfócitos derivam-se de mitoses de células localizadas nos órgãos linfoides (tecido linfoide), mas descendem de células precursoras vindas da medula óssea. Portanto, a medula óssea é fonte de todas as células sanguíneas.

Figura 01 - Medula óssea vermelha: tecido hematopoiético.

A medula óssea é encontrada no canal medular dos ossos longos e nas cavidades dos ossos esponjosos. Na criança recém-nascida, toda a medula óssea é vermelha e produtora de células sanguíneas. No adulto, ela ocorre apenas no osso esterno, pélvico, vértebras, ossos cranianos e costela. O tecido hematopoiético (medula óssea vermelha), constituído por células reticulares e fibras reticulares que formam uma trama semelhante a uma esponja, é formado por tecido conjuntivo frouxo. Nesse meio, muitos capilares sanguíneos estão presentes. Além das células reticulares há também macrófagos, célula adiposas, células indiferenciadas, células precursoras das hemácias, das plaquetas e dos leucócitos. Quando atingem a maturação, as células sanguíneas atravessam a parede dos capilares e caem na corrente sanguínea. 103

Biologia

Opirus/Arte

Todos os glóbulos sanguíneos derivam de uma célula-tronco multipotente denominada hemocitoblasto. Por meio de mitoses sucessivas originam-se células com potencial mitótico cada vez mais restrito, até chegar a uma célula precursora de cada tipo de glóbulo. Origem das hemácias

Figura 02 - Origem das células sanguíneas.

A hemácia origina-se de uma célula nucleada chamada eritroblasto que se diferencia gradualmente produzindo e acumulando hemoglobina. Mais tarde, ao perder parte de suas organelas e o núcleo, o eritoblasto se transforma em reticulócito, o qual, em uma etapa final, converte-se em hemácia. O reticulócito já não tem mais núcleo, porém restam mitocôndrias e ribossomos em seu citoplasma. Quando o reticulócito passa para a corrente sanguínea, ele perde o restante das estruturas citoplasmáticas transformando-se em hemácias maduras. A produção de hemácias depende de estímulo que parte dos rins: a eritropetina. Esse hormônio é liberado quando a oxigenação dos tecidos está deficiente. Origem dos leucócitos O mieloblasto é a célula mais imatura derivada da linhagem do hemocitoblasto. Quando nela surgem granulações citoplasmáticas específicas, essa célula passa a ser o progranulócito, depois metamielócito e, finalmente, o granulócito maduro, os quais agora serão denominados de: neutrófilo, eosinófilo e basófilo conforme o tipo de granulações (vesículas) presentes. Origem das plaquetas

C16  Tecido conjuntivo hematopoiético e resposta imunológica

As plaquetas se originam da fragmentação dos megacariócitos. Estes, por sua vez, formam-se pela diferenciação dos megacarioblastos derivados do hemocitoblastos.

Tecido conjuntivo linfático A linfa é constituída por linfócitos, macrófagos e por uma substância intercelular líquida, o plasma linfático. A linfa circula em capilares, vasos e ductos linfáticos. O destino final da circulação linfática é chegar à corrente sanguínea. Ela o faz por intermédio de vasos especiais, os vasos linfáticos, que confluem, dos inúmeros órgãos, para dois troncos, o canal torácico, do lado esquerdo, a grande veia linfática, do lado direito. Por eles, a linfa lança-se nas veias subclávias, e desse modo retorna ao sangue. Funções da linfa A linfa integra o arsenal de defesa do organismo, funcionando como um sistema de filtragem constante de antígenos circulantes. Em pontos específicos do sistema linfáticos, nos gânglios linfáticos (linfonodos), há uma filtragem da linfa com atuação das células de defesa, retendo e destruindo antígenos. 104

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Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Figura 03 - Gânglios linfáticos (linfonodos) e órgãos linfáticos: centros de filtragem de antígenos presentes na linfa.

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C16  Tecido conjuntivo hematopoiético e resposta imunológica

A linfa também é responsável pela absorção de gorduras no jejuno-íleo (vasos quilíferos) e recolhimento de líquidos intercelulares, evitando a formação de edemas (inchaços), ou seja, acúmulo de líquidos entre os tecidos.

Figura 04 - O capilar linfático recolhe parte do líquido intersticial evitando edemas.

105

Biologia

Processo inflamatório e resposta imunológica específica

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A inflamação é uma resposta de proteção do organismo contra uma agressão, cujo objetivo é livrar o organismo do agente agressor e das consequências dessa agressão. O processo inflamatório pode ou não ser acompanhado de infecção. A infecção corresponde à invasão do organismo por agentes que penetram por lesões na pele e mucosas, por exemplo, vírus, bactérias, protozoários e fungos. Existe uma rede de comunicações entre as células de defesa, o que permite uma resposta imunológica integrada. Essa resposta imunológica inflamatória é inespecífica e a atividade de defesa promovida é baseada na fagocitose.

Figura 05 - Ação das células em reação ao processo inflamatório.

Resposta imunológica inespecífica No local do ferimento, os capilares e outros tecidos lesados liberam substâncias diversas que propiciam uma série de reações. As bradicininas estimulam receptores nervosos, que mandam a informação para o sistema nervoso central surgindo a dor. Outras substâncias atuam sobre os mastócitos para a liberação de histamina. A histamina determina a dilatação dos vasos e aumento da permeabilidade capilar. Devido a isso, ocorre passagem de plasma para o tecido lesado levando à formação do edema (inchaço). Células brancas do sangue são atraídas para o local da lesão por quimiotaxia. Essas células brancas são os neutrófilos e monócitos, os quais passam para o tecido por diapedese. Os neutrófilos atuam na fagocitose de bactérias e células infectadas. Os monócitos originam macrófagos que, juntamente com os macrófagos já existentes no tecido, fagocitam bactérias e originam células apresentadoras de antígenos. Observe todo esse processo na figura 05. Caso a resposta inflamatória não seja eficaz na contenção da infecção, o sistema imune passa a depender de mecanismos mais específicos e sofisticados, dos quais tomam parte vários tipos celulares, o que chamamos de resposta imunológica específica.

C16  Tecido conjuntivo hematopoiético e resposta imunológica

Resposta imunológica específica Os macrófagos também liberam substâncias denominadas interleucinas, que estimulam a multiplicação dos linfócitos. Os linfócitos T4 auxiliadores (CD4) são capazes de identificar os antígenos das células apresentadoras de antígenos e estimularem a ação dos linfócitos B e linfócitos T citotóxicos (CD8). Assim, a resposta imunológica específica é altamente dependente desse tipo de glóbulo branco. Os linfócitos B e os plasmócitos (formados a partir dos próprios linfócitos B) são especializados na produção de anticorpos. Os anticorpos ligam-se aos antígenos e ativam proteínas plasmáticas que causam perfurações nas paredes das bactérias. Essas bactérias podem, então, se romper ou podem ser fagocitadas por macrófagos. Os linfócitos citotóxicos promovem a destruição de células infectadas, de bactérias, de vírus, de células cancerosas etc. Esse tipo de linfócito libera perforinas , as quais são enzimas que promovem a formação de perfurações na membrana plasmática das células, causando a morte celular. Os linfócitos envolvidos na resposta imunológica específica geram as chamadas “células de memórias”. Estas são estocadas em órgãos linfoides e podem ser acionadas pela presença do mesmo antígeno em uma segunda exposição, gerando uma defesa extremamente rápida e eficaz. 106

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

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Anticorpos São glicoproteínas plasmáticas do tipo das gamaglobulinas (também são denominadas imunoglobulinas, Ig) e são produzidas pelo linfócito B. Geralmente, os anticorpos são formados por duas cadeias pesadas e duas cadeias leves que se encontram ligadas por pontes dissulfeto. Grande parte da cadeia pesada e parte da cadeia leve são constantes (observar figura ao lado), enquanto uma pequena parte de cadeia é de composição variável e consiste na extremidade onde o anticorpo liga-se ao antígeno. Os principais tipos de anticorpos são: nn Imunoglobulina

Constitui aproximadamente 75% das Figura 06 - A estrutura básica da molécula de anticorpo com detalhe da região de ligação com o antígeno imunoglobulinas do plasma sanguí- B. Linfócito B liberando anticorpos contra antígenos bacterianos. Os anticorpos estão aumentados neo. É a única imunoglobulina que centenas de milhares de vezes em relação ao tamanho do linfócito e da bactéria. atravessa a barreira placentária e, dessa forma, contribui para a defesa imune do recém-nascido. É o principal anticorpo na resposta imune secundária. nn Imunoglobulina

Constitui 10 a 15% das imunoglobulinas do plasma e é a principal imunoglobulina das secreções como a lágrima, o leite, a saliva e outras. Apresenta grande resistência a enzimas proteolíticas. M

Constitui 10% das imunoglobulinas do plasma. É o anticorpo predominante nas respostas imunes primárias, ou seja, no primeiro contato do organismo com os antígenos. É encontrada na superfície dos linfócitos B juntamente com a imunoglobulina D, onde combinam com antígenos específicos. Essa combinação resulta na multiplicação dos linfócitos B e na sua diferenciação em plasmócitos.

Imunização ativa e passiva Vacinas Resposta primária Quan dade de an corpos

Uma vacina consiste em uma aplicação de antígenos obtidos a partir de micro-organismos patogênicos ou do próprio micro-organismo atenuado, sendo que esses antígenos estimulam o organismo a produzir anticorpos. O primeiro contato com o antígeno induz à resposta imune primária, na qual são produzidos principalmente anticorpos do tipo IgM. Esse contato leva, então, à formação das células da memória imunológica. O segundo contato com o antígeno induz a resposta imune secundária, mais rápida e intensa que a primária porque está diante da presença de células de memória específicas da produção de anticorpos.

Resposta secundária An corpos G

1000

Primeira 100 exposição ao Segunda an geno exposição ao an geno 10 An corpos M

1 0

Tempo (dias) Gráfico 01 - Resposta do sistema imunológico após primeiro e segundo contatos com antígeno.

107

C16  Tecido conjuntivo hematopoiético e resposta imunológica

nn Imunoglobulina

Biologia

Soros imunes Contêm anticorpos e visam à neutralização de antígenos específicos presentes no organismo. Os soros são produzidos por animais de maior porte (por exemplo, cavalos). Doses crescentes são injetadas e, consequentemente, o animal vai produzir anticorpos específicos contra aqueles antígenos. Diferentemente das vacinas, os soros não induzem à imunidade permanente porque não ocorre a formação das células de memória imunológica. Os anticorpos presentes no soro atuam no organismo, defendendo-o da substância ou célula que o está prejudicando. Esses anticorpos, posteriormente, são eliminados.

SAIBA MAIS TRANSPLANTE DE MEDULA ÓSSEA O transplante de medula óssea é um tipo de tratamento indicado contra doenças que afetam as células do sangue, como as leucemias e os linfomas. Consiste na substituição de uma medula óssea doente, ou deficitária, por células normais da medula óssea do doador, com o objetivo de reconstituição de uma nova medula saudável. É na medula óssea que se localizam as células-tronco hematopoiéticas, responsáveis pela geração de todo o sangue (glóbulos vermelhos, glóbulos brancos e plaquetas). Essas são as células substituídas no transplante de medula.

O transplante de medula óssea é um procedimento rápido, como uma transfusão de sangue, que dura em média 2 horas. Essa nova medula é rica em células chamadas progenitoras (células-tronco hematopoiéticas), que, uma vez na corrente sanguínea, circulam e vão se alojar na medula óssea, onde se desenvolvem.

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C16  Tecido conjuntivo hematopoiético e resposta imunológica

As células-tronco hematopoiéticas também circulam no sangue periférico (caso estimuladas com medicamento fator de crescimento), podendo ser coletadas por aférese, e no sangue do cordão umbilical, quando são coletadas após o nascimento do bebê. Por isso, o termo “transplante de medula óssea” tem sido substituído por “transplante de células-tronco hematopoéticas” para designar esses procedimentos.

O paciente, depois de se submeter a um tratamento que destruirá a sua própria me- Figura 07 - Remoção de medula óssea vermelha de um doador. dula, receberá as células da medula sadia de um doador. Durante o período em que essas células ainda não são capazes de produzir glóbulos brancos, vermelhos e plaquetas em quantidade suficiente para manter as taxas dentro da normalidade, o paciente fica mais exposto a episódios infecciosos e hemorragias. Por isso, permanece internado no hospital, em regime de isolamento.

108

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Exercícios de Fixação

02. (Enem MEC) A vacina, o soro e os antibióticos submetem os organismos a processos biológicos diferentes. Pessoas que viajam para regiões em que ocorrem altas incidências de febre amarela, de picadas de cobras peçonhentas e de leptospirose e querem evitar ou tratar problemas de saúde relacionados a essas ocorrências devem seguir determinadas orientações. Ao procurar um posto de saúde, um viajante deveria ser orientado por um médico a tomar preventivamente ou como medida de tratamento a) antibiótico contra o vírus da febre amarela, soro antiofídico caso seja picado por uma cobra e vacina contra a leptospirose. b) vacina contra o vírus da febre amarela, soro antiofídico caso seja picado por uma cobra e antibiótico caso entre em contato com a Leptospira sp. c) soro contra o vírus da febre amarela, antibiótico caso seja picado por uma cobra e soro contra toxinas bacterianas. d) antibiótico ou soro, tanto contra o vírus da febre amarela como para o veneno de cobras, e vacina contra a leptospirose. e) soro antiofídico e antibiótico contra a Leptospira sp. e vacina contra a febre amarela caso entre em contato com o vírus causador da doença. 03. (UFF RJ) O sistema imune apresenta um tipo de célula que passa do vaso sanguíneo para o tecido conjuntivo onde irá exercer sua função de defesa. A célula e a passagem são, respectivamente, identificadas como a) basofilos e pinocitose. b) macrófagos e fagocitose. c) leucócitos e endocitose. d) leucócitos e diapedese. e) glóbulos brancos e endocitose. 04. (UFTM MG) Os eritroblastos são células que apresentam núcleo e várias organelas membranosas. Durante a diferenciação celular, formam-se os eritrócitos (hemácias), que são anucleados e não possuem organelas. Ao longo desse processo, o núcleo é

a) eliminado por endocitose e os lisossomos realizam a heterofagia das organelas celulares, eliminando-as da célula. b) eliminado por clasmocitose e os peroxissomos realizam a autofagia, autodestruindo as organelas celulares. c) eliminado por exocitose e os lisossomos realizam a autofagia, processo que leva à destruição das organelas. d) destruído no interior da célula, juntamente com várias organelas, pelas enzimas contidas nos lisossomos. e) destruído no interior da célula pelas enzimas dos peroxissomos e as organelas são destruídas pelas enzimas lisossômicas. 05. (Enem MEC) A produção de soro antiofídico é feita por meio da extração da peçonha de serpentes que, após tratamento, é introduzida em um cavalo. Em seguida são feitas sangrias para avaliar a concentração de anticorpos produzidos pelo cavalo. Quando essa concentração atinge o valor desejado, é realizada a sangria final para obtenção do soro. As hemácias são devolvidas ao animal, por meio de uma técnica denominada plasmaferese, a fim de reduzir os efeitos colaterais provocados pela sangria. Disponível em: http://www.infobibos.com. Acesso em: 28 abr. 2010 (adaptado).

A plasmaferese é importante, pois, se o animal ficar com uma baixa quantidade de hemácias, poderá apresentar a) febre alta e constante. b) redução de imunidade. c) aumento da pressão arterial. d) quadro de leucemia profunda. e) problemas no transporte de oxigênio. 06. (Enem MEC) Os sintomas mais sérios da Gripe A, causada pelo vírus H1N1, foram apresentados por pessoas mais idosas e por gestantes. O motivo aparente é a menor imunidade desses grupos contra o vírus. Para aumentar a imunidade populacional relativa ao vírus da gripe A, o governo brasileiro distribuiu vacinas para os grupos mais suscetíveis. A vacina contra o H1N1, assim como qualquer outra vacina contra agentes causadores de doenças infectocontagiosas, aumenta a imunidade das pessoas porque a) possui anticorpos contra o agente causador da doença. b) possui proteínas que eliminam o agente causador da doença. c) estimula a produção de glóbulos vermelhos pela medula óssea. d) possui linfócitos B e T que neutralizam o agente causador da doença. e) estimula a produção de anticorpos contra o agente causador da doença.

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01. (UEG GO) O termo inflamação pode ser definido como a) o processo de instalação, multiplicação e dano tecidual pela ação de um determinado patógeno. b) a resposta do organismo contra diversos tipos de agentes lesivos, na tentativa de combatê-los e regenerar o tecido. c) a produção de anticorpos específicos contra microrganismos invasores no organismo hospedeiro. d) o estabelecimento de células tumorais em determinados tecidos, que originam o câncer. e) a reação da memória imunitária a uma exposição antigênica subsequente.

Biologia Questão 08. a) A infecção é o contágio e a inflamação é a consequência de uma infecção. b) granulócitos: neutrófilos, eosinófilos e basófilos têm funções, respectivamente, de fagocitose, defesa química e produção de histamina e heparina. Agranulócitos: linfócitos e monócitos têm funções, respectivamente, de produção de anticorpos e fagocitose.

07. (UEPB) Analise as proposições apresentadas sobre os processos de imunização. I. Existem dois tipos de resposta imune: a humoral, relacionada aos anticorpos presentes no sangue e na linfa, e a celular, que é mediada pelos linfócitos T. II. O princípio de atuação das vacinas difere do princípio dos soros. As vacinas desencadeiam um mecanismo de imunização ativa e os soros desencadeiam um mecanismo de imunização passiva. III. Na resposta imunitária secundária, o tempo para a produção de anticorpos é maior e a quantidade de anticorpos produzidos é menor, comparando-se com o que ocorre na resposta imunitária primária.

Assinale a alternativa que apresenta a(s) proposição(ões) correta(s). a) I, II e III. b) Apenas I e III. c) Apenas III. d) Apenas II e III. e) Apenas I e II.

08. (Udesc SC) As infecções e as inflamações podem acontecer por fatores como lesões ou por comprometimento do sistema imunológico. Em relação ao enunciado acima: a) O que é infecção e inflamação? b) Cite o nome das células sanguíneas classificadas como granulócitos e agranulócitos e descreva a função dessas células.

Exercícios Complementares 01. (Ufla MG) O gráfico mostra a relação da concentração de células e substâncias ([ ]) em um mamífero com o decorrer do tempo (T). A partir do tempo T1, é CORRETO afirmar que está ocorrendo um processo de:

a) recolhe as gorduras do fígado para liberar no intestino como bile. b) fornece nutrientes, como O2 e glicose, aos tecidos periféricos. c) substitui os linfonodos durante a defesa imune contra antígenos. d) lança a linfa vinda de todo o corpo nas veias próximas ao coração. e) sequestra os linfócitos do sangue para armazenar na linfa. 03. (Mackenzie SP) Temos a seguir, células do mesmo tecido.

a) infecção viral no sangue. C16  Tecido conjuntivo hematopoiético e resposta imunológica

b) fratura óssea. c) inflamação cutânea. d) estiramento e lesão muscular. 02. (UEG GO) Na retomada de uma época epidemiológica chamada “retorno das doenças reemergentes”, especialistas alertam a capacidade de que o corpo humano necessita para adquirir sua homeostase. Para isso, os diferentes sistemas do organismo humano, especialmente aqueles que podem contribuir para os mecanismos de defesa do corpo humano, devem estar em funcionamento saudável. Nesse contexto, o sistema linfático, composto por vasos que passam por órgãos como baço, timo, amígdalas e linfonodos, exerce uma função importante, uma vez que a circulação linfática

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Sobre estas células e seu tecido, é ERRADO afirmar que a) a célula “b” é um leucócito, cuja função principal é a defesa do organismo. b) são células do tecido sanguíneo e são produzidas em órgãos como o fígado e o baço. c) a célula “a” é uma hemácia, que apresenta pigmento respiratório, principal responsável pelo transporte de oxigênio. d) a anemia e a hemofilia são doenças caracterizadas por alterações no funcionamento desse tecido.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias Gabarito questão 08 a) Os rins são os maiores responsáveis pela produção de EPO. O hormônio chega à medula óssea através da corrente sanguínea. b) O aumento da produção de eritrócitos gera maior aporte de oxigênio ao tecido muscular, melhorando o rendimento do atleta.

04. A púrpuratrombocitopênica imunológica (PTI) é uma doença associada à produção de anticorpos anormais contra autoantígenos expressos nas plaquetas. Na PTI, o maior alvo destes auto-anticorpos são glicoproteínas presentes na membrana plaquetária, GPIIb-IIIa, levando a uma destruição prematura da plaqueta no baço. As contagens normais de plaquetas numa pessoa adulta geralmente apresentam-se em torno de 150 000 a 400 000 por microlitro de sangue, enquanto o paciente com PTI geralmente apresenta menos de 100 000 por microlitro de sangue. Imagine uma situação hipotética: Um jovem com PTI sofre um acidente de moto, e tem de ser submetido a uma esplenectomia (cirurgia de retirada do baço) de risco. Caso o jovem sobreviva à cirurgia, qual das opções abaixo possivelmente iria acontecer em imediato com o mesmo: a) melhoria nas condições de coagulação sanguínea. b) piora nas condições de coagulação sanguínea. c) aumento na produção de células com hemoglobina. d) redução da produção de linfócitos, consequentemente redução na produção de autoanticorpos. 05. (Puc MG) Observe o esquema, que mostra a diferenciação de células-tronco humanas nos elementos figurados indicados. Célula -tronco

Glóbulos Brancos

Glóbulos Vermelhos

niente de uma mulher com cariótipo normal, do grupo sanguíneo O, mas diabética. Com relação ao texto, é correto afirmar, EXCETO: a) No sangue dessa criança, circularão células com diferentes constituições cromossômicas. b) Após o transplante, a criança apresentará leucócitos com cromatina sexual. c) A criança deve tornar-se diabética, desenvolvendo hiperglicemia. d) Após o transplante, a criança terá alterado seu grupo sanguíneo. 07. (Uem PR) Sobre o tecido hematopoiético de humanos, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 2+4=6 01. As plaquetas são os elementos figurados do sangue e estão envolvidas no processo de coagulação sanguínea. 02. No indivíduo não anêmico, as hemácias são células anucleadas, discoides, circulares e bicôncavas, e duram em média 120 dias e depois são destruídas no fígado e no baço. 04. Um hemograma apresentando um aumento significativo no número de leucócitos indica inflamação ou infecção. 08. A anemia é uma condição de doença em que o transporte de oxigênio é prejudicado pela diminuição de fibrinogênio, decorrente de dieta alimentar inadequada. 16. Nos linfonodos, ocorre grande quantidade de albuminas, que são responsáveis pela fagocitose de micro-organismos patogênicos. 08. (Fac. Santa Marcelina SP) A substância CERA (ativador constante do receptor de eritropoetina) é a terceira geração de eritropoetina (EPO), hormônio que estimula a produção de eritrócitos, responsável pelo aumento da resistência muscular. a) Qual o principal órgão produtor de EPO no corpo humano adulto? Como esse hormônio atinge o local que produz eritrócitos? b) Explique a vantagem fisiológica que um atleta pode ter com o aumento da produção de eritrócitos.

Plaquetas Neurônios

Assinale a afirmativa INCORRETA. a) A célula-tronco é pluripotente com capacidade de se diferenciar em diversos tipos celulares. b) Pelo menos três tipos de células diferenciadas no esquema dado são encontradas no sangue. c) Plaquetas e hemácias não apresentam capacidade de proliferação mitótica. d) Apenas duas das células diferenciadas apresentam núcleo. 06. (Puc MG) Uma criança do sexo masculino pertencente ao grupo sanguíneo AB e com síndrome de Down foi curada de uma leucemia, após receber transplante de medula óssea prove-

09. (Fac. Santa Marcelina SP) As imagens representam alguns elementos figurados com funções definidas. Basófilo

Neutrófilo

Linfócito

(Gerard J. Tortora e Sandra R. Grabowski. Corpo humano, 2006. Adaptado.

a) Qual dessas células participa do mecanismo específico de defesa do organismo? O que essa célula produz que justifica essa função? b) Uma dessas células produz histamina e heparina, substâncias com diferentes ações no corpo humano. Quais as funções dessas substâncias, respectivamente?

Gabarito questão 09 a) Das células mostradas, são os linfócitos B que participam do mecanismo específico de defesa do organismo, pois reconhecem e respondem a antígenos estranhos, através da ativação de anticorpos específicos contra agentes invasores. b) A histamina atua como vasodilatodora nas alergias e a heparina é um importante anticoagulante.

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C16  Tecido conjuntivo hematopoiético e resposta imunológica

e) a linfa é um tecido semelhante, com funções principais de transporte de lipídios e defesa, porém não apresenta a célula “a”.

FRENTE

BIOLOGIA

Exercícios de Aprofundamento 01. (Puc MG) 1

2 8

5 6

Esquema mostra a localização de glândulas em um boneco, que representa a espécie humana. É correto afirmar sobre as glândulas do esquema, EXCETO: a) As estruturas 4 e 5 produzem hormônios que atuam em caracteres sexuais masculinos. b) O hormônio produzido em 3 atua no metabolismo basal e, em altas taxas, pode provocar agitação e nervosismo. c) Os hormônios produzidos em 2 podem atuar também nas glândulas 3, 5, 6 e 7 estimulando a produção de outros hormônios. d) Os hormônios produzidos pelas glândulas 3 e 8 regulam o nível de cálcio no sangue. 02. (UFPB) Essa figura é apresentada em corte sagital e em dissecção frontal de forma a permitir a visualização da estrutura do tórax e de uma das mamas de uma mulher grávida. As estruturas estão numeradas, de acordo com a legenda.

Com base na figura e em seus conhecimentos sobre histologia animal, assinale com V as afirmativas verdadeiras e com F, as falsas. ( ) O tecido que compõe o que é chamado de gordura (2) é um tipo de tecido conjuntivo. ( ) A lâmina ou membrana basal (6) é uma faixa de tecido conjuntivo denso que produz uma firme ancoragem da epiderme (5) sobre a derme (7). ( ) O peitoral (1) é um músculo do tipo estriado. ( ) As células do estrato germinativo ou basal da epiderme (5) têm forma prismática, e aquelas mais superficiais, preenchidas de queratina, são achatadas, tendo forma pavimentosa. ( ) As glândulas mamárias (4) são formadas por um tipo de tecido epitelial. A sequência correta é: a) VVFVV. b) FFVFF. c) FVFVF. d) VFVVV. e) VVVFF. 03. (Unemat MT) Dois amigos estão estudando para a prova de histologia e se deparara com a figura abaixo.

Figura 1

Figura 2

Fonte: Laurence, J. Biologia ensino médio, volume único ed. São Paulo 2005.

Modificada de FOX, S. I. “Perspectives on human biology”. Dubuque; USA: Wm. C. Brow Publishers, 1991.

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Após a análise da figura chegaram à conclusão de que se trata de tecido conjuntivo. De acordo com o modo de organização de suas fibras e células, é correto afirmar que: a) Figura A é um tecido conjuntivo denso nãomodelado, Figura B é um tecido conjuntivo denso modelado. b) Figura A é um tecido conjuntivo denso modelado, Figura B é um tecido conjuntivo denso não-modelado. c) Figura A é um tecido conjuntivo denso nãomodelado, Figura B é um tecido conjuntivo adiposo. d) Figura A é um tecido conjuntivo denso modelado, Figura B é um tecido conjuntivo ósseo. e) Figura A é um tecido conjuntivo mieloide, Figura B é um tecido conjuntivo linfoide.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

05. (UFPI) A celulite é uma alteração tecidual frequentemente encontrada nas mulheres, em regiões como quadris, abdômen, coxas e nádegas. Assinale a alternativa que mostra corretamente o principal tecido afetado. a) Epitelial de revestimento. b) Conjuntivo frouxo. c) Muscular esquelético. d) Muscular liso. e) Epitelial glandular 06. A vida das células está diretamente associada ao transporte de substâncias. Na respiração humana, por exemplo, o gás oxigênio do ar inspirado é transportado até os alvéolos pulmonares, de onde passa para o interior de capilares sanguíneos.

Sobre o texto é correto afirmar que a) a oxiemoglobina se forma quando o sangue passa pelos capilares sanguíneos de todos os tecidos do corpo humano. b) a proteína hemoglobina encontra-se no interior dos glóbulos vermelhos e é responsável pela coagulação do sangue. c) o gás carbônico reage com substâncias orgânicas que se encontram no interior das células, a fim de liberar energia necessária aos processos vitais. d) as hemácias possuem a proteína hemoglobina, a qual se combina com o gás oxigênio do ar que chega aos alvéolos pulmonares. e) os glóbulos brancos e as substâncias orgânicas desempenham importante função no transporte dos gases respiratórios. 07. (Puc MG) Observe o esquema, que mostra a diferenciação de células-tronco humanas nos elementos figurados indicados. Célula -tronco

Glóbulos Brancos

Glóbulos Vermelhos Plaquetas Neurônios

Assinale a afirmativa INCORRETA. a) A célula-tronco é pluripotente com capacidade de se diferenciar em diversos tipos celulares. b) Pelo menos três tipos de células diferenciadas no esquema dado são encontradas no sangue. c) Plaquetas e hemácias não apresentam capacidade de proliferação mitótica. d) Apenas 2 das células diferenciadas apresentam núcleo. 08. (UEG GO) Amostras de sangue humano estão representadas nas figuras a seguir.

Dentro dos capilares sanguíneos alveolares, o gás oxigênio penetra nos glóbulos vermelhos (hemácias) e se combina com a molécula de uma proteína denominada hemoglobina, formando a oxiemoglobina, que é um composto químico instável. Dessa forma, o gás oxigênio é transportado pelo sangue até os capilares sanguíneos dos tecidos do corpo humano. Nos capilares dos tecidos, o gás oxigênio se separa da hemoglobina e difunde-se para o interior das células, onde é utilizado na respiração celular. Assim, finalmente dentro das células, o gás oxigênio reage com substâncias orgânicas, tais como carboidratos e lipídeos, a fim de liberar a energia que será utilizada na manutenção dos processos vitais.

LOPES, Sônia. Bio: Volume 3. 1. ed. São Paulo: Saraiva, 2006. p. 90.

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FRENTE C  Exercícios de Aprofundamento

04. (Puc PR) O tecido conjuntivo possui três tipos de fibras: colágenas, reticulares e elásticas. Com relação a elas, analise as afirmativas e assinale a alternativa CORRETA: a) As fibras colágenas, assim como as elásticas, são constituídas de microfibrilas de colágeno, que se unem formando as fibrilas de colágeno, que, por sua vez, se unem, formando as fibras de colágeno. b) As células de certos órgãos, como o baço e os rins, são envolvidas por uma trama de sustentação constituída de fibras reticulares, cujo principal componente é a elastina, uma escleroproteína. c) Os pulmões são órgãos facilmente sujeitos à expansão de volume, pois são ricos em fibras elásticas, constituídas de elastina, proteína cuja principal função é dar elasticidade aos locais onde se encontram. d) Quanto maior a quantidade de colágeno nos tecidos, maior a elasticidade, como, por exemplo, nos tendões, onde o colágeno se distribui em uma só direção, enquanto que o cordão umbilical forma uma malha difusa entre as células dos tecidos. e) As fibras colágenas são constituídas da proteína colágeno, polimerizadas fora das células, a partir do tropocolágeno sintetizado pelos macrófagos.

Biologia Gabarito 08. a) A centrifugação ocorreu no tubo B. Observando a figura, vê-se que ocorreu no fundo do tubo B a deposição dos elementos figurados do sangue, que são células ou pedaços de células, restando, na porção superior, uma parte líquida que é o plasma, mostrando a heterogeneidade de constituintes do sangue. b) Duas proteínas no sangue possibilitam a ocorrência de reações específicas e determinam o sistema ABO: o aglutinogênio, presentes na superfície da membrana das hemácias, e as aglutininas, presentes no plasma sanguíneo.

Tendo em vista a ilustração, responda ao que se pede: a) Em qual das figuras ocorreu o processo de centrifugação? Justifique sua resposta. b) No sistema ABO, a presença de proteínas no sangue possibilita a ocorrência de reações específicas. Quais os nomes dessas proteínas e quais são suas respectivas localizações no sangue humano?

FRENTE C  Exercícios de Aprofundamento

09. (UCS RS) Há algum tempo as pessoas escutam e leem notícias sobre o imenso potencial das células-tronco para o tratamento de diferentes doenças. A expectativa criada gera ansiedade e às vezes frustração. Diante disso, pode-se afirmar que a) as células-tronco hematopoiéticas tecido-específicas, produzidas no tecido ósseo, podem se transformar em células cartilaginosas. b) as células-tronco dos tecidos específicos existem em diferentes tecidos ou órgãos como cérebro e coração e têm características pluripotentes. c) as células-tronco embrionárias são obtidas de blastóporos, com poucas células não diferenciadas, que se transformam em qualquer tipo de célula. d) as células-tronco pluripotentes induzidas reprogramam células adultas de vários tecidos, fazendo com que retornem ao estado tecido-específico. e) as células-tronco hematopoiéticas já são utilizadas há décadas em transplante de medula óssea, para tratamento de algumas doenças do sangue. 10. (UERN) Durante a vida de um animal, as divisões celulares são rigorosamente controladas, de modo a garantir o bom funcionamento do organismo. Entretanto, certas alterações genéticas podem danificar o sistema de controle da divisão celular, levando à multiplicação descontrolada da célula, com potencialidade para formar um tumor. Os tumores malignos são classificados em dois grupos: sarcomas, que são originados de células do mesoderma, e carcinomas, provenientes de células originadas do ectoderma ou endoderma. Leucemia é caracterizada pela produção excessiva de células brancas anormais, superpovoando a medula óssea. A infiltração da medula óssea resulta na diminuição da produção e funcionamento de células sanguíneas normais. Dependendo do tipo, a doença pode se espalhar para os nódulos linfáticos, baço, fígado, sistema nervoso central e outros órgãos e tecidos, causando inchaço na área afetada. Esse tipo de câncer é proveniente de células originadas no seguinte folheto embrionário: a) mesoderme. b) ectoderme. c) endoderme. d) notocorde. 11. (Uespi PI) Não constituem células, tecidos ou órgãos hematopoiéticos, em qualquer fase do ciclo da vida humana: 114

a) a medula óssea vermelha.

b) as células-tronco linfoides. c) o fígado. d) o baço. e) o pâncreas. 12. (UEG GO) A aplicação de bolsa de gelo sobre uma lesão é um recurso terapêutico conhecido como crioterapia. Sobre a crioterapia é CORRETO afirmar: a) a perda de calor reduz o aporte sanguíneo no tecido lesionado, ocasionando o acúmulo de CO2, com consequente vasodilatação local por acidose. b) a irradiação de ondas térmicas, a partir do tecido lesionado, pode ser provocada tanto em tecidos superficiais quanto em tecidos profundos. c) a transferência de energia térmica para o meio extracorporal promove a dor por estimular sinais dolorosos nas terminações nervosas. d) a promoção da dissipação de calor anterior ao início da reação inflamatória evita a formação de edema por vasodilatação localizada. 13. (UFMG) A eritropoetina (Epo) é um hormônio sintetizado principalmente pelos rins, com função de estimular a produção de hemácias e de hemoglobina. A administração endovenosa de Epo é uma das formas conhecidas de doping em competições esportivas em que há exigência de elevado aporte de oxigênio aos tecidos. Observe a figura abaixo:

Fonte: adaptado de Biological Sciences - Santa Barbara City College on line. Disponível em: <http://www.biosbcc.net/doohan/sample/Blood.htm> Acesso em: 3 set. 2012

Com base nessa figura e em seus conhecimentos sobre o tema, a) CITE o nome do órgão que é alvo primário da eritropoetina. JUSTIFIQUE sua resposta. b) EXPLIQUE como o aporte elevado de O2 aos tecidos pode melhorar o desempenho físico. c) O uso frequente da Epo artificial pode trazer diversos efeitos colaterais indesejáveis. CITE um desses efeitos.

Gabarito 13. a) Ossos. O tecido hematopoiético da medula óssea vermelha é o responsável pela produção das células do sangue. b) O desempenho físico depende da energia fornecida pela respiração celular aeróbica, que utiliza o oxigênio durante a oxidação de substâncias orgânicas, como açúcares e gorduras. c) Aumento da pressão arterial e aumento da viscosidade sanguínea.

Coleção 10 V - Livro 4 - Biologia - Aluno

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