360 biologia by Editora FTD

Biologia: Diálogos com a vida

José Arnaldo Favaretto

PARTE I VOLUME

ÚNICO

Biologia Diálogos com a vida

ISBN 978-85-96-00124-3

788596 001243

11628231

PARTE I

VOLUME

ÚNICO

José Arnaldo Favaretto Médico graduado pela Universidade de São Paulo. Professor de Biologia no Ensino Médio no estado de São Paulo.

Biologia Diálogos com a vida PARTE I

VOLUME

ÚNICO

1ª. edição São Paulo – 2015

Copyright © José Arnaldo Favaretto, 2015 Diretor editorial Lauri Cericato Gerente editorial Flavia Renata P. de Almeida Fugita Editora Valquiria Baddini Tronolone Editores assistentes Débora de Almeida Francisco Nichel, Eveline Duarte, Juliana Bardi, Vitor Hugo Rodrigues, João Paulo Bortoluci, Júlia Bolanho da Rosa Andrade Assistente editorial Carolina Bussolaro Marciano Colaboradores Barbara Kazue Amaral Onishi Gerente de produção editorial Mariana Milani Coordenadora de produção Marcia Berne Coordenadora de arte Daniela Di Creddo Maximo Projeto gráfico e capa Casa Paulistana Supervisor de arte Roque Michel Jr. Editora de arte Sonia Alencar Diagramação Anderson Sunakozawa, Aparecida Pimentel, Ingrid Velasques Kern Chagas, Laura Alexandra Pereira, Rafael Ribeiro, Suzana Massini, Tarumã Editoração Gráfica Ltda. Tratamento de imagens Ana Isabela Pithan Maraschin, Eziquiel Racheti Ilustrações e cartografia Ilustrações: Alex Argozino, Alex Silva, Bourdiel, Cecília Iwashita, dp elias, Eduardo Borges, Inge Asbash, Ivan Coutinho, Jurandir, Ligia Duque, Manzi, Luis Moura, Luiz Rubio, Osni Oliveira, Paulo César Pereira, Rafael Herrera, Renan Leema, Samu13B, Studio Caparroz, Tarumã. Cartografia: Allmaps Coordenadora de preparação e revisão Lilian Semenichin Nogueira Revisão Líder: Izabel Cristina Rodrigues Revisores: Alessandra Maria R. da Silva, Carolina Manley, Caline Devèze, Desirée Araújo, Juliana Rochetto, Jussara Gomes, Marcella Arruda, Pedro Fandi, Solange Guerra Supervisora de iconografia Célia Maria Rosa de Oliveira Iconografia Etoile Shaw, Odete Ernestina Pereira, Rosely Ladeira Diretor de operações e produção gráfica Reginaldo Soares Damasceno Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) Favaretto, José Arnaldo 360º : biologia : diálogos com a vida : partes 1, 2 e 3, volume único / José Arnaldo Favaretto. – 1. ed. – São Paulo : FTD, 2015. ISBN 978-85-96-00124-3 (aluno) ISBN 978-85-96-00125-0 (professor) 1. Biologia (Ensino médio) I. Título. 15-07393

CDD-574.07 Índices para catálogo sistemático: 1. Biologia : Ensino médio 574.07

Envidamos nossos melhores esforços para localizar e indicar adequadamente os créditos dos textos e imagens presentes nesta obra didática. No entanto, colocamo-nos à disposição para avaliação de eventuais irregularidades ou omissões de crédito e consequente correção nas próximas edições. As imagens e os textos constantes nesta obra que, eventualmente, reproduzam algum tipo de material de publicidade ou propaganda, ou a ele façam alusão, são aplicados para fins didáticos e não representam recomendação ou incentivo ao consumo. Reprodução proibida: Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998 Todos os direitos reservados à

FTD EDUCAÇÃO Rua Rui Barbosa, 156 – Bela Vista – São Paulo – SP CEP 01326-010 – Tel. (0-XX-11) 3598-6000 Caixa Postal 65149 – CEP da Caixa Postal 01390-970 www.ftd.com.br E-mail: ensino.medio@ftd.com.br

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Apresentação De acordo com a Organização das Nações Unidas (ONU), em 31 de outubro de 2011 a população humana ultrapassou a marca de sete bilhões de pessoas. Em que ritmo a população mundial vem aumentando? Quando nascerá o bebê de número 8 bilhões? Que população humana a Terra poderá sustentar? Nós, seres humanos, compartilhamos um pequeno planeta azul com milhões de outras espécies de seres vivos, das mais diversas formas e tamanhos: alguns imensos, como as enormes castanheiras-do-pará e as baleias-francas; outros minúsculos, como as cianobactérias, que habitam diversos lugares, como as camadas superficiais dos oceanos. Na biosfera — nome pelo qual se designam todas as regiões da Terra onde há vida, estima-se que existam mais de 30 milhões de espécies de organismos, unidos por um importante vínculo: a ancestralidade comum. Além dos ancestrais remotos, todas as espécies de seres vivos compartilham outros aspectos comuns, como algumas características químicas, a capacidade de perceber estímulos ambientais e reagir a eles, a possibilidade de gerar descendentes (para os quais transmitem características hereditárias) e o fato de evoluírem (ou seja, de se modificarem com o tempo). Este livro trata da vida, e nele abordaremos os aspectos que nos unem: os ambientes que compartilhamos e a maneira como a ação humana está se manifestando sobre eles, a organização celular, os mecanismos da hereditariedade e a evolução. Também apresentaremos os traços que distinguem entre si as espécies e que fazem tão rica a biodiversidade do planeta. Lidando com essas informações, pretendemos que cada um de nós se torne mais apto a compreender a própria realidade, a usufruir eticamente os recursos naturais e o conhecimento acumulado pela humanidade (particularmente em temas como a cultura, a biotecnologia, os direitos reprodutivos e outros) e a transformar solidariamente essa realidade. Antes de começarmos essa caminhada, sugerimos que você leia uma das mais belas descrições da Terra e de sua capacidade de conter a vida. Essa descrição não foi escrita por um biólogo, mas pelo astronauta estadunidense Eugene Cernan, o último ser humano a caminhar na superfície lunar (onde chegou em dezembro de 1972, como tripulante da nave espacial Apollo 17): Quando se está na órbita da Terra, ao olhar para baixo, veem-se lagos, rios, penínsulas. Voa-se rapidamente sobre mudanças de topografia, como montanhas cobertas de neve, desertos e cinturões tropicais — tudo muito visível. Passa-se por um nascer e um pôr do sol a cada 90 minutos. Ao sair da órbita terrestre, enxerga-se a Terra de um polo ao outro e de um oceano a outro sem sequer virar a cabeça. Vê-se a América do Norte e a América do Sul “dobrando a esquina”, enquanto a Terra gira em torno de um eixo invisível; então, vê-se a Oceania, depois a Ásia, a Europa e a África e, a seguir, as Américas vêm substituí-las. Começa-se a perceber como é pequena a nossa compreensão do tempo. Perguntamos a nós mesmos: onde estamos, no espaço e no tempo? Olhamos “para casa” e não vemos as barreiras de cor, religião e política que dividem este mundo.1

Esse é o lugar da nossa vida. Boa viagem! 1. CERNAN, Eugene apud MARGULIS, L.; SAGAN, D. O que é vida? Rio de Janeiro: Jorge Zahar, 2002.

13 Variabilidade e adaptação:

O mundo dos organismos mais simples

15 O mundo vegetal: Estrutura e reprodução das plantas

16 O mundo vegetal: Princípios do funcionamento das plantas

Unidade

Vida e energia: Células e processos de transformação Nascente de águas cristalinas, que deságua no rio São Benedito, floresta amazônica no sul do Pará.

Unidade 13 Andre Dib/Pulsar

410

Evolução biológica e classificação

14 Diversidade biológica:

João Paulo Krajewski

Tema IV Diversidade da vida I

Tema e Unidade Cada tema está organizado em quatro unidades que se iniciam com texto e foto de abertura, destacados em página dupla, cujo papel é estimular a reflexão a respeito dos assuntos abordados.

Bucólico, mas perigoso. Segundo a Organização Mundial da Saúde, permanecer em uma casa com fogão à lenha equivale a fumar dois maços de cigarro por dia! Apesar disso, quase metade da população mundial ainda tem na lenha sua mais importante fonte de energia para o preparo de alimentos e o aquecimento.

Custo ambiental e humano da queima da biomassa Em todo o mundo, cerca de 3 bilhões de pessoas dependem de combustíveis sólidos, como o carvão vegetal e a lenha, para cozinhar. Só no Brasil, de acordo com o Ministério de Minas e Energia, 8 milhões de famílias cozinham em fogão à lenha. Na maior parte do mundo, a madeira é consumida em quantidade muito superior à capacidade natural de reposição, o que resulta em desflorestamento, desertificação e destruição do hábitat de milhares de espécies. Além dos efeitos ambientais, uma grande preocupação é a saúde das pessoas que vivem nessas moradias, em geral sem ventilação adequada, que permitem à fumaça se espalhar pela casa. Asma brônquica, bronquite crônica, catarata e câncer de pulmão são alguns dos problemas associados ao fogão à lenha. A respeito do tema, leia o artigo escrito pelo médico Drauzio Varella:

194

A Organização Mundial da Saúde (OMS) considera o fogão a lenha o fator ambiental responsável pelo maior número de mortes, no mundo inteiro. Morre mais gente como consequência desse tipo de poluição doméstica do que de malária (causadora de 800 mil mortes/ano). Mulheres e crianças que vivem em pobreza extrema correm risco mais alto, porque ﬁcam mais expostas — os homens tendem a passar menos tempo em casa.

O povo do interior diz que feijão preparado em fogo de lenha é outra coisa. Eu, que entendo tanto de culinária quanto de física quântica, fico na dúvida se a diferença está no processo de cozimento ou nas linguiças e toucinhos que engrossam o caldo do feijão caipira. Apesar da atmosfera acolhedora que o crepitar da lenha confere à cozinha, sua substituição pelo prosaico botijão de gás é generalizada. Encontro fogões a gás nas casas mais humildes dos quatro cantos do Brasil.

Nas crianças com menos de cinco anos de idade, a principal causa de morte é pneumonia aguda, seguida pelas complicações da asma. Nas mulheres, a mortalidade está associada à doença pulmonar obstrutivo-crônica — das quais o enfisema é a mais frequente —, à doença cardiovascular e ao câncer das vias respiratórias. Sem nunca haver acendido um cigarro, padecem dos mesmos flagelos que afligem os fumantes. […]

Se você acha que agora farei a apologia dos tempos em que a família se reunia à noite ao redor do fogo, está redondamente enganado.

No Peru, por exemplo, cerca de dez milhões de habitantes vivem em casas pequenas e mal arejadas, dispersas pelas setenta mil comunidades da cordilheira dos Andes. A poluição no interior dessas habitações é trinta vezes mais intensa do que o limiar máximo estabelecido pela OMS. Mais de 40% das mulheres apresentam doença pulmonar obstrutiva e/ou problemas cardiovasculares. Como resultado da falta de saneamento e da alta preva-

Cerca de 3 bilhões das pessoas mais pobres do mundo ainda cozinham e se defendem do frio por meio da queima de biomassa: madeira, carvão e até esterco de gado. A mesma fumaça que encarde as paredes e escurece o teto de suas casas, infelizmente, invade o aparelho respiratório dos moradores causando 2 milhões de óbitos por ano.

lência de enfermidades respiratórias, um terço das crianças são desnutridas. Um estudo do Banco Mundial recém-publicado sugeriu que melhorar a eficácia de fogões alimentados por combustível teria impacto positivo na saúde humana e no ambiente dessas regiões. Embora a implementação de programas para garantir o acesso a fogões de qualidade tenha sido tentada durante décadas, os resultados foram prejudicados pela falta de esclarecimento das populações, pelas dificuldades de produzir fogões bons e baratos e por problemas logísticos para atingir lugares remotos. […] Além de poluir menos, fogões de qualidade consomem pouco combustível e reduzem o tempo que as mulheres passam nos afazeres domésticos, aumentando a probabilidade de acesso à educação e ao trabalho fora de casa. [...] Além de custar barato, ele deve respeitar a cultura local e levar em conta as sugestões das mulheres, para que sejam construídos de acordo com suas necessidades. Apesar desses desafios, a possibilidade de aliviar o sofrimento e salvar milhões de vidas por meio de uma intervenção de baixo custo, capaz de reduzir as emissões de carbono e a velocidade com que as florestas são devastadas, além de estimular o crescimento econômico, merece de fato um esforço global. VARELLA, D. Fogão a lenha. Folha de S.Paulo, 3 dez. 2011.

195

Unidade 6

Floresta amazônica (ou hileia)

•

As matas de várzea alagam-se na época das cheias dos rios.

•

As matas de terra firme, de vegetação densa, não são alagadas. O solo da floresta, relativamente livre de vegetação rasteira, é coberto por matéria orgânica, principalmente pelas folhas que caem das árvores, formando o folhiço (ou serrapilheira), rico em material orgânico. São encontrados mognos, castanheiras-do-brasil, palmeiras e guaranás. Entre os animais, destacam-se artrópodes, aves, felinos (como a onça-pintada), primatas e preguiças. A floresta de terra firme, em geral, apresenta até cinco estratos mais ou menos evidentes, dependendo da região: herbáceo, arbustivo, arbóreo, estrato das lianas e estrato das epífitas.

Conhecida como savana das Guianas, a região do lavrado é a maior área de formação predominantemente herbácea incrustrada na Amazônia. Essa paisagem natural abrange toda a porção nordeste do estado de Roraima e, apenas no território brasileiro, ocupa área superior a 40 000 km2. Sua composição biótica varia de uma região para outra, em virtude da heterogeneidade de altitude, temperatura e pluviosidade.

Ação humana na floresta amazônica

Boxes Ao longo do texto, são encontrados pequenos boxes, que apresentam definições, etimologias, glossários ou informações complementares.

Na floresta amazônica, a atividade agrícola e pecuária e a exploração madeireira estão, progressivamente, depauperando a floresta. A partir da década de 1970, a abertura de estradas rapidamente estendeu as fronteiras agrícolas e urbanas à floresta amazônica (figura 6), reduzindo substancialmente sua extensão territorial. Na Amazônia, o rendimento das pastagens é baixo; por isso, para aumentar a rentabilidade, os pecuaristas expandem a área de pastagens. Com a queda do preço da terra, verificada após meados da década de 1990, tornou-se mais barato comprar áreas e desflorestá-las do que cultivar as áreas já utilizadas. Assim, ano a ano, mais floresta é queimada; depois de pouco tempo de uso, os pastos são abandonados.

ATIVIDADES

HOJE

Briófitas

8 7

Figura 6. Imagem de satélite, de 2012, mostrando o aspecto característico do desmatamento em espinha de peixe: de um eixo principal, representado por uma rodovia, partem vias secundárias, abrindo espaço na floresta. Primeiro a motosserra; depois o fogo, o capim e o boi; finalmente, quase nada. Unidade 3

Gimnospermas

Angiospermas

100

200

300

Capítulo 3.2 Paisagens naturais da Terra 2 1

Atividades Após o desenvolvimento do conteúdo teórico, é possível aplicar os conhecimentos apreendidos no bloco de Atividades, que contém questões inéditas e extraídas de provas dos principais exames nacionais.

Traqueófitas primitivas

400

5 6

a) Qual é a denominação do conjunto indicado pelos números 7 e 8? b) Qual é a denominação do conjunto indicado pelos números 3, 4 e 6? c) Cite a denominação da estrutura onde são formados os megásporos.

