Apostila Poliedro - Biologia [Volume 3]

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Os estudos em Genética permitiram o desenvolvimento de diversas técnicas de pesquisa da biodiversidade.

FRENTE 1

10 CAPÍTULO

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Introdução à Genética O surgimento da Genética modificou a compreensão sobre os aspectos da vida, desde o funcionamento celular até o estudo evolutivo das espécies, desencadeando uma revolução nas Ciências Biológicas e na sociedade. Atualmente, a produção de alimentos, a elaboração de projetos de conservação da biodiversidade, o diagnóstico e o tratamento de várias doenças, entre outros estudos e processos, estão associados a avanços tecnológicos que possibilitam investigações genéticas cada vez mais precisas, tornando essa área do conhecimento uma peça fundamental ao desenvolvimento científico e humano.

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Conceitos básicos em Genética Um cromossomo é formado por uma molécula de DNA e por proteínas associadas, embora seja comum, em certos contextos, o termo “cromossomo” restringir-se apenas ao DNA. Nos cromossomos, estão presentes os genes, considerados as unidades fundamentais da hereditariedade, pois carregam a informação de uma geração à outra. Os genes controlam as atividades celulares e determinam as características dos seres vivos por meio da expressão da informação que carregam sob a forma de sequências de bases

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BIOLOGIA

Capítulo 10

Gene TYR Transcrição RNAm Tradução

Tirosina

Tirosinase Melanina Representação esquemática da expressão da tirosinase e sua ação na biossíntese de melanina.

Como você estudou no Livro 2 desta coleção, as células de um organismo diploide derivam do zigoto, uma célula também diploide resultante da fecundação. Os gametas, células haploides, carregam apenas um representante de cada cromossomo da espécie. Dessa forma, no descendente, são observados pares de cromossomos homólogos, sendo que um dos elementos do par tem origem paterna e o outro, origem materna. Os cromossomos homólogos pareiam durante a meiose e têm mesmo tamanho, mesma posição do centrômero e mesma sequência gênica. O local específico em que um gene é encontrado em um cromossomo é denominado locus (plural, loci) gênico. Em um par de cromossomos homólogos, um determinado locus gênico corresponde ao mesmo gene. Contudo, um gene pode apresentar diferentes formas, chamadas alelos, que determinam diferentes estados do mesmo caráter. Por exemplo, a cor da pelagem em cobaias é determinada por um gene com dois alelos: o alelo B, que condiciona pelagem preta, e o alelo b, que determina pelo branco.

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A Genética é o ramo da ciência dedicado ao estudo dos genes e da transmissão das características ao longo das gerações de seres vivos. Desse modo, um dos objetos de estudo da Genética é a hereditariedade. O interesse pela hereditariedade é muito antigo. Para se ter uma dimensão, filósofos gregos, como Hipócrates (460-370 a.C.) e Aristóteles (384-322 a.C.) propuseram explicações sobre a transmissão das características entre gerações. No século XVIII, o desenvolvimento dos primeiros microscópios possibilitou a descoberta dos gametas, e novas ideias sobre a hereditariedade surgiram, ainda que bastante incipientes. No século XIX, naturalistas como Lamarck (1744-1829) e Darwin (1809-1882) elaboraram proposições a respeito da hereditariedade. Entretanto, foram os trabalhos realizados entre 1856 e 1863 pelo austríaco Gregor Johann Mendel (1822-1884), e publicados em 1866 sob o título Experimentos em hibridização de plantas, que elucidaram os padrões fundamentais da hereditariedade norteadores dos estudos genéticos desde então. A relevância dos trabalhos de Mendel foi reconhecida apenas no início do século XX e, em 1905, o termo “genética” foi cunhado pelo biólogo britânico William Bateson (1861-1926) para se referir ao estudo da herança das características. As bases celulares e moleculares que sustentam os resultados e as conclusões de Mendel foram obtidas por trabalhos como os do biólogo alemão August Friedrich Leopold Weismann (1834-1914). Ele elaborou uma hipótese que explicava a manutenção do número de cromossomos de uma geração para outra, sugerindo que, na formação dos gametas, ocorreria uma divisão celular especial, que reduzia pela metade a quantidade de cromossomos das células-filhas. Hoje, sabemos que essa divisão celular é a meiose. Os trabalhos do geneticista estadunidense Thomas Morgan (1866-1945) também foram cruciais na consolidação dos trabalhos de Mendel. Em 1910, Morgan demonstrou, usando a genética mendeliana, que os genes estão localizados nos cromossomos. Os trabalhos de Mendel influenciaram também os estudos sobre Biologia evolutiva, uma vez que contribuíram para a elucidação sobre a origem das variabilidades nas populações ao longo do tempo. Atualmente, os conhecimentos em Genética envolvem, além dos clássicos trabalhos de Mendel, uma série de conceitos básicos que surgiram posteriormente, inclusive aqueles relacionados à Biologia molecular. A seguir, apresentaremos alguns desses conceitos para, posteriormente, retomarmos a análise da herança mendeliana.

