Resumo
Nível de escolaridade: Ensino Secundário Geral
Disciplina: Biologia No. Classe Unidade Temática Indicadores de perguntas
1 10o ano 1. Biodiversidade e dinâmicas de vida
1.1 Diversidade ecológica em Timor-Leste e no mundo
• Caracterização de Timor-Leste
• Áreas naturais de Timor-Leste
✓ Conhecer as áreas naturais aquáticas e as áreas naturais terrestres em Timor-Leste.
Áreas naturais aquáticas
- Áreas costeiras e de mar aberto
As áreas costeiras e de mar aberto englobam os ecossistemas marinhos do país.
As áreas costeiras incluem as praias e os estuários de rios e de ribeiras e também as zonas de mar pouco profundo onde existem os recifes de coral e zonas lodosas, bem como florestas costeiras, como as florestas de mangal (localizadas sobretudo na costa norte de Timor-Leste).
As zonas de mar aberto, mais profundas, são também ecossistemas de grande biodiversidade. Nestes ecossistemas marinhos habitam espécies de elevado interesse biológico, como por exemplo o nautilus e espécies protegidas como golfinhos, baleias e tartarugas. As zonas de mar aberto de Timor-Leste são também importantes para o desenvolvimento de atividades como a pesca e o ecoturismo.
- Áreas húmidas, rios e lagos
Os ecossistemas de água doce incluem as áreas húmidas: pântanos, rios, ribeiras, lagos e lagoas. Em Timor existem mais de 100 rios, a maioria nascendo no interior, na zona montanhosa e húmida. Muitos destes rios não são permanentes, secando na época de seca. Considera-se em geral que a ilha de Timor é mais seca que as ilhas vizinhas.
Áreas naturais terrestres
- Áreas de baixa altitude e áridas
Em Timor-Leste, sobretudo na costa norte, há regiões quentes e de baixa altitude (até 600 m) com solos pobres (exceto junto a rios e ribeiras). Têm temperatura média acima de 24 ⁰C, uma precipitação anual baixa e uma estação seca que dura cinco meses. A floresta de folha caduca era o ecossistema original destas áreas, e foi substituída sobretudo por
1.2 Dinâmicas ecológicas
• Componentes abióticos e seus efeitos
ecossistemas agropecuários (zonas de agricultura e pastagem).
- Áreas de montanha
As regiões de montanha predominam no interior de Timor-Leste (acima dos 600 m de altitude). A temperatura é normalmente inferior a 24 ⁰C, a precipitação é alta e a estação seca dura 4 meses. É nas áreas de montanha que se encontra a maior parte da floresta original que ainda resta em Timor-Leste. Como os terrenos são bons para a agricultura e a chuva é abundante, muitos desses terrenos têm sido usados para cultivar café.
- Áreas quentes e húmidas
Estas áreas localizam-se sobretudo na costa sul de Timor-Leste (até 600 m de altitude). Possuem uma temperatura acima de 24 ⁰C. O seu clima é húmido, pois estas áreas são chuvosas e a estação seca dura em média 3 meses. A vegetação original destas áreas era principalmente constituída por floresta tropical com abundante biodiversidade. Porém, a atividade humana provocou a desflorestação e a adaptação da maioria dos terrenos para a agricultura (por exemplo cultura de arroz e milho) e pastoreio (ex. búfalos, porcos, cabras ou cavalos). Há, contudo, ainda zonas com floresta tropical bem conservada.
- Áreas quentes e muito húmidas
Localizam-se sobretudo na zona Leste onde abundam terras altas (planaltos). De uma forma geral, toda a floresta tropical destas planícies foi eliminada e os terrenos foram transformados em campos de pastagem e de agricultura. Estas áreas de planícies elevadas são atualmente das mais importantes para a atividade agrícola do país (ex. Lospalos). Na região Leste localiza-se ainda o Parque Nacional Nino Konis Santana, a primeira Área Natural Protegida do país, com uma biodiversidade riquíssima, tendo várias espécies endémicas (espécies que só vivem numa certa região, não existindo no resto do mundo).
✓ Compreender os conceitos de: diurnos, noturnos, hidrófilos e mesófilos.
Há animais que são ativos apenas de dia, são diurnos. Outros, como corujas e morcegos apenas estão ativos de noite, são noturnos, tendo os olhos preparados para ver nessas diferentes condições de luminosidade.
Os seres hidrófilos são aqueles que necessitam de elevadas quantidades de água, como os peixes, corais e baleias. Os seres mesófilos necessitam de quantidades moderadas de água, como é o caso do ser humano. Os seres xerófilos conseguem viver com pouca água, em ambientes secos como desertos, e são exemplos de xerófilos os catos e os dromedários.
✓ Conhecer os animais diurnos e noturnos.
Há animais que são ativos apenas de dia (o homem, maioria das aves e dos animais domésticos, os répteis, …) são diurnos.
Outros, como corujas e morcegos apenas estão ativos de noite, são noturnos,
• Componentes bióticos e seus efeitos
✓ Compreender os conceitos de relações intraespecíficas e interespecíficas.
As relações que se estabelecem entre os seres vivos de uma comunidade podem ser diversas. São interações favoráveis se causam benefício ao organismo, desfavoráveis se causam prejuízo, ou são indiferentes se não afetam os organismos.
Em qualquer dos casos, podem estabelecer-se relações intraespecíficas, entre seres vivos da mesma espécie, ou relações interespecíficas, se os seres pertencem a espécies diferentes.
• Fluxo de matéria e de energia
✓ Analisar os tipos de relações intraespecíficas e interespecíficas.
Relações interespecíficas (entre espécies diferentes): antagonismo, predação [a presa serve de alimento ao predador], parasitismo [também ocorre uma relação alimentar, mas o parasita, muitas vezes menor do que o seu hospedeiro (podendo mesmo viver no seu interior) vai explorando e prejudicando sem o propósito de matar], competição interespecífica [disputa de alimento ou território], ou parceiro para acasalamento, comensalismo [tipo de relação biótica em que apenas um dos seres vivos tem benefício (o comensal) sem prejudicar o outro] e cooperação interespecífica [mutualismo (facultativa) e simbiose (obrigatória)].
Predação Parasitismo Competição Comensalismo Mutualismo Simbiose
Espécie A +
Espécie B
Relações intraespecíficas (entre indivíduos da mesma espécie): canibalismo, competição [relação prejudicial para ambos os indivíduos envolvidos, podendo ter origem na disputa de alimento, território, ou parceiro para acasalamento] e cooperação intraespecífica [que está na base dos comportamentos sociais de muitos animais – sociedades e colónias –ex: enxames de abelhas, alcateias de lobos, cardumes de peixes].
Canibalismo Competição Cooperação indivíduo A + - + indivíduo B - - +
✓ Compreender os conceitos de cadeia alimentar e teia alimentar.
Em cada ecossistema estabelecem-se relações alimentares ou relações tróficas entre os seres vivos, formando- se cadeias alimentares que asseguram a transferência de matéria e de energia. Geralmente, cada população alimenta-se de diferentes seres vivos, pelo que pode pertencer a várias cadeias alimentares. As cadeias alimentares são assim interdependentes, formando uma estrutura complexa, designada por teia alimentar ou rede alimentar.
Cadeia alimentar ou cadeia trófica - conjunto de seres vivos que se alimentam sequencialmente uns dos outros.
Teia alimentar - conjunto formado por várias cadeias tróficas dum ecossistema, que se interligam.
✓ Analisar e construir cadeias alimentares, reconhecendo a posição ocupada pelos seres vivos nessas cadeias. Nas teias alimentares é possível identificar diferentes níveis tróficos, em função do papel que cada ser vivo ocupa na sua cadeia alimentar: produtor, consumidor ou decompositor.
Os produtores constituem o primeiro nível trófico de qualquer cadeia alimentar. Têm capacidade para fabricar o seu próprio alimento, usando a matéria inorgânica que extraem do biótopo (recorrendo à quimiossíntese ou à fotossíntese), sendo designados autotróficos.
Os produtores podem ser microscópicos, como muitas bactérias (cianobactérias) e muitas algas, ou ter grandes dimensões como as árvores.
Os consumidores e os decompositores são seres heterotróficos, pois para produzirem a sua matéria orgânica precisam da matéria orgânica que já foi fabricada por outros seres vivos.
O nível trófico é a posição que um ser ocupa na cadeia trófica: no 1.º nível estão os produtores (autotróficos); no 2.º nível
1.3 Intervenção humana e sustentabilidade
• Degradação de recursos naturais
os consumidores primários (herbívoros que se alimentam diretamente de produtores); no 3.º nível encontram-se os consumidores secundários (carnívoros que se alimentam dos consumidores primários); e assim, sucessivamente.
✓ Identificar componentes das cadeias e teias alimentares. (rever os dois itens anteriores)
Os decompositores são sobretudo bactérias e fungos. Quando utilizam a matéria orgânica transformam-na em nutrientes inorgânicos, como dióxido de carbono, nitratos, fosfatos ou sulfatos, que voltam a ser usados pelos produtores desse ecossistema. Em súmula, a matéria possui um fluxo cíclico no ecossistema, havendo assim, por exemplo, ciclos de água, de azoto, de carbono, entre outros no ecossistema.
✓ Compreender o conceito de poluição.
Uma alteração que provoque prejuízo a um componente de um ecossistema deverá ser considerada poluição e os agentes que causam essas alterações são designados poluentes.
✓ Identificar os diferentes exemplos de poluição.
Os poluentes podem ser substâncias químicas, como metais ou fármacos, mas também podem ser formas de energia como temperatura ou radiatividade.
Os problemas de poluição decorrem sobretudo das atividades humanas que exploram os combustíveis fósseis, das explorações mineiras e industriais, da agropecuária e pesca intensivas, bem como do estilo de vida urbano. Poluição por nutrientes inorgânicos e metais.
Os fosfatos e os nitratos são usados como adubos e componentes dos detergentes.
A libertação destes compostos no ambiente enriquece excessivamente as águas de rios e de lagos com esses nutrientes, o que leva a um crescimento anormal dos seres produtores, provocando o desequilíbrio nessa comunidade. O grande número de plantas ou algas à superfície impede a passagem da luz e a oxigenação da água, levando à asfixia de outras espécies.
Os solos e as águas podem também ser contaminados com metais, como o ferro, o chumbo ou o cádmio (que existem nas pilhas), libertados inadvertidamente no ambiente tanto pelas indústrias como através dos lixos domésticos.
As minas onde se extraem estes e outros metais são sempre rodeadas por ecossistemas profundamente afetados que são, em geral, muito pobres em biodiversidade. Alguns metais são absorvidos por produtores e transmitidos aos consumidores, podendo acumular se ao longo da cadeia trófica, causando envenenamento e mutações genéticas. Poluição por xenobióticos.
Os xenobióticos são substâncias que só apareceram na natureza porque o homem as produziu. Alguns são perigosos, como por exemplo os pesticidas usados para matar pragas: fungicidas (contra fungos), herbicidas (contra ervas infestantes), inseticidas (contra insetos), ou raticidas (contra ratos e ratazanas).
O abuso de pesticidas num campo agrícola pode vir a afetar muitos seres, prejudicando todo o ecossistema. Alguns insetos podem ser uma praga para um agricultor, que de imediato deseja dizimá-los. Porém, outros insetos como as abelhas são essenciais para a polinização das plantas. Assim, se aplicarmos um inseticida que mate os insetos em geral, iremos também afetar a reprodução das plantas (são as abelhas que as polinizam) e todas as populações que se alimentem de insetos.
Os pesticidas aplicados no solo podem ser drenados para os cursos de água, acabando por influenciar também as
• Reduzir, reutilizar e reciclar comunidades aquáticas, nomeadamente peixes e crustáceos.
Os pesticidas também são perigosos para as pessoas e animais domésticos, causando intoxicações ou podendo levar ao desenvolvimento de cancros. As pessoas que os aplicarem devem ser muito cuidadosas, devendo proteger a pele, olhos e vias respiratórias e nunca abandonar as embalagens vazias.
Poluição por detritos sólidos
Chamamos detritos sólidos aos restos de substâncias, corpos ou objetos, desfeitos ou deteriorados, muitas vezes designados lixos.
Os detritos sólidos podem ser biodegradáveis se puderem ser destruídos ou transformados pelos seres vivos, como é o caso dos restos de alimentos, das aparas de madeira, ou dos artigos feitos em papel, palha, linho ou algodão. Muitos dos detritos sólidos que hoje o homem produz não podem ser utilizados pelos seres vivos, são detritos não biodegradáveis, como garrafas ou sacos de plástico, objetos de vidro, ou latas de conserva.
Os detritos sólidos são muitas vezes depositados em lixeiras, sem qualquer controlo. Para além do impacto visual negativo, estes depósitos levam à proliferação de espécies que trazem risco para a saúde pública, como ratos ou mosquitos, os quais podem transmitir doenças ao homem. Estes detritos podem ainda libertar metais e iões que vão contaminar a água e o solo.
Os detritos sólidos podem ser destruídos por temperaturas elevadas, ou seja, por incineração. Mas este processo deve ser feito em locais próprios, com controlo dos gases que são libertados, para evitar a contaminação da atmosfera. Poluição por gases
A incineração de lixos e a combustão de petróleo, carvão e gás natural, essencialmente pelos transportes e indústrias, causam a libertação de gases que contaminam o ar atmosférico.
Durante as combustões, o carbono que estava contido na matéria orgânica é libertado sob a forma dióxido de carbono (CO2) e de monóxido de carbono (CO) que são tóxicos para o homem e para muitos outros seres vivos.
O CO2 pode contribuir para o efeito de estufa, pois aumenta a retenção das radiações térmicas pela atmosfera da Terra. Este aquecimento global pode causar instabilidades climáticas, extinção ou proliferação excessiva de certas espécies, bem como a fusão do gelo dos polos, o que pode provocar um aumento do nível dos mares.
As plantas captam CO2 da atmosfera, pelo que a desflorestação pode contribuir para agravar o efeito de estufa.
Nas combustões também pode libertar-se dióxido de enxofre (SO2). Este gás é muito perigoso, pois forma ácido sulfúrico, quando misturado com a água. Isto pode acontecer nas vias respiratórias do homem, causando-lhe graves problemas de saúde. Mas pode acontecer também na atmosfera, originando as chuvas ácidas que podem matar as plantas e contaminar os solos e a água.
Poluição por radiatividade
A poluição radiativa é essencialmente uma consequência da indústria nuclear: de um mau acondicionamento dos seus resíduos; da ocorrência de acidentes ocorridos em centrais de produção de energia (como a que ocorreu no Japão, em 11 março de 2011, após um episódio sísmico, seguido de tsunami, que afetou as instalações de uma central nuclear); ou ainda resultante da utilização de armas nucleares.
Os elementos radiativos (que poderás explorar na tabela periódica utilizada na disciplina de química) são extremamente perigosos pois podem originar cancros, mutações e malformações em recém-nascidos.
✓ Distinguir “reduzir, reutilizar e reciclar”.
A melhor medida para proteger o equilíbrio dos nossos ecossistemas é assim, evitar que ocorra a exploração excessiva dos seus recursos naturais e a sua poluição, por isso é umportante:
2. Interações biológicas e saúde humana
2.1 Obtenção de nutrientes pelo organismo
• Os nutrientes e as biomoléculas
Reduzir a utilização dos recursos naturais será um primeiro passo a ponderar. Podemos, por exemplo, pensar em reduzir a utilização da água potável ao que é estritamente necessário; podemos também pensar em reduzir o uso de embalagens, sacos ou objetos descartáveis, de papel ou de plástico.
Reutilizar o mais possível os materiais, também poderá ajudar a evitar que se explorem de forma desnecessária os recursos naturais. Por exemplo, podemos reutilizar a água de lavar os alimentos para regar as nossas plantas; utilizar as folhas de papel sempre de forma completa, de ambos os lados e sem margens excessivas; usar os sacos de plástico e as garrafas de vidro várias vezes; preferir pilhas que sejam recarregáveis; ou ainda reinventar usos para alguns objetos (por exemplo, as garrafas de plástico de água podem ser utilizadas no laboratório da escola como recipientes para fins diversos!).
Reciclar todos os materiais que puderem ser transformados em novos materiais. Por exemplo, os detritos sólidos que forem biodegradáveis podem ser biologicamente decompostos, por um processo chamado compostagem, de modo a obter se matéria útil para a agricultura.
Vários detritos sólidos, se forem devidamente separados, podem ser reconvertidos no mesmo material (como é o caso do vidro, do papel ou do alumínio), ou serem transformados noutro produto diferente (como é o caso de alguns plásticos que servem para fazer fibras têxteis).
✓ Conhecer os constituintes inorgânicos das células e dos seres vivos.
Os alimentos são constituídos por compostos químicos, que se designam nutrientes. Como já vimos estes podem ser divididos em seis classes principais: glícidos, prótidos, lípidos, vitaminas, minerais e água.
Durante o processo de digestão os glícidos, os prótidos e os lípidos são desdobrados, por enzimas, nos seus componentes mais simples. As vitaminas, os minerais e a água são absorvidos sem serem digeridos.
Os nutrientes desempenham funções importantes no nosso organismo: a função energética, ou seja, o fornecimento da energia necessária à realização das atividades diárias; a função plástica, ou seja, de construção dos tecidos do organismo; a função reguladora e de proteção do organismo.
O corpo humano é constituído por células, e estas são constituídas por elementos químicos. Esses elementos podem existir na célula como compostos inorgânicos (água e sais minerais) ou como compostos orgânicos (proteínas, glícidos ou hidratos de carbono, ácidos nucleicos e lípidos). Embora as células possuam sensivelmente os mesmos compostos químicos, a sua proporção pode variar em função das caraterísticas das células, por exemplo, células musculares, ósseas, nervosas ou adiposas.
✓ Descrever as funções dos constituintes orgânicos dos seres vivos.
A água é o constituinte principal das células. A maioria das células tem mais de 60% do seu peso em água. A água é bastante abundante em locais da célula como no citoplasma e nos vacúolos. Porém, a água não se encontra nas células e nos fluidos como substância pura, mas como solvente de uma solução em que os solutos são elementos minerais e compostos orgânicos.
Muitos seres vivos possuem fluidos maioritariamente constituídos por água: os animais têm, por exemplo o sangue e a urina; as plantas têm, por exemplo a seiva xilémica.
A água atua também como reagente em várias reações celulares.
Muitos solutos que existem na célula são minerais e encontram-se na forma de iões. Destacam-se iões como o cálcio (Ca2+) que é muito abundante nas células e nos tecidos, sobretudo ao nível dos ossos, dentes e músculos; os iões
potássio (K+) e sódio (Na+) estão especialmente implicados nos processos de transmissão dos impulsos nervosos; para além dos iões já citados, o cloro (Cl-) também é muito importantes na regulação dos movimentos de água e iões na célula.
Os elementos químicos que constituem as nossas células provêm dos compostos químicos presentes nos alimentos ingeridos. A forma como estes elementos se organizam pode levar à formação de moléculas mais ou menos complexas.
O carbono (C) e o hidrogénio (H), em particular, podem formar moléculas designadas moléculas orgânicas. Muitas moléculas orgânicas, além de carbono e de hidrogénio, também contêm átomos de oxigénio (O) e algumas também podem ter azoto (N), fósforo (P), ou enxofre (S). O fósforo é também constituinte de muitas moléculas como o ATP e ácidos nucleicos (DNA e RNA).
Os hidratos de carbono ou glícidos são compostos orgânicos constituídos por carbono, hidrogénio e oxigénio. Os mais comuns são as hexoses (ex. glicose, C6H12O6) que são açúcares com seis carbonos, e as pentoses (ex. ribose, C5H10O5) que são açúcares com cinco carbonos. As hexoses mais frequentes são a glicose, a frutose e a galactose. As pentoses mais abundantes são a ribose e a desoxirribose (que fazem parte dos ácidos nucleicos RNA e DNA, respetivamente).
Estes compostos existem em todos os seres vivos e têm um papel essencialmente energético: podem ser usados na transferência de energia (ex. glicose), ou como reservas (ex. amido e glicogénio).
Podem ter funções de estrutura, como a celulose e a quitina. Podem também ter função de reserva, como o amido nas células vegetais e o glicogénio nas células animais.
Os lípidos, ou gorduras, são compostos químicos constituídos por carbono, hidrogénio e oxigénio. Podem ocasionalmente integrar outros elementos como azoto, ou fósforo. São insolúveis em água.
Os fosfolípidos são moléculas que resultam da ligação de uma molécula de glicerol, duas de ácidos gordos e uma molécula de fosfato (oxigénio e fósforo). Os fosfolípidos têm assim uma zona polar (grupo fosfato) e uma outra zona apolar (ácidos gordos). A zona polar tem afinidade para a molécula de água que também é polar, designando-se, por isso zona hidrofílica. A zona apolar não tem qualquer afinidade para a água designando-se zona hidrofóbica. Pelo facto de estas moléculas terem zonas hidrofílicas e hidrofóbicas, designam-se moléculas anfipáticas.
Os fosfolípidos são constituintes fundamentais das células, pois fazem parte das suas membranas celulares.
Os lípidos são muito importantes com funções de reserva de energia (acumulam-se por exemplo na forma de gotas de gordura em células), com funções estruturais (ex. constituintes da membrana da célula) e também com função protetora (ex. como ceras que revestem folhas de plantas). Há ainda moléculas derivadas de lípidos que fazem parte de compostos especiais, como os aromas das flores, as vitaminas A, E e K, por exemplo, e as hormonas, bem como muitas outras substâncias que intervêm no metabolismo celular.
Os prótidos são compostos formados por carbono (C), oxigénio (O), hidrogénio (H) e azoto (N). Por vezes contêm outros elementos como enxofre (S) ou fósforo (P).
Na categoria dos prótidos incluem-se as moléculas mais simples, os aminoácidos, que se ligam originando cadeias chamadas péptidos. Os péptidos mais longos que possuem funções específicas designam-se proteínas.
Tal como os hidratos de carbono e os lípidos, as proteínas também desempenham vários tipos de funções nas células, razão pela qual devem ser incluídas diariamente nas dietas. As proteínas possuem funções de estrutura e proteção das células e do organismo. Por exemplo integram a membrana celular e são constituintes dos cabelos e das unhas. As proteínas, sobretudo as que integram as membranas da célula, têm ainda funções de transporte de nutrientes através das membranas, e funções de reconhecimento de substâncias.
2.2 Exploração do organismo
humano por seres vivos
• Diversidade de ciclos de infeção
Os ácidos nucleicos são biomoléculas complexas e que têm a informação genética, constituindo os genes e organizando-se em cromossomas.
Há dois tipos de ácidos nucleicos: o ácido desoxirribonucleico (DNA, que também pode ser abreviado para ADN) e o ácido ribonucleico (RNA ou ARN).
✓ Conhecer o agente causador e o agente transmissor (vetor) da Malária.
A malária é uma doença caraterística de zonas tropicais, provocada por um protista do género Plasmodium. Este protozoário é introduzido no sangue do homem através da picada da fêmea de mosquito (do género Anopheles) infetada. Agente causador: Plasmodium (protista); Vetor: fêmea do mosquito Anopheles.
✓ Identificar as principais formas de prevenção da Malária.
Prevenir a infeção implica proteger a pele, repelir os mosquitos e evitar que estes se desenvolvam. Ainda não existe uma vacina, mas existem equipas de cientistas centrados nesta investigação.
Assim as principais formas de prevenção são: usar roupas com mangas e pernas compridas, usar redes mosquiteiras, aplicar repelente de insetos na pele e evitar a acumulação de águas estagnadas (paradas) perto das habitações.
✓ Conhecer os sintomas de Tuberculose.
A infeção pelo bacilo da tuberculose origina sintomas como: tosse, expetoração, febre e cansaço.
Em estados mais avançados, surge dificuldade em respirar e eliminação de secreções com sangue. Em casos mais graves pode ainda ocorrer meningite, falência de vários órgãos e morte.
✓ Conhecer o agente causador da Tuberculose.
A tuberculose humana é causada por Mycobacterium tuberculosis, uma bactéria bastante resistente em forma de bacilo, que destrói os alvéolos dos pulmões.
3. Matéria e energia para a vida
3.1 Obter matéria por heterotrofia
• Obtenção de matéria pelas células
✓ Analisar a diferença entre difusão simples e difusão facilitada.
Para além da água, outras moléculas apolares, de pequenas dimensões, e alguns pequenos iões também conseguem atravessar a membrana plasmática. O oxigénio e o dióxido de carbono são exemplos de substâncias que atravessam a membrana plasmática por difusão simples. Sempre que a concentração do meio intracelular difere da concentração do meio extracelular, diz-se que existe um gradiente de concentração, verificando-se movimentos de substâncias de modo a tentar igualar essas concentrações. Este processo é designado difusão simples, e ocorre sempre de acordo com os gradientes de concentração, isto é, os solutos movimentam-se das zonas onde existem em maior concentração, para as zonas onde existem em menor concentração. A difusão só para quando a concentração das moléculas é igual dentro e fora das células. A velocidade com que ocorre a difusão simples está diretamente relacionada com as diferenças de concentração entre o meio externo e interno, sendo tanto maior quanto maior for o gradiente de concentração.
A difusão simples não envolve transportadores, as substâncias difundem-se através da membrana.
A glicose e outras moléculas polares podem atravessar a membrana através do processo de difusão facilitada. Estas moléculas entram na célula ajudadas por proteínas da membrana (permeases - transportadores). Estas proteínas
ligam-se às moléculas a transportar, sofrendo alteração na sua configuração (estrutura) e permitindo que as moléculas atravessem a membrana. Uma vez libertadas as moléculas no interior da célula, as permeases voltam à sua configuração inicial, estando disponíveis para novo transporte. Como este processo envolve as proteínas, verifica-se que pode ser afetado por todas as condições que possam desnaturar estas moléculas (alterar a sua estrutura terciária), nomeadamente a elevada temperatura, o pH ou a presença de venenos.
A velocidade de difusão facilitada depende da concentração da substância a transportar e do número de permeases disponíveis para mediar o transporte. Assim, quando todas as proteínas transportadoras estiverem a ser utilizadas diz-se que estas estão saturadas. Quando isto acontece a velocidade da difusão facilitada fica estabilizada no seu valor máximo. No gráfico A representa a difusão simples e B a difusão facilitada.
✓ Compreender o processo de osmose.
A água é uma substância com moléculas muito pequenas que consegue atravessar facilmente as membranas. Em termos físicos, a água move-se das zonas onde existe em maior quantidade (meio hipotónico) para as zonas onde existe menor quantidade (meio hipertónico). Este movimento de moléculas de água através de membranas designa-se osmose.
Sempre que uma célula é colocada num meio exterior hipertónico, verifica-se um movimento de água do interior da célula para o exterior da célula. Desse modo as células perdem água, ocorrendo a sua plasmólise. Uma célula animal plasmolisada perde grande parte do seu volume. Nas células vegetais a plasmólise envolve a diminuição do volume do vacúolo e do citoplasma, que se retrai e fica ligado à parede celular apenas por alguns pontos (os plasmodesmos); se a célula possuir uma parede celular rígida este acontecimento não será suficiente para provocar uma grande variação do volume da célula vegetal. Quando uma célula é colocada num meio exterior hipotónico, ocorre um movimento preferencial da água do exterior para o interior da célula, o que resulta na turgescência da célula. Nesta situação, a célula animal aumenta de volume e, se a entrada de água não cessar, pode ultrapassar-se o limite de elasticidade da membrana plasmática, ocorrendo a sua rutura (lise celular) e a consequente destruição da célula. Nas células vegetais a água introduz-se inicialmente no vacúolo que aumenta de volume, o que provoca a turgescência da célula vegetal. Mesmo que a diferença de concentrações persista, a presença de uma parede celular resistente vai impedir que a entrada de água prossiga, impedindo que ocorra a (lise) das células vegetais.
✓ Compreender o processo de transporte ativo pela membrana plasmática da célula.
A maioria dos processos de transporte celular têm em comum o facto de contribuírem para a uniformização das concentrações dos meios intra e extracelular. Mas, a verdade é que o meio intracelular raramente é igual ao meio extracelular no que respeita às concentrações dos seus constituintes.
Considerando que as células necessitam de:
- manter o seu meio interno com constituição e concentração de substâncias distintas das do meio exterior;
- retirar nutrientes do meio extracelular, mesmo que estes estejam em concentração inferior à que já existe no meio intracelular;
- libertar produtos de excreção, mesmo que a concentração destes no meio extracelular seja superior à do meio intracelular.
Por vezes, as células têm de transportar substâncias contra gradiente de concentração (do meio onde existem em menor concentração para o meio onde existem em maior concentração. O processo que permite o transporte contra o gradiente de concentração designa-se transporte ativo e é essencial para a manutenção de funções vitais, tais como a transmissão dos impulsos nervosos.
O transporte ativo exige que as células utilizem energia (ATP) e recorram a proteínas membranares específicas (permeases), isto é, é um processo que gasta energia.
Todos os fatores que possam afetar a integridade das permeases interferem com a capacidade das células realizarem transporte ativo.
✓ Compreender o papel da bomba de sódio e potássio, um exemplo de transporte ativo.
A "Bomba de sódio- potássio" é um modelo que pretende explicar como as células eucarióticas - nomeadamente as células nervosas - regulam a quantidade dos iões Na+ e K+, através de transporte ativo.
Os iões K+ , presentes no meio extracelular, entram na célula, enquanto os iões Na+ , presentes no meio intracelular, saem da célula, sendo movimentados pelas proteínas transportadoras da membrana contra os seus gradientes de concentração, à custa do gasto de ATP (energia). Desta forma a célula consegue manter uma concentração mais elevada de K+ no interior e de Na+ no exterior.
3.2
3.3 Obter matéria por autotrofia ✓ Compreender as etapas do processo de fotossíntese e quimiossíntese, bem como seus produtos.
Em termos práticos, pode considerar-se que a fotossíntese possui duas etapas interdependentes: A primeira etapa da fotossíntese designa-se fase fotoquímica:
- depende diretamente da luz e ocorre ligada às membranas internas do cloroplasto;
- nesta via metabólica ocorre a lise das moléculas de água, o que origina a libertação do oxigénio;
- forma-se o ATP e o NADPH2 necessários ao ciclo de Calvin.
A segunda etapa da fotossíntese designa-se fase química ou ciclo de Calvin:
- não depende diretamente da luz, mas depende dos compostos que foram sintetizados na fase fotoquímica (ATP e NADPH2);
- ocorre no interior do cloroplasto e permite a síntese de glicose a partir de moléculas de dióxido de carbono.
A equação geral da fotossíntese pode ser representada do seguinte modo:
6 H2O (água) + 6 CO2 (dióxido de carbono) 6 O2 (oxigénio) + C6H12O6 (glicose) + Síntese de 2 ATP
A glicose produzida na fotossíntese poderá ser utilizada pelas células em que é produzida, ou mobilizada para outros tecidos dos seres fotossintéticos, de modo a assegurar os processos de respiração celular (catabolismo) indispensáveis à sobrevivência; a glicose pode também ser utilizada para sintetizar glícidos mais complexos, como por exemplo a sacarose e o amido (anabolismo) que pode ser armazenado nos cloroplastos das células fotossintéticas ou em outros tecidos.
Tal como no processo de fotossíntese, podem considerar-se duas etapas nos processos de quimiossíntese, numa primeira etapa, a transferência de eletrões e iões H+ permite a formação de ATP e NADPH2; numa segunda etapa os compostos ATP e NADPH2 são utilizados para sintetizar compostos de carbono complexos, como glicose, a partir de compostos de carbono simples como dióxido de carbono.
✓ Reconhecer os organismos fotossintetizantes e quimiossintéticos.
Os produtores de um ecossistema são autotróficos, ou seja, são seres vivos com capacidade para produzir matéria orgânica utilizando uma fonte de energia externa e substâncias inorgânicas simples.
Quando a fonte de energia utilizada é a luz, os seres são fotoautotróficos e sintetizam a sua matéria orgânica através da fotossíntese; quando a fonte primária de energia não é a luz, mas sim alguns compostos inorgânicos como H2, NH3, H2S, … são designados seres quimioautotróficos e sintetizam a sua matéria orgânica através da quimiossíntese.
Os seres fotossintéticos podem ser plantas terrestres ou aquáticas; podem ser protistas, como as algas verdes (Chlorophyta), vermelhas (Rhodophyta) ou castanhas (Phaeophyta); e também podem ser bactérias, como as cianobactérias (Cyanophyta).
Os seres quimiossintéticos são todos microrganismos, sobretudo bactérias.
Consoante a espécie microbiana, a quimiossíntese pode utilizar, por exemplo, hidrogénio molecular (H 2), óxidos de ferro [Fe(OH)3], amoníaco (NH3) e sulfureto de hidrogénio (H2S).
No solo existem bactérias quimioautotróficas (por exemplo dos géneros Nitrosomonas e Nitrobacter) que são responsáveis pela nitrificação de compostos azotados, ou seja, por converterem os compostos de azoto em iões que as plantas conseguem absorver e utilizar (ex. NO3 -).
Em alguns locais dos fundos oceânicos existem comunidades bióticas muito produtivas e ricas em biomassa, que são suportadas por microrganismos quimioautotróficos - as fontes hidrotermais localizadas junto a zonas de rift oceânico –onde as emissões de gases e de jatos de água muito quente rica em minerais dissolvidos e H2S permite aos organismos sulfurosos produzir matéria orgânica, através de quimiossíntese, que suporta ecossistemas com uma grande diversidade com várias espécies de camarão, mexilhões, amêijoas, caranguejos e peixes.
✓ Diferenciar seres autotróficos e heterotróficos.
Autotrófico - organismo que utiliza a energia da luz ou de compostos químicos para produzir matéria orgânica.
2 11o ano 4. Dinâmicas biológicas e produção vegetal
4.1 Mobilização de nutrientes inorgânicos e trocas gasosas
• Organização estrutural e diversidade das plantas
Heterotrófico - organismo que utiliza, como fonte de energia, matéria orgânica sintetizada por outros organismos porque não consegue sintetizar matéria orgânica a partir de compostos inorgânicos.
✓ Identificar as principais partes de uma planta e a função desempenhada por cada uma delas.
As plantas apresentam uma estrutura geral típica: a porção aérea, que está acima do solo e a porção não aérea que está abaixo do solo.
Porção aérea - Sistema caulinar - Esta parte está, geralmente, acima do solo e é formada pelos órgãos: caule, folhas, flores, frutos.
Algumas funções importantes são: fotossíntese; reprodução; respiração; transporte de substâncias; armazenamento de substâncias; e síntese de hormonas.
Porção não aérea - Sistema radicular - Esta parte está, geralmente, enterrada no solo e é formada sobretudo por raízes.
Algumas funções importantes são: absorção de água e nutrientes; suporte da planta; respiração; transporte de substâncias; armazenamento de substâncias; e síntese de hormonas.
• Transpiração das plantas
✓ Compreender o conceito de transpiração.
Chamamos transpiração à quantidade de água que as plantas perdem na forma de vapor. A transpiração é muito importante pois influencia a quantidade de água e solutos que a planta absorve pelas raízes, ou seja, influencia a quantidade de água e nutrientes minerais que uma planta tem no seu corpo. Chamamos taxa de transpiração à quantidade de água que 1 g da planta perde por hora.
A maior parte da transpiração (cerca de 90%) das plantas é feita nas folhas pelos estomas. Os estomas localizam-se em plantas dicotiledóneas só na página inferior das folhas. Localizam-se nos dois lados das folhas nas plantas monocotiledóneas.
✓ Conhecer os fatores que influenciam a transpiração.
Os fatores que mais influenciam a transpiração são os seguintes:
- INTENSIDADE LUMINOSA - A luz influencia a fotossíntese e a quantidade de açúcares produzidos. Se as células estomáticas tiverem uma grande concentração de açúcar podem receber água, por osmose, o que as torna túrgidas fazendo abrir o ostíolo.
Em geral, uma maior intensidade luminosa leva também a um aumento de temperatura da atmosfera.
- TEMPERATURA - A temperatura elevada faz as plantas transpirarem mais e, em casos extremos, as plantas até podem secar por terem perdido muita água. A maioria das plantas abre os estomas durante o dia (quando há mais luz e calor) e fecha-os de noite.
- HUMIDADE DO AR - Quando o ar é muito húmido tem grande quantidade de moléculas de água, pelo que não há gradiente de moléculas de água entre o ar e o mesófilo das folhas. Logo sai menos água através do estoma. Ao contrário, se o ar está seco, com poucas moléculas de água, perdem-se mais moléculas de água do mesófilo da folha para o exterior através do estoma.
- QUANTIDADE DE CO2 NA ATMOSFERA - A fotossíntese usa o CO2 que entrou pelos estomas e chegou ao mesófilo. Sempre que houver falta de CO2 a planta abre os estomas para absorver CO 2.
- QUANTIDADE DE ÁGUA NO SOLO - Segundo a teoria de adesão-tensão-coesão a água perdida pelas folhas é reposta pelo xilema da folha, criando-se uma coluna de água, em tensão, no feixe de xilema até à raiz. Quando não há água no
• Nutrição das plantas
solo a raiz não pode absorver água. Esta falta de água faz a planta fechar os estomas.
Muitos destes fatores estão relacionados entre si, atuando em conjunto. Por exemplo, a elevada luminosidade está muitas vezes associada a um aumento de temperatura.
O aumento de temperatura também provoca a evaporação da água que existe no solo. À soma da evaporação e da transpiração chama-se evapotranspiração. Assim, a elevada temperatura reduz a quantidade de água no solo pois aumenta a evaporação ao nível do solo e aumenta a transpiração pelas plantas.
✓ Entender os macronutrientes e micronutrientes, bem como as suas funções.
Os elementos minerais que a planta necessita para se desenvolver chamam-se nutrientes essenciais. Chamam-se macronutrientes aos nutrientes que a planta necessita em maior quantidade e micronutrientes aos nutrientes que existem em menor quantidade na planta. Os principais macronutrientes e micronutrientes das plantas e algumas das suas funções estão descritos na Tabela:
NUTRIENTE ESSENCIAL
EXEMPLOS DE FUNÇÕES MAIS IMPORTANTES
Carbono (C); Hidrogénio (H); Oxigénio (O) Componentes das biomoléculas (açúcares, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos, …).
Azoto (N)
Fósforo (P)
Potássio (K)
Cálcio (Ca) Magnésio (Mg)
Enxofre (S)
Boro (B); Cobre (Cu); Ferro (Fe); Manganésio (Mn); Cloro (Cl) Molibdénio (Mo); Zinco (Zn)
4.2 Mobilização de metabolitos, regulação e crescimento
• Regulação e crescimento
Constituinte sobretudo de proteínas e de ácidos nucleicos.
Componente sobretudo de ácidos nucleicos (ex. no núcleo) e de ATP.
Regula a turgidez das células (ex. em células estomáticas).
Regula o transporte de outros nutrientes; é constituinte da parede celular. Componente da clorofila (pigmento vegetal essencial à fotossíntese).
Componente de proteínas e de vitaminas.
Importantes para certas enzimas atuarem. Necessários para algumas reações da fotossíntese ou da respiração.
✓ Conhecer os cinco grupos principais de hormonas vegetais e suas funções.
HORMONA LOCAL DE SÍNTESE E FORMA DE TRANSPORTE
AUXINAS
Produzida nos meristemas que existem nas extremidades, nas flores, frutos e em sementes. Transportada na seiva floémica.
CITOCININAS
Produzida nas raízes. Transportada pelo xilema e, em pouca quantidade, pelo floema.
GIBERLINAS
Produzida no caule, folhas e em embriões.
ETILENO Produzido pelas células de quase toda a planta.
Como é gás difunde-se entre as
AÇÕES PRINCIPAIS EXEMPLOS DE FUNÇÕES
Estimula a divisão celular.
Estimula o alongamentocelular. - Estimula o desenvolvimento de raízes; desenvolvimento dos frutos (frutificação).
Atrasa o envelhecimento.
Estimula as divisões celulares.
Promove a formação de porções aéreas e inibe a formação de raízes.
Regula a cicatrização das feridas. Influencia o fototropismo dos caules, ou gravitropismo das raízes, regulando o alongamento celular.
Promove o enraizamento de estacas.
Promove a germinação de sementes. Atrasa a queda das folhas.
Estimula o crescimento das plantas. Promove o alongamento de órgãos.
Interrompe a dormência de sementes.
Promove o amadurecimento dos frutos.
Promove a queda das folhas quando estas estão velhas.
Tal como as auxinas, as citocininas são sintetizadas quando a planta sofre uma ferida e produz tecido de cicatrização.
Produzida em excesso quando as plantas têm pouca luz.
As plantas crescem muito, mas com caules finos.
Muitas vezes considerada a “hormona do envelhecimento”.
Usada na indústria para estimular o
4.3 Práticas agrícolas e biotecnologia
• A importância ecológica e ambiental – cultura do arroz e milho
células.
ÁCIDO
ABSCÍSICO Produzido na raiz, caule, folhas. Transportado pelos feixes condutores.
5. Dinâmicas biológicas e produção animal
5.1 Mobilização de nutrientes e trocas gasosas
• Diversidade e funções de órgãos e tecidos
amadurecimento de frutos que foram colhidos ainda verdes.
Leva ao fecho dos estomas (impede assim as trocas gasosas). Pode reduzir o crescimento da planta. Promove a dormência e inibe a germinação de sementes. Conhecida como a “hormona de stress” das plantas.
✓ Conhecer os importantes nutrientes encontrados no arroz e no milho.
Produzida em resposta a stress: ex. falta de água (stress hídrico), ou excesso de sal (stress salino).
O arroz (Oryza sativa) e o milho (Zea mays) pertencem à família das Gramineae (vulgarmente chamadas gramíneas ou cereais). Esta família pertence ao grupo das angiospérmicas monocotiledóneas.
O milho e o arroz são a segunda e a terceira espécie de gramíneas mais cultivadas no mundo. Os grãos de milho e de arroz são muito ricos em carboidratos (cerca de 70%) e em proteínas (cerca de 7%).
O arroz é a base da alimentação de mais de metade da população mundial, sobretudo na Ásia. O arroz é também usado na produção de bebidas alcoólicas, e outras. O milho é usado em todo o mundo na alimentação do homem e de gado. É ainda usado na produção de biocombustível.
✓ Analisar o ciclo do desenvolvimento do arroz e do milho.
As plantas de arroz e de milho são herbáceas (não formam madeira, ou lenho) e são plantas anuais (plantas com um ciclo de desenvolvimento que duram menos de 365 dias). Após a germinação da semente, as plantas de arroz e de milho têm 3 fases com diferentes durações:
Fase vegetativa: fase que vai desde a germinação até ao início da floração. Fase reprodutiva: inicia-se com a formação da flor e termina com a sua queda.
Fase de maturação: fase que vai desde a formação da semente até à sua maturação, ou seja, até à colheita dos grãos.
✓ Conhecer os componentes essenciais no sistema de transporte.
Chama-se circulação ao fluxo de substâncias que percorrem os organismos. A circulação tem um papel fundamental na distribuição de nutrientes e de gases nos animais que possuem um corpo com muitas células, tecidos e órgãos. O sistema circulatório dos animais também se chama sistema de transporte e possui três componentes essenciais: Fluidos Circulantes (sangue e linfa); Coração (órgão com função de bombear um fluido circulante); e Vasos (conjunto de canais pelos quais os fluidos circulam)
✓ Distinguir o sistema circulatório fechado do aberto.
Nos animais vertebrados, os sistemas circulatórios são sistemas fechados, ou seja, há uma separação entre o fluido circulante – o sangue – e o fluido que banha as células – a linfa intersticial. Assim, o sangue possui alguns componentes que nunca saem dos vasos.
Alguns organismos, como os insetos, têm um sistema circulatório aberto, isto é, um sistema circulatório em que o fluido circulante (a hemolinfa) abandona os vasos e banha diretamente as células de todo o corpo.
O coração tem forma tubular e quando se contrai envia a hemolinfa para um vaso e para as células; quando o coração relaxa faz uma força de sucção que obriga a hemolinfa a voltar ao coração e a retomar a circulação.
✓ Distinguir o sistema circulatório simples do duplo.
A circulação do sangue chama-se simples se em cada volta completa o sangue passar apenas uma vez no coração. Acontece nos peixes, cujo coração tem só duas cavidades: o sangue sai do coração até à superfície respiratória (brânquias) e depois segue para todas as células do corpo.
A circulação do sangue diz-se dupla se em cada volta passar duas vezes no coração. Acontece nos mamíferos, como o homem, cujo coração possui quatro cavidades. Esta circulação permite dois fluxos simultâneos: um entre o coração e os pulmões (circulação pulmonar) e outro entre o coração e todas as células do corpo (circulação sistémica).
Nos peixes o coração tem apenas duas cavidades e a circulação é simples, ou seja, em cada volta completa o sangue só passa uma vez no coração. O sangue rico em oxigénio chega a todas as células do corpo do peixe e, depois, volta ao coração. Nos tecidos o sangue liberta o oxigénio e recebe o dióxido de carbono e outras excreções; este sangue pobre em oxigénio regressa ao coração pelas veias. O pequeno diâmetro dos capilares das brânquias faz uma grande resistência à passagem do sangue. Assim, o sangue que sai das brânquias circula em direção aos restantes órgãos com baixa pressão e muito lentamente. O coração dos mamíferos, como o homem, tem quatro cavidades: duas aurículas e dois ventrículos. Não há comunicação direta entre o lado esquerdo e o lado direito do coração. O ventrículo do lado direito envia o sangue para os pulmões – circulação pulmonar; o ventrículo do lado esquerdo, com paredes mais grossas, envia o sangue para todos os sistemas do corpo e células – circulação sistémica. Nos mamíferos, a circulação sanguínea é dupla e completa: é uma circulação dupla porque tem dois fluxos; é uma circulação completa porque o sangue rico em oxigénio (vindo dos pulmões) e o sangue pobre em oxigénio (vindo de todas as células do corpo) circulam separadamente sem nunca se misturarem.
✓ Saber as funções do coração, artérias e veias. O sangue é bombeado pelo coração. A contração do coração lança o sangue no interior de vasos chamados artérias, cujo tamanho vai diminuindo até ficarem vasos muito finos, só com uma camada de células nas suas paredes – os capilares sanguíneos. Estes ramificam-se muito para chegarem perto de todas as células. Ao nível dos capilares ocorrem as trocas de substâncias (gases, nutrientes, resíduos metabólicos) entre o sangue e a linfa intersticial. O sangue regressa ao coração através de vasos de diâmetro cada vez maior chamados veias.
Artéria - vaso, de grande diâmetro, que conduz o sangue que sai do coração para outros órgãos.
Veia - vaso condutor de fluido circulante dos animais (sangue ou linfa); conduz o fluido em direção ao coração.
Coração - músculo do sistema circulatório dos animais que bombeia o fluido circulante, fazendo-o chegar a todo o corpo.
✓ Compreender o conceito de hematose, inspiração e expiração.
Hematose - troca de gases entre o meio externo e o meio interno dos animais.
Hematose direta - troca de gases entre o meio externo e as células dos animais.
Hematose indireta - troca de gases entre o meio externo e um fluido circulante dos animais.
Expiração - movimento respiratório que corresponde à saída de ar dos pulmões.
Inspiração - movimento respiratório que corresponde à entrada de ar nos pulmões.
Nos organismos com muitas células não é possível que todas as células façam trocas de gases diretamente com o
5.2 Regulação e crescimento
• Regulação hormonal e homeostasia
ambiente. Existem órgãos e tecidos especiais onde esse processo ocorre. Chamamos superfície respiratória à estrutura que permite a difusão de gases entre as células dos organismos e o ambiente. A troca de gases que ocorre na superfície respiratória chama-se hematose.
Existem diferentes tipos de superfícies respiratórias nos animais, mas todas são tecidos muito finos e húmidos, para que a hematose se possa realizar.
Em muitos animais, como peixes e mamíferos, a difusão dos gases ocorre de forma indireta. Ou seja, ocorre entre o ambiente e um fluido circulante que, depois, leva o oxigénio a todas as células.
Os peixes realizam a hematose através de brânquias. Nalguns peixes estas estão cobertas pelo opérculo. As brânquias têm muitos capilares sanguíneos, para que ocorra difusão de gases entre a água e o sangue que circula nesses capilares das brânquias. A hematose branquial é um processo de difusão indireta.
A circulação da água em sentido oposto ao do sangue é importante. Permite que a água que chega às brânquias tenha sempre maior concentração de oxigénio que o sangue, tornando a sua oxigenação eficaz.
Os vertebrados terrestres, como o búfalo e o homem, fazem trocas gasosas em órgãos chamados pulmões. Os pulmões são formados por milhões de alvéolos, de paredes muito finas e húmidas, envolvidos por capilares. Nos alvéolos ocorre a hematose pulmonar.
Os pulmões enchem e esvaziam periodicamente devido aos movimentos de inspiração, e de expiração, realizados pela caixa torácica. Assim renova-se o ar que se encontra no interior dos alvéolos.
Cada alvéolo pulmonar está rodeado por muitos capilares sanguíneos, permitindo que ocorra a hematose pulmonar, por difusão indireta, entre o ar alveolar e o sangue: quando ocorre a inspiração o ar alveolar fica rico em oxigénio; o oxigénio do ar alveolar difunde para o sangue; o dióxido de carbono do sangue difunde para o ar alveolar; quando ocorre expiração o ar alveolar, rico em dióxido de carbono, é expulso.
✓ Distinguir a excreção no sistema excretor.
As substâncias tóxicas que resultam do metabolismo das células são removidas para a linfa intersticial e desta para o sangue. Os resíduos metabólicos não gasosos que estão no sangue não podem ser eliminados nas superfícies respiratórias. A excreção é o processo que permite eliminar essas substâncias tóxicas.
Os órgãos que fazem a excreção formam o sistema excretor. Em muitos animais aquáticos e terrestres os rins são os órgãos mais importantes desses sistemas excretores.
Os resíduos metabólicos com azoto (amónia, ureia ou ácido úrico) resultam do metabolismo das proteínas e dos ácidos nucleicos e são muito tóxicos, podendo provocar a morte das células se não forem eliminados.
Os animais terrestres, como o homem, produzem urina com ureia dissolvida.
✓ Conhecer as hormonas produzidas pelas glândulas endócrinas e saber as suas funções.
O sistema hormonal, formado por glândulas endócrinas, é um sistema regulador. As células destas glândulas segregam substâncias químicas para a corrente sanguínea. Essas substâncias chamam-se hormonas animais.
Estas hormonas são mensageiros que circulam no sangue até às células-alvo. Ou seja, células com recetores nas suas membranas capazes de reconhecer quimicamente estes mensageiros.
O corpo humano tem muitas glândulas endócrinas. Algumas produzem mais do que uma hormona e regulam várias funções corporais.
• Regulação nervosa
Glândula endócrina Exemplo de hormona Exemplos de funções reguladoras
• Tiroide • Tiroxina • Metabolismo das células
• Pâncreas • Insulina • Entrada de glicose nas células
• Suprarrenais • Adrenalina • Reação a situações de stress
• Ovário
• Testículo
✓ Conhecer a parte que compõem o sistema nervoso humano.
• Estrogénio • Fertilidade feminina
• Testosterona • Fertilidade masculina
O sistema nervoso humano subdivide-se em sistema nervoso central (SNC), formado pelos centros nervosos encéfalo e medula espinal, que se encontram respetivamente no crânio e na coluna vertebral e o sistema nervoso periférico (SNP), representado pela rede de nervos que chega a todas as partes do corpo [Figura 5.2.3]. As mensagens nervosas possuem uma grande velocidade.
✓ Saber as suas funções do sistema nervoso humano.
O SNC é responsável pela interpretação de informação, decidindo a reação mais adequada; o SNP, existindo em todos os tecidos do corpo, transmite informações para os centros nervosos.
Um nervo é formado por um conjunto de várias fibras nervosas envolvidas por uma membrana. Cada uma das fibras é um conjunto de prolongamentos de células nervosas que se chamam neurónios. Os nervos sensitivos conduzem as mensagens captadas ao nível dos órgãos recetores (ex. pele, olho…); esses estímulos são depois conduzidos para os centros nervosos. Os nervos motores, por outro lado, transmitem mensagens dos centros decisores até aos órgãos efetores (ex. músculos e glândulas) que dão a resposta.
✓ Conhecer as zonas diferentes de neurónios.
Os neurónios são as unidades fundamentais do sistema nervoso e têm várias zonas diferentes: as dendrites, o corpo celular e o axónio. Nos animais vertebrados, o axónio é coberto por uma camada protetora de mielina. O neurónio tem zonas bem diferentes.
[1] Corpo celular – contém o núcleo e a maioria do citoplasma e organelos celulares;
[2] Dendrites – prolongamentos que recebem os estímulos;
[3] Arborização terminal – zona terminal do neurónio, muito ramificada, que permite a passagem de estímulos a outras células;
[4] Axónio – grande prolongamento do corpo;
[5] Mielina – formada por células que se enrolam à volta do axónio.
5.3 Práticas de produção animal e biotecnologia
• Controlo de pragas e doenças
6. Biodiversidade, evolução e classificação
6.1 Evolução biológica
✓ Entender a definição de praga.
Existem doenças que podem afetar rapidamente um grande número de animais. Muitas vezes chamamos praga ao conjunto de organismos indesejados que afetam, direta ou indiretamente, as atividades do homem, atacando os seus animais, causando doenças, ou invadindo e prejudicando os seus ecossistemas.
✓ Identificar agentes causadores de doenças nos animais.
Os agentes que causam doenças aos animais podem ser variados. Podem ser bactérias, fungos, vírus, protozoários, ou mesmo outros animais parasitas (ex. carraças ou lombrigas), que utilizam o corpo dos animais para obterem nutrientes ou habitats.
✓ Compreender a ideia de evolucionismo.
Evolucionismo - pensamento que defende que espécies atuais não são as mesmas que existiram no passado, podendo ter origem comum.
O evolucionismo baseia-se em dados científicos e defende que a biodiversidade terá sofrido modificações, ou seja, terá ocorrido evolução das espécies.
✓ Analisar as diferenças entre a ideia de Lamarkhismo e Darwinismo.
O francês Jean-Baptiste de Lamarck (1744 – 1829) foi um dos primeiros naturalistas a defender ideias evolucionistas e a explicar o mecanismo evolutivo. O pensamento de Lamarck ficou conhecido como lamarckismo.
No início do século XIX (em 1809), Lamarck defendeu que as espécies não eram imutáveis. Pelo contrário, podiam transformar-se, adquirindo formas mais adaptadas às condições do ambiente, e depois transmitir essas novas caraterísticas aos seus descendentes.
Para Lamarck o processo de transformação e evolução das espécies baseia-se em duas ideias essenciais:
Lei do uso e do desuso – Sempre que ocorrem alterações ambientais os seres vivos têm de adaptar-se para poderem sobreviver e reproduzir-se nas novas condições. Assim, a necessidade pode criar um órgão e o seu uso modificá-lo, ou desenvolvê-lo. Pelo contrário, se um órgão deixar de ser usado atrofia e pode desaparecer.
Lei dos carateres adquiridos – As modificações que ocorrem nos seres vivos, devido ao uso ou desuso de órgãos, são transmitidas à descendência. A adaptação pode ser progressiva, ao longo de várias gerações.
O pensamento evolucionista proposto por Lamarck não foi bem aceite na sua época, pelo que o pensamento fixista continuou a dominar durante muitos anos.
O pensamento evolucionista só começou a ser aceite no final do século XIX, com os naturalistas ingleses Charles Darwin e Alfred Wallace.
Em 1859, Darwin publicou o livro Origem das Espécies. Neste livro explicou a sua teoria evolucionista baseada em mecanismos de seleção natural. Na mesma época, outro naturalista chamado Alfred Wallace, que tinha vivido na zona da Malásia e Indonésia, chegou a conclusões semelhantes após ter estudado durante anos a biodiversidade dessa zona. Atualmente, as ideias de Darwin e de Wallace são conhecidas por darwinismo. O darwinismo afirma que as espécies nunca foram imutáveis: as espécies atuais surgiram a partir de outras que existiam no passado, devido a fenómenos de seleção natural.
Para Darwin os seguintes aspetos explicavam o mecanismo de evolução das espécies:
• A reprodução sucessiva dos indivíduos aumenta a população. Este aumento de população causa competição pelo
alimento, pelo espaço ou por outros fatores importantes à sobrevivência.
• Numa população os seres vivos não são todos iguais. Assim, há seleção natural a favor dos indivíduos mais aptos. Ou seja, aqueles que têm caraterísticas que lhes dão vantagens face às condições ambientais são os que mais sobrevivem pois são os mais adaptados ao meio ambiente.
• Os indivíduos mais adaptados reproduzem-se mais do que os outros, transmitindo as suas caraterísticas aos descendentes. Assim, a longo prazo, as populações podem tornar-se diferentes e mais adaptadas ao meio em que vivem.
✓ Explicar como a anatomia comparada pode ser usada como evidência da evolução.
A comparação dos aspetos morfológicos externos e internos de seres vivos foi sempre interessante para os estudiosos, pois pode ser feita de forma simples e barata. A estes estudos chama-se anatomia comparada.
A anatomia comparada permitiu verificar que há caraterísticas comuns na anatomia de espécies diferentes e com modos de vida diferentes entre si. Por exemplo, ao compararmos esqueletos ou órgãos de indivíduos atuais com os de indivíduos fósseis (que viveram há milhares de anos), podemos prever a evolução dessas estruturas ao longo dos anos.
✓ Entender as estruturas homólogas, estruturas análogas e estruturas embrionárias.
Estruturas homólogas - estruturas que têm o mesmo padrão de organização e origem semelhante, mas podem ter funções diferentes.
Estruturas análogas - estruturas que têm diferente padrão de organização e origem diferente, mas funções semelhantes. Estruturas embrionárias – estruturas que estão presentes nas primeiras etapas do desenvolvimento dos embriões. Verifica-se que diferentes espécies de seres vivos possuem estruturas homólogas. Significa que possuem estruturas (ex. órgãos) que servem para desempenhar funções muito diferentes, mas que apresentam uma estrutura semelhante.
Nas plantas há homologias nas folhas. Ou seja, as folhas podem estar modificadas para desempenhar funções adaptadas às condições do meio em que a espécie habita.
O estudo comparado da anatomia de animais vertebrados mostra que estes animais possuem homologias ao nível dos seus membros anteriores. Sapo, coelho, lagarto, baleia, cavalo e pombo estão adaptados a modos de vida diferentes, mas os seus membros anteriores têm uma organização semelhante, ou seja, têm os mesmos ossos em posição semelhante.
Em termos evolucionistas, os seres vivos que possuem estruturas homólogas tiveram antepassados comuns. As diferenças atuais resultam da forma como a seleção natural atuou sobre os seres vivos que colonizaram diferentes meios, permitindo que sobrevivessem e se reproduzissem mais aqueles que eram mais aptos.
Podemos concluir que quando surgem diferentes formas a partir de um mesmo ancestral primitivo houve uma evolução divergente. Não houve formação de novas estruturas, mas sim a seleção daquelas que melhor respondiam às exigências do meio.
Alguns seres vivos têm órgãos com origem embrionária diferente e com organização diferente, mas que desempenham a mesma função (órgãos análogos). Por exemplo, as aves e os insetos possuem asas que lhes permitem deslocar-se no ar, embora essas estruturas tenham uma anatomia diferente.
Outro exemplo: peixes (ex. tubarão) e mamíferos aquáticos (ex. golfinho) têm uma forma e um revestimento do corpo que lhes facilita a deslocação na água.
As estruturas anatómicas que têm diferente organização e diferente origem embrionária, mas que servem a mesma função num determinado meio, consideram-se estruturas análogas. Em termos evolucionistas considera-se que o seu
• Classificação dos seres vivos
aparecimento em espécies diferentes terá ocorrido pelo facto dos ancestrais destes seres terem colonizado os mesmos habitats. A seleção natural favoreceu a sobrevivência e a reprodução dos indivíduos com adaptações semelhantes, ou seja, favoreceu a evolução convergente de espécies diferentes.
A comparação do desenvolvimento dos embriões (desenvolvimento embrionário) de diferentes espécies pode mostrar semelhanças que não são visíveis nas fases finais do seu desenvolvimento.
O estudo dos embriões de animais que têm uma coluna dorsal com vértebras (peixe, anfíbio, réptil, ave e mamífero) mostra que, nas primeiras fases de vida, existem estruturas comuns.
Por exemplo, todos os embriões de vertebrados começam por ter um coração com duas cavidades; esta estrutura mantém-se no desenvolvimento dos peixes, mas evolui para três cavidades nos anfíbios e para quatro cavidades em aves e mamíferos.
Quando se encontram semelhanças nos embriões de algumas espécies, estas são interpretadas como tendo havido um ancestral comum a essas espécies.
✓ Analisar as diferenças entre sistemas de classificações práticos com racionais.
Os sistemas de classificação práticos chamam-se assim porque o critério que o homem segue para agrupar os seres vivos tem por base os seus interesses, isto é, estes sistemas baseiam-se em critérios utilitários e não nas caraterísticas dos seres vivos (ex: perigosos / não perigosos; selvagens / domésticos; venenosos / não venenosos).
Ao longo da história muitos pensadores dedicaram-se ao estudo científico das caraterísticas dos seres vivos, criando sistemas de classificação racionais. Estes sistemas de classificação são baseados em caraterísticas objetivas, como morfologia, anatomia ou fisiologia dos próprios seres vivos.
Os sistemas de classificação racionais estão sempre em permanente atualização, pois os avanços científicos e tecnológicos permitem estudar melhor os seres vivos, conhecendo aspetos cada vez mais específicos, como por exemplo a ultraestrutura das suas células ou as suas biomoléculas.
✓ Analisar os sistemas de classificações racionais artificiais e sistemas de classificações racionais naturais.
Se os sistemas de classificação racionais se baseiam num pequeno número de caraterísticas chamam-se sistemas racionais artificiais, porque são limitados e fáceis de utilizar. Por outro lado, se os sistemas de classificação usam um elevado número de caraterísticas chamam-se sistemas racionais naturais, pois são mais adequados, mas mais difíceis de utilizar por quem tem poucos conhecimentos de biologia.
✓ Compreender as chaves dicotômicas. Para facilitar o processo de classificação constroem-se, muitas vezes, chaves dicotómicas. As chaves dicotómicas são diagramas organizados em conjuntos de duas alternativas mutuamente exclusivas (não podem ser escolhidas as duas ao mesmo tempo) que encaminham para grupos diferentes. Podem usar-se números ou letras para indicar o caminho a seguir. Estas chaves dicotómicas são feitas para classificar grupos específicos de seres vivos, e não todas as espécies existentes.
✓ Saber o conceito de Taxonomia.
A Taxonomia é um ramo da Biologia que se ocupa da classificação dos seres vivos. Define categorias para agrupar os seres vivos consoante o seu grau de semelhança e atribui-lhes um nome específico.
✓ Conhecer os taxas principais.
Uma categoria (qualquer que seja) chama-se taxon. O conjunto de mais do que uma categoria chama-se taxa. Os taxa principais são: Domínio; Reino; Filo; Classe; Ordem; Família; Género; Espécie.
✓ Analisar a classificação taxonómica de algumas plantas utilizadas na alimentação humana.
TAXA BATATEIRA MILHO PAPAIA TOMATE
Reino Plantae Plantae Plantae Plantae
Filo Spermatophyta Spermatophyta Spermatophyta Spermatophyta
SubFilo Angiospermae Angiospermae Angiospermae Angiospermae
Classe Magnoliopsida Liliopsida Magnoliopsida Magnoliopsida
SubClasse Dicotiledonea Monocotiledonea Dicotiledonea Dicotiledonea
Ordem Solanales Poales Brassicales Solanales
Família Solanaceae Poaceae Caricaceae Solanaceae
Género Solanum Zea Carica Solanum
Espécie Solanum tuberosum Zea mays Carica papaya Solanum lycopersicum
✓ Saber a definição do termo binomial nomenclatura.
No século XVIII, Lineu estabeleceu que as espécies deveriam ter um nome em latim formado por duas palavras. Este sistema ficou conhecido por nomenclatura binominal que por ser tão funcional ainda hoje se utiliza. O sistema binominal veio simplificar o sistema polinominal, mais antigo, que nomeava os seres vivos descrevendo algumas das suas caraterísticas.
Na nomenclatura binomial, cada espécie apresenta sempre um nome composto por duas palavras em latim, escritas em itálico, ou sublinhadas se forem manuscritas. Para designar a espécie humana escreve-se Homo sapiens, ou Homo sapiens. No nome de uma espécie, o primeiro termo corresponde ao género e escreve-se com a letra inicial em maiúscula; o segundo termo corresponde ao restritivo específico e escreve-se sempre em letra minúscula.
✓ Saber o sistema de classificação de Whittaker e sistema de classificação em três (3) domínios.
Nos anos de 1970 Whittaker apresentou um sistema de classificação organizado em 5 reinos: Monera, Fungi, Protista, Plantae e Animalia. Nessa altura, o reino era considerado o taxon mais abrangente.
Este sistema de classificação baseou-se sobretudo em dados de morfologia dos organismos. Mas outros aspetos foram também usados: caraterísticas celulares dos organismos, nomeadamente tipo de células que tinham (procariótica ou eucariótica), a complexidade da organização celular do organismo (se é unicelular ou pluricelular); aspetos de nutrição dos seres vivos (absorção, ingestão …); papel que os organismos têm nos ecossistemas (produtores, consumidores…).
Nos anos de 1980 as investigadoras Margulis e Schwartz sugeriram alterações ao sistema de classificação de Whittaker, face aos novos dados científicos de ultraestrutura celular e de metabolismo.
Defenderam: que se passasse a utilizar uma categoria taxonómica superior ao reino, designada domínio; e que se distinguissem os seres procariontes em duas grandes divisões taxonómicas.
Durante muito tempo, os seres com células procarióticas foram designados bactérias, pensando-se que eram todos
semelhantes. A partir dos anos de 1970 os biólogos descobriram que afinal existem grandes diferenças entre os procariontes.
Nos anos de 1990, Woese e colaboradores mostraram que os seres procariontes podiam ter caraterísticas bioquímicas e genéticas muito diferentes. Defenderam que essas caraterísticas deviam servir para classificá-los de forma distinta, bem como para relacioná-los filogeneticamente com os outros seres.
Atualmente considera-se que os seres vivos podem ser classificados em 3 domínios: Bacteria, Archaea e Eukarya. Estes domínios estão acima do taxon reino.
Sabemos que todos os seres vivos, independentemente do domínio a que pertencem, possuem algumas caraterísticas comuns, mas há muitas outras caraterísticas que não são comuns e podem ser usadas para distinguir e classificar os seres vivos em 3 domínios diferentes.
REINOS
Espécie A
ORGANIZAÇÃO
CELULAR E NÍVEL DE COMPLEXIDADE
NUTRIÇÃO
INTERAÇÃO NOS
ECOSSISTEMAS
MONERA PROTISTA FUNGI PLANTAE ANIMALIA
Procarionte Unicelular ou em colónias
Absorção, Fotossíntese ou Quimiossíntese
Microconsumidor ou Produtor
EXEMPLOS DE SERES VIVOS Bactérias
Eucarionte Unicelular, em colónias ou multicelular
Absorção, Ingestão ou Fotossíntese
Microconsumidor, Macroconsumidor ou Produtor
Algas, Paramécia, Amiba, Plasmódio
Eucarionte Unicelular, em colónias ou multicelular
Eucarionte Multicelular com diferenciação
Eucarionte Multicelular com diferenciação
Absorção Fotossíntese Ingestão
Microconsumidor Produtor Macroconsumidor
Leveduras, Cogumelos, Bolores
Musgos, Fetos, Árvores Esponjas do mar, Caracóis, Aves
3 12o ano 7. Crescimento e renovação dos organismos
7.1 Síntese proteica
• Estrutura a função dos ácidos nucleicos
• Síntese proteica
CARATERÍSTICA CELULAR DOMÍNIO
Archaea Bacteria Eukarya
Presença de núcleo definido na célula
Presença de organelos na célula
Estrutura dos lípidos da membrana
Tamanho dos ribossomas (medido pela unidade S)
Alguns seres são fotossintéticos com clorofilas
Alguns seres produzem gás metano
Alguns seres suportam condições extremas (temperatura, salinidade ou pH)
ausente ausente presente ausente ausente presente ramificados não ramificados não ramificados pequenos (70S) pequenos (70S) grandes (80S)
Não Sim Sim
Sim Não Não
Sim Não Não
✓ Identificar os dois tipos de ácidos nucleicos. Nas células existem dois tipos de ácidos nucleicos: ácido desoxirribonucleico (DNA ou ADN) e o ácido ribonucleico (RNA ou ARN). É no DNA que está contida a informação genética responsável pelas caraterísticas do organismo, nomeadamente a sua forma, tamanho e grau de complexidade. Os organismos de uma espécie têm sempre a mesma quantidade de DNA. A quantidade de RNA varia nos organismos conforme o grau de atividade metabólica das células ou a sua idade.
✓ Conhecer a estrutura dos ácidos nucleicos.
As moléculas de DNA e de RNA são polímeros de nucleótidos, ou seja, são macromoléculas formadas pela adição repetida de subunidades chamadas nucleótidos. Os nucleótidos, por sua vez, formam-se a partir de três constituintes: ácido fosfórico, pentose e base azotada acido fosfórico - Este grupo tem fósforo (P) na sua composição, para além de ter carbono (C), oxigénio (O) e hidrogénio (H). Este grupo dá caraterísticas de ácido ao DNA e ao RNA.
Pentose - Este grupo é um açúcar com 5 carbonos. No DNA a pentose é a desoxirribose (C5H10O4), mas no RNA é a ribose (C5H10O5). O nome deste açúcar serve para definir o nome do ácido nucleico.
Base azotada - são compostos que têm azoto (N) na sua composição. Há cinco bases azotadas diferentes nos ácidos nucleicos: duas destas bases têm dois anéis: Adenina (A) e Guanina (G). As outras três bases têm um anel simples: Timina (T), citosina (C) e uracilo (U). A timina (T) só existe no DNA, enquanto o uracilo (U) só está presente no RNA.
As ligações entre as bases complementares são sempre: adenina com timina (A-T) e citosina com guanina (C-G).
Qualquer molécula de RNA é constituída por uma cadeia simples de nucleótidos. As cadeias de RNA podem ter várias formas, linear ou dobrada, de acordo com as funções que têm na célula. As cadeias de RNA têm tamanhos variáveis, mas são mais pequenas do que as de DNA.
A molécula de DNA é sempre constituída por duas cadeias antiparalelas de nucleótidos, ligadas e enroladas em dupla hélice.
ribossomais
✓ Saber as funções dos ácidos nucleicos.
unidade grande unidade pequena
O DNA contém os genes, ou seja, a informação genética responsável pela síntese das proteínas fundamentais ao organismo. são estas proteínas que vão originar as caraterísticas do organismo (ex. cor da pele e do cabelo…). Quando se forma uma nova célula, o DNA transporta a informação genética da célula original. O conjunto dos genes de um organismo chama-se genoma.
A polimerização dos nucleótidos do RNA faz-se com base no código genético (sequência de nucleótidos) do DNA.
O RNA tem um papel intermediário entre o DNA e as proteínas, pois participa na descodificação do código genético inscrito do DNA para sintetizar proteínas.
✓ Descrever o papel que cada um dos tipos de RNA desempenha na síntese de proteínas.
Há vários tipos de RNA:
RNA mensageiro (RNAm) – contém uma cópia da informação que está contida nos genes e que vai ser usada para sintetizar as proteínas;
RNA de transferência (RNAt) – é uma molécula de RNA dobrada de forma especial; liga e transporta aminoácidos durante a síntese de proteínas no citoplasma;
RNA ribossomal (RNAr) – é uma molécula constituinte dos ribossomas que são estruturas pequenas envolvidas na síntese de proteínas.
✓ Saber o processo de transcrição e tradução.
Para haver síntese de proteínas é preciso copiar a sequência de nucleótidos do DNA para uma molécula RNA, por um processo chamado transcrição. Depois a informação genética do RNA tem de ser transportada para o citoplasma onde será usada para ordenar aminoácidos e sintetizar proteínas, num processo chamado tradução.
Transcrição - processo de copiar a informação genética dos genes (DNA) para o RNA mensageiro.
Tradução - síntese de proteínas a partir da sequência de nucleótidos de RNA mensageiro.
✓ Conhecer os codogenes do DNA.
Codogene – é uma sequência de três nucleótidos (tripleto) da molécula de DNA que codifica uma sequência
complementar de 3 nucleótidos do RNA mensageiro (codão).
✓ Escrever a sequência de RNAm complementar da cadeia de DNA.
✓ Identificar em que local da célula ocorre as etapas de transcrição e tradução.
A tradução ocorre no citoplasma e permite que sejam sintetizadas proteínas a partir da mensagem genética contida numa molécula de RNA mensageiro (RNAm).
durante a tradução os codões do RNAm vão definir a sequência de aminoácidos que devem ser ligados para formar a proteína. Cada proteína tem uma sequência específica e única de aminoácidos.
Cada aminoácido é transportado por uma molécula de RNAt específica.
Cada RNAt tem um tripleto – chamado anticodão que é complementar de um codão de RNAm. Esta complementaridade permite ordenar corretamente os aminoácidos.
✓ Identificar os codões.
A descodificação do significado de todos os codões foi uma das maiores conquistas da biologia na segunda metade do século XX e chama-se código genético.
Codão é uma sequência de três nucleótidos (tripleto) da molécula de RNAm que codifica uma sequência complementar de 3 nucleótidos do DNA (codogene) e é também complementar do tripleto do RNAt que transporta um aminoácido específico.
O código genético tem as seguintes caraterísticas:
• Cada codão codifica sempre o mesmo aminoácido – NÃO AMBIGUIDADE.
• Um aminoácido pode ser codificado por diferentes codões que, geralmente, só diferem no último nucleótido do tripleto: por exemplo, o aminoácido glicina pode ser codificado pelos codões GGU, GGC, GGA e GGG - REDUNDÂNCIA.
• Existe um codão de iniciação: trata-se de AUG. Trata-se de um tripleto que marca o início da síntese proteica e
7.2 Mitose e ciclo celular
• Ciclo celular codifica o aminoácido metionina.
• Existem três codões que terminam a síntese proteica: UAA, UAG ou UGA. Estes tripletos chamam-se codões de terminação ou de finalização e não codificam nenhum aminoácido.
• O código genético é UNIVERSAL, isto é, um determinado codão tem o mesmo significado em todos os organismos.
✓ Identificar os aminoácidos que serão ligados pelo RNAt.
✓ Saber o conceito de célula.
A célula é a unidade básica de estrutura e função de todos os seres vivos, unicelulares e multicelulares.
✓ Entender o ciclo celular.
O conjunto de processos que acontecem numa célula, desde que a célula se forma até que ela conclui o seu processo de divisão, originando outras células idênticas, chama-se ciclo celular.
✓ Saber as etapas do ciclo celular.
Durante o ciclo celular podemos considerar duas importantes fases: Interfase (período G1, período S e período G2) e fase mitótica (mitose – prófase, metáfase, anafase e telófase – e citocinese).
• Fase mitótica
✓ Entender as duas etapas da fase mitótica.
A fase mitótica é constituída por duas etapas essenciais para a formação das células-filhas:
• Mitose – Etapa em que ocorre o enrolamento dos filamentos de DNA e proteínas de modo a ser possível a separação dos cromatídios de cada cromossoma, seguindo-se a formação de dois novos núcleos;
• Citocinese – Etapa em que corre a divisão do citoplasma para formar duas células individualizadas.
✓ Identificar as quatro fases distintas da Mitose.
A mitose desenvolve-se ao longo de quatro fases distintas: Profase, Metafase, Anafase e Telofase. Profase - é a fase mais longa da mitose. Nesta fase há condensação dos cromossomas, o que os torna mais curtos e grossos devido ao enrolamento progressivo dos filamentos de DNA. devido a este processo os dois cromatídios podem tornar-se visíveis ao microscópio ótico. Nas células animais, cada centríolo migra para um polo da célula e o invólucro nuclear desorganiza-se e desaparece.
Metafase – é a fase em que os cromossomas atingem o seu máximo de condensação e ficam muito curtos e grossos, com o centrómero na zona central, ou equatorial, da célula. Forma-se o fuso acromático, ou seja, filamentos de proteínas (microtúbulos) que ligam os centrómeros aos dois centríolos localizados em cada um dos polos da célula
Anafase – é a fase em que o centrómero se rompe e os cromatídios, que constituem cada cromossoma, se separaram, movendo-se em direção aos polos da célula. No final da anafase, cada polo da célula tem um conjunto de cromossomas idênticos, cada um constituído por um cromatídio.
Telofase – é a fase em que o fuso acromático desaparece. Os cromossomas deixam de estar condensados e tornam-se de novo finos e dispersos. Em cada um dos polos, à volta do material cromossómico, forma-se o invólucro nuclear e a célula começa a adquirir um aspeto semelhante ao da interfase. No final da telofase a célula tem dois núcleos idênticos entre si e também idênticos ao núcleo original.
8. Reprodução e variabilidade dos seres vivos
8.1 Meiose e fecundação
• Meiose como processo de formação de células reprodutoras
✓ Conhecer o processo de divisão da meiose.
A meiose é o processo de divisão celular que forma células com metade do número de cromossomas da célula original e explica a variabilidade dos seres que se reproduzem sexuadamente.
Por exemplo uma célula diploide (com 2n cromossomas) origina quatro células haploides (com n cromossomas).
As células-filhas resultantes deste processo de divisão celular (meiose) têm metade da informação genética da célulamãe, ou seja, metade do número de cromossomas da célula inicial.
Na meiose ocorrem duas divisões consecutivas, que são denominadas divisão I (reducional) e divisão II (equacional). Cada uma dessas divisões segue o padrão de acontecimentos nucleares já estudados na mitose: profase, metafase,
• Comparação entre mitose e meiose
anafase e telofase.
Entre a divisão I e a divisão II não ocorre interfase.
Na prófase I há emparelhamento dos cromossomas homólogos, forma-se a tétrada cromatídica e ocorre crossing-over. Na anafase I ocorre separação dos cromossomas homólogos.
Na anafase II os centrómeros partem-se e os cromatídios separam-se, migrando para os polos cromossomas com um cromatídio cada.
✓ Comparar as características de mitose e meiose.
Mitose
• Permite crescer e reparar os tecidos. Pode ocorrer na maior parte das células dos organismos.
• Origina duas células, com quantidade de DNA e número de cromossomas iguais aos da célula original.
• Não há emparelhamento de cromossomas homólogos nem possibilidade de crossing-over.
• A informação genética das células finais é igual à da célula inicial.
• O centrómero divide-se na anafase.
• só ocorre uma divisão.
Meiose
• Ocorre em órgãos reprodutores. Permite formar células haploides (gâmetas ou esporos).
• Origina quatro células com quantidade de DNA e número de cromossomas metade dos da célula original.
• Há emparelhamento de cromossomas homólogos com possibilidade de crossing-over.
• A informação genética das células finais é diferente entre si e diferente da célula inicial, devido à separação aleatória dos homólogos e à ocorrência de crossing-over.
• O centrómero divide-se apenas na anafase II.
• Ocorrem duas divisões sucessivas. A divisão II é semelhante à Mitose.
8.2 Ciclos de vida, reprodução e variabilidade
• Reprodução assexuada
✓ Compreender a reprodução assexuada.
A reprodução assexuada acontece sempre que um indivíduo origina um ou mais indivíduos geneticamente iguais entre si e ao próprio progenitor, que se designam clones.
A reprodução assexuada está associada à divisão celular por mitose, por isso não traz variabilidade genética às populações que são originadas deste modo. A reprodução assexuada é geralmente mais simples do que a reprodução sexuada pelo que permite uma colonização rápida de ambientes que sejam favoráveis.
✓ Conhecer os vários processos da reprodução assexuada.
Os processos de reprodução assexuada são muito diversificados, variando de espécie para espécie.
Os seres unicelulares dividem-se por mitose formando duas células-filhas geneticamente iguais.
• Reprodução sexuada
Quando a citocinese divide o citoplasma em duas partes iguais o processo de reprodução assexuada chama-se bipartição
Quando a citocinese divide a célula inicial em duas células de tamanho muito diferente, o processo de reprodução assexuada chama-se gemulação.
As paramécias são protozoários de água doce que se dividem por bipartição, enquanto as leveduras são fungos unicelulares que se reproduzem assexuadamente por gemulação
Em algumas espécies multicelulares, algumas células da superfície do corpo dividem-se por mitoses sucessivas. Começa a surgir uma saliência (chama-se gema ou gomo) que acaba por originar um novo ser vivo, cópia do progenitor. Ocorre, por exemplo, em cnidários de água doce como a Hydra. Este processo também é designado gemulação, mas não deve ser confundido com o que ocorre nos seres unicelulares.
A fragmentação é um processo de reprodução assexuada que consiste em obter vários indivíduos a partir de fragmentos de um progenitor, regenerando por mitose as partes do corpo que faltam.
A fragmentação ocorre em alguns animais simples como a estrela-do-mar ou a planária. Na estrela-do-mar, o fragmento tem que conter uma parte da zona central do progenitor, para que a regeneração ocorra; no caso da planária qualquer fragmento do corpo pode regenerar um novo ser.
Esta capacidade de regeneração está relacionada com a presença de células totipotentes nos fragmentos. Outros seres vivos, como as algas (ex. espirogira) também se reproduzem por fragmentação. Quando ocorre em plantas chama-se propagação vegetativa. A propagação vegetativa é um processo de reprodução assexuada muito comum em plantas e pode ocorrer de forma natural ou provocada pelo homem. Os casos mais comuns de propagação vegetativa ocorrem a partir de caules subterrâneos, como por exemplo os rizomas, os tubérculos ou os bolbos. Também pode acontecer a partir de caules aéreos, como os estolhos, ou por enraizamento de folhas. A propagação vegetativa tradicional utiliza, por exemplo, processos de estacaria, mergulhia e alporquia em caules
✓ Compreender a reprodução sexuada.
A reprodução sexuada ocorre quando há união de células reprodutoras. Estas células especializadas chamam-se gâmetas. Nos animais diploides os gâmetas formam-se por meiose e são células haploides. Nos organismos que se reproduzem de forma sexuada os processos de meiose e fecundação são interdependentes. Durante a fecundação há a fusão dos núcleos dos gâmetas, um de origem materna e outro de origem paterna, de modo a formar o ovo ou zigoto. Este por mitoses sucessivas forma depois um novo indivíduo.
A reprodução sexuada exige maior gasto de energia do que a reprodução assexuada, mas garante uma maior diversidade às populações. desse modo, a reprodução sexuada garante uma maior capacidade de sobrevivência às variações do meio ambiente a todas as espécies que se reproduzem desta forma.
✓ Conhecer os diferentes gâmetas dos animais: masculino e feminino.
Na maioria dos animais são produzidos dois gâmetas diferentes – os masculinos são os espermatozoides e os femininos são os óvulos. Ambos são produzidos através da meiose em estruturas especializadas: os espermatozoides nos testículos e os óvulos nos ovários
8.3 Reprodução e saúde humana
✓ Saber as funções dos testículos e ovários.
Os testículos e os ovários têm como função produzir gâmetas e hormonas, respetivamente espermatozoides e testosterona e óvulos e progesterona e estrogénio.
✓ Conhecer os indivíduos hermafroditas.
Alguns indivíduos têm a possibilidade de produzir os dois tipos de gâmetas, pois têm as estruturas produtoras de gâmetas masculinos e femininos: designam-se por hermafroditas.
Os indivíduos hermafroditas (animais ou plantas) podem produzir os gâmetas masculinos e femininos ao mesmo tempo, podendo ocorrer autofecundação.
✓ Conhecer os órgãos internos e externos masculinos e suas respetivas funções.
Órgãos externos - Os genitais masculinos de muitos mamíferos terrestres são formados pelo pénis e pelo escroto que é uma bolsa de pele que contém os testículos. A zona terminal do pénis chama-se glande e tem o orifício da uretra; é uma zona com muitas terminações nervosas que pode estar coberta por uma prega de pele chamada prepúcio.
Órgãos internos - Internamente o sistema reprodutor masculino inclui: gónadas, vias genitais e glândulas anexas.
Gónadas – testículos que produzem espermatozoides e hormonas masculinas.
Vias genitais – uretra, tubos deferentes e epidídimos.
Glândulas anexas – próstata e vesículas seminais que segregam líquidos que fazem parte do esperma.
O pénis contém a uretra. Este canal é comum aos sistemas urinário e reprodutor: permite a saída da urina (micção) produzida nos rins, e permite a saída do esperma (ejaculação) formado nos órgãos reprodutores masculinos. Os dois processos nunca ocorrem ao mesmo tempo.
O pénis permite colocar os espermatozoides no sistema reprodutor feminino.
Os testículos são formados por canais muito finos chamados tubos seminíferos. Os tubos seminíferos unem-se à saída do testículo, originando o canal epidídimo. No interior dos tubos seminíferos formam-se os espermatozoides. Entre os tubos seminíferos há muitos capilares sanguíneos e células que produzem a hormona masculina testosterona.
Os espermatozoides ficam durante algum tempo no epidídimo onde completam o seu desenvolvimento. Quando seguem pelos tubos deferentes, em direção ao exterior, juntam-se às secreções da próstata e das vesículas seminais formando-se o esperma. O líquido das vesículas seminais é rico em frutose que serve de nutriente energético para os espermatozoides. O líquido da próstata tem um pH alcalino e garante que os espermatozoides se movimentem e
sobrevivam quando são lançados no sistema reprodutor feminino.
✓ Conhecer os órgãos internos e externos femininos e suas respetivas funções.
Órgãos externos - Os genitais femininos são formados por um conjunto de estruturas a que se chama vulva: mais externamente há duas grandes pregas de pele que protegem o clitóris (rico em terminações nervosas), o orifício urinário e orifício vaginal. Na mulher, os sistemas urinário e reprodutor estão completamente separados.
Órgãos internos - Internamente o sistema reprodutor feminino tem gónadas e vias genitais.
Gónadas – ovários que produzem ovócitos e hormonas femininas.
Vias genitais – trompas de Falópio, útero e vagina.
Os ovários produzem as células reprodutoras e produzem as hormonas femininas estrogénio e progesterona. Os ovários funcionam de forma cíclica e apenas um de cada vez.
As trompas de Falópio são canais que comunicam com o útero. Também recolhem as células reprodutoras libertadas pelo ovário. É nas trompas que pode ocorrer a fecundação.
O útero tem paredes muito grossas de tecido muscular (chama-se miométrio) e, internamente, é revestido por um tecido rico em vasos sanguíneos que se chama endométrio. Quando há fecundação o novo ser humano desenvolve-se no endométrio do útero.
A vagina é o canal que liga o útero ao exterior. É uma estrutura bastante flexível que permite a deposição dos espermatozoides para que a fecundação aconteça e possibilita o parto.
✓ Saber os conceitos de puberdade e fecundação.
Puberdade - período em que ocorre o desenvolvimento de caraterísticas sexuais secundárias em ambos os sexos por ação das hormonas sexuais produzidos pelas gónadas.
Na puberdade os testículos desenvolvem-se e começam a produzir testosterona. A testosterona circula em todo o corpo, fazendo desenvolver os órgãos reprodutores e também os carateres sexuais secundários masculinos (ex. crescimento de pelos, mudança de voz, ou desenvolvimento do esqueleto e músculos).
Na puberdade os ovários desenvolvem-se e começam a produzir progesterona e estrogénio. O estrogénio circula em todo o corpo, fazendo desenvolver os órgãos reprodutores e também os carateres sexuais secundários femininos (ex. crescimento de pelos, desenvolvimento das mamas, ou deposição de tecido adiposo).
A fecundação ocorre quando o ovócito II encontra espermatozoides na trompa;
A fecundação inclui as seguintes etapas: reação acrossómica, formação do óvulo, fusão dos núcleos dos gâmetas (entrada do núcleo masculino no ovócito II) e formação do ovo (união dos núcleos haploides - cariogamia), a que também se pode chamar zigoto.
✓ Conhecer os métodos de controlo da reprodução.
Alguns exemplos de métodos de controlo da reprodução são: Preservativos – funcionam como barreiras e impedem o encontro dos gâmetas. Impedem a propagação da maioria das DST (ex., impedem a propagação do vírus da SIDA). O preservativo masculino é o mais conhecido. se forem corretamente utilizados, são muito eficazes.
Dispositivo Intrauterino (DIU) – trata-se de um pequeno objeto que o médico coloca no útero da mulher, para que não haja nidação. Pode ser colocado em mulheres que já tiveram filhos. Não evita o contágio das DST.
Espermicidas – são geralmente cremes, receitados pelos técnicos de saúde, para destruir os gâmetas masculinos. Devem
9. Biodiversidade e patrimônio genético
9.1 Hereditariedade
• As experiências de Mendel
usar-se com outros métodos, pois têm eficácia reduzida. Não evitam o contágio de DST. Hormonais (pílula, adesivo e implantes) – o aumento das hormonas femininas no sangue da mulher, provoca retroalimentação negativa sobre o complexo hipotálamo/hipófise, inibindo a produção de FSH e LH. Sem estas hormonas, não há estimulação ovárica e, por isso, não crescem folículos e não há ovulação. O endométrio pode desenvolver-se um pouco, mas não fica preparado para a nidação. Pode ocorrer menstruação. O técnico de saúde pode aconselhar à mulher diferentes tipos de métodos de distribuição de hormonas (comprimidos [pílula contracetiva] – as hormonas são ingeridas diariamente; [adesivo com hormonas] – colado à pele durante vários dias, liberta hormonas que atingem o sangue; [injeção de hormonas]; [implante subcutâneo] – uma pequena barra com hormonas é colocada sob a pele do antebraço, pelo médico.
Cirurgia –homens e mulheres podem submeter-se a cirurgias que interrompem as suas vias reprodutoras. Este método de bloqueio das trompas; na mulher chama-se laqueação, nos homens chama-se vasectomia. É eficaz, mas é irreversível. Não previne o contágio das DST.
✓ Conhecer as várias DST bem com os seus agentes causadores.
Alguns exemplos de DST são:
Sífilis é uma doença causada pela bactéria Treponema pallidum. É transmitida sexualmente através das feridas que o doente pode ter em várias zonas (órgãos sexuais, ânus, lábios ou interior da boca).
Gonorreia é uma doença causada pela bactéria Neisseria gonorrhoeae. Pode infetar a uretra, o colo do útero, o reto, as mucosas da boca e olhos, ou todo o corpo se entrar na corrente sanguínea.
Herpes genital é uma doença causada pelos vírus VHs-2 e VHs-1 que podem afetar a pele das zonas genital, oral, anal, unhas, olhos, boca ou espalhar-se a toda a superfície do corpo.
SIDA (Síndroma da Imunodeficiência Adquirida) - resulta de uma infeção causada pelo vírus VIH (Vírus da Imunodeficiência Humana) que ataca os linfócitos.
✓ Descrever as características da hereditariedade segundo Mendel.
Foi Gregor Mendel (1820-1884) quem publicou os primeiros trabalhos científicos sobre transmissão hereditária de caraterísticas de seres. Na sua época sabia-se que a união de gâmetas originava um novo ser, mas desconhecia-se a existência da molécula de DNA e o código genético, bem como o conceito de gene, ou de cromossoma. As ervilheiras têm um ciclo de vida muito curto e originam um grande número de descendentes; estas plantas apresentam duas alturas de caule, bem como várias formas e cores (de sementes, frutos ou flores…) que podem ser facilmente observadas e comparadas.
Mendel queria saber como eram transmitidas as caraterísticas das ervilheiras ao longo de várias gerações e para isso escolhia as plantas que queria cruzar. Por exemplo, para estudar a transmissão hereditária da cor das flores, Mendel cruzava plantas de flores brancas com plantas de flores púrpura.
Para garantir o rigor dos seus estudos, Mendel verificava que tinha plantas de linhagem pura de cada variedade que desejava cruzar, ou seja, plantas que originavam descentes iguais, entre si, e iguais à planta original, ao longo de várias gerações.
Com base nos resultados das suas experiências Mendel formulou as duas seguintes leis:
1ª lei: cada característica é determinada por dois fatores, sendo que os fatores de uma mesma caraterística se separam no momento da formação dos gâmetas.
2ª lei: os fatores de caraterísticas diferentes separam-se de modo independente durante a formação dos gâmetas.
✓ Conhecer o pai da Genética.
Gregor Mendel (1820-1884) era um monge que tinha estudos universitários em ciências naturais e em matemática. Utilizou as plantações de ervilheiras (Pisum sativum) do mosteiro para realizar cruzamentos entre plantas e depois explicou os resultados matematicamente. O uso de linguagem matemática para explicar factos biológicos não foi muito bem aceite naquela época. Só no século XX (1908) é que os trabalhos de Mendel foram valorizados pela comunidade científica, passando a ser divulgados e ensinados em escolas.
✓ Entender as etapas para a realização de cruzamentos de monoibridismo e diibridismo.
Monoibridismo
Mendel cruzou linhagens puras de plantas (P x P) – F1 – com sementes de cores diferentes: amarelas e verdes.
Verificou que todos os descendentes (chamou-lhes F1) tinham sementes amarelas. A cor verde não apareceu. Depois deixou que as plantas F1 se autopolinizassem (F1 x F1) – F2.
• Verificou que em F2 surgiam sementes verdes.
• Verificou que em F2 as sementes amarelas estavam em maioria; calculou a proporção e concluiu que havia cerca de 3 sementes amarelas para 1 verde (3:1).
Mendel fez muitos outros cruzamentos semelhantes estudando as outras caraterísticas das ervilheiras. Realizou sempre os cruzamentos inversos e usou sempre progenitores de linhagem pura, repetindo várias vezes cada tipo de cruzamento e tendo obtido sempre resultados com proporções semelhantes.
Conclusões de Mendel:
• O cruzamento de linhagens puras origina F1 de aspeto uniforme e igual a um dos progenitores;
• O aspeto que se manifesta em F1 é dominante e o que não se manifesta é recessivo;
• Os indivíduos F1 não são de linhagem pura, são híbridos, pois têm descendentes diferentes;
• O cruzamento dos híbridos F1 origina indivíduos F2; estes têm as variedades que estavam presentes na geração dos progenitores (P) em proporções sempre constantes: 3 (dominante) para 1 (recessivo).
Mendel sabia que a polinização provocava a união dos gâmetas das plantas. Assim concluiu que cada ervilheira devia ter sempre dois “fatores” para cada caraterística: um dado pelo pai e outro pela mãe.
Estes cruzamentos estudam uma caraterística de cada vez por isso são estudos de monoibridismo.
Diibridismo
Mendel cruzou plantas de linhagem pura (P x P) – F1 – para duas caraterísticas: cor e forma da semente.
Verificou que todos os descendentes (F1) tinham sementes lisas e amarelas. O aspeto rugoso e a cor verde não
apareceram nesta geração.
Depois deixou que as ervilheiras F1 se autopolinizassem (F1 x F1) para obter F2.
Mendel verificou o seguinte:
• em F2 voltaram a aparecer sementes rugosas e sementes verdes;
• em F2 apareceram variedades que não existiam em P, ou seja, sementes amarelas rugosas e sementes verdes lisas;
• as sementes amarelas eram mais numerosas do que as verdes e as sementes lisas eram mais numerosas do que as rugosas, mantendo-se a proporção de 3:1 como no estudo de monoibridismo;
• as quatro variedades de sementes apareceram nas seguintes proporções: 9 amarelas lisas, para 3 amarelas rugosas,
9.2 Organização e regulação do material genético
para 3 verdes lisas, para 1 verde rugosa (9:3:3:1).
Mendel fez muitos outros cruzamentos diferentes de diibridismo (estudo de duas caraterísticas em simultâneo).
Realizou sempre os cruzamentos inversos, usou sempre progenitores de linhagem pura e repetiu várias vezes as experiências, tendo obtido sempre resultados semelhantes.
Conclusões de Mendel:
• O cruzamento de linhagens puras para duas caraterísticas origina descendentes F1 de aspeto uniforme e dominante, igual a um dos progenitores; as caraterísticas recessivas não se manifestam.
• Os indivíduos F1 são diíbridos e o seu cruzamento origina indivíduos F2 que apresentam todas as combinações possíveis dos fatores que estavam presentes em P.
• Em F2 mantêm-se as proporções 3:1 se forem consideradas as caraterísticas em separado e as proporções 9: 3: 3: 1 se considerarmos as duas caraterísticas em simultâneo.
✓ Descrever os resultados de cruzamentos monoibridismo.
(ver anterior)
✓ Descrever os resultados de cruzamentos diibridismo.
(ver anterior)
✓ Conhecer os grupos sanguíneos do tipo ABO, Rh e MN. As proteínas que existem no lado externo das membranas celulares dos glóbulos vermelhos do sangue não são iguais em todas as pessoas. Por isso se diz que há grupos sanguíneos: grupo Rh, grupo ABO, grupo MN, entre outros. Quanto ao grupo ABO, as pessoas podem ter um dos seguintes fenótipos: A, B, O e AB. Esta caraterística é determinada por um gene que tem 3 alelos possíveis: alelo A, alelo B e alelo O. Os alelos A e B são dominantes sobre o alelo O, mas codominantes entre si.
Fenótipo: A B AB O
Genótipo: AA; AO BB; BO AB OO
Trata-se, portanto, de um caso em que existem alelos múltiplos e codominância.
A transmissão hereditária do grupo sanguíneo Rh é mais simples do que a do grupo ABO, pois é do tipo mendeliano. só está envolvido um gene que tem dois alelos, Rh+ e Rh-, sendo o alelo Rh+ dominante.
Os indivíduos de fenótipo Rh positivo podem ser homozigóticos dominantes (Rh+Rh+) ou heterozigóticos (Rh+Rh-).
Os indivíduos de fenótipo Rh negativo são sempre homozigóticos recessivos (Rh-Rh-).
Sistema MN é um sistema sanguíneo que testa a capacidade de aglutinação de hemácias humanas.
As letras M e N foram adotadas como representações dos antígenos do corpo.
Por análise fenotípica, o sistema em questão permite a possibilidade da existência de três grupos: grupo M (produz antígeno M), grupo N (produz antígeno N) e o grupo MN (que produz tanto o antígeno M quanto o N na membrana das hemácias). Os alelos M e N são codominantes.
Portanto, um indivíduo com homozigose MM ou homozigose NN, pertencerá respetivamente ao grupo M ou N.
Enquanto a situação de heterozigótica MN determinará um fenótipo do grupo MN.
✓ Aplicar as leis de Mendel na determinação do tipo sanguíneo.
Os sistemas ABO, Rh e MN são situações de monoibridismo. Apenas o sistema Rh obedece às proporções típicas em F1 (100% dominante Rh+) e em F2 (3 Rh+ : 1 Rh-), por ser o único em que há dominância completa entre o alelo Rh+ e Rh-.
O sistema MN é também uma situação típica de codominância e por isso em F1 temos um fenótipo intermédio (100% MN) e em F2 surgem 3 fenótipos (1 M : 2 MN : 1 N) em vez dos tradicionais 2 fenótipos na proporção 3 : 1.
O sistema ABO é uma situação de alelos múltiplos que combina a dominância completa dos alelos A e B sobre o alelo O (A>O e B>O) com a codominância entre os alelos A e B (A=B), o que gera 4 fenótipos possíveis em combinações distintas do 3:1 tradicional.
✓ Comparar os fenótipos e genótipos sanguíneos dos pais e dos filhos.
Nesta situação os pais (I1 e I2) têm de ser heterozigóticos (AO e BO, respetivamente), uma vez que um dos filhos (II5) é do grupo sanguíneo O, ou seja, homozigótico recessivo (OO). Para que II5 tenha o genótipo OO e tenha sangue de tipo O, obrigatoriamente tem de receber um alelo O do pai e outro alelo O da mãe, revelando assim que o pai e a mãe (I1 e
9.3 Mutações e fundamentos de engenharia genética
I2) são heterozigóticos.
Sento os pais heterozigóticos (AO e BO) então, também os filhos II3 e II6 são heterozigóticos (AO e BO) dado que II3 recebe um alelo A do pai e um alelo O da mãe, enquanto II6 recebe um alelo B da mãe e um alelo O do pai. II4 recebe de ambos os progenitores os alelos dominantes (A e B, respetivamente), não recebendo de nenhum o alelo recessivo O e por isso tem sangue AB.
Se os progenitores (I1 e I2) fossem homozigóticos (AA e BB, respetivamente) então todos os seus descendentes teriam sangue do tipo AB, pois receberiam sempre do pai (I1) o alelo A e da mãe (I2) o alelo B.
✓ Distinguir mutações de mutantes.
O DNA que forma o genoma dos indivíduos pode sofrer alterações. Essas alterações genéticas chamam-se mutações e os organismos que sofreram a mutação chamam-se mutantes. As mutações podem ocorrer a dois níveis de organização do DNA: quando modificam a sequência de nucleótidos do DNA chamam-se mutações génicas; quando modificam a organização do DNA nos cromossomas chamam-se mutações cromossómicas.