Algas verdes pluricelulares

500

Com base nos dados apresentados e em seus conhecimentos sobre a biologia das plantas terrestres, responda: a) Há pelo menos quantos milhões de anos surgiram os vasos condutores? b) Que grupo de plantas atuais está representado pela letra P?

d) Após a fecundação, qual é o destino da estrutura de número 5?

c) A separação dos ramos evolutivos que deram origem às atuais gimnospermas e angiospermas deu-se há aproximadamente 230 milhões de anos. Cite a principal característica evolutiva cujo aparecimento distinguiu esses dois grupos.

e) Considerando que esta flor tenha organização trímera, qual é a classe em que sua espécie pode ser incluída?

6. (Unicamp-SP) O esquema a seguir representa o mais recente sistema de classificação do reino Plantae.

2. Nas angiospermas, ocorre geralmente a polinização entre flores da mesma planta ou entre flores de plantas diferentes da mesma espécie. Sobre este assunto, responda:

Reino Plantae Traqueófitas Espermatófitas briófitas

pteridófitas

gimnospernas

a) O que é polinização? b) Por que a autopolinização, apesar de ser um processo seguro, pode não ser vantajosa? c) Quais são os principais vetores que possibilitam a polinização? d) Que atrativos as flores podem oferecer aos vetores bióticos? 3. (UFRJ) As flores que se abrem à noite, como a dama-da-noite, em geral exalam um perfume acentuado e não são muito coloridas. As flores diurnas, por sua vez, geralmente apresentam cores mais intensas. Relacione essa adaptação ao processo de reprodução desses vegetais. 4. (Unicamp-SP) Um agricultor de volta da África traz consigo, como curiosidade, uma semente de uma espécie que não ocorre no Brasil. Essa semente produz uma planta, que se desenvolve bem em seu pomar, floresce todos os anos, mas nunca produz semente alguma. Dê duas razões que podem explicar esse fato.

Unidade 15

5. Observe o diagrama a seguir:

1. (UFV-MG) Observe a flor esquematizada abaixo e responda:

Luiz Rubio

As matas de igapós estão permanentemente alagadas. Suas árvores chegam a atingir 20 metros de altura, com raízes-escoras ou raízes respiratórias. A vitória-régia é encontrada nessa área.

Studio Caparroz

Figura 5. Casas flutuantes no Parque Ecológico do Janauary, Manaus (AM), 2014. Os seres humanos encontram-se em aglomerações urbanas (cidades) ou distribuídos mais ou menos esparsamente nas beiras dos rios (os quais servem como vias de deslocamento).

•

MILHÕES DE ANOS ATRÁS

Fabio Colombini

Cerca de 60% da área total desta floresta ombrófila densa (que abrange nove países sul-americanos) está no Brasil, onde ocupa 40% do território. Em maior ou menor proporção, cobre os estados de Rondônia, Acre, Amazonas, Roraima, Amapá, Pará, Maranhão, Mato Grosso e Tocantins. A pluviosidade e a temperatura são elevadas, favorecendo o desenvolvimento da vida, o que possibilita o florescimento de uma das maiores biodiversidades da Terra. São três os tipos principais de vegetação:

NASA

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UNIDADES

angiospermas III

II I

a) Os algarismos romanos representam a aquisição de estruturas que permitiram a evolução das plantas. Quais são as estruturas representadas por I, II e III? Qual a função da estrutura representada em I? b) A dupla fecundação é característica das angiospermas. Em que consiste e quais os produtos formados com a dupla fecundação? 7. (Fuvest-SP) Na evolução dos vegetais, o grão de pólen surgiu em plantas que correspondem, atualmente, ao grupo dos pinheiros. Isso significa que o grão de pólen surgiu antes: a) dos frutos e depois das flores. b) das flores e depois dos frutos. c) das sementes e depois das flores. d) das sementes e antes dos frutos. e) das flores e antes dos frutos. Capítulo 15.2 Angiospermas

495

ATIVIDADES COMPLEMENTARES

a) A que tipo de formação vegetal brasileira o texto se refere?

D B

•

a) Explique como as plantas das áreas verdes participam do ciclo hídrico, indicando as estruturas vegetais envolvidas nesse processo e as funções por elas exercidas.

100

Área dos fragmentos (ha)

a) Descreva a relação existente entre o número de espécies de pequenos mamíferos e os fragmentos florestais representados.

1980

2001

c) Apresente três fatores que podem levar espécies à extinção.

“A aparência desta vegetação lembra um pomar de frutas mirrado na Inglaterra; as árvores ficam distantes uma das outras, ananicadas no tamanho, extremamente retorcidas tanto de troncos quanto de galhos, e a casca de muitas variedades lembra muito a cortiça; a folhagem

b) As autoridades garantiram à população ribeirinha que a instalação da estação de tratamento de esgotos permitiria que as águas da represa voltassem a ser consideradas de boa qualidade. Com base nos resultados mostrados na figura, justifique a afirmação das autoridades.

3. (Unicamp-SP) O mapa abaixo mostra a distribuição global do fluxo de carbono. As regiões indicadas pelos números I, II e III são, respectivamente, regiões de alta, média e baixa absorção de carbono.

OBJETIVAS Enxurrada

1. (Unifal-MG) Com base no gráfico abaixo, que relaciona a riqueza de espécies com a latitude, foram elaboradas três afirmativas (I, II e III) a seguir:

Tempo

2003

2. (Unicamp-SP) Escreve James W. Wells em Três mil milhas através do Brasil:

114

I. Floresta boreal. É encontrada principalmente no hemisfério norte devido à disposição das massas continentais. O inverno longo e rigoroso representa um fator limitante para a maior parte das espécies vegetais; por isso, é uma floresta homogênea e pouco densa. II. Florestas temperadas. Localizadas em médias latitudes abrigam um grande número de espécies. Originalmente cobriam grandes extensões territoriais da América do Norte e da Europa; atualmente, devido à intensa urbanização e às práticas agrícolas, restam apenas algumas poucas reservas. III. Florestas equatoriais. São encontradas em áreas de baixa altitude e alta pluviosidade, nas quais predomina o clima quente e úmido. Apresenta grande diversidade de espécies vegetais, é densa e é apontada com a formação vegetal de máximo desenvolvimento na Terra.

a) Que relação existe entre as análises realizadas e a poluição das águas por esgotos domésticos? De que forma os fatores analisados (mostrados na figura) estão relacionados com a mortalidade de peixes?

Chuva

População de jaguatirica

Centro de massa da enxurrada

Áreas urbanas Centro de massa da chuva

Centro de massa da enxurrada

Descarga

Fragmentos

Áreas rurais Centro de massa da chuva Descarga

O quadro mostra, também, o tamanho das populações de jaguatirica nos anos de 2001 e 2003. Analise o quadro e apresente uma explicação para a variação no tamanho da população dessa espécie nos fragmentos D e E, ao longo do período de 1980 a 2003.

n.º de casais soltos

2. A diversidade climática da Terra se traduz em ampla gama de paisagens vegetais. As temperaturas médias e a amplitude térmica, assim como a pluviosidade média e a distribuição das chuvas, definem limites naturais. Julgue (V ou F) as associações entre esses elementos e os domínios fitogeográficos do planeta.

Anos de Estudo

4. Uma das consequências da urbanização é o aumento da velocidade do escoamento de águas pluviais, que pode acarretar graves enchentes nos meses mais chuvosos. Trata-se de um fenômeno bastante comum em diversas cidades brasileiras, como São Paulo.

b) Considere que, em 1980, foram soltos 25 casais de uma espécie de jaguatirica nos fragmentos florestais, conforme o quadro abaixo.

Ao final de cada unidade há a seção Atividades complementares, com questões inéditas e questões extraídas dos principais exames nacionais. Esse conjunto de questões aborda os conteúdos explorados ao longo dos quatro capítulos e está dividido em questões discursivas e objetivas.

I. Comparando com o hemisfério sul, no Norte a diversidade de espécies é menor, provavelmente causada pelos predadores. II. Nas proximidades do equador o número de espécies é maior, talvez pela maior diversidade de produtores nessa região. III. Nas latitudes 75º N e 45º S, aproximadamente, há poucas espécies, embora a quantidade de energia luminosa e de alimentos seja maior. Analisando o gráfico, pode-se afirmar corretamente que: a) apenas I está correta. d) apenas I e II estão corretas. b) apenas II está correta. e) I, II e III estão corretas. c) apenas III está correta.

b) Qual seria o destino da água da chuva não utilizada pelas plantas no ciclo hídrico?

200 Riqueza de espécies

•C

• D

Acervo do autor

B •

d) Cite outra característica importante das plantas dessa formação vegetal que não esteja descrita no texto. A que se deve essa característica?

Delfim Martins/Pulsar

Número de espécies

Atividades complementares

Fragmentos florestais

E •

c) Qual é a principal causa do aspecto da casca?

Teores de Nitrato, Fosfato, Clorofila, O2

b) Qual é a principal causa do aspecto “ananicado” das árvores?

3. (Unicamp-SP) A cidade ideal seria aquela em que cada habitante pudesse dispor, pelo menos, de 12 m2 de área verde (dados da OMS). Curitiba supera essa meta com cerca de 55 m2 por habitante. A política ambiental da prefeitura dessa cidade prioriza a construção de parques, bosques e praças que, além de proporcionar áreas de lazer, desempenham funções como amenizar o clima, melhorar a qualidade do ar e equilibrar o ciclo hídrico, minimizando a ocorrência de enchentes.

1000m

5. (Unicamp-SP) Desde o início do crescimento habitacional desordenado às margens de uma represa, suas águas vêm sendo analisadas periodicamente em relação aos teores de nitrato, fosfato, clorofila e oxigênio dissolvido, em virtude do crescente despejo de esgotos sem tratamento. Após a ocorrência da morte de um grande número de peixes, a comunidade ribeirinha pediu às autoridades que fossem instaladas tanto a rede de esgotos quanto uma estação de tratamento dos resíduos. Os resultados obtidos em relação aos fatores citados, antes e após a instalação da rede e estação de tratamento de esgotos, estão representados na Figura abaixo. A instalação da estação de tratamento de esgotos ocorreu em A.

é geralmente seca, dura, áspera e quebradiça; as árvores resistem igualmente ao calor, frio, seca ou chuva […]”.

DISCURSIVAS 1. (UFJF-MG) Analise as figuras abaixo, que apresentam a distribuição espacial de fragmentos florestais (A, B, C, D e E) com suas respectivas áreas e o número de espécies de pequenos mamíferos presentes em cada fragmento.

Enxurrada Chuva Tempo

a) Interprete os gráficos levando em conta as características do solo em áreas rurais e em áreas densamente urbanizadas.

100

(Extraído de Beer et al. Science, 329: 834-838, 2010.)

Considerando-se as referidas regiões, pode-se afirmar que os respectivos tipos de vegetação predominante são:

b) Explique a elevada ocorrência de leptospirose em pessoas que, em cidades brasileiras, entram em contato com a água de enchentes.

90°N 60°N 30°N 0 30°S 60°S 90°S Latitude

Unidade Unidade33

a) I – Floresta Amazônica; II – Plantações; III – Floresta Temperada. b) I – Floresta Tropical; II – Savana; III – Tundra e Taiga. c) I – Floresta Tropical; II – Deserto; III – Floresta Temperada. d) I – Floresta Temperada; II – Savana; III – Tundra e Taiga.

115

TEXTO & CONTEXTO 1. Analise o infográfico publicado pelo jornal O Estado de S. Paulo (6 jun. 2010).

Arte AE/Estadão Conteúdo

Este ícone indica a existência de um objeto educacional digital (OED). Trata-se de uma ferramenta multimídia relacionada ao tema ou assunto que você está estudando. Agora responda: a) Em linhas gerais, o que afirma a hipótese da panspermia cósmica? b) Em que circunstância os microrganismos poderiam ter sobrevivido às condições hostis da travessia do espaço? c) Que condições encontradas na Terra permitiriam que as bactérias viajantes espaciais voltassem a se reproduzir?

a) Qual era a frequência alélica nas populações 1 e 2 antes da migração? E depois da migração? b) Se, a partir da migração, as populações permaneceram em equilíbrio gênico, quais deveriam ser as frequências dos alelos A e a em cada população depois de cinco gerações? Justifique. c) Considerando a mesma condição do item (b), qual era a frequência de animais escuros nas populações 1 e 2?

Aa AA

AA AA

Aa aa

aa AA aa

AA População 1

AA População 2

Observação: A frequência do genótipo homozigoto é dada pelo quadrado da frequência do alelo correspondente.

408

Unidade 12

Eduardo Borges

2. Membros de uma população 1 (circundados pela linha tracejada) migraram e integraram-se a uma população 2, da mesma espécie, como assinala o esquema abaixo. Cada desenho de animal representa um conjunto de 100 animais, igualmente distribuídos entre machos e fêmeas.

Texto & contexto A seção Texto e contexto apresenta, exclusivamente, atividades que visam à compreensão leitora. Assuntos da biologia — e da ciência em geral — são apresentados em diversas modalidades de linguagens verbais e não verbais, como textos jornalísticos e científicos, tiras, charges, peças publicitárias, infográficos e mapas.

CONEXÕES Texto 2 Recifes de corais e emissões globais de CO2

Corais no Parque Nacional de Abrolhos, BA, 2006.

Texto 1

A seção Conexões apresenta textos para discussão referentes a determinados temas de destaque. Em alguns casos, há, nessa seção, mais de um texto com visões distintas a respeito de um determinado assunto, com o objetivo de promover debates e expressar opiniões.

A costa brasileira fica localizada fora do cinturão caribenho de furacões, assentando-se em uma plataforma continental estável, e esta situação até agora tem poupado os recifes brasileiros de eventos naturais catastróficos como aqueles observados nos recifes indo-pacíficos e caribenhos. A maior ameaça aos recifes de coral no Brasil parece ser o impacto humano. A área costeira do Estado do Rio Grande do Norte à Bahia (que é bordejada por recifes de coral) tem uma população de mais de 15 milhões de pessoas, a maioria distribuída nas capitais dos estados. Danos causados por práticas inadequadas de uso do solo parecem ter se iniciado com a colonização europeia. Desde a descoberta […], o fluxo de sedimentos para o mar aumentou significativamente, devido à crescente erosão das áreas costeiras causada pelas derrubadas da Floresta Atlântica para exploração de madeira e para abrir lugar para as plantações de cana-de-açúcar. Hoje, as plantações de cana-de-açúcar formam um cinturão de 60 km de largura e quase 1 000 quilômetros de extensão. Essa extensa monocultura localiza-se a poucos quilômetros da margem, ao longo da costa nordeste, onde os recifes costeiros são numerosos. A sedimentação e a poluição agrícola originadas pelas plantações de cana-de-açúcar são provavelmente o maior fator observado de degradação dos recifes em certas áreas. Os recifes estão depauperados ao redor das cidades com grandes populações, tais como ao redor das capitais dos estados, especialmente devido à poluição doméstica e à influência direta das atividades humanas. A exploração exagerada dos organismos dos recifes é um dos maiores impactos na maioria das áreas ao longo da costa. Corais

576

Unidade Unidade 17 17

FERREIRA, B. P. Pesca artesanal em ambientes recifais. In: FERREIRA, B. P.; MAIDA, M. Monitoramento dos recifes de coral do Brasil — Situação atual e perspectivas. Brasília: Ministério do Meio Ambiente, 2006.

Allmaps

0º

OCEANO GLACIAL ÁRTICO

Círculo Polar Ártico

Trópico de Câncer

OCEANO PACÍFICO

OCEANO PACÍFICO Equador

0º

OCEANO ATLÂNTICO Variações percentuais das emissões de CO2 entre 1990 e 2010 50% ou mais 0% - 49%

Decréscimo

0% - 49% 50% - 99%

OCEANO ÍNDICO Trópico de Capricórnio

Meridiano de Greenwich

Conexões

têm sido empregados em construção desde o século XVII. Ao longo da costa existem diversas fortalezas construídas com colônias de coral e blocos de arenito. Por muitos anos, corais foram também extraídos dos recifes costeiros ao longo de toda a costa nordeste para suprir com cal a refinação de açúcar, usado como agente clarificador para o xarope de açúcar. Esta prática foi banida a partir dos anos 1970. Devido à sua proximidade, a maioria dos recifes costeiros foi pesadamente explorada tanto para pesca artesanal como comercial. A população costeira destas áreas depende em grande escala dos recursos dos recifes para um consumo de proteínas. Em alguns lugares têm sido utilizadas práticas ilegais de pesca, como o uso de bombas. Este tipo de técnica destrutiva, somada à remoção direta do substrato dos recifes, ao desenvolvimento e ao turismo não planejados são os culpados pelo declínio da pesca. Mais recentemente, o turismo descontrolado e o desenvolvimento urbano ao longo de toda a costa setentrional brasileira figuram como as maiores ameaças. A costa entre Natal e o sul da Bahia são destinos populares de turismo. A beleza das praias tranquilas com fileiras de coqueiros atrai pessoas de todo o mundo e a população de algumas cidades ao longo da costa aumenta até 50 vezes durante os meses de verão, exigindo um desenvolvimento urbano que é normalmente associado com a degradação ambiental. O turismo marítimo pode representar uma séria ameaça a muitas das áreas recifais. Os danos aos recifes de coral são causados por ancoragem inadequada, vazamentos de barcos a motor, lixo, pisoteio nos recifes e mergulhadores descuidados. O desenvolvimento da carcinicultura em áreas costeiras tem representado uma séria ameaça aos ecossistemas recifais. Em todo o mundo, a carcinicultura tem causado impactos à biodiversidade costeira e marinha, incluindo a destruição e degradação em grande escala de hábitats naturais, salinização do lençol freático de planícies costeiras, despejo de efluentes com altas cargas de nutrientes, antibióticos e outros produtos químicos, escape acidental de espécies exóticas e/ou biotecnologicamente modificadas, transmissão de doenças aos estoques naturais e expropriação de comunidades tradicionais. Além do aporte de sedimentos e poluição, os recifes de coral podem ser afetados diretamente pela destruição dos mangues, devido à conexão que existe entre mangues e corais no que diz respeito a vários recursos pesqueiros. Estudos recentes demonstram que a estrutura das comunidades de peixes de recifes de coral é fortemente influenciada quando existem manguezais adjacentes e que a biomassa de várias espécies de interesse comercial aumenta duas vezes ou mais quando os hábitats estão conectados.

Acréscimo

OCEANO GLACIAL ANTÁRTICO

100% - 149%

Qual a origem das emissões de CO2?

8% 13%

Fornecimento de energia

3% 26%

Indústria Silvicultura Agricultura

14%

Transporte 17%

Círculo Polar Antártico 0

150% ou mais

Fonte dos dados: IEA (International Energy Agency). Editoria de arte

Fabio Colombini

Economia, política e as ameaças aos recifes de corais

19%

Prédios residenciais e comerciais Resíduos e águas residuais

Fonte: IPCC Fourth Assessment Report: Climate Change 2007. Disponível em: <http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/syr/en/spm.html>. Acesso em: 4 jul. 2015.

2 425

Desde o final do século XIX, as emissões globais de CO2 estão aumentando e, de todo o CO2 lançado na atmosfera, mais de 30% acabam se dissolvendo nos oceanos, reagindo com a água e tornando-a mais ácida. Essa modificação do pH pode ser fatal para numerosos seres vivos marinhos, inclusive corais e zooxantelas (algas mutualísticas). A acidificação dificulta a formação do carbonato de cálcio, prejudicando o crescimento das colônias nos recifes. Além disso, a redução drástica das populações de algas mutualísticas compromete — às vezes de maneira irreversível — a vida desses minúsculos cnidários e a homeostase de todo esse rico ecossistema. Portanto, reduzir as emissões globais de CO2 é fundamental para garantir a sobrevivência dos corais e de toda a comunidade marinha que deles depende. Infelizmente, não é o que vem ocorrendo, mesmo depois de a problemática associada às emissões de gases de efeito estufa e o aquecimento global terem entrado nas discussões cotidianas, mesmo fora dos meios científicos.

Responda em seu caderno depois da leitura dos textos: 1. Cite pelo menos três ameaças aos recifes de corais decorrentes da ação humana. 2. Pesquise e formule um pequeno texto em seu caderno a respeito da carcinicultura: o que é, onde é praticada no Brasil, as técnicas aplicadas etc. 3. Identifique cinco países cujas emissões de CO2 diminuíram a partir de 1990. 4. Identifique cinco países cujas emissões de CO2 pelo menos dobraram desde 1990. 5. Qual é a atividade que responde pela maior fração do CO2 emitido globalmente?

577

Sumário Capítulo 3.2 Paisagens naturais da Terra Ecossistemas Biomas Retratos do Brasil Atividades

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Tema I Cenários da vida.................................12 Unidade 1 Vida: Múltiplas dimensões de um fenômeno complexo............................................. 14 Capítulo 1.1 Unidade na diversidade Vida, um fenômeno complexo A diversidade da vida A unidade da vida A manutenção da vida Material genético, um projeto de vida Atividades

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Capítulo 1.2 Vida é mudança A continuidade da vida Os seres vivos são sempre os mesmos? Características gerais dos seres vivos Atividades

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16 16 17 19 22 24 24 26 26 27 29 32

Capítulo 1.3 Ambiente, energia e matéria Caminhos da energia e da matéria Energia nos ecossistemas Níveis tróficos Atividades Capítulo 1.4 Teias alimentares e pirâmides ecológicas Cadeias e teias alimentares Cascata trófica Magnificação trófica Pirâmides ecológicas Produtividade Atividades

33 33 35 37 37 39 39 40 40 41 42 44

Atividades complementares

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Texto e contexto

Conexões – Reservas indígenas em debate

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Unidade 2 Comunidades e populações: A dinâmica das espécies....................................... 50 Capítulo 2.1 Comunidades Uma rede de interações Atividades

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Capítulo 2.2 Outras formas de interação Disfarces, imitações e outros artifícios Sucessão ecológica Atividades

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Capítulo 2.3 Populações Dinâmica populacional Atividades

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Capítulo 2.4 População humana A qualidade de vida em números Atividades

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Atividades complementares

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Texto e contexto Conexões – Dinâmica populacional e consequências ambientais

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52 52 58 59 59 60 62

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Capítulo 3.3 Hidrosfera Terra, o mundo das águas O mundo das águas Atividades

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Capítulo 3.4 Água: problemas e soluções Usos da água: reflexos de civilização e desperdício Agentes de desequilíbrio Águas da vida e da doença Tratamento da água e do esgoto Atividades Atividades complementares Texto e contexto Conexões – Uma guerra contra a poluição

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104 104 106 109 110 113 114 117 118

Unidade 4 Biosfera e ação humana: Agentes de desequilíbrio ambiental..................120 Capítulo 4.1 Atmosfera O ar sobre as cidades Clorofluorcarbonos e camada de ozônio Chuva ácida, a poluição sem fronteiras Atividades Capítulo 4.2 Aquecimento global Aquecimento global: evidências e incertezas Teoria do efeito estufa Gases de efeito estufa Atividades Capítulo 4.3 Solo e práticas agrícolas O perfil do solo Ciclo do nitrogênio Práticas agrícolas Pragas agrícolas: estratégias de combate Biotecnologia: uma nova fronteira da agricultura Atividades Capítulo 4.4 Resíduos sólidos Lixo e civilização A opção pela energia nuclear Atividades

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Atividades complementares

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122 122 125 126 127 128 128 130 131 134 135 135 136 138 140 141 144 145 145 149 151 152

63 63 67

Texto e contexto Conexões – Como tornar a agricultura brasileira sustentável?

68 68 72

Tema II Unidade da vida................................160 Unidade 5 A célula: Um sistema eficiente........162

73 75 76

Unidade 3 Biosfera e ação humana: Grandes paisagens naturais................................. 78 Capítulo 3.1 Determinantes da biodiversidade Planeta da vida Biodiversidade Espécies ameaçadas no Brasil Reserva legal e áreas de preservação permanente Biodiversidade e preservação: o papel de todos Atividades

98 98 101 103

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155

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156

Capítulo 5.1 A célula: apresentação Célula, um denominador comum Bem simples, mas é uma célula! A escolha de um modelo Atividades Capítulo 5.2 Compostos inorgânicos Composição química das células Água Componentes minerais Atividades Capítulo 5.3 Compostos orgânicos Aspectos gerais Carboidratos Lipídios Atividades

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88 88 89 91 97

80 80 82 84 84 86 87

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164 164 165 166 169 170 170 171 172 174 175 175 176 177 182

Capítulo 5.4 Proteínas Aminoácidos e proteínas Organização das moléculas proteicas Funções das proteínas Atividades Atividades complementares Texto e contexto Conexões – A nanotecnologia em evidência

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183 183 184 187 188 189 191 192

Unidade 6 Vida e energia: Células e processos de transformação...............194 Capítulo 6.1 Enzimas: estrutura e ação A ação enzimática Fatores que modificam a ação enzimática Atividades Capítulo 6.2 Vitaminas Um grupo de nutrientes essenciais Medicamentos à base de vitaminas: necessidade ou marketing? Atividades Capítulo 6.3 Fotossíntese, energia e vida Trabalho e energia Fotossíntese Atividades Capítulo 6.4 Fermentação e respiração celular aeróbia Fermentação Respiração celular aeróbia Atividades Atividades complementares Texto e contexto Conexões – Fotossíntese e fermentação

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196 196 198 199 200 200 200 202 203 203 204 208 210 210 211 215 216 220 221

Unidade 7 Compartimentos celulares: Estrutura e funcionamento..................................224 Capítulo 7.1 Membranas, permeabilidade e transporte Ambiente celular, um espaço compartimentado Permeabilidade das membranas Células vegetais e osmose Atividades Capítulo 7.2 Compartimentos celulares Secreção celular Digestão intracelular Movimentos celulares Atividades Capítulo 7.3 Ácidos nucleicos DNA e RNA, moléculas informacionais Ácido desoxirribonucleico Ácido ribonucleico Atividades Capítulo 7.4 Ação gênica e síntese de proteínas Ação gênica Código genético, uma linguagem universal DNA recombinante, a base da engenharia genética Atividades Atividades complementares Texto e contexto Conexões – Lisossomos e doenças humanas

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226 226 227 230 232 233 233 234 236 237 238 238 240 243 244 245 245 248 249 251 252 255 257

Unidade 8 Núcleo celular: Organização e ação......258 Capítulo 8.1 O núcleo das células Ciclo de vida das células Funções do núcleo celular Núcleo interfásico

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260 260 260 261

Clonagem e transferência nuclear Atividades Capítulo 8.2 Cromossomos Composição e estrutura dos cromossomos Diagnosticando doenças cromossômicas Atividades Capítulo 8.3 Mitose, divisão equacional Aspectos gerais Atividades Capítulo 8.4 Meiose, divisão reducional Aspectos gerais Principais diferenças entre mitose e meiose Erros na formação de gametas Atividades Atividades complementares Texto e contexto Conexões – Perspectivas no tratamento e prevenção do câncer

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262 264 265 265 267 269 270 270 275 276 276 279 279 281 282 284

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286

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Tema III Continuidade da vida.................... 290 Unidade 9 Bases da hereditariedade: Como atuam os genes..........................................292 Capítulo 9.1 Quando lidamos com genética? A genética no cotidiano Termos essenciais O fenômeno da dominância Herança citoplasmática Doenças congênitas e distúrbios hereditários Atividades Capítulo 9.2 Primeira lei de Mendel Os trabalhos de Mendel Lei da segregação dos fatores Atividades Capítulo 9.3 Variações da primeira lei de Mendel (I) Ausência de dominância Alelos letais Pleiotropia Penetrância e expressividade Atividades Capítulo 9.4 Variações da primeira lei de Mendel (II) Estudo dos gêmeos Alelos múltiplos Atividades Atividades complementares Texto e contexto Conexões – Os filhos da Lua

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294 294 295 296 297 297 299 300 300 300 304 306 306 307 307 309 310 311 311 312 313 314 318 320

Unidade 10 Mendel e variações: Herança de dois ou mais pares de alelos...........322 Capítulo 10.1 Segunda lei de Mendel O princípio da segregação independente A segregação independente e o cálculo de tipos de gametas Atividades Capítulo 10.2 Interações gênicas Interação gênica simples Epistasia Herança quantitativa (ou poligênica) Atividades

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324 324 325 326 327 327 328 329 332

Sumário Capítulo 10.3 Herança dos grupos sanguíneos: ABO Sistema ABO Transfusões Herança do sistema ABO Atividades Capítulo 10.4 Herança dos grupos sanguíneos: Rh e MN Sistema Rh Sistema MN DNA, detetive moderno Atividades Atividades complementares Texto e contexto Conexões – Transfusões de sangue

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333 333 334 334 335

Tema IV Diversidade da vida I..................... 410 Unidade 13 Variabilidade e adaptação: Evolução biológica e classificação......................412 Capítulo 13.1 A construção das ideias evolucionistas Ideias e controvérsias O que é a evolução? Atividades Capítulo 13.2 Evolução, processos e evidências Exemplos de microevolução Um mundo de evidências A evolução sob a luz da genômica Atividades Capítulo 13.3 Compreendendo a classificação biológica Classificando os seres vivos Reinos, uma permanente discussão O que é uma espécie? Atividades Capítulo 13.4 O significado biológico de espécie Macroevolução e surgimento de novas espécies Todo mundo é diferente Atividades Atividades complementares Texto e contexto Conexões – Racismo e ação afirmativa

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336 336 338 339 340 341 343 344

Unidade 11 Mendel e variações: Mapeamento cromossômico e herança do sexo.....346 Capítulo 11.1 Ligação gênica e mapeamento cromossômico Ligação gênica Mapa cromossômico Atividades Capítulo 11.2 Genômica O genoma humano Um conceito em crise Atividades Capítulo 11.3 Determinação cromossômica do sexo Sexo e cromossomo Atividades Capítulo 11.4 Sexo e herança Herança ligada ao sexo Herança restrita ao sexo Herança influenciada pelo sexo Herança limitada ao sexo Atividades Atividades complementares Texto e contexto Conexões – Homens são de câncer, mulheres são de Alzheimer

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348 348 351 352 354 354 358 361

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424 424 426 427 428

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429

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Unidade 12 Variabilidade e adaptação: Origem e diversidade da vida.............................380 Capítulo 12.1 Hipóteses sobre a origem da vida Histórias e descobertas Ideias revolucionárias Atividades Capítulo 12.2 Dos coacervatos às células Processos de síntese abiótica Processos bióticos Uma breve cronologia da Terra Atividades Capítulo 12.3 Bases genéticas da evolução Variabilidade e adaptação Mutações Atividades Capítulo 12.4 Genética de populações O princípio de Hardy-Weinberg Fatores que alteram as frequências dos alelos Cruzamentos consanguíneos Atividades Atividades complementares Texto e contexto Conexões – Por que na Terra?

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382 382 385 386 388 388 389 392 393 394 394 395 398 399 399 401 404 404 405 408 409

414 414 416 418 419 419 420 422 423

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429 431 433 434 438 440

Unidade 14 Diversidade biológica: O mundo dos organismos mais simples................444 Capítulo 14.1 Vírus Vírus, parasitas acelulares Doenças causadas pelos vírus Atividades Capítulo 14.2 Procariontes Arqueobactérias e eubactérias Eubactérias: bactérias e cianobactérias Papel ecológico e importância econômica das bactérias Doenças bacterianas Atividades Capítulo 14.3 Reino Fungi Fungos Papel ecológico e importância econômica Atividades Capítulo 14.4 Reino Protista Protistas Algas Protozoários Atividades Atividades complementares Texto e contexto Conexões – Microalgas: questões ecológicas e possibilidades econômicas

446 446 448 452 453 453 453

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455 456 458 459 459 461 463 464 464 464 468 471 472 474

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477

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Unidade 15 O mundo vegetal: Estrutura e reprodução das plantas.......................................480 Capítulo 15.1 Grupos vegetais e reprodução Diversidade vegetal Plantas avasculares Plantas vasculares sem sementes Gimnospermas Atividades Capítulo 15.2 Angiospermas O advento de flores e frutos

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482 482 484 485 486 487 488 488

A evolução das plantas e a ocupação dos ambientes terrestres Atividades Capítulo 15.3 Morfologia externa das plantas Estruturas externas das plantas Reprodução assexuada em plantas Atividades Capítulo 15.4 Órgãos e tecidos vegetais Tecidos vegetais Estrutura interna dos vegetais Comparações entre monocotiledôneas e eudicotiledôneas Atividades Atividades complementares Texto e contexto Conexões – Apicultura e agricultura

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493 495 496 496 499 500 501 501 503 506 507 508 510 512

Unidade 16 O mundo vegetal: Princípios do funcionamento das plantas...............514 Capítulo 16.1 Trocas gasosas e transpiração Espaços aeríferos e trocas gasosas Estrutura dos estômatos Funcionamento dos estômatos Atividades Capítulo 16.2 Transporte e nutrição Transporte de seiva inorgânica Transporte de seiva orgânica Atividades Capítulo 16.3 Hormônios vegetais Ação dos fitormônios Fitormônios no ciclo de vida das plantas Atividades Capítulo 16.4 Respostas das plantas a estímulos ambientais Movimentos vegetais Fotoperiodismo e floração Atividades Atividades complementares Texto e contexto Conexões – Evapotranspiração e clima: um delicado equilíbrio

Capítulo 17.4 Moluscos e equinodermos Moluscos Equinodermos Atividades Atividades complementares Texto e contexto Conexões – Economia, política e as ameaças aos recifes de corais

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568 568 570 571 572 574

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516 516 517 517 519 520 520 523 525 526 526 531 532

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542

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Unidade 18 Vida e diversidade animal: Cordados.............................578 Capítulo 18.1 Os cordados Cordados: aspectos gerais Cordados não vertebrados Aspectos gerais dos vertebrados Atividades Capítulo 18.2 Vertebrados e ambiente aquático Ágnatos Peixes Atividades Capítulo 18.3 Transição para o ambiente terrestre Anfíbios Répteis Atividades Capítulo 18.4 Mamíferos e aves Mamíferos Aves Atividades Atividades complementares Texto e contexto Conexões – Serpentes e peçonha

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Unidade 19 Parasitoses: Doenças sociais.............. 606 Capítulo 19.1 Parasitoses: um enfoque evolutivo e ecológico O desafio das políticas públicas Parasitas e hospedeiros Atividades Capítulo 19.2 Doenças causadas por protozoários Doença de Chagas Malária Amebíase Tricomoníase Giardíase Balantidiose Leishmaniose cutaneomucosa Leishmaniose visceral Toxoplasmose Atividades Capítulo 19.3 Doenças causadas por platelmintos Esquistossomose mansônica Teníases Hidatidose Fasciolose Atividades Capítulo 19.4 Doenças causadas por nematódeos Ascaridíase Ancilostomíase Filaríase ou elefantíase Oxiuríase ou enterobíase Bicho-geográfico (larva migrans cutânea) Estrongiloidíase Atividades Atividades complementares Texto e contexto Conexões – Mudanças climáticas e saúde humana

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608 608 609 611 612 612 614 618 618 619 619 619 619 620 620 621 621 624 626 626 627 628 628 629 631 631 631 632 632 633 636

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638

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Tema V Diversidade da vida II..................... 546 Unidade 17 Vida e diversidade animal: Invertebrados........................................................548 Capítulo 17.1 Poríferos e cnidários O que significa ser um animal? Poríferos Cnidários Atividades Capítulo 17.2 Platelmintos, nematódeos e anelídeos Três grupos relacionados Platelmintos Nematódeos Anelídeos Atividades Capítulo 17.3 Artrópodes Aspectos gerais Crustáceos Aracnídeos Insetos Atividades

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550 550 553 555 557 558 558 558 560 560 562 563 563 564 565 566 567

580 580 581 582 582 583 583 583 585 586 586 588 589 590 590 594 597 598 602 604

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Sumário Unidade 20 Reprodução: Uma imposição genética .....................................640 Capítulo 20.1 Bases citológicas da reprodução Reprodução e variabilidade Variabilidade genética e gametas Ciclos de vida Bases da reprodução animal Atividades Capítulo 20.2 Gametogênese e fecundação Espermatogênese humana Ovogênese humana Fecundação Reprodução assistida Atividades Capítulo 20.3 Desenvolvimento embrionário A formação de um indivíduo Folhetos embrionários Diferenciação celular em cordados Atividades Capítulo 20.4 Anexos embrionários e células-tronco Origem e função das membranas extraembrionárias Células-tronco Atividades Atividades complementares Texto e contexto Conexões – Células-tronco: dúvidas e desafios

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642 642 644 645 646 648 649 649 651 653 655 656 657 657 659 660 663 664

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731 732 732 734 736 739 740 740 743 746 747 748 750 750 753

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756

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Unidade 23 O corpo em alerta: Reagindo a estímulos ambientais ......................758 Capítulo 23.1 Tecido nervoso Células em alerta Impulso nervoso: a informação em movimento Atividades Capítulo 23.2 Sistema nervoso Um sistema em alerta Os sentidos Atividades Capítulo 23.3 Tecidos musculares Tipos de tecidos musculares Contração muscular Atividades Capítulo 23.4 Sistema endócrino Componentes do sistema endócrino Controle da temperatura corporal O metabolismo e a geração de calor Atividades Atividades complementares Texto e contexto Conexões – A ilusão do tempo infinito

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664 666 669 670 672 674

Tema VI A vida humana .............................. 678 Unidade 21 Homeostase: Digestão, respiração e excreção ................................................... 680 Capítulo 21.1 Tecidos epiteliais, revestimento e trocas Vida, um desafio permanente Homeostase, a estabilidade interna Tecidos epiteliais Atividades Capítulo 21.2 Nutrição e digestão Nutrição animal O processamento dos alimentos Etapas da digestão humana Atividades Capítulo 21.3 Respiração Trocas gasosas em animais Sistema respiratório humano Biomecânica e controle da respiração Atividades Capítulo 21.4 Excreção e equilíbrio hídrico Equilíbrio hidrossalino e excreção Sistema urinário humano Atividades Atividades complementares Texto e contexto Conexões – Onde há fumaça, há fogo... e muito mais

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682 682 683 684 687 688 688 690 691 697 698 698 699 700 702 703 703 705 708 709 712 714

Unidade 22 Homeostase: Manutenção do equilíbrio interno ...........................................716 Capítulo 22.1 Circulação Sistema cardiovascular Sistema linfático Atividades Capítulo 22.2 Tecidos conjuntivos Tecidos versáteis Tipos especiais de tecidos conjuntivos Tecido ósseo, ossos e esqueleto

Atividades Capítulo 22.3 Sangue Componentes do sangue Transporte de gases respiratórios Sangue e coagulação Atividades Capítulo 22.4 Imunidade Mecanismos de defesa Tipos de imunidade Alergias Imunidade e transplantes Aids Atividades Atividades complementares Texto e contexto Conexões – Um aspecto da saúde das populações indígenas

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718 718 724 725 726 726 726 729

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760 760 762 766 767 767 772 778 779 779 780 783 784 784 790 792 794 795 798 801

Unidade 24 Sistema genital: Gênero, sexo e sexualidade ................................804 Capítulo 24.1 Estrutura e funcionamento do sistema genital Sistema genital masculino Sistema genital feminino Atividades Capítulo 24.2 Ciclo menstrual Regulação hormonal do ciclo menstrual Osteoporose: um mal evitável Atividades Capítulo 24.3 Gestação, parto e aleitamento Gestação Parto Amamentação (ou aleitamento) Atividades Capítulo 24.4 Anticoncepção Métodos contraceptivos Aborto Atividades Atividades complementares Texto e contexto Conexões – Sentir, estar, ser

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806 806 809 811 812 812 813 813 814 814 816 818 818 820 820 823 824 825 828 830

Bibliografia ........................................................832

Sumário – Parte I Tema I Cenários da vida ....................................12 Unidade 1 Vida: Múltiplas dimensões de um fenômeno complexo ............... 14 Capítulo 1.1 Unidade na diversidade Capítulo 1.2 Vida é mudança Capítulo 1.3 Ambiente, energia e matéria Capítulo 1.4 Teias alimentares e pirâmides ecológicas

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16 26 33

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Unidade 2 Comunidades e populações: A dinâmica das espécies ........................................... 50 Capítulo 2.1 Comunidades Capítulo 2.2 Outras formas de interação Capítulo 2.3 Populações Capítulo 2.4 População humana

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52 59 63 68

Unidade 3 Biosfera e ação humana: Grandes paisagens naturais .................................... 78 Capítulo 3.1 Determinantes da biodiversidade Capítulo 3.2 Paisagens naturais da Terra Capítulo 3.3 Hidrosfera Capítulo 3.4 Água: problemas e soluções

80 88 98 104

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Tema II Unidade da vida .................................160 Unidade 5 A célula: Um sistema eficiente ....... 162 Capítulo 5.1 A célula: apresentação Capítulo 5.2 Compostos inorgânicos Capítulo 5.3 Compostos orgânicos Capítulo 5.4 Proteínas

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164 170 175 183

Unidade 6 Vida e energia: Células e processos de transformação ............... 194 Capítulo 6.1 Enzimas: estrutura e ação Capítulo 6.2 Vitaminas Capítulo 6.3 Fotossíntese, energia e vida Capítulo 6.4 Fermentação e respiração celular aeróbia

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196 200 203

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210

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Unidade 7 Compartimentos celulares: Estrutura e funcionamento .................................... 224 Capítulo 7.1 Membranas, permeabilidade e transporte Capítulo 7.2 Compartimentos celulares Capítulo 7.3 Ácidos nucleicos Capítulo 7.4 Ação gênica e síntese de proteínas

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226 233 238 245

Unidade 4 Biosfera e ação humana: Agentes de desequilíbrio ambiental ................... 120

Unidade 8 Núcleo celular: Organização e ação............................................. 258

Capítulo 4.1 Atmosfera Capítulo 4.2 Aquecimento global Capítulo 4.3 Solo e práticas agrícolas Capítulo 4.4 Resíduos sólidos

Capítulo 8.1 O núcleo das células Capítulo 8.2 Cromossomos Capítulo 8.3 Mitose, divisão equacional Capítulo 8.4 Meiose, divisão reducional

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122 128 135 145

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260 265 270 276

Tema I Cenรกrios da vida

UNIDADES 1 Vida: Múltiplas dimensões de um fenômeno complexo

2 Comunidades e populações: A dinâmica das espécies

3 Biosfera e ação humana: Grandes paisagens naturais

4 Biosfera e ação humana:

Área de proteção ambiental (APA) do rio Pandeiros, que abrange os municípios de Januária, Bonito de Minas e Cônego Marinho (MG).

Tom Alves/kino.com.br

Agentes de desequilíbrio ambiental

Unidade

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Vida: Múltiplas dimensões de um fenômeno complexo

Efeitos da intervenção humana O arquipélago de Fernando de Noronha, distrito do estado de Pernambuco, contém várias ilhas, que totalizam menos de 20 km2, e situa-se a 350 km da costa do Rio Grande do Norte. Tem origem vulcânica e resulta de erupções de uma cadeia montanhosa que percorre o leito oceânico do Atlântico na direção norte-sul. O derramamento de magma na região encerrou-se há aproximadamente 1,5 milhão de anos, quando o arquipélago definiu suas características atuais. Atualmente um importante polo turístico, o arquipélago foi descoberto em 1503. Durante muito tempo Noronha representou um estratégico ponto de descanso dos marujos e

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de reabastecimento e reparo de embarcações. A partir do século XVIII, passou a abrigar um presídio, de onde muitas tentativas de fuga ocorriam. Os prisioneiros construíam jangadas com a madeira obtida do corte de árvores; por isso, uma das providências de um dos comandantes do presídio para impedir as fugas do arquipélago foi derrubar a maioria das árvores, principalmente as mais altas: a mais abundante era o mulungu (Erythrina velutina), que ultrapassa 5 m de altura. A vegetação arbustiva também foi devastada na tentativa de eliminar possíveis esconderijos de fugitivos. Hoje, restam menos de 5% de vegetação nativa.

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22ºO Ilha Rata Ilha do Meio Ilha de São José

Ilha Sela Gineta Ilha Rasa

OCEANO ATLÂNTICO Ilha de Fernando de Noronha Enseada dos Golfinhos

Ilha do Frade

3ºS Ilha Cabeluda Ilha da Viúva

Ilha do Leão

1,5

Fonte: Serviço geológico do Brasil – CPRM.

Panorama geral de Fernando de Noronha. Em uma breve parada no arquipélago, em 20 de fevereiro de 1832, durante a viagem ao redor do mundo a bordo do veleiro Beagle, o naturalista britânico Charles Darwin (1809-1892) descreveu o ponto mais alto da ilha principal, destacado na fotografia: “Tanto quanto me foi possível observar durante as poucas horas em que ficamos neste local, a constituição da ilha é vulcânica, mas provavelmente não de uma data recente. A característica mais notável é um monte cônico, com cerca de 1.000 pés [300 m] de altura, cuja parte superior é extremamente íngreme, e com um dos lados a debruçar-se sobre a base”. No detalhe, mapa do Arquipélago de Fernando de Noronha.

O arquipélago foi invadido por ratos e camundongos (roedores introduzidos pelos navios que chegavam a Fernando de Noronha). Os ratos passaram a proliferar intensamente, pois encontravam alimento farto, como os ovos de várias espécies de aves que constroem ninhos na ilha. A destruição maciça dos ovos diminuiu drasticamente a população de aves. Na década de 1950, um governante levou, da caatinga nordestina, exemplares do lagarto teiú (Tupinambis merianae) para comerem ratos. Embora aparentemente bem idealizado, o plano não deu certo: como o teiú tem hábitos diurnos e os ratos, hábitos noturnos, os dois pouco se encontravam.

Os teiús comiam preferencialmente ovos de aves e não os ratos. Além disso, os teiús passaram a predar os mabuias (Mabuya maculata), lagartos que só existem no arquipélago. Outro exemplo de experiência malsucedida foi a introdução, em 1967, do mocó (Kerodon rupestris), um roedor, levado do interior do Piauí para o arquipélago, com a finalidade de servir de caça. Sem predadores ou competidores, o número de mocós aumentou muito desde aquele ano. Esses casos mostram como a interferência humana no funcionamento dos ecossistemas, mesmo quando bem-intencionada, pode ser desastrosa.