nitrogenadas. Essa expressão ocorre pela transcrição do gene em RNA mensageiro (RNAm) e pela posterior tradução desse RNAm em proteína. A atuação dos genes pode ser ilustrada por meio da análise da formação e da ação da enzima tirosinase. Essa enzima é codificada pela sequência de bases presente no gene TYR, localizado no cromossomo humano 11. Uma vez produzida, a tirosinase atua na rota metabólica que converte o aminoácido tirosina em melanina, pigmento que confere coloração à pele, aos pelos e à íris. Portanto, a presença e a expressão do gene TYR estão ligadas à determinação da característica pigmentação da pele.

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Introdução e aspectos históricos

Cobaias com pelagem preta e branca.

Introdução à Genética

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B

B

B

b

b

b

Atenção O uso da expressão “carga genética” em certos contextos muitas vezes a coloca como um sinônimo de “genótipo” ou de “genoma”. Como vimos, o genótipo corresponde à composição alélica de uma célula ou de um indivíduo. Genoma é um conceito que se refere à totalidade da informação genética de uma espécie. Já a carga genética é o conjunto de alelos deletérios no genótipo de um indivíduo. Alelos deletérios são aqueles cuja expressão culmina na morte do organismo.

A expressão da informação genética contida em um genótipo resulta em um fenótipo, isto é, uma característica detectável e passível de ser descrita. Apesar de ter estreita dependência com a informação genética, o fenótipo depende também das condições ambientais às quais o organismo é exposto. Portanto, o fenótipo manifestado por uma característica é o resultado da interação entre a expressão da informação genética e o ambiente. Por exemplo, em seres humanos, a altura, a constituição muscular e a cor da pele são, em parte, determinadas por fatores genéticos. Porém, fatores ambientais e comportamentais, como a nutrição, a prática de atividades físicas e a exposição ao sol podem também alterar essas características.

Saiba mais O que é norma de reação? A norma de reação é definida como a variação dos fenótipos produzidos por um genótipo em função das variações ambientais. A norma de reação expressa a relação conjunta entre genótipo, ambiente e fenótipo, incluindo todas as possibilidades de resposta de um genótipo em função do meio.

Noções de probabilidade O estudo da transmissão das características baseado nos trabalhos de Mendel exige o conhecimento de conceitos matemáticos, especialmente sobre as leis da probabilidade. A probabilidade (P) de um evento ocorrer é dada pela relação entre o número de eventos favoráveis e o número de resultados possíveis de um experimento aleatório, isto é, aquele cujo resultado depende unicamente do acaso. P=

número de eventos favoráveis número de resultados possíveis

A probabilidade de um evento ocorrer varia de 0 (o evento certamente não ocorrerá) a 1 (o evento certamente ocorrerá). Consideremos, por exemplo, o lançamento de um dado comum. Nesse caso, qual é a probabilidade de se obter a face 2? O evento favorável “face 2” representa um evento de um total de seis resultados possíveis. Dessa forma, temos: Representação esquemática das combinações alélicas possíveis no genótipo de cobaias quanto à característica cor da pelagem. Os genótipos BB e bb são homozigotos, enquanto o Bb é heterozigoto.

P(face 2) =

face 2 1 = total de faces 6

FRENTE 1

Os cromossomos podem ser classificados como autossômicos ou sexuais. Os cromossomos autossômicos (ou autossomos) são encontrados em correspondência entre os sexos e portam os genes que condicionam as heranças autossômicas. Quando uma característica tem herança autossômica, espera-se que a frequência de machos e de fêmeas portadores dessa característica seja aproximadamente a mesma. Os cromossomos sexuais são relacionados à determinação do sexo. Por exemplo, um ser humano deve ter, em suas células diploides (2n), 46 cromossomos distribuídos em 23 pares: 44 são autossômicos (22 pares) e 2 são sexuais (um par). Pessoas do sexo feminino têm um par de cromossomos X (XX), enquanto as do sexo masculino têm um cromossomo X e um Y (XY). Os genes localizados nos cromossomos sexuais condicionam certas heranças relacionadas ao sexo, que serão analisadas mais adiante nesta coleção. A composição alélica de uma célula ou de um indivíduo corresponde ao seu genótipo, sendo que os alelos são geralmente representados por letras do alfabeto. Dessa forma, para a coloração da pelagem em cobaias existem três combinações genotípicas possíveis: BB, Bb e bb. Mas qual dessas combinações determina pelo preto e qual determina pelo branco? Uma das relações possíveis entre os alelos é a de dominância completa. Nesse caso, basta o alelo dominante (geralmente representado por letra maiúscula) estar presente em um dos cromossomos homólogos para que seu estado seja manifestado, enquanto o alelo recessivo (normalmente representado por letra minúscula) só manifesta seu estado quando está em dose dupla, isto é, presente nos dois cromossomos homólogos. No caso das cobaias, o alelo B é dominante em relação ao b (B > b). Portanto, uma cobaia preta pode ter genótipo BB ou Bb, enquanto uma cobaia branca tem, necessariamente, genótipo bb. Assim, o genótipo pode ser designado como homozigoto (ou puro), quando os alelos são iguais (homozigoto dominante quando os alelos do par são dominantes e homozigoto recessivo quando são recessivos); ou heterozigoto (ou híbrido), situação em que os alelos do par são diferentes.

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Atenção O resultado do cálculo de uma probabilidade pode ser expresso em porcentagem. Dessa forma, a probabilidade de se obter a face  no lançamento de um dado é / ou ,%.

Eventos independentes

Eventos mutuamente exclusivos

Como visto anteriormente, no lançamento de um dado comum, a probabilidade de se obter a face , assim como qualquer outra face, é de /. O resultado de lançamentos posteriores não é afetado pelo resultado de um lançamento anterior. Isso significa que cada lançamento de um dado comum é independente de qualquer outro, assim como o lançamento simultâneo de vários dados. Dessa forma, temos casos de eventos independentes, nos quais a ocorrência de um evento não afeta a probabilidade de outro ocorrer. Por exemplo, no lançamento simultâneo de dois dados comuns, qual é a probabilidade de se obter a face  em um deles e a face  no outro? Nessa situação, é utilizada a regra da multiplicação (ou regra do “e”). Essa regra estabelece que a probabilidade de eventos independentes ocorrerem é dada pela multiplicação da probabilidade de cada evento. Assim, a probabilidade solicitada é dada por:

Quando a ocorrência de um evento exclui a probabilidade de o outro acontecer, dizemos que eles são mutuamente exclusivos. Por exemplo, a ocorrência do evento face  no lançamento de um dado comum exclui a chance de se obter qualquer outra face nesse mesmo lançamento. Dessa forma, para se ter a chance de obtenção de outro resultado, deve ser realizado outro lançamento. Para calcular a probabilidade de se obter dois ou mais resultados diferentes no mesmo lançamento, usa-se a regra da adição (ou regra do “ou”), que determina que a probabilidade de os eventos mutuamente exclusivos ocorrerem corresponde à soma de suas probabilidades individuais. Por exemplo, no lançamento de um dado comum, qual é a probabilidade de se obter a face  ou a face ? Essa probabilidade é dada pela soma da probabilidade individual de se obter a face  com a probabilidade individual de se obter a face . Assim, temos:

P(face  e face ) 5 P(face ) ? P(face )    5 ? 5   

P(face  ou face ) 5 P(face ) 1 P(face )     5 1 5 5    

Saiba mais Nem todo “ou” trata de eventos mutuamente exclusivos Em alguns casos, o cálculo da probabilidade de ocorrer um evento ou outro não envolverá eventos mutuamente exclusivos. Por exemplo, pode-se solicitar a probabilidade de um descendente de um cruzamento ser do sexo feminino ou ter sangue tipo A. Em uma situação como essa, o evento sexo feminino não exclui a probabilidade de esse indivíduo ter sangue tipo A, e vice-versa, pois há uma interseção entre eles. Nesse caso, a probabilidade da interseção entre os eventos deve ser subtraída da soma das probabilidades de cada evento. Assim, temos: P(sexo feminino ou sangue A) 5 P(sexo feminino) + P(sangue A) – P(sexo feminino e sangue A) Para qualquer cruzamento, a probabilidade de nascer um indivíduo do sexo feminino é /, ou %. Supondo que a probabilidade de nascer um indivíduo de sangue tipo A seja igual a /, temos:     1 2 ?         5 2 5   

Sexo feminino e sangue A (interseção)

Sexo feminino

Sangue A

P(sexo feminino ou sangue A) 5

Primeira lei de Mendel e herança monogênica Quando uma característica é determinada por apenas um gene, dizemos que ela tem herança monogênica. As regras básicas desse tipo de herança foram elucidadas pelos trabalhos realizados por Gregor Mendel. Por isso, esse padrão também é designado como herança mendeliana. Em seus trabalhos, Mendel utilizou uma espécie de ervilha (Pisum sativum), que se mostrou muito apropriada aos estudos de transmissão das características por vários motivos: essa espécie é de fácil plantio e cultivo; o seu ciclo de vida é curto; são produzidos muitos descendentes a cada geração; as características expressas são de fácil distinção; e sua reprodução ocorre por autopolinização naturalmente, o que permitiu a Mendel controlar e direcionar os cruzamentos entre os indivíduos. A autopolinização ocorre quando os grãos de pólen produzidos nos estames (parte masculina da flor) chegam ao carpelo (parte feminina) da mesma flor, resultando em autofecundação.

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BIOLOGIA

Capítulo 10

Introdução à Genética

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Os resultados obtidos no estudo da transmissão de cada um desses caracteres foi o mesmo. Assim, é possível utilizar qualquer um deles para ilustrar os trabalhos de Mendel. O ponto de partida para explicar a herança mendeliana é o uso de linhagens puras. Uma linhagem é considerada pura quando a progênie obtida por autopolinização mantém o fenótipo inalterado por, ao menos, seis gerações. Por exemplo, se a autopolinização de plantas produtoras de flores roxas gerar descendentes produtores de flores também roxas por seis gerações, essa linhagem é pura para essa caraterística. Genotipicamente, os membros pertencentes a uma linhagem pura são homozigotos. O primeiro cruzamento realizado por Mendel envolveu plantas de ervilhas de linhagens puras. O cruzamento entre linhagens puras de fenótipos diferentes é chamado de hibridização. Para controlar os cruzamentos e evitar a autopolinização, Mendel removia os estames de uma flor e, com um pincel, transferia para o carpelo dessa flor o pólen produzido pela flor da outra linhagem. As plantas de linhagens puras constituem a geração parental (P) da sequência mendeliana de cruzamentos.

Pisum sativum, planta usada por Mendel em seus estudos.

Variações fenotípicas

Cor da flor Roxa

Branca

Amarela

Verde

Lisa

Rugosa

Remoção dos estames

Cor da semente

Textura da semente

Cor da vagem

Formato da vagem

Verde

Amarela

Inflada

Murcha

Transferência de pólen da flor branca para a roxa

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Caráter

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Mendel investigou a transmissão isolada de sete caracteres da planta da ervilha e suas variações fenotípicas: cor da flor (roxa ou branca); cor da semente (amarela ou verde); textura da semente (lisa ou rugosa); formato da vagem (inflada ou murcha); cor da vagem (verde ou amarela); posição das flores (axiais ou terminais); e altura da planta (alta ou baixa).

Posição da flor

Axial

Terminal

Alta

Baixa

Altura da planta

Variações dos caracteres de Pisum sativum analisados por Mendel.

A descendência produzida pela geração parental corresponde à primeira geração filial (F1, ou híbrida) e, independentemente da cor da flor do indivíduo fornecedor de pólen, era formada exclusivamente por ervilhas com flores roxas. O próximo passo de Mendel foi realizar a autopolinização das plantas da F1, obtendo a segunda geração filial (F2). Esta foi composta de 705 plantas com flores roxas e 224 com flores brancas. Matematicamente, esse resultado estava muito próximo de três quartos (75%) de flores roxas e um quarto (25%) de flores brancas, ou seja, uma proporção de 3 : 1 de roxas e brancas. Essa proporção também é observada caso seja feita a polinização cruzada entre os descendentes da F1. A proporção 3 : 1 em F2 foi verificada nos outros seis caracteres estudados por Mendel.

FRENTE 1

Representação esquemática do cruzamento da geração parental (P) da sequência mendeliana de cruzamentos.

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Flores roxas

Flores brancas

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Geração P (puras)

mesmo alelo: B para uma planta BB, e b para uma planta bb. Quando o genótipo for heterozigoto, 50% dos gametas recebem o alelo dominante e 50% recebem o alelo recessivo. Genótipo

Gametas

BB

100% B

Bb

50% B 50% b

bb

100% b

Percentual de tipos de gametas, de acordo com sua composição alélica, produzido por ervilhas com diferentes genótipos.

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Geração F1 (híbridas)

CORES FANTASIA

B

b

Todas as plantas com flores roxas Autopolinização ou polinização cruzada da F1 B

Bb

b

Meiose I

3

:

B

1

b

B

Representação esquemática dos cruzamentos realizados por Mendel até a obtenção da geração F2.

O fenótipo flor branca desapareceu na geração F1, mas reapareceu em 1/4 (25%) dos indivíduos da F2. A conclusão de Mendel para esse resultado foi que o fator determinante da característica flor branca estava presente nas plantas da F1, mas foi mascarado pela presença do fator para flores roxas. Nesse sentido, a característica flor roxa foi designada como dominante e a flor branca, recessiva. Após a análise dos resultados, Mendel propôs que uma característica é determinada por um par de fatores hereditários, atualmente conhecