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Componente curricular: Ciências da Natureza Anos finais do Ensino Fundamental

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Componente curricular: Ciências da Natureza

ISBN 978-85-20-00261-2

CIÊNCIAS

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Demétrio Ossowski Gowdak

Eduardo Lavieri Martins

Licenciado em História Natural pela Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras da Pontifícia Universidade Católica do Paraná. Professor de Ciências e Biologia em escolas das redes particular e pública de ensino.

Coordenador da área de Patologia Clínica em escola da rede particular de ensino.

Bacharel e licenciado em Ciências Biológicas pelo Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo. Professor e Coordenador no Ensino Fundamental e Superior e em cursinhos pré-vestibulares. Biólogo da Superintendência de Controle de Endemias (Sucen).

CIÊNCIAS

NOVO Componente curricular: Ciências da Natureza Anos finais do Ensino Fundamental

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2ª. edição São Paulo, 2015

Copyright © Eduardo Lavieri Martins, Demétrio Ossowski Gowdak, 2015

Diretor editorial Lauri Cericato Gerente editorial Silvana Rossi Júlio Editor Roberto Henrique Lopes da Silva Editores assistentes João Paulo Bortoluci, Alexandre Garcia Macedo Assessoria Helder Santos, Sandra Del Carlo, Júlia Andrade, Gustavo Kaneto, Laura de Paula, Juliana Bardi, Rebeca Verônica Ribeiro Viana

Assistente editorial Bruna Flores Bazzoli

Gerente de produção editorial Mariana Milani

Coordenadora de produção Marcia Berne

Coordenadora de arte Daniela Máximo

Projeto gráfico Fabiano dos Santos Mariano Capa Alexandre S. de Paula

Fotos de capa Nancy Kedersha/SPL/Latinstock

Editor de arte Fabiano dos Santos Mariano

Diagramação Eduardo Benetorio, Lucas Trevelin, Marina Martins Almeida, Suzana Massini, Wendel Freitas

Tratamento de imagens Ana Isabela Pithan Maraschin, Eziquiel Racheti

Ilustrações e cartografia Adilson Secco, Alexandre Bueno, Alex Argozino, Alex Silva, Allmaps, Arthur Kenji, Biratan, Dawidson França, Fábio Marra, Ilustra Cartoon, José Luís Juhas, Luis Moura, Marcelo Pliger, Paulo César Pereira, Paulo Nilson, Walter Caldeira.

Ilustrações que acompanham o projeto: designed by Freepik

Coordenadora de preparação e revisão Lilian Semenichin

Preparação Ana Lúcia P. Horn, Claudia Anazawa, Edna Viana, Fernanda Rodrigues

Revisão Líder: Izabel Cristina Rodrigues. Revisores: Aurea Santos, Caline C. Devèze, Desirée Araújo, Eliana A. R. S. Medina, Enymilia Guimarães, Giseli A. Gobbo, Juliana Rochetto, Marcella de A. Silva, Solange G. Guerra, Tatiana S. Jaworski

Supervisora de iconografia Célia Maria Rosa de Oliveira

Iconografia Cristina Mota, Izilda Canosa, Joanna Heliszkowski, Rosely Ladeira

Diretor de operações e produção gráfica Reginaldo Soares Damasceno

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) Gowdak, Demétrio Ossowski Ciências novo pensar, 8º ano / Demétrio Ossowski Gowdak, Eduardo Lavieri Martins. -2. ed. -- São Paulo : FTD, 2015.

Bibliografia.

ISBN 978-85-20-00261-2 (aluno) ISBN 978-85-20-00262-9 (professor) 1. Ciências (Ensino fundamental) I. Martins, Eduardo Lavieri. II. Título.

15-04071 CDD-372.35 Índices para catálogo sistemático: 1. Ciências : Ensino fundamental 372.35 Em respeito ao meio ambiente, as folhas deste livro foram produzidas com fibras obtidas de árvores de florestas plantadas, com origem certificada.

Reprodução proibida: Art. 184 do Código Penal e Lei no 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Todos os direitos reservados à

EDITORA FTD S.A. Rua Rui Barbosa, 156 – Bela Vista – São Paulo-SP CEP 01326-010 – Tel. (11) 3598-6000 Caixa Postal 65149 – CEP da Caixa Postal 01390-970 www.ftd.com.br E-mail: ensino.fundamental2@ftd.com.br

Impresso no Parque Gráfico da Editora FTD S.A. CNPJ 61.186.490/0016-33 Avenida Antonio Bardella, 300 Guarulhos-SP – CEP 07220-020 Tel. (11) 3545-8600 e Fax (11) 2412-5375

monkeybusinessimages/iStockphoto/GettyMedicalRF/Easypix Images

INTRODUÇÃO Quanto mais nos aprofundamos no estudo das Ciências, mais conseguimos perceber a importância dos conhecimentos científicos.

Conhecendo a organização celular dos seres vivos e os fenômenos naturais, você compreenderá que todos os seres dependem diretamente da manutenção de um equilíbrio na natureza e que as consequências das interações do ser humano com seu ambiente são de grande importância para esse equilíbrio.

Bambu Productions/ Iconica/Getty Images

Na gravidez, o embrião se implanta no útero e ocorre a formação da placenta e do cordão umbilical. É através da placenta que o embrião receberá nutrientes e gás oxigênio do organismo materno e eliminará suas excretas. (Foto de fundo.)

Muitas das semelhanças entre os membros de uma família são determinadas geneticamente e podem ser explicadas pelos mecanismos da hereditariedade, em que os pais transmitem suas características aos filhos.

A transição entre a infância e a fase adulta é marcada por diversas alterações físicas e é conhecida como adolescência. As alterações acentuam as diferenças entre crianças e adultos e entre homens e mulheres e são provocadas principalmente pela ação de hormônios.

UNIDADE 3

REPRODUÇÃO, DESENVOLVIMENTO E HEREDITARIEDADE Existe uma diferença entre reprodução e sexualidade. A reprodução garante a sobrevivência da espécie, mantendo ou aumentando as populações. Todos os seres vivos podem se reproduzir. No caso do ser humano, a sexualidade envolve, além dos aspectos biológicos, os psicológicos e sociais. Nos homens, a capacidade de reprodução ocorre desde a puberdade até a morte; nas mulheres, ocorre desde a puberdade até a menopausa.

A reprodução humana se dá por meio do encontro da célula reprodutora feminina com a célula reprodutora masculina, no processo chamado fecundação, que ocorre no interior do corpo feminino. Desse processo resulta o zigoto, primeira célula do novo indivíduo. (Aumento aproximado de 4 500 vezes e colorido artificial.)

Dr. David Phillips/Visuals Unlimited/ Corbis/Latinstock

O conteúdo deste livro está dividido em grandes blocos, chamados unidades.

Cada uma delas agrupa capítulos sobre determinado tema de Ciências. Nas aberturas das unidades, esses temas são apresentados com imagens e questões instigantes, que vão fazer você se animar a aprofundar seus estudos.

monkeybusinessimages/iStockphoto/Getty Images

Fabiano Aguiar/Getty Images

Conheça seu livro

1. Cite três características que diferenciam um homem de um menino. Cite outras três características presentes nas mulheres e ausentes nas meninas.

2. Quais são os órgãos responsáveis pela produção dos gametas femininos e masculinos? Em que local dos gametas estão as informações genéticas?

3. Você já ouviu falar em métodos contraceptivos? O que são?

Cite um exemplo.

4. Quais semelhanças físicas você percebe entre os membros da família da foto? Qual a origem dessas semelhanças?

163

162

9

O NÚCLEO DAS CÉLULAS

CAPÍTULO

Todas as pessoas apresentam características que as distinguem umas das outras. Mas apresentam também semelhanças que permitem que sejam identificadas como indivíduos de determinada família.

As características que determinam as semelhanças ou as diferenças entre as pessoas são transmitidas de pais para filhos ao longo das gerações. Essa transmissão é coordenada pelo núcleo das células, onde se encontram filamentos especiais, os cromossomos, responsáveis

Mecanismo de herança

Ernesto Reghran/Pulsar

Bolsas de sangue.

A Micrographia apresenta uma descrição detalhada de um microscópio composto utilizado por Hooke, acompanhada por sua representação. De acordo com a descrição apresentada, esse instrumento permitia obter aumento de aproximadamente 40 [vezes].

18

4

Os cromossomos são encontrados no núcleo das células e são estruturas constituídas basicamente de DNA associado a proteínas. Neles estão os genes, as unidades hereditárias.

O número de cromossomos é constante para cada espécie. As células do ser humano, por exemplo, têm 46 cromossomos; as do boi, 60; as do milho, 20; as da ervilha, 14; as da mosca-doméstica, 12. Todos esses cromossomos se encontram aos pares no núcleo das células so-

Corbi

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[...]

Após isso, Leeuwenhoek [produziu] seus primeiros microscópios com uma única pequena lente [...]. Uma de suas primeiras descobertas ocorreu de modo inesperado: ralou um pouco de noz moscada para tentar ver, no seu pó, se descobria por qual motivo ela era picante; adicionou água e o observou ao microscópio, vendo um enorme número de pequenos animais nadando. [...] Examinando então a água de um canal, Leeuwenhoek reconheceu que ela continha pequenos animais. Deu-se assim a descoberta daquilo que chamamos “protozoários”.

O microscópio composto desenhado por Hooke.

[...]

Robert Hooke não inventou o microscópio nem foi o primeiro a utilizá-lo no estudo de seres vivos. Porém, pode-se dizer que ele se destacou de seus antecessores pelo uso do microscópio simples com grande poder de ampliação, pelo cuidado das descrições e desenhos, pela variedade de objetos naturais estudados e, principalmente, pelo seu esforço em compreender a função de cada parte dos pequenos seres vivos, fazendo não apenas observações mas também experimentos, de forma sistemática. Seu trabalho foi tomado como modelo pelos outros

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microscopistas que, logo depois, deram importantes contribuições para o estudo dos seres vivos.

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[...]

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hive/G

MARTINS, Roberto de Andrade. Robert Hooke e a pesquisa microscópica dos seres vivos.

Filosofia e História da Biologia, v. 6, n. 1, p. 105-142, 20 jan. 2011.

Disponível em: <http://www.abfhib.org/FHB/FHB-06-1/FHB-6-1-7-Roberto-Martins.pdf>.

Acesso em: 10 abr. 2015.

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aranha. Descreveu cuidadosamente a pulga e o piolho, fornecendo grandes desenhos desses animais. [...]

Ilustração produzida com base em: JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1991.

máticas, ou seja, células que formam o corpo.

ATIVIDADE • Robert Hooke descrevia detalhadamente os materiais e métodos que usava para alcançar seus resultados. Por que isso é importante para o desenvolvimento do conhecimento científico?

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Adam Hart-Davis/SPL/Latinstock SSPL/Science Museum/Getty Images

[...] Estudou detalhadamente as patas da mosca, o ferrão de uma abelha e a construção da teia por uma Pulga desenhada por Hooke.

C

[...] Hooke também utilizou microscópios com uma única lente esférica minúscula, capazes de maior ampliação (cerca de 200 ou 300 vezes). [...] [A] Micrographia contém uma descrição detalhada sobre como construí-los. [...]

Leeuwenhoek [...] era um simples comerciante de tecidos, quando Hooke começou seus estudos microscópicos. [Um amigo contou] sobre a publicação da Micrographia [e] [...]

Leeuwenhoek lhe pediu que comprasse o livro [...].

importantes obras científicas de todos os tempos. [...]

Hooke utilizou o microscópio para estudar detalhes de vegetais, mofo, cogumelos, esponjas e muitos outros seres. [...]

C A G T

183

Os microscópios que usavam uma só lente muito pequena [...] são associados principalmente a Antony van Leeuwenhoek (1632-1723), mas Hooke já os utilizava anteriormente. [...]

[...]

A Micrographia é considerada uma das mais

“corrimão”

Cromossomos › Quais são os tipos de sangue que existem?

A principal área de pesquisa de Hooke foi a física, mas ele também deu importantes contribuições à meteorologia, à astronomia, à geologia, tendo também estudado fenômenos biológicos como a respiração. [...]

Entre os muitos aparelhos que utilizou, Hooke construiu telescópios e microscópios de vários tipos. Os estudos microscópicos que realizou foram publicados em 1665, no livro Micrographia.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si.

G “degraus”

Pessoa doando sangue.

[...]

Robert Hooke (1635-1703) foi um importante filósofo natural que deu contribuições a diversas áreas do conhecimento. [...]

[...]

Os cromossomos são formados basicamente pela molécula de DNA super-retorcida e condensada e por proteínas.

O DNA (ácido desoxirribonucleico)

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sozinho, e deveria tornar o conhecimento que adquirisse livremente disponível a todos. [...]

Foram ideais como este que guiaram o seu trabalho [...].

As únicas células que contêm 23 cromossomos são as células sexuais: espermatozoide (no homem) e óvulo (na mulher).

Do que é formado

Lembra uma “escada retorcida”.

O “corrimão” é formado por um açúcar chamado desoxirribose e por um fosfato.

dos seus avós?

No seu trabalho de 1666, “Método para aperfeiçoar a filosofia natural”, Hooke recomendou que o pesquisador da natureza não deveria ser um mero compilador de fatos: ele deveria ter habilidade em matemática e em mecânica A Micrographia foi publicada em 1665. (ou seja, na construção de aparelhos e dispositivos), deveria ser capaz de desenhar bem, seu pensamento deveria ser livre de preconceitos, não deveria tentar trabalhar

O que é cromossomo Contém as instruções para o funcionamento, a reprodução e a produção de proteínas na maioria dos seres vivos.

As células humanas contêm 46 cromossomos (50% são herdados da mãe, 50% do pai).

núcleo

Os “degraus” são formados pelas bases nitrogenadas, cujas siglas são A, T, C e G. Elas se ligam duas a duas (A com T e C com G) através de uma ligação química chamada ponte de hidrogênio.

› Você sabe quem pode doar sangue? › Você conhece alguém que já doou ou recebeu sangue?

vácuo e outros dispositivos de uso em pesquisa científica. [...] [...]

membrana

As cores não correspondem aos tons reais.

› Você acha que seu tipo de sangue tem alguma relação com o tipo dos seus pais ou

[...] Hooke tinha uma grande habilidade manual, e alegou ter inventado mais de 100 dispositivos – incluindo peças importantes para relógios e a junta universal utilizada até hoje em mecanismos de transmissão. Realizou aperfeiçoamentos importantes em termômetros, microscópios, bombas de

Célula humana

citoplasma

Genes Trecho do cromossomo com instrução para fabricar uma proteína.

› O que determina o tipo sanguíneo de uma pessoa?

DOS SERES VIVOS

Saiba o que é cromossomo

blickwinkel/Imago/Fotoarena

No começo de cada capítulo, você vai se deparar com imagens e atividades que o ajudarão a resgatar o que já sabe. Além disso, esta seção também vai despertar o seu interesse pelo que está por vir.

TEIA CONHECIMENTO DO ROBERT HOOKE E A PESQUISA MICROSCÓPICA

Editoria de Arte/Folhapress. Em Folha de S.Paulo, 3/4/1997.

pela hereditariedade.

A doação de sangue é muito importante para pessoas que precisam de transfusão, seja por terem sofrido algum acidente, seja em razão de alguma doença.

Após a coleta, o sangue doado é separado em diferentes componentes (hemácias, plaquetas, plasma e glóbulos brancos), e cada um deles é destinado a determinada pessoa, dependendo de suas necessidades.

Todo o sangue doado é testado antes de ser liberado para transfusão, garantindo que nenhum paciente será contaminado com agentes causadores de doenças como a de Chagas, Aids, sífilis e hepatite.

Observe as fotos a seguir e responda às questões propostas abaixo.

Réplica de microscópio de Leeuwenhoek.

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Estudar Ciências ou qualquer outra disciplina é muito importante para você entender o ambiente, as pessoas e você mesmo. Nesta seção do livro, você será estimulado a enxergar a relação entre os diferentes temas que você aprende. Assim, você conseguirá atuar no mundo de forma mais crítica.

Verificar como se manifestam algumas características hereditárias.

Material • caneta;

• papel;

• régua.

Procedimento

REVER E APLICAR

Observem seus colegas (10, no mínimo) e anotem as seguintes características: cor dos olhos, cor dos cabelos, tipo de cabelo, aspecto das falanges, tipo de lóbulo da orelha, capacidade ou não de enrolar a língua.

• ondulado

1

• encaracolado

• castanho-escuros

D. Aspecto das falanges

• castanho-claros • verdes

falanges mediais

• azuis

• pelos só nas falanges proximais

B. Cor dos cabelos

3 Pesquise em livros, revistas ou na internet e faça uma linha do tempo com pelo menos 10 descobertas ou avanços da Biotecnologia e da Engenharia Genética de 1950 até os dias atuais. Diga qual a descoberta, quem a fez e explique um pouco sobre a sua importância. Utilize papel sulfite ou cartolina para fazer um cartaz com a linha do tempo.

Inclua desenhos ou fotos e faça uma breve apresentação para a classe.

• ausência de pelos

• castanho-escuros

E. Tipo de lóbulo da orelha

• castanho-claros

• preso

• loiros

• solto

• pretos

4 O que significa o sequenciamento do DNA no Projeto Genoma Humano? Qual a importância da descoberta da estrutura do DNA para esse projeto?

F. Capacidade de enrolar a língua

C. Tipo de cabelo

• capaz de enrolar a língua • incapaz de enrolar a língua

• liso

QUESTÕES E CONCLUSÕES • Façam no caderno um quadro, conforme o modelo a seguir, para registrar as características observadas.

Cor dos olhos

Nome

Cor dos cabelos

Tipo de cabelo

Aspecto das falanges

Tipo de lóbulo da orelha

Retorne às páginas de abertura desta unidade. Observe as imagens apresentadas, releia as legendas e responda novamente às questões.

2 A imprensa, no início de 2001, noticiou que um camundongo recebeu um gene de água-viva que o faz brilhar no escuro por causa da bioluminescência. Qual é o nome dado a esse tipo de organismo que combina materiais genéticos de diferentes espécies?

• pelos nas falanges proximais e nas

Capacidade de enrolar a língua

a) O que se entende por característica hereditária? b) É possível saber se as características analisadas são hereditárias? Como? c) Qual a cor de olhos mais frequente na sua amostragem? d) Qual a frequência (em porcentagem) de colegas com pelos nas falanges dos dedos? e) A que conclusão você pode chegar com base nos dados que coletou?

Os trabalhos em grupo são essenciais para desenvolvermos habilidades como cooperação, divisão de tarefas e convivência com ideias diferentes.

Aproveite bastante essas oportunidades!

6 Explique como as células-tronco são úteis para a Medicina.

7 Nos últimos 10 anos, mais de 8 mil bebês de proveta nasceram em nosso país. Pesquise e explique o que é um bebê de proveta. Faça esquemas explicando como se dá o procedimento para a geração desses bebês.

8 Como você relacionaria os seguintes termos: ética, moral, valor e costumes?

9 Diariamente, são noticiados episódios que ferem a ética em nossa sociedade. No caderno, monte um catálogo a partir de jornais, de revistas e da internet com matérias que mostrem como a ética foi atingida e, em cada uma, escreva um pequeno comentário. Compartilhe as notícias e os seus comentários com os colegas de classe.

10 Pesquise na internet como foram os trabalhos dos cientistas Enrico Fermi (1901-1954), Julius R. Oppenheimer (1904-1967), Albert Einstein (1879-1955) e outros na construção da bomba atômica. Comente a respeito das questões éticas e científicas envolvidas.

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5 Segundo alguns pesquisadores, qual seria a utilidade da clonagem em relação à conservação da biodiversidade?

A partir da coleta de sangue e da análise do material genético de glóbulos brancos, podemos fazer o teste do DNA para, por exemplo, comprovar a paternidade; a inocência ou a culpa de envolvidos em algum crime.

• Faça uma pesquisa na internet ou em revistas e livros sobre como se faz esse teste. Em seguida,

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Photodisc/Getty Images

A. Cor dos olhos

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TRABALHO EM GRUPO

ENTENDENDO A HEREDITARIEDADE Objetivo

elabore uma reportagem de um caso fictício e insira no texto essa explicação.

Mulher no laboratório verificando itens no microscópio.

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Sempre que estiver estudando algo, dê especial atenção às atividades e exercícios. Entre outros aspectos, eles ajudam você a avaliar o que aprendeu e também ajudam a treinar a resolução de problemas e situações.

A PROTEÍNA NOS ALIMENTOS Reconhecer a presença de proteína em alguns alimentos.

As cores não correspondem aos tons reais.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si.

Material • quatro conta-gotas; • uma colher (das de café);

Luis Moura

ATIVIDADE EXPERIMENTAL

Objetivo

• um suporte para tubos de ensaio; • quatro etiquetas; • quatro tubos de ensaio; • uma clara de ovo; • amido de milho; Material utilizado no experimento.

• leite; • solução diluída (20 g/L) de hidróxido de sódio (reagente); • solução (25 g/L) de sulfato de cobre (reagente).

Na presença de proteína, os reagentes produzem uma coloração entre o lilás e o roxo.

Procedimento A. Usando as etiquetas, numere os tubos de ensaio de 1 a 4.

Atenção: para cada substância use um conta-gotas diferente.

Atividades práticas nos ajudam de várias formas.

Para começar, fica mais Os elementos As cores não fácil entender conceitos da imagem estão correspondem mais complicados ou fora de escala de • Embora as fibras vegetais não seaos tons reais. tamanho entre si. abstratos. Além disso, jam consideradas nutrientes, elas não devem faltar em nossa dieta você mesmo pode realizar alimentar. Por quê? experimentos para buscar respostas para as suas Cereais e alimentos feitos com farinha Ilustrações e esquemas muitas 53 integral são ricos em fibras. perguntas! A frequência do daltonismo nos homens vezes apresentam cores e tamanhos é de aproximadamente 5%, enquanto atinge diferentes da realidade, pois assim eles apenas cerca de 0,25% das mulheres. Isso acontece porque no homem a presença do gene ficam mais simples e claros, facilitando ALIMENTAÇÃO E SAÚDE d no saudável. único cromossomo X que possui aévisualização suficiente para desencadear Patogênico: capaz de Uma boa alimentação é fundamental para a manutenção de um organismo e o aprendizado de a anomalia da visão produzir doenças.

Um indivíduo mal alimentado adoece facilmente, pois tem as funções orgânicas alteradas por certos conteúdos.

Estes selos indicam relacionada à disfunção das cores. Já a mulher, para ser daltônica, necessita ter o gene d falta de nutrientes e torna-se sujeito a infecções por agentes patogênicos. quando isso acontece.

B. Coloque 60 gotas de cada reagente nos tubos de ensaio.

C. Agite bem e com cuidado cada um dos tubos de ensaio.

D. Pingue cinco gotas de clara de ovo no tubo 2 e agite-o.

E. Coloque uma colher (das de café) de amido de milho no tubo 3 e agite-o.

F. Pingue dez gotas de leite no tubo 4 e agite-o.

G. Anote os resultados no caderno.

QUESTÕES E CONCLUSÕES

DE

Philip Wilkins/Photolibrary/Getty Images

1. Em quais tubos a solução mudou de coloração? O que isso indica?

2. Qual a finalidade da mistura do tubo 1?

3. Mudou a coloração da mistura no tubo 3?

4. Mudou a coloração da mistura no tubo 4?

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5. A coloração das misturas nos tubos 3 e 4 ficou igual à observada no tubo 2?

6. Quanto maior a quantidade de proteína presente no alimento usado na reação, mais intensa fica

a coloração, ou seja, a cor lilás da mistura pode passar para um roxo bem forte. Com base nessa informação, em quais alimentos testados há maior quantidade de proteína?

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7. Elabore um texto resumindo os dados obtidos nesse experimento e as conclusões a que você chegou.

Apresente também as funções das proteínas no organismo.

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em dose dupla.

Editora Moderna

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Alimento é vida Autora: Rosicler M. Rodrigues Editora: Moderna Ano: 2013 A autora descreve a importância de escolher bem os alimentos para garantir nossa saúde e qualidade de vida. Ao ler o livro, você vai descobrir como povos de diferentes culturas criaram seus hábitos alimentares, bem como refletir sobre a importância de compartilhar os alimentos com as pessoas que amamos.

Alimentação equilibrada

•

Neste link há animações e um texto fácil e claro sobre os conceitos de Genética.

Disponível em: <http://eba.im/xmfqow>. Acesso em: 23 maio 2015.

Hemofilia

Considera-se equilibrada ou balanceada a alimentação que possibilita o pleno desenvolvimento do indivíduo e evita doenças provocadas por carências nutricionais, permitindo-lhe

A hemofilia é uma anomalia da coagulação do sangue, herdada como característica uma vida saudável. Para tanto, é necessário que contenha os nutrientes essenciais na Bonsmanter livros são uma ótima forma No meio de tanta informação proporção certa para cada pessoa.

Tudo isso que você viu faz de aprender algo.

Procure, nas naligada internet, o recessiva aocomo sexo.saber O principal sintoma é ado hemorragia, Uma alimentação equilibrada, portanto, deve incluir alimentos quedisponível forneçam parte livro com oque, qual apesar você de ocorrer geralcarboidratos e da lipídios, que garantem suprimento de energia; proteínas, bibliotecas escola e daosua que é bom ou ruim? Estas indicações, mente por ferimento, pode, às vezes, ser espontânea.

O sangramento é lento e persistente, vai estudar Ciências este ano. necessárias para o crescimento e o desenvolvimento do organismo; vitaminas cidade, os livros indicados no que aparecem ao longo do livro, foram e sais minerais, para sua conservação e bom funcionamento.

Bom trabalho! pode durar semanas e levar a uma anemia profunda e até a morte. decorrer deste volume, e assim cuidadosamente selecionadas para A alimentação equilibrada caracteriza-se pela qualidade de alimenUma alimentação aindaAlém mais! ajudar você emequilibrada seus contém estudos. tos aprenda e não pela quantidade. disso, o consumo de alimentos Essa condição, em geral, manifesta-se nos primeiros anos de vida e deve-se à deficiência aos alimentos naturais, sem conservantes e outros aditivos químicos, os quais podem em longo prazo causar danos à saúde.

A tabela da próxima página tem por finalidade orientar na elaboração de cardápios que constituam refeições equilibradas. Todos os valores se referem a 100 g de alimento cru.

alimentos variados.

de um fator de coagulação conhecido como fator VIII ou globulina anti-hemolítica.

O gene que condiciona a hemofilia está localizado no cromossomo X. As mulheres que

5

têm o gene não serão afetadas, a menos que sejam homozigotas para esse gene. Isso ocorre Thaïs Falcão

deve ser feito com critério e moderação, dando-se preferência

porque as mulheres têm dois cromossomos X e o gene normal do seu segundo X impedirá o gene da hemofilia (h) de expressar-se.

61

SUMÁRIO UNIDADE 1 ORGANIZAÇÃO GERAL DO SER HUMANO.............................12 CAPÍTULO

1

CONHECENDO A CÉLULA............................................................................14 A célula............................................................................................................................................... 15 Teoria celular........................................................................................................................................ 15

Célula: unidade funcional............................................................................................................. 15

Estrutura da célula............................................................................................................................... 15

Diferenças entre célula animal e célula vegetal.............................................................................. 17

Dimensões das células.................................................................................................................. 17

Teia do conhecimento: Robert Hooke e a pesquisa microscópica dos seres vivos................................... 18 Atividade experimental: A célula vegetal.............................................................................................. 20 Rever e aplicar..................................................................................................................................... 21 Trabalho em grupo: Construção de células: animal e vegetal................................................................ 23

CAPÍTULO

2

NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO DO SER HUMANO......................................25 Tecidos, órgãos e sistemas.................................................................................................................... 26 Os tecidos no corpo humano............................................................................................................... 27

Tecido epitelial.............................................................................................................................. 27

Tecido conjuntivo......................................................................................................................... 28

Teia do conhecimento: S.O.S. das queimaduras.................................................................................... 30

Tecido muscular............................................................................................................................ 32

Tecido nervoso............................................................................................................................. 33

Rever e aplicar..................................................................................................................................... 35

UNIDADE 2 O CORPO HUMANO EM ATIVIDADE......................................... 38 CAPÍTULO

3

FUNÇÕES VITAIS...........................................................................................40 Conhecendo as funções vitais.............................................................................................................. 41

Funções de nutrição..................................................................................................................... 41

Funções de relação....................................................................................................................... 42

Funções de coordenação.............................................................................................................. 42

Função de reprodução.................................................................................................................. 43

Teia do conhecimento: Um passeio pela história da Anatomia.............................................................. 44 Rever e aplicar..................................................................................................................................... 46

CAPÍTULO

4

ALIMENTAÇÃO E DIGESTÃO.....................................................................47 Alimento e nutriente........................................................................................................................... 48

Nutrientes quanto à composição química..................................................................................... 48

Atividades experimentais:

I. Conhecendo a glicofita.............................................................................................................. 49

II. Detecção de carboidratos nos alimentos................................................................................... 50

Atividade experimental: A proteína nos alimentos................................................................................ 52

Nutrientes quanto à função.......................................................................................................... 53

Obtenção de energia dos nutrientes............................................................................................. 56

Teia do conhecimento: O que significam os itens da tabela de informação nutricional nos rótulos........ 57 Rever e aplicar..................................................................................................................................... 59 Alimentação e saúde ........................................................................................................................... 61

Alimentação equilibrada............................................................................................................... 61

Dietas alimentares........................................................................................................................ 62

Distúrbios alimentares.................................................................................................................. 63

Teia do conhecimento: Estudos revelam impacto negativo da mídia nos distúrbios alimentares............. 64

Conservação dos alimentos.......................................................................................................... 65

Intoxicações alimentares............................................................................................................... 67

Desnutrição e insuficiência alimentar............................................................................................ 68

Teia do conhecimento: Fome, desnutrição e desperdício de alimentos.................................................. 69 Rever e aplicar..................................................................................................................................... 71 Digestão e sistema digestório............................................................................................................... 72

Órgãos do sistema digestório....................................................................................................... 72

A digestão mecânica.................................................................................................................... 73

Ações químicas da digestão.......................................................................................................... 75

Rever e aplicar..................................................................................................................................... 77

CAPÍTULO

5

RESPIRAÇÃO, CIRCULAÇÃO E EXCREÇÃO..........................................80 Respiração e sistema respiratório.......................................................................................................... 81

As vias respiratórias...................................................................................................................... 81

Os pulmões.................................................................................................................................. 82

Renovação do ar nos pulmões...................................................................................................... 82

Hematose..................................................................................................................................... 83

Regulação nervosa da respiração.................................................................................................. 84

Ar e sangue.................................................................................................................................. 84

Rever e aplicar..................................................................................................................................... 85

Respiração e saúde....................................................................................................................... 87

Teia do conhecimento: Males do fumo passivo..................................................................................... 88 Rever e aplicar..................................................................................................................................... 90 Circulação e sistema cardiovascular...................................................................................................... 91 Coração....................................................................................................................................... 91

Vasos sanguíneos......................................................................................................................... 92

Sangue......................................................................................................................................... 93 Teia do conhecimento: O coração artificial brasileiro............................................................................. 97 Linfa............................................................................................................................................. 99 Rever e aplicar................................................................................................................................... 100

A circulação sanguínea............................................................................................................... 101

Atividade experimental: Atividade física e o ritmo cardíaco................................................................. 102 Rever e aplicar................................................................................................................................... 104

Circulação e saúde..................................................................................................................... 106

Rever e aplicar................................................................................................................................... 107 Excreção e sistema urinário................................................................................................................ 108 Rins............................................................................................................................................ 109

As vias urinárias.......................................................................................................................... 110

A urina....................................................................................................................................... 111

Excreção e saúde........................................................................................................................ 111

Teia do conhecimento: Exames antidoping......................................................................................... 112 Rever e aplicar................................................................................................................................... 114

CAPÍTULO

6

FUNÇÕES DE RELAÇÃO............................................................................ 115 Locomoção........................................................................................................................................ 116

Ossos e esqueleto....................................................................................................................... 116

Rever e aplicar................................................................................................................................... 121

Músculos estriados esqueléticos................................................................................................. 122

Locomoção e saúde........................................................................................................................... 124

Deformações da coluna vertebral............................................................................................... 125

Importância dos exercícios musculares........................................................................................ 125

Fadiga muscular e cãibras........................................................................................................... 126

Rever e aplicar................................................................................................................................... 127 Órgãos dos sentidos........................................................................................................................... 128 Tato............................................................................................................................................ 128 Teia do conhecimento: Câncer de pele............................................................................................... 130 Audição..................................................................................................................................... 131 Atividade experimental: Percepção sonora......................................................................................... 132 Visão.......................................................................................................................................... 133

Paladar e olfato.......................................................................................................................... 136

Teia do conhecimento: Nariz eletrônico identifica madeiras e pode ajudar no combate à extração ilegal....................................................................................... 137 Órgãos dos sentidos e saúde.............................................................................................................. 138

Problemas de audição................................................................................................................ 138

Problemas de visão..................................................................................................................... 139

Teia do conhecimento: Beethoven, o músico que não ouvia............................................................... 141 Rever e aplicar................................................................................................................................... 142

CAPÍTULO

7

FUNÇÕES DE COORDENAÇÃO.................................................................144 Sistema nervoso................................................................................................................................. 145

Parte central do sistema nervoso................................................................................................ 145

Parte periférica do sistema nervoso............................................................................................. 148

Teia do conhecimento: Por que dormimos?........................................................................................ 149 O sistema nervoso e as drogas........................................................................................................... 151

Alguns exemplos de drogas........................................................................................................ 151

Tipos de drogas.......................................................................................................................... 153

Rever e aplicar................................................................................................................................... 154 Glândulas endócrinas......................................................................................................................... 155

O mecanismo da retroalimentação............................................................................................. 157

Função hormonal....................................................................................................................... 158

Glândulas endócrinas e saúde.................................................................................................... 158

Teia do conhecimento: Aumento do diabetes no Brasil....................................................................... 159 Rever e aplicar................................................................................................................................... 161

UNIDADE 3 R EPRODUÇÃO, DESENVOLVIMENTO E HEREDITARIEDADE...................................................................... 162 CAPÍTULO

8

SEXUALIDADE E REPRODUÇÃO.............................................................164 Sistema genital.................................................................................................................................. 165

Sistema genital masculino.......................................................................................................... 165

Sistema genital feminino............................................................................................................ 166

Teia do conhecimento: Festa da menina-moça................................................................................... 169 Rever e aplicar................................................................................................................................... 170 Reprodução humana.......................................................................................................................... 171 Fecundação................................................................................................................................ 171

Gestação e nascimento.............................................................................................................. 173

Rever e aplicar................................................................................................................................... 175 Educação sexual................................................................................................................................. 176

Riscos associados à sexualidade.................................................................................................. 176

Aids........................................................................................................................................... 179 Rever e aplicar................................................................................................................................... 181 CAPÍTULO

9

MECANISMO DE HERANÇA......................................................................182 O núcleo das células.......................................................................................................................... 183 Cromossomos............................................................................................................................ 183 Mendelismo....................................................................................................................................... 185

Origem da genética.................................................................................................................... 185

Primeira lei de Mendel................................................................................................................ 186

Casos de monoibridismo............................................................................................................ 188

Heredogramas............................................................................................................................ 190 Trabalho em grupo: Entendendo a hereditariedade............................................................................ 191

Teia do conhecimento: Eles não sentem dor....................................................................................... 192 Rever e aplicar................................................................................................................................... 193 Herança dos grupos sanguíneos......................................................................................................... 195

Descoberta dos grupos sanguíneos, sistema ABO....................................................................... 195

Transfusões de sangue................................................................................................................ 196

Herança do sistema ABO............................................................................................................ 196

Sistema Rh................................................................................................................................. 197

Rever e aplicar................................................................................................................................... 199 O sexo na espécie humana................................................................................................................. 200 Teia do conhecimento: Aspectos gerais da síndrome de Down........................................................... 202 Herança ligada ao sexo...................................................................................................................... 203 Daltonismo................................................................................................................................. 203 Hemofilia................................................................................................................................... 204 Rever e aplicar................................................................................................................................... 205

UNIDADE 4 EVOLUÇÃO DOS SERES VIVOS............................................... 206 CAPÍTULO

10

OS EVOLUCIONISTAS E OS MECANISMOS DA EVOLUÇÃO.................................................................208 Lamarckismo...................................................................................................................................... 209 Darwinismo....................................................................................................................................... 209 A moderna teoria da evolução........................................................................................................... 210 Evidências da evolução....................................................................................................................... 211 Adaptação......................................................................................................................................... 211 Camuflagem.............................................................................................................................. 212 Mimetismo................................................................................................................................. 213 Como ocorre a evolução.................................................................................................................... 213 Teia do conhecimento: Darwin no Brasil............................................................................................. 214 O aparecimento dos primatas............................................................................................................ 216

A espécie humana...................................................................................................................... 217

Teia do conhecimento: Arte na pedra................................................................................................. 218 Rever e aplicar................................................................................................................................... 220

UNIDADE 5 BIOTECNOLOGIA................................................................................. 222 CAPÍTULO

11

SAÚDE E TECNOLOGIA..............................................................................224 Biotecnologia e Medicina Molecular................................................................................................... 225 Clonagem.......................................................................................................................................... 225

Como foi o experimento de clonagem da ovelha Dolly?............................................................. 225

Problemas da clonagem............................................................................................................. 226

Perspectivas da clonagem........................................................................................................... 227

Transgênicos...................................................................................................................................... 227 Projeto Genoma Humano.................................................................................................................. 228 Teia do conhecimento: Rosalind Franklin e a descoberta da estrutura do DNA.................................... 229 Terapia gênica.................................................................................................................................... 231 Células-tronco............................................................................................................................ 231 Ética e biotecnologia.......................................................................................................................... 231 Rever e aplicar................................................................................................................................... 232 Nanotecnologia................................................................................................................................. 233 E o que é um robô?........................................................................................................................... 233

Uso contemporâneo dos robôs................................................................................................... 233

Teia do conhecimento: Robôs a serviço da Medicina........................................................................... 234 Rever e aplicar................................................................................................................................... 235

UNIDADE 6 ECOLOGIA............................................................................................... 236 CAPÍTULO

12

O AMBIENTE E O SER HUMANO............................................................238 O ambiente........................................................................................................................................ 239

Componentes abióticos do ambiente......................................................................................... 239

Componentes bióticos do ambiente........................................................................................... 241

Rever e aplicar................................................................................................................................... 242 Degradação ambiental....................................................................................................................... 244

Esgotamento dos recursos naturais............................................................................................. 244

Poluição ambiental e alterações da biosfera................................................................................ 245

O efeito estufa e o aquecimento global...................................................................................... 246

Ambiente alterado e qualidade de vida....................................................................................... 248

Rever e aplicar................................................................................................................................... 249 O ambiente urbano............................................................................................................................ 250

Saneamento básico.................................................................................................................... 250

Espaços de lazer e espaços para eventos culturais....................................................................... 251

A causa ecológica.............................................................................................................................. 251

Preservação do ambiente............................................................................................................ 251

Teia do conhecimento: Saiba como, por que e onde descartar óleo de cozinha usado........................ 252

O futuro da biosfera................................................................................................................... 254

A hipótese Gaia.......................................................................................................................... 254

Rever e aplicar................................................................................................................................... 255 Bibliografia........................................................................................................................................ 256

MICROSCAPE/SPL/Latinstock THOMAS DEERINCK, NCMIR/SPL/Latinstock

maxpro/Shutterstock.com

O tecido muscular estriado esquelético, cujas células podem ser vistas na imagem, é o principal componente dos músculos que envolvem o esqueleto. Juntos, os músculos e os ossos são responsáveis por diversos movimentos do corpo humano. (Aumento aproximado de 850 vezes e colorido artificial.)

As células de Purkinje (em amarelo na foto) são um tipo de estrutura cuja função é proteger e nutrir os neurônios, células especializadas na transmissão de impulsos nervosos. (Aumento aproximado de 340 vezes e colorido artificial.)

12

A prática de atividade física é essencial para a manutenção da saúde do corpo humano, cujo funcionamento depende da ação integrada de milhares de células, vários órgãos e sistemas. (Foto de fundo.)

STEVE GSCHMEISSNER/SPL/Latinstock

A superfície interna do intestino delgado é formada por células cuja membrana plasmática possui expansões que aumentam a capacidade de absorção, conforme mostra a imagem ao lado. (Aumento aproximado de 28 mil vezes e colorido artificial.)

UNIDADE 1

ORGANIZAÇÃO GERAL DO SER HUMANO Existe grande variação na aparência externa dos seres humanos, mas todos têm um corpo com as mesmas estruturas básicas, com uma organização geral semelhante, desde os níveis molecular, celular e histológico até os órgãos e sistemas.

Anote as respostas às questões a seguir no caderno, pois elas serão revistas ao longo da unidade.

1. Por meio da observação das imagens e da leitura das legendas, você consegue notar qual a relação existente entre as células retratadas nesta abertura de unidade e o corpo humano? Explique.

2. Em sua opinião, todas as células do corpo humano são iguais? Aponte semelhanças e diferenças entre as células apresentadas.

3. Você sabe qual é a relação entre as células, os tecidos, os órgãos e os sistemas?

13

CAPÍTULO

1

Conhecendo a célula

A elódea é uma planta aquática muito comum em aquários de água doce.

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Richard Hutchings/Science Source/Latinstock

Martin Shields/Photo Researchers/Latinstock

Se pegarmos uma folha da planta abaixo e a observarmos usando um microscópio, conseguiremos ver imagens muito interessantes.

A folha parece ser formada por pequenos compartimentos, unidos uns aos outros!

Para observar uma folha de elódea com um microscópio, é preciso colocá-la em uma lâmina e cobri-la com uma lamínula.

Você sabe o que são esses compartimentos?

O que separa os compartimentos? E o que há dentro de cada um?

A folha da elódea é verde. Como são as cores na imagem vista com o microscópio?

Se observarmos, ainda com o microscópio, outras partes da mesma planta (o caule ou a raiz, por exemplo), será que veremos as mesmas estruturas? › E se observarmos partes do corpo humano com o microscópio? O que você espera ver?

Em grupos de três ou quatro alunos, escolham uma parte do corpo e desenhem o que vocês acham que veriam.

Quando observamos partes de seres vivos de forma ampliada, nos deparamos com estruturas bem diferentes do que as que vemos a olho nu. Na imagem, folha de elódea vista com um microscópio, sem uso de corantes.

(Aumento aproximado de 600 vezes.)

14

M. I. Walker/Photo Researchers/Latinstock

› › › ›

A CÉLULA A célula é a unidade básica dos seres vivos. Há seres vivos formados por uma só célula, isto é, são unicelulares. É o caso dos seres vivos do reino Monera e de muitos outros do reino Protista. As plantas e os animais são constituídos de numerosas células: são pluricelulares.

Os vírus não são formados por células: só realizam funções vitais após invadir uma célula e fazer uso de sua estrutura para formar novos vírus.

O ser humano tem seu corpo composto de um número muito grande de células, de diversos tipos. No organismo, as células se encontram associadas, formando tecidos.

TEORIA CELULAR A teoria celular foi formulada por dois cientistas alemães, Mathias Schleiden (18041881) e Theodor Schwann (1810-1882), nos anos de 1838 e 1839. Ela estabelece que as células são a unidade básica da vida e que todos os seres vivos são constituídos por células.

Essas ideias se desenvolveram aos poucos, por meio de observações microscópicas da estrutura de muitas plantas e muitos animais.

Em 1855, Rudolf Virchow (1821-1902), baseando-se em outros estudiosos, declarou que toda célula se origina de outra célula. O biólogo Walther Flemming (1843-1905) não só confirmou a proposta de Virchow como, em 1878, provou que a divisão de uma célula produz duas células “filhas”.

Célula: unidade funcional Cada célula é uma unidade viva. Seja vivendo independentemente, como monera ou protista, seja incluída num tecido, a célula desempenha muitas funções que vão garantir a sobrevivência dos seres vivos. Cada célula utiliza material nutritivo para a produção de energia, o crescimento e a reprodução.

ESTRUTURA DA CÉLULA Todas as células possuem partes ou estruturas que contribuem para o seu funcionamento como um todo.

A célula dos seres vivos, com exceção das bactérias, pode ser descrita como uma unidade envolvida por uma membrana e constituída por citoplasma e núcleo. Tanto o núcleo como o citoplasma são formados por partes menores, e muitas delas só conseguimos distinguir claramente com o auxílio do microscópio eletrônico.

e a saída de muitas substâncias. Assim, é possível manter o interior da célula estável e também aumentar ou diminuir a passagem de

Dr.

D av

substâncias, conforme a necessidade.

lo w t/Phototake/G

permeabilidade seletiva: a membrana consegue controlar a entrada

id Scot

no do meio externo. Uma de suas propriedades mais importantes é a

s ge Ima

A membrana plasmática delimita a célula, separando o meio inter-

O neurônio é uma célula do sistema nervoso. (Aumento aproximado de 3 mil vezes e colorido artificial.)

15

•

Site da Fundação Oswaldo Cruz que apresenta diversas informações sobre as células, suas organelas e a formação de tecidos. Pode-se encontrar também um pouco da história do microscópio e da descoberta da célula. Disponível em: <http://eba.im/wubidu>. Acesso em: 18 maio 2015.

O citoplasma é a maior porção da célula, compreendida entre a membrana e o núcleo.

Seus componentes mais abundantes são água e proteínas. Nele se encontram as organelas, que são os “pequenos órgãos” da célula. Dentre elas, destacam-se: • o retículo endoplasmático, um sistema de canais e tubos por onde circulam materiais e ocorrem reações químicas importantes; • as mitocôndrias, conhecidas como as “centrais energéticas” das células, pois participam dos processos que fornecem energia para as atividades da célula; • os ribossomos, associados, em grande parte, às membranas do retículo endoplasmático e envolvidos na síntese (fabricação) de proteínas; • o complexo golgiense, que armazena e transporta materiais sintetizados por outros constituintes da célula; Metabolismo: conjunto de reações químicas que ocorrem no interior dos seres vivos.

• os lisossomos, organelas típicas das células animais, encarregados da digestão celular; • os centríolos, que, na maioria das células eucarióticas (que possuem núcleo organizado), têm função relacionada com a divisão celular e com a formação de cílios e flagelos.

O núcleo funciona como centro de controle da célula; nele se encontram os cromossoOs elementos das imagens estão fora de escala de tamanho entre si.

As cores não correspondem aos tons reais.

citoplasma

A membrana celular

mos, filamentos de DNA que representam o material genético do indivíduo. O metabolismo da célula depende do núcleo.

O núcleo da célula eucariótica também apresenta uma membrana ou envoltório, a carioteca (do grego kárion, núcleo, e théke, envoltório), que permite o intercâmbio entre núcleo e citoplasma. ribossomos mitocôndria

B

membrana celular

núcleo

cloroplasto

núcleo

Ilustrações: Luis Moura

nucléolo centríolo

retículo endoplasmático

lisossomo complexo golgiense

retículo endoplasmático vacúolo

parede celular

Esquema ampliado de uma célula animal A e outra vegetal B em corte.

Ilustrações produzidas com base em: PELCZAR, M. J. et al. Microbiologia: conceitos e aplicações. 2. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2005. v. 1. Fig. 2.2 (A e B).

16

Diferenças entre célula animal e célula vegetal A célula vegetal distingue-se da célula animal principalmente por apresentar parede celular e cloroplastos. Já as mitocôndrias, o complexo golgiense, o retículo endoplasmático e os ribossomos são comuns para os dois tipos de célula.

A parede celular é um reforço externo constituído de celulose, que é um tipo de carboidrato ou açúcar. Os cloroplastos são organelas ricas em clorofila, um pigmento verde que permite à planta aproveitar parte da energia solar para realizar a fotossíntese.

Outra organela importante nas células vegetais é o vacúolo, que acumula água e substâncias diversas.

Dimensões das células As dimensões das células são, em geral, microscópicas. Por isso, utilizam-se unidades de medida menores que o milímetro (mm) para fazer referência ao seu tamanho e ao de suas organelas. Essas medidas são o micrômetro (µm) e o nanômetro (nm)

Submúltiplos do milímetro Unidade

Símbolo

Significado

Micrômetro

µm

1 mm dividido em mil partes

Nanômetro

nm

1 mm dividido em 1 milhão de partes

Devemos lembrar que nem todas as células são microscópicas e que elas variam muito na avestruz, o óvulo (que contém a gema), mede cerca de 7,5 cm de diâmetro.

O tamanho e o formato das células estão relacionados com o tipo de atividade ou função por elas desempenhada.

As células nervosas, por exemplo, podem ter prolongamentos que ultrapassam 1 m de comprimento; as células dos rins, do fígado e da pele têm, em média, 30 µm de diâmetro; as do sangue, de 5 µm a 7 µm.

Dr. David Phillips/Visuals Unlimited/Corbis/Latinstock

quanto às dimensões. O óvulo humano, por exemplo, mede cerca de 0,1 mm de diâmetro; já

O óvulo humano (em rosa) é bem maior que os espermatozoides (em amarelo).

(Aumento aproximado de 8 mil vezes e colorido artificial.)

•

Site com imagens de microscopia de diversos tecidos que compõem o corpo humano.

Disponível em: <http://eba.im/pswzp6>. Acesso em: 18 maio 2015.

•

Célula adentro é um interessante jogo de tabuleiro sobre as características das células. Disponível em: <http://eba.im/9xzrii>. Acesso em: 18 maio 2015.

17

TEIA CONHECIMENTO DO ROBERT HOOKE E A PESQUISA MICROSCÓPICA [...]

Robert Hooke (1635-1703) foi um importante filósofo natural que deu contribuições a diversas áreas do conhecimento. [...]

A principal área de pesquisa de Hooke foi a física, mas ele também deu importantes contribuições à meteorologia, à astronomia, à geologia, tendo também estudado fenômenos biológicos como a respiração. [...] [...] Hooke tinha uma grande habilidade manual, e alegou ter inventado mais de 100 dispositivos – incluindo peças importantes para relógios e a junta universal utilizada até hoje em mecanismos de transmissão. Realizou aperfeiçoamentos importantes em termômetros, microscópios, bombas de vácuo e outros dispositivos de uso em pesquisa científica. [...] [...]

No seu trabalho de 1666, “Método para aperfeiçoar a filosofia natural”, Hooke recomendou que o pesquisador da natureza não deveria ser um mero compilador de fatos: ele deveria ter habilidade em matemática e em mecânica A Micrographia foi publicada em 1665. (ou seja, na construção de aparelhos e dispositivos), deveria ser capaz de desenhar bem, seu pensamento deveria ser livre de preconceitos, não deveria tentar trabalhar sozinho, e deveria tornar o conhecimento que adquirisse livremente disponível a todos. [...]

Foram ideais como este que guiaram o seu trabalho [...]. [...]

Entre os muitos aparelhos que utilizou, Hooke construiu telescópios e microscópios de vários tipos. Os estudos microscópicos que realizou foram publicados em 1665, no livro Micrographia. [...]

A Micrographia é considerada uma das mais importantes obras científicas de todos os tempos. [...]

Hooke utilizou o microscópio para estudar detalhes de vegetais, mofo, cogumelos, esponjas e muitos outros seres. [...]

SSPL/Science Museum/Getty Images

Adam Hart-Davis/SPL/Latinstock

DOS SERES VIVOS

Pulga desenhada por Hooke.

[...] Estudou detalhadamente as patas da mosca, o ferrão de uma abelha e a construção da teia por uma aranha. Descreveu cuidadosamente a pulga e o piolho, fornecendo grandes desenhos desses animais. [...]

A Micrographia apresenta uma descrição detalhada de um microscópio composto utilizado por Hooke, acompanhada por sua representação. De acordo com a descrição apresentada, esse instrumento permitia obter aumento de aproximadamente 40 [vezes].

18

[...] Hooke também utilizou microscópios com uma única lente esférica minúscula, capazes de maior ampliação (cerca de 200 ou 300 vezes). [...] [A] Micrographia contém uma descrição detalhada sobre como construí-los. [...] [...]

Os microscópios que usavam uma só lente muito pequena [...] são associados principalmente a Antony van Leeuwenhoek (1632-1723), mas Hooke já os utilizava anteriormente. [...]

Após isso, Leeuwenhoek [produziu] seus primeiros microscópios com uma única pequena lente [...]. Uma de suas primeiras descobertas ocorreu de modo inesperado: ralou um pouco de noz moscada para tentar ver, no seu pó, se descobria por qual motivo ela era picante; adicionou água e o observou ao microscópio, vendo um enorme número de pequenos animais nadando. [...] Examinando então a água de um canal, Leeuwenhoek reconheceu que ela continha pequenos animais. Deu-se assim a descoberta daquilo que chamamos “protozoários”.

Cor

bis/ Latin

stoc k

Leeuwenhoek [...] era um simples comerciante de tecidos, quando Hooke começou seus estudos microscópicos. [Um amigo contou] sobre a publicação da Micrographia [e] [...]

Leeuwenhoek lhe pediu que comprasse o livro [...].

O microscópio composto desenhado por Hooke.

[...]

Imag es

Robert Hooke não inventou o microscópio nem foi o primeiro a utilizá-lo no estudo de seres vivos. Porém, pode-se dizer que ele se destacou de seus antecessores pelo uso do microscópio simples com grande poder de ampliação, pelo cuidado das descrições e desenhos, pela variedade de objetos naturais estudados e, principalmente, pelo seu esforço em compreender a função de cada parte dos pequenos seres vivos, fazendo não apenas observações mas também experimentos, de forma sistemática. Seu trabalho foi tomado como modelo pelos outros microscopistas que, logo depois, deram importantes contribuições para o estudo dos seres vivos.

etty

[...]

ATIVIDADE • Robert Hooke descrevia detalhadamente os materiais e métodos que usava para alcançar seus resultados. Por que isso é importante para o desenvolvimento do conhecimento científico?

Univ e

rsal

Histo ry

Arch

ive/G

MARTINS, Roberto de Andrade. Robert Hooke e a pesquisa microscópica dos seres vivos.

Filosofia e História da Biologia, v. 6, n. 1, p. 105-142, 20 jan. 2011.

Disponível em: <http://www.abfhib.org/FHB/FHB-06-1/FHB-6-1-7-Roberto-Martins.pdf>.

Acesso em: 10 abr. 2015.

Réplica de microscópio de Leeuwenhoek.

19

ATIVIDADE EXPERIMENTAL

A CÉLULA VEGETAL Objetivo

Os elementos das imagens estão fora de escala de tamanho entre si.

Observar e entender a organização de uma célula vegetal.

As cores não correspondem aos tons reais.

Material • microscópio; • cebola; • lâmina; • lamínula;

Atenção: não realizar este experimento em casa.

• pinça; • conta-gotas; • faca; • água.

Figura 1: Esquema de cebola cortada.

Procedimento A. Com a supervisão do professor, pegue a faca e corte a cebola longitudinalmente – figura 1.

B. Observe quantas camadas tem a cebola.

C. Separe uma das camadas e, com a pinça, destaque um pedaço da epiderme que a reveste do lado Ilustrações: Arthur Kenji

côncavo – figura 2.

D. Coloque o pedaço da epiderme sobre a lâmina com uma gota de água e cubra o material com a lamínula – figura 3.

E. Coloque a lâmina preparada na platina do microscópio para a observação.

• Desenhe, em seu caderno, um círculo com 5 cm de diâmetro. Dentro dele, desenhe o que você

Figura 2: Esquema da separação das camadas da cebola.

observou ao microscópio.

QUESTÕES E CONCLUSÕES 1. Como estão organizadas as células da epiderme da cebola?

lâmina

epiderme da cebola

água lamínula

2. Que partes da célula foram observadas?

3. Qual o aspecto do material que ocupa o interior da célula? A que estrutura da célula ele corresponde?

4. Qual o aumento utilizado no microscópio para a

Figura 3: Esquema da montagem da lâmina para observação ao microscópio.

visualização das estruturas?

20

REVER E APLICAR 1

Retorne à abertura deste capítulo, observe a imagem e responda novamente às questões. Verifique se, ao longo do capítulo, você conseguiu sanar suas dúvidas sobre as células.

2 Um pesquisador estudava partículas de material biológico e verificou que elas eram formadas por uma cápsula proteica envolvendo material genético. É correto afirmar que essas partículas eram organismos unicelulares? Explique.

3 Um cientista retirou, experimentalmente, todas as mitocôndrias de uma célula. Indique em seu caderno a alternativa que contém a consequência desse experimento e a explicação correta. a) A célula morrerá, pois não conseguirá digerir o alimento obtido do meio. b) A célula não conseguirá se reproduzir, pois as mitocôndrias estão relacionadas ao processo de divisão celular. c) A célula não produzirá mais proteínas, pois as mitocôndrias, assim como os ribossomos, são responsáveis por esse processo. d) A célula morrerá, pois não produzirá mais energia por meio da respiração celular.

4 Sobre a teoria celular, avalie as afirmações a seguir e indique em seu caderno se são verdadeiras (V) ou falsas (F). a) Assim como muitas teorias científicas, a teoria celular foi desenvolvida rapidamente pelo trabalho isolado de um único pesquisador. b) Segundo a teoria celular, todos os seres vivos são formados por células. c) Assim como muitas teorias científicas, a teoria celular foi desenvolvida ao longo do tempo, pelo trabalho conjunto de vários pesquisadores. d) A teoria celular diz que todas as células se originam de outras células, mas isso foi desmentido com o avanço do conhecimento sobre a divisão celular.

5 No caderno, relacione cada afirmação abaixo com uma única palavra estudada até o momento. a) Pigmento verde encontrado em organelas de células vegetais. b) Estrutura típica de células vegetais, usada no processo que consome gás carbônico e libera gás oxigênio. c) Estrutura típica de células animais relacionada com os processos de digestão celular. d) Organela que armazena moléculas sintetizadas pelas células. e) Organelas que não estão presentes nas células de muitas plantas e estão relacionadas com a divisão celular.

21

f) Filamentos nos quais estão codificadas as características de cada ser vivo. g) Processo pelo qual as plantas sintetizam seu próprio alimento com utilização da energia luminosa. h) Apresenta características de ser vivo apenas quando está dentro de uma célula.

6 Veja o esquema, abaixo, de uma célula animal em corte observada ao microscópio eletrônico. Escreva no caderno o nome de cada uma das estruturas indicadas por algarismos romanos.

I II

Paulo Nilson

III Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si.

IV V

As cores não correspondem aos tons reais.

VI

VIII VII

Esquema de célula animal.

7 Leia o texto a seguir e faça o que se pede.

O gás oxigênio e o gás carbônico atravessam livremente a membrana plasmática.

Já alguns íons, como os íons sódio e potássio, são transportados através da membrana por proteínas específicas, chamadas bombas de sódio e potássio, e com consumo de energia. Algumas proteínas de tamanho grande não conseguem atravessar a membrana plasmática. a) Qual a propriedade da membrana plasmática relatada no texto? Explique-a.

DE

Leia a tira abaixo.

FI

SA O

Tira sobre a divisão celular das amebas.

• Tente explicar por que em determinado momento de sua vida a célula se divide.

22

Jonas Blauth Corrêa - http://streetcusco.blogspot.com.br

b) Explique a importância dessa propriedade para os seres vivos.

Os seres vivos, de acordo com a teoria celular, são formados por células. Por isso, elas são consideradas a unidade morfológica dos seres vivos capaz de realizar diversas atividades, inclusive a autoduplicação.

Os organismos podem ser unicelulares (formados por uma única célula) ou pluricelulares (formados por duas ou mais células).

Essas células são formadas por membrana celular, citoplasma e núcleo com material genético (DNA) envolvido por membrana nuclear (carioteca). No citoplasma, encontramos organelas, que desempenham diferentes funções na célula. Mesmo com essas semelhanças, as células animal e vegetal apresentam algumas características distintas. Para saber diferenciá-las, é necessário estudar e conhecer a constituição desses tipos celulares.

A proposta desta atividade é a construção de dois modelos (maquetes): uma célula animal e uma célula vegetal. O modelo deverá ter um tamanho que possibilite a visualização da estrutura tridimensional da célula e das diversas organelas. Quanto maior o modelo, mais fácil será a visualização das estruturas internas.

A primeira parte consiste em observar as ilustrações a seguir. Elas mostram os esquemas de uma célula animal e de uma célula vegetal. Repare que cada componente celular tem um tamanho.

Da mesma forma, ao construir os seus modelos, leve em consideração o tamanho de cada célula e de suas respectivas organelas. Um ribossomo, por exemplo, não pode ficar maior que uma mitocôndria.

Para estimar o tamanho de cada organela, compare o tamanho das estruturas mostradas nas ilustrações e estabeleça as proporções entre elas. Peça ajuda ao professor, se necessário. núcleo

lisossomo

complexo golgiense

membrana celular

nucléolo

citoplasma Luis Moura

TRABALHO EM GRUPO

CONSTRUÇÃO DE CÉLULAS: ANIMAL E VEGETAL

ribossomo mitocôndria centríolos

retículos endoplasmáticos

Esquema simplificado de uma célula animal.

Ilustração produzida com base em: PELCZAR, M. J. et al. Microbiologia: conceitos e aplicações. 2. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2005. v. 1. Fig. 2.2 (A e B).

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si.

As cores não correspondem aos tons reais.

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citoplasma

mitocôndria parede celular

vacúolo membrana celular

Luis Moura

retículo endoplasmático núcleo cloroplasto

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si.

As cores não correspondem aos tons reais.

complexo golgiense

Esquema simplificado de uma célula vegetal.

Ilustração produzida com base em: PELCZAR, M. J. et al. Microbiologia: conceitos e aplicações. 2. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2005. v. 1. Fig. 2.2 (A e B).

Perecível: sujeito a apodrecer.

Antes de começar a construir o modelo, esquematize em uma folha de papel quais os componentes celulares de cada célula e quais tamanhos aproximados eles terão no modelo que você construirá.

Planeje bem a construção e faça uma lista com os materiais que você precisará. Seja criativo! Você pode usar sucata, peças de brinquedo, massa de modelar, botões, pequenas peças, alimentos não perecíveis, moedas, entre outros, desde que se assemelhem, de certa forma, às estruturas celulares que você deseja representar.

Em relação à cor, apenas os cloroplastos têm coloração definida: verde. As outras cores observadas em ilustrações ou em preparações para observação em microscópio são artificiais, utilizadas para facilitar a visualização de estruturas celulares.

Não se esqueça de identificar cada modelo, escrevendo se corresponde à célula animal ou à vegetal.

Depois de construir os modelos, responda às questões abaixo no caderno: 1. Qual é a função das estruturas exclusivas das células vegetais?

2. Pesquise quais são os componentes celulares de uma bactéria. Procure desenhos que representem a estrutura da célula bacteriana e compare-os com os esquemas das células animal e vegetal. Depois, responda: a) Qual é a organela que a célula bacteriana apresenta no lugar do núcleo? b) Qual é a função dessa organela?

3. Quais organelas existem na célula animal que não existem na célula vegetal?

4. Qual é a função dos lisossomos?

5. Se os cloroplastos forem retirados de uma célula vegetal, qual processo a célula deixará de realizar?

6. Por que os cloroplastos são verdes?

7. Qual é a função das mitocôndrias?

Montem uma exposição com as células que a turma construiu. Divulguem a exposição pela escola, incentivando os alunos das outras salas a visitá-la. Deve haver sempre um aluno de cada grupo para dar as explicações necessárias aos visitantes.

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