Coleção 10 V - Livro 7 - Biologia - Aluno by Editora Elabore

Ana Clara Oliveira Líliam Faleiro

FRENTE

BIOLOGIA Por falar nisso BiocombustínveisnenAlgas Os biocombustíveis − produtos usados para geração de energia a partir de biomassa − vêm se mostrando como alternativas eficazes aos derivados do petróleo. Um deles é o biodiesel – geralmente obtido por meio de óleos vegetais (tais como o da soja, da mamona, do milho, do amendoim, do algodão, da palma, entre outros) ou de gordura animal – que consiste em hidrocarbonetos saturados de cadeia longa. Além desses já frequentemente utilizados, uma nova fonte para a produção é o biodiesel de algas que vem despontando como uma alternativa energética, pois além de ser renováveis, as algas têm grande produtividade. Para a produção de biocombustíveis, costumam ser utilizadas as microalgas, organismos aquáticos unicelulares, microscópicos e fotossintéticos que utilizam a energia solar para a fotossíntese, convertendo-a em energia química armazenada. Em escala laboratorial, são feitos testes de produção em locais chamados de biorreatores (imagem desta página). Além da sua importância para a geração de energia, atualmente mais de 150 espécies de algas são usadas comercialmente para prover alimentos aos seres humanos e animais. Elas ainda servem como agentes espessantes em diversos produtos alimentícios industrializados, e também são utilizadas na indústria farmacêutica. Nasnpróximasnaulas,nestudaremosnosnseguintesntemas

A05 A06 A07 A08

Grupo de algas ................................................................................8 Reino fungi ....................................................................................17 Critérios para estudo dos animais ................................................26 Poríferos e celenterados. ..............................................................34

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO A05

ASSUNTOS ABORDADOS nn Gruposndenalgas n Euglenófitas n Dinófitas n Bacilariófitas

GRUPOS DE ALGAS Ficologia é o estudo das algas. A palavra ficologia deriva de Phycos, do grego, que significa “alga”. O grupo alga, do ponto de vista da classificação, é artificial, pois reúne diversos tipos de organismos, nem sempre relacionados filogeneticamente. Em geral, as algas são agrupadas segundo critérios como:

n Crisófitas

n Feófitas

n Rodófitas n Clorófitas n Reprodução das algas pluricelulares n Importância das algas

n n

Uni (microalgas) ou pluricelularidade (macroalgas); Tipos de clorofilas e outros pigmentos acessórios da fotossíntese; Tipo de reserva energética; Constituição da parede celular.

Euglenófitas As euglenófitas ou euglenofíceas são algas unicelulares, em sua maioria dulcícolas e destituídasndenparedencelular. Possuem clorofilasna e b e carotenos como pigmentos acessórios da fotossíntese. Um terço dos gêneros apresenta cloroplastos semelhantes aos cloroplastos das algas verdes e dois terços dos gêneros são heterotróficos por absorção. Algumas espécies de euglenas, portadoras de cloroplastos, podem praticar a fagocitose quando em ambiente mal iluminado. Devido a essa variação, esse grupo é considerado mixotrófico.

Película

Ocelo Vacúolo contrá l

Núcleo

Plastos Flagelo

Figura 01 - Esquema representativo de uma euglenófita

As euglenas apresentam flagelos e vacúolos contráteis que evitam a lise da célula em meio hipotônico. Além disso, possuem o carboidrato paramilo como a substância de reserva. O paramilo é exclusivo desse grupo e se forma fora do cloroplasto. Na base do flagelo emergente existe o ocelo ou estigma, que constitui o sistema capaz de orientar o deslocamento desse grupo em direção à luz. Assim, as euglenas apresentam fototactismo positivo. As euglenófitas se reproduzem por mitose com citocinese longitudinal e não são conhecidas formas de reprodução sexuada para o grupo. 8

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Dinófitas

Bacilariófitas

Também denominadas pirrófitas (algas de fogo), formam um grupo de organismos unicelulares que possuem dois flagelos, sendo um deles imóvel como um cinturão, contornando a própria célula. Deslocam-se rodopiando sobre si mesmas e, por isso, recebem a designação de dinoflagelados, tendo a parede celular constituída principalmente por celulose. A maioria das espécies é marinha e parte delas são fotossintetizantes, possuindo clorofilasna e c e um pigmento especial chamado peridinina- um carotenoide. A substância de reserva é onamido.

São representadas pelas diatomáceas que, em classificações anteriores, eram consideradas como pertencentes ao grupo das crisófitas. As diatomáceas são unicelulares ou coloniais e componentes importantíssimos do fitoplâncton (estima-se que são responsáveis por 25% da produção primária da Terra). Possuem clorofilana e c e carotenoides do tipo fucoxantinane xantofilasncomo pigmentos. As substâncias de reserva são lipídeos e polissacarídeosn(crisolaminarina). As paredes celulares são impregnadas de sílica, formadas por duas metades ou valvas que se encaixam como as duas metades de uma cápsula de medicamento. Conhecidas como frústulas ou carapaças, essas paredes são compostas de dióxidondensilício (SiO2).

O grupo é um dos principais componentes do fitoplâncton e alguns gêneros como o Noctiluca são bioluminescentes (liberam luz pela ação de uma enzima chamada luciferase na presença de ATP, oxigênio e o substrato luciferina).

Gymnodinium

Cera um

Fonte: Wikimedia commons

Alguns dinoflagelados associam-se por endossimbiose no interior de protozoários e de animais marinhos como cnidários, platelmintos e moluscos, constituindo as zooxantelas.

Noc luca

Figura 02 - Exemplos de algas do grupo dinófitas (dinoflagelados).

A reprodução é realizada, principalmente, de forma assexuada por divisão binária. Contudo, podem se reproduzir também de forma sexuada com a formação de gametas.

Figura 03 - Exemplos de algas do grupo bacilariófitas.

Com a morte da diatomácea, a carapaça precipita, passa a fazer parte do sedimento. As carapaças acumuladas no decorrer de milhões de anos formam a terra de diatomáceas ou diatomito (tipo de rocha sedimentar). Essas carapaças podem ser moídas e utilizadas na construção civil, como alternativa ao cimento tradicional, e podem ser usadas na fabricação de telhas e tijolos. O “talco” obtido desse processo de moagem pode ser utilizado na produção de cremes dentais, pelo poder abrasivo. 9

A05  Grupos de algas

Muitas espécies, como por exemplo, Gymnodinium breve, devido à reprodução descontrolada, em geral, próximo ao litoral, produzem o fenômeno da “MarénVermelha” ou floração das águas, que compromete a atividade pesqueira e a saúde humana. Esse desequilíbrio populacional pode estar ligado à grande disponibilidade de nutrientes na água (eutrofização das águas) devido à poluição, como o despejo de material orgânico. Essas microalgas colorem a água de um tom vermelho-marrom semelhante ao fogo. Nessas circunstâncias, dinoflagelados concentram neurotoxinas no meio. Por meio da cadeia alimentar, a neurotoxina liberada concentra-se nos últimos níveis tróficos das cadeias alimentares, causando a morte dos peixes e, eventualmente, intoxicações no homem, principalmente devido ao consumo de moluscos e peixes.

Biologia

A reprodução é principalmente assexuada, por divisão celular, e cada célula formada fica com metade da carapaça. Pode ocorrer também um ciclo sexuado, com a formação de gametas.

Figura 04 - Reprodução assexuada das diatomáceas: separação das valvas da carapaça.

Crisófitas As crisófitas, crisofíceas ou algas douradas são unicelulares ou coloniais, abundantes em águandocene salgada. A cor dourada deve-se à grande quantidade de pigmento carotenoide - a fucoxantina, possuindo também clorofilasna e c. A parede celular, ausente em parte das espécies, é constituída de celulose, que pode ser impregnada por minerais e apresentar sílica. Esses representantes fazem reserva de óleo e polissacarídeon(crisolaminarina). A reprodução é, geralmente, assexuada com a formação de esporos do tipo zoósporos (esporos flagelados). Mas algumas espécies se reproduzem de forma sexuada e podem formar cistos de resistência.

Feófitas

Fonte: Wikimedia commons

Feofíceas ou algas pardas são multicelulares e a maioria dos representantes são marinhos, vivendo fixas a um substrato (fundo dos mares), em rochas ou livres. As formas livres representam vesículas cheias de ar que facilitam a flutuação. As algas pardas têm clorofilana e c, além do carotenoide fucoxantina, que são responsáveis pela cor marrom. A substância de reserva energética é um carboidrato laminarina, (polissacarídeo formado por unidades de glicose) e óleos. Já a parede celular apresenta celulose e algina. Das algas pardas são extraídos os alginatos, que são substâncias utilizadas como agentes geleificantes, emulsificantes e estabilizantes nas indústrias alimentícias (como fabricação de sorvetes). Portanto, são fontes de alimentação humana, como por exemplo, o gênero Laminaria (kombu).

A05  Grupos de algas

Figura 05 - Alga parda do gênero Laminaria.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Espécies do gênero Sargassum formam o mar de sargaços, que apresentam densas populações flutuantes em extensas regiões da superfície dos mares. As algas conhecidas por Kelps também formam extensas florestas aquáticas em regiões frias e temperadas. O gênero Macrocystis apresenta as espécies de maior tamanho, podendo formar lâminas com até 100 m de comprimento. Essas espécies abrigam diversas espécies de animais.

Rodófitas

farmacêuticas, de cosméticos e de tintas. Também são fontes de alimentação humana, como por exemplo, o gênero Porphyra (Nori), usada para preparar sushi.

Clorófitasn Também chamadas de clorofíceas ou algas verdes, as clorófitas compõem o grupo mais diversificado. Possuem representantes unicelulares e multicelulares, sendo o exemplo comum do litoral brasileiro, a alface-do-mar, do gênero Ulva.

Fonte: Ulva lactuca, Spiddal, Co. Galway

As rodófitas ou algas vermelhas habitam superfícies permanentemente úmidas. Além disso, são, particularmente, abundantes em águas tropicais e quentes, tanto em água doce como salgada. Em nível celular, as particularidades desse grupo são: ausência de centríolos e flagelos. A parede celular apresenta celulosene substâncias mucilaginosas (derivadas da galactose). Algumas espécies possuem carbonato de cálcio na parede celular (algas calcárias) e desempenham um papel muito importante nos recifes de corais, fornecendo resistência a esses recifes porque preenchem os espaços vazios. Os pigmentos fotossintéticos são clorofilasna e d e ficobilinasndo tiponficoeritrinanenficocianina, responsáveis pela cor vermelha da alga. A substância de reserva energética é o amido.

Figura 06 - Alga vermelha.

A partir das algas vermelhas são extraídos os ficocoloides, principalmente ágar e carragenina, que são utilizados em meios de culturas de bactérias e nas indústrias alimentícias,

Algumas espécies, além da celulose na parede celular, apresentam depósitos de carbonato de cálcio, dando origem às algas verdes calcárias, também comuns no litoral brasileiro. Possuem clorofilasna,nb e carotenoides. A substância de reserva energética é o amido. A ocorrência dessas mesmas características estruturais e bioquímicas nas plantas terrestres sustenta a hipótese de que esse grupo de algas constituíram o grupo ancestral das primeiras plantas terrestres, as briófitas. A maioria das algas verdes é aquática de água doce ou marinha, existindo espécies que vivem em barrancos e rochas úmidas e até mesmo na neve. Alguns representantes formam associações mutualísticas, como os fungos, constituindo os liquens e podem viver ainda no interior de células de cnidários de água doce (Hydra), sendo chamadas zooclorelas – um tipo de endossimbiose de benefício mútuo.

A05  Grupos de algas

Fonte: Wikimedia commons

Figura 08 - Alga verde, Ulva lactuca (alface-do-mar).

Figura 07 - Alga vermelha –Porphyra, utilizada na produção do sushi.

Biologia

Reproduçãondasnalgasnpluricelulares

(Haploide) Zoósporo

Assexuada Fixação e desenvolvimento do zoósporo

Formação dos zoósporos (mitose)

Ciclo assexuado de Ulothrix

Filamento adulto (Haploide)

As algas se reproduzem assexuadamente por bipartição, por fragmentação ou por esporulação. Observe a figura o lado com o ciclo assexuado de reprodução da Ulothrix, uma alga verde pluricelular: ocorre esporulação, que resulta em esporos flagelados- zoósporos. Sexuada

Filamento jovem (Haploide)

Figura 09 - Ciclo de vida assexuado da alga verde pluricelular, Ulothrix.

Geralmente, ocorre a formação de gametas e a sua união ou fecundação em um ciclo reprodutivo. Podem ocorrer também três tipos principais de fecundação: isogamia (fecundação entre gametas iguais), heterogamia (fecundação entre gametas parcialmente diferentes) e oogamia (fecundação entre gametas totalmente diferentes). As algas, em sua grande diversidade, podem apresentar os três tipos de ciclos reprodutivos, representados a seguir. Ciclonhaplonten

Nesse ciclo, também chamado de haplobionte, os organismos são haploides e a única célula diploide do ciclo é o zigoto, formado após a fecundação. A meiose ocorre com o zigoto e é denominada meiose zigótica ou inicial. A alga verde pluricelular, Ulothrix, pode realizar esse ciclo de vida haplonte.

Filamento adulto (talo haploide) Zoósporos (n) meió cos

4 Gametas (n)

Indivíduo Haploide (n)

Mitose Mitose n Esporos Meiose

Gametas n Zigoto 2n

3 Fecundação

Figura 10 - Representação esquemática de um ciclo haplobionte genérico.

Meiose

Zigoto (2n) Figura 11 - Ciclo de vida sexuado, haplobiôntico, da alga verde pluricelular, Ulothrix.

Ciclodiplontenoundiplobionte

A05  Grupos de algas

Os organismos são diploides e a meiose ocorre para a formação dos gametas. A meiose é denominada gamética ou final. O ciclo diplonte ou diplobionte, em geral, é o ciclo de vida dos animais. Ciclonhaplodiplontenounhaplodiplobionte Ocorre uma alternância de gerações entre indivíduos haploides (chamados de gametófitos), que se reproduzem de forma sexuada e indivíduos diploides (chamados de esporófitos), que se reproduzem de forma assexuada. A meiose é chamada de espórica ou intermediária. O ciclo haplodiplonte ou haplodiplobiôntico está presente na alga verde pluricelular, Ulva ou alface-do-mar e na maioria das algas vermelhas e pardas, assim como em todas as plantas. 12

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Indivíduo diploide (2n) Mitoses 2n

Esporos haploides Células onde (13 cromossomos) ocorreu meiose R!

Meiose

Zigoto Esporos

Detalhe do esporófito Detalhe do gametófito

Fecundação n

Gametas

Mitoses

Esporófito diploide (26 cromossomos)

Células formadoras de gametas Desenvolvimento do zigoto Gametas (13 cromossomos)

Mitoses Zigoto diploide (26 cromossomos)

Indivíduo Haploide (n) Figura 12 - Representação esquemática de um ciclo de vida haplodiplobionte genérico.

Gametófitos haploides (13 cromossomos)

Fecundação

Figura 13 - Ciclo de vida sexuado, haplodiplobiôntico, da alga verde pluricelular, Ulva lactuva (alface-do-mar).

Importânciandasnalgas n n n n n n n

Constituem a base das cadeias alimentares aquáticas, pelo processo de fotossíntese captam CO2 e promovem sua fixação em moléculas orgânicas, e por isso, são os principais produtores das cadeias alimentares aquáticas. Renovam o O2 atmosférico, funcionando como “pulmões do mundo”. Nesse sentido, devolvem mais O2 para o meio, pela atividade fotossintética, do que consomem pela respiração celular; Constituem fonte de alimentação humana; Fornecem matéria-prima para produção de ração animal, de fertilizante agrícola, de cosméticos e produtos farmacêuticos e matéria-prima para a construção civil; Projetam-se como substrato para produção de biodiesel; Produzem impacto ambiental quando reproduzem descontroladamente, promovendo a perda da qualidade da água para consumo humano (floração das águas); Associam-se por meio de simbiose a fungos, formando os liquens, e a protozoários e animais.

SAIBA MAIS

Figura 14 - Branqueamento dos corais: aquecimento global.

A05  Grupos de algas

O BRANQUEAMENTO DOS CORAIS Os corais são colônias de pólipos, que por sua vez, são animais sésseis do filo Cnidário. Eles formam grandes barreiras, cheias de reentrâncias que fornecem ambiente perfeito para inúmeras espécies de seres vivos aquáticos se reproduzirem. Além disso, eles têm cavidades em seu exoesqueleto de carbonato de cálcio (que é todo branco), mas apresentam cores exuberantes e vivas, do vermelho até o azul, passando por violetas, verdes, amarelos e tantas outras cores. Porém, as cores dos corais não são suas próprias cores. O que os tornam tão bonitos é a simbiose (mutualismo), com um tipo especial de alga do gênero Symbiodinium (zooxantelas). São as algas, portanto, que dão as cores vivas desses organismos e, ao se alojarem nas cavidades dos pólipos, conseguem captar a luz solar que penetra nas águas do mar com mais eficiência, otimizando o processo fotossintético. A energia excedente produzida através da fotossíntese dessas algas é transferida para o coral. Essas algas são, portanto, a principal fonte de alimento do coral. Nesse tipo de associação, ambos os participantes, algas e pólipos são beneficiados. O motivo para o branqueamento dos corais está diretamente ligado ao aumento da temperatura média da Terra, que leva, consequentemente, ao aquecimento das águas oceânicas. Em águas com temperaturas elevadas, essas algas começam a produzir substâncias químicas tóxicas ao coral. Para se defender, o cnidário tem a estratégia de expulsar as algas. O processo de expulsão é traumático e aquela energia excedente que as algas davam para o coral some de uma hora para outra. O coral, agora sem cor, perde sua principal fonte de nutrição, levando a uma redução da energia disponível nessa comunidade, comprometendo as interações alimentares das populações que ali se estabeleciam. Com o passar do tempo e o agravamento desse processo, o coral não consegue sobreviver.

Biologia

Exercícios de Fixação 01.n (UECE) Analise as afirmações abaixo. I. Algas são seres fotossintéticos, conhecidos como plantas do mar e por esse motivo pertencem ao Reino Plantae. II. As algas são responsáveis pela maior parte do gás oxigênio liberado diariamente na biosfera. III. Quando há um desequilíbrio dos fatores ambientais, as algas podem se multiplicar descontroladamente por meio de florações. Está correto o que se afirma em a) I e II apenas. b) II e III apenas. c) I e III apenas. d) I, II e III. 02.n (IFPE) “Anmaisnnovanformandensenhidratarn–nmastigarnpequenasn esferasndenágua”n A invenção de uma startup inglesa consiste em armazenar o líquido em bolhas transparentes, que explodem na boca. A “Ooho!” vem sendo desenvolvida há dois anos e se apresenta como uma alternativa mais sustentável às garrafinhas plásticas. Feita de um extrato natural de algas marinhas, as esferas cabem na palma da mão e são ecologicamente corretas. Caso não sejam consumidas, se degradam no ambiente em até no máximo seis semanas. Mais fácil do que mastigar água, diriam os mais antigos. ELER, G. “Que tal trocar garrafas plásticas por esta esfera de água comestível?”Revista Superinteressante. Disponível em: <http://super.abril.com.br/ciencia/que-tal-trocar-garrafas-plasticas-por-esta-esfera-de-agua-comestivel/>. Acesso: 09 de maio 2017.

Além dos benefícios citados pelo texto, as algas e seus produtos são muito utilizados na alimentação, indústria de cosméticos, como fertilizantes, entre outras aplicações. Com relação às algas, podemos afirmar que pertencem ao Reino a) Animalia. b) Monera. c) Plantae. d) Protoctista. e) Fungi.

A05  Grupos de algas

03.n (EnemnMEC) Estudos de fluxo de energia em ecossistemas demonstram que a alta produtividade nos manguezais está diretamente relacionada às taxas de produção primária líquida e à rápida reciclagem dos nutrientes. Como exemplo de seres vivos encontrados nesse ambiente, temos: aves, caranguejos, insetos, peixes e algas. Dos grupos de seres vivos citados, os que contribuem diretamente para a manutenção dessa produtividade no referido ecossistema são

a) aves. b) algas. c) peixes. d) insetos. e) caranguejos. 04.n (UerjnRJ) O aumento da poluição atmosférica, especialmente pelo acúmulo de gases do efeito estufa, como o CO2 tem acarretado a elevação da temperatura global. Alguns seres vivos, no entanto, apresentam um metabolismo capaz de fixar esse gás em matéria orgânica. Em condições ideais, o grupo de organismos com maior capacidade de fixar CO2 é a) levedo. b) bactéria. c) zooplâncton. d) fitoplâncton. 05.n (UdescnSC) A ficologia é o ramo da Biologia que estuda as algas. Analise as proposições abaixo, em relação às algas. I. No grupo das algas, estão as divisões: algas verdes – clorófitas; algas pardas – feófitas e algas vermelhas – rodófitas. II. As algas apresentam um talo por onde passam os vasos condutores de seiva. III. A reprodução assexuada das algas pode ocorrer por fragmentação, ou seja, um filamento da alga se desprende e origina outro filamento por mitose. IV. As algas rodófitas possuem o pigmento hemoglobina, que é o responsável por sua cor vermelha. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. b) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. c) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. d) Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras. e) Somente as afirmativas I e IV são verdadeiras. 06.n (Mackenzien SP) Planta encontrada no sapato de suspeito. Esse foi o título de uma reportagem publicada em um jornal. O texto dizia que o sapato foi levado a um especialista do Instituto de Botânica, que identificou a amostra como sendo uma alga clorofícea (verde). Atualmente as algas não são consideradas como plantas verdadeiras porque a) não possuem organelas membranosas em suas células. b) não possuem os mesmos pigmentos que as plantas. c) não apresentam tecidos especializados. d) não usam água como matéria-prima para a fotossíntese. e) não possuem flores.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Exercícios Complementares

02.n (FeparnPR)

Uma equipe da Universidade Estadual do Oregon desenvolveu uma variedade de alga rodófita cheia de proteína e nutrientes, com um diferencial delicioso: ela tem sabor de bacon. A nova cepa de Palmaria palmata é uma variação que cresce nas costas do Pacífico e do Atlântico e é vendida seca, como um suplemento nutricional. É um superalimento, com o dobro de valor nutricional da couve – muito rica em minerais (cálcio, ferro, potássio, iodo) e vitaminas (A, B, C e E), além de 16% de proteína em peso seco, segundo os pesquisadores. “Se fritar, fica com gosto de bacon, não de alga. E é um gosto bem forte.” A nova cepa, cuja aparência lembra folhas vermelhas de alface, já está sendo testada na forma de farinha para confecção de biscoitos, massas e salgadinhos. (Adaptado do disponível em: <http://oglobo.globo.com/sociedade/ciencia>. Acesso em: 20 jul. 2015)

Julgue as afirmativas que se seguem. V – V – V – F – F. ( ) Em certas espécies de algas rodófitas, a parede celular pode apresentar uma camada mais externa mucilaginosa, composta de polissacarídeos como o ágar e a carreginina.

( ) Uma dieta rica em Palmaria palmata poderia prevenir diversas doenças causadas por deficiência nutricional, como o hipotireoidismo, a anemia e o escorbuto. ( ) Observando os principais nutrientes presentes na composição de Palmaria palmata, pode-se concluir que, no citoplasma de suas células, deve ocorrer intensa atividade de tradução por parte dos ribossomos. ( ) Em presença de luz, as células de Palmaria palmata realizam, nos cloroplastos, a fotofosforilação do ATP e a fotólise da água, liberando CO2. ( ) Certas espécies de algas rodófitas são capazes de estabelecer relações de antibiose ou amensalismo com outras espécies de seres vivos, causando o fenômeno da “maré vermelha”. 03.n (UECE) Atente às seguintes afirmações sobre as algas: I. Diatomáceas, cianofíceas e clorofíceas são grupos representados por espécies de algas exclusivamente fitoplanctônicas. II. Não possuem tecidos e órgãos especializados: portanto, não desenvolvem raiz, caule, folha e nem flor, assim como nas pteridófitas. III. Podem ser encontradas diferentes espécies no solo, associadas a outras plantas, em água doce ou salgada. IV. Principalmente as unicelulares pertencentes ao fitoplâncton são responsáveis por mais da metade do gás oxigênio liberado diariamente na Terra. V. O glicogênio é o produto de reserva dentro do cloroplasto, em associação com os pirenoides. É correto o que se afirma somente em a) I, II, IV e V. c) I, II e IV. b) II, III e V. d) III e IV. 04.n (UEMn PR) Sobre o grupo de organismos conhecido como algas, é corretonafirmar que 01. as euglenoides fotossintetizantes apresentam uma estrutura pigmentada, o estigma, capaz de perceber a luz do ambiente e orientar os organismos para a luz. 02. as diatomáceas apresentam parede celular rígida, denominada frústula, que não contém celulose. 04. representantes das algas vermelhas (Rodophyta) são responsáveis pelo fenômeno conhecido como maré vermelha, causada pela multiplicação exagerada dessas algas. 08. duas substâncias economicamente importantes – o ágar e a carragenina – são extraídas das algas verdes. 16. as algas se caracterizam por apresentar reprodução sexuada com alternância de fases haploides e diploides.

A05  Grupos de algas

01.n (UECE) Analise as seguintes descrições dos organismos unicelulares pertencentes ao Reino Protista: I. algas cujos flagelos – um longo e outro curto – são localizados no polo anterior da célula, em uma depressão que recebe o nome de reservatório; II. microrganismos dotados de uma carapaça protetora formada de sílica, que geralmente se reproduzem por cissiparidade; III. seres dotados de dois flagelos, geralmente marinhos, com coloração esverdeada ou parda; em alguns casos, são capazes de realizar o fenômeno conhecido como bioluminescência. As descrições acima correspondem, respectivamente, às a) pirrófitas, euglenófitas e diatomáceas. b) euglenófitas, bacilariófitas e pirrófitas. c) euglenas, dinoflageladas e diatomáceas. d) clorófitas, pirrófitas e rodófitas.

05.n (EnemnMEC) Certas espécies de algas são capazes de absorver rapidamente compostos inorgânicos presentes na água,

Biologia Questãon07. a) Clorofíceas e Pirrofíceas. b) O pigmento é a clorofila, contida na organela denominada cloroplasto.

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).

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. 06.n (UEPB) O esquema abaixo é a representação da reprodução assexuada de determinado organismo. Analise as proposições que seguem.

A05  Grupos de algas

II.

O organismo pertence ao Reino Protista, filo Bacillariophyta, sendo conhecido genericamente como diatomáceas, algas comuns no plâncton marinho e ocorre também em água doce. As células das diatomáceas apresentam parede celular rígida, denominada frústula. A carapaça rígida interfere na reprodução assexuada desse organismo. Após a bipartição, cada célula-filha recebe uma das valvas da carapaça original e sintetiza uma nova;

c) A maré vermelha corresponde ao aumento populacional de algas microscópicas, como as pirrofíceas (ou dinoflagelados). Essas algas proliferam muito em coleções de águas enriquecidas com nutrientes inorgânicos (eutrofizadas) e liberam toxinas que podem causar a morte de peixes e outros animais.

isso leva a uma redução do tamanho dos indivíduos na população ao longo das gerações, desencadeando a reprodução sexuada. III. Graças à resistência da parede celular, esses organismos foram bem preservados no registro fóssil, sendo usados como indicadores de camadas de rochas sedimentares que podem conter petróleo ou gás natural. Assinale a alternativa que contém a(s) proposição(ões) correta(s): a) II e III, apenas. b) I e II, apenas. c) I e III, apenas. d) I, II e III. e) Apenas II, apenas.

07.n (UFJF-PISMn MG) Dentro do reino Protista, há um grupo formado por organismos fotossintetizantes, comumente denominados de ALGAS, que colonizam diversos habitats aquáticos, como mar, lagoas, rios e lagos. Esses organismos possuem grande importância ecológica, principalmente pela grande atuação no ciclo do carbono. a) Cite dois filos de algas que utilizem amido como polissacarídeo de reserva. b) Em um álbum de 1994, Jorge Benjor canta a música Spyrogyra Story, que contém os seguintes versos: “Espirogiro é Spirogyra, é Spirogyra É um bichinho bonito e verdinho que dá na água Que Plâncton é esse? É o Espirogiro é o Spirogyra” Spyrogyra é um gênero bem conhecido de alga verde filamentosa, não um “bichinho”, pois, dentre outros caracteres, possui o pigmento citado na música. Qual o nome do pigmento e em qual organela celular ele se encontra? c) O que é Maré Vermelha e o que ela acarreta ao meio ambiente? 08.n (UFPE) As microalgas têm sido apresentadas como as principais fontes de biodiesel no futuro, uma vez que boa parte de sua massa seca é óleo. Considerando a biologia desses organismos e o impacto dessa tecnologia para o meio ambiente, é correto afirmar ( ) microalgas são seres unicelulares com parede celular celulósica, que habitam os oceanos como parte do fitoplâncton marinho e constituem a base da cadeia alimentar desse ambiente. ( ) muitas microalgas como os dinoflagelados produzem toxinas, o que elimina a possibilidade de serem utilizadas como fonte de biodiesel. ( ) o depósito do CO2 liberado pelas indústrias em tanques de cultivo de microalgas, como reagente para fotossíntese, poderia diminuir os danos a camada de ozônio. ( ) a produção de biodiesel a partir de microalgas também é vantajosa frente ao de plantas oleaginosas, uma vez que as primeiras não necessitam de vastas áreas de cultivo. ( ) considerando o clima nordestino e as necessidades metabólicas das microalgas, a região do semiárido é uma potencial área de cultivo e produção de biodiesel. V – F – V – V – V.

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BIOLOGIA

MÓDULO A06

REINO FUNGI O que um bom vinho e um queijo saboroso têm em comum? De maneira simples, podemos dizer que todos eles possuem fungos. Os fungos quase nunca saem de nossa mesa. Inclusive alguns chefes de cozinha defendem que não é possível abrir mão dos fungos na criação de novos pratos e sabores. Esses organismos são essenciais, por exemplo, na fabricação do pão francês e de bolos. Nesse processo, os fungos são responsáveis pelo crescimento do pão ao produzir CO2. Quando uma pessoa diz que “vai colocar fermento biológico no bolo”, de fato ela vai acrescentar um tipo de fungo. As leveduras são fungos muito utilizadas na padaria, fabricação de vinhos e queijos. Para se ter um vinho na mesa e um bom queijo para acompanhar, só mesmo com muito fungo. Muitos queijos famosos e caros, como o camembert e roquefort, são fabricados utilizando-se fungos; e os vinhos, seja bom, médio, fraco, todos são produzidos pelo processo de fermentação, que gera o etanol (álcool etílico).

ASSUNTOS ABORDADOS nn ReinonFungi n Crescimento dos fungos n Morfologia dos fungos n Reprodução n Grupos de fungos n Importância dos fungos n Associações Mutualísticas

Todos os fungos têm nutrição heterotrófica, portanto, são consumidores e podem atuar como decompositores, parasitas, comensais ou predadores. A maioria das espécies é pluricelular. E, nesse caso, são constituídos por filamentos de células denominados hifas. As hifas têm, geralmente, parede celular de quitina. No caso dos fungos aquáticos, algumas espécies podem apresentar a parede celular de celulose. As hifas formam o micélio.nEste, porém, não é um tecido verdadeiro. A substância de reserva energética encontrada no interior das hifas é o glicogênio, característica utilizada como critério de proximidade entre os fungos e os animais.

Crescimentondosnfungos O crescimento dos fungos depende de alguns fatores do meio, que favorecem o seu metabolismo. São eles: n n n n n

Grande disponibilidade de matéria orgânica, que por absorção, chegam ao meio intracelular; Elevada umidade; Temperatura elevada; Luminosidade reduzida; Figura 01 - Da esquerda para direita, vemos queijo, pães e vinho. Na produção de todos eles, foram utilizados fungos. Ventilação reduzida.

Biologia

Morfologiandosnfungos Os fungos mais primitivos são formados por hifas cenocíticas, ou seja, uma única massa citoplasmática onde ocorrem vários núcleos. O “bolor negro de pão”, Rhizopus stolonifer, é um exemplo de fungo formado por hifas cenocíticas (grupo dos Zigomicetos).

Basidiocarpo

Micélio reprodu vo

Hifa cenocí ca

Figura 02 - Hifas cenocíticas.

Já os fungos mais derivados, como os cogumelos e o Penicillium, pertencentes aos grupos dos basidiomicetos e ascomicetos, respectivamente, são formados por hifas septadasne apresentam uma parede divisória entre as hifas do micélio. As hifas septadas podem ter apenas um núcleo ou dois núcleos (chamada hifandicariótica).

Hifas

Estruturas produtoras de esporos (Basídios)

Hifa septada com um núcleo por célula

Micélio vegeta vo Figura 04 - Regiões do cogumelo: micélio vegetativo e reprodutivo.

Hifa septada com dois núcleos por célula (dicarió ca) Figura 03 - Tipos de hifas septadas.

O micélio formado pode ser vegetativo ou reprodutivo. O micélio vegetativo é responsável pela nutrição do fungo e, na maioria das espécies, cresce sob um substrato para obter moléculas orgânicas para nutrição. Em fungos predadores e decompositores, primeiramente, ocorre digestãonextracorpórea, por meio da liberação de enzimas digestivas, seguida de absorção. O micélio reprodutivo, como o nome diz, se encarrega da reprodução desses organismos, produzindo hifas especiais que realizam meiose para produção de esporos.

Reprodução Os fungos apresentam reprodução de forma assexuada e também sexuada. Assexuada Brotamento Consiste na ocorrência de evaginações da membrana, denominadas brotos ou gêmulas, que se destacam e originam novos fungos. O brotamento corresponde, basicamente, ao processo de mitose e é comum nos fungos unicelulares como as leveduras.

Fonte: Wikimedia commons

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Figura 05 - Leveduras, fungos unicelulares, em processo de brotamento.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Esporulação Os fungos formam vários tipos de esporos. Os esporos são sempre haploides. Os fungos aquáticos geralmente formam esporos flagelados denominados zoósporos. Já os fungos terrestres formam esporos leves, que são disseminados pelo vento, e são chamados de conidiósporos ou aplanósporos. Os esporos citados são formados por mitose. Hifas do bolor em desenvolvimento Germinação dos esporos

Esporos liberados

Esporângio Figura 06 - Esporulação no fungo do grupo Zigomiceto- bolor negro de pão (Rhizopus stolonifer).

Sexuada A reprodução sexuada ocorre por meio de esporosnsexuados. Eles são produzidos por meiose, em hifas especiais diploides, formadas após a fusão de hifas haploides. Os principais esporos sexuados são os zigósporos, os ascóporos e osnbasidiósporos, que provêm de fungos dos grupos Zigomicetos, Ascomicetos e Basidiomicetos, respectivamente. O ciclo sexuado dos cogumelos tem início quando, no micélio reprodutivo, na região do basidiocarpo (1), as hifasndicarióticasn(2) especiais, realizam cariogamian(3), processo em que seus núcleos haploides são fundidos, formando uma hifa diploide (2n), com um núcleo apenas – basídion (4). Após a formação do basídio, ocorre meiosen (5), Basidiocarpo (micélio reprodu vo) 1 produzindo basidiósporosn (6), esporos com variabilidade genética. Esses esporos são dispersos no meio ambiente. Ao entrarem em Hifas dicarió cas 9 contado com o solo úmido e rico em matéria Hifas orgânica, os esporos germinam, dando oriPlasmogamia 8 gem às hifasnhaploidesn(7). No solo, as hifas dicarió cas 2 Micélio Vegeta vo (n) haploides fundem-se - fenômeno chamado 10 Basidiósporos (n) (n) de plasmogamian (8), formando hifas com 6 dois núcleos - dicarióticasn(9). Em seguida, as hifas se multiplicam e dão origem ao micélion Hifas haploides vegetativon(10). Deste, emerge outro micélio Cariogamia 7 3 (2n) com a mesma constituição de hifas, chamado de micélio reprodutivo. O ciclo reprodutivo é 5 MEIOSE finalizado quando, do micélio reprodutivo, novamente surgem hifas especiais diploides (basídios) que entrarão em meiose. AcompaBasídio nhe, pela imagem ao lado, o ciclo reproduti4 vo do cogumelo. Figura 07 - Ciclo de vida do cogumelo (Basidiomiceto). 19

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Ciclonsexuadondosncogumelos

Biologia

GruposndenFungos Os fungos verdadeiros (Eumycota), atualmente, são agrupados da seguinte forma: Grupo

CaracterísticasnPrincipais

Cythridiomycota

Fungos unicelulares ou filamentosos (hifas cenocíticas). Predominantemente aquáticos. Apresentam flagelos em algum estágio do ciclo de vida. Ex.: Phitophthora infestans, parasita causador de doença em batatas.

Zygomycota

Fungos portadores de hifas cenofíticas. Formam esporos sexuados chamados zigósporos. Grandes responsáveis pela atividade decompositora da matéria orgânica. Sem corpo de frutificação. Ex.: Rhizopus stolonifer ou bolor negro de pão.

Ascomycota

Fungos portadores de hifas septadas. Formam esporos sexuados, chamados ascósporos, em hifas especializadas, chamadas ascos. Algumas espécies formam corpo de frutificação (ascocarpo). Ex.: Trufas comestíveis, Penicillium e Saccharomyces cerevisae (fermento de padaria ou levedo de cerveja).

Basidiomycota

Fungos portadores de hifas septadas. Existem espécies importantes na decomposição de substratos vegetais. Formam esporos sexuados, chamados basidiósporos, em hifas especializadas, chamadas basídios. Algumas espécies formam corpo de frutificação (basidiocarpo). Ex.: Agaricus (Champignon) e orelha-de-pau.

Quitridiomicetos

Zigomicetos

Ascomicetos

ascósporos

zoósporos (esporos flagelados)

Basidiomicetos

basidiósporo

esporos sem flagelos

decomposição / absorção (nutrição) glicogênio (reserva) esporos (reprodução) qui na (parede celular) hifas (organização do corpo) Figura 08 - Grupos de Fungos.

SAIBA MAIS

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Fonte: Wikimedia commons

Em 1998, foi encontrado no leste do estado do Oregon, em uma reserva florestal, um cogumelo que ocupava 880 hectares. Essa área corresponde a 47 estádios do Maracanã. O mega fungo da espécie Armillaria ostoyae é típico de regiões temperadas da América do Norte e da Europa. A espécie é conhecida como “cogumelo mel” e cresceu a partir de um único esporo microscópico (basidiósporo). A sua idade é difícil de avaliar e, embora alguns estudiosos afirmem que esse organismo vivo pode ter 2 400 anos de idade, pesquisas recentes com base no genoma parecem indicar que pode ter 8 000 anos. Estima-se que este fungo possa ter uma massa total de 605 toneladas. Ele é considerado o maior organismo do mundo e se nutre de restos de vegeO maior ser vivo do Planeta: “cogumelo mel”. tais (árvores de pinheiros, abetos, entre outras espécies). Ao se alojar nas raízes e caules das plantas, o fungo secreta enzimas capazes de quebrar os componentes químicos das árvores, como celulose, amido e proteínas, transformando-os em moléculas menores - glicoses e aminoácidos (digestão extracelular) e, depois, absorve o que lhe interessa. Para descobrir que estavam lidando com um único ser, os técnicos mapearam toda a região na qual suspeitavam haver trechos do fungo e analisaram amostras de vários pontos. Pelos resultados, viram que os filamentos possuíam a mesma composição molecular (o DNA era idêntico) e só podiam ter a mesma origem.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Importânciandosnfungos A relevância dos fungos em nosso dia a dia é tamanha que podemos citar casos de participações de fungos relacionados a processos ecológicos, à saúde humana e saúde animal, na produção de alimentos e na biotecnologia. Ecológica Os fungos, além de atuarem como decompositores finais de matéria orgânica, promovendo a ciclagem da matéria na natureza, estabelecem relações mutualísticas com cianobactérias ou algas verdes, formando os liquens. Outro papel importante desses organismos está na associação mutualística com raízes de plantas, formando as micorrizas. Saúdenhumana Muitos fungos são parasitas do homem como, por exemplo, a Candida albicans, que produz candidíase vaginal (DST) e bucal (sapinho). Outros fungos podem produzir doenças respiratórias graves, como o ascomiceto - Aspergillus fumigans, ou micoses de pele, como frieira. Certos cogumelos (basidiomicetos) produzem substâncias alucinógenas como, por exemplo, Psiloccybe mexicana ou graves intoxicações hepáticas como o Amanita muscaria. Saúdenanimal Fungos como o Aspergillus flavus podem contaminar grãos estocados, por meio de toxinas (aflatoxina). Caso esses grãos sejam utilizados para produção de ração animal ou até mesmo para consumo humano, podem ocorrer lesões hepáticas e morte de animais. Alimentação O cogumelo Agaricus campestris, conhecido como champignon, além do Shimeji e o Shiitake, são muito consumidos na dieta humana.

Figura 09 - Claviceps purpurea (esporão do centeio), ascomiceto produtor de ergotamina.

Figura 10 - Shimeji: cogumelo comestível típico da culinária japonesa.

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Fonte: Wikimedia commons

Na culinária francesa, especialmente as “trufas”, que correspondem ao corpo de frutificação (micélio reprodutivo) de um ascomiceto do gênero Tuber, são frequentemente utilizadas. Cães e porcos farejadores são treinados para localizar aquelas que se desenvolvem a uma profundidade de 20 a 40 centímetros abaixo da terra e estabelecem micorrizas com as raízes de árvores, como o carvalho e a castanheira.

Figura 11 - Trufas negras, ascomiceto típico da culinária francesa.

Biologia

Biotecnologia As leveduras, ascomicetos unicelulares, têm sido empregadas pela humanidade há milênios para produção de vinho e pães. Esses fungos são fermentadores e, em contato com um subtrato adequado (uva, por exemplo, na fabricação dos vinhos), produzem álcool e CO2 (fermentação alcoólica). A indústria de cerveja também se beneficia desse processo biológico e cultiva leveduras selecionadas que contribuem com a qualidade da bebida.

AssociaçõesnMutualísticas Liquens O líquen é uma associação entre um fungo ascomiceto e algas verdes ou cianobactérias do gênero Nostoc. As algas presentes na associação mutualística, por meio da fotossíntese, produzem e fornecem matéria orgânica para os fungos. Estes, por sua vez, fornecem proteção, água e sais para as algas. A reprodução do líquen é assexuada, por sorédios, que contêm algumas células de algas envoltas por hifas. Essas estruturas são facilmente transportadas pelo vento. Além dos sorédios, algas e fungos podem se reproduzir separadamente.

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Figura 12 - Liquens.

Hifas do fungo

10 µm Figura 13 - Sorédio: estrutura reprodutora dos liquens.

Os liquens conseguem sobreviver em ambientes inóspitos, pouco convidativos e até mesmo estéreis, tais como: rochas nuas, troncos de árvores, telhados antigos etc. Ao se desenvolverem nesses ambientes, eles promovem mudanças que alteram suas características microclimáticas, principalmente, permitindo a sobrevivência de espécies mais exigentes, iniciando-se uma sucessãonecológica. Os liquens são, portanto, comunidadesnpioneiras, durante um processo de sucessão, em ecossistema terrestre. Alguns liquens são indicadores da qualidade do ar (indicadoresn ecológicos), porque crescem em meio onde não existem poluentes, como por exemplo, o dióxido de enxofre (SO2). Nota-se, nas grandes cidades industrializadas, a ausência de liquens nos ambientes mais poluídos, constituindo um alerta indicativo de que a poluição está em excesso.

Fonte: Wikimedia commons

A indústria farmacêutica investe no cultivo de Penicillium, ascomiceto produtor do antibiótico penicilina. O LSD (dietilamida do ácido lisérgico) é obtido a partir de uma substância produzida pelo fungo Claviceps purpurea, conhecido como esporão do centeio (ascomiceto) e é utilizado como vaso constritor.

Alga unicelular

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Micorrizas O termo micorrizas tem origem no grego - (myketos – fungo e nhiza – raiz). Elas são associações mutualistas entre diversas espécies de fungos com raízes de plantas. São muito comuns em solos pobres, como no Cerrado e na Amazônia. Nessa associação, as plantas se beneficiam por absorverem, por meio das hifas que envolvem as raízes, maior quantidade de sais minerais e água; enquanto o fungo obtém das plantas açúcares, aminoácidos e outras substâncias orgânicas indispensáveis à sua sobrevivência.

Figura 14 - Micorrizas

Exercícios de Fixação

02.n (Famerpn SP) A histoplasmose é uma doença respiratória que pode ter uma regressão espontânea ou evoluir para um quadro mais grave. A infecção pulmonar é benigna em pessoas saudáveis, mas, em pessoas imunocomprometidas, pode desencadear um quadro crônico e rapidamente progressivo. O agente causador é um ser vivo eucarionte, heterótrofo e com micélios haploides. Ele produz esporos que podem ser inalados e depositados nos alvéolos pulmonares. Cedric A. Mims et al. Microbiologia médica, 1995. Adaptado.

Para o tratamento da doença descrita no texto, um médico deverá indicar um a) fungicida. c) anti-helmíntico. e) antiviral. b) bactericida. d) acaricida. 03.n (PUCnRS) Os fungos são organismos que possuem características que tornam este grupo de seres vivos bastante peculiar, pois evoluíram de maneira tal que, atualmente, apresentam uma grande diversidade de formas corporais, de

ciclos de vida e de estruturas reprodutivas, o que favorece a sua adaptação a variadas condições ambientais. Sobre os fungos, é correto afirmar que a) cada um de seus filamentos é denominado de micélio. b) o cogumelo corresponde ao corpo de frutificação nos Basidiomicetos. c) são seres procariotos e fermentadores que decompõem a matéria orgânica. d) seus esporângios produzem esporos – células diploides (2n) envolvidas no processo de reprodução sexuada. e) a fusão de hifas, também conhecida como plasmogamia, corresponde à parte assexuada do seu ciclo reprodutivo. 04.n (UEPGnPR) O ramo da biologia que estuda os fungos é a micologia. Seus principais representantes são os bolores, os cogumelos, as orelhas-de-pau e as leveduras. Com relação às características gerais deste grupo, assinale o que for correto. 01. Os fungos são eucariontes e, embora existam formas unicelulares, como o levedo, a maioria é formada por um emaranhado de filamentos, as hifas, cujo conjunto se chama micélio. 02. Uma hifa é um tubo microscópico que contém o material celular do fungo. As hifas podem ser de dois tipos: cenocíticas e septadas. 04. Os fungos são autotróficos e, além da clorofila a, algumas espécies possuem ficocianina (pigmento azul) ou ficoeritrina (pigmento vermelho). 08. Durante os processos de reprodução sexuada de muitas espécies de fungo, formam-se hifas especiais que crescem em agrupamentos compactos, constituindo os corpos de frutificação, dos quais cogumelos e orelhas-de-pau são os exemplos mais conhecidos. 16. A parede celular dos fungos é formada por peptidoglicano e ao redor da parede existe uma cápsula, de consistência viscosa e formada por proteínas e polissacarídeos.

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01.n (FatecnSP) Uma estante de um escritório ficou fechada durante meio ano. Quando foi reaberta, sentiu-se um odor desagradável dos livros, que tinham as capas com manchas escuras e aveludadas. Para evitar que outros livros apresentem o mesmo problema, recomenda-se que as demais estantes do escritório sejam a) umedecidas, dado que os germes que crescem em livros são típicos de ambientes secos. b) expostas a maior concentração de gás carbônico, já que musgos de livros são autótrofos. c) expostas a maior concentração de gás oxigênio, já que mofos de livros são autótrofos. d) arejadas, combatendo os ácaros que depositam ovos escuros nas capas dos livros. e) arejadas, dificultando a deposição e a germinação de esporos de fungos nas capas dos livros.

Biologia

chamos s intica. re as

Exercícios Complementares 01.n (UnespnSP) Em uma aula de campo, os alunos encontraram, crescendo sobre um tronco caído na mata, organismos conhecidos como orelhas-de-pau. O fato que chamou a atenção dos alunos foi que alguns desses organismos eram de cor verde, como mostra a figura.

a de rtensão ação xclupos-

Leia as seguintes afirmativas. Elas estão relacionadas às respectivas figuras. I. Fungos juntamente com as bactérias saprófagas compõem o grupo dos organismos decompositores, de grande importância ecológica para a reciclagem de nutrientes. II.

III.

Os cogumelos brancos do tipo Champignon, quando ingeridos, produzem efeitos alucinógenos, causando sérios danos ao sistema nervoso periférico. Os quitridiomicetos, representados pelo gênero Amanita, possuem esporos imóveis e transportados pelo vento, o que propicia a dispersão da espécie em ambiente aquático.

IV. V.

Paula afirmou que o organismo observado era um fungo fotossintetizante e, portanto autótrofo. Gilberto concordou que seria um fungo fotossintetizante, mas, por estar crescendo em um tronco em decomposição, seria heterótrofo necessariamente. Ricardo sugeriu que o organismo observado, na verdade, eram dois organismos, um autótrofo e outro heterótrofo. Tiago complementou a ideia de Ricardo, afirmando tratar-se de um musgo, que é uma associação entre um fungo e uma alga. Fernanda discordou de Tiago, afirmando tratar-se de um líquen, no qual o fungo fornece os carboidratos necessários para o crescimento da alga. A explicação correta para o fato foi dada por a) Fernanda. b) Gilberto. c) Ricardo. d) Paula. e) Tiago.

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No entanto, na ausência de gás carbônico, alguns fazem fermentação, sendo anaeróbios facultativos,

VI.

como o fungo Candida albicans, que é utilizado na produção de bebidas alcoólicas, como o vinho. Nos seres humanos, os fungos causam micoses, lesões que podem ocorrer na pele, e anexos, a exemplo do couro cabeludo, barba e unhas bem como pé de atleta e rachaduras entre os dedos.

Assinale a alternativa cujas correspondências entre imagem e texto estejam CORRETAS. a) I, II, IV e V. b) I, IV e VI. c) II, III, V e VI. d) III, V e VI. e) IV, V e VI. 03.n (PucnCampinasnSP) Os fungos já foram considerados vegetais e, de fato, ambos apresentam algumas características em comum. No entanto, apenas fungos apresentam a) células com complexo golgiense. b) formação de ATP na cadeia respiratória. c) membrana celular lipoproteica. d) via glicolítica no citoplasma celular. e) glicogênio como reserva energética.

02.n (UPEnPE) Observe as imagens a seguir:

Alguns fungos são utilizados na indústria de laticínios e empregados na fabricação de queijos. Muitos fungos são aeróbios e realizam a respiração.

III

04.n (UFRS) Sobre os fungos utilizados pela espécie humana, é correto afirmar que a) a maioria apresenta flagelos em algum estágio do ciclo de vida. b) o lê vedo de cerveja e o fermento de padaria formam esporos sexuais.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

c) o fermento de padaria é multicelular e apresenta hifas cenocíticas. d) os cogumelos e os parasitas de mucosas, como, por exem-

terial celular do fungo. O conjunto de micélios forma a hifa, que constitui o corpo do fungo. ( ) São organismos fundamentais no processo de ciclagem de matéria na natureza, pois as espécies sapróbias, juntamente com certas bactérias, desempenham o papel

plo, a Candida albicans, são da mesma classe. e) a penicilina é obtida de um fungo que não apresenta corpo

de decompositores.

de frutificação. 05.n (UEPB) Analise o cladograma abaixo, representativo de uma das propostas de relações filogenéticas entre os grupos de de-

( ) São organismos eucarióticos, autotróficos, uni ou multicelulares, que se nutrem por absorção e tem o glicogênio

terminado reino e assinale a alternativa que completa correta-

como substância de reserva. A alternativa que apresenta a sequência correta é

mente esse cladograma.

a) F – V – V – F – V. b) V – F – F – V – F. c) V – V – F – V – F. d) F – F – V – F – V. e) V – F – V – F – V. 4

Zoósporos

07.n (UespinPI) Sobre as características do eumiceto mostrado abaixo, analise as afirmativas que se seguem.

3 1

Reprodução por esporos Hifas Absorção de nutrientes do meio Parede celular com qui na A

a) 1- Perda do flagelo, 2- Zigósporo, 3- Corpo de frutificação, 4- Basidiósporo e basidiocarpo, 5- Ascósporo e ascocarpo. b) 1- Zigósporo, 2- Perda do flagelo, 3- Corpo de frutificação, 4- Basidiósporo e basidiocarpo, 5- Ascósporo e ascocarpo. c) 1- Perda do flagelo, 2- Corpo de frutificação, 3- Zigósporo, 4- Ascósporo e ascocarpo, 5- Basidiósporo e basidiocarpo. d) 1- Perda do flagelo, 2- Zigósporo, 3- Corpo de frutificação, 4- Ascósporo e ascocarpo, 5- Basidiósporo e basidiocarpo. e) 1- Corpo de frutificação, 2- Perda do flagelo, 3- Zigósporo,

06.n (UEPB) Analise as proposições apresentadas sobre os Fungos e, em seguida, classifique-as em (V), para as Verdadeiras ou (F), para as Falsas. ( ) Os fungos podem se reproduzir de modo sexuado onde teremos, de forma geral, a plasmogamia seguida pela cariogamia ou assexuada, podendo ocorrer por fragmentação do micélio, por brotamento ou por esporulação. ( ) Os cogumelos e as orelhas-de-pau são exemplos de corpos de frutificação de algumas espécies de fungos, sendo formados por agrupamentos compactos de hifas especiais, relacionadas aos processos de reprodução sexuada destes organismos.

1. Com a confecção de lâminas a partir das estruturas acima, seria possível visualizar hifas e micélios, estruturas filamentosas multicelulares. 2. O corpo de frutificação acima, típico de fungos do filo dos zigomicetos, não é formado por tecidos verdadeiros e representa uma fase do ciclo sexual. 3. Nas lamelas (A) do chapéu do cogumelo ocorrem estruturas chamadas basídios, produtoras de esporos sexuais haploides. Está(ão) correta(s) apenas: a) 1 e 3 b) 2 e 3 c) 1 e 2

( ) Os fungos multicelulares são constituídos por filamentos

d) 1

ramificados denominados micélios, os quais contêm o ma-

e) 3

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4- Basidiósporo e basidiocarpo, 5- Ascósporo e ascocarpo.

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO A07

ASSUNTOS ABORDADOS nn Critériosnparanestudosndosnanimais n Classificação baseada em princípios evolutivos n Parazoa x Eumetazoa n Plano de simetria n Número de folhetos embrionários n Tipos de sistema digestório n Destino do blastóporo n Cavidade celomática n Origem do celoma verdadeiro n Segmentação

CRITÉRIOS PARA ESTUDOS DOS ANIMAIS É bem provável que você já tenha ouvido falar que todos os organismos vivos e fósseis descendem de um único ancestral comum. Todos evoluíram por meio de um processo de descendência com modificação, dando origem às milhares de formas existentes na atualidade. E não é de hoje que os cientistas tentam organizar e classificar essa incrível diversidade de seres vivos: plantas, fungos, micro-organismos e animais. Os animais são eucariontes, pluricelulares e heterotróficos. Os primeiros devem ter surgido há aproximadamente 700 milhões de anos, na era Pré-Cambriana e, provavelmente, tenham se formado a partir de um grupo de protoctistas heterótrofos, chamados coanoflagelados. Os animais constituem um grupo monofilético, ou seja, descendem de um único ancestral e todos compartilham a característica embrionária de formar blástula após a fase de zigoto. A blástula é constituída por uma cavidade revestida por células tronco. Nas esponjas, o embrião chega até essa fase, porém, a fase seguinte – gastrulação – é totalmente atípica em relação ao restante do reino, não ocorrendo diferenciação dos folhetosnembrionários. Nos demais animais, a blástula, após evoluir para gástrula, diferencia os folhetos embrionários responsáveis pela formação de tecidos verdadeiros e especializados.

Figura 01 - Na imagem, vemos o desenvolvimento de um embrião humano. Observe a presença de célulastronco no interior da blástula.

Classificaçãonbaseadanemnprincípiosnevolutivos Há duas escolas principais que se pautam no princípio evolutivo central de descendência com modificação: a evolutiva e a filogenética ou cladística. Ambas partem de um aspecto simples, porém fundamental: organismos com relação de parentesco próxima são mais semelhantes que organismos com relação de parentesco relativamente mais distante. Isso porque parentes próximos tendem a herdar características que estavam presentes em um ancestral em comum. É fácil notar, por exemplo, como irmãos parecem mais entre si do que quando comparados com outros parentes mais distantes ou outras pessoas. 26

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Essas escolas divergem, no entanto, no modo como interpretam as relações de parentesco. A escola evolutiva busca agrupar organismos semelhantes que reflitam o maior ou menor grau de parentesco. Para tal, os pesquisadores procuraram observar caracteres que pudessem, de alguma forma, auxiliar na identificação dos seres mais aparentados, observando peculiaridades ou traços discretos nos organismos como, por exemplo, estruturas, morfologia, citologia, embriologia etc. Nas décadas de 1950 e 1960, o entomólogo alemão Willi Hennig propôs uma teoria capaz de lidar com todos os caracteres gerados pelos morfologistas de uma vez só, e ainda determinar através de um meio analítico quais seriam homólogos. Sua abordagem, hoje conhecida como cladística ou sistemática filogenética, revolucionou o campo da sistemática. Na sistemática filogenética, entende-se que um caráter, eventualmente, poderá ser modificado na descendência, passando a se apresentar com variações que serão, subsequentemente, herdadas nas próximas gerações. Dessa maneira, o caráter está presente no ancestral exclusivo de todos os herdeiros e também em todos os herdeiros. Mas, nestes, com uma modificação ou variação. Essa nova variação ou novo estado do caráter é considerado uma condição derivada, ou seja, surgiu a partir da modificação no estado do caráter previamente presente na linhagem ancestral. Observe, no cladograma a seguir, os nove filos atuais − Porífera, Cnidária, Platelminto, Nematelminto, Molusca, Anelídea, Artrópoda, Equinoderma e Cordata, que compõem o Reino Animália. Água-viva Esponja Porífera

Vermes cilíndricos

Vermes achatados Platelminto Cnidária

Minhocas

Caramujos Molusca

Estrela-do-mar Caranguejo

Artrópode Equinoderma Anelídea

Cobra Cordata

Nematelminto

Protoc sta heterotrófico Figura 02 - Proposta de origem evolutiva dos filos atuais do reino Animália. A07  Critérios para estudos dos animais

Os animais podem ser estudados considerando alguns caracteres típicos desses organismos. A seguir discutiremos esses critérios.

ParazoanxnEumetazoa As esponjas (filo Porífera) não formam tecidos verdadeiros. Essa condição coloca esse grupo de organismos em um elevado grau de primitividade. Animais que não formam tecidos verdadeiros são classificados como parazoários. Porém a ocorrência de tecidos e órgãos verdadeiros é a condição de todos os outros filos animais, portanto do filo da água viva (filo Cnidária) até o filo do homem (filo Cordata), são classificados como animais eumetazoários. 27

Biologia

Planondensimetria

Númerondenfolhetosnembrionários

Assimétricos São animais que não apresentam nenhuma possibilidade de cortes que gerem partes simétricas. Essa situação é comum em algumas esponjas (filo Porífera). Radial Animais com simetria radial são aqueles cujo corpo pode ser dividido em raios que partem de um eixo mediano que passa pela boca, partindo do centro e chegando às bordas, como as fatias de uma pizza. Frequentemente, os animais dotados de simetria radial são sésseis,nou seja, crescem presos ao substrato ou se deslocam de forma lenta e conflituosa. Essa situação é comum aos pólipos e medusas do filo Cnidária e em Equinodermos (estrela-do-mar, ouriço-do-mar etc.), que na fase adulta apresentam simetriansecundárianradial.

Os folhetos embrionários ou germinativos são camadas definidas de células que se organizam durante a fase de gástrula, exceto nas esponjas. Cada folheto diferencia-se em tecidos específicos no animal adulto. A classificação desses animais quanto ao número de folhetos embrionários pode ser feita em duas categorias: diblásticos e triblásticos. Diblásticos São os animais que formam apenas os dois folhetos embrionários – a ectoderme e a endoderme. A ectoderme distingue-se sempre em epiderme e tecido nervoso. Já a endoderme diferencia-se em tecido de revestimento do tubo digestivo e nas respectivas glândulas anexas do sistema digestório. Como exemplo de animais diblásticos, têm-se os Cnidários. Arquêntero ou cavidade diges va

Ectoderme

Bilateraln O corpo do animal pode ser dividido por um plano longitudinal vertical (sagital) que divide-o em metades iguais e opostas. Assim, obtêm-se lado direito e esquerdo e, também, região dorsal e ventral. Nesses animais, a parte que se move para frente, próximo à boca, é chamada de anterior e a extremidade oposta é a posterior. Os animais com simetria bilateral possuem um centro de comando nervoso na região anterior do corpo, indicando uma tendência evolutiva à cefalização. Geralmente, possuem agilidade no deslocamento e seus movimentos são bem definidos. É o tipo de simetria mais comum entre os animais e ocorre nos filos Platelmintos, Nematelmintos, Molusca, Anelídea, Artrópode e Cordata. Na fase larvária dos Equinodermos, a simetria também é bilateral (chamada de simetrianprimárianbilateral).

Endoderme

Figura 04 - Corte transversal de gástrula de animal diblástico.

Triblásticos São animais que formam os três folhetos embrionárioso ectoderma, o endoderma e o mesoderma. A mesoderme diferencia-se em tecido conjuntivo e tecido muscular. São exemplos de animais triblásticos: Platelmintos, Nematelmintos, Anelídeos, Moluscos, Artrópodes, Equinodermos e Cordados.

A07  Critérios para estudos dos animais

Ectoderma Mesoderma Endoderma

Radial: Anêmona do mar filo Cnidária

Figura 03 - Tipos de simetria.

Bilateral: caranguejo filo Artrópode

Figura 05 - Corte transversal de gástrula de animal triblástico.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Tiposndensistemandigestório Incompleto O tubo digestório possui somente uma abertura − a boca. Assim, a ingestão dos alimentos e a eliminação dos resíduos do processo digestivo é função da boca. Os animais dos filos Cnidária e Platelminto essaINCOMPLETO condição anatômica. TUBOpossuem DIGESTÓRIO Hidra Boca Boca

Cavidade gastrovascular

Planária

TUBO DIGESTÓRIO INCOMPLETO

Faringe

Cavidade gastrovascular

Hidra

Boca Células secretoras Cavidade de enzimas gastrovascular

Boca

Planária Faringe

Figura 06 - Tubo digestório incompleto.

TUBO DIGESTÓRIO COMPLETO Cavidade gastrovascular

Completo

Minhoca Papo Moela Células O tubo digestório possui duas aberturas – boca e ânus. A boca exerce a função exsecretoras clusiva de ingestão dos alimentos e o ânus é responsável pela eliminação das fezes. Os de enzimas Esôfago

animais dos filos Nematelmintos, Molusca, Anelídea, Artrópode, Equinoderma e CordaÂnus ta possuem essaFaringe condição anatômica. Boca

Minhoca

TUBO DIGESTÓRIO COMPLETO Intes no Papo Moela

Esôfago Ânus

Faringe Boca Intes no

A07  Critérios para estudos dos animais

Figura 07 - Tubo digestório completo.

Destinondonblastóporo O blastóporo é uma abertura do sistema digestório (arquêntero) que se forma no embrião, na fase de gástrula. Ele pode se diferenciar em boca ou ânus, dependendo do grupo animal. Assim, teremos a seguinte classificação: protostômio e deuterostômio. Protostômio Quando dá origem apenas à boca ou tanto à boca quanto ao ânus, os animais são chamados de protostômios. Os filos Cnidário, Platelminto, Nematelminto, Molusca, Anelídea e Artrópoda possuem essa condição embrionária. 29

Biologia

Deuterostômion Arquêntero

Ânus

Deuterostômio Girino (vertebrado)

Boca

Quando o blastóporo dá origem ao ânus. Os filos Equinoderma e Cordata possuem tal condição embrionária.

Cavidadencelomática

Blastóporo

A cavidade celomática (celoma) é um espaço para acomodação dos órgãos internos que só ocorre em animais triblásticos. O celoma localiza-se ao redor do tubo digestório e, além de garantir espaço para o crescimento dos órgãos internos, eviProtostômio tando a compactação deles, permite a circulação de fluidos orHidra (cnidário) gânicos. Além disso, funciona como um hidro esqueleto, pois é Figura 08 - Representação esquemática dos diferentes processos que levam à preenchido por líquido celomático, dando forma cilíndrica aos formação da boca ou ânus pela diferenciação do blastóporo. animais. Não são todos os animais que apresentam celoma e, portanto, temos a seguinte classificação: acelomados, pseudocelomados e eucelomados. Gástrula em corte

Alongamento

Acelomados São os animais que apresentam uma configuração achatada em consequência da ausência do celoma. Os vermes achatados (filo Platelminto) são acelomados. Pseudocelomados Animais que apresentam uma configuração cilíndrica em consequência da presença de uma cavidade ao redor do tubo digestório. Essa cavidade é revestida, no embrião, por diferentes folhetos embrionários – mesoderme, mais externamente e endoderme mais internamente. Esses animais são chamados de pseudocelomados, pois o celoma só é verdadeiro quando é completamente revestido pelo mesoderma. O filo Nematelminto é pseudocelomado. Eucelomadosn(celomanverdadeiro) Consistem nos animais que apresentam, durante a fase embrionária, a cavidade celomática totalmente revestida pela mesoderme. Os filos Molusca, Anelídea, Artrópode, Equinoderma e Cordata são celomados. GÁSTRULAS DE EMBRIÕES TRIBLÁSTICOS Tubo digestório

Acelomado

A07  Critérios para estudos dos animais

Ectoderme Mesoderme Endoderme

Pseudoceloma Pseudocelomado

Celomado (eucelomado)

CELOMA VERDADEIRO

Celoma verdadeiro

ENDODERMA

Cavidade diges va ou arquêntero

ECTODERMA

MESODERMA Blastóporo

Figura 09 - Cortes transversais de embriões triblásticos. Em destaque, embrião de animal celomado.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Origemndoncelomanverdadeiro A origem do celoma, durante o desenvolvimento embrionário, está relacionada ao tipondenclivagem que o zigoto sofre após a fecundação. As mitoses (clivagens) podem ter um padrãonradialnou umnpadrãonespiral, dependendo do ângulo de divisão estabelecido em relação ao eixo polar da célula ovo. Esquizocelomia O celoma surge como uma fenda no meio da mesoderme. A esquizocelomia relaciona-se aos embriões com padrão de clivagem espiral. Ocorre essa formação celomática na gástrula dos animais dos filos Molusca, Anelídea e Artrópode. Enterocelomia Nesse caso, o celoma surge por evaginação a partir da endoderme da parede do arquêntero, formando alças laterais ao tubo digestório que depois se fundem. A enterocelomia relaciona-se aos embriões com padrão de clivagem radial. Ocorre essa formação celomática na gástrula dos animais dos filos Equinoderma e Cordata. Ectoderme

Ectoderme Mesoderme

Celoma

Celoma Arquêntero

Arquêntero

Mesoderme Endoderme ENTEROCELOMA

ESQUIZOCELOMA

Figura 10 - Cortes transversais de embriões celomados dos tipos Enterocelomados e Esquizocelomados.

Segmentação

Os filos Artrópode e Cordata também são segmentados. Entretanto, os metâmeros são diferentes e fundem-se, originando as diversas partes do corpo dos animais.

Cabeça

Metâmeros iguais Tórax

Abdome

Figura 11 - Metamerização na minhoca (filo Anelídea).

Figura 12 - Metamerização no homem (filo Cordata) e no inseto (filo Artrópode).

A07  Critérios para estudos dos animais

Alguns animais possuem uma repetição linear das partes do corpo, conhecida como segmentação ou metameria. Cada unidade repetida é um metâmero. A segmentação apareceu no filo Anelídea e, nesses animais, os metâmeros são iguais, com exceção para os dois extremos (primeiro e último).

Biologia

Exercícios de Fixação 01.n (UnicampnSP) O estudo do desenvolvimento embrionário é importante para se entender a evolução dos animais. Observe as imagens abaixo.

Assinale a alternativa correta. a) O animal A apresenta simetria bilateral e é celomado. b) O animal B apresenta simetria radial e é celomado. c) O animal A apresenta simetria radial e é acelomado. d) O animal B apresenta simetria bilateral e é celomado.

A07  Critérios para estudos dos animais

02.n (UEMnPR) Durante o processo evolutivo dos animais, algumas estratégias de sobrevivência podem ser destacadas, tais como: a multicelularidade, a formação de tecidos corporais especializados, o desenvolvimento da simetria corporal, a cefalização, o desenvolvimento da cavidade e da segmentação corporal e o desenvolvimento de sistemas esqueléticos. Com relação a estas características e aos conhecimentos de Zoologia, assinale o que for correto. 01. Todos os animais com metameria apresentam cavidade corporal e simetria bilateral. 02. Todos os animais com simetria bilateral apresentam metameria e três folhetos germinativos. 04. Todos os animais com cavidade corporal apresentam três folhetos germinativos e metameria. 08. Todos os animais com sistema digestório completo apresentam simetria bilateral e metameria. 16. Todos os animais com três folhetos germinativos apresentam sistema digestório completo e cavidade corporal. 03.n (UnioestenPR) O filo Mollusca é constituído por um grande número de espécies. Dentre seus representantes, podemos citar caracóis, ostras, mariscos, polvos e lulas. Embora possuam ampla diversidade morfológica, compartilham as seguintes características: a) simetria radial, protostômios, acelomados, diblásticos e sistema circulatório fechado. b) simetria bilateral, protostômios, celomados, triblásticos e excreção por metanefrídeos.

c) simetria bilateral, deuterostômios, celomados e triblásticos e sistema nervoso ganglionar. d) simetria radial, deuterostômios, celomados, triblásticos e hermafroditas. e) simetria radial, protostômios, pseudocelomados, diblásticos e respiração pulmonar. 04.n (UPFnRS) Um grupo de estudantes de ensino médio, ao realizar uma aula de campo, coletou os seguintes animais: uma rã, um besouro, um caracol, uma lagartixa, um escorpião e uma minhoca. Os animais coletados pertencem, respectivamente, aos filos dos a) cordados, artrópodes, moluscos, cordados, artrópodes, anelídeos. b) répteis, insetos, moluscos, anfíbios, aracnídeos, anelídeos. c) peixes, artrópodes, vermes, répteis, escorpionídeos, helmintos. d) anfíbios, artrópodes, moluscos, répteis, aracnídeos, vermes. e) répteis, insetos, anfíbios, répteis, artrópodes, vermes. 05.n (UEPB) O Reino Animal é formado por cerca de 35 filos, variando de acordo com a hipótese filogenética adotada. Observe abaixo o cladograma simplificado para nove desses filos e assinale a alternativa cuja sequência completa de forma correta o cladograma. 1

Corpo com sistema aquífero, sem tecido verdadeiro

Simetria secundária pentarradial Exoesqueleto qui noso Pseudocelomados Metameria Acelomados Esquizocelomados Cavidades Diblás cos no corpo Enterocelomados

Notocorda Metameria

Deuterostômios Triblás cos e simetria primária bilateral (Bilateria) Gastrulação e tecidos verdadeiros (Eumetazoa) Desenvolvimento embrionário: mórula e blástula Mul celularidade Pro sta ancestral flagelado Cladograma simplificado mostrando uma das hipóteses filogené cas de nove dos cerca de 35 filos do Reino Animal

a) Porifera, Cnidaria, Nematoda, Platyhelminthes, Mollusca, Annelida, Arthropoda, Echinodermata, Chordata. b) Cnidaria, Porifera, Platyhelminthes, Nematoda, Mollusca, Annelida, Echinodermata, Arthropoda, Chordata. c) Porifera, Cnidaria, Nematoda, Platyhelminthes, Annelida, Mollusca, Arthropoda, Echinodermata, Chordata. d) Cnidaria, Porifera, Nematoda, Platyhelminthes, Mollusca, Arthropoda, Annelida, Echinodermata, Chordata. e) Porifera, Cnidaria, Platyhelminthes, Nematoda, Mollusca, Annelida, Arthropoda, Echinodermata, Chordata.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Exercícios Complementares

01. Animais bilateralmente simétricos não têm cabeça nem cauda; não têm lado direito nem lado esquerdo; não têm dorso nem ventre. Seu corpo vai da região da boca, chamada região oral, à região oposta, chamada região aboral. 02. Animais com simetria radial têm região anterior e posterior, lado esquerdo e lado direito, região ventral e região dorsal. 04. Como mostrado na parte B da figura, na simetria radial, as partes simétricas são obtidas apenas por planos de cortes longitudinais, orientados como os raios de uma circunferência. 08. Na simetria bilateral mostrada em C, existe um plano que divide o corpo em metades simétricas. 16. A simetria esférica mostrada em A é característica dos polvos, lulas e esponjas. 02.n (UCSnRS) A metameria, ou segmentação corporal, foi uma das mais importantes estratégias desenvolvidas na evolução dos animais. Analise a veracidade (V) ou a falsidade (F) das proposições abaixo. ( ) A metameria permite ao animal segmentado regenerar-se e transformar-se em dois idênticos. ( ) As vértebras dos cordados são originalmente metâmeros presentes no corpo do embrião. ( ) A metameria está presente nos filos Annelida, Arthropoda e Chordata. Assinale a alternativa que completa correta e respectivamente os parênteses, de cima para baixo.

a) V – V – V b) F – F – F c) V – V – F d) F – V – V e) V – F – V 03.n (PUCn RJ) Os três domínios da vida são conhecidos como Bacteria, Archaea e Eukarya. O domínio Eukarya inclui três reinos de eucariontes multicelulares: Plantae, Fungi e Animalia. Evidências recentes sugerem que os reinos Fungi e Animalia apresentam parentesco mais íntimo entre si do que o apresentado com o reino Plantae. Plantae Fungi

Fungi Plantae

Animalia

Animalia Fungi Plantae III

Animalia Plantae Fungi IV

De acordo com a figura acima, a relação de parentesco entre os reinos Fungi e Animalia é melhor representada pelo(s) cladograma(s). a) I. b) III. c) I e II. d) II e IV. e) I e III. 04.n (UCSnRS) Analisando um organismo em laboratório, um biólogo constatou nele as seguintes características: — organismo multicelular com tecidos verdadeiros; — ausência de clorofila; — obtenção de alimento por ingestão; — organismo heterotrófico. O organismo analisado pertence a qual dos seguintes reinos? a) Protista b) Fungi c) Animalia d) Plantae e) Monera 05.n A alternativa que contempla a principal novidade evolutiva dos anelídeos em relação aos moluscos, platelmintos, nematelmintos e cnidários é a) metameria. b) brânquias. c) gânglios nervosos. d) rádula. e) celoma.

A07  Critérios para estudos dos animais

01.n (UEPGnPR) Analise a figura abaixo quanto à simetria dos organismos vivos e assinale o que for correto.

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO A08

ASSUNTOS ABORDADOS nn PoríferosnenCelenterados n Poríferos n Celenterados

PORÍFEROS E CELENTERADOS Poríferos A Terra é um planeta constituído, na sua maioria, por água. Para se ter ideia, 2/3 da sua superfície é composta por mares e oceanos e mesmo na superfície continental são várias as áreas compostas por água, rios e lagos, todos eles repletos de seres vivos. Os oceanos cobrem mais de 70% da superfície terrestre e contêm mais de 300 mil espécies conhecidas de plantas e animais. Plantas macroscópicas e animais que evoluíram e adaptaram-se às diferentes regiões do Planeta, tal como os oceanos, as zonas polares, as regiões temperadas e tropicais. Sem falar das belas praias e locais encantadores formados pelos mares e oceanos. No Brasil, por exemplo, há uma diversidade de lugares assim, desde o Sul até o Norte e Nordeste. Especialmente no verão, nós brasileiros podemos desfrutar de sol, mar, praia e uma vasta culinária oferecida nos restaurantes de cidades litorâneas. Tudo isso, quase sempre, traz boas recordações e sensações de prazer. Mas o litoral revela surpresas nem sempre agradáveis. O paraíso pode se tornar muito desagradável, caso o banhista não tome alguns cuidados básicos. Além de se prevenir contra queimaduras solares, desidratação, infecções e picadas de mosquitos, aquele que se aventura num mergulho ou numa caminhada ao longo da praia ou do costão rochoso deve se preocupar também com os animais marinhos que ali vivem. Conhecê-los um pouco é essencial para se evitar acidentes e aliviar preocupações e medos desnecessários.

Figura 01 - Esponjas aderidas ao substrato marinho.

Em locais rochosos ou com pedras soltas, é preciso caminhar sempre com os pés protegidos por um calçado firme, de solado antiderrapante (tênis ou sapatilha). As rochas geralmente são cobertas por cracas, ostras e restos de outros animais marinhos que têm bordos muito cortantes. Devido à presença de bactérias e fungos na superfície desses animais, é comum a ocorrência de infecções secundárias nos ferimentos. Cuidado adicional deve ser tomado em locais poluídos, pois cortes e ferimentos são portas abertas para infecções por bactérias que podem ser graves. Portanto, todo o cuidado é pouco. É preciso também manter-se longe das áreas com grandes populações de ouriços-do-mar, pois estes são responsáveis pela maior parte dos acidentes envolvendo organismos marinhos. Por falar em animais marinhos, daremos início ao estudo dos poríferos e celenterados.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Característicasngerais O filo Porifera (do grego: “poris” = poro; “pheros” = portador) abrange os seres conhecidos como esponjas, por apresentar o corpo perfurado por inúmeros poros microscópicos. São os primeiros animais multicelulares a surgir na escala evolutiva. Provavelmente, seus primeiros representantes originaram-se a partir de empilhamento de protozoários (coanoflagelados) no final da era Pré-Cambriana, há aproximadamente 700 milhões de anos. São animais exclusivamente aquáticos, principalmente marinhos e seu tamanho varia de milímetros até metros. H2O

Ósculo

H2O

Em geral, os poríferos crescem aderidos aos substratos (pedaços de madeira, garrafas abandonadas, conchas vazias de caramujo). Além disso, possuem um modo de vida séssil (do latim: “sessilis” = diretamente fixado). São também animais que apresentam uma grande variedade de formas. A maioria é assimétrica; outros têm forma de vaso, com simetria radial. A fase embrionária, nesses animais, portanto, é bastante atípica. Considerando seu desenvolvimento embrionário, os poríferos são bem diferentes dos demais animais multicelulares, não ocorrendo a formação de folhetos embrionários durante a fase de gastrulação. Assim, não formam tecidos verdadeiH2O ros e, em consequência, não possuem órgãos (parazoa). São os únicos metazoários aneuromiários (desprovidos de sistema nervoso). Sendo assim, não captam informações do meio e não reagem a estímulos.

H2O

As esponjas não possuem boca nem demais órgãos do sistema digestório. Devido à sua forma de alimentação, nutrindo-se de pequenas partículas de matéria orgânica suspensas na água, são classificados como animaisnfiltradores. TiposnCelulares A parede do corpo da esponja é constituída por quatro tipos de células e, para promover a sustentação dessa parede, ocorrem espículas minerais, com constituição calcária ou silicosa, e uma rede de proteína – espongina. Tais estruturas têm função esquelética e conferem dureza e proteção às esponjas.

Poro

Figura 02 - Desenho esquemático da estrutura da esponja e do trajeto da água; poros → átrio → ósculo.

A08  Poríferos e Celenterados

O corpo da esponja assemelha-se a um pote ou um vaso de parede cheia de poros. A água entra por esses poros, cai na cavidade interna da esponja − chamada átrio ou espongiocele − e sai por uma abertura única, nomeada ósculonou atrióporo. O sentido da circulação de água é único.

Espículas calcárias.

H2O Átrio ou espongiocélio

Organizaçãoncorporalndosnporíferos

Espículas silicosas.

H2O

Re culo de espongina

Figura 03 - Estruturas de sustentação das esponjas: espículas e rede de espongina.

Biologia

Atrióporo ou ósculo

As células das esponjas são denominadas de:

Pinacócito

Coanócito Mesênquima

Espícula Átrio ou espongiocele

Poro

Espícula Amebócito

Pinacócitos – células achatadas que formam o revestimento externo do animal. n Porócitos – células que se encontram entre os pinacócitos e que apresentam um canal central (célula tubular), formando um poro por onde a água entra no corpo do animal. n Coanócitos (do grego “koanos”, funil) – células ovais dotadas de um “colarinho”, formado por microvilosidades, ao redor do flagelo. Nas esponjas mais simples, os coanócitos revestem o átrio ou espongiocele. Essa célula é exclusiva desse grupo, e realiza a filtragem de nutrientes trazidos pela água, por meio da fagocitose. n Amebócitos (arqueócitos) – células indiferenciadas (totipotentes) que podem dar origem aos demais tipos celulares que constroem a parede da esponja. Localizam-se no meso-hilo, espaço entre os pinacócitos e os coanócitos, que revestem a parede interna da esponja. Certos tipos de amebócitos – os esclerócitos – são responsáveis pela secreção das espículas minerais. n

Porócito

Figura 04 - Desenho esquemático da esponja em corte e sua estrutura interna.

Fisiologia No que diz respeito à fisiologia, tem-se os seguintes aspectos: n

n n

Digestãon– é exclusivamente intracelular e cada célula da esponja realiza sua própria digestão, já que esses organismos não possuem um sistema digestório. Os coanócitos fagocitam partículas alimentares trazidas pela água. Em seguida, ocorre digestão no vacúolo digestivo. Eles também podem transferir tais partículas para os amebócitos por exocitose. Os amebócitos finalizam a digestão das partículas alimentares e fazem a distribuição dele para as outras células. Respiração – as trocas gasosas são feitas, por difusão, célula a célula, a partir do O2 dissolvido na água, uma vez que não apresentam estruturas respiratórias. Excreção – as excretas (amônia) são eliminadas por difusão pelas células da esponja, caindo diretamente na água. Saída de água pelo ósculo

Entrada de água pelos poros

Amebócita Espícula

Espongiocélio Porócitos

Poro

A08  Poríferos e Celenterados

Coanócito Flagelo

Par culas de alimento Organização das esponjas Figura 05 - Esquema de um porífero com amplificação de um coanócito. O batimento contínuo dos flagelos dos coanócitos promovem um fluxo contínuo de água que penetra pelos poros do corpo e atinge o átrio.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Reproduçãon

Micrópila

A reprodução das esponjas pode ser realizada de forma assexuada ou sexuada. Assexuada n Brotamento: ocorre a partir de células totipotentes - os amebócitos. A proliferação e diferenciação dos amebócitos formam uma nova esponja (broto) presa à parede da esponja adulta; nn Regeneração: mecanismo bastante acentuado nessas espécies, graças à pequena diferenciação celular. Fragmentos de esponja podem regenerar um novo organismo; n Gemulação: consiste em uma excelente estratégia de adaptação a ambientes desfavoráveis (secas ou congelamento das águas), comum nas esponjas de água doce. Quando o ambiente se altera, a esponja produz gêmulas. Cada gêmula corresponde a um conjunto de amebócitos (células indiferenciadas) envolto por espículas protetoras. Essa forma de resistência reconstrói uma nova esponja quando as condições do meio novamente forem favoráveis. Sexuada

Espículas

Membrana externa

Membrana in terna Amebócito

Figura 06 - Representação esquemática de uma gêmula.

A maioria dos poríferos é hermafrodita. No entanto, existem algumas espécies dioicas. A formação dos gametas ocorre a partir da modificação dos coanócitos ou diferenciação de amebócitos. O espermatozoide é flagelado e o óvulo, imóvel, localizado no meso-hilo, ou seja, no interior da parede da esponja. É nesse local que ocorre a fecundação (interna) e subsequente desenvolvimento da blástula. O embrião em desenvolvimento é liberado, então, para o meio, e é capaz de nadar, sendo considerado uma larva (desenvolvimentonindireto). Dependendo da espécie de porífero, essa larva pode ser nomeada anfiblástula – quando possui dimorfismo celular. Algumas delas são ciliadas e outras não. Ao fixar-se a algum substrato, a larva se desenvolve em uma nova esponja. TiposnMorfológicos Esponjasnasconoides São esponjas mais simples e possuem a forma tubular, que lembram um vaso alongado. O caminho percorrido pela água nesse tipo de esponja é: meio externo – poro – espongiocele – ósculo – meio externo. Esponjasnsiconoides São formadas a partir de esponjas tipo áscon, que sofrem invaginações em forma de dedos em suas paredes, formando sistema de canais (aferentes e radiais). Nesse caso, o caminho percorrido pela água é: meio externo – canais aferentes – poro – canais radiais – espongiocele – ósculo – meio externo. Esponjasnleuconoides É a forma mais complexa. Nesse tipo, formam-se numerosas e pequenas câmaras revestidas por coanócitos. O caminho percorrido pela água é: meio externo – canais aferentes –ncâmaras vibráteis – canais eferentes – espongiocele – ósculo – meio externo.

Poros

Ósculo

Canais aferentes

Canais eferentes

Canal radial Espongiocele Asconoide

Ósculo

Câmara vibrá l

A08  Poríferos e Celenterados

Ósculo

Espongiocele Siconoide

Canais aferentes

Espongiocele

Leuconoide

Figura 07 - Representação esquemática dos tipos de organização corporal dos poríferos.

Biologia

Celenterados Característicasngerais O filo Cnidária (do grego “knide” = urtiga) inclui os seres conhecidos como celenterados (do latim “coelos” = cavidade, e do grego “enteron”, intestino). São animais exclusivamente aquáticos, sendo a maioria de seus representantes marinha. Outra característica importante é que eles apresentam-se na forma de medusa – um organismo de vida livre, e na forma de pólipo – organismo séssil.

Figura 08 - Medusa (flutuante) e pólipo (séssil).

Entre as novidades evolutivas apresentadas por esse grupo, em relação aos poríferos, pode-se citar a presença de tecidosndiferenciados e cavidadendigestória (gastrovascular) com uma abertura, a boca. São, portanto, eumetazoas e enterozoas, respectivamente. A presença de um sistema nervoso também é uma novidade no filo (animais neuromiários) e os embriões se desenvolvem a partir de dois folhetos embrionários (ectoderme e endoderme), ou seja, são animais diblásticos. Organizaçãoncorporalndosncnidários Os cnidários, pólipos e medusas possuem simetria radial. Ao redor da boca existem tentáculos que ajudam a aprisionar os alimentos. Esses animais são, em geral, carnívoros predadores. A gastroderme, derivada da endoderme, reveste a cavidade digestiva, e secreta enzimas. O revestimento do corpo do animal é feito pela epiderme, derivada da ectoderme. Boca

Tentáculo

Cavidade Gastrovascular

Ectoderme Mesogleia A08  Poríferos e Celenterados

Gastroderme Boca Cavidade Gastrovascular

Tentáculo

Pólipo Figura 09 - Corte esquemático longitudinal mediano do pólipo e medusa

Medusa

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Distribuída por toda a epiderme, particularmente nos tentáculos, estão as células de defesa denominadas cnidócitos ou cnidoblastos. Essas células são exclusivas do filo e guardam uma substância urticante dentro de um filamento contido em uma cápsula nomeada nematocisto. Estímulos externos, como a aproximação de predadores ou de uma presa, promovem a liberação da substância. Essa célula serve tanto para ataque quanto para defesa do animal. O homem, muitas vezes, é vítima dessa estratégia dos cnidários e adquire queimaduras graves. A epiderme e a gastroderme estão unidas por uma camada intermediária gelatinosa, chamada mesogleia. Uma rede de neurônios estende-se por toda mesogleia, formando um sistemannervosondifuso. É a primeira ocorrência de um sistema nervoso. Célula glandular

B Cnidocílio Opérculo

Citoplasma

Filamento urticante Nematocisto

Núcleo

Descarga de líquido tóxico

Filamento urticante descarregado

Figura 10 - A, cnidoblasto com nematocisto intacto. B, cnidoblasto disparado.

Célula mioepitelial digestória

Célula nervosa

Cnidoblasto Célula sensorial Gastroderme

Célula inters cial

Mesogleia Epiderme

Célula mioepitelial epidérmica

Figura 11 - Esquema da organização dos tecidos e células no corpo do cnidário.

Figura 12 - Caravela portuguesa: colônia mista e flutuante de pólipos.

A08  Poríferos e Celenterados

Os pólipos e medusas podem ser solitários ou formar colônias. Os corais são colônias de pólipos. Asncaravelasnportuguesasn(Physalia physalis) são colônias flutuantes mistas, já que são constituídas por quatro tipos de pólipos. Entre estes, um transforma-se em uma vesícula cheia de ar, tornando a colônia flutuadora.

Biologia

SAIBA MAIS CNIDÁRIOS PERIGOSOS: CARAVELAS E ÁGUA - VIVA A caravela é uma das mais temidas criaturas que se pode encontrar flutuando na superfície da água nos mares quentes. Sua maior incidência, em nosso litoral, ocorre no outono e no inverno. Seus tentáculos são capazes de provocar acidentes com sérias lesões, grande irritação e intensa dor. Alguns acidentes podem ser inclusive fatais. Embora uma água-viva possa matar um animal aquático pequeno, sua fisgada normalmente não é fatal aos humanos. Ela costuma provocar dor, irritações na pele, febre e cãibras nos músculos. As águas-vivas maiores têm cnidoblastos grandes que podem penetrar mais fundo na pele e algumas delas possuem toxinas mais fortes do que outras. Ela não procura pessoas para atacar porque seu sistema nervoso é simples demais para isso. Sua fisgada é um mecanismo de defesa e uma forma de capturar a presa. No litoral Brasileiro, são muito comuns as espécies capazes de provocar pequenas lesões e dermatites dolorosas. Raramente podem provocar manifestações sistêmicas decorrentes da fração neurotóxica do veneno. Algumas espécies mais perigosas, pouco comuns, podem infligir desde as lesões moderadas (dor pulsátil ou latejante, porém raramente causando inconsciência) às lesões severas (dor intensa que pode levar à perda da consciência e ao afogamento). Os acidentes com as espécies muito perigosas, denominadas vulgarmente de vespas-do-mar, e que podem provocar, além de erupções lacerantes e dor lancinante, falência circulatória e paralisia respiratória, são mais raros em nossa costa. Portanto, é preciso que se tenha muito cuidado com as águas-vivas na água e na areia. E, caso você seja fisgado, pois até mesmo um tentáculo que tenha se separado da água-viva pode fisgar, siga as orientações do salva-vidas do local ou tome as seguintes providências: n Inative os nematocistos com vinagre (ácido acético) por dez minutos ou neutralize a queimadura alcalina com a polpa da papaia, porque a papaína tem ação bacteriostática, bactericida e anti-inflamatória. n Não utilize água fresca ou qualquer outra substância, ou até mesmo urina, como muitas pessoas costumam fazer, porque apenas aumentam a liberação de veneno pelo nematocisto; n Não esfregue a área atingida; n Tente retirar os tentáculos cuidadosamente; n Na ausência de vinagre, lave com água do mar colhida em distância considerável do acidente para evitar que haja mais tentáculos na água; n Se a dor persistir, é aconselhável usar analgésicos e continuar a aplicar as compressas com vinagre.

Fisiologia Sobre a fisiologia dos cnidários, considera-se a: n

Digestão – em um primeiro momento, a digestão da presa é extracelular, na cavidade digestiva, sob ação de enzimas secretadas pela gastroderme. Em um segundo instante, ocorre a digestão intracelular e os restos do processo digestivo são eliminados para o meio, por meio da boca, pois o sistema digestório é incompleto. Respiração – as trocas gasosas são feitas, por difusão, célula a célula, a partir do O2 dissolvido na água, uma vez que não apresentam estruturas respiratórias. Excreção – as excretas (amônia) são eliminadas por difusão pelas células dos cnidários, caindo diretamente na água.

originando uma larva ciliada, denominada plânula. A fecundação pode ser interna ou externa, dependendo da espécie. Para muitas espécies, como a Obelia brasiliensise e a Aurelia aurita, ocorre a alternâncian dengerações (metagênese), ou seja, a forma medusoide do animal alterna com a forma polipoide, sendo ambas as gerações diploides. Nesse ciclo, as medusas reproduzem-se sexuadamente, originando os pólipos que se reproduzem assexuadamente, dando origem novamente às medusas. Acompanhe na figura abaixo o ciclo de vida sexuado e com alternância de gerações na espécie Aurelia aurita (classe Sifozoa). Fecundação interna

Liberação da larva plânula

A08  Poríferos e Celenterados

Reproduçãon Quantonànreprodução,nhánduasnformas: nn Assexuada:na reprodução assexuada por brotamento

é comum nas formas polipoides, como por exemplo, na hidra. Nesse caso, ocorre a estrobilização, um verdadeiro “fatiamento” transversal do pólipo, que gera novas medusas. Sexuada:nos indivíduos são dioicos ou hermafroditas. Nesse tipo de reprodução o desenvolvimento é indireto,

Medusas adultas

Espermatozoides liberados na água

stoma Fixação ao substrato Estrobilização (divisão transversal) Éfiras (medusas imaturas)

Desenvolvimento Liberação das éfiras

Figura 13 - Ciclo de vida com alternância de gerações da Aurelia aurita.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Classificação Os cnidários dividem-se em quatro classes: Hidrozoa, Scyphozoa, Cubozoa e Anthozoa. Hidrozoários Na classe Hidrozoa a maioria dos representantes vive em ambientes marinhos e uma das poucas espécies de água doce é a Hydra viridis. A maioria das espécies são os pólipos, mas, também, existem representantes medusoides, como por exemplo: a Obelia brasiliensis que é um hidrozoário com metagênese −. Na reprodução sexuada da hidra não ocorre metagênese e o desenvolvimento embrionário é direto, ou seja, sem estágio larval. Cifozoários

Figura 14 - Reprodução sexuada da Hidra (não ocorre metagênese): desenvolvimento direto.

Todos os representantes da classe Cifozoa são marinhos. A forma predominante no ciclo de vida é a medusoide. O tamanho varia de espécie para espécie, desde 2 cm até 2 m de diâmetro. Um exemplo de cifozoário com metagênese é a Aurelia aurita (água-viva). Cubozoários São cnidários marinhos e, nessa classe, predomina a forma medusoide. As medusas dos cubozoários assemelham-se a um sino de forma cúbica. Uma espécie de cubozoário que vive na costa do Brasil e causa acidentes é a Chiropsalmus quadrumanus. Antozoários Os mais conhecidos são as anêmonas-do-mar e os corais (colônias de pólipos). Diferentemente das demais classes, só existe a forma polipoide. Portanto, não há alternância de gerações. São espécies exclusivamente marinhas, podendo viver isoladas ou formar colônias. Os corais são os principais constituintes dos recifes coralíneos, muito comum nos mares tropicais. Essas barreiras de corais são áreas de refúgio de espécies marinhas e constituem verdadeiros berçários marinhos. Em geral, os corais apresentam um exoesqueleto de carbonato de cálcio secretado pela epiderme dos pólipos. O tamanho da colônia de coral aumenta devido à reprodução assexuada (brotamento) dos pólipos e também à adição de carbonato de cálcio pelos próprios pólipos já existentes. O aquecimento das águas oceânicas relacionado às alterações climáticas do Planeta tem causado o branqueamento dos corais que, fragilizados, morrem. Normalmente, as algas (zooxantelas) crescem associadas aos pólipos das colônias e são responsáveis pela coloração dos mesmos. E, como vimos anteriormente, temperaturas mais elevadas produzem a eliminação das algas e a descoloração dos corais. Fonte: Wikimedia commons

III

Figura 15 - Imagem I − Foto de um representante da classe Cifozoa: Aurelia aurita. Imagem II − Foto de um representante da classe dos cubozoários: Chiropsalmus quadrumanus. Imagem III − Foto de um indivíduo representante da classe Antozoa: Bunodosoma caissarum. Antozoas com esse formato corporal são popularmente conhecidos como anêmonas do mar.

A08  Poríferos e Celenterados

s reeino rado dos a orpos de eitos dos, nho. rmar

Biologia

Exercícios de Fixação 01.n (UdescnSC)nAnalise as proposições em relação a um grupo animal cujo personagem de desenho animado, Bob Esponja, é representante típico.

Os seus representantes são exclusivamente aquáticos. Crescem aderidos a substratos e praticamente não se movimentam. III. Possuem células especializadas chamadas de coanócitos que estão relacionadas com a alimentação destes animais. IV. Apresentam reprodução assexuada e também sexuada. V. A estrutura corporal básica é do tipo asconoide, siconoide ou leuconoide. Assinale a alternativa correta: a) Somente uma afirmativa é verdadeira. b) Somente duas afirmativas são verdadeiras. c) Somente três afirmativas são verdadeiras. d) Somente quatro afirmativas são verdadeiras. e) Todas as afirmativas são verdadeiras.

d) possuem uma célula especial denominada coanócito. e) são animais que apresentam dois folhetos embrionários. 05.n O personagem Bob Esponja, do desenho animado criado pelo biólogo marinho Stephen Hillenburg, representa um animal do Filo Porifera conhecido popularmente como esponja.

I. II.

02.n (UECE) Cnidoblastos ou cnidócitos são células de defesa observadas em a) pepinos-do-mar. c) anêmonas. b) paramécios. d) ascídias.

A08  Poríferos e Celenterados

03.n (IFRS) O filo porífera tem representantes no ambiente marinho e na água doce, podendo viver isoladamente ou em colônias. Apresenta estrutura corpórea simples, não possui órgãos diferenciados e sim tipos diferenciados de células, tais como os pinacócitos e os coanócitos. Essas células têm como função, respectivamente, a) reprodução e revestimento. b) revestimento e digestão. c) digestão e revestimento. d) revestimento e reprodução. 04.n (IFCE) Sobre os cnidários, é corretonafirmar que a) sua digestão é exclusivamente intracelular. b) os tipos morfológicos denominados pólipos são considerados livre-natantes. c) os principais representantes são as medusas e as esponjas.

Para tornar esse desenho mais divertido e atraente, Stephen colocou nessa esponja várias características humanas, tais como boca, pernas, braços, olhos e dentes, que não condizem com a realidade desse animal na natureza. Se o Bob Esponja não andasse, falasse, dançasse ou comesse, seria, com certeza, muito sem graça. Sendo assim, muitos conceitos biológicos estão distorcidos nesse desenho animado. As esponjas verdadeiras são animais porosos, aquáticos, fixos, isolados ou coloniais e possuem diversas formas, cores e tamanhos. A água penetra no corpo dos poríferos através de inúmeros poros, sendo esta a característica a que se refere o nome desses animais. Comparando as esponjas verdadeiras com o personagem Bob Esponja, é correto afirmar que a) ambos possuem corpo quadrado, maciço e resistente. b) ambos possuem sistema sensorial desenvolvido, a fim de reagir aos estímulos do meio ambiente. c) ambos possuem estruturas locomotoras, que permitem a movimentação para a obtenção de alimento. d) as esponjas verdadeiras, ao contrário do Bob Esponja, não possuem boca, pois são animais filtradores. e) as esponjas verdadeiras, ao contrário do Bob Esponja, podem viver fora da água. 06.n (UFPB) Os poríferos são considerados os representantes mais simples entre todos do reino Animalia. Sobre os representantes desse grupo, é correto afirmar que possuem a) um estádio larval durante seu desenvolvimento. b) sistema nervoso simples e difuso pelo corpo. c) representantes protostômios. d) representantes diploblásticos. e) digestão extracelular.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Exercícios Complementares

Disponível em: http://super.abril.com.br. Acesso em: 6 dez 2012 (adaptado).

O desequilíbrio dessa relação faz com que os pólipos que formam os corais tenham dificuldade em a) produzir o próprio alimento. b) obter compostos nitrogenados. c) realizar a reprodução sexuada. d) absorver o oxigênio dissolvido na água. e) adquirir nutrientes derivados da fotossíntese. 02.n (UEMnPR) Notícias sobre ataques a banhistas por águas-vivas no litoral paranaense têm se tornado frequentes. A esse respeito, e considerando o conhecimento sobre os cnidários, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01. A estrobilação é um tipo de reprodução assexuada por brotamento transversal dos sifozoários. 02. A estrutura do corpo dos cnidários é formada pela epiderme, mesogleia e gastroderme, sendo os cnidários portanto triblásticos. 04. As queimaduras nos banhistas são causadas pelos coanócitos, células com um filamento central embebido em substância urticante. 08. A metagênese ou alternância de gerações ocorre na maioria dos cnidários hidrozoários e sifozoários. Nestes dois grupos de cnidários, a fase sexuada é a polipoide e a assexuada é a medusoide. 16. Depois de descarregadas, as células urticantes não se recompõem; degeneram. Novas células urticantes são produzidas a partir da diferenciação das células intersticiais. 03.n (UerjnRJ) O rompimento da barragem de contenção de uma mineradora em Mariana (MG) acarretou o derramamento de lama contendo resíduos poluentes no rio Doce. Esses resíduos foram gerados na obtenção de um minério composto pelo metal de menor raio atômico do grupo 8 da tabela de classificação periódica. A lama levou 16 dias para atingir o mar, situado a 600 km do local do acidente, deixando um rastro de destruição nesse percurso. Caso alcance o arquipélago de Abrolhos, os recifes de coral dessa região ficarão ameaçados. A água do mar em Abrolhos se tornaria turva, se a lama atingisse o arquipélago. A turbidez da água interfere diretamente no seguinte processo biológico realizado nos recifes de coral:

a) fotossíntese. b) eutrofização. c) bioacumulação. d) tamponamento. 04.n (UFPE) O ambiente marinho possivelmente inclui a maior diversidade biológica do planeta. Dentre os organismos que habitam esse ecossistema, o ilustrado abaixo, popularmente conhecido como “caravela”, é bastante comum na região costeira do nordeste brasileiro. Sobre as características do filo ao qual pertence a caravela, considere as assertivas seguintes. V - V - F - F - F. ( ) É formada por uma colônia de diferentes pólipos especializados, que exercem em conjunto funções de flutuabilidade, captura da presa, defesa, dentre outras. ( ) Inclui animais da classe Anthozoa (antozoários), como os corais, cujos pólipos produzem um esqueleto de carbonato de cálcio que resiste mesmo após a sua morte. ( ) É onívora, ou seja, se alimenta de animais e algas, que são arrastados para a cavidade gastrovascular, onde ocorre a digestão intracelular. ( ) Possui o corpo formado por espículas, que não estão organizadas como um tecido verdadeiro; o contato com as espículas pode produzir queimaduras na pele. ( ) Pode reproduzir-se por brotamento ou sexualmente, mas as espécies são monoicas, ou seja, hermafroditas. 05.n (EnemnMEC) Parte do gás carbônico da atmosfera é absorvida pela água do mar. O esquema representa reações que ocorrem naturalmente, em equilíbrio, no sistema ambiental marinho. O excesso de dióxido de carbono na atmosfera pode afetar os recifes de corais. O resultado desse processo nos corais é o(a) a) seu branqueamento, levando à sua morte e extinção. b) excesso de fixação de cálcio, provocando calcificação indesejável. c) menor incorporação de carbono, afetando seu metabolismo energético. d) estímulo da atividade enzimática, evitando a descalcificação dos esqueletos. e) dano à estrutura dos esqueletos calcários, diminuindo o tamanho das populações. A08  Poríferos e Celenterados

01.n (EnemnMEC) Os corais funcionam como termômetros, capazes de indicar, mudando de coloração, pequenas alterações na temperatura da água dos oceanos. Mas, um alerta, eles estão ficando brancos. O seu clareamento progressivo acontece pela perda de minúsculas algas, chamadas zooxantelas, que vivem dentro de seus tecidos, numa relação de mutualismo.

06.n (UECE) Dentre as características apresentadas abaixo, marque aquela que justifica a inclusão de um ser vivo no Filo Porífera e não em outros Filos animais. a) Possuem ciclo de vida assexuado e sexuado. b) Apresentam cnidócitos como mecanismo de defesa. c) Filtram a água para a absorção de nutrientes. d) Não possuem células organizadas em tecidos bem definidos.

FRENTE

BIOLOGIA

Questãon05.na) As células dos fungos apresentam parede celular, fato que não ocorre com as células animais. As células vegetais armazenam polissacarídeos na forma de amido, enquanto as células dos fungos armazenam glicogênio. b) Os fungos produzem antibióticos utilizados no combate às infecções bacterianas. São largamente utilizados na indústria de produção de bebidas alcoólicas e na panificação por realizarem fermentação alcoólica.

Exercícios de Aprofundamento 01.n (MackenzienSP) Alternância de gerações ou ciclo haplôntico-diplôntico, isto é, uma geração haploide que produz gametas (Gametófito) e uma outra diploide que produz esporos (Esporófito), ocorre a) apenas em angiospermas. b) apenas em gimnospermas e em angiospermas. c) apenas em pteridófitas, em gimnospermas e em angiospermas. d) apenas em briófitas, em pteridófitas, em gimnospermas e em angiospermas. e) em algumas algas, em briófitas, em pteridófitas, em gimnospermas e em angiospermas. 02.n (IFSP) Uma espécie de alga unicelular foi colocada em um tubo de ensaio (I) contendo uma determinada solução salina e o seu volume vacuolar foi analisado. Após certo tempo, as algas foram transferidas para outro tubo de ensaio (II) e o seu volume vacuolar foi novamente analisado. E, em seguida, elas foram transferidas para outro tubo de ensaio (III) e repetiu-se a análise. As variações de volume foram ilustradas em um gráfico. I

III.

As algas verdes possuem clorofila a e b além de outros pigmentos tais como carotenos e xantofilas.

Está correto o que se afirma somente em a) I. b) II. c) I e III. d) II e III. 04.n (FuvestnSP) No grupo dos fungos, são conhecidas perto de 100 mil espécies. Esse grupo tão diverso inclui espécies que a) são sapróbias, fundamentais na ciclagem dos nutrientes, pois sintetizam açúcares a partir do dióxido de carbono do ar. b) são parasitas, procariontes heterotróficos que absorvem compostos orgânicos produzidos pelos organismos hospedeiros. c) são comestíveis, pertencentes a um grupo de fungos primitivos que não formam corpos de frutificação. d) formam, com as raízes de plantas, associações chamadas micorrizas, mutuamente benéficas, pela troca de nutrientes.

e) realizam respiração, na presença de oxigênio, e fotossíntese, na ausência desse gás, sendo, portanto, anaeróbias facultativas. III

05.n (UnicampnSP) Os fungos são organismos eucarióticos heterotróficos unicelulares ou multicelulares. Os fungos multicelulares têm os núcleos dispersos em hifas, que podem ser contínu-

Pode-se concluir que os diferentes tubos de ensaio (I, II e III) continham, respectivamente, soluções a) hipotônica, isotônica e hipertônica. b) hipertônica, hipotônica e isotônica. c) isotônica, hipertônica e hipotônica. d) isotônica, hipotônica e hipertônica. e) hipotônica, hipertônica e isotônica. 03.n (UECE) Leia atentamente as afirmações abaixo. I.

II.

O fitoplâncton é formado exclusivamente por macroalgas de diversas espécies, que flutuam livremente ao sabor das ondas e funcionam como importantes produtoras de matéria orgânica e de oxigênio. As algas pardas possuem os seguintes tipos de talo: filamentoso, pseudoparenquimatoso e parenquimatoso, sendo representadas somente por espécies pluricelulares.

as ou septadas, e que, em conjunto, formam o micélio. a) Mencione uma característica que diferencie a célula de um fungo de uma célula animal, e outra que diferencie a célula de um fungo de uma célula vegetal. b) Em animais, alguns fungos podem provocar intoxicação e doenças como micoses; em plantas, podem causar doenças que prejudicam a lavoura, como a ferrugem do cafeeiro, a necrose do amendoim e a vassoura de bruxa do cacau. Entretanto, os fungos também podem ser benéficos. Cite dois benefícios proporcionados pelos fungos. 06.n (UCSnRS) Há alguns anos, um seriado fazia bastante sucesso na televisão: Família Dinossauros. Em um dos episódios, o bebê dinossauro fica doente depois de levar à boca uma chupeta que havia caído no chão. Uma das orientações que os pais recebem é a de dar pão mofado ao bebê, que melhora depois de comer o pão.

Questãon06 a) O medicamento produzido pelo fungo é denominado, genericamente, de antibiótico. Os antibióticos são utilizados no combate às infecções causadas por bactérias. b) Existem antibióticos que interferem na síntese da parede celular das bactérias patogênicas, bem como aqueles que atuam bloqueando a autoduplicação do DNA, a transcrição ou a síntese das proteínas bacterianas levando-as, consequentemente, à incapacidade de sobrevivência.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias Questãon10.n- metagênese Água-viva: Alternância de uma geração medusoide com uma geração polipoide. Samambaia: Alternância de geração diploide (esporófito) com haploide (gametófito). - Água-viva: meiose. - Samambaia: mitose.

08.n (UEMnPR) A presença de uma cavidade corporal interna nos animais é uma importante característica evolutiva. Sobre as vantagens que essa cavidade oferece, assinale o que for correto. 01. Possibilita o transporte de nutrientes e de excretas e a proteção dos órgãos internos. 02. Permite uma melhor acomodação dos órgãos internos e fornece sustentação ao animal. 04. Organiza o corpo em segmentos iguais e melhora a flexibilidade. 08. Possibilita o crescimento dos órgãos internos e a cefalização. 16. Facilita a distribuição dos nutrientes e o acasalamento. 09.n (UELn PR) O grupo dos platelmintos é caracterizado pelo aparecimento, pela primeira vez na escala zoológica, da simetria bilateral. Com base nesse fato, assinale a alternativa que apresenta as características que, durante a evolução destes animais, surgiram associadas ao aparecimento da simetria bilateral. a) Aparecimento do ânus e de células-flama. b) Aparecimento da boca e maior dimensão do corpo.

O episódio remete a relatos segundo os quais, durante a Segunda Guerra Mundial, os prisioneiros que aceitavam comer pão mofado sofriam menos infecções de pele que aqueles que recusavam tal alimento. O episódio da TV e o relato dos historiadores remetem à ação de um tipo de medicamento, originalmente obtido de fungos, sobre um quadro infeccioso. b) Sugira um possível mecanismo de ação deste medicamento sobre os organismos que causam a infecção.

e) Aparecimento de digestão intracelular e melhor captura de presas. 10.n (UerjnRJ) Apesar da distância evolutiva, animais como a água-

Nematoda

Platyhelminthes

Nomeie o ciclo de vida compartilhado por águas-vivas e samambaias, indicando sua principal característica. Em seguida, cite os tipos de divisão celular que dão origem aos gametas em

07.n (PUCnRS) Para responder à questão, analise o cladograma abaixo. Cnidaria

do corpo. d) Aparecimento da mesoderme e da cavidade gastrovascular.

-viva e a samambaia apresentam ciclo de vida semelhante.

a) Que medicamento é esse e sobre qual organismo tem ação?

Porifera

c) Aparecimento da cefalização e movimentação direcional

cada um desses dois seres vivos. 11.n (Fuvestn SP) Os acidentes em que as pessoas são “queimadas” por cnidários ocorrem com frequência no litoral bra-

Com base no cladograma, é correto afirmar que o __________ corresponde à presença de __________. a) ponto 1 – células nervosas b) ponto 2 – pseudoceloma c) ponto 3 – simetria bilateral d) ponto 4 – exoesqueleto e) ponto 5 – tubo digestório completo

sileiro. Esses animais possuem cnidoblastos ou cnidócitos, células que produzem uma substância tóxica, que é composta por várias enzimas e fica armazenada em organelas chamadas nematocistos. Os cnidários utilizam essa substância tóxica para sua defesa e a captura de presas. a) Em que organela(s) do cnidoblasto ocorre a síntese das enzimas componentes da substância tóxica? b) Após a captura da presa pelo cnidário, como ocorrem sua digestão e a distribuição de nutrientes para as células do corpo do animal?

Questãon11.n a) A toxina presente nos nematocistos apresenta natureza proteica. As enzimas são sintetizadas nos ribossomos dos cnidócitos. b) Os cnidários apresentam tubo digestório incompleto formado pela boca e cavidade gastrovascular. A digestão do alimento inicia-se na cavidade digestória e se completa no interior das células por ação das enzimas lisossômicas. A distribuição dos nutrientes se dá por difusão por meio das células dos organismos.

FRENTE A  Exercícios de Aprofundamento

FRENTE

BIOLOGIA Por falar nisso Um violento temporal, uma seca prolongada, um animal herbívoro ou qualquer outro agente agressivo do meio têm que ser enfrentados pela planta imóvel, ao contrário de um animal, que pode se refugiar em lugar seguro até que as condições ambientais se normalizem. As plantas, diferentemente dos animais, estão constantemente expostas às condições ambientais extremas e, por essa razão, os tecidos protetores e de revestimento têm que ser eficientes para garantir a proteção do vegetal contra os diversos agentes agressivos. Além dos tecidos de revestimento, as plantas possuem outros tecidos que desempenham função de crescimento, preenchimento, condução ou transporte, entre outros processos metabólicos fundamentais para a sobrevivência daquele vegetal. A Histologia Vegetal é o ramo da Biologia que estuda tais tecidos e suas funções. Nasnpróximasnaulas,nestudaremosnosnseguintesntemas

B05 B06 B07 B08

Histologia vegetal: tecidos meristemáticos ..................................48 Histologia vegetal: tecidos permanentes .....................................54 Morfologia e fisiologia da raiz e do caule .....................................64 Morfologia e fisiologia da folha. ...................................................76

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO B05

ASSUNTOS ABORDADOS nn Histologianvegetal:ntecidosnme-

ristemáticos

n Classificação dos meristemas

HISTOLOGIA VEGETAL: TECIDOS MERISTEMÁTICOS Nos vegetais, quando ocorre a fecundação, o zigoto formado sofre inúmeras divisões, originando um conjunto de células indiferenciadas denominado de embrião. Essas células presentes no embrião constituem o tecido meristemático ou embrionário, formado por célulasnmeristemáticas capazes de se diferenciarem nos outros tecidos do vegetal. Portanto, a partir desse tecido, é que serão formados os tecidos permanentes ou adultos do vegetal. O processo de diferenciação das células embrionárias em tecidos vegetais sofre influência da temperatura do meio, dos hormônios vegetais, da quantidade de luz, da taxa fotossintetizante e dos minerais disponíveis no solo. Portanto, o processo de crescimento do vegetal pode ser limitado quando um desses fatores não estiver presente. As células dos meristemas apresentam características específicas que permitem grande capacidade de multiplicação e diferenciação. Geralmente, apresentam parede celular fina, citoplasma abundante, núcleo volumoso, vacúolos pequenos ou ausentes. À medida que as células vão se dividindo, elas começam a se diferenciar e originar os tecidos adultos do vegetal. As células que integram os meristemas possuem metabolismo mais intenso durante o princípio do desenvolvimento de uma planta. Esse metabolismo acelerado persiste em determinados órgãos, que se tornam responsáveis pela continuidade do crescimento. Assim, mesmo já adulta, uma planta ainda possui tecidos meristemáticos.

Classificaçãondosnmeristemas Os meristemas podem ser classificados de acordo com a localização e origem. Quanto à localização, eles podem ser classificados como apicais, lateraisne intercalares. Em relação à origem, os tecidos meristemáticos classificam-se em primários e secundários. Tecidonmeristemáticonprimário Esse tecido apresenta células que descendem diretamente das células originadas após a fecundação. Localiza-se na região apical de raízes, caules e gemas laterais. Suas células apresentam características embrionárias indiferenciadas, o que permite o desenvolvimento do indivíduo e a formação dos tecidos permanentes dos vegetais. Existem três tipos de tecidos meristemáticos primários. São eles: protoderme, procâmbio e meristema fundamental. O protoderme, corresponde ao tecido meristemático primário que se diferenciará em tecido de revestimento primário - a epiderme. Esse tecido reveste todos os órgãos vegetais: caules, raízes, folhas, flores e frutos. On procâmbioné o tecido primário responsável pela diferenciação nos tecidos condutores de seiva - que são o xilema e o floema primário. O terceiro tipo de meristema primário é o meristemanfundamental que se diferenciará em tecidos de preenchimento do vegetal - os parênquimasn- e outros tecidos que são os esclerênquimas e colênquimas, relacionados com a sustentação do vegetal.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Corte longitudinal

Ápice caulinar

Meristema apical

Procâmbio

Protoderme

Meristema fundamental

Xilema primário

Floema primário

Córtex

Figura 01 - Representação esquemática ilustrando os tecidos que formam o meristema apical caulinar. Medula O meristema apical do caule, quando ativo, origina primórdios foliares em sucessão tão estreita que os nós e entrenós não podem ser distinguidos a princípio. O aumento de comprimento do caule ocorre, em grande parte, por alongamento dos entrenós.

O caule cresce em comprimento graças à atividade de um meristema primário presente em seu ápice, o meristeman apicaln caulinar. Já o meristema responsável pelo crescimento em comprimento da raiz não é terminal, mas está protegido sob um capuz celular, chamado de coifa, e por isso é denominado meristemansubapicaln radicular. Mesmo os meristemas podem apresentar fases de repouso. Exemplo disso são as gemas axilares das plantas perenes que, no inverno, podem permanecer dormentes durante longos períodos. Protoderme Meristema fundamental Procâmbio

Tecidos maristemá cos secundários

Câmbio Felogênio

Meristema Lateral

Meristemasnapicais Os meristemas apicais estão localizados no ápice do eixo vegetal (raiz e caule), bem como de todas as suas ramificações. É caracterizado por apresentar tecidos meristemáticos primários: protoderme, meristema fundamental e procâmbio. Conforme ocorre o crescimento, a protoderme diferencia em epiderme (tecido de revestimento vegetal); o meristema fundamental origina os tecidos de preenchimento (parenquimáticos) e de sustentação (colenquimáticos e esclerenquimáticos); e o procâmbio forma o floema e xilema primários.

Meristema apical radicular Figura 03 - Representação esquemática da disposição dos meristemas apicais (caulinar e radicular) em uma planta.

B05  Histologia vegetal: tecidos meristemáticos

Tecidos meristemá cos ou embrionários

Tecidos maristemá cos primários

Meristema apical caulinar

Biologia

Meristemasnintercalares

Entrenós

Recebem este nome porque localizam-se entre tecidos maduros, como por exemplo, na base dos entrenós dos caules das gramíneas, bainha das folhas de monocotiledôneas, entre outras regiões. Ao contrário do restante, são meristemas temporários, originando a formação de novos ramos e folhas.

Zona de elongação

Merisema intercalar Figura 04 - Esquema de meristemas intercalares no caule.

Nó

SAIBA MAIS BIOTECNOLOGIA VEGETAL: COMO E POR QUE CULTIVAR PLANTAS IN VITRO ? Explante Meristemá co Embriões Somá cos

Desinfestação Brotos

Explante Explante Meristemá co Meio de Cultura Matriz

Colo

Raízes

Esquema ilustrativo da técnica de cultura de tecidos a partir de explantes meristemáticos do caule e raiz. O cultivo de meristemas é uma tecnologia muito utilizada para produzir plantas livres de viroses, pois estas partes da planta são as únicas não infectáveis por vírus.

A cultura de material in vitro tornou-se uma ferramenta de grande importância para a biotecnologia vegetal, seja na pesquisa básica ou para finalidades industriais e agrícolas. Algumas das vantagens e potencialidades de cultivar material vegetal in vitro são: propagar plantas de qualidade em grande escala e obter, em pouco tempo, um grande número de plantas geneticamente uniformes e sadias, controlar as condições de crescimento e o tempo de desenvolvimento do material manipulado, recuperar espécies de plantas em vias de extinção ou regenerar indivíduos resultantes de cruzamento com pouca viabilidade e obter indivíduos resistentes a fatores como estresses ou com características melhoradas. Essa técnica, geralmente, utiliza-se de células meristemáticas, pois apresentam alta atividade de divisão e são responsáveis pelo crescimento dos diferentes órgãos da planta. Diferentes partes de uma planta podem ser isoladas (explante) e colocadas em meio de cultura com balanço de nutrientes e de hormônios vegetais, que irão orientar a diferenciação celular. Essas células formam tecidos e órgãos para o estabelecimento de novas plantas.

Tecidonmeristemáticonsecundário B05  Histologia vegetal: tecidos meristemáticos

Também chamado de meristeman lateral,n o tecido meristemático secundário não aparece em todos os grupos vegetais e colabora com o desenvolvimento em espessura, conferindo maior resistência ao porte arbóreo. As células do tecido meristemático secundário têm a capacidade de se dividir, assim como as células meristemáticas primárias, e podem, portanto, originar novos tecidos. O crescimento secundário dos caules e das raízes promove o aumento do diâmetro dos vegetais. Esse engrossamento é importante porque origina novos vasos condutores e a casca do vegetal. Existem dois tipos de meristema secundário: o câmbionvascular e o felogênio. O primeiro está localizado internamente, no caule e raiz, sendo responsável por produzir novos vasos condutores de seiva à medida que a planta aumenta de diâmetro. Já o segundo situa-se na parte mais externa, do caule e raiz, originando-se da 50

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

desdiferenciação do parênquima cortical. As células do felogênio multiplicam-se para fora, gerando o súber, para dentro, dando origem à feloderme. O súber é um tecido de revestimento mais resistente, formado de células mortas devido à intensa deposição de suberina em suas paredes. Essa substância produzida pelas células do próprio súber é altamente hidrofóbica, impermeabilizando as células e, dessa maneira, protegendo o tronco. O feloderma é um tecido de preenchimento parenquimatoso. O súber, o felogênio e o feloderma constituem a periderme. As plantas dicotiledôneas anuais de pequeno porte, assim como a maioria das mono cotiledôneas, iniciam e finalizam seu ciclo vital formando apenas a estrutura primária. Em contrapartida, grande parte das dicotiledôneas e também das gimnospermas apresentam um crescimento secundário.

Periderme Felogênio Súber

Feloderme

Floema Câmbio (liber) Alburno Cerne Xilema (lenha) Figura 05 - Representação esquemática de como os tecidos meristemáticos secundários (laterais) organizam-se em uma angiosperma. Repare que o felogênio fica entre o súber e a feloderme.

SAIBA MAIS O palmito extraído do broto de palmáceas é um alimento muito apreciado na culinária brasileira, usado em diversos tipos de pratos, como nas saladas, tortas e pizzas. Essas palmeiras são nativas principalmente da Mata Atlântica e desempenham um papel importante nas cadeias alimentares, pois produzem sementes e frutos que alimentam diversos animais como aves, roedores e macacos. A juçara, uma das palmeiras mais exploradas no Brasil, é encontrada desde o Rio Grande do Sul até a Bahia, e oferece um palmito de qualidade superior. As referidas palmeiras são derrubadas e delas aproveita-se apenas uma pequena parte da árvore que corresponde ao broto. Essa exploração predatória trouxe graves problemas para o meio ambiente, pois com a redução do número de palmeiras, há uma grande interferência nas cadeias alimentares, além da ameaça da extinção desse vegetal. Outro problema está relacionado ao risco que esse alimento oferece à saúde, já que os trabalhadores, ao explorar as palmeiras, embalam o palmito na própria floresta sem os critérios adequados de higiene. Sabemos que o palmito representa a parte mais importante das palmeiras, já que se caracteriza como o “coração” da planta. A denominação correta para esse tecido é meristema apical, que corresponde à parte mais alta do seu tronco- a gema de crescimento. Dessa parte mole é que se originam as longas folhas das palmeiras. Portanto, ao ser cortado para servir de alimento, a extração do palmito sentencia à morte a árvore inteira.

Figura 06 - A grande exploração quase levou a palmeira Juçara, ilustrada na imagem, à extinção. O plantio para fins de produção de palmito constitui uma das medidas que evitaria esse risco.

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A EXPLORAÇÃO ILEGAL DO PALMITO

assi-

raiz neos cresnda-

Biologia

Exercícios de Fixação

arên-

01.n (UniscnRS) Os meristemas primários: procâmbio, meristema fundamental e protoderme originam, respectivamente, os seguintes tecidos vegetais: a) parênquima, colênquima e esclerênquima, periderme, epiderme. b) xilema e floema primários, epiderme, parênquima, colênquima e esclerênquima. c) periderme, xilema e floema secundários, parênquima, colênquima e esclerênquima. d) xilema e floema primários, parênquima, colênquima e esclerênquima, epiderme. e) felogênio, xilema e floema secundários, parênquima, colênquima e esclerênquima.

câm-

02.n (UnivagnMT) O meristema é um tecido vegetal cujas células possuem alta capacidade de se dividir, dando origem aos diversos tecidos vegetais. Com relação a esse tecido e aos tipos de gemas por ele formados, é correto afirmar que a) é composto por células indiferenciadas, as quais sofrem uma série de divisões celulares reducionais, promovendo crescimento das plantas. b) quando as células do meristema resultam da desdiferenciação de tecidos maduros, fala-se em meristema primário. c) o meristema apical, também localizado na raiz, tem seu desenvolvimento inibido pelo meristema lateral. d) o meristema lateral, existente na maioria das eudicotiledôneas, é responsável pelo crescimento em espessura do caule dessas plantas. e) o meristema subapical se localiza abaixo da epiderme e auxilia no crescimento do caule, estimulando seu meristema apical.

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03.n (UFRN) O palmito juçara é extraído do topo da palmeira Euterpe edulis Martius (parente do açaí), outrora abundante em toda a Mata Atlântica. Para essa extração, é realizado um corte que produz um único rolo de palmito e é responsável pela parada de crescimento e morte da árvore. Uma alternativa para a produção comercial de palmito é a pupunha (Bactris gasipaes, Kunth), que, além de ser mais fácil de cultivar, diferente da juçara, é capaz de sobreviver à mutilação, fazendo brotar novos ramos. Essa limitação de sobrevivência da palmeira juçara ao corte se explica porque, a) na retirada do palmito do interior do caule, há comprometimento da condução da seiva. b) nessa planta, inexiste tecido de expansão celular além daquele encontrado no ápice do caule. c) em todas as palmeiras, não há folhas além daquelas localizadas no topo da planta. d) nessa espécie, a ausência de gemas laterais não permite a formação de novos ramos.

04.n (UEPGn PR) Sobre o que é correspondente à definição de meristema, assinale o que for correto. 01. Todos os tecidos de um animal e de um vegetal se originam dos meristemas, por crescimento e diferenciação. A partir dessa diferenciação originam-se muitos tecidos permanentes, todos bastante especializados em uma única função. 02. Os meristemas podem ser primários ou secundários, dependendo da sua capacidade de permanecer ou não realizando meioses. Nos meristemas primários essa capacidade é contínua, podendo ser constatada no alargamento de caules e raízes. 04. Os tecidos permanentes mais comuns, provenientes da diferenciação dos meristemas, são: parênquimas, tecidos tegumentares, tecidos secretores, tecidos de sustentação e tecidos condutores. 08. Nas regiões subterminais da ponta de caules e de raízes, pouco abaixo do meristema apical, fica uma zona de alongamento, com as células em distensão e também em início de diferenciação, pois já aparecem os pequenos vasos condutores em formação. Esses dois meristemas apicais determinam, portanto, o crescimento longitudinal do caule e da raiz. 16. Se os meristemas passam por um período sem meioses e depois promovem o crescimento das pontas dos caules e raízes, eles são chamados de meristemas secundários. 05.n (UEPGnPR) Todos os tecidos de um vegetal se originam dos meristemas, por crescimento e diferenciação. Sobre esse constituinte celular, assinale o que for correto. 01. As células meristemáticas são bem pequenas, indiferenciadas, de paredes finas, sem vacúolos, sem cloroplastos e com núcleos relativamente grandes. 02. Os principais meristemas primários são o câmbio fascicular e o felogênio. Os principais meristemas secundários são o câmbio interfascicular e o meristema apical. 04. Numa planta, os meristemas podem ser primários ou secundários, dependendo de sua capacidade de permanecer ou não realizando meioses. 08. Os meristemas primários realizam meioses continuamente o que pode ser constatado no crescimento das pontas de caules e raízes. Já os meristemas secundários passam por longos períodos sem realizar meioses e depois voltam a promover o crescimento em certos pontos de alguns órgãos, como nas folhas. 16. A partir dos meristemas diferenciam-se os muitos tecidos permanentes, alguns bem especializados, outros mortos. Os tecidos permanentes mais comuns são: parênquima, tecidos tegumentares, tecidos secretores, tecidos mecânicos e tecidos condutores.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias Questão 04. a) as principais funções são crescimento e cicatrização de injúrias. b) vantagens: rapidez; desvantagens: perda de diversidade genética.

Exercícios Complementares 01.n (UFGnGO)nA biotecnologia envolve várias técnicas que utilizam seres vivos visando desenvolver produtos ou processos para melhoria da qualidade de vida. Essas técnicas podem ser usadas para obtenção de alimentos, drogas, sistemas de produção, entre outros. Um exemplo é a cultura de células in vitro, técnica biotecnológica que pode utilizar tanto células animais quanto vegetais. Para a cultura in vitro há necessidade de usar meio de cultura que contém nutrientes (água, minerais, vitaminas e açúcares) necessários para sobrevivência, crescimento e proliferação celular. Pequenas alterações nesse meio podem acarretar modificações fisiológicas e metabólicas.

c) meristema fundamental. d) câmbio. e) felogênio. 04.n (UEGnGO) A figura a seguir representa uma dicotiledônea. Nela estão evidenciados os meristemas apicais do caule e da raiz (setas). Gema Apical do caule Folhas Gema lateral

Disponível em: <www.laben.ufscar.br/documentos /arquivos/cultura-celular. pdf>. Acesso em: 2 abr. 2014. (Adaptado).

Para a utilização da técnica biotecnológica referida no texto, o material vegetal precisa apresentar totipotência, que é a capacidade celular de reconstituir um organismo inteiro. Assim, um tecido com essa capacidade e uma habilidade celular deste tecido são, respectivamente, a) esclerênquima e alongamento. b) parênquima e divisão. c) xilema e diferenciação. d) súber e alongamento. e) floema e divisão. 02.n (UFTnTO) O esquema abaixo mostra um tecido vegetal visto ao microscópio.

Caule

Raízes

Ponto vegeta vo da raiz UZUNIAN, A.; BIRNER, E. Biologia, 2. 2002.

Faça o que se pede: a) Explique qual a função dos meristemas nas plantas. b) As células meristemáticas de uma determinada espécie vegetal podem ser utilizadas em culturas de tecidos para a obtenção de várias plantas jovens. Aponte uma vantagem e uma desvantagem desse processo para a propagação da espécie.

03.n Alguns meristemas só existem em plantas com crescimento secundário. Esse é o caso do _________________, que é responsável por formar o xilema e o floema secundários. Entre as alternativas a seguir, marque aquela que indica corretamente o nome do tecido que completa a frase: a) protoderme. b) procâmbio.

05.n (PucnRS) Nas angiospermas, quais são os tecidos responsáveis pelo crescimento? a) Colênquima e esclerênquima. b) Colênquima e parênquima. c) Esclerênquima e meristema. d) Meristemas primário e secundário. e) Tecidos lenhosos e liberianos.

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Observa-se que a maioria das células está em processo de divisão mitótica. Esse elevado número de células em mitose e característico de: a) Parênquima clorofiliano. b) Tecido meristemático primário. c) Epiderme. d) Tecido meristemático secundário. e) Esclerênquima.

06.n (FURGn RS) Células vegetais com núcleo grande, vacúolos pequenos e numerosos, alta atividade metabólica e mitoses sucessivas são características de: a) floema. b) xilema. c) parênquima. d) colênquima. e) meristema.

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO B06

ASSUNTOS ABORDADOS nn Histologianvegetal:ntecidosnper-

manentes

n Tecidos de revestimento n Tecidos de preenchimentos n Tecidos de secreção n Tecidos vegetais de sustentação n Tecidos de condução

HISTOLOGIA VEGETAL: TECIDOS PERMANENTES Tecidosndenrevestimenton Epidermenenanexos Da mesma maneira que os animais apresentam um tecido relacionado com o revestimento de todos os seus órgãos, assim também acontece com os vegetais. Esse tecido é constituído, geralmente, por apenas uma camada de células justapostas, achatadas, aclorofiladas e com grandes vacúolos. A epiderme é um tecido bem amplo no vegetal e está presente em todos os órgãos como folhas, raízes, caules, frutos e flores. Geralmente, nas folhas e caules jovens, ocorre a deposição de cera (cutina) na face externa da epiderme, deixando-a mais impermeável e evitando, dessa maneira, a perda excessiva de água (transpiração). Essa região formada pela cutina apresenta função que pode ser comparada ao que a queratina exerce na epiderme animal. Outras estruturas podem ser encontradas anexas à epiderme. As principais são os estômatos, os acúleos, os espinhos, os pelos, as papilas, os hidatódios e os tricomas. Epiderme superior

Mesófillo (clarênquima) Xilema Floema Fibras esclerenquimá cas

Epiderme inferior Estômato

Figura 01 - Representação esquemática, em cores-fantasia, tridimensional de uma folha, em corte, evidenciando a estrutura interna.

Célula epidérmica Parede da célula-guarda Os olo Núcleo

Célulaguarda

Cloroplasto

Figura 02 - O estômato é formado por duas células guardas e uma abertura, o ostíolo.

Estômatos Estruturas relacionadas com a transpiração e com as trocas gasosas entre as plantas e o meio. Apresentam duas células clorofiladas chamadas de células-guardanou célulasn estomáticas. Entre essas células, existe uma abertura denominada ostíolo, que permite que essas trocas ocorram. Um fenômeno relacionado aos estômatos é a transpiração, pois no momento que a planta abre-o para absorver gás carbônico e oxigênio, ela também pode perder água na forma de vapor. Caso o vegetal seja de uma região muito quente e seca, poderá ocorrer a desidratação. O controle da abertura estomática sofre influência da disponibilidade hídrica, da luz e da concentração de CO2 no meio e será estudado no capítulo de fisiologia vegetal.

Pelos São modificações de uma ou várias células epidérmicas de diversos órgãos vegetais, apresentando formas e funções variadas. Alguns pelos estão relacionados com a proteção contra desidratação, outros relacionados com a absorção de água no solo e outros ainda são secretores de substâncias.

Fonte: Wikimedia commons

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Acúleos Estruturas com função de proteção e defesa muito semelhantes aos espinhos, diferindo desses por serem facilmente destacados e não possuírem sistema vascular. Apresentam aparência de um pelo enrijecido por deposição da lignina e também por impregnações de outras substâncias inorgânicas na parede celular dessas células. Diferente dos pelos, quando destacados, não interferem na sobrevivência do vegetal. São encontrados no caule de algumas plantas, como nas roserias e no pau-brasil. Tricomas Os tricomas são estruturas relacionadas com a proteção das plantas contra a desidratação, preservando a umidade junto aos estômatos. Estão presentes, principalmente, em vegetais de climas quentes. Podemos encontrar alguns com funções glandulares, cujas secreções são subtâncias oleosas, digestivas ou urticantes.

Figura 03 - Acúleos de um pé de framboesa.

Espinhos Consistem em estruturas duras e pontiagudas, originadas a partir de modificações que ocorreram em alguns órgãos vegetais, como folhas e caules. Apresentam tecidos condutores, que os tornam diferentes dos acúleos das roseiras. Muitos espinhos são folhas modificadas para evitar a perda de água em plantas de clima árido (por exemplo, as Cactáceas na caatinga). Em outras plantas, como nas laranjeiras, são caules modificados e oferecem proteção contra a predação. Se arrancarmos o espinho de uma planta, provavelmente, ocorrerá danos porque existe ligação vascular entre os espinhos e os outros tecidos presentes no vegetal. Escamas São formações discoides, paralelas à epiderme, que colaboram com a absorção de água e sais minerais. Podem ser encontradas nas bromélias. Hidatódios Estômatos modificados, relacionados com o fenômeno de sudação ou gutação. Esse fenômeno permite que certas plantas eliminem água na forma líquida. Periderme B06  Histologia vegetal: tecidos permanentes

Alguns grupos vegetais, como as gimnospermas e as eudicotiledôneas, apresentam crescimento secundário que permite o engrossamento do vegetal. Nesses grupos, na região cortical da raiz e do caule, o felogênio (meristema secundário) prolifera e diferencia as células que internamente originam o feloderma, tecido vivo e, mais externamente, o súber, tecido morto. Ele é, portanto, um tecido de revestimento nos vegetais com crescimento secundário. O súber representa um tecido formado por um grupo de células achatadas, retangulares e que substitui a epiderme de certos órgãos vegetais. Essas células secretam substâncias como a suberina, de natureza lipídica, que as deixa impermeáveis à água. Essa impermeabilização, no entanto, provoca a morte das células. Após algum tempo, elas perdem todo o protoplasma e passam a armazenar ar em seu interior. 55

Biologia

Len cela Cu cula

Epiderme Súber Feloderma

O súber passa a exercer um papel de isolante térmico, evitando a desidratação das plantas e, ainda, as protegem contra choques mecânicos. Em algumas regiões desse tecido, aparecem pequenas rupturas que permitem trocas gasosas entre o meio externo e o interior da planta. Essas estruturas são chamadas de lentincelas.

Figura 04 - As lenticelas são rupturas no súber que permitem que haja trocas gasosas entre o meio externo e interno da planta.

Tecidosndenpreenchimentos Os vegetais apresentam um tecido especial chamado de parênquima que está relacionado com diversas funções no vegetal além de, primariamente, preencher espaços entre outros tipos de tecidos. Destacamos o parênquima cortical e medular, dos caules e das raízes relacionados com as funções de preenchimento. Corresponde ao tecido mais encontrado nos vegetais, ocupando os espaços entre a epiderme e os vasos condutores. Suas células são isodiamétricas, com pequeno espaço intercelular. Além dos parênquimas cortical e medular, encontramos outros tipos de parênquimas como o parênquima clorofiliano, relacionado com a fotossíntese, e o parênquima de reserva, que pode armazenar substâncias nutritivas, água e ar. Parênquimanclorofinliano

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Figura 05 - Nas cactáceas, no decorrer do processo evolutivo, as folhas foram transformadas em espinhos, característica que evitou a perda de água por essas plantas.

Esse tecido é encontrado, principalmente, em órgãos verdes das plantas (folhas e caules jovens principalmente). No entanto, em alguns vegetais, como nas cactáceas, em que as folhas foram transformadas em espinhos, e os caules, por meio do parênquima clorofiliano, passam a ser responsáveis pela fotossíntese. Caso o vegetal tenha alguma alteração nesse tecido que interfira no seu funcionamento, ele não sobreviverá.

Fonte: Wikimedia commons

Quando o parênquima clorofiliano ou clorênquima é formado por células prismáticas e perpendiculares à epiderme, em paliçada com vários cloroplastos, ele é chamado de parênquimanclorofinlianonpaliçádico. Por outro lado, quando as células se dispõem de maneira irregular com espaços entre elas e com menor número de cloroplastos, ele recebe o nome de parênquimanclorofinlianonlacunoso.

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Fonte: Wikimedia commons

Parênquimasndenreserva Quando a fotossíntese ocorre no parênquima clorofiliano, são produzidas substâncias orgânicas que serão usadas no metabolismo das células vegetais. No entanto, muitas vezes, ocorre produção excessiva desses compostos e, nesse caso, é necessário que o vegetal apresente um tecido especializado em armazenamento. Esses tecidos podem ser encontrados em diversos órgãos vegetais como raízes, caules e sementes. Dentre as substâncias as quais o vegetal pode armazenar, destacamos as nutritivas, como o amido, proteínas, óleos, vitaminas e sais e as não nutritivas, como água e ar. Parênquimanaerífero Ocorre em raízes e caules aquáticos. Alguns vegetais apresentam grandes espaços entre as células onde ocorre o acúmulo de ar. Assim, esse tecido permite a flutuação de algumas plantas aquáticas. Parênquimanaquífero

Figura 06 - Águapé (Eichornia crassipes): exemplo de planta com parênquima aerífero.

Esse tipo de parênquima ocorre em plantas de regiões de clima seco ou árido, como as plantas da caatinga. As células desse tecido são grandes, apresentando vacúolos com muita água. Dessa maneira, o citoplasma fica muito reduzido, localizando-se próximo da membrana plasmática. Parênquimanamilífero Tecido responsável pelo armazenamento, principalmente, de amido produzido pelas plantas. Não apresenta clorofila em suas células, podendo ser chamado, por isso, de parênquima incolor. Esse tecido também pode armazenar proteínas, óleos, sais minerais, vitaminas e alguns ácidos. A localização ocorre em órgãos que não são expostos à luz, como as raízes, os caules subterrâneos e as sementes.

Figura 07 - Barriguda (Ceiba glaziovii). Exemplo de árvore com parênquima aquífero. Essa planta também é conhecida por paineira, devido ao fato de seus frutos, quando secos, liberarem a paina, que antigamente era usada para encher travesseiros. É uma árvore típica do Brasil, muito encontrada na Caatinga, sendo bastante resistente à seca, já que guarda água em seu interior. Possui um caule gordo (daí o nome Barriguda), podendo chegar a 1 metro de diâmetro. Nele há uma incidência enorme de espinhos. Figura 08 - Beterraba: exemplo de planta com parênquima amilífero na raiz.

57 Figura 07

Fonte: Wikimedia commons

Figura 08

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Figura 07

Biologia

Tecidosndensecreçãon

Tecidosnvegetaisndensustentação

Assim como você estudou os tecidos animais com função secretora, os vegetais também apresentam um tecido especial relacionado com a secreção de substâncias. Essas secreções colaboram com diversos processos como cicatrização, crescimento e amadurecimento. As células secretoras dos vegetais produzem hormônios, enzimas, resinas, ceras e néctar.

Nos animais, encontramos os tecidos cartilaginosos e ósseos que desempenham funções de sustentação. E apesar desses tecidos serem responsáveis por tal atividade, eles apresentam diferenças relacionadas com os tipos celulares, consistência e capacidade de renovação. Os vegetais também apresentam tecidos que cumprem funções semelhantes a esses de tecidos de sustentação dos animais. Como exemplo, podem ser citados o colênquima e o esclerênquima, que também apresentam consistência e características celulares diferentes. Esses tecidos oferecem uma espécie de esqueleto de sustentação aos vegetais e, por esse motivo, é possível perceber que certos órgãos apresentam estruturas mais rígidas do que outras. Quando analisamos algumas folhas e caules, percebemos, que são mais consistentes do que outras partes da planta. Geralmente, apresentam maior resistência.

Célulasnsecretoras Produzem secreções bem variadas como essências, óleos, resinas, gomas, tanino, carbonato de cálcio e oxalato de cálcio, formando, respectivamente, os cistólitos e as drusas ou ráfides. Localizam-se na epiderme das folhas e caules. Pelosnglandulares Produzem secreções relacionadas com a defesa do vegetal como, por exemplo, as secreções urticantes da urtiga e secreções enzimáticas nas plantas insetívoras. Bolsasnsecretoras São formadas por grupos de células que ocorrem geralmente nas folhas, caules e frutos e são responsáveis pela secreção de substâncias oleosas. Tubosnlaticíferos Produzem secreções leitosas, chamadas de látex. Quando o vegetal é ferido, escorre o látex que, em contato com o ar, coagula e promove assim a recuperação do tecido lesado. Podem ser encontrados na seringueira, figueira, jaqueira etc. Nectários Estruturas secretoras presentes nas flores, relacionadas com a produção de secreções açucaradas e nutritivas. Essas secreções atraem animais e assim favorecem o processo de polinização. Alguns vegetais apresentam essas secreções nos pecíolos das folhas como, por exemplo, o maracujá.

Colênquima É um tecido de sustentação formado por células geralmente alongadas, com pouco citoplasma e algumas vezes com cloroplastos. Suas paredes celulares apresentam reforços de celulose que as deixam bastante espessadas e, por esse motivo, podem distender-se fortemente. Esse espessamento pode ocorrer de maneiras diferentes. Quando ocorre nos ângulos das células, chamamos de angular, e quando ocorre em duas paredes opostas, chamamos de lamelar. Podem ser encontrados nas plantas jovens, pois esse tecido não impede seu processo de crescimento. Apresentam ampla distribuição nas plantas, no interior de caules novos, nos pecíolos e nervuras das folhas e raramente nas raízes. Independentemente de onde ele se encontra, oferece resistência, mas sem impedir que o vegetal tenha certa flexibilidade.

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Figura 09 - Células de colênquima em corte transversal em um aumento de 100X.

Fonte: Wikimedia commons

Estruturasnsecretorasndosnvegetais

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Esclerênquima Tecido de sustentação morto formado por células alongadas e pontiagudas que podem estar isoladas ou formando feixes ao redor dos vasos condutores. Nas paredes desses tipos celulares, ocorre intensa deposição de lignina - substância glicoproteica que impermeabiliza o tecido, conferindo maior resistência à tração. Essa lignificação, no entanto, provoca a morte das células. Quando alongadas, essas células são chamadas de fibras e formam feixes, ao redor do xilema e floema, nos caules e nas nervuras das folhas. Os tipos celulares que compõem o esclerênquima são: as fibras, que são células longas de extremidades afiladas; e as célulasnpétreas ou escleritos, que são curtas e têm formas variadas.

Bainha de células do esclerênquima

Floema primário

Tecidosndencondução Alguns grupos de animais não apresentam um tecido especializado no transporte de substâncias para as células. Nesses grupos, as substâncias passam de célula a célula por difusão. No entanto, esse fator geralmente limita o crescimento do animal. Os primeiros a apresentarem um sistema condutor foram os moluscos (polvos, lulas, caracóis e lesmas), característica essa que garantiu ao grupo maior sucesso evolutivo do que em comparação aos grupos anteriores.

Xilema primário Figura 10 - Células de esclerênquima formando uma bainha ao redor do feixe vascular.

Nos vegetais, também existem grupos como as briófitas (musgos) que não apresentam sistema condutor, o que também confere a essas plantas uma limitação no crescimento. A presença de um sistema condutor ocorreu pela primeira vez nas pteridófitas (samambaias), garantindo a elas maior adaptação ao meio terrestre do que para as briófitas. Os vegetais que apresentam sistema condutor são chamados de vasculares, ou traqueófitas, e correspondem às pteridófitas, às gimnospermas (pinheiros) e às angiospermas (plantas com frutos). Os tecidos condutores podem ser apenas de origem primária, como ocorre nas pteridófitas e nas monocotiledôneas, e de origem primária e secundária, nas plantas que apresentam meristema secundário como as gimnospermas e eudicotiledôneas.

Líber O líber ou floema é um tipo de tecido formado por células vivas e alongadas que também se dispõem, formando longos cordões através do qual ocorre o transporte da seiva elaborada. Essa seiva é constituída de matéria orgânica produzida na fotossíntese pelos parênquimas das folhas e, às vezes, caules. As células que constituem os vasos liberianos mantêm o citoplasma e, geralmente, perdem o núcleo. São chamadas de elementosncrivados, pois apresentam poros “crivos” nas paredes celulares, através dos quais ocorre a passagem da seiva orgânica de uma célula para outra. Ao lado desses vasos, aparecem células parenquimatosas que são vivas e nucleadas, chamadas de célulasncompanheiras. Essas células apresentam uma comunicação com os elementos crivados através de especializações da membrana, os plasmodesmos. Assim, as células companheiras oferecem substâncias necessárias aos vasos, que são anucleados. Após a morte dos vasos liberianos, os crivos são obstruídos pela disposição de carboidratos - essa obstrução é denominada de calose.

Floema, líber ou tecido crivoso Célula do tubo crivoso

Célula de companhia

Placa crivosa

Células dos tubos crivosos ligadas entre si topo a topo Figura 11 - Representação esquemática das principais células que compõem o floema.

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Os vasos condutores podem transportar água e sais minerais (seiva bruta ou mineral), a partir das raízes das plantas em direção às folhas, ou transportar matéria orgânica elaborada (seiva elaborada ou orgânica) das folhas ou caules em direção às raízes e outros órgãos das plantas.

Biologia

Lenho É o tecido responsável pelo transporte de seiva mineral. Essa seiva é constituída de água e sais minerais absorvidos pelos vegetais por meio das raízes. O transporte ocorre no sentido raízes-folhas. As células que constituem o xilema apresentam em suas paredes um reforço de lignina que aumenta a resistência dos vasos à tração, evitando o colapso quando a pressão da seiva for muito alta. No entanto, esse reforço de lignina impede as trocas de substâncias entre as células, ocasionando assim a morte das mesmas. Portanto, o xilema é um tecido morto. A disposição de lignina pode variar nos vasos lenhosos dando aspectos diferentes a esses vasos. Podem-se encontrar formas aneladas, espiraladas, escalariformes, reticulares e pontuadas. Existem dois tipos de células condutoras no xilema: traqueíde e elementondenvason traqueárion(ou xilemático ou, ainda, lenhoso).

Fonte: Wikimedia commons

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Figura 12 - Esquema ilustrativo mostrando os tipos de vasos condutores do sistema vascular -(a) traqueídes e (b) elementos de vaso.

Elementosndenvasos Presentes nas angiospermas, esses elementos de vasos são formados por células alongadas sem material citoplasmático. As células se dispõem em uma sequência, formando um cordão que parte das raízes em direção às folhas. A passagem da seiva ocorre por meio de perfurações que existem entre essas células. As paredes transversais das células que formam os vasos lenhosos são praticamente destruídas. Traqueídes Figura 13 - Eletromicrografia de varredura, mostrando regiões de três elementos de vaso do xilema secundário do carvalho vermelho (Quercus rubra).

Os traqueídes são tecidos que estão presentes nas pteridófitas, gimnospermas e angiospermas. O transporte de água ocorre através dos pares de pontuações que ocorrem atravessando a membrana das células. Esses traqueídes são formados pela superposição das células que apresentam uma forma fusiforme.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Nesse tecido ocorrem células parenquimatosas que envolvem esses vasos. Quando ocorre o envelhecimento dos tecidos, o parênquima emite projeções para o interior dos vasos, denominadas tilo. Essas projeções obstruem os vasos que passam a funcionar apenas como elementos de sustentação. O processo que origina os tilos ocorre na região central do caule, tornando-o mais rígido. Essa região passa, a partir disso, a ser chamada de cerne. Quando observamos o lenho através de um corte, encontramos duas regiões: uma mais escura, o cerne, que corresponde aos vasos lenhosos sem atividade, e uma parte mais clara, alburno, que corresponde aos vasos lenhosos que estão em atividade. As células presentes nessa região - cerne - produzem substâncias corantes, gomas, óleos e resinas. Algumas das substâncias podem impedir a proliferação de micro-organismos e assim impossibilitar a destruição do lenho. Super cie Raio xilemá co

transv ersal

Peridermes

Casca externa

r c

ie t an

nci

r c

Raio xilemá co

rad ial

sca

Casca interna

Raio floemá co

Região câmbio vascular

Figura 14 - Representação esquemática de um corte mostrando os elementos do tronco de uma árvore.

SAIBA MAIS

Os anéis de crescimento são círculos concêntricos observados no xilema secundário do tronco de algumas plantas, principalmente aquelas de clima temperado. Tais anéis são formados graças a uma alteração na atividade do câmbio vascular. Este é o meristema secundário responsável por dar origem ao xilema secundário e, portanto, promover o crescimento em diâmetro da planta. Em regiões de clima temperado, onde é possível observar as estações do ano bem definidas, o câmbio apresenta atividade diferenciada na primavera e no verão. As áreas mais claras correspondem ao lenho primaveril, ou o xilema que se desenvolve durante as épocas mais úmidas do ano. As áreas mais escuras são as regiões mais compactas do xilema, que se desenvolvem nas épocas secas, lenho estival,sendo possível contar cada anel (lenho estival e primaveril) de crescimento como um ano de vida do vegetal. Contudo, isso não é uma regra. Plantas de clima tropical podem produzir mais de um anel por ano. O estudo dos anéis de crescimento, além de contar a idade das árvores, é muito importante para as pesquisas sobre a história do clima no Planeta. Uma das áreas envolvidas nesses estudos é a Dendrologia, que investiga os anéis de crescimento para indicar a situação de disponibilidade de água ao longo de até milhares de anos, assim também como em registros fósseis.

B06  Histologia vegetal: tecidos permanentes

ANÉIS DE CRESCIMENTO: O ÁLBUM DE FOTOGRAFIAS DE UMA ÁRVORE.

Figura 15 - Tronco de uma árvore, evidenciando os anéis de crescimento.

são dea em iona ório.

Biologia

Exercícios de Fixação 01.n (UCSnRS) Os tecidos de sustentação corporal estão presentes em diversos seres vivos, e um dos principais exemplos é o conjunto de ossos que representa o esqueleto humano. Nas plantas, também existem tecidos de sustentação que, além de outras funções, auxiliam na manutenção de sua estrutura. Assinale a alternativa que corresponde a um desses tecidos de sustentação das plantas. a) Floema b) Estômato c) Esclerênquima d) Aerênquima e) Hidatódio 02.n (Unioesten PR) Em relação aos tecidos vegetais, assinale a alternativa que relaciona CORRETAMENTE o tecido com as suas respectivas características: I. Xilema II. Floema III. Parênquima IV. Esclerênquima V. Colênquima (a)

(b)

(c)

(d)

B06  Histologia vegetal: tecidos permanentes

(e)

Tecido de sustentação constituído por células vivas, geralmente alongadas e com paredes espessadas, ricas em celulose, pectina e outras substâncias. Tecido responsável pelo transporte da seiva bruta (água e sais minerais). Um dos elementos característicos deste tecido são as células mortas denominadas traqueídes, com parede celular lignificada. Tecido responsável pela condução da seiva elaborada. Constituído por células vivas e anucleadas, denominadas células crivosas que estão intimamente relacionadas com outro tipo celular, a célula-companheira. Tecido formado por células vivas, com parede celular delgada que desempenha funções variadas tais como: fotossíntese, secreção, preenchimento e reserva. É um tecido de sustentação, formado por células mortas, com parede celular espessada, impregnada com lignina, altamente impermeável.

a) I-c, II-b, III-a, IV-d, V-e b) I-b, II-c, III-d, IV-e, V-a c) I-b, II-c, III-e, IV-d, V-a d) I-c, II-b, III-d, IV-e, V-a e) I-a, II-d, III-b, IV-c, V-e 03.n (Pucn RJ)n As plantas, assim como os animais, apresentam órgãos compostos de diferentes tecidos, e esses tecidos apresentam diferentes funções: revestimento; assimilação e reserva; sustentação; condução.

Os tecidos que desempenham essas funções são, respectivamente: a) epiderme, parênquima, floema, esclerênquima. b) colênquima, epiderme, xilema, parênquima. c) epiderme, esclerênquima, xilema, parênquima. d) epiderme, parênquima, esclerênquima, floema. e) parênquima, colênquima, floema, esclerênquima. 04.n (UNISCnRS) Considere os seguintes itens. ICélulas guardas II - Traqueídes III - Células subsidiárias ou anexas IV - Fibras V - Tricomas Em qual das alternativas abaixo, evidenciam-se itens que somente podem ser encontrados na epiderme, tecido de revestimento primário dos vegetais. a) Nos itens I, II e III. b) Nos itens II, III e IV. c) Nos itens I, III e V. d) Nos itens I, III e IV. e) Nos itens II, IV e V. 05.n (FCMnMG)

1 Células da folha

3 Vacúolo Célula da epiderme

Núcleo

No desenho acima, 1, 2 e 3 referem-se a a) Parênquima Clorofiliano, Citoplasma e Cloroplastos. b) Parênquima Paliçádico, Cloroplastos e Tilacoides. c) Cloroplastos, Clorofila e Receptores de elétrons. d) Epiderme Foliar, Vacúolos e Grãos de Amido.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Exercícios Complementares

(Peter H. Raven et al. Biologia vegetal, 2007. Adaptado.)

A substância que constitui as paredes dos traqueídes indicada por Y é a a) lignina e as plantas fósseis poderiam pertencer ao grupo das pteridófitas, das gimnospermas ou das angiospermas. b) lignina e os traqueídes são células vivas que formam os vasos do xilema. c) quitina e as plantas fósseis poderiam pertencer ao grupo das gimnospermas e das angiospermas. d) celulose e as plantas fósseis encontradas até agora são representantes de pequeno porte pertencentes aos grupos das algas ou das briófitas. e) celulose e os elementos crivados formam as células do xilema. 02.n (UEPA) O Papiro (Cyperus papyrus) planta aquática, que apresenta um cotilédone em sua semente, é considerada sagrada e fartamente encontrada no delta do Nilo. No Egito antigo, o papiro, precursor do papel, foi usado para a comunicação entre vários povos. A parte interna do caule dessa planta era cortada em finas tiras que, depois de alguns processos, eram transformadas em meio físico para a escrita. As características que permitem a identificação do órgão vegetal usado na confecção do instrumento que recebe a escrita, referido no texto, são: I. Os vasos condutores de seiva encontram-se dispersos irregularmente por todo o cilindro central. II. É do tipo tronco bem desenvolvido na região inferior e ramificado na região superior. III. Em geral não crescem em espessura, como por exemplo, os do tipo colmo e estipe. IV. O colênquima e o esclerênquima servem de condutores da seiva elaborada. A alternativa que contém todas as afirmativas corretas é: a) I e III c) I, III e IV e) I, II, III e IV b) I, II e III d) II, III e IV 03.n (PucnCampinasnSP) Etanolndencapimntransgênico Uma variedade transgênica de capim switchgrass poderá aumentar em até um terço a produção de etanol a partir dessa

planta muito comum nos Estados Unidos. Ela é objeto de estudos para a produção de biocombustíveis por meio de enzimas que quebram e transformam as moléculas do vegetal. Pesquisadores do The Samuel Roberts Foundation e do Oak Ridge National Laboratory mostraram o desenvolvimento de uma variedade transgênica com uma alteração genética que reduziu drasticamente a lignina na estrutura da planta. A lignina é uma macromolécula da parede celular que confere rigidez ao vegetal, mas interfere no processo de produção. Com menos lignina, a fabricação de etanol se tornará mais barata porque será feita numa temperatura mais baixa e com um terço das enzimas usadas com o capim convencional. (Adaptado: Revista Pesquisa FAPESP, março de 2011, p. 63)

Células com parede impregnada com lignina são comuns a) em todos os tecidos das plantas vasculares. b) nos meristemas primários. c) em todos os tecidos vegetais. d) no esclerênquima. e) no parênquima paliçádico. 04.n (PucnMG) O súber é um tecido secundário constituído por células maduras mortas com paredes infiltradas por suberina, material ceroso ou gorduroso que são resistentes à passagem de gases e vapor d’água. Após a leitura da passagem acima, marque a afirmativa INCORRETA sobre o súber. a) O súber é um tecido que atua como isolante térmico e na proteção contra choques mecânicos. b) O súber de determinadas espécies de plantas são utilizados comercialmente como cortiça. c) O súber é constituído do parênquima cortical com função de reserva e de preenchimento geral do córtex vegetal. d) O tecido formador do súber é o felogênio, também denominado de câmbio da casca. 05.n (FGVnSP) A rolha de cortiça, utilizada para tapar garrafas de vinhos, apresenta características fundamentais que interferem na qualidade das bebidas armazenadas, entre elas a porosidade. A cortiça é extraída a partir do súber da espécie de árvore Quercus suber, ou sobreiro, original da península Ibérica. A porosidade da cortiça deve-se ao fato de esse tecido vegetal ser constituído por células a) cujo citoplasma apresenta vacúolo repleto de ar. b) mortas em que restam apenas as paredes celulósicas. c) cuja membrana plasmática apresenta alta permeabilidade. d) vivas cuja parede celular apresenta reduzida quantidade de celulose. e) originadas a partir de tecidos condutores de seiva, portanto, tubos.

B06  Histologia vegetal: tecidos permanentes

01.n (FMJnSP) Os traqueídes (ou elementos traqueais) são células condutoras de seiva que possuem paredes espessas de Y e encontram- se frequentemente bem preservados no registro fóssil. Diferentemente, os elementos crivados possuem paredes macias e frequentemente colapsam depois que morrem, de maneira que raramente são bem preservados nos fósseis. Nas plantas fósseis, os elementos traqueais são células longas, com as extremidades afiladas e foram os primeiros tipos de célula condutora de água a surgir.

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO B07

ASSUNTOS ABORDADOS nn Morfologianenhistologiandanraizn

endoncaule

n Histologia da raiz n Morfologia das raízes n Histologia do caule n Morfologia do caule

MORFOLOGIA E HISTOLOGIA DA RAIZ E DO CAULE As árvores são especiais e fundamentais nas cidades, pois, além de embelezar o cenário, elas possuem um importantíssimo papel no equilíbrio térmico, proporcionando ar fresco onde quer que estejam. Além dessa relevante característica, elas também colaboram com a redução da poluição do ar, fornecendo, ainda, sombra, refúgio e alimento para as aves. Somado a esses benefícios consideremos a proteção contra ventos, fixação de carbono etc. Mas não podemos nos esquecer de que a escolha correta da espécie para o plantio em calçadas é fundamental. Primeiramente, se você deseja plantar uma árvore na calçada de sua casa, deve procurar a prefeitura ou a administração local do bairro. Muitas cidades têm um plano de arborização urbana, com espécies de árvores indicadas por profissionais capacitados. Normalmente, você pode solicitar o plantio à administração pública, ou buscar as mudas no viveiro público e plantá-las você mesmo. Mas é muito importante prestar atenção na escolha da árvore. O plantio da espécie errada pode trazer complicações no futuro, como por exemplo: tubulações de água e esgoto estouradas; calçadas levantadas; problemas na rede elétrica; galhos que ameaçam cair a qualquer momento; frutos pesados que caem sobre carros; ramos espinhentos que atrapalham os pedestres; sujeira e mau cheiro advindo de frutos; folhas ou flores caídas; entre muitas outras situações desagradáveis e perigosas. Nesse sentido, é de fundamental importância saber que tipo de árvore é adequada para o plantio em calçadas.

Figura 01 - A Magnólia, além de bela e perfumada, faz lembrar os ipês-rosas. Elas são muito interessantes para a arborização urbana, devido ao seu porte pequeno. Por serem decíduas são próprias para o clima subtropical e temperado. Alcançam de 5 a 10 metros de altura.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Histologiandanraiz

Epiderme

De maneira geral, a raiz é o órgão responsável pela fixação da planta e absorção de água e sais minerais. Geralmente, é aclorofilado e subterrâneo, mas existem raízes que não seguem esse padrão. Ao analisar uma raiz de uma eudicotiledônea (partindo da sua extremidade e indo em direção ao caule), é possível distinguir quatro regiões: a zonan meristemática, a zonanlisanou denalongamentoncelular,na zonan pilíferane anzonansuberosa.

Córtex O córtex ocupa a maior parte da estrutura primária da raiz e é constituído por células parenquimáticas (parênquima cortical). Os plastídios dessas células armazenam amido e são desprovidos de clorofila. A camada mais interna do córtex é a endoderme, formada por células compactadas, fortemente unidas e sem espaços aeríferos devido à presença das estriasndenCaspary. Esta é uma faixa integral de suberina que contorna lateralmente a parede celular das células da endoderme. Esse cinturão impermeável obriga a água e os sais minerais a acessarem os vasos condutores do cilindro central, atravessando o interior das células que compõem a endoderme. Essa passagem ocorre principalmente através dos plasmodesmos que fazem conexão entre células do córtex e do cilindro vascular.

Zona de maturação celular

Zona de mul plicação celular

A maioria das monocotiledôneas e algumas eudicotiledôneas herbáceas possuem apenas crescimenton primário. Os tecidos formados a partir do meristema primário constituem a estruturan primárian dan raiz. Portanto, essa estrutura é formada por três tecidos básicos: a epiderme, o córtex e o cilindro vascular.

Zona de alongamento celular

Na região apical da raiz, encontramos a zona meristemática (também chamada de zonan den multiplicaçãon celular) e a coifa. A coifa consiste em um aglomerado de células que reveste a extremidade da raiz, e, por isso, é responsável por diminuir o atrito das células à medida que ocorre o crescimento da raiz em direção ao solo. Essa região ainda é capaz de detectar a atração da gravidade e, desse modo, controlar o crescimento descendente das raízes. Acima da zona meristemática está a zona de alonCilindronvascular gamento celular, que é determinante no crescimento da Também chamado de cilindro central é formado por uma raiz. As células da zona de alongamento celular não socamada de células não vasculares, denominada periciclo, frem mais divisões celulares, apenas crescem em diâmepelos tecidos vasculares (xilema e floema) e tecido de pretro. Na zona pilífera, os pelos absorventes são estruturas enchimento − parênquima medular. Em algumas espécies longas e delicadas que aumentam a superfície de contato, de monocotiledôneas, como o milho, a região central da raiz promovendo a absorção de água e sais minerais. Depois não é ocupada por xilema, e sim pelo parênquima medular dessa região, não ocorre crescimento em comprimento ou pelo esclerênquima. Já nas eudicotiledôneas, o padrão e podem ser observadas apenas regiões de ramificações mais comum corresponde ao xilema no centro e, mais peri(zona suberosa) como, por exemplo, nas eudicotiledônefericamente, no cilindro vascular, os feixes do floema alteras. Nesse grupo vegetal, essa região é o local onde ocornam-se com as projeções do xilema. re a formação de raízesn lateraisn oun Morfologia da raiz raízesn secundárias. A organização Periciclo histológica de uma raiz lateral é a Protoxilema Endoderma Floema mesma da raiz principal, isto é, na Cilindo vascular Metaxilema Córtex Epiderme extremidade há o meristema apical (responsável pela multiplicação celuCilindro vascular lar), seguido da zona de alongamento Pelos Córtex absorventes Pelo absorvente e demais zonas. Epiderme Mucilagem

Coifa

Procâmbio Meristema fundamental Protoderma

Coifa Meristema apical

Figura 02 - Representação esquemática da ponta de uma raiz evidenciando suas regiões.

B07  Morfologia e histologia da raiz e do caule

Estruturanprimáriandanraiz

A epiderme tem função de revestimento, proteção e absorção. Isso porque ela é a camada de célula que fica em contato direto com o solo.

Biologia

Estruturansecundáriandanraiz A formação da estrutura secundária ocorre, geralmente, em gimnospermas e eudicotiledôneas e está relacionada ao crescimento em espessura. O crescimento secundário é formado pelo desenvolvimento dos meristemas secundários: o câmbio e o felogênio. O câmbio origina os novos vasos condutores: floema e xilema secundários. O felogênio origina o súber e feloderme.

Morfologiandasnraízes Tiposndenraízes Quanto à forma, existem dois tipos fundamentais: Raiznaxialn Também chamada de pivotante e apresenta um eixo central bem desenvolvido de onde partem ramificações secundárias originadas do periciclo. É o tipo mais comum encontrado nas gimnospermas e nas eudicotiledôneas. Raiznfasciculadan Figura 03 - Corte da raiz mostrando a formação da estrutura secundária.

Tipo de raiz em que não se distingue um eixo principal. São raízes finas e superficiais que apresentam um grande número de ramificações, e por essa razão, é chamada frequentemente de raiz em cabeleira. É o tipo mais comum nas monocotiledôneas.

Figura 04 - A esquerda raiz axial / A direita raiz fasciculada..

PrincipaisnAdaptaçõesnRadiculares

B07  Morfologia e histologia da raiz e do caule

Raízesntuberosas São raízes que acumulam substâncias de reserva na raiz principal ou nas raízes secundárias. A cenoura, o nabo, o rabanete e a beterraba são exemplos de raízes principais. A mandioca e a batata-doce são exemplos de raízes secundárias.

Figura 05 - Da esquerda para direita temos nabo, rabanete e cenoura.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Raiznescoranounsuporte Raízes aéreas que surgem a partir de ramos caulinares e crescem em direção ao solo. São frequentes em solos instáveis como nas áreas de mangue. Exemplo: Rizophora mangle. Raízesnrespiratóriasn Também chamadas de pneumatóforo, possuem função de trocas gasosas. Elas surgem a partir de uma raiz subterrânea e são comuns em vegetação de mangue, crescem em direção à superfície, ficando expostas ao ar atmosférico. Raízesnsugadorasn

Figura 06 - Raízes-escora: (suporte) de Rizophora, planta do mangue

Fonte: Wikimedia commons

Conhecidas também como raízes haustórios são estruturas típicas de plantas parasitas. São muito finas e penetram o caule da planta hospedeira, atingindo o floema e retirando-lhe seiva elaborada ou orgânica, sendo denominadas de holoparasitas ou parasitas totais. Exemplo: Cipó-chumbo. Outra variedade atinge o xilema ou lenho, retirando seiva bruta ou inorgânica formada por água e sais minerais, denominadas de hemiparasitas. Ex.: Erva-de-passarinho.

Figura 07 - Raízes grampiformes

SAIBA MAIS CULTIVO HIDROPÔNICO B07  Morfologia e histologia da raiz e do caule

Se durante um almoço em família, alguma criança curiosa perguntar de onde vêm as verduras, frutas e hortaliças que estão na mesa, a resposta automática é que são plantadas na terra, certo? Nem sempre. Existem outras formas de cultivo e uma das que vêm ganhando destaque é a hidroponia. Esse método refere-se às plantas que não crescem fixadas ao solo, e sim na água. Nesse caso, os nutrientes de que elas necessitam para se desenvolver são dissolvidos na água que passa por suas raízes. Na hidroponia, a planta não entra em contato com o solo e recebe os sais minerais de que precisa em proporção equilibrada, dissolvidos em água. O resultado é uma planta mais forte e sadia, com qualidade nutricional e sabor equivalente aos vegetais produzidos nas práticas tradicionais de cultivo. Mas o maior atrativo do sistema hidropônico é a isenção de resíduos agrotóxicos. Ao utilizar a hidroponia, o agricultor também evita a degradação dos solos e a agressão ao ambiente, além de economizar, pois reduz o uso de produtos químicos e a preocupação com a desinfestação de áreas para o plantio. Atualmente, a alface é a espécie mais cultivada, mas também podem-se cultivar couve, rúcula, brócolis, berinjela, tomate, arroz, morango, mudas de árvores e plantas ornamentais. A técnica é uma alternativa bastante utilizada em países como Holanda, França, Estados Unidos e Japão, que apresentam condições adversas de clima, área e solo. No Brasil, a região Sudeste – especialmente o estado de São Paulo – concentra a principal produção hidropônica.

Biologia

Histologiandoncaule O caule estabelece a conexão entre as outras partes da planta. É, geralmente, um órgão cilíndrico ascendente com geotropismo negativo, mas pode ser horizontal ou subterrâneo. Além de servir de sustentação para as partes aéreas da planta, o caule tem outras funções, como condução de seiva, armazenamento de reservas nutritivas e, às vezes, pode efetuar a propagação vegetativa da planta. Estruturanprimáriandoncaule O caule possui uma estrutura mais complexa que a raiz. Apresenta nós e entrenós (espaço entre dois nós), gema apical e gemas laterais (ilhas de tecido meristemático). A formação dos ramos ocorre a partir do desenvolvimento das gemas laterais. Primórdios de folha Gema apical Primórdios deramo (gema axilares) Folha Nó Entrenó Gema axilar

Fitômero

Figura 08 - Estrutura externa do caule

As células do meristema apical do caule originam os mesmos tecidos meristemáticos da raiz: protoderma, meristema fundamental e procâmbio. A diferenciação das células meristemáticas, nesses tipos de tecido, constitui o crescimentonprimáriondoncaule, formando, consequentemente, a estruturanprimáriandoncaule. Diferente da raiz, a diferenciação das células do procâmbio forma feixesnliberolenhosos, isto é, o floema primário cresce voltado para o exterior da planta e o xilema primário voltado para o interior. A disposição dos vasos condutores pode variar de acordo com o grupo vegetal. Nas monocotiledôneas, os feixes condutores são mistos e encontram-se espalhados pelo parênquima de preenchimento. No caule, assim como nas raízes, a diferenciação das células da protoderme origina a epiderme. As células da epiderme, nos caules jovens, produzem uma substância lipídica que se adere na parede celular, chamada cutina, impermeabilizando-a. Essa película impermeável do caule é chamada de cutícula. As células do meristema fundamental do caule primário se desenvolvem nas células do córtex: células parenquimáticas e colenquimáticas.

Floema Xilema

B07  Morfologia e histologia da raiz e do caule

Floema Epiderme

Célula companheira Fibras (sustentação) Xilema

Feixes líbero-lenhosos espalhados

Detalhe de um feixe líbero-lenhoso (líber para fora e lenho para dentro) Figura 09 - Representação esquemática da estrutura primária de uma monocotiledônea.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Estruturansecundáriandoncaule O crescimento secundário está relacionado com o crescimento em espessura e ocorre, geralmente, em gimnospermas e eudicotiledôneas, mas também pode ocorrer em monocotiledôneas arbóreas. Semelhante ao que ocorre na raiz, o crescimento secundário ocorre devido à formação do câmbionvascular (assim chamado porque origina os vasos condutores) e do felogênio ou câmbio da casca, que origina a periderme. Estrutura primária Córtex

Floema primário

Floema

Epiderme

Câmbio fascicular

Floema secundário

Xilema

Córtex

Xilema secundário Câmbio fascicular

Medula

Xilema primário

Câmbio

Estrutura secundária Súber Córtex Felogênio

Feloderma

Súber

Xilema primário Medula

Xilema primário Floema secundário Floema primário

Câmbio interfascicular

Medula

Medula Xilema secundário

Xilema secundário

Floema secundário Floema primário

Felogênio

Figura 08 - Esquema representando as estruturas primárias e secundárias do caule de uma eudicotiledônea.

Da mesma maneira que ocorre nas raízes, o felogênio no caule surge imediatamente após a epiderme, originando a feloderma para o interior do caule e o súber para o exterior. A camada de células mortas do súber protege o caule das plantas arbóreas. Em muitas dessas espécies, o câmbio original, depois de um tempo de atividade, deixa de funcionar e surge um novo câmbio internamente, que produz feloderma e súber. A antiga periderme, que está situada mais externamente no caule, morre e recebe o nome de ritidoma. O ritidoma sofre rachaduras e solta-se do tronco.

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Fonte: Wikimedia commons

Figura 11 - Tronco de uma árvore com o ritidoma se soltando.

Biologia

Origem dos diversos tecidos das plantas Meristemas primários Protoderma

Meristemas apicais

Meristema fundamental

Tecidos primários Epiderme

Súber Felogênio

Esclerênquima Colênquima

Feloderma

Parênquima Câmbio interfascicular

Protoxilema Procâmbio

Tecidos secundários

Xilema secundário

Xilema primário Floema primário Câmbio fascicular

Floema secundário

Morfologiandoncaule Classificaçãondosntiposndencaules O caule pode ser classificado de diferentes maneiras, dependendo da característica analisada. Quantonànconsistência Podem ser denominados por: – caule fino, pouco consistente com pouco ou nenhum crescimento secundário, não lignificado, característico das ervas. Ex.: alface, agrião. Sublenhoso – caule lignificado apenas na região basal, mais velha, junto às raízes e tenro no ápice. Ocorre em muitos subarbustos. Ex.: milho, arroz. Lenhoso – caule intensamente lignificado, rígido, geralmente de grande porte e com um considerável aumento em diâmetro, como por exemplo, os troncos das árvores.

n Herbáceo n n

Quantonaonhabitat Subdividem-se em: aéreos, rastejantes e subterrâneos. Caulesnaéreos Os caules aéreos são divididos em eretos, rastejantes e trepadores. A a)nEretos

– caule lenhoso, resistente e com ramificações. É típico das plantas de grande porte. Estipe – caule alongado, resistente, cilíndrico e não ramificado. Apresenta um conjunto de folhas na parte apical. Colmo – caule cilíndrico que possui nós e entrenós nítidos. Pode apresentar-se oco, como no bambu, e cheio, como na cana-de-açúcar. Haste – caule pequeno, fino, herbáceo, com pouca resistência e, geralmente, com ramificações. Típico das ervas.

n Tronco n

Fonte: Wikimedia commons

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Figura 12 - (A) Tronco: caule resistente, lenhoso e com muitas ramificações. Ex.: mangueira, abacateiro, carvalho, ipê. (B) Estipe: caule longo, sem ramificações e com folhas apenas na extremidade. C Ex.: palmeiras. (C) Colmo: caule Dcom nós e entrenós que pode ser oco (bambu, taquara) ou cheio (cana de açúcar), contendo substâncias de reserva. (D) Haste: caule fino, flexível e verde. Ex.: cravo, margarida, maria-sem-vergonha.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

b)nCaulesnrastejantes Também chamados de estolhos, são caules pouco resistentes e não conseguem manter-se eretos. Não possuem estruturas de sustentação e, por meio de seus botões vegetativos, enraízam e formam novas folhas. Esse processo funciona como propagação vegetativa. Ex.: gramas de jardim, hortelã, morango etc. Estolho (estolão)

nó Estolho de morangueiro

Estolhos de morangueiro

Figura 13 - Caules rastejantes

c)nCaulesntrepadores Estão presentes em plantas trepadeiras e crescem enrolados sobre diversos tipos de suporte. Esse tipo de caule representa uma adaptação à obtenção de locais mais iluminados, em que há mais luz para a fotossíntese. São classificados em dois tipos: nn Volúveis – n

não apresentam estruturas de sustentação e se enrolam em espiral quando encontram um suporte. Ex.: madressilva, feijão etc. Sarmentosos – apresentam estruturas de sustentação. Tais estruturas correspondem às raízes adventícias, como as grampiformes e as gavinhas. Ex.: chuchu, hera etc.

Caulesnsubterrâneos Sãonclassificadosnem: – desenvolve-se paralelamente à superfície e pode apresentar ramos aéreos originados a partir da gema apical ou das gemas laterais. Ex.: bananeira, samambaia etc.

n Rizoma

A parte aérea da bananeira que se confunde com o caule é um pseudocaule formado por um conjunto de bainhas. – acumula substâncias de reserva. Alguns estudiosos o consideram um rizoma hipertrofiado que não possui raiz. Difere da raiz pela presença de gemas. Ex.: cará, inhame e batatinha. Bulbo – corresponde a um órgão complexo que possui uma parte central, o prato (caule) e folhas modificadas (catáfilos) ricas em nutrientes. Ex.: cebola, alho e lírio.

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n Tubérculo

Figura 14 - Rizoma de bananeira

Escamas ou catáfilos Catáfilos concêntricos Botão vegeta vo

Botão vegeta vo Prato (A)

(B)

Figura 15 - Em A e B, vemos esquemas representando a cebola, um caule subterrâneo do tipo bulbo.

Biologia

Caulesnaquáticos São caules pouco desenvolvidos, geralmente clorofilados, que possuem parênquima aerífero (reserva de ar), facilitando a flutuação e a respiração. Ex.: nenúfar e vitória-régia. Modificaçõesncaulinares O caule pode assumir aspectos diferentes dos tipos mais comuns e essas modificações, geralmente, são adaptações a condições especiais. Ele também pode ser transformado em espinhos, gavinhas ou adquirir uma forma achatada, em substituição às folhas ausentes, reduzidas ou ainda transformadas em espinhos. As adaptações caulinares são classificadas da seguinte forma: n Figura 16 - Caules aquáticos de vitória-régia.

Gavinhas – podem ser modificações caulinares, foliares ou radiculares. Correspondem a adaptações que se enrolam em torno de um suporte, permitindo melhor fixação. Ex.: chuchu, maracujá etc. Fonte: Wikimedia commons

Gavinhas

Es pula Figura 17 - Ervilha

Espinhos – consistem em modificações caulinares ou foliares. São estruturas de proteção que correspondem a ramos secos, curtos, endurecidos e pontiagudos. Ex.: limoeiro. Cladódiosn – caule modificado que assume a aparência e a função fotossintetizante de uma folha, mas que apresenta crescimento contínuo, devido à presença de uma gema apical. Geralmente, o cladódio forma-se em plantas áfilas (sem folhas), com as folhas reduzidas ou transformadas em espinhos, como por exemplo, nos cactos.

B07  Morfologia e histologia da raiz e do caule

Figura 19 - Imagem de um cacto: essas plantas apresentam modificação caulinar em cladódios, com presença de clorofila e grande quantidade de água armazenada em seu interior, sendo de extrema importância nos ambientes áridos ou semiáridos.

Figura 18 - Maracujá – Planta trepadeira que forma gavinhas. Nesse caso, a gavinha é um ramo caulinar modificado.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Exercícios de Fixação

Troncos

Caules subterrâneos que acumulam substâncias nutritivas

Rizomas

Caules adaptados à realização da fotossíntese e, em algumas espécies, também ao armazenamento de água

Estipes

Caules geralmente não-ramificados, que apresentam, no ápice, um tufo de folhas

Colonos

Caules robustos, bem desenvolvidos na parte inferior e geralmente ramificados na parte superior

Cladódios

São estruturas complexas formadas pelo caule e por folhas modificadas

02.n (Unimontesn MG) Analisando a organização estrutural de plantas angiospermas, identificamos diversos tipos de tecido como, por exemplo, os de revestimento, preenchimento, sustentação e condução. Sobre os tecidos que compõem as plantas angiospermas, é CORRETO afirmar: a) No floema, a comunicação entre os citoplasmas de células vizinhas é feita pelo plasmodesmo que atravessa cada poro dos tubos crivados. b) Nas traqueídes, a seiva bruta atravessa as paredes celulares nas zonas reforçadas com anéis de lignina. c) O esclerênquima e o colênquima são tecidos de sustentação compostos por células vivas com alta capacidade de acumular celulose para reforçar a parede das plantas. d) Pelos absorventes e cutícula se formam os prolongamentos da raízes com o objetivo de aumentar a superfície absortiva de água e sais minerais. 03.n (UEMnPR) Sobre os tecidos vegetais, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01. O felogênio é um meristema secundário que dá origem ao súber e à feloderme. 02. Em plantas que pertencem ao grupo das eudicotiledôneas, o meristema primário é responsável pelo crescimento secundário. 04. As células meristemáticas do caule e da raiz originam os tecidos meristemáticos primários, representados pela epiderme, pelo câmbio fascicular e pelo parênquima fundamental. 08. O parênquima é um tecido fundamental para os vegetais, sendo responsável pela realização da fotossíntese e pelo armazenamento de substâncias.

16. Lenticelas são pequenas fendas responsáveis pelas trocas gasosas que ocorrem em tecidos suberificados. 04.n (FCMnPB) A banana é uma das frutas mais consumidas no mundo, sendo produzida na maioria dos países tropicais, representa a quarta fonte de energia depois do milho, arroz e trigo. A banana possui variável fonte de minerais, sendo um importante componente na alimentação em todo o mundo. Seu sabor é um dos mais importantes atributos de qualidade, a polpa verde é caracterizada por uma forte adstringência determinada pela presença de compostos fenólicos solúveis, principalmente taninos; o caule da bananeira tem função de reserva e propagação vegetativa. Assinale a alternativa CORRETA para a denominação deste tipo de caule. a) Bulbo b) Tubérculo c) Pecíolo d) Limbo e) Rizoma 05.n (PucnRJ) Considerando a histologia vegetal - ciência que estuda os tecidos biológicos vegetais – é errado afirmar que a) os tecidos de revestimento dos vegetais são hipoderme e endoderme. b) os tecidos de condução dos vegetais são xilema e floema. c) os tecidos de sustentação dos vegetais são colênquima e esclerênquima. d) os meristemas são responsáveis por formar os tecidos das plantas. e) os tecidos que atuam no armazenamento de substâncias, na fotossíntese e no transporte de substâncias a curta distância são os parênquimas. 06.n (UEPGnPR) Um tipo de caule de plantas comum e conhecido é o tronco, que é aéreo e vertical, com ramificações. No entanto, muitas plantas apresentam caule com adaptações especiais. Em relação às adaptações especiais de caule, assinale o que for correto. 01. O tubérculo é um caule subterrâneo rico em material nutritivo, exemplo: a batata. 02. Cladódio é um caule aéreo modificado com função fotossintetizante e/ou de reserva de água. 04. O caule volúvel é ereto e rígido, possuindo poucas folhas e com espinhos. 08. Rizóforo é um caule cilíndrico em que se observem nitidamente os nós e entrenós, formando os gomos, como ocorre no bambu. 16. Rizoma é um caule aéreo rastejante em que há enraizamento em vários pontos. Se a ligação entre um enraizamento e outro for interrompida, a planta morre.

B07  Morfologia e histologia da raiz e do caule

01.n (Unioesten PR) Assinale a alternativa que associa corretamente o tipo de caule com algumas de suas características.

s teativa stão

Biologia

Exercícios Complementares 01.n (UnioestenPR) Durante uma aula de Botânica, a fim de destacar a importância de vários produtos de origem vegetal, um professor de Biologia ressaltou que: - do caule tuberoso da batata retiram-se vários produtos importantes para a alimentação, ricos principalmente em AMIDO; - dos caules de árvores como mogno, cedro, peroba, jacarandá, pinho, imbuia, ipê etc., retira-se uma grande variedade de MADEIRAS; - do caule do sobreiro é extraída a grossa camada externa, conhecida como CORTIÇA; - do caule da coroa-de-Cristo pode ser extraído o LÁTEX, o qual apresenta potencial efeito moluscicida. Os produtos acima mencionados pelo professor e destacados no texto – AMIDO, MADEIRAS, CORTIÇA e LÁTEX – estão associados a diferentes tipos de tecidos vegetais, respectivamente: a) tecido suberoso; vasos lenhosos; tecido secretor; parênquima de reserva. b) tecido de sustentação; parênquima de reserva; vasos lenhosos; tecido suberoso. c) tecido secretor; parênquima de reserva; vasos lenhosos; tecido suberoso. d) parênquima de reserva; tecido suberoso; vasos lenhosos; tecido secretor. e) parênquima de reserva; vasos lenhosos; tecido suberoso; tecido secretor. 02.n (UEAM) Alporquia é um método botânico utilizado para formação de raízes em um ramo de uma planta adulta. Para tal procedimento, é retirado um anel da casca do ramo vegetal e um saco plástico com musgo é amarrado sobre o tecido exposto, conforme ilustra a figura.

Nesse processo, a formação de raízes, a partir do galho, é possível pois a) os tecidos das gemas laterais do caule são os mesmos das raízes. b) as células envolvidas são constituintes de meristemas primários. c) os tecidos vegetais não atingem o estado diferenciado adulto. d) as células vegetais do caule sofrem diferenciação a qualquer momento. e) os tecidos vegetais retornam à condição meristemática. 03.n (UEPB) Comparando-se as estruturas vegetais abaixo indicadas (I, II, III, IVe V) com estruturas animais, podem-se estabelecer algumas analogias, de acordo com a função que exercem. I. Súber II. Vasos liberianos III. Colênquima IV. Esclerênquima V. Parênquima A analogia encontra-se estabelecida em: a) I- não há correspondência; II- capilares sanguíneos; IIIpele; IV - ossos; V - cartilagens b) I- epitélio; II- veias; III- ossos; IV- cartilagens; V- músculos c) I- anexos da epiderme; II- artérias; III- ossos; IV- cartilagens; V - membranas d) I- pele; II- vasos sanguíneos; III- músculos; IV- ossos; Vglândula e) I- pele; II- capilares sanguíneos; III- cartilagens; IV- ossos; V - glândula 04.n (UFABCnSP) Leia o poema. Vozesndanmorte

B07  Morfologia e histologia da raiz e do caule

Agora, sim! Vamos morrer, reunidos, Tamarindo de minha desventura, Tu, com o envelhecimento da nervura, Eu, com o envelhecimento dos tecidos! Ah! Esta noite é a noite dos Vencidos! E a podridão, meu velho! E essa futura Ultrafatalidade de ossatura, A que nos acharemos reduzidos! (www.jardineiro.net)

Após a formação das raízes, o ramo é cortado na base e plantado em um local definitivo.

Não morrerão, porém, tuas sementes! E assim, para o Futuro, em diferentes Florestas, vales, selvas, glebas, trilhos,

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

(Augusto dos Anjos, 1884-1914)

Ao falar da morte, Augusto dos Anjos usa em seu poema termos referentes à botânica; assim, as palavras destacadas no poema podem ser relacionadas, respectivamente, com os seguintes tecidos vegetais: Nervura

Ossatura

Sementes

Líber

Colênquima

Maristema primário

Súber

Colênquima

Embrião

Lenho

Esclerênquima

Súber

Epiderme

Esclerênquima

Endosperma

Parênquima aerífero

Endoderme com estrias de Caspary

Periciclo

05.n (UFVn MG) Embora a planta dependa da fisiologia integrada de seus tecidos para sobreviver a períodos de seca, um deles possui maior importância nessas condições. Assinale o nome desse tecido: a) Floema. b) Xilema. c) Colênquima. d) Epiderme. 06.n (UEPB) Assim como os animais, os vegetais apresentam diversos tipos de tecidos em sua constituição. Entre os tecidos vegetais verificam-se os meristemas, primário e secundário, com células pouco diferenciadas e alto poder proliferativo, promovendo o crescimento das plantas. Tomando como base o meristema secundário, analise a figura abaixo e classifique as legendas, quanto a sua nomenclatura e sua função: A B C

a) A – Súber, tecido morto, reveste raízes e caules; B – Felogênio, tecido vivo com poder proliferativo; C – Feloderme, parte da periderme constituída por camada(s) de células parenquimáticas, originadas por divisão das células do felogênio; D – Câmbio, principal responsável pelo crescimento da planta. b) A – Súber, tecido morto, reveste apenas caules; B – Felogênio, tecido vivo de constituição; C – Feloderme, tecido originado do súber; D – Câmbio, principal responsável pelo crescimento da planta.

c) A – Súber, tecido morto, reveste apenas raízes; B – Felogênio, tecido vivo com poder proliferativo; C – Feloderme, tecido originado da periderme; D – Câmbio, principal responsável pelo crescimento da planta, pois forma o vaso lenhoso. d) A – Súber, tecido vivo, reveste raízes e caules; B – Felogênio, tecido vivo com poder de substituição; C – Feloderme, parte da periderme originada por divisão das células do câmbio; D – Câmbio, principal responsável pelo crescimento da planta, pois forma o vaso lenhoso e o vaso liberiano. e) A – Súber, tecido vivo, reveste raízes e caules; B – Felogênio, tecido vivo com poder proliferativo; C – Feloderme, parte da periderme originada por divisão das células do câmbio; D – Câmbio, principal responsável pelo crescimento da planta, pois forma apenas o vaso liberiano. 07.n (UdescnSC) Assinale a alternativa incorreta quanto às características histológicas dos vegetais. a) Na superfície externa das células dos parênquimas, há uma cutícula impermeabilizante produzida pelas próprias células. b) Os acúleos são estruturas protetoras formadas por projeções pontiagudas, confundidos com espinhos. Ocorrem, como por exemplo, nas roseiras. c) Alguns tricomas produzem secreções glandulares, como as urticantes na urtiga, e as digestivas nas plantas carnívoras. d) Os estômatos ocorrem nas folhas e são importantes nas trocas gasosas entre os tecidos internos da planta e o meio externo. e) O súber maduro é também denominado cortiça, pouco densa e impermeável à água devido ao efeito da suberina. 08.n (UEPGnPR) Sobre histologia vegetal, assinale o que for correto. 01. Nos vegetais, o revestimento é feito por uma epiderme, que pode conter uma ou várias camadas de células fortemente unidas. Essas células, que são de forma hexagonal, ondulada ou retangular, possuem um grande vacúolo central, que limita o citoplasma a uma delgada região periférica próxima à parede celular. A parede celular funciona como um revestimento extra, além de proporcionar a sustentação da célula vegetal. 02. A epiderme é revestida externamente por um lipídio chamado cutina, que a torna impermeável. 04. São comuns nas células vegetais os pelos uni ou pluricelulares, com função de defesa, secreção e controle da respiração; nas folhas das plantas carnívoras, esses pelos promovem a síntese de enzimas proteolíticas. 08. Em muitos vegetais o revestimento mais externo da epiderme é constituído por várias camadas de células mortas, dotadas de uma parede bastante espessa formada por uma cera chamada suberina. Essas células dão origem a um tecido de sustentação vegetal chamado súber. 16. O súber pode apresentar lenticelas, pequenos relevos com uma passagem na região central, por onde ocorrem as trocas gasosas entre o vegetal e o meio externo. 75

B07  Morfologia e histologia da raiz e do caule

Na multiplicidade dos teus ramos, Pelo muito que em vida nos amamos, Depois da morte, inda teremos filhos!

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO B08

ASSUNTOS ABORDADOS nn Estudondanfolha n Anatomia da folha n Adaptações especiais das folhas n Transpiração

ESTUDO DA FOLHA É bem provável que você já tenha se alimentado de alface, couve, espinafre, alecrim, manjericão etc. Não é de hoje que os nutricionistas recomendam que para garantir uma alimentação equilibrada, devemos consumir vegetais. E dentro dessa categoria de alimentos estão as folhas comestíveis, que geralmente apresentam um número baixo de calorias e são fontes de nutrientes importantes para o funcionamento do nosso organismo. A alface é uma das folhas verdes comestíveis mais conhecidas e pode aparecer tanto em saladas, como em sanduíches. Uma folha grande de alface possui somente duas calorias e o alimento é fonte de nutrientes como carboidratos, proteínas, vitamina A, vitamina C, vitamina K, ácido fólico (vitamina B9), colina (vitamina do complexo B), cálcio, ferro, magnésio, fósforo e potássio. A couve é rica em ferro, fibras, potássio, ácido fólico e cálcio. Ela também é fonte de vitamina A, proteínas, magnésio e vitamina C. Uma porção de 100 g de couve-manteiga crua apresenta 27 calorias, enquanto a mesma quantidade do alimento refogado traz 92 calorias. Já o espinafre,nerva rasteira originária da região central e da área sudoeste da Ásia, possui 23 calorias em cada porção de 100 g. O vegetal é fonte de potássio, proteínas, carboidratos, fibras, vitamina A, vitamina B6, vitamina B9, vitamina B12, vitamina K, manganês, fósforo, cálcio, ferro e magnésio. Por outro lado, o alecrim, erva que pode ser usada tanto na preparação de chás quanto em tempero, é uma das folhas comestíveis que possuem ação antioxidante e expectorante. Essa folha está associada à diminuição dos gases, ao combate da gripe e à melhoria das inflamações. Uma porção com 10 g de alecrim fresco picado possui 13 calorias. A planta é fonte de nutrientes como vitamina A, vitamina B1, vitamina B2, vitamina C, vitamina K, fibras, proteínas, cálcio e potássio.

Figura 01 - Da esquerda para a direita temos, respectivamente, alface, couve, manjericão, alecrim e espinafre.

Por último, o manjericão é uma erva originária da Ásia e da África que serve como tempero para diversos pratos com carne, queijo, ovos, peixes e vegetais. Ela também pode ser utilizada em sopas, pizzas, tortas, saladas e lasanhas. 100 g de manjericão trazem 23 calorias e fornecem nutrientes como fibras, proteínas, vitamina A, vitamina C, ferro e cálcio.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

A folha é um órgão que está presente em quase todos os vegetais superiores, com raras exceções, como acontece nas Cactaceae – quando ela transformou-se em espinhos. Ela faz parte do sistema caulinar e, é um órgão altamente variável em estrutura e função. Nenhum órgão vegetativo das plantas apresenta tão grande polimorfismo e adaptação a diferentes meios e funções. Em geral, a folha evidencia com clareza sua especialização para a fotossíntese pela forma laminar, que facilita a absorção de gás carbônico e permite a exposição dos cloroplastos à luz. A transpiração, a eliminação e a absorção dos gases atmosféricos através dos estômatos, além da condução e distribuição da seiva e reserva de nutrientes são fenômenos fisiológicos de grande importância realizados pela folha.

Anatomiandanfolha A estrutura foliar tem origem nos caules e ramos, a partir das gemas axilares ou laterais e não tem crescimento secundário. Além disso, a folha é caracterizada por apresentar crescimento por um tempo determinado, e por isso seu meristema apical é de curta duração. Esse tecido logo se transforma em tecido permanente, ao passo que a base foliar pode continuar por mais tempo a atividade meristemática (crescimento intercalar). Algumas pteridófitas têm crescimento apical foliar de longa duração. De maneira geral, a folha completa é composta por limbo, pecíolo e bainha. O limbo (também chamado de lâmina foliar) é a porção laminar que corresponde à maior parte da folha. Possui uma face superior e uma face inferior, ambas revestidas pela epiderme. O pecíolo é a estrutura, geralmente cilíndrica, que sustenta o limbo. É comum encontrarmos o pecíolo em folhas de eudicotiledôneas (folhas pecioladas). Certas folhas não possuem pecíolo e são chamadas de sésseis. A maioria das monocotiledôneas tem nas folhas uma expansão junto ao caule, a bainha foliar, que também tem como função prender a folha ao caule. Algumas ainda podem apresentar as estípulas, que são pequenas formações dos lados da bainha que protegem o meristema das folhas jovens. Es pulas Bainha

Nervura secundária Limbo

SAIBA MAIS

Nervura principal

CLASSIFICAÇÃO DAS FOLHAS QUANTO À DURAÇÃO Folhasncaducasnoundecíduas Folha completa

Figura 02 - Representação esquemática das principais partes de uma folha.

Os tecidos que formam a estrutura foliar são: a epiderme e o mesófilo. A epiderme é a camada de células responsável pelo revestimento do limbo foliar. É nela que estão localizados os estômatos, responsáveis pela transpiração e trocas gasosas. Revestindo externamente a epiderme, pode ocorrer uma cutícula rica em cera que impede a perda excessiva de água, chamada cutina. A epiderme superior apresenta, em geral, cutina mais espessa, enquanto que a epiderme da face inferior do limbo, possui cutina mais delicada e mais estômatos. Entre a epiderme superior e inferior, existe o mesófilo, preenchendo o interior foliar. Esse tecido é composto por parênquima clorofilado paliçádico e lacunoso e, por essa razão, ele também é chamado de parênquima clorofiliano ou clorênquima, sendo importante para a fotossíntese. O mesófilo origina-se do meristema fundamental presente no primórdio foliar e o formato e a disposição de suas células apresentam adaptação à função fotossintetizante.

São folhas que caem em certo período do ano, geralmente no outono. Elas são comuns na vegetação típica de latitudes mais elevadas, onde as estações são bem definidas. Nesse período, as plantas ficam completamente sem folhas. Folhasnperenesn São folhas que perduram por muito tempo. Caem quando ocorre a senescência (envelhecimento), geralmente, devido a alterações hormonais. Nesse caso, as folhas não caem de uma só vez. São comuns na vegetação típica da faixa intertropical do Globo.

B08  Estudo da folha

Pecíolo

Biologia

Cu cula Epiderme superior

Mesófilo

Parênquima paliçadico Espaço com ar Parênquima lacunoso Bainha do feixe Feixe vascular Epiderme inferior Estômato Cu cula

Figura 03 - Esquema ilustrativo de um corte transversal de uma folha mostrando a epiderme superior e inferior.

Na superfície superior do parênquima clorofiliano, que recebe mais luz, as células são justapostas e altas, protegendo a folha do calor excessivo. Esse tecido também é chamado de parênquimanpaliçádico. Logo abaixo dessa camada, onde a luz é menos intensa, as células do parênquima distribuem-se de forma desordenada, com espaços intracelulares, pelos quais circulam os gases da fotossíntese. Esse tecido também é chamado de parênquimanlacunoso. No interior da folha (mesófilo), há também tecidos condutores em feixes contendo xilema e floema. São denominados “nervuras” ou feixes vasculares, que originaram-se do procâmbio presentes no primórdio foliar.

Adaptaçõesnespeciaisndasnfolhas Algumas folhas apresentam adaptações morfológicas que lhes permitem desempenhar novas funções, como proteção, nutrição e fixação. As principais modificações estão resumidas a seguir. Funçãonprotetora Escamas – folhas sésseis encontradas em bulbos e rizomas, como por exemplo, na cebola. Também apresentam função de reserva e são denominadas catáfilos ou túnicas. n Brácteas – folhas modificadas que protegem outras folhas ou inflorescências. Geralmente, são coloridas e podem funcionar como elementos de atração para agentes polinizadores. nn Espinhos – elementos pontiagudos que resultam da modificação de folhas para reduzir a superfície em contato com a atmosfera seca. É uma eficiente adaptação para reduzir a perda de água em regiões de clima árido e semiárido, como a caatinga. n

Funçãonnutritiva n n

Cotilédones – folhas embrionárias da semente que acumulam substâncias de reserva. Folhasninsetívoras– folhas de plantas carnívoras, modificadas para a captura e digestão de pequenos animais.

Funçãondenfixação n

Gavinhas – são elementos de fixação que podem ser modificações foliares ou caulinares. Nas ervilhas, as gavinhas correspondem à modificação da folha.

B08  Estudo da folha

Figura 04 - Brácteas – Primavera: flores rodeadas por brácteas coloridas

Figura 05 - Folha insetívora de uma planta carnívora

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Transpiração Durante a evolução das plantas, um dos problemas mais sérios de adaptações dos vegetais ao meio terrestre foi o de se proteger contra a perda excessiva de água, pelo processo de transpiraçãonvegetal. Na folha, a transpiração pode ocorrer através da cutícula, que reveste a epiderme, e recebe o nome de transpiraçãoncuticular. A transpiração pode ocorrer também por meio dos estômatos e nesse caso é denominada de transpiraçãonestomática. A transpiração cuticular é pouco intensa e independe do controle do organismo. Cutículas mais espessas podem reduzir esse tipo de transpiração. Já a transpiração estomática é o principal mecanismo de perda de água pela planta e depende do controle do organismo. Movimentosnestomáticosn O gás carbônico necessário à fotossíntese penetra nas folhas através do estômatos. Estes são constituídos por células epidérmicas modificadas. Entretanto, tais estruturas só estão abertas e disponíveis para a entrada do CO2 quando há luz e boa disponibilidade de água; os estômatos se fecham caso a planta corra risco de desidratação ou não haja luz. Um estômato é formado por duas células clorofiladas em forma de rim, as célulasguarda, presas às célulasnacessórias, que o mantêm sobre o parênquima clorofiliano na cavidade subestomática. Entre as células-guarda, há um orifício que permite as trocas gasosas entre planta e o meio externo, chamado ostíolo (do latim ostiolu, pequena porta). A transpiração é regulada através do processo de abertura e fechamento dos estômatos. Esse mecanismo é decorrente do bombeamento de potássio entre as células-guarda e as células vizinhas a estas. Geralmente, os estômatos encontram-se abertos quando o solo está hidratado e fechados quando se estabelece um déficit de água no terreno. Quando o suprimento de água no solo sofre redução, o parênquima clorofiliano perde água e secreta um hormônio vegetal, o ácidonabscísico. Esse hormônio estimula a saída de íons potássio das células estomáticas (células guardas) para as células adjacentes na epiderme da folha (células anexas). Assim, as células estomáticas perdem soluto e ficam hipotônicas. Em seguida, a água se desloca para as células adjacentes, tornando o estômato plasmolisado (murcho). Isso determina seu fechamento. Fechados, os estômatos atuam reduzindo o risco de desidratação do vegetal. Na situação hídrica inversa, os íons potássio são bombeados para o interior das células-guarda, a água se desloca e as células-guarda tornam-se túrgidas, resultando na abertura dos estômatos. Esse mecanismo de abertura e fechamento, pela variação do turgor das células-guarda diante da disponibilidade ou não de água no solo, é chamado de mecanismonhidroativo.

50 μm H₂O

Célulasguarda

50 μm H₂O

H₂O

K+ K+

Os olo Figura 06 - A regulação da abertura (esquerda) e fechamento (direita) dos estômatos ocorre pelo fluxo de potássio e consequente entrada e saída de água das células-guarda.

B08  Estudo da folha

A parede da célula-guarda voltada para o ostíolo é espessa, enquanto a parede oposta é delgada. A abertura estomática, quando as células-guarda estão túrgidas, ocorre porque a parede celular sem reforços é mais extensível, e é empurrada para fora pela água. A parte resistente da parede, não se amoldando, é repuxada para dentro (no sentido horizontal) , causando a abertura da fenda estomática (ostíolo). Resumindo, podemos afirmar que estômato murcho acarreta o fechamento do ostíolo e que estômato túrgido leva à abertura da fenda estomática

Biologia

Fatoresnambientaisnquenafetamnanaberturandosnestômatos Os estômatos são o meio de comunicação mais eficiente entre o vegetal e o meio externo, nos momentos de maior quantidade de luz e necessidade de CO2, sendo, a transpiração, uma decorrência direta dessa abertura estomática. Além disso, a transpiração é influenciada por diversos fatores físicos, como, a disponibilidade de água e de luz e a concentração de gás carbônico. Disponibilidadendenágua A quantidade de água no solo (suprimento hídrico) exerce grande influência sobre os movimentos estomáticos. Se não há disponibilidade de água suficiente, os estômatos se fecham, mesmo com as condições de luz e gás carbônico adequadas. A umidade do ar que cerca a planta é outro fator que influencia bastante na transpiração do vegetal. Quando ela é intensa, a transpiração diminui. Contudo, quando o ar está seco, a transpiração ocorre com mais facilidade. Luminosidade Quando não há deficiência hídrica no solo, a luz também interfere na turgescência das células-guarda e constitui o mecanismonfotoativo de abertura e fechamento estomático. Na maioria das plantas, o estômato se abre ao amanhecer, quando já há luz disponível para a realização da fotossíntese; e fecha-se ao anoitecer. Em presença de luz, íons K+ são bombeados das células anexas para o interior das células-guarda. O aumento da concentração desse íon faz com que as células-guarda absorvam água das células acessórias por osmose, tornando-se túrgidas e abrindo o ostíolo. Na ausência de luz, as células estomáticas perdem íons K+ para as células acessórias. Com isso, diminui-se a pressão osmótica e elas cedem água para as células acessórias, tornando-se mais flácidas e fechando o ostíolo. n

Concentraçãondengásncarbônico A concentração de CO2 de até 0,01%, causa abertura máxima em um grande grupo de plantas, mesmo que elas estejam no escuro. Aumentos elevados na concentração de CO2 provocam fechamento dos estômatos.

SAIBA MAIS COMO DEMONSTRAR A TRANSPIRAÇÃO VEGETAL

B08  Estudo da folha

Uma maneira simples de certificar a ocorrência de transpiração consiste em se cobrir uma planta envasada com saco plástico transparente em ambiente iluminado. Após certo tempo, nota-se a formação de gotículas de água na parede interna do plástico, o que comprova a ocorrência da transpiração. Outra forma consiste em se colocar sobre uma balança comum uma planta envasada com o vaso e o solo cobertos com papel aluminizado para evitar a evaporação de água. Sucessivas pesagens mostram diminuição da massa do conjunto vaso-planta, evidenciando a ocorrência de transpiração.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Exercícios de Fixação

03.n (FamerpnSP) Espinhos são encontrados em certas variedades de limoeiros e acúleos são encontrados nas roseiras. É correto afirmar que, nas plantas, a) os espinhos são anexos epidérmicos e os acúleos são folhas ou ramos modificados e ambos atuam na proteção. b) os espinhos e os acúleos são ramos modificados e atuam na secreção de substâncias. c) os espinhos e os acúleos são anexos epidérmicos e atuam na captação de luz. d) os espinhos e os acúleos são folhas modificadas e atuam na proteção. e) os espinhos são folhas ou ramos modificados e os acúleos são anexos epidérmicos e ambos atuam na proteção. 04.n (UEFSnBA) A ilustração apresenta uma enorme variedade de estruturas que viabilizam a realização da fotossíntese.

Tecidos clorofilinos Estoma Nervura

Corte transversal da folha Folha

Membrana do lacoide onde se localizam os pigmentos Interior do lacoide

Cloroplasto lacoide

Disponível em: <http://www.portoeditora.com.br>. Acesso em: 26 jan. 2016.

Observando-se a folha em destaque, é correto afirmar. a) É típica de um vegetal do grupo das eudicotiledôneas. b) Nesse órgão, não há a necessidade de vasos de condução. c) É desprovida de tecido de revestimento e de diferenciações. d) Tem a capacidade de absorver todos os comprimentos de onda com a mesma intensidade. e) Os estômatos viabilizam a trocas gasosas, proporcionando a liberação de gás carbônico e a absorção de oxigênio para a fotossíntese. 05.n (PUCnMG) Nas figuras a seguir, destacam-se determinadas estruturas que desempenham importantes funções em diferentes plantas, para uma boa adaptação ao ambiente.

Brácteas Encontradas na base do pedicelo das flores, ou inflorecências, apresentam cores vivas

Espinhos de cactáceas Estruturas aculeiformes que nascem da super cie caulinar

Armadilhas de plantas carnívoras

Catáfilos

Também chamados Estruturas de escamas, especializadas têm a função em atrair, de proteger capturar e a gema dormente digerir deplantas como pequenos cebola e o alho. animais

A respeito das estruturas destacadas, assinale a afirmativa INCORRETA. a) Todas as quatro estruturas se originam de modificações foliares. b) Uma delas representa uma adaptação para a sobrevivência em solos extremamente pobres em determinaB08  Estudo da folha

02.n (UEPGnPR) A folha é uma estrutura laminar adaptada à captação de luz. Sua forma e a disposição interna dos tecidos, refletem adaptações a diferentes tipos de ambiente. Sobre o assunto, assinale o que for correto. 01. A epiderme foliar é quase sempre formada por uma única camada de células, contudo em regiões áridas, as folhas podem apresentar a epiderme com muitas camadas celulares e contendo mais estômatos, são as plantas xerófitas. 02. As células da epiderme secretam cutina, formando uma película praticamente impermeável, a cutícula. As trocas gasosas ocorrem por meio dos estômatos, presentes principalmente na face inferior da folha. 04. Os hidatódios estão localizados nas bordas de algumas folhas e são especializados em eliminar o excesso de água da planta. 08. Os tricomas são estruturas presentes na parte superior da folha, responsáveis pela captura e distribuição da luz para os cloroplastos, viabilizando o processo de fotossíntese. 16. A região interna da folha, ou mesófilo, é constituída de células ricas em cloroplastos e grandes espaços por onde circula o ar atmosférico, permitindo assim a troca de gases com o ambiente.

Célula de um tecido clorofilino

Granum

01.n (UFRGS) As plantas parasitas verdadeiras caracterizam-se por apresentar a) folhas com parênquima clorofiliano desenvolvido. b) tricomas secretores de enzimas digestivas. c) caules armazenadores de substâncias de reserva. d) gavinhas como órgãos de fixação. e) corpo vegetativo reduzido.

dos nutrientes. c) Duas delas não realizam fotossíntese e, por isso, não apresentam qualquer reserva nutritiva. d) Uma delas pode atuar na atração de agentes polinizadores e outra, na atração de presas.

as de bsoranta eríoecer

Biologia

Exercícios Complementares 01.n (Fac.nSantanMarcelinanSP) Comumente encontrado no deserto de Sonora, no sul da Califórnia, o cacto barril (Ferocactus acanthodes) sobrevive em micro-hábitats protegidos de temperaturas muito altas e secas prolongadas. Como muitas outras plantas do deserto, o cacto barril abre seus estômatos somente durante a noite, quando o ar está mais frio. (Peter H. Raven et al. Biologia vegetal, 2001. Adaptado.)

Ferocactus acanthodes (http://portalvegetal.com)

A abertura dos estômatos do cacto barril somente no período noturno revela uma estratégia para a) regular a concentração de água presente nas células cuticulares do caule durante o dia, período em que o ar é mais seco. b) controlar a perda de vapor d’água por difusão nas células epidérmicas cuticulares durante a noite, período em que a temperatura é mais baixa. c) favorecer as trocas gasosas entre a planta e o ar durante a noite, período em que a concentração do gás oxigênio é maior. d) reduzir a perda de água para a atmosfera por meio da transpiração durante a noite, período em que o ar retém menos água. e) aumentar a fixação de carbono absorvido durante a noite, período em que a concentração de gás carbônico é maior.

B08  Estudo da folha

02.n (IFGO) A seguir, estão listadas algumas características vegetais: I. Presença de estômatos na superfície inferior da folha. II. Presença de estômatos recobertos por pelos. III. Ausência de cutícula. IV. Parênquima paliçádico bem desenvolvido. V. Grande superfície foliar. Assinale a alternativa que apresenta as características que não contribuem para a redução nas taxas de transpiração da planta.

a) Somente as características I e V. b) Somente as características III e V. c) Somente as características II, IV e V. d) Somente as características II,III,IV e V. e) Somente as características I, III, IV e V. 03.n (IFSP) A foto abaixo representa a transição entre biomas no Brasil, um campo, transformado em pastagem e uma mata.

O nevoeiro observado deve-se à chuva que acabou de cair na região. Enquanto na mata observa-se isso nitidamente, no campo não há formação de qualquer tipo de nuvens pelo vapor da água. Esse processo que as árvores fazem com mais eficiência associado ao solo da floresta e que faz parte do ciclo da água é denominado a) fototranspiração. d) gutação. b) evaporespiração. e) evapotranspiração. c) fotossíntese. 04.n (PUCnGO) [...] Daquele banho ainda hoje guardo uma lembrança à flor da pele. De fato que para mim, que me criara nos banhos de chuvisco, aquela piscina cercada de mata verde, sombreada por uma vegetação ramalhuda, só poderia ser uma coisa do outro mundo. Na volta, o tio Juca veio dizendo, rindo-se: — Agora você já está batizado. Quando chegamos em casa, o café estava pronto. Na grande sala de jantar estendia-se uma mesa comprida, com muita gente sentada para a refeição. O meu avô ficava do lado direito e a minha tia Maria na cabeceira. Tudo o que era para se comer estava à vista: cuscuz, milho cozido, angu, macaxeira, requeijão. Não era, porém, somente a gente da família que ali se via. Outros homens, de aspecto humilde, ficavam na outra extremidade, comendo calados. Depois seriam eles os meus bons amigos. Eram os oficiais carpinas e pedreiros, que também se serviam com o senhor de engenho, nessa boa e humana camaradagem do repasto. (REGO, José Lins do. Menino de engenho. 102. ed. Rio de Janeiro: J. Olympio, 2010. p. 32-33.)

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

O texto faz referência ao milho, planta representante do grupo das monocotiledôneas, bastante cultivada e utilizada na alimentação humana e animal. Analise atentamente as alternativas a seguir e marque aquela que contém somente características gerais de monocotiledôneas: a) Folhas com nervuras paralelas, sementes com um cotilédone, caule com feixes vasculares dispersos, presença de bainha foliar. b) Folhas com nervuras ramificadas, sementes com um cotilédone, caule com feixes vasculares organizados, presença de estípula. c) Folhas com nervuras paralelas, sementes com um cotilédone, caule com feixes vasculares organizados, presença de bainha foliar. d) Folhas com nervuras paralelas, sementes com um cotilédone, caule com feixes vasculares dispersos, presença de estípula. 05.n (UEPB) Observe o esquema representativo da estrutura interna de uma folha, em corte transversal e identifique as estruturas/ tecidos numerados.

02.

04.

08.

16.

outras cores. É o caso das brácteas, semelhantes a pétalas, encontradas no antúrio e na flor-de-papagaio. Nas plantas de regiões úmidas, as folhas são em geral grandes, sem tecidos de sustentação, sendo chamadas de higromorfas. Nas plantas que crescem à sombra há maior quantidade de clorofila para garantir uma boa taxa de fotossíntese e, por isso, elas têm um verde mais escuro. Nas plantas de regiões áridas, as folhas são em geral pequenas e duras, devido à presença de tecidos de sustentação mecânica, sendo chamadas de xeroformas. As gavinhas do pé de maracujá e os espinhos das laranjeiras são folhas modificadas, com objetivo de promover maior fixação e diminuir a superfície de transpiração do vegetal.

07.n (Unimontesn MG) A folha é o órgão vegetativo que apresenta grande polimorfismo e adaptações a diferentes ambientes e funções. A figura abaixo apresenta alguns tipos de folhas. Analise-a. Pecíolo

Limbo

Pecíolo

Limbo Folha incompleta

Folha completa

Es pulas

Bainha

1 2

Folha com ócrea Folha invaginante

Folha séssil

a) 1- Epiderme inferior; 2- Parênquima esponjoso; 3- Parênquima paliçádico; 4- Nervura; 5- Estômatos; 6- Cutícula. b) 1- Epiderme superior; 2- Parênquima paliçádico; 3- Parênquima esponjoso; 4- Nervura; 5- Estômatos; 6- Cutícula. c) 1- Epiderme superior; 2- Parênquima paliçádico; 3- Epiderme inferior; 4- Xilema; 5- Drusa; 6- Cutícula. d) 1- Cutícula; 2- Parênquima paliçádico; 3- Parênquima esponjoso; 4- Floema; 5- Estômatos; 6- Epiderme superior. e) 1- Epiderme inferior; 2- Parênquima paliçádico; 3- Parênquima esponjoso; 4- Nervura; 5- Estômatos; 6- Cutícula. 06.n (UEPGn PR) As folhas apresentam uma grande diversidade de formas, o que revela não só adaptações a diferentes meios, mas também a capacidade de exercitar várias funções bastante especializadas. A respeito dessa importante estrutura vegetal, assinale o que for correto. 01. Com frequência, as folhas se apresentam bem modificadas em forma e função, podendo até perder sua característica principal de órgão fotossintetizante, adquirindo inclusive

08.n (MackenzienSP) Respiração e transpiração são dois processos que ocorrem nas plantas e no ser humano. A respeito disso, considere as afirmações abaixo: I. A transpiração nesses organismos tem finalidades diferentes. II. Na transpiração do ser humano, a água é eliminada na forma gasosa, enquanto nas plantas ela é eliminada na forma líquida. III. A fase aeróbica da respiração no ser humano ocorre nas mitocôndrias, enquanto nas plantas, ela ocorre nos plastos. IV. Tanto nas plantas quanto no ser humano, a respiração ocorre o tempo todo. Assinale se estão corretas, apenas, a) I e II. b) I e III. c) I e IV. d) II e III. e) II e IV. 83

B08  Estudo da folha

Considerando a figura e o assunto abordado, analise as afirmativas e assinale a alternativa INCORRETA. a) A folha com ócrea tem estípula bastante desenvolvida. b) O limbo foliar tem grande importância na taxonomia vegetal. c) Na folha séssil, o pecíolo está ausente. d) A folha invaginante é um tipo de folha completa.

FRENTE

BIOLOGIA

Questãon02. O alargamento da inicial gravada no tronco, após alguns anos, deve-se ao fato de que a árvore cresceu em espessura à custa do meristema secundário. Esse meristema se forma nas regiões laterais do caule e da raiz e é encontrado em meio aos tecidos diferenciados destas partes.

Exercícios de Aprofundamento 01.n (UECE) Dentre as plantas citadas abaixo, a opção que contém somente aquelas que NÃO apresentam meristema secundário é: a) carnaubeira; milho; capim. b) feijoeiro; soja; abacateiro. c) coqueiro; cajueiro; mangueira. d) catingueira; ficus-benjamin; goiabeira. 02.n (UFRJ) Uma criança gravou a inicial de seu nome no tronco de uma jaqueira, a 1,5 m do solo. Após alguns anos, ao observar a árvore percebeu que ela estava muito mais alta e que sua inicial gravada continuava à mesma altura do solo, mas com o desenho bastante alargado. Explique por que a gravação se alargou com a passagem dos anos. 03.n (EfoanMG) O crescimento das plantas se dá pelo aumento do número de células seguido pela diferenciação e elongação. Observa-se no esquema abaixo a formação dos meristemas primários (I, II, III) a partir do meristema apical.

Meristema apical

II.

Camada de revestimento da planta. Geralmente possui somente uma camada de células, mas pode apresentar mais de uma. As principais funções são: proteção mecânica, trocas gasosas e reserva de água. III. É um tecido vivo e possui células com paredes muito espessas. Tem função de sustenção de órgãos em crescimento ou de órgãos maduros de plantas herbáceas. As células que o constituem variam em comprimento mas geralmente são alongadas e lembram fibras. IV. Tem como principal função a de suporte mecânico. É um tecido morto e suas células tem parede espessas e lignificadas. V. É destinado, principalmente ao transporte de água e sais minerais. VI. Tecido responsável pela condução de substâncias orgânicas. Assinale a alternativa que corresponde à sequência que nomeia corretamente os tecidos vegetais descritos acima. a) Meristemas, cutícula, colênquima, esclerênquima, xilema, floema. b) Meristemas, epiderme, esclerênquima, colênquima, floema, xilema. c) Epiderme, meristemas, esclerênquima, colênquima, xilema, floema. d) Meristemas, epiderme, colênquima, esclerênquima, xilema, floema. e) Meristema, epiderme, colênquima, esclerênquima, floema, xilema.

Assinale a opção que contém os nomes dos respectivos meristemas primários, indicados por I, II e III: a) procâmbio, protoderme e periciclo. b) periciclo, procâmbio e felogênio. c) protoderme, procâmbio e meristema fundamental. d) periderme, câmbio e felogênio. e) ritidoma, câmbio e meristema fundamental.

05.n (FPSn PE) Dentre as partes das plantas mais utilizadas para a produção de chás ou infusões, estão estruturas anatômicas cobertas por células parenquimáticas que protegem o meristema apical. Ao microscópio, é possível observar, em corte transversal, três conjuntos de células dispostas em camadas concêntricas: a epiderme, o córtex e o cilindro vascular. Nesse caso, a estrutura descrita é: a) a folha. b) a raiz. c) a flor. d) o caule. e) o fruto.

04.n (UFGDnMS) Sobre as características dos tecidos vegetais: I. São caracterizados por terem células de paredes finas, citoplasma abundante, núcleos grandes, vacúolos pequenos ou ausentes. As células desse tecido encontram-se, frequentemente, em divisão celular.

06.n (UFRR)nA dendrocronologia utiliza dos padrões de desenvolvimento dos anéis de crescimento presentes no caule de algumas árvores para determinar as condições climáticas do passado. Dentre as estruturas que devem ser observadas para este estudo, assinale a alternativa correta:

III

Ciências da Natureza e suas Tecnologias Questãon07. a) O colênquima promove flexibilidade e sustentação, sendo composto por células vivas com parede reforçada com celulose. O esclerênquima é responsável pela sustentação, sendo constituído por células mortas com parede celular lignificada. b) Com a quebra da dominância apical ocorre o estímulo da gema lateral e a ativação da região meristemática. Um novo ramo surgirá a partir da diferenciação e do alongamento da células produzidas pela região meristemática ativada.

xilema estival;

II.

feixes liberolenhosos;

sentam crescimento secundário e origina-se por mitoses do

III.

xilema primaveril;

meristema secundário, chamado câmbio interfascicular.

IV.

cilindro vascular.

a) I e II; b) II e IV;

e) a periderme é um tecido que aparece em vegetais que apre-

10.n (FuvestnSP) No gráfico abaixo, uma das curvas representa a entrada e a outra, a saída de água em uma árvore da mata atlântica, ao longo de 12 horas, num dia ensolarado.

c) II e III;

e) III e IV. 07.n (UnicampnSP) Muitas vezes se observa o efeito do vento nas plantas, que faz com que a copa das árvores e eventualmente o caule balancem vigorosamente sem, contudo, se romper. No entanto, quando ocorre a ruptura de um ramo, as plantas têm a capacidade de retomar o crescimento e ocupar novamente o espaço deixado pela queda do ramo.

Taxa rela va (g/h)

d) I e III;

2 0

a) Cite e caracterize os tipos de tecidos que promovem a sustentação e a flexibilidade dos ramos e caules. b) Como se dão o surgimento e o crescimento do novo ramo em plantas danificadas pelo vento? 08.n (UnespnSP) Um rapaz apaixonado desenhou no tronco de um abacateiro, a 1,5 metros do chão, um coração com o nome de sua amada. Muitos anos depois, voltou ao local e encontrou o mesmo abacateiro, agora com o dobro de altura. Procurou pelo desenho que havia feito e verificou que ele se encontrava a) praticamente à mesma altura e mantinha o mesmo tamanho e proporções de anos atrás. b) a cerca de 3 metros do chão e mantinha o mesmo tamanho e proporções de anos atrás.

14 16 Hora do dia

a) Considerando que, em uma planta terrestre, a transpiração é realizada majoritariamente pelos estômatos, identifique a curva que representa a transpiração e a que representa a absorção de água. b) Explique como os processos da transpiração e da absorção de água nas plantas se relacionam fisiologicamente. 11.n (UERN) As plantas perdem água em forma de vapor principalmente através das folhas – fenômeno conhecido como transpiração. Nesse processo, a planta pode perder água através da cutícula que reveste a epiderme, ou pode ocorrer perda pelos estômatos. O gráfico hipotético representa a variação do peso da folha recém-destacada no decorrer do tempo, de acordo com o processo de transpiração. Observe.

c) a cerca de 3 metros do chão e mantinha as mesmas proporções, mas tinha o dobro do tamanho que tinha anos atrás.

proporções de anos atrás: estava bem mais largo que comprido. 09.n (FGVnSP) Com relação aos tecidos vegetais, pode-se afirmar que a) o parênquima é formado por células mortas, portadoras de parede secundária, e ocorre em todos os órgãos vegetais. b) o colênquima origina-se da protoderme dos meristemas apicais. c) o esclerênquima é formado por células vivas, cujas paredes primárias são espessadas por suberina. d) a epiderme é um tecido de revestimento formado por células vivas e portadoras de paredes primárias, cuja função é proteger o vegetal contra a perda excessiva de água.

II III

Tempo

Analise o gráfico e assinale a alternativa correspondente. a) I – fechamento de todos os estômatos; II – transpiração cuticular; III – transpiração cuticular e estomática. b) I – transpiração cuticular e estomática; II – fechamento de todos os estômatos; III – transpiração cuticular. c) I – transpiração cuticular; II – fechamento de todos os estômatos; III – transpiração cuticular e estomática. d) – transpiração cuticular e estomática; II – transpiração cuticular; III – fechamento de todos os estômatos. Questãon10. a) A curva II representa a transpiração e a curva I, a absorção de água. b) As folhas perdem água para a atmosfera por meio da transpiração; isso leva ao transporte de água pelo xilema desde a raiz, que tem como consequência a absorção de água do solo.

FRENTE B  Exercícios de Aprofundamento

ções de anos atrás: estava bem mais comprido que largo. e) praticamente à mesma altura, mas não tinha as mesmas

Peso da folha

d) a cerca de 3 metros do chão e não tinha as mesmas propor-

FRENTE

BIOLOGIA Por falar nisso Seiscentos e quarenta músculos. Três bilhões de fibras nervosas. Trinta trilhões de células vermelhas. A máquina perfeita dispara pelas ruas da grande cidade. E quem poderia detê-la? Um esqueleto leve como alumínio. Resistente como aço. E quatro vezes mais forte que o concreto. Somos um espetacular produto de engenharia. Por dentro e por fora. No centro de tudo, o coração. É a nossa sala de máquinas. Bombeia sangue por meio de 96 mil quilômetros de veias. E repete a operação 40 milhões de vezes ao ano. Na imagem de abertura desta página, vemos o intricado sistema de vasos sanguíneos do coração. E o mais espantoso: somos sete bilhões de exemplares. Únicos: nenhum igual ao outro. Para integrar todos os sistemas do nosso corpo, levando alimento a cada uma das células, temos o sangue. Considerando que em média um indivíduo adulto tenha 5 litros de sangue, chegamos à marca de 35 bilhões desse líquido no Planeta, apenas nos humanos. O fato de o sangue integrar vários sistemas fisiológicos, como digestório, respiratório, circulatório, excretor e endócrino, permite que ele seja referência para avaliação do estado clínico dos organismos humanos. O sangue revela nossas condições de saúde ou de doença. Os principais parâmetros mensuráveis do sangue, dentre outros, são o pH, a pressão parcial de oxigênio, a pressão parcial de gás carbônico, a saturação de oxigênio e a temperatura. Nasnpróximasnaulas,nestudaremosnosnseguintesntemas

C05 C06 C07 C08

Integração dos sistemas ..................................................................88 Fisiologia do sistema endócrino ......................................................94 Fisiologia do sistema nervoso........................................................106 Fisiologia do sistema sensorial ......................................................117

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO C05

ASSUNTOS ABORDADOS nn Integraçãondosnsistemas n Sistema digestório e sistema circulatório n Sistema circulatório e sistema respiratório

Fonte: Wikimedia commons

n Sistema circulatório e sistema excretor

INTEGRAÇÃO DOS SISTEMAS O nosso organismo é constituído de diversos sistemas corpóreos, como por exemplo: sistema digestório, respiratório, circulatório, excretor etc. Nas pessoas saudáveis, eles devem funcionar em total sincronia, como numa linha de produção e, para isso, é necessário que ocorra uma interdependência entre eles. O sistema digestório é responsável pela introdução de nutrientes orgânicos e minerais em nosso organismo. Parte dos nutrientes (orgânicos) passa por um processo de degradação, por meio da ação de enzimas digestivas, em cavidades digestivas (digestão extracelular). O sistema respiratório promove a chegada de O2 do meio externo à corrente sanguínea ao mesmo tempo em que remove CO2 no sentido inverso. Já o sistema circulatório, por meio do sangue, faz o transporte dos nutrientes gerados na digestão extracelular e do O2 a todas as células do organismo. O sangue também transporta excretas nitrogenadas e CO2 produzidos pelo metabolismo das células. O CO2 é removido do sangue em nível pulmonar. O sistema excretor, por meio dos rins, retira do sangue excretas e água, produzindo a urina que é eliminada para o meio externo. Assim, simultaneamente, os sistemas se integram garantindo a homeostase – equilíbrio fisiológico do organismo.

Sistemandigestórionensistemancirculatório Moléculas de glicoses e de aminoácidos, assim como a água e eletrólitos (K+, Na+, Ca+2, C , Fe+2 etc.) passam do interior do intestino delgado, principalmente, para os vasos sanguíneos junto à parede desse órgão. Esse processo corresponde à absorção dos nutrientes para a corrente sanguínea. Os vasos envolvidos são nomeados mesentéricos. Seus capilares se unem e formam vênulas que também se unem e formam a veia portanhepática. O sangue, agora rico em nutrientes, se desloca para o fígado. Neste órgão, parte desses nutrientes será armazenada e o restante continua no sangue para ser distribuída a todas as células. É a função “tamponizadora” (estabilizadora) que o fígado exerce para promover homeostase e evitar excessos de determinados nutrientes no sangue. Nas células do fígado (hepatócitos), o excedente de glicose é polimerizado em polissacarídeos de glicogênio. Os aminoácidos são metabolizados para que possam ser estocados e, a partir da remoção dos grupamentos amina, ocorre produção de excreta nitrogenada que, no homem, é a ureia. A ureia é lançada na rica malha de capilares sanguíneos que irrigam o fígado. −

Vasos mesentéricos

Fígado

Veia cava inferior

Figura 01 - Integração entre os sistemas fisiológicos humanos.

Artéria hepá ca Capilares hepá cos

Veia porta hepá ca Intes no delgado Figura 02 - Integração entre o sistema digestório e o sistema circulatório humano.

Veia hepá ca

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Sistemancirculatórionensistemanrespiratório O sangue, agora rico em nutrientes, ureia e CO2 (sanguenvenoso), sai do fígado pela veianhepática e desemboca na veiancavaninferior. Na parte superior do corpo, cabeça e tórax, o sangue venoso é trans- Músculo liso portado por meio da veiancavansuperior. Esses vasos sanguíneos conduzem o sangue venoso para o lado direito do coração. Daí o sangue Saco alveolar Alvéolo é bombeado para os pulmões pela artérianpulmonar. Nos capilares sanguíneos, ao redor dos alvéolos pulmonares, ocorre a difusão do CO2 para o interior dos alvéolos e, no sentido contrário, a difusão do O2 (hematose). O sangue torna-se, então, arterial. Ele retorna ao Figura 03 - Integração respiratório humano. lado esquerdo do coração pelas veiasnpulmonares. Na sequência, por meio da artérianaorta, o sangue segue para o restante do corpo, distribuindo O2 e recolhendo CO2.

Bronquíolo terminal Bronquíolo respiratório

Capilares sanguíneos entre o sistema circulatório e o sistema

Sistemancirculatórionensistemanexcretor A artéria aorta, dentro da cavidade abdominal, ramifica-se em artérianrenalndireita e artérianrenalnesquerda. O sangue arterial rico em ureia entra nos respectivos rins por meio desses vasos. As artérias renais direita e esquerda ramificam-se muito e originam arteríolas e capilares. Os rins são órgãos ricamente vascularizados. Os capilares renais formam os glomérulos e, por meio deles, o excedente de água, eletrólitos e ureia sofrem filtragem, caindo no interior dos nefrons. Ao longo dos túbulos dos nefrons, a urina é produzida e segue pelas vias urinárias para ser eliminada no meio externo. O sangue, no interior dos rins, torna-se pobre em ureia e rico em CO2 (venoso). Os capilares renais unem-se, formando vênulas que unidas formam veia. O sangue venoso sai dos rins pelas respectivas veiasnrenais direita e esquerda que conduzem o sangue venoso à veia cava inferior. Aorta

Glândula adrenal

Artéria e veia renais esquerdas

Artéria e veia renais direitas

Rim esquerdo

Rim direito

C05  Integração dos sistemas

Veia cava inferior

Ureteres Figura 04 - Integração entre o sistema circulatório e o sistema excretor humano.

Biologia

SAIBA MAIS EXEMPLO DE INTEGRAÇÃO: SISTEMA DIGESTÓRIO → SISTEMA CIRCULATÓRIO → SISTEMA EXCRETOR. Se rastrearmos uma proteína ingerida em uma refeição, uma das trajetórias possíveis, iniciada por essa macromolécula é: ... → veia porta hepática → fígado → metabolização de aminoácido para armazenamento → ureia → veia hepática →

Fonte: Wikimedia commons

Proteína → sistema digestório → hidrólise da proteína → aminoácidos → vasos mesentéricos do intestino delgado →

Figura 05 - Sistema digestório humano.

Figura 06 - Fígado: integração entre sistema digestório e sistema circulatório.

... artéria renal → arteríola renal → capilar renal → glomérulo → nefro → urina → cálice renal → pelve renal → ureter → bexiga urinária → uretra → meio externo.

C05  Integração dos sistemas

Fonte: Wikimedia commons

... veia cava inferior → átrio direito → ventrículo direito → artéria pulmonar → capilares sanguíneos alveolares → veias pulmonares → átrio esquerdo → ventrículo esquerdo → artéria aorta →

Figura 07 - Sistema cardiorrespiratório humano.

Figura 08 - Sistema excretor humano.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Exercícios de Fixação 01.n (Fumecn MG) Após a digestão das proteínas no sisteman digestivonhumano, os aminoácidos passam para a corrente sanguínea. É CORRETO afirmar que, no organismo, a absorção de aminoácidos ocorre no a) estômago. b) fígado. c) intestino delgado. d) intestino grosso.

05.n (UFPE) O coração e os pulmões humanos desempenham uma série de atividades em conjunto, para garantir o transporte de oxigênio às células e a remoção do gás carbônico liberado como produto da respiração celular. Sobre a integração morfofuncional desses órgãos, observe a figura adiante e considere as afirmações a seguir. V-V-V-F-V Capilares

02.n (IFCE) Dentre os órgãos do sistema digestório, é responsável por absorver os nutrientes o a) cólon intestinal. b) intestino grosso. c) estômago. d) intestino delgado. e) esôfago. 03.n (CFTnMG) A imagem, a seguir, representa um procedimento realizado em pacientes que apresentam o comprometimento de um sistema fundamental para o bom funcionamento do corpo humano.

Artéria Veia ia

Coração Capilares

04.n (Udescn SC) Apesar das transformações do metabolismo, o ser vivo se mantém em equilíbrio, isto é, ele não muda sua composição química e nem suas características físicas. É esta propriedade do ser vivo que mantém relativamente constante o seu meio interno. Assinale a alternativa que define esta propriedade. a) evolução b) homeostase c) ciclo de Krebs d) fotossíntese e quimiossíntese e) reprodução

( ) A pressão parcial de gás oxigênio (PO2) no interior dos pulmões é maior que a do sangue presente nos capilares sanguíneos pulmonares; daí ocorrer a difusão do oxigênio dos alvéolos para o sangue. ( ) Na hematose, ocorre a difusão de gás carbônico, que está combinado à hemoglobina sanguínea, na forma de carboemoglobina, para os alvéolos. ( ) O coração é um órgão oco, com quatro câmaras, das quais as duas superiores bombeiam sangue para as duas inferiores, o qual flui em um só sentido, devido às válvulas artrioventriculares. ( ) A contração dos átrios, chamada de sístole atrial, provoca a saída do sangue diretamente para as artérias pulmonares, que possuem pequeno diâmetro para facilitar as trocas gasosas no pulmão. ( ) A aorta recebe sangue do ventrículo esquerdo, rico em oxigênio, e o envia para o resto do corpo, enquanto que as veias promovem o retorno da circulação sanguínea.

C05  Integração dos sistemas

O comprometimento citado ocorreu no sistema a) excretor. b) circulatório. c) respiratório. d) imunológico.

enta uam s arasma osos s tee himenuída

Biologia

Exercícios Complementares 01.n (IFPE) Considere a figura do coração humano abaixo esquematizado. Nele se podem observar os vasos sanguíneos que chegam ao coração e que dele saem.

d) não haja qualquer alteração, uma vez que os alimentos ingeridos sofrerão digestão no estômago e intestino, sem qualquer interferência com a atividade cardíaca. e) não haja qualquer alteração desse número, mas que haja aumento da pressão sanguínea em decorrência da quantidade de sal ingerida. 03.n (Acafen SC) Os organismos vivos tendem a manter o estado de equilíbrio em relação à composição química dos seus líquidos e tecidos e às suas funções, mesmo diante de alterações impostas pelo meio ambiente. Essa capacidade é denominada homeostase. Nesse sentido, marque Vnpara as afirmações verdadeirasne Fnpara as falsas. ( ) Essencialmente, todos os órgãos e sistemas corporais, coordenados pelo sistema nervoso e pelo sistema en-

Sobre a figura apresentada, podem-se fazer todas as afirmações abaixo, exceto. a) Na circulação pulmonar, o sangue venoso sai do ventrículo direito pela artéria pulmonar e segue em direção aos pulmões. b) Na grande circulação, o sangue arterial sai do ventrículo esquerdo pela artéria Aorta, levando Oxigênio a todas as partes do corpo. c) O sangue arterial chega ao átrio esquerdo do coração por meio das veias pulmonares. d) As veias cavas chegam ao átrio direito do coração conduzindo o sangue venoso recolhido de todo o corpo. e) Tanto as veias cavas como as pulmonares transportam sangue venoso para o coração.

C05  Integração dos sistemas

02.n (FGVnSP) Em condições normais de saúde e repouso, o número de pulsações de um homem adulto é da ordem de 70 por minuto. Após um abundante almoço ou jantar, em que se ingerem carnes, conservas, pães e doces, o que se espera em relação ao número de pulsações por minuto é que a) haja aumento desse número, devido à atividade cardíaca que se acelera em razão da diminuição da temperatura interna do corpo. b) haja aumento desse número devido à maior necessidade de irrigação sanguínea dos tecidos do trato digestivo. c) haja redução desse número, uma vez que a temperatura do corpo sofrerá pequena redução e, com isso, a atividade cardíaca diminui.

dócrino, desempenham funções inter-relacionadas que tendem a manter o equilíbrio dinâmico do organismo. ( ) Os mecanismos de controle da homeostase funcionam por processos de feedback: negativos ou positivos. Pode-se citar, como exemplo de feedback positivo, o aumento da atividade pulmonar para expelir o dióxido de carbono concentrado no corpo. ( ) A regulação do equilíbrio ácido-base no organismo, para evitar a variação de pH, depende da atuação dos sistemas tampão. Assim, os íons carbonato e fosfatos livres no meio intracelular recolhem os H+ passando a, respectivamente, bicarbonato e bifosfato, o que evita a acidificação protoplasmática. ( ) A insulina facilita a entrada da glicose nas células. Assim, quando ocorre a hipoglicemia, o pâncreas produz a insulina, que age no fígado, estimulando-o a “quebrar” o glicogênio, normalizando o fornecimento de glicose para a célula. a) F – V – F – V b) V – F – F – V c) F – V – V – F d) V – F – V – F 04.n (UEPA) Leia o texto para responder à questão. O corpo humano é capaz de realizar diversas atividades: aproveitar os nutrientes dos alimentos, movimentar-se, realizar trocas gasosas com o ar atmosférico, eliminar produtos indesejáveis ou tóxicos ao nosso corpo. Todas essas funções atuam de forma integrada e, por isso, manter o corpo saudável é fundamental para uma boa qualidade de vida. Por-

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tanto, quando falamos, usamos o sistema respiratório, quando

gadas para medir a espessura de vasos sanguíneos. A figura

comemos, o sistema digestório, entre outros sistemas importantes nessas situações.

a seguir representa um exame de ultrassonografia obtido de um homem adulto, onde os pulsos representam os ecos pro-

Texto Modificado de Bio, Sônia Lopes, 2008.

venientes das reflexões nas paredes anterior e posterior da artéria carótida.

afirmativas abaixo e identifique-as em Verdadeiras (V) ou Falsas (F).

( ) As trocas gasosas nas superfícies respiratórias ocorrem por difusão. ( ) O intestino delgado está dividido em duas porções: jejuno e íleo. ( ) O processo de mudança do sangue venoso para arterial chama-se hematose. ( ) O intestino grosso é responsável por grande reabsorção de água. ( ) A hemoglobina é o pigmento respiratório que tem afinidade pelo CO2 . A sequência correta é a) F, V, V, F, V, F b) F, F, V, V, V, F c) V, F, V, F, V, V d) V, F, F, V, F, V e) V, V, F, V, V, F 05.n (UnioestenPR) O sistema digestório é anatomicamente formado por um longo tubo, com cerca de 9 metros de comprimento, e por glândulas associadas. Este sistema tem como função promover a digestão dos alimentos ingeridos e a absorção dos nutrientes. Sobre o sistema digestório é INCORRETO afirmar que a) o esôfago é um tubo fino que tem como função levar o alimento da cavidade oral (boca) até o estômago, através de ondas peristálticas. b) as glândulas secretoras do estômago são responsáveis pela formação do suco gástrico, composto pelo ácido clorídrico e enzimas digestivas. c) o fígado é a maior glândula do nosso corpo e participa do processo de digestão produzindo a bile, responsável pela emulsificação das gorduras. d) o processo de digestão é controlado pelo sistema nervoso autônomo e pela secreção de hormônios intestinais, tais como, secretina e colecistocinina. e) o glicerol e os ácidos graxos resultantes da digestão dos lipídios atravessam as células de revestimento intestinal e passam diretamente para o sangue que circula nos capilares intestinais. 06.n (UFGnGO) Baseado nas propriedades ondulatórias de transmissão e reflexão, as ondas de ultrassom podem ser empre-

Intensidade do pulso

( ) O processo de passagem do bolo alimentar da boca até o estômago denomina-se deglutição.

2.0 1.5 1.0 0.5 0.0

8 10 12 Tempo (μs)

Suponha que a velocidade de propagação do ultrassom seja de 1.500 m/s. Nesse sentido, a espessura e a função dessa artéria são, respectivamente, a) 1,05 cm – transportar sangue da aorta para a cabeça. b) 1,05 cm – transportar sangue dos pulmões para o coração. c) 1,20 cm – transportar sangue dos pulmões para o coração. d) 2,10 cm – transportar sangue da cabeça para o pulmão. e) 2,10 cm – transportar sangue da aorta para a cabeça. 07.n (UFRN) Os tumores desenvolvidos nas vias biliares podem provocar diferentes sintomas de acordo com a localização específica. Um indivíduo acometido por um tumor que obstrua o ducto comum (indicado com um círculo na figura a seguir) terá como consequência

Vesícula Biliar Pâncreas

Ducto pancreá co Ducto biliar comum Duodeno

a) a evacuação de fezes com grande quantidade de gordura. b) o comprometimento da digestão de gorduras e proteínas. c) o prejuízo na absorção de aminoácidos. d) a lesão das células do duodeno.

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Com relação aos sistemas destacados no texto, analise as

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO C06

ASSUNTOS ABORDADOS

FISIOLOGIA DO SISTEMA ENDÓCRINO

nn Fisiologiandonsistemanendócrino

As funções básicas do organismo de um ser humano são controladas por dois sistemas fisiológicos: o sistema nervoso e o sistema endócrino.

n Regulação da secreção hormonal n Mecanismo da ação hormonal n Principais glândulas humanas n Diabetes mellitus

No controle nervoso, a ação é mais rápida, pois é realizada por células especializadas (neurônios) na condução dos impulsos de natureza eletroquímica com grande velocidade. No controle hormonal, a ação é mais lenta, pois depende da liberação de pequenas doses de hormônios produzidos pelas glândulas endócrinas. Os hormônios são liberados na corrente sanguínea e, através dela, atingem os órgãos-alvo. As células dos órgãos-alvo apresentam proteínas especiais, presentes na membrana celular: os receptoresnhormonais. Os receptores são específicos aos seus tipos de hormônios. O sistema hormonal controla as funções metabólicas do organismo. Alguns efeitos ocorrem em questão de segundos, enquanto outros necessitam de inúmeros dias, semanas ou anos. Quimicamente, os hormônios pertencem a três tipos básicos:

1)n Hormôniosnesteroides: possuem estrutura química semelhante à do coleste-

rol e, na maioria dos casos, derivam do próprio colesterol. Os principais hormônios esteroides são secretados pelas seguintes glândulas: n córtexnsuprarrenal: produz cortisol e aldosterona; n ovários:nproduzem estrogênio e progesterona; n testículos:nproduzem testosterona; n placenta:nproduz estrogênio e progesterona.

2)n Proteínasn oun peptídeos: grande parte dos hormônios são proteínas, peptí-

deos ou moléculas derivadas de peptídeos como, por exemplo, os hormônios hipofisários, a insulina, o glucagon e o paratormônio.

3)n Derivadosndonaminoácidontirosina: (derivados fenólicos) são os hormônios tireoidianos e os hormônios da medula da suprarrenal.

Figura 01 - Por meio de proteínas específicas (receptores), os hormônios atuam no controle de diversas funções.

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Regulaçãondansecreçãonhormonal Feedbacknnegativo O feedback negativo é o mecanismo mais comum de regulação hormonal no organismo e tem como objetivo limitar os excessos no corpo. A expressão inglesa feedback (traduzida como “retroalimentação”) é usada para indicar a regulação de uma glândula pelo seu próprio produto final. O feedback é negativo porque o aumento do produto final inibe a atividade da glândula. Assim, uma glândula secreta um hormônio que estimula uma segunda glândula, que por sua vez secreta um hormônio que inibe a primeira. MECANISMO DE FEEDBACK NEGATIVO Aumento da produção de testosterona

Inibe o complexo hipotálamohipófise

Baixa a produção de hormônios hipofisárias

Inibem a produção de testosterona pelos tes culos

Es mulam a produção de testosterona pelos tes culos

Aumenta a produção de hormônios hipofisárias

Es mula o complexo hipotálamohipófise

Baixa a produção de testosterona

Figura 02 - Regulação da secreção do hormônio testosterona por feedback negativo.

Feedbacknpositivo

Mecanismondanaçãonhormonaln

Hipófise

FSH LH

Testículos +

Testosterona Figura 03 - Regulação da secreção do hormônio testosterona por feedback positivo.

Os hormônios agem no corpo através de três principais mecanismos: pela alteração da permeabilidade das membranas celulares; pela ativação de enzimas intracelulares ou pela ativação de genes. Alteraçãondanpermeabilidadendasnmembranas As substâncias neurotransmissoras, geralmente, atuam dessa forma promovendo a abertura ou fechamento de canais iônicos. Em consequência, alteram a concentração dos íons nos meios intra e extracelular. 95

C06  Fisiologia do sistema endócrino

O feedback positivo, por sua vez, é bem menos frequente e caracteriza-se por possuir um estímulo inicial que causa cada vez mais estimulação do mesmo tipo. Isso quer dizer que o estímulo provocará cada vez mais produção de dado hormônio. Enquanto o feedback negativo restaura a homeostase, o positivo estimula as alterações. Quando o aumento da concentração sanguínea de um hormônio estimula a produção de outro hormônio, denominamos feedback positivo. Um exemplo desse mecanismo acontece no controle da produção de testosterona (nos testículos) pela hipófise. Esta produz o hormônio luteinizante, que vai atuar nos testículos, estimulando a produção e liberação da testosterona. Perceba que um mesmo produto: testosterona, tem sua produção controlada tanto por feedback positivo, quanto negativo. Enquanto a produção de hormônios da hipófise é controlada por feedback negativo pela testosterona, esses mesmos hormônios regulam por feedback positivo a produção de testosterona pelas células de Leydig nos testículos.

Biologia

Ativaçãondenenzimanintracelularn O hormônio liga-se ao domínio extracelular de uma enzima receptora presente na membrana plasmática e, ao se ligar, estimula a atividade da enzima no domínio intracelular. Ativaçãondengenesn Esse é o principal mecanismo de ação para hormônios esteroides e tireoideos, retinóis e vitamina D. Esses hormônios ligam-se a um receptor nuclear específico e alteram sua capacidade de controle da transcrição gênica. Em consequência, pontos específicos do DNA nuclear se disponibilizam para serem transcritos. Após a transcrição, o RNA mensageiro é traduzido, gerando um peptídeo que atua maximizando a função específica da célula. 1. Alteração da permeabilidade da membrana Canais iônicos de entrada. Abrem-se ou fecham-se em resposta à concentração do sinal do ligante (S) ou do potencial de membrana.

Íon S

2. A vação de enzima intracelular

3. A vação de genes Membrana plasmá ca

Receptor ezimá co. A ligação do ligante ao domínio extracelular es mula a a vidade da enzima no domínio intracelular S DNA Envelope nuclear

RNA Proteína

Figura 04 - Principais vias de interação entre os hormônios e seus receptores.

Principaisnglândulasnhumanas Pineal Hipotálamo Hipófise Tireoide

C06  Fisiologia do sistema endócrino

Para reoide

Timo Suprarrenal Pâncreas Ovário Tes culo Figura 05 - Principais glândulas humanas.

Receptor esteroide. A ligação do esteroide a um receptor proteico nuclear permite ao receptor regular a expressão de genes específicos.

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Hipófinsen

A secreção de hormônios do lobo anterior é controlada por fatores hipotalâmicos de liberação (Releasing factor) e fatores hipotalâmicos de inibição (Inibition factor), produzidos no próprio hipotálamo e que chegam à adenoipófise por pequenos vasos sanguíneos conhecidos como vasos porta hipofisários/pofisários.

Também chamada de pituitária, é uma pequena glândula localizada na base do cérebro que está ligada ao hipotálamo (região cerebral) pelo pedúnculo hipofisário. Pode-se dividir a hipófise em três porções básicas: o lobo anterior ou adenoipófise,nanpartenintermediária e o lobo posterior ou neuroipófise.

Por sua vez, o lobo posterior não produz hormônios, mas atua como estrutura de sustentação para fibras nervosas hipotalâmicas que produzem dois hormônios (ADH e ocitocina).

Hipotálamo

Hormôniosndanadenoipófinse

Neuro-hipófise

Adeno-hipófise

Hormôniondoncrescimento

Nomeado também comonhormônionsomatotrófincon(STH), possui ação geral, pois atua sobre todos os tecidos do organismo, promovendo o crescimento. Como resultado da ação hormonal, há aumento da síntese proteica e a utilização de reservas de gorduras para produção de energia poupando e preservando os carboidratos.

pars intermedia

Figura 06 - Regiões da hipófise.

O STH não age diretamente sobre os ossos e cartilagens. Ele estimula o fígado e, provavelmente, o rim a secretarem a somatomedina. Essa substância se relaciona ao colágeno e este, por sua vez, age sobre os ossos e cartilagens, estimulando o crescimento ósseo.

Controlendansecreçãonhipofinsárianpelonhipotálamo A maioria das secreções da hipófise são controladas por sinais hormonais ou nervosos provenientes do hipotálamo.

SAIBA MAIS ALTERAÇÕES NA PRODUÇÃO DO HORMÔNIO DO CRESCIMENTO O hormônio do crescimento (GH) é absolutamente essencial no crescimento físico. Para se ter ideia, a deficiência em sua produção é responsável por certos casos de nanismo e, quando produzido em excesso, provoca gigantismo ou acromegalia. No nanismonhipofinsário, há secreção diminuída do hormônio GH na criança. Na ausência de diagnóstico e de tratamento, o portador da doença permanece infantil em todos os seus aspectos físicos. Na atualidade, o tratamento é feito com GH produzido pela bactéria Escherichia coli, graças à tecnologia bem-sucedida do DNA recombinante. Já no gigantinsmo, há uma elevada secreção do hormônio GH. Todos os tecidos do corpo crescem rapidamente e se o início for antes da adolescência, o indivíduo pode atingir 2,4 a 2,7 m. Geralmente, quando ocorre, é devido a tumores adenoipofisários e o tratamento é a retirada cirúrgica do tumor. A acromegalia ocorre quando há um aumento da secreção do hormônio GH no adulto. Nesse caso, ocorre crescimento maior nas extremidades como ossos das mãos, dos pés, do nariz, do crânio etc.

Fonte: Wikimedia commons

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Figura 07 - À esquerda, vemos indivíduo anão; à direita, imagens comparando as mãos de duas pessoas: uma normal e outra com acromegalia. Admite-se que o nanismo ocorre quando o tamanho de um indivíduo é até 20% inferior à média dos mesmos indivíduos de sua espécie, à mesma idade. Na espécie humana, em termos de adultos, considera-se anão o homem que mede menos de 1,40 m, e anã, a mulher com altura inferior a 1,35 m.

Biologia

Hormônionestimulantendantireoide

É o hormônio que determina a produção e liberação dos hormônios da glândula tireoide. O TSH desempenham a função de regular o metabolismo, transformando nutrientes em energia. n Prolactina Promove o desenvolvimento da glândula mamária durante a gravidez e a produção de leite após o parto. A secreção aumentada de prolactina inibe a secreção dos hormônios FSH e LH pela adenoipófise. n Hormônionadenocorticotrófico É responsável por controlar a secreção de alguns hormônios da região cortical da glândula suprarrenal. Além disso, o ACTH serve para diagnosticar doenças como câncer de pulmão e de tireoide, insuficiência da glândula adrenal etc. n Hormônionfolículonestimulante Nas mulheres, estimula a maturação de folículos ovarianos e desenvolvimento do ovócito e, simultaneamente, promove a produção de estrógeno pelo mesmo folículo em desenvolvimento. Nos homens, o FSH estimula a espermatogênese nos testículos. n Hormônionluteinizante Nas mulheres, promove a ovulação e a formação do corpo-lúteo secretor de progesterona. Nos homens, o LH estimula a produção de testosterona pelas células intersticiais de Leydig nos testículos. HIPÓFISE PITUITÁRIA Hipotálamo

Ocitocina

SAIBA MAIS

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DIABETES INSIPIDUS Diabetes insipidus consiste em um distúrbio de controle da água no organismo, em que os rins não conseguem reter adequadamente a água que é filtrada. Isso ocorre quando a neuroipófise secreta menos quantidade do hormônio ADH. Como consequência, o paciente passa a apresentar um aumento no volume de urina (poliúria), que ultrapassa facilmente os 3 litros por dia, podendo chegar a mais de 10 litros de urina. Nesse caso, a pessoa elimina grande volume de urina, sente muita sede e corre risco de desidratação. O nome insipidus vem do fato de a urina ser bastante diluída e por isso “sem gosto”. Já no caso de diabetes melittus, o paciente perde muita água e açúcar pela urina (quando o diabetes está descompensado), que pode ficar “doce”.

Adenohipófise (loboanterior)

Prolac na

Hormônios libertadores

FSH, LH

TSH

ADH Neuro-hipófise (loboposterior)

ACTH

Glândula mamária (expulsão do leite)

Contrações do útero

GH Néfron

Glândula Mamárias

Gônadas

Tireoide

Suprarrenal

Ossos

Figura 08 - Hormônios hipofisários e órgãos alvos.

Hormôniosnneuroipofisários Na neuroipófise não há a produção de hormônios, apenas a secreção. A vasopressina e a ocitocina são polipeptídios produzidos no hipotálamo e secretados pela neuroipófise. n Hormônionantidiurético Também conhecido pela sigla: ADH ou vasopressina controla a excreção de água, promovendo sua reabsorção nos túbulos renais, reduzindo o volume de urina produzido. n Ocitocina Estimula a ejeção do leite das glândulas mamárias e participa do parto, estimulando as contrações uterinas.

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Hormônion dan parten intermediárian dan hipófisen (Pars intermedia) A parte intermediária da hipófise secreta o hormônio melanotrópico, ou intermedina (MSH), que estimula a produção e a liberação de melanina pelos melanócitos. Pinealn Córtex cerebral Pineal

em crianças inibem o desenvolvimento sexual. Além disso, tumores da glândula (com consequente perda na produção do hormônio) foram associados à puberdade precoce. Tireoide Glândula localizada abaixo da laringe, em ambos os lados da traqueia e na sua parte anterior. Secreta tri-iodotironina (T3), tetraiodotironina ou tiroxina (T4) e calcitonina. Apenas T3 e T4 apresentam iodo em sua composição. A tireoide é composta por um grande número de folículos fechados, preenchidos por um tipo de coloide e revestidos por células epiteliais cuboides. O coloide é constituído por uma grande glicoproteína, denominada tireoglobulina que contém os hormônios tireoidianos. PrincipaisnaçõesndonT3nenT4

Hipófise Hipotálamo Figura 09 - Glândula pineal ou epífise.

É uma pequena glândula, com tamanho aproximado a uma semente de laranja e massa aproximada de 200 mg, localizada perto do centro do cérebro, entre os dois hemisférios cerebrais. Ela exerce função, por meio do hormônio melatonina, na regulação do chamado ciclo circadiano, que são os ciclos vitais (relógio biológico e o sono) e no controle das atividades sexuais e de reprodução. A melatonina é um hormônio derivado do aminoácido triptofano e seu ritmo de secreção segue um ritmo circadiano, sendo liberada no período escuro e inibida pela claridade. A retina detecta a luz, sinalizando a informação que chega via medula e nervos cervicais para a glândula pineal. Esta é relativamente grande na infância e reduz de tamanho na puberdade. Acredita-se que os altos níveis de melatonina

Além de atuar na regulação do metabolismo, como citado anteriormente, trabalham no desenvolvimento do sistema nervoso central e no crescimento. O efeito principal dos hormônios tireoidianos consiste em ativar um grande número de genes. Esse efeito resulta na síntese de um grande número de enzimas, proteínas estruturais e de transporte e outras substâncias. O resultado final é um aumento generalizado na atividade funcional de todo o organismo. O T3 e o T4 também aumentam a atividade das mitocôndrias e o transporte ativo de íons através das membranas, estimulam o consumo de carboidratos e de lipídeos, aumentam as frequências cardíaca e respiratória entre outros efeitos. Principaisnaçõesndancalcitoninan Estimula a deposição de sais de cálcio nos ossos, diminuindo a taxa de cálcio no sangue. O efeito principal consiste em diminuir a atividade osteoclástica, assim como a formação de novos osteoclastos, aumentando a fixação de cálcio e fosfato nos ossos.

SAIBA MAIS PRINCIPAIS ALTERAÇÕES DA TIREOIDE

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Hipertireoidismo: causada pela secreção excessiva de T3 e T4. As principais alteCar lagem rações são aumento do metabolismo e da sudorese, intolerância ao calor, perda cricoide de peso, diarreia, fraqueza muscular, nervosismo, insônia, tremor nas mãos, taGlândula quicardia e exoftalmia (protrusão dos globos oculares). reoide Hipotireoidismo:ncausado pela diminuição na produção de T3 e T4. As principais alterações são diminuição do metabolismo, bradicardia, obstipação intestinal, Glândula lentidão muscular, hiporreflexia, aumento do peso corporal, edema e sonolência para reoide e enoftalmia (retração dos globos oculares). Tanto no hipo quanto no hipertireoidismo pode ocorrer aumento do tamanho da glândula, denominado bócio. O bócio do hipertireoidismo é denominado bócio Figura 10 - Glândulas tireoide e paratireoides. tóxico ou tireotoxicose e o do hipotireoidismo é denominado bócio endêmico. Cretinismo: ocorrência de hipotireoidismo de grau extremo durante a vida fetal, a lactância e a infância. Normalmente, ocorre devido a uma deficiência genética que impede a conversão da tirosina em tiroxina. A falta da enzima acarreta a não produção dos hormônios. Se a reposição hormonal não for feita desde a fase infantil, desencadeia o quadro de cretinismo que se caracteriza por retardo do desenvolvimento neuropsicomotor e hipo desenvolvimento. O diagnóstico pode ser feito pelo “teste do pezinho”.

Biologia

Fonte: Wikimedia commons

Paratireoides São quatro pequenas glândulas localizadas na face posterior da tireoide. Produzem o paratormônio, que está relacionado com o metabolismo do cálcio no organismo. O paratormônio atua aumentando a absorção intestinal de cálcio e promovendo liberação de sais de cálcio dos ossos para o sangue, aumentando a calcemia (taxa de cálcio no sangue). Timo Figura 11 - Timo, localizado no tórax entre os dois pulmões.

O timo é uma glândula que participa da regulação da defesa imunológica do organismo. É considerado um órgão linfoide primário, que se localiza no tórax, entre os pulmões e a frente do coração. Ele muda de tamanho conforme as fases da vida. Do nascimento até a adolescência, atinge até 40 gramas. A partir daí, começa a diminuir de tamanho até a fase idosa. Porém, mesmo com a sua diminuição, as funções não são perdidas. Ele também é responsável pela produção do hormônio timosina, que estimula a maturação dos linfócitos T. Suprarrenalnounadrenal

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PRINCIPAIS ALTERAÇÕES DA PARATIREOIDE Hiperparatireoidismo Ocasionada pela elevada produção de paratormônio,que provoca acentuada retirada de cálcio dos ossos e, como consequência, a hipercalcemia. Os ossos ficam frágeis e quebradiços e também podem ocorrer deformações ósseas. A hipercalcemia pode ocasionar depressão do sistema nervoso, fraqueza muscular, dor abdominal, falta de apetite etc. Hipoparatireoidismo Ocorre diminuição do nível do paratormônio e, consequente, hipocalcemia. Esta doença ocasiona contrações musculares espasmódicas (tetania muscular). Além disso, na hipocalcemia, o sistema nervoso torna-se progressivamente mais excitável devido a um aumento da permeabilidade da membrana neuronal aos íons sódio. Nessa condição, as fibras nervosas mais excitáveis descarregam-se mais facilmente, iniciando uma série de impulsos nervosos que passam para os músculos esqueléticos, desencadeando as contrações musculares tetânicas.

100

As glândulas suprarrenais situam-se nos polos superiores dos rins, pesando cerca de 4 g cada. A glândula é constituída por duas partes: a medula suprarrenal e o córtex suprarrenal. A medula corresponde a 20% da glândula e está localizada na parte central. Ela secreta adrenalina e noradrenalina, que produzem basicamente os mesmos efeitos que a estimulação dos nervos simpáticos. O córtex da suprarrenal produz um grupo de hormônios denominados corticosteroidesn(derivados do colesterol). Glândula Suprarrenal

Córtex (produz glicocor coides e mineralocor coides)

Medula (produz adrenalina e noradrenalina)

Rim Figura 12 - Glândula suprarrenal: região cortical e medular.

Córtexndansuprarrenaln Glicocorticoides O cortisol é o principal glicocorticoide. Seu efeito metabólico mais importante é a capacidade de estimular a gliconeogênese (síntese de glicose a partir de substâncias

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não glicídicas) pelo fígado. Para esse efeito, o cortisol aumenta as enzimas necessárias para a conversão de aminoácidos e glicerol das gorduras em glicose. Isso ocorre nas células hepáticas e provoca a mobilização de aminoácidos e gorduras a partir dos tecidos extra-hepáticos, principalmente dos músculos. O cortisol também atua aumentando a concentração de ácidos graxos e glicerol devido à mobilização do tecido adiposo. A maior mobilização de gorduras na respiração celular pelo cortisol e a maior oxidação de ácidos graxos pelas células contribuem para menor utilização de glicose para a geração de energia. Tal fato pode levar a uma hiperglicemia que acarreta um quadro semelhante ao diabetes, sendo denominado diabetes da suprarrenal. Os glicocorticoides também apresentam ação antialérgica, anti-inflamatória e de supressão das respostas imunes. Andrógenos Hormônios masculinizantes moderadamente ativos, cujo principal exemplo é a desidroepiandrostesona (DHEA). Nas mulheres, esses hormônios têm efeito leve sendo e, em parte, são responsáveis por ação anabolizante e crescimento dos pelos pubianos e axilares. No homem, podem ser convertidos em testosterona que é o principal andrógeno. Mineralocorticoides A aldosterona é o principal mineralocorticoide. Está relacionada com a reabsorção de sódio e excreção simultânea de potássio. Em consequência da reabsorção de sódio, ocorre reabsorção de água e cloreto. Essa reabsorção ocorre nos túbulos renais. A reabsorção de água aumenta o volume de líquido extracelular e aumenta a pressão arterial. A aldosterona também aumenta a secreção tubular de íons hidrogênio, podendo gerar alcalose e apresenta ação semelhante nas glândulas sudoríparas e salivares, aumentando a absorção de sódio no intestino grosso. A regulação da secreção de aldosterona está relacionada com a concentração de íons sódio e potássio no líquido extracelular, com o sistema renina-angiotensina e com o ACTH.

SAIBA MAIS PRINCIPAIS ALTERAÇÕES DOS HORMÔNIOS DA REGIÃO CORTICAL DAS SUPRARRENAIS

A síndrome de Cushing causa complicações sérias como obesidade centrípeta, isto é, ocorre na face e no abdome, mas não nos membros que, ao contrário, são finos e com atrofia da musculatura, o que causa fraqueza muscular. Aparecem estrias largas e de cor violeta (geralmente no abdome e raiz dos membros) e equimoses (manchas roxas) frequentes. Pode levar ao diabetes e à hipertensão e pode ser causada por uso excessivo de corticoide, por via oral, injetável ou mesmo tópica, como nasal ou pela pele. Contudo, pode ser também decorrência de produção excessiva de cortisol (corticoide produzido nas suprarrenais), seja por tumor das suprarrenais (também chamadas adrenais) ou por tumor produtor de ACTH, que é o hormônio hipofisário que estimula as adrenais. DoençandenAddisonn A doença de Addison é o nome dado à condição em que as glândulas suprarrenais não são capazes de produzir quantidades suficientes de seus hormônios. Ela foi descrita pela primeira vez pelo médico inglês Thomas Addison, por isso recebe esse nome. A escassez dos hormônios corticoides pode provocar desidratação, hipotensão e hiperpigmentação da pele.

101

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DoençandenCushing

Biologia

Medulandansuprarrenal A estimulação dos nervos simpáticos pela medula suprarrenal faz com que sejam liberadas grandes quantidades de adrenalina e noradrenalina. A adrenalina é o hormônio da emergência e produz alguns efeitos: aumento da pressão arterial, aumento do fluxo sanguíneo para os músculos ativos, aumento do metabolismo, glicogenólise e maior força muscular etc. Essa é a chamada reação de alarme simpática, também denominada reação de luta ou fuga ou ainda “estadondenalerta”. Ao longo da história evolutiva dos animais, essa condição foi selecionada positivamente, pois ela pode determinar a sobrevivência em situações críticas de perigo. Ao contrário, a noradrenalina é liberada pela região medular em doses mais ou menos constantes e sua principal função é manter a pressão sanguínea em níveis normais. Pâncreasnnn O pâncreas é uma glândula anfícrina ou mista, pois secreta o suco pancreático com funções digestivas (secreção exócrina) e importantes hormônios como a insulina, o glucagon e a somatostatina (secreções endócrinas). O pâncreas é constituído por dois tipos de tecidos: n n

Os ácinosnpancreáticos, que produzem sucos digestivos para o duodeno; As ilhotasndenLangerhans, que contêm células alfa produtoras de glucagon, células beta produtoras de insulina e células delta que produzem somatostatina.

Insulinan n Estimula o transporte de glicose do sangue para o interior das células, reduzindo a glicemia; n Ativa enzimas responsáveis pelo armazenamento de glicogênio no fígado e músculos principalmente; n Promove a conversão de todo o excesso de glicose em ácidos graxos, que são armazenados na forma de triglicérides no tecido adiposo; n Inibe a glicogenólise e a gliconeogênese; n Induz o transporte de muitos aminoácidos para as células; n Induz um aumento da síntese de proteínas e inibe o catabolismo. Alimento

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la mu Es Inibe Taxa alta de glicose

Quebra de glicogênio e liberação de glicose pelo gado

Células beta Insulina Células alfa

Células beta Glucagon Células alfa Figura 13 - Mecanismo de regulação da glicemia

102

Absorção de glicose pelo gado e armazenamento em glicogênio

Inib e

Taxa baixa de glicose ula Es m

Glucagon n Degradação do glicogênio hepático (glicogenólise), aumentando a glicemia em poucos minutos; n Estimula a gliconeogênese, ou seja, a síntese de glicídios a partir de substâncias não glicídicas; n Estimula lipases que aumentam a taxa de ácidos graxos circulantes para os sistemas energéticos; n Em concentrações elevadas, intensifica a secreção biliar e aumenta a força cardíaca. Somatostatina n Deprime a secreção de insulina e glucagon; n Reduz a motilidade do estômago, do duodeno e da vesícula biliar; n Diminui tanto a secreção quanto a absorção no tubo gastrointestinal.

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Resulta da secreção diminuída de insulina pelas células beta das ilhotas de Langerhans ou pela diminuição dos receptores insulínicos. A hereditariedade desempenha importante papel ao determinar qual pessoa irá desenvolver a doença. A obesidade também colabora no desenvolvimento do diabetes clínico. A fisiopatologia do diabetes está relacionada com três principais efeitos de deficiência de insulina: n n

elevação da glicemia devido à diminuição da utilização de glicose pelas células; anormalidades no metabolismo de carboidratos e lipídios, bem como deposição de colesterol nas paredes arteriais, causando aterosclerose; depressão das proteínas dos tecidos.

Alguns dos principais sintomas e sinais são perda de peso, polidipsia (sede excessiva), apetite aumentado (polifagia), fraqueza muscular, poliúria, glicosúria, desidratação etc. O desvio do metabolismo de carboidratos para o das gorduras aumenta o nível de ácidos resultante da degradação dos ácidos graxos (ácido acetoacético ou corpos cetônicos) nos líquidos corporais, levando à acidose. A acidose e outras anormalidades metabólicas podem levar ao coma diabético. Tiposndendiabetesnmellitus Infantojuveniln(tinponI) O tipo I (infantojuvenil) aparece em pacientes, normalmente, magros e jovens. A evolução é rápida e o tratamento é mais difícil. O termo diabetes infantojuvenil é substituído atualmente por diabetes mellitus insulino dependente (DMID). OntinponIIn(adulto)n O tipo II (adulto) tem início na maturidade e, geralmente, ocorre em pacientes obesos. A evolução é lenta e o tratamento mais fácil. Também é denominada diabetes mellitus não insulino dependente (DMNID). Nesse tipo, os níveis plasmáticos de insulina são normais ou elevados e ocorre uma diminuição dos receptores insulínicos. Alterações no número de receptores também são observadas em indivíduos obesos não diabéticos.

Complicaçõesndondiabetes n Retinopatia: danos à irrigação sanguínea da retina, podendo produzir perda completa da visão. n Nefropatia:ndanos aos vasos sanguíneos que tangenciam os néfrons, prejudicando a filtragem do sangue. n Neuropatia:ndanos nos nervos periféricos principalmente dos membros. Para o diagnóstico do diabetes, são feitas dosagens de glicose no plasma sanguíneo após a ingestão de 75 g de glicose em 300 mL de água. O fundamento do teste é dosar a glicose em intervalos e avaliar se a glicose está sendo transportada para dentro das células e tecidos, diminuindo sua concentração no sangue. Uma curva normal obtida dessas medições e a curva anormal estão indicadas a seguir. 250 Glicose plasmá ca (mg/dl)

Diabetesnmellitus

Diabetes

200 150 100 Normal

50 0

Tempo após a glicose oral (h) Figura 15 - Teste de tolerância à glicose

Quando a insulina não age de forma correta, diz-se que o paciente tem resistência à insulina. Se essa resistência for muito acentuada, ele pode desenvolver diabetes mellitus tipo II, sendo, neste caso, necessário tratamento. A primeira opção de tratamento é sempre o controle da dieta e prática de exercícios físicos. Quando esse tratamento não funciona, é necessária a administração de hipoglicemiantes orais e, em situações mais graves, é necessária a administração de insulina.

C06  Fisiologia do sistema endócrino

Figura 14 - Há diversos modelos de equipamentos disponíveis no mercado que permitem um indivíduo medir a taxa de açúcar no sangue diariamente.

103

Biologia

Exercícios de Fixação 01.n (UPFnRS) Em relação ao sistema endócrino, são feitas as afirmações abaixo. Assinale a alternativa correta. a) As suprarrenais são constituídas por duas camadas: a

Tendo em vista o papel funcional do ADH, qual é um sintoma clássico de um paciente acometido por diabetes insipidus? a) Alta taxa de glicose no sangue.

medula e o córtex. A medula secreta a adrenalina e a no-

b) Aumento da pressão arterial.

radrenalina, principalmente em situações de estresse.

c) Ganho de massa corporal. d) Anemia crônica.

b) A hipófise é uma região do sistema nervoso localizada na base do encéfalo, que secreta hormônios que controlam o funcionamento do hipotálamo. c) O hipotálamo se divide em dois lobos (anterior e posterior) e é responsável pela secreção de hormônios que controlam a atividade da tireoide.

e) Desidratação. 04.n (UnespnSP)nUm hormônio foi injetado na circulação sanguínea de uma pessoa. O gráfico mostra como a concentração de cálcio no sangue variou ao longo do tempo após a injeção. Injeção do hormônio

d) A tireoide localiza-se no pescoço e é responsável pela secreção do hormônio tiroxina, que inibe a remoção de e) As paratireoides localizam-se na região posterior da tireoide e secretam o hormônio do crescimento (GH) ou somatotropina.

2.40 cálcio (mmol/L)

cálcio dos ossos e a saída deste para o plasma.

2.35 2.3,0

02.n (EscolanBahianandenMed.nenSaúdenPúblicanBA)nConsiderando-se conhecimentos sobre o sistema endócrino, é correto afirmar:

tireoides. b) O diabetes insipidus é ocasionado por problemas na produção da vasopressina ou falta de sensibilidade dos rins a esse hormônio. c) A hipófise produz diversos hormônios que agem em diferentes órgãos como as glândulas suprarrenais, o pâncreas e o fígado. d) O hipotireoidismo se caracteriza por redução na produção da tireotrofina pela tireoide e da adrenalina pelas paratireoides, o que resulta em menor eficiência metabólica do indivíduo afetado por esse distúrbio. e) Um tumor nas suprarrenais pode aumentar a produção de hormônio antidiurético por essas glândulas, interfe-

C06  Fisiologia do sistema endócrino

rindo no funcionamento dos rins. 03.n (EnemnMEC) Portadores de diabetes insipidus reclamam da

É correto afirmar que o hormônio injetado na circulação sanguínea dessa pessoa foi a) o glucagon. b) a tiroxina. c) o paratormônio. d) a calcitonina. e) a aldosterona. 05.n (Unicampn SP) O hormônio ADH (antidiurético), produzido no hipotálamo e armazenado na hipófise, é o principal regulador fisiológico do equilíbrio hídrico no corpo humano. Assinale a alternativa correta. a) A redução na ingestão de água aumenta a pressão osmótica do sangue. O ADH atua nos rins, aumentando a reabsorção de água e diminuindo a pressão osmótica do sangue.

confusão feita pelos profissionais da saúde quanto aos dois

b) O aumento na ingestão de água aumenta a pressão os-

tipos de diabetes: mellitus e insipidus. Enquanto o primeiro

mótica do sangue. O ADH atua nos rins, aumentando a

tipo está associado aos níveis ou à ação da insulina, o segun-

reabsorção de água e diminuindo a pressão osmótica

do não está ligado à deficiência desse hormônio. O diabetes

104

tempo (horas)

a) O nanismo pode ser ocasionado por problemas hormonais decorrentes do mau funcionamento das para-

do sangue.

insipidus é caracterizado por um distúrbio na produção ou

c) A redução na ingestão de água diminui a pressão os-

no funcionamento do hormônio antidiurético (na sigla em

mótica do sangue. O ADH atua nos rins, aumentando a

inglês, ADH), secretado pela neuroipófise para controlar a

reabsorção de água e aumentando a pressão osmótica

reabsorção de água pelos túbulos renais.

do sangue.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Exercícios Complementares

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

se o nível de cálcio ficar alto demais,

nível de cálcio no sangue cai nível alto

a glândula X produz X o hormônio A

Nível de homeostase de cálcio no sangue se o nível de cálcio ficar baixo demais, Y produz Y ao glândula hormônio B

Normal Elevado Níveis do hormônio da reoide

I II

III

10 12 Horas

16 18

20 22

A análise do gráfico permite concluir que os níveis mais reduzidos de glicemia no organismo humano serão obtidos após a aplicação dos tipos a) I e II, no período entre 15 minutos e 1 hora. b) I e II, no período entre 5 e 7 horas. c) III e IV, no período entre 3 e 5 horas. d) V e VI, no período entre 2 e 19 horas. e) V e VI, no período entre 22 e 24 horas. 03.n (UerjnRJ)nUm dos fatores determinantes da perda de cálcio dos ossos é o envelhecimento, sobretudo em mulheres. O

04.n (UECE) Analise as afirmações abaixo. I. A tireoide é uma glândula exócrina responsável pela liberação de dois hormônios, o T3 e o T4; é controlada principalmente pelo TSH secretado pela hipófise. II. A progesterona é um hormônio feminino produzido pelo corpo lúteo responsável pela manutenção das células de revestimento do útero e também pela produção de leite. III. A melatonina, substância produzida pela glândula pineal, é responsável pela regulação do sono. IV. A insulina produzida pelo pâncreas atua no aumento da taxa de glicose no sangue. Está correto o que se afirma somente em a) I, III e IV. c) II e IV. b) II e III. d) I e III. 05.n (UEMnPR) Assinale a(s) alternativa(s) que for(em) correta(s), utilizando as informações que seguem: I. Um homem de 70 kg possui em seu corpo um volume de aproximadamente 5,6 L de sangue. II. A taxa normal de cálcio no sangue é de 9 a 11 mg /100 mL 01. O hormônio calcitonina é produzido na glândula tireoide e atua na redução da quantidade de cálcio no sangue. 02. As glândulas paratireoides secretam paratormônio, que é responsável pela manutenção de níveis normais de cálcio no sangue, com função antagônica à da calcitonina. 04. A concentração normal de cálcio no sangue é de 2,25 a 2,75 mmol/L. 08. O cálcio presente no sangue está na forma de hidroxiapatita – Ca5(PO4)3(OH). 16. Um homem de 70 kg com taxa normal mínima de cálcio no sangue, tem aproximadamente 0,50 g de cálcio em circulação.

105

C06  Fisiologia do sistema endócrino

Baixo

Esse processo de perda de cálcio resulta, principalmente, da atuação intensa do hormônio e da glândula indicados em a) calcitonina – tireoide. b) adrenalina – suprarrenal. c) somatotrófico – hipófise. d) paratormônio – paratireoide.

02.n (FGVnSP)nO gráfico a seguir ilustra o tempo de ação para seis tipos de insulinas clinicamente disponíveis (I a VI), em um período de 24 horas após a aplicação no organismo humano. Insulina Plasmá ca

nível de cálcio no sangue aumenta

Os resultados desse experimento permitem concluir que, nos hepatócitos dos ratos estudados, a) o hipertireoidismo eleva o consumo de oxigênio na etapa citoplasmática da respiração celular. b) o hipotireoidismo acelera a produção de ATP. c) o hipertireoidismo estimula a fosforilação oxidativa. d) o hipotireoidismo torna a cadeia respiratória um processo anaeróbio.

esquema abaixo representa a regulação do cálcio no sangue humano, realizada pelas glândulas X e Y responsáveis diretas pela produção dos hormônios A e B, respectivamente.

nível baixo

Consumo celular de O2 (nmol/min/mg)

01.n (PucnSP)nUm experimento foi conduzido para verificar a influência de um hormônio da tireoide sobre o metabolismo celular. Para isso, foram obtidas células hepáticas (hepatócitos) de ratos cujos níveis sanguíneos do hormônio foram previamente classificados como baixos, normais ou elevados. Sob condições controladas, foi medida a taxa de consumo de oxigênio de cada um dos três grupos de células, e o resultado está representado no gráfico a seguir.

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO C07

ASSUNTOS ABORDADOS nn Fisiologiandonsistemannervoso n Divisão anatômica n Sistema nervoso central n Sistema nervoso periférico n Divisão fisiológica

FISIOLOGIA DO SISTEMA NERVOSO Até aonde podemos chegar? Somos um conjunto impressionante e surpreendente de músculos, ossos, neurônios. Nenhuma outra máquina tão complexa e harmônica, que se compare ao nosso corpo, foi criada até hoje. A perfeição da máquina humana é realmente algo que nos leva a uma viagem de encantamento e descobertas. Em termos de quantidades, temos 640 músculos, 3 bilhões de fibras nervosas e 30 trilhões de células vermelhas. São números impressionantes. A partir do momento que nascemos, respiramos, mamamos, engolimos, tossimos, espirramos, ouvimos, temos uma visão ainda fraca, mas podemos reconhecer alguns vultos. Nosso cérebro, com 100 bilhões de neurônios, dobra de tamanho em um ano. A partir de regiões específicas dele, podemos enviar comandos de controle para todas as partes do corpo. Aliás, alguns comandos nem podem ser controlados por nós. É o sistema nervoso autônomo que controla diversas atividades de nosso corpo, apresentando infinitas possibilidades de conexões neuronais. Juntamente com o sistema endócrino, o sistema nervoso atua na regulação das atividades dos organismos. A parte central desse sistema recebe informações das diversas partes do corpo e determina as respostas adequadas a cada informação. Já a parte periférica é a responsável por conduzir as informações até a parte central e também por levar as respostas aos órgãos efetores. O sistema nervoso humano pode ser dividido anatomicamente e finsiologicamente.

106

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Divisãonanatômica O sistema nervoso é dividido em Central e Periférico: observe a imagem abaixo que ilustra a divisão desse sistema. Cérebro Encéfalo Sistema Nervoso Central

Medula Espinhal

Cerebelo

Mesencefálico

Tronco Encefálico

Bulbo Ponte

Sistema Nervoso Gânglios Sistema Nervoso Periférico

Terminações nervosas Cranianos Nervos Raquidianos

Sistemannervosoncentral Os órgãos do sistema nervoso central (SNC) são protegidos por estruturas ósseas (crânio e colunan vertebral) e por membranas denominadas meninges. Junto ao osso, está a meninge que recebe o nome de dura-máter. Abaixo dela localiza-se a aracnoide. Entre a aracnoide e a terceira meninge (pia-máter), existe o líquidon cefalorraquidiano ou líquor. O sistema nervoso central é dividido em encéfalo e medulanespinhal. Cérebro Osso do crânio Ossos do crânio

Espaço subaracnoide (líquor)

Dura-máter Aracnoide Meninges cranianas Pia-máter Vaso sanguíneo Cérebro

Cerebelo Medula espinhal Espaço subracnoide da medula espinhal

Dura-máter Meninges Aracnoide espinhais Pia-máter Espaço subracnoide

Figura 02 - Representação esquemática do sistema nervoso central com as partes anatômicas que o compõem. Repare que as meninges revestem o encéfalo e a medula espinhal, tendo assim, função indispensável na proteção do sistema nervoso. Dentre as três meninges, a dura-máter é a camada externa e a mais resistente, enquanto que a aracnoide é constituída por uma camada fina intermediária e, por fim, a pia-máter é uma camada delicada, localizada mais internamente, e vascularizada.

C07  Fisiologia do sistema nervoso

Encéfalo

Medula Espinhal

Figura 01 - Sistema nervoso central: Encéfalo e medula espinhal.

107

Biologia

Encéfalo O encéfalo é constituído pelo cérebro, cerebelo, diencéfalo, mesencéfalo, ponte e bulbo.

Cada hemisfério cerebral divide-se em quatro lobos, separados por sulcos, que recebem nomes dos ossos que os envolvem: frontal, parietal, temporal e occipital.

Cérebro

Vista Lateral

O cérebro é a parte mais desenvolvida do encéfalo humano (aproximadamente 90% da massa encefálica do crânio). Na superfície cerebral, aparecem os sulcos e as depressões (circunvoluções cerebrais). Um desses sulcos divide quase que completamente o cérebro em doisnhemisfériosncerebrais, o direito e o esquerdo, restando apenas uma estrutura de conexão entre eles, o corponcaloso. O hemisfério cerebral direito está associado à criatividade e o esquerdo, às habilidades analíticas. Outros sulcos de grande profundidade delimitam áreas conhecidas como centros que coordenam funções específicas. O córtexncerebral é a camada mais externa dos hemisférios cerebrais e devido à aparência, recebeu, no passado, o nome de substânciancinzenta. No córtex, concentram-se os corpos celulares dos neurônios. Já a região mais interna dos hemisférios cerebrais, a substâncian branca, é formada por dendritos e axônios (as neurofibrilas) que levam informações ao córtex e dele trazem respostas para o funcionamento de determinada parte do corpo.

Vista Superior Fissura longitudinal

Posterior

Lobo Frontal Lobo Parietal Lobo Occipital

Hemisfério Esquerdo

Hemisfério Direito

Lobo Temporal Figura 03 - Representação esquemática dos lobos cerebrais. A figura também identifica a fissura longitudinal entre o hemisfério esquerdo e direito. É importante ressaltar que o corpo caloso é uma estrutura do cérebro de mamíferos, localizada na fissura longitudinal que conecta os hemisférios cerebrais direito e esquerdo. É a maior estrutura de substância branca no cérebro, que consiste de 200 a 250 milhões de projeções axônicas.

SAIBA MAIS VOCÊ SABIA QUE CADA SEGMENTO DO CÉREBRO TEM UMA FUNÇÃO?

C07  Fisiologia do sistema nervoso

O córtex cerebral é dividido em áreas denominadas lobosncerebrais, cada uma com funções diferenciadas e especializadas. LobonFrontal: é o maior dos quatro e se estende por trás da testa. Responsável pelos mais simples movimentos físicos, como também pelas funções do aprendizado, do pensamento, da memória e da fala. LobonParietal: localizado atrás do frontal, estendendo-se até a parte posterior da cabeça. Responsável pela percepção espacial e pelas informações sensoriais de dor, calor e frio. LobonTemporal: localizado na base do parietal, até a altura dos ouvidos. É responsável pelos estímulos auditivos. LobonOccipital: é o menor dos quatro, situado na parte posterior do temporal. Recebe e processa as imagens visuais. Além da divisão em lobos, o cérebro também é dividido em hemisférios cerebrais. Cada hemisfério é especializado em algumas tarefas específicas. Eles se comunicam entre si através de um feixe que tem entre 200 e 250 milhões de fibras nervosas, o corpo caloso. A metade esquerda controla o lado oposto do organismo, ou seja, a ordem dos movimentos dirigidos para o lado direito partem do hemisfério esquerdo. Se o hemisfério dominante é o lado direito do cérebro, a pessoa será canhota. Cada hemisfério controla uma série de funções. O hemisfério direito, por exemplo, é que nos confere a capacidade de reconhecer rostos e objetos. Já o lado esquerdo do cérebro controla nossa capacidade de leitura e escrita, assim como nos permite identificar regras gramaticais. No entanto, esses hemisférios atuam em conjunto e algumas funções são comprovadamente controladas pelos dois lados, como a fala, por exemplo. Estudos com pessoas que tiveram um dos hemisférios lesionado e continuaram a falar mostraram esse resultado.

108

Lado Direito

Lado Esquerdo

Consciência Ar s ca

Pensam a ento Pensamento Analí co

Cria vidade

Raciocínio

Imaginação

Linguagem

Insight

Lógica

Formas 3D

Escrita

Pensamento Holís co

Ciências e Matemá ca

Consciência Musical

Habilidade com números

Controle da mão esquerda

Controle da mão direita

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Cerebelon(telencéfalo) É responsável por coordenar os movimentos e orientar a postura corporal. Promove o equilíbrio corporal, o tônus e o vigor muscular. Diencéfalo O diencéfalo possui três centros nervosos principais: Tálamo, hipotálamo e epitálamo. Tálamo Atua como órgão de distribuição das informações que recebe, transmite impulsos recebidos dos órgãos dos sentidos (exceto os do olfato) à córtex cerebral, assim como impulsos da córtex para a medula e o tronco encefálico. Epitálamo Região do diencéfalo que forma a glândula pineal. Hipotálamo Possui importantes centros nervosos relacionados com o apetite, a sede, a regulação da temperatura corporal, o medo, a raiva, a euforia e o comportamento sexual. Além disso, o hipotálamo atua na regulação da atividade da glândula hipófise e produz hormônios que ficam armazenados em uma parte da hipófise. Mesencéfalo Atua no controle de alguns reflexos, como os movimentos da cabeça para localizar sons ou para movimentos oculares. Ponte Participa na manutenção da postura corporal, no tônus muscular e no equilíbrio do corpo. É formada de fibras nervosas que ligam o córtex cerebral ao cerebelo. Bulbon Controla reflexos como tosse, espirro, salivação, deglutição e outras funções automáticas. Ele é considerado um centro vital, que está relacionado com a coordenação dos batimentos cardíacos e os movimentos respiratórios (funções vitais). Localiza-se no início da medula espinhal (parte dilatada) e também exerce influência em certos atos reflexos como a deglutição, o vômito, a sucção e a tosse.

Tálamo

C07  Fisiologia do sistema nervoso

Diencéfalo

Epitálamo Hipotálamo

Tronco Encefálico

Figura 04 - Diencéfalo e suas sub-regiões.

Mesencéfalo Ponte Bulbo Medula

Figura 05 - Tronco encefálico: mesencéfalo, ponte e bulbo.

109

Biologia

Medulanespinal Trata-se de um cordão cilíndrico que parte da base do encéfalo e percorre toda a coluna vertebral, no interior do canal formado pelas perfurações das vértebras. Internamente, a medula espinal possui substância cinzenta e, na região cortical, concentra-se a substância branca, um arranjo oposto ao do cérebro. Apresenta-se revestida pelas mesmas três meninges que revestem o encéfalo. Substância branca

Substância cinzenta

Gânglio nervoso

Pia-máter Aracnoide

Nervo Dura-máter

Figura 06 - Medula espinal e meninges.

As principais funções da medula espinal são as de receber as informações das diversas partes do corpo e enviá-las ao encéfalo. Ao mesmo tempo, ela também elabora respostas simples a determinados estímulos, permitindo ao organismo reagir a situações em que a resposta deve acontecer em intervalo de tempo muito curto. Por exemplo, quando reagimos bruscamente ao pisarmos em um prego, é a medula espinal que elabora a resposta a esse tipo de estímulo (arco ou atonreflexo). Atonreflexo Um exemplo típico de ato reflexo é o patelar ou rotuliano. Nesse caso, um neurônio sensitivo recebe o estímulo e o conduz à medula espinal. Em seguida, um neurônio motor conduz a resposta medular ao músculo, que sofrerá contração (atonreflexonsimples). Contudo, a maioria das respostas medulares acontece com a participação de neurônios associativos, que estão localizados no interior da medula espinal e têm a função de conectar os neurônios sensitivos aos neurônios motores, envolvidos na resposta reflexa (atonreflexon composto). Os neurônios associativos também estimulam outros neurônios que levam os impulsos ao encéfalo, permitindo que o indivíduo tenha consciência do ocorrido. SNC Medula

C07  Fisiologia do sistema nervoso

Es mulação do tendão patelar

Neurônio Sensi vo

Receptor sensorial

Neurônio Motor Músculo extensor Extensão da perna

Figura 07 - Reflexo patelar: ato reflexo simples (apenas dois neurônios envolvidos).

110

Neurônio sensi vo Gânglio

Neurônio associa vo Neurônio motor

Figura 08 - Ato reflexo composto.

Medula espinhal

Raiz dorsal

Massa branca Massa cinzenta Raiz ventral

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Sistemannervosonperiféricon O sistema nervoso periférico (SNP) é constituído pelos nervos cranianos e raquidianos. Os nervos podem ser sensoriais ou motores. A divisãonsensorial corresponde aos neurônios que levam informações ao SNC por meio dos receptores sensoriais espalhados pelo corpo. Já a divisãonmotoranestá relacionada aos neurônios que encaminham mensagens do SNC aos músculos esqueléticos. Fisiologicamente, esse é o sistemannervosonsomático. Nesse caso, a contração da musculatura é voluntária. Eventualmente, a musculatura pode contrair sem termos consciência desse movimento (atonounarconreflexo). Outros nervos motores encaminham mensagens do SNC aos músculos lisos, músculo estriado cardíaco e glândulas. Fisiologicamente, esse é o sistemannervosonautônomo. Nesse caso, a contração é involuntária, ou seja, independe da vontade. Nervos São agrupamentos de várias fibras nervosas, que podem ser formadas de axônios ou de dendritos. Os nervos saem ou chegam à medula espinal – nervosnraquidianosne partem do encéfalo – nervosncranianos, percorrendo as diversas partes do corpo. Os nervos podem ser: nn Sensitivosnounaferentesn–

levam informações da periferia do corpo para o SNC; nn Motoresnouneferentes – transmitem impulsos do SNC para os músculos ou glândulas; nn Mistos – formados por axônios de neurônios sensoriais e por neurônios motores.

Nervoncraniano

Tipo

Função

I – Olfatório

Sensitiva

Percepção do olfato

II – Óptico

Sensitiva

Percepção visual

III – Oculomotor

Motora

Controle da movimentação do globo ocular, da pupila e do cristalino

IV – Troclear

Motora

Controle da movimentação do globo ocular

V – Trigêmeo

Mista

Controle dos movimentos de mastigação (ramo motor); Percepções sensoriais da face, seios da face e dentes (ramo sensorial)

VI – Abducente

Motora

Controle da movimentação do globo ocular

VII – Facial

Mista

Controle dos músculos faciais – mímica facial (ramo motor); Percepção gustativa no terço anterior da língua (ramo sensorial)

VIII – Vestíbulococlear

Sensitiva

Percepção postural originária do labirinto (ramo vestibular); Percepção auditiva (ramo coclear)

IX – Glossofaríngeo

Mista

Percepção gustativa no terço posterior da língua, percepções sensórias da faringe, laringe e plato.

X – Vago

Mista

Percepções sensoriais da orelha, faringe, laringe, tórax e vísceras. Inervação das vísceras torácicas e abdominais.

XI – Acessório

Motora

Controle motor da faringe, laringe, palato, dos músculos esternoclidomastoideo e trapézio.

XII – Hipoglosso

Motora

Controle dos músculos da faringe, da laringe e da língua

Tabela 01 - Principais ações dos 12 pares de nervos cranianos.

111

C07  Fisiologia do sistema nervoso

Nos seres humanos, existem 12 pares de nervos cranianos. Três deles são exclusivamente sensoriais, cinco são motores e os quatro restantes são mistos. Os nervos cranianos estão relacionados com a conexão do encéfalo a órgãos do sentido.

Biologia

(III) Nervo motor ocular (IV) Nervo troclear (I) Nervo olfa vo

(VI) Nervo abducente (V) Nervo trigêmeo

(III)

(II) Nervo óp co (V)

(VII) Nervo facial

(X) Nervo vago

(VII) (VIII) Nervo cócleo ves bular (IX) Nervo glossofaríngeo

(XII) Nervo hipoglosso (XI) Nervo espinhal acessório

C07  Fisiologia do sistema nervoso

Figura 09 - Identificação dos 12 pares de nervos cranianos.

Os 31 pares de nervos raquidianos têm a função de conectar a medula espinal a células sensoriais e aos músculos em vários locais do corpo. A comunicação dos nervos raquidianos com a medula se faz através de espaços que existem entre as vértebras. A cada lado da coluna vertebral existe um nervo que se liga à medula por dois conjuntos de fibras chamadas de raízes do nervo. Essas raízes podem ligar-se na posição dorsal (raiznsensitiva) ou ventral (raiznmotora) da medula. Se a raiz dorsal de um nervo raquidiano for lesada em um tipo Gânglio espinal de trauma ou até mesmo por alguma doença, por exemplo, poliomielite, a parte do corpo Raiz dorsal (sensi va) inervada perderá a sensibilidade. Entretanto, a capacidade de contrair a musculatura coNervo espinal nectada pela raiz ventral desse nervo estará preservada. Se a lesão ocorrer somente na raiz ventral do nervo raquidiano, a musculatura não mais se contrai, já que a conexão nervosa com a mesma foi interrompida. Porém, a sensibilidade ao toque, temperatura, pressão e Substância dor estará intacta. Os nervos raquidianos são, portanto, mistos e estão assim distribuídos: cinzenta n oito pares de nervos cervicais; Substância branca n doze pares de nervos dorsais; Raiz ventral (motora) n cinco pares de nervos lombares; Figura 10 - Corte transversal da medula espinal: n seis pares de nervos sagrados ou sacrais. raiz dorsal e ventral. 112

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Gângliosnnervosos São corpos celulares dos neurônios reunidos em estruturas especiais em porções dilatadas. Por exemplo, na raiz dorsal de cada nervo raquidiano, existe um gânglio espinhal, onde se localizam os corpos celulares dos neurônios.

Divisãonfisiológica Fisiologicamente, o sistema nervoso periférico pode ser dividido em somático (voluntário) e autônomo (involuntário). SistemanNervosonAutônomon O sistema Nervoso Autônomo (SNA) corresponde à parte motora do sistema nervoso visceral ou autônomo e se divide em simpático e parassimpático.nEstas duas partes possuem ações, de modo geral, antagônicas. A divisão simpática ocupa a medula toracolombar, enquanto a parassimpática tem uma parte encefálica e outra parte na medula sacral. Ambas as divisões apresentam uma sinapse entre o neurônio central e o alvo periférico: a sinapse ganglionar. Mas os circuitos diferem: o simpático apresenta uma fibra pré-ganglionar curta e uma fibra pós-ganglionar longa, enquanto o parassimpático possui uma fibra pré-ganglionar longa e uma pós-ganglionar curta. As fibras pré-ganglionares e as pós-ganglionares parassimpáticas são colinérgicas (liberam o neurotransmissor acetilcolina). Por sua vez, a pós-ganglionar simpática é noradrenérgica (libera o neurotransmissor noradrenalina). Observe o quadro: Efeitondanestimulaçãonsimpática

Efeitondanestimulaçãonparassimpática

Olho: pupila Músculo ciliar

Dilatada nenhum

Contraída Excitado

Glândulas gastrointestinais

Vasoconstrição

Estimulação de secreção

Glândulas sudoríparas

Sudação

Nenhum

Coração: músculo (miocárdio) Coronárias

Atividade aumentada Vasodilatação

Diminuição da atividade Constrição

Vasos sanguíneos sistêmicos abdominais Vasos sanguíneos sistêmicos musculares Vasos sanguíneos sistêmicos da pele

Constrição Dilatação Constrição ou dilatação

Nenhum Nenhum Nenhum

Pulmões: brônquios

Dilatação

Contrição

Tubo digestivo: luz Esfíncteres

Diminuição do tônus e da peristalse Aumento do tônus

Aumento do tônus e do peristaltismo Diminuição do tônus

Fígado

Liberação de glicose

Nenhum

Rim

Diminuição da produção de urina

Nenhum

Bexiga: corpo Esfíncter

Inibição Excitação

Excitação Inibição

Ato sexual masculino

Ejaculação

Ereção

Glicose sanguínea

Aumento

Nenhum

Metabolismo basal

Aumento em até 50%

Nenhum

Atividade mental

Aumento

Nenhum

Secreção da medula suprarrenal (adrenalina)

Aumento

Nenhum

C07  Fisiologia do sistema nervoso

Órgão

Tabela 02 - Efeitos dos sistemas nervosos simpático e parassimpático sobre os órgãos.

113

Biologia

Parassimpático Contrai a pupila

Estimula a salivação

Reduz os batimentos cardíacos Contrai os brônquios

Estimula a atividade do estômago e do pâncreas

Simpático Dilata a pupila

Inibe a salivação

Relaxa os brônquios Acelera os batimentos cardíacos Inibe a atividade do estômago e do pâncreas Estimula a liberação de glicose pelo fígado

Estimula a vesícula biliar Estimula a produção de adrenalina e noradrenalina Contrai a bexiga Relaxa a bexiga Promove a ereção

Promove a ejaculação

Figura 11 - Atuação antagônica entre o sistema nervoso parassimpático e simpático.

SAIBA MAIS

C07  Fisiologia do sistema nervoso

O corpo responde ao medo, ao estresse extremo e ao exercício intenso com ação coordenada pelo sistema nervoso simpático. Esse sistema nervoso atua na liberação de adrenalina na corrente sanguínea, após a atuação das fibras nervosas simpáticas que chegam à porção medular da suprarrenal. Uma grande liberação de adrenalina aumenta a frequência cardíaca, a pressão sanguínea e a frequência respiratória. Ocorre também um aumento da permeabilidade da glicose na membrana plasmática. Tudo isso determina maior aporte de glicose e de oxigênio nas células musculares, potencializando o corpo para produzir uma reação de grande força, velocidade e superação. Essa ativação, que gera uma resposta de luta ou fuga, foi positivamente selecionada ao longo do processo evolutivo por garantir diversas vezes a sobrevivência em uma situação extrema de perigo.

Figura 12 - Medo e perigo desencadeiam, por meio da adrenalina, um estado de alerta.

114

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Exercícios de Fixação

( ) É responsável pelo controle das funções motoras do corpo. ( ) Possui grupos de neurônios envolvidos no controle de respiração e circulação. ( ) Possui o centro do controle para manutenção da temperatura corporal. A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é a) 3 – 5 – 4. b) 2 – 4 – 3. c) 3 – 5 – 1. d) 2 – 1 – 4. e) 5 – 1 – 3. 02.n (PucnSP) O sistema nervoso autônomo é formado por fibras simpáticas e parassimpáticas que atuam nos órgãos viscerais de maneira antagônica. A liberação de adrenalina pelo sistema nervoso a) parassimpático promove aumento do ritmo cardíaco e constrição dos vasos sanguíneos periféricos. b) simpático promove aumento do ritmo cardíaco e constrição dos vasos sanguíneos periféricos. c) parassimpático promove diminuição do ritmo cardíaco e constrição dos vasos sanguíneos periféricos. d) simpático promove diminuição do ritmo cardíaco e dilatação dos vasos sanguíneos periféricos. e) parassimpático promove diminuição do ritmo cardíaco e dilatação dos vasos sanguíneos periféricos. 03.n (Uerjn RJ) A ataxia é uma alteração neurológica caracterizada pela perda da coordenação motora, do equilíbrio e do controle dos músculos voluntários. Muitas vezes, está associada a infecções e a doenças degenerativas do sistema nervoso central. Indivíduos afetados pela ataxia apresentam comprometimento na seguinte estrutura encefálica: a) bulbo. b) cérebro. c) cerebelo. d) hipotálamo.

04.n (IFSP) Uma garota ganhou de seu namorado um buquê de rosas e sem querer tocou em um “espinho” de uma das flores. Imediatamente, de forma automática, ela recolheu o braço. A respeito dessa reação, pode-se afirmar que a) a medula espinhal, alguns neurônios e músculos foram responsáveis na execução dessa resposta. b) o cérebro, alguns neurônios e músculos foram responsáveis na execução dessa resposta. c) o corpo responde a um estímulo, como o citado, se ocorrer anteriormente uma grande emoção. d) a medula espinhal e o cérebro coordenam simultaneamente essa resposta de defesa. e) os músculos do braço reagiram involuntariamente independentemente do sistema nervoso. 05.n (UFFnRJ) Um beijo estimula eventos fisiológicos importantes de origem involuntária como a vasodilatação. O sistema nervoso autônomo consiste em duas divisões que diferem anatômica e fisiologicamente: o simpático e o parassimpático. O beijo registrado por fotografia térmica infravermelha- técnica que capta as variações de calor e as traduz em distintas cores. O vermelho indica as áreas quentes (onde há mais sangue circulando). O azul, zonas frias.

O sistema simpático, no caso do beijo, será responsável pela a) contração da pupila, redução dos batimentos cardíacos e produção de noradrenalina. b) contração da pupila, redução dos batimentos cardíacos e produção de acetilcolina. c) dilatação da pupila, redução dos batimentos cardíacos e produção de acetilcolina e noradrenalina. d) contração da pupila, aceleração dos batimentos cardíacos e produção de adrenalina e noradrenalina. e) dilatação da pupila, aceleração dos batimentos cardíacos e produção de adrenalina e noradrenalina.

115

C07  Fisiologia do sistema nervoso

01.n (UFRGS) A coluna da superior, abaixo, lista cinco estruturas que fazem parte do sistema nervoso; a inferior, características de três dessas estruturas. Associe adequadamente a coluna da direita à da esquerda. 1. bulbo 2. cerebelo 3. hipófise 4. hipotálamo 5. medula espinhal

fesólica, para lado proltura tipo

Biologia

Exercícios Complementares

mem-

01.n (UECE) Pesquisa realizada na Universidade de Cambridge com participação de pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos, cujo resultado foi publicado na revista Nature Neuroscience, revelou que o trajeto neural também é mediado por sinais mecânicos, relacionados com o grau de rigidez do tecido.

ência

Fonte: http://jornal.usp.br/ciencias/cienciasbiologicas/experimento-com-embrioes-de-sapo-ajuda-a-entender-crescimento-dos-neuronios/

Em relação ao sistema nervoso humano, é correto afirmar que a) o encéfalo plenamente diferenciado apresenta cérebro (telencéfalo e diencéfalo), cerebelo e tronco encefálico. b) é organizado em central (nervos e gânglios nervosos) e periférico (encéfalo e medula espinhal). c) segundo os tipos de neurônios que apresentam, os nervos podem ser sensitivos ou eferentes, motores ou aferentes e mistos. d) o sistema nervoso periférico autônomo é dividido em simpático (nervos cranianos e raquidianos) e parassimpático (nervos raquidianos).

C07  Fisiologia do sistema nervoso

02.n (UEMn PR) Nos vertebrados, o sistema nervoso central é formado pelo encéfalo e pela medula espinhal. Nesse grupo de animais o encéfalo é muito desenvolvido, formando o grande centro de comando do corpo. Sobre as funções relacionadas às diferentes regiões do encéfalo, é correton afirmar que 01. o hipotálamo é o centro das expressões emocionais. Atua, também, no controle da temperatura corporal, do balanço hídrico, do apetite, e interfere nas atividades dos órgãos viscerais. 02. o bulbo atua no controle das funções automáticas vitais, como a respiração, a digestão e os batimentos cardíacos. 04. o tálamo atua na coordenação dos movimentos do corpo, no equilíbrio e no tônus muscular. 08. o mesencéfalo atua na homeostase, no controle hormonal e nas emoções. 16. o cerebelo atua na regulação do estado de consciência, de alerta e de atenção. 03.n (FeevalenRS) Sobre a coordenação nervosa dos animais, assinale a alternativa incorreta. a) Em mamíferos, o córtex cerebral é desenvolvido e apresenta, externamente, uma coloração acinzentada, devido à presença de inúmeros corpos celulares dos neurônios. b) O córtex cerebral humano é a sede do pensamento, linguagem e consciência. c) No ser humano, o cerebelo é responsável pela manutenção do equilíbrio e controle do tônus muscular.

116

d) Em geral, nos invertebrados, o sistema nervoso é dorsal, simples e oco. e) As esponjas não possuem células nervosas típicas e os cnidários apresentam neurônios dispostos de modo difuso pelo corpo. 04.n (UFRGS) Observe a tira abaixo.

Considere as seguintes informações sobre a adrenalina (epinefrina). I. É um dos neurotransmissores liberados pela extremidade do dendrito que pode participar da transmissão do impulso nervoso. II. Possibilita o aumento da frequência cardíaca, o que aumenta o fluxo sanguíneo para os músculos. III. Aumenta o metabolismo de proteínas e de gorduras, disponibilizando mais energia. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas I e III. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 05.n (UEMn PR) Com base nos conhecimentos sobre o sistema nervoso humano, assinale o que for correto. 01. O lobo frontal coordena movimentos como andar de bicicleta, mantendo o restante do corpo em equilíbrio, e também recebe informações visuais. 02. A medula espinhal elabora respostas simples a determinados estímulos, tais como retirar a mão após um choque elétrico. 04. Ao ingerir algum alimento, o sistema nervoso somático entra em ação estimulando o estômago a produzir o suco digestivo. 08. Situações de estresse, como em um estado de perigo,são associadas ao sistema nervoso central e à adrenalina. 16. O sistema nervoso periférico autônomo simpático é diretamente responsável pela palidez facial e pelas mãos geladas, características nos episódios de sustos.

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO C08

FISIOLOGIA DO SISTEMA SENSORIAL Já parou para pensar como você organiza seu modo de estudar? Alguns se dão bem estudando com vídeos da internet; outros não abrem mão de ouvir e ver uma aula expositiva; e há ainda aqueles que só conseguem fixar os conteúdos escrevendo resumos em fichas, cadernos de anotações etc. Essas diferenças não são aleatórias. Mesmo sem saber, quando optamos por um ou por outro caminho, estamos escolhendo métodos adequados à nossa forma de aprendizagem. E a melhor maneira de fixar conteúdos é utilizar, de forma correta, nossos sistemas sensoriais. Isso mesmo. Desde o nascimento, fazemos uso dos sistemas sensoriais, seja ele auditivo, visual, cinestésico etc. Aqueles que são do tipo visual têm nas imagens um grande elemento para fixação do aprendizado. Ter à sua frente gráficos, fórmulas, diagramas e textos facilita muito. Já os auditivos registram melhor os conteúdos quando estes estão em formato de áudio, desde que não haja ao redor ruídos que possam interferir. Por fim, o cinestésico é alguém que utiliza muito o tato para estudar, focando sempre em situações práticas. Mover, tocar, montar e desmontar, para os cinestésicos, são coisas que estimulam seu aprendizado.

ASSUNTOS ABORDADOS nn Fisiologiandonsistemansensorial n Tipos de receptores n Gustação n Olfação n Audição n Equilíbrio n Visão n Alterações no aparelho visual n Miopia ou visão de perto n Astigmatismo n Glaucoma n Cegueira noturna ou hemeralopia n Xeroftalmia n Catarata n O sentido do tato

Contudo, para que nossos sistemas sensoriais atuem de forma correta, precisamos de receptores adequados para cada um deles. Nesta aula, estudaremos esses receptores, bem como suas funções. A maneira pela qual percebemos as variações de temperatura, pressão, luz, cheiro e outros estímulos dependem basicamente de receptores que podem ser células especializadas - célulasn sensoriaisn ou aindan terminaçõesn nervosas. Essas estruturas receptoras podem ser encontradas distribuídas pelo corpo, mas também podem estar concentradas em determinadas regiões, constituindo os órgãosndosnsentidos.nOs receptores agem transformando um tipo de estímulo em uma modalidade energética que o sistema nervoso consiga interpretar. Há receptores sensíveis à energia mecânica (pressão e tato), à térmica (frio e calor), a eletromagnética (luz) e à química (olfação, gustação e teor de CO2 e O2 do sangue). Um estímulo captado pelo receptor altera a permeabilidade de sua membrana plasmática, produzindo potenciais de ação que são conduzidos através de nervos ao sistema nervoso central, local onde atingem áreas cerebrais responsáveis pelos diversos sentidos: audição, visão, olfação etc.

117

Biologia

Tiposndenreceptores De acordo com a natureza do estímulo captado, os receptores podem ser classificados em cinco tipos básicos: nn Mecanorreceptoresn- receptores para o tato, receptores auditivos, receptores

vestibulares (equilíbrio), barorreceptores (pressão arterial) etc. receptores para o frio e receptores para o calor. nn Nocirreceptoresn- terminações nervosas livres para a dor. nn Fotorreceptores - receptores eletromagnéticos para a visão. nn Quimiorreceptores - receptores olfativos, gustativos, aórticos e carotídeos (gás oxigênio), osmorreceptores e receptores hipotalâmicos para glicose, aminoácidos etc. nn Termorreceptores -

Conforme o local de onde captam estímulos, os receptores sensoriais podem ser classificados em três tipos básicos: nn Exterorreceptoresn-

localizados na superfície de corpo. Os receptores táteis, auditivos, gustativos e olfativos são exemplos importantes. nn Interorreceptoresn- localizados dentro do corpo. Como exemplos podem ser citados os quimiorreceptores aórticos e carotídeos. nn Proprioceptores - são mecanorreceptores situados nos tendões, cartilagens e músculos. As sensações proprioceptivas são aquelas que relacionam-se com o estado físico do corpo, incluindo as sensações de posição e as sensações relacionadas aos músculos e tendões.

Gustação As substâncias químicas que excitam os diferentes receptores gustativos (gustatórios) não são completamente conhecidas. Estudos diversos identificaram pelo menos 13 receptores químicos possíveis ou prováveis nas célulasn gustatórias. Essas células formam os botõesngustativos, que são formados de 40 a 60 células sensoriais e mais algumas células de sustentação. As células sensoriais possuem uma porção ciliada (com microvilos) mergulhada em um poro gustativo. A base da célula ciliada faz sinapse com neurônios, cujas fibras nervosas enviam as informações para o encéfalo. Os botões gustativos da língua situam-se em estruturas chamadas papilasngustativas. Essas células gustativas são estimuladas por substâncias diversas e transformam o estímulo em impulso nervoso. Esse impulso é conduzido por nervos (glossofaríngeo e vago, principalmente) ao sistema nervoso central (centros de gustação). Uma das funções do paladar é o de promover, indiretamente, secreção salivar. Os núcleos salivatórios situam-se no tronco cerebral e são estimulados por fibras sensitivas ou sinais nervosos que chegam aos centros superiores do sistema nervoso. Além disso, as fibras parassimpáticas estimulam as glândulas salivares para maior produção de saliva. Botão gusta vo

Papila gusta va

C08  Fisiologia do sistema sensorial

Epitélio Epiglote

Língua

Papilas circuvaladas Papilas foliadas Papilas fungiformes

Figura 01 - Representação esquemática de uma papila gustativa e botão gustativo na língua.

118

Microvilos Poro Gusta vo

Terminações nervosas Célula sensorial gusta va

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

As capacidades dos receptores gustativos foram agrupadas em 4 categorias (azedo, salgado, doce e amargo). As combinações das sensações gustatórias elementares permitem a um indivíduo perceber centenas de diferentes gostos. Detectam a concentração de íon hidrogênio na boca

Receptores para salgado

Detectam sais e outras substâncias iônicas

Receptores para doce

Detectam diversas substâncias, como os açúcares, aldeídos, cetonas e aminoácidos

Receptores para amargo

Detectam substâncias orgânicas, como os alcaloides, como: cafeína

A língua é o principal órgão responsável pela gustação, apresentando quatro tipos básicos de papilas (filiformes, foliáceas, fungiformes e circunvaladas). As filiformes estão relacionadas com a sensação tátil dos alimentos, enquanto os outros tipos estão relacionados com a sensação dos sabores. Cada papila gustativa possui, em certo grau, sensibilidade para todas as quatro sensações primárias. Contudo, cada uma delas possui maior grau de sensibilidade para um ou dois desses tipos de sensações gustativas que para outros. A distribuição desses receptores na língua também não é homogênea, sendo algumas regiões da mesma, mais sensíveis a certos sabores do que a outros. Reconhecemos classicamente quatro tipos de sabores: doce, salgado, ácido e amargo. No entanto, os cientistas descobriram que há mais duas qualidades dos alimentos que podem ser detectadas: umami (delicioso, em japonês), causado pelo aminoácido glutamato, presente nas fontes de proteína animal (carne, leite, etc.) e o sentido gustativo por ácidos graxos (gordura).

Amargo

Umami Ácido

Salgado Doce

Figura 02 - Regiões da língua para as quatro categorias de receptores gustatórios.

SAIBA MAIS QUAIS SÃO AS VANTAGENS DOS SABORES DOS ALIMENTOS? Os bebês já nascem apreciando o gosto doce do leite materno e, rejeitando prontamente, o sabor amargo. De fato, o alimento de sabor doce estimula o apetite e a vontade de comer. Essa relação parece estar associada positivamente com a presença de açúcar, fonte de energia de que necessitamos diariamente. Não é à toa que as polpas suculentas e adocicadas, ricas em açúcar quando as frutas amadurecem, foram selecionadas ao longo da história evolutiva. Assim, o consumidor frutívoro poderá explorar o precioso recurso alimentar promovendo, simultaneamente, a dispersão de sementes. Além disso, em alguns frutos, a presença de glutamato aumenta com a maturação, como no caso do tomate. E também, por razões de adaptação, pode ser explicado o fato de as frutas verdes (imaturas) serem tão amargas e não comestíveis.

119

C08  Fisiologia do sistema sensorial

Receptores para ácido

Biologia

Olfação No teto das cavidades nasais existe o epitélion olfativo, responsável pelo olfato. Ele é constituído por célulasn olfatórias que são neurônios bipolares. Na sua extremidade, ocorrem cílios ou pelos olfativos que são os receptoresnolfativos. A presença dos cílios amplia enormemente a superfície receptora, pois eles estão mergulhados na camada de muco que recobre as cavidades nasais. Desse modo, moléculas de substâncias dispersas no ar atingem o muco e difundem-se até encontrar os cílios, gerando os impulsos elétricos que são enviados ao corpo celular da célula olfativa. Os axônios provenientes desses neurônios reúnem-se em pequenos feixes, dirigindo-se ao bulbo olfatório de onde partem os nervos olfatórios para áreas específicas do cérebro, como por exemplo, o córtex temporal. Na primeira exposição a um cheiro muito forte, a sensação pode ser muito intensa, mas dentro de cerca de um minuto, quase que não mais será sentido. Ao contrário do que acontece com o olho, capaz de distinguir várias cores diferentes ao mesmo tempo, o sistema olfativo só consegue identificar um odor de cada vez. Se dois odores diferentes estiverem presentes, o que predomina é o de maior intensidade. No caso de os dois terem a mesma intensidade, o odor que será sentido será intermediário entre os dois. A capacidade de um odor de grande intensidade em dominar outros odores é chamada de mascaramento. Esse é o princípio dos incensos e sachês colocados em ambientes sanitários. Bulbo Nervo olfa vo olfa vo

Hipófise

Fibras olfa vas

Bulbo olfa vo

Poro do osso etmoide

Crivo do etmoide

Células sensoriais olfa vas

Cavidade nasal Fibras nervosas olfa vas

Muco

Epitélio olfa vo Par culas de odor

Figura 03 - Representação esquemática da detecção de aromas pelo sistema sensorial do olfato.

C08  Fisiologia do sistema sensorial

As porções olfatórias do encéfalo estão entre as primeiras estruturas cerebrais desenvolvidas nos animais primitivos e muitas outras estruturas desenvolveram-se nas proximidades. Parte do encéfalo relacionado com a olfação evoluiu, originando estruturas encefálicas relacionadas com as emoções e outros aspectos do comportamento humano, o chamado sistema límbico. As sensações olfativas funcionam junto às sensações gustativas no controle do apetite e seleção dos alimentos. Grande parte do que chamamos paladar é, na verdade, olfato, pois os alimentos que são introduzidos na boca exalam odores que chegam até o nariz. Por isso, quando a pessoa está resfriada declara ter perdido o paladar.

Audição O órgão do corpo humano, responsável pela audição, é a orelha. A orelha pode ser dividida de fora para dentro em três regiões: orelhanexterna, orelhanmédia e orelhaninterna. 120

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Orelhanexterna Popularmente conhecida como orelha, trata-se do pavilhão auditivo que se abre para o meio externo. Apresenta um epitélio de revestimento que produz uma secreção rica em ceras, com função de proteção por meio de impermeabilização de suas partes internas. A orelha externa tem a função de captar as vibrações sonoras do meio externo e enviá-las ao canal auditivo, indo ao encontro do tímpano ou membrana timpânica, uma fina película que separa a orelha externa da orelha média. Orelhanmédian Localizada dentro do osso temporal, a orelha média é um canal estreito e cheio de ar. Apresenta três pequenos ossos denominados de martelo, bigorna e estribo, que estão alinhados em sequência e têm a função de vibrar, amplificando a vibração proveniente da membrana timpânica. O estribo transmite as vibrações à orelha interna por meio da janela oval. A cadeia ossicular contém dois músculos: o tensor do tímpano e o tensor do estribo (ou estapédio). Quando um som muito intenso penetra no ouvido, esses músculos se contraem e diminuem a capacidade de transmissão sonora. Esse mecanismo protege as delicadas estruturas do ouvido interno, que podem ser lesadas irreversivelmente por ruídos muito fortes. Um canal flexível, a tuban auditiva (antigamente nomeada trompa de Eustáquio), comunica a orelha média à garganta. Por meio da abertura da tuba auditiva, é possível igualar a pressão do interior da orelha com a pressão do meio externo. Assim, comer e mesmo engolir saliva (deglutição) facilitam a abertura da tuba para igualar as pressões. Orelhaninternan A orelha interna ou aparelho vestibular, localizada no interior do osso temporal, é um complexo labirinto de membranas. Tem a função de captar os estímulos mecânicos e, para isso, apresenta células especializadas chamadas de mecanoceptores. Os principais componentes da orelha interna são a cóclea, o sáculo, o utrículo e os canais semicirculares. Pavilhão

Martelo Estribo Bigorna

Labirinto

Nervo Audi vo

Cóclea

C08  Fisiologia do sistema sensorial

A janela oval (membrana que recobre um dos orifícios do ouvido médio) recebe as vibrações de tímpano por meio do sistema de ossículos e passa para um líquido no interior da cóclea. Na cóclea, está a membrana basilar (célulasn sensitivasn ciliadas) que se agrupam no órgão espiral (antigo órgão de corti). A membrana basilar é capaz de perceber as vibrações causadas no líquido pela janela oval. Os cílios das células da membrana basilar vibram e tocam uma superfície membranosa (membranan tectórica) acima da membrana basilar. Nesse local, especificamente, ocorre a conversão da vibração em impulso nervoso. Este é, então, conduzido pelo nervo vestíbulo coclear (oitavo par de nervo craniano) ao centro da audição no lobo temporal do córtex cerebral.

Membrana mpânica m mpânica Tubaa Audi v va Audi va

Canal Audi vo Orelha Externa n

Orelha O elha Média Or

Orelha Interna

Figura 04 - Regiões da orelha: externa, média e interna.

121

Biologia

Canais semicirculares Osso martelo Osso bigorna

Ducto coclear Região da cóclea cortada transversalmente Nervo audi vo Canal ves bular

Janela oval

Canal mpânico Cóclea

Figura 05 - Representação esquemática da organização interna da orelha interna. Fonte: Biologia dos organismos.

A membrana basilar possui uma parte mais estreita e rígida (próxima à janela oval), que é estimulada por sons agudos (alta frequência) e uma parte fina e flexível (mais distante da janela oval), estimulada por sons graves (baixa frequência). Os seres humanos podem captar sons entre 20 e 20 mil Hz (Hertz, unidade de frequência).

Equilíbrio A manutenção do equilíbrio do corpo é feita a partir de informações transmitidas pelos proprioceptores, presentes nos músculos, tendões e órgãos internos. Esses receptores informam ao cérebro as posições da cabeça, pescoço, braços e pernas. Não bastasse isso, os olhos informam, por meio de imagens, a posição do corpo, e as orelhas também participam do sentido de equilíbrio.

C08  Fisiologia do sistema sensorial

A orelha interna possui o labirinto (ou aparelho vestibular) formado pelo sáculo, utrículo e canais semicirculares. No utrículo e no sáculo, existe uma substância gelatinosa com otólitos (cristais de CaCO3). Quando a pessoa se movimenta, os otólitos deslocam-se, estimulando células ciliadas (máculas) do sáculo e utrículo. Impulsos nervosos partem dessas células pelo nervo vestíbulo coclear e seguem para o sistema nervoso central. Nos canais semicirculares, há regiões dilatadas (ampolas) com células sensoriais cobertas por material gelatinoso. Movimentos da cabeça fazem o líquido no interior dos canais se movimentar, estimulando as células sensoriais. Esses canais estão dispostos de forma que recebem informações dos três planos dos movimentos da cabeça no espaço e as envie ao sistema nervoso.

Visão O sentido da visão é extremamente complexo e seu entendimento depende do funcionamento das estruturas do bulbonocular, popularmente conhecido como olho. Localizados nas cavidades ósseas do crânio (as órbitas oculares), os bulbos dos olhos são bolsas membranosas cheias de líquido. 122

Analisando superficialmente, o olho parece apenas uma estrutura arredondada bastante simples. Entretanto, os olhos possuem várias partes importantes, que controlam a entrada de luz e garantem a formação perfeita da imagem. Conjuntiva

Osso estribo Membrana mpânica

Estruturaninternandonolho

Trata-se de uma película fina, transparente e dotada de vasos sanguíneos, que se posiciona externamente ao bulbo ocular e estende-se revestindo as pálpebras. Imediatamente abaixo da conjuntiva, encontramos a parede do bulbo ocular que é formada por três camadas de tecidos: Esclera, Corioide e Retina. Esclera A esclera é a primeira das três camadas de tecido que revestem o olho. Formada de tecido conjuntivo resistente, ela é branca, e tem a função de dar forma e permitir a ligação de pontos musculares que movimentarão o olho. Na parte frontal do bulbo do olho, a esclera forma a córnea, uma lente fixa, transparente à luz e com um raio de curvatura bem maior. Imediatamente abaixo da córnea, existe uma câmara preenchida com um líquido transparente, denominado humornaquoso - uma lente líquida. Coroide Diferentemente da esclera, a coroide é uma película pigmentada, que apresenta intensa vascularização, tendo a função de levar nutrientes e oxigênio para as células do olho. Está localizada sob a esclera e apresenta uma região de intensa coloração, denominada de íris do olho, local onde existe um orifício chamado pupilan - regulável pela íris. É a pupila que regula a intensidade de luz que atravessa o cristalino, uma lente transparente e biconvexa formada por proteína. Retina É um neuroepitelio que forma a camada de revestimento interno da câmara ocular. Local onde uma primeira imagem será projetada. Apresenta células especiais, os cones e os bastonetes, denominadas de fotoceptores. Os bastonetes apresentam alta sensibilidade à luz, porém não podem distinguir cores. Os cones distinguem cores, mas apresentam baixa sensibilidade à luz. Além disso, os cones e os bastonetes transformam energia luminosa em impulsos nervosos e os transmite para o encéfalo, por meio do nervonóptico. A quantidade de cones e bastonetes, respectivamente, são 6 e 120 milhões. Os cones estão localizados em uma região denominada de fóvea, no centro do campo visual, enquanto que os bastonetes localizam-se principalmente nas laterais do olho. É por isso que conseguimos visualizar melhor as fontes de luz de baixa intensidade, por meio das laterais do olho (canto do olho).

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

escleró ca corpo ciliar

coroide re na

córnea

mácula lútea cristalino

fórvea nervo óp co

humor vítreo pupila ponto cego

íris ligamentos

Figura 06 - Estruturas do olho humano (bulbo ocular).

Trajetóriandanluzn A luz sofre refração ao passar pela córnea, pelo humor aquoso (líquido claro), pelo cristalino e pelo corpo vítreo (líquido bastante viscoso, desempenhando o papel de uma lente líquida). O conjunto funciona como um sistema de lentes convergentes que formam a imagem (reduzida e invertida) na retina. As informações saem pelo disco óptico, onde o nervo óptico se une ao olho. Exatamente nesse ponto da retina, não há projeção de imagens, região chamada de pontoncego. O nervo óptico transmite sinais neurais para o córtex cerebral. Nessa região cerebral, a imagem é processada e deixa de ser invertida. A imagem que enxergamos é originada no córtex cerebral, no lobo occipital e não é a Íris imagem produzida na retina.

Re na

A lente (cristalino) é importante na focalização da imagem. A ação de músculos ciliares altera sua forma: quando um objeto está longe, a lente fica mais alongada; quando o objeto está perto, a lente fica mais arredondada. A contração dos músculos ciliares promove o relaxamento dos ligamentos suspensores da lente e ela se torna mais esférica.

C08  Fisiologia do sistema sensorial

Reflexondenacomodaçãondanlente

Córnea

Cristalino Nervo óp co Figura 07 - Imagem focalizada na retina: reduzida e invertida.

123

Biologia

Mecanismondanvisão O caroteno, um pigmento amarelo-alaranjado encontrado na cenoura e em outras plantas, é o precursor biológico do trans-retinol ou vitamina A. Após ser ingerida, cada molécula de caroteno é convertida enzimaticamente em duas moléculas de trans-retinol e, posteriormente, em moléculas de 11-cis-retinal. Este último composto, por sua vez, forma um complexo com uma proteína, chamado de complexonrodopsina, presente nos bastonetes da retina. Quando esse complexo é exposto à luz visível, dissocia-se com a conversão do 11-cis-retinal em trans-retinal, desencadeando uma série de reações químicas na célula, que alteram a permeabilidade da membrana plasmática, produzindo impulsos nervosos que serão transmitidos à região visual do córtex cerebral, local em que será percebido como estímulo visual. Nos cones, formam-se complexos denominados fotopsinas que podem ser de três tipos: para o vermelho, o verde e o azul. Quando ocorre estimulação dos cones para o vermelho e para o verde, por exemplo, pode-se ver amarelo ou laranja, dependendo da maior estimulação de cada um deles.

Alteraçõesnnonaparelhonvisual Hipermetropianounvistancansada O raio luminoso é projetado além da retina. O cristalino não produz a curvatura necessária para projetar a imagem exatamente sobre a retina. Dessa forma, ocorre perda da nitidez da imagem, principalmente de objetos próximos. O uso de lentes convergentes é indicado para a correção dessa alteração visual. Visão Normal

Hipermetropia

Figura 08 - Imagem focalizada além da retina: hipermetropia.

Miopianounvisãondenperto O raio luminoso é projetado antes da retina, que está relacionada a um globo ocular excessivamente longo. A visão fica embaçada. Nesse caso, recomenda-se o uso de lentes divergentes ou a correção por meio de cirurgia a laser. C08  Fisiologia do sistema sensorial

Visão Normal

Figura 09 - Imagem focalizada antes da retina: miopia.

124

Miopia

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Astigmatismo O raio luminoso é projetado além da retina e antes da retina. Isso ocorre devido a alterações nas lentes dos olhos que deixam de ser esféricas e assumem uma forma ovoide, produzindo diferentes raios de curvatura. Visão Normal

As gma smo

Figura 10 - Imagem focalizada antes e depois da retina: astigmatismo.

Glaucoma Consiste na falta ou deficiência de produção do líquido que compõe o humor aquoso, podendo levar à cegueira.

Cegueirannoturnanounhemeralopia A deficiência de vitamina A (retinol) pode reduzir a formação da rodopsina nos bastonetes, diminuindo a visão em ambientes mal iluminados.

Miopia

Normal Músculo ciliar

Esclera Músculo ciliar

Re na

Íris

Esclera Re na

Íris Córnea

Córnea

Humor vítreo

Cristalino

Humor vítreo

Cristalino

Hipermetropia Esclera Músculo ciliar Re na

C08  Fisiologia do sistema sensorial

Humor aquoso

Íris Córnea

Humor aquoso Cristalino

Humor vítreo

125

Biologia

Xeroftalmian A deficiência de vitamina A pode reduzir a produção de lágrimas, que tem a função de lubrificar o globo ocular, mantendo a córnea hidratada. No caso de avitaminose, pode ocorrer o ressecamento da córnea, o que também pode ocasionar a cegueira.

Catarata Ocorre quando o cristalino (lente) perde sua transparência, tornando-se opaco, podendo levar à cegueira. A imagem interpretada pelo cérebro passa a ficar fora de foco, as cores perdem suas tonalidades e a visão fica embaçada. A perda da transparência do cristalino é consequência natural do envelhecimento ou pode ser congênita. A cura é obtida por meio da cirurgia. Basicamente, todos os tipos de cirurgia envolvem a remoção do cristalino opaco e com problemas. Dessa forma, o cristalino é substituído por uma nova lente transparente artificial.

Olho saudável

Glaucoma

Catarata

Onsentidondontato Diferentemente dos demais sistemas dos sentidos, o tato está praticamente espalhado por todo o corpo. Assim, apresenta receptores capazes de perceber as variações de estímulos do meio externo (como por exemplo: pressão e temperatura). Algumas regiões, como as pontas dos dedos, mamilos, lábios e palmas das mãos são mais sensíveis devido à presença de corpúsculos de Meissner e discos de Merkel, que são centros especializados na percepção de choques. Há ainda os corpúsculos de Vater-Pacini, sensíveis à pressão. Disco de Merkel

C08  Fisiologia do sistema sensorial

Limite epiderme-derme Terminação nervosa livre Corpúsculo de Meissner Receptor do folículo piloso Corpúsculo de Pacini Corpúsculo de Ruffini

Pele com pelo

A pele também apresenta células especializadas capazes de perceber a variação da temperatura, que são os Epiderme corpúsculos de Krause (frio) e de Ruffini (calor). Os receptores para a dor, os nocirreceptores, não formam corpúsculos e apresentam-se como terminações nervosas livres. Quando estimuladas, liberam, entre outras substâncias, as Derme prostaglandinas. Alguns medicamentos analgésicos atuam inibindo tais substâncias, enquanto outros fármacos, como a morfina, têm ação no cérebro.

Figura 11 - Representação esquemática dos receptores de estímulos táteis. Fonte: Na imagem.

126

O sentido do tato é o primeiro a se desenvolver e é de grande importância para nosso crescimento e aprendizado. Isso porque é, por meio do toque, que se pode desenvolver a confiança, obter noções para a autopreservação e manter-nos “alertas” durante o frágil momento do sono.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Exercícios de Fixação 01.n (Enemn MEC) A retina é um tecido sensível à luz, localiza-

c) a miopia pode ser revertida a partir de uma intervenção

do na parte posterior do olho, onde ocorre o processo de

cirúrgica no nervo óptico. d) indivíduos que têm miopia podem desenvolver também

tipos celulares específicos. Um desses tipos celulares são os cones, os quais convertem os diferentes comprimentos de onda da luz visível em sinais elétricos, que são transmitidos pelo nervo óptico até o cérebro. Disponível em: www.portaldaretina.com.br. Acesso em: 13 jun. 2012 (adaptado).

Em relação à visão, a degeneração desse tipo celular irá a) comprometer a capacidade de visão em cores. b) impedir a projeção dos raios luminosos na retina. c) provocar a formação de imagens invertidas na retina. d) causar dificuldade de visualização de objetos próximos. e) acarretar a perda da capacidade de alterar o diâmetro da pupila. 02.n (UECE) Condições externas e internas do corpo são percebidas pelos órgãos do sentido, sobre os quais são feitas as seguintes afirmações: I. As células sensoriais detectoras do paladar se agrupam nas papilas gustativas, localizadas sobre a língua e o palato mole, que são classificadas em 4 tipos básicos: circunvaladas, fungiformes, foliadas e filiformes. II.

III.

A retina contém dois tipos de células fotorreceptoras: os bastonetes e os cones. Os bastonetes permitem a visão em cores enquanto os cones são os únicos estimulados em ambiente pouco iluminado. A detecção do toque ocorre através de mecanorreceptores. As regiões mais sensíveis do corpo apresentam corpúsculos de Meissner e discos de Merkel e as regiões mais profundas da pele, os corpúsculos de Paccini.

É correto o que se afirma em a) I, II e III. b) I e II apenas. c) I e III apenas. d) II e III apenas. 03.n (Pucn RS) A miopia se configura como um distúrbio visual muito frequente nas populações humanas. Sobre esse distúrbio, é correto afirmar que a) indivíduos míopes têm dificuldade de enxergar de longe, pois a imagem se forma antes da retina. b) a miopia tem herança ligada ao sexo, já que sua incidência em homens é maior do que em mulheres.

hipermetropia. e) indivíduos míopes têm tendência a desenvolver conjuntivite. 04.n (UELnPR) A visão é um dos sentidos mais importantes para a espécie humana, e o olho é um dos órgãos mais complexos do nosso corpo. Quando uma pessoa idosa perde a capacidade de enxergar devido à catarata, a estrutura que perdeu a sua função é a) a pálpebra. b) a córnea. c) a retina. d) o cristalino. e) o ponto cego. 05.n (Enemn MEC) Sabe-se que o olho humano não consegue diferenciar componentes de cores e vê apenas a cor resultante, diferentemente do ouvido, que consegue distinguir, por exemplo, dois instrumentos diferentes tocados simultaneamente. Os raios luminosos do espectro visível, que têm comprimento de onda entre 380 nm e 780 nm incidem na córnea, passam pelo cristalino e são projetados na retina. Na retina, encontram-se dois tipos de fotorreceptores, os cones e os bastonetes, que convertem a cor e a intensidade da luz recebida em impulsos nervosos. Os cones distinguem as cores primárias: vermelho, verde e azul, e os bastonetes diferenciam apenas níveis de intensidade, sem separar comprimentos de onda. Os impulsos nervosos produzidos são enviados ao cérebro por meio do nervo óptico, para que se dê a percepção da imagem. Um indivíduo que, por alguma deficiência, não consegue captar as informações transmitidas pelos cones, perceberá um objeto branco, iluminado apenas por luz vermelha, como a) um objeto indefinido, pois as células que captam a luz estão inativas. b) um objeto rosa, pois haverá mistura da luz vermelha com o branco do objeto. c) um objeto verde, pois o olho não consegue diferenciar componentes de cores. d) um objeto cinza, pois os bastonetes captam luminosidade, porém não diferenciam cor. e) um objeto vermelho, pois a retina capta a luz refletida pelo objeto, transformando-a em vermelho.

127

C08  Fisiologia do sistema sensorial

formação de imagem. Nesse tecido, encontram-se vários

raco

Biologia

s deuras uras om o s na ativa

Exercícios Complementares 01.n (FuvestnSP) Num ambiente iluminado, ao focalizar um objeto distante, o olho humano se ajusta a essa situação. Se a pessoa passa, em seguida, para um ambiente de penumbra, ao focalizar um objeto próximo, a íris a) aumenta, diminuindo a abertura da pupila, e os músculos ciliares se contraem, aumentando o poder refrativo do cristalino. b) diminui, aumentando a abertura da pupila, e os músculos ciliares se contraem, aumentando o poder refrativo do cristalino. c) diminui, aumentando a abertura da pupila, e os músculos ciliares se relaxam, aumentando o poder refrativo do cristalino. d) aumenta, diminuindo a abertura da pupila, e os músculos ciliares se relaxam, diminuindo o poder refrativo do cristalino. e) diminui, aumentando a abertura da pupila, e os músculos ciliares se relaxam, diminuindo o poder refrativo do cristalino.

rgão equitrês elha nter-

ncio-

plexo pare-

02.n (CFTnMG) Observe a estrutura indicada pela seta na imagem a seguir.

d) à impossibilidade do ar contido no interior da cóclea estimular as células sensoriais dos canais semicirculares. e) aos danos às células ciliadas presentes no interior da cóclea, que deixam de transformar energia mecânica em elétrica. 04.n (UFSMnRS) Cada povo possui um tipo de culinária, um modo de preparar seus alimentos, como se fossem sinais culturais transmitidos por meio do paladar, da visão e do olfato. Por exemplo, no Brasil, os europeus foram os responsáveis pela introdução do sal, do açúcar e de diferentes especiarias, variando ainda mais o doce, o salgado, o azedo e o amargo do cardápio brasileiro. Sobre esses sabores, é correto afirmar que sua percepção é I. captada na língua e direcionada ao cérebro. II. III.

transmitida ao cérebro através dos neurônios. reconhecida na região do sistema nervoso periférico.

IV.

uma mistura de sensações do olfato e do paladar.

Estão corretas a) apenas I e II. b) apenas I e IV. c) apenas II e III. d) apenas III e IV. e) I, II, III e IV. 05.n (FeevalenRS) Nossos olhos são capazes de captar uma enorme quantidade de informações do meio ambiente, que são enviadas ao encéfalo, para serem processadas e colocadas

C08  Fisiologia do sistema sensorial

O tipo de contração muscular que ocorre nessa estrutura é semelhante àquela que acontece na(no) a) língua. b) bíceps. c) esôfago. d) panturrilha. 03.n (UFTMnMG) Muitos jovens ficam expostos a sons de elevada intensidade, como em casas noturnas e shows, além de utilizar fones de ouvido, de forma que quem os circunda também ouve a “música”. A exposição prolongada a ruídos de tais intensidades pode causar danos irreversíveis à audição, que são devidos a) à destruição dos ossículos da orelha média, impedindo a transformação da energia mecânica em química. b) ao rompimento da membrana timpânica, que não transmite as ondas sonoras aos ossículos da orelha interna. c) à destruição de algumas substâncias no interior da orelha média, sem as quais a orelha interna não é estimulada.

128

em uso. Considere verdadeiras (V) ou falsas (F) as afirmações sobre o olho humano. ( ) Todo o olho é coberto por uma camada protetora de tecido conjuntivo fibroso, chamada córnea, visível e conhecida como a parte branca do olho. ( ) A íris é uma parte colorida do olho que apresenta, em seu centro, um orifício chamado pupila, por onde entra a luz. ( ) O olho possui uma camada que reveste internamente a câmara ocular, chamada retina, formada, principalmente, por bastonetes e cones. Marque a alternativa que preenche corretamente os parênteses, de cima para baixo. a) V – V – V. b) F – F – F. c) F – V – V. d) V – F – V. e) V – V – F.

FRENTE

BIOLOGIA

Questãon04.na) O hormônio que altera a glicemia após o momento A é a insulina, pois retira o excesso de glicose do sangue, facilitando a entrada nas células e armazenamento no fígado (em forma de glicogênio). b) O hormônio que altera a glicemia após o momento B é o glucagon, que age no fígado, estimulando-o a quebrar moléculas de glicogênio em glicose, enviando-as ao sangue, aumentando a glicemia.

Exercícios de Aprofundamento

02.n (Uflan MG) O consumo excessivo de sal e de açúcar tem despertado a atenção dos meios de comunicação em razão dos problemas de saúde, como pressão alta, obesidade e diabetes. O controle fisiológico desses solutos é feito pelo rim, que reabsorve, em condições normais, toda a glicose presente no filtrado renal proveniente do sangue. A concentração da glicose no sangue humano é cerca de 1,0 mg/ ml e o rim tem capacidade de reabsorver até 320 mg/min. Acima desse valor, parte da glicose é perdida na urina. Sabe-se também que o rim, em condições normais, filtra cerca de 120 ml/min de sangue. Caso uma pessoa apresente taxa glicêmica, no sangue, de 3,0 mg/ml, qual seria a quantidade de glicose filtrada em 10 min e o que aconteceria com esse soluto do filtrado? a) 2 400 mg e toda a glicose seria reabsorvida. b) 360 mg e toda a glicose seria reabsorvida. c) 3 600 mg e parte da glicose seria perdida na urina. d) 240 mg e parte da glicose seria perdida na urina. 03.n (UFPE) O desgaste do corpo humano em uma prova de ultramaratona no gelo da Antártica, a uma temperatura de -15 °C, foi recentemente documentada na televisão. No ano de 2011, a prova teve um brasileiro como vencedor, cuja resistência física e psicológica foi superior à dos outros atletas. Na regulação fisiológica do corpo humano, a fim de protegê-lo contra a hipotermia, considere as seguintes situações. V-F-V-V-V ( ) Devido à economia de energia para o aquecimento corporal, ocorre maior eliminação de água através da urina; daí a necessidade de a hidratação ser elevada. ( ) Ocorre aumento da glicogênese devido à atividade da insulina, de forma a resguardar as reservas energéticas e a garantir o aquecimento corporal.

( ) Os calafrios no corpo geram calor, pois provocam contração dos músculos esqueléticos; este processo depende da presença de íons Ca2+ para manter a miosina e a actina unidas. ( ) O sangue oxigenado retorna ao coração pelas veias pulmonares, que o bombeia para a artéria aorta e daí para o resto do corpo, aquecendo os principais órgãos internos. ( ) Devido ao maior consumo calórico do organismo, a disponibilidade de nutrientes para o cérebro diminui produzindo redução da capacidade mental. 04.n (UnicidnSP) O gráfico mostra a concentração de glicemia (glicose no sangue) de um homem durante oito horas após a ingestão de uma refeição no almoço. Nenhum alimento foi ingerido durante esse tempo. O gráfico abaixo indica dois momentos em que os hormônios pancreáticos atuam no controle da glicemia. 180 glicose no sangue (mg/dL)

01.n (FuvestnSP) No sistema circulatório humano, a) a veia cava superior transporta sangue pobre em oxigênio, coletado da cabeça, dos braços e da parte superior do tronco, e chega ao átrio esquerdo do coração. b) a veia cava inferior transporta sangue pobre em oxigênio, coletado da parte inferior do tronco e dos membros inferiores, e chega ao átrio direito do coração. c) a artéria pulmonar transporta sangue rico em oxigênio, do coração até os pulmões. d) as veias pulmonares transportam sangue rico em oxigênio, dos pulmões até o átrio direito do coração. e) a artéria aorta transporta sangue rico em oxigênio para o corpo, por meio da circulação sistêmica, e sai do ventrículo direito do coração.

90 Momento A Momento B 1

3 4 5 6 horas após a refeição

a) Qual o hormônio que promove a alteração da glicemia logo após o momento A? Justifique sua resposta. b) Qual o hormônio que promove a alteração da glicemia logo após o momento B? Explique a ação desse hormônio. 05.n (FamerpnSP) O esquema representa um mecanismo fisiológico de ajuste do corpo humano ao ambiente frio. exposição do + hipotálamo + corpo ao frio

hipófise +

reoidea

T3 e T4 +

tecidos

a) Cite o hormônio hipofisário que estimula a tireoidea. Qual é o elemento mineral do sal de cozinha que é fundamental para a síntese dos hormônios T3 e T4? b) Em dias frios, como reage o organismo no que se refere aos hormônios T3 e T4? Qual a importância dessa reação para um organismo endotérmico? 06.n (FuvestnSP) A reação da pessoa, ao pisar descalça sobre um espinho, é levantar o pé imediatamente, ainda antes de perceber que o pé está ferido. Questãon05.na) O hormônio hipofisário que estimula a tireoide é o TSH, hormônio tireotrófico. O elemento fundamental para síntese de T3 e T4 é o iodo. b) Os hormônios T3 e T4 atuam no metabolismo, portanto, em dias frios, ocorre na produção de T3 e T4, para a elevação do metabolismo corporal e consequente equilíbrio na termorregulação.

129

Biologia Questãon07.na) Os neurotransmissores 1, 2 e 3 são respectivamente: noradrenalina, acetilcolina e acetilcolina. b) O neurotransmissor acetilcolina (3) produz a redução da frequência e da potência das contrações das fibras musculares estriadas cardíacas, fenômeno denominado bradicardia. c) O neurotransmissor noradrenalina (1) causa o aumento da frequência e da potência das contrações das fibras musculares cardíacas, isto é, provoca a taquicardia.

Analise as afirmações: I. Neurônios sensoriais são ativados, ao se pisar no espinho. II. Neurônios motores promovem o movimento coordenado para a retirada do pé. III. O sistema nervoso autônomo coordena o comportamento descrito. Está correto o que se afirma em a) I, II e III. b) I e II, apenas. c) I, apenas. d) II, apenas. e) III, apenas. 07.n (UFPR) A figura 1 apresenta um esquema da organização do sistema nervoso autônomo e a figura 2 um esquema da sinapse entre o axônio de um neurônio motor e uma fibra muscular estriada esquelética (junção neuromuscular). Figura 1 Neurônio pré-ganglionar simpá co

Neurônio pós-ganglionar simpá co

Neurônio pré-ganglionar parassimpá co

Neurônio pós-ganglionar parassimpá co

Figura 2 Neurotransmissor 1

Neurotransmissor 2

Neurônio motor somá co

110 105 decibéis (dB)

FRENTE C  Exercícios de Aprofundamento

Canais semicirculares

Fibra muscular esquelé ca

08.n (UFSC) Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), cerca de 1,1 bilhão de jovens em todo o mundo corre o risco de sofrer perda auditiva devido à exposição a níveis sonoros prejudiciais causada por seus hábitos diários, como o uso de fones de ouvido. Os adolescentes e os jovens adultos, com idade entre 12 e 35 anos, estão expostos a riscos pelo uso excessivo de dispositivos de áudio. O volume desses dispositivos pode variar entre 75 e 136 decibéis no nível máximo. O gráfico abaixo demonstra a relação entre o volume máximo e o tempo de exposição ao som que a OMS considera segura à saúde auditiva.

100 95 90 85 0 30 60 90 120150180 210 240 270300330 360 380420450 480 tempo em minutos

Sobre os assuntos relacionados ao texto e aos dados apresentados, é correto afirmar que 130

09.n (FuvestnSP) O esquema mostra algumas estruturas presentes na cabeça humana.

Neurotransmissor 3

a) Nomeie os neurotransmissores 1, 2 e 3. b) Qual é o efeito do neurotransmissor 3 sobre fibras musculares estriadas cardíacas? c) Qual é o efeito do neurotransmissor 1 sobre fibras musculares estriadas cardíacas?

01. o risco à saúde auditiva provocado pela intensidade do som em relação ao tempo de exposição é o mesmo de alguém que ouve quinze minutos de música a 100 dB e de um operário que trabalha duas horas e trinta minutos a 85 dB. 02. sons de alta intensidade ou infecções podem causar perda auditiva. 04. a tuba auditiva é um canal que equilibra a diferença entre a pressão atmosférica e a pressão no interior da orelha média. 08. a surdez é um fenótipo resultante das interações com o meio ambiente, não havendo casos de origem hereditária. 16. a orelha interna é constituída pela cóclea e por canais semicirculares, estruturas responsáveis pela percepção das ondas mecânicas do som. 32. a percepção dos sons ocorre na orelha interna, sem a participação do nervo auditivo, pois a sua localização próxima ao cérebro facilita a transmissão dos impulsos nervosos ao centro de audição do córtex cerebral.

Nervo ves bular

Utrículo Sáculo

Nervo coclear

Cóclea

O nervo cócleo-vestibular compõe-se de dois conjuntos de fibras nervosas: o nervo coclear, que conecta a cóclea ao encéfalo, e o nervo vestibular, que conecta o sáculo e o utrículo ao encéfalo. A lesão do nervo vestibular deverá causar perda de a) audição. b) equilíbrio. c) olfato. d) paladar. e) visão. 10.n (UFUnMG) A orelha humana capta informações sobre duas variáveis importantes: o volume do som e o tom que estão relacionados às ondas sonoras. a) A percepção humana do volume (altura do som) de uma onda sonora é sua amplitude ou altura. Qual a relação dessa amplitude com os potenciais de ação nos neurônios? b) A detecção das frequências das ondas ocorre em qual parte da orelha interna?

Questãon10.n a) A percepção humana do volume do som é a sua altura. A amplitude da onda não altera o potencial da ação dos neurônios. b) A detecção das frequências das ondas sonoras ocorre na cóclea da orelha interna.

Coleção 10 V - Livro 7 - Biologia - Aluno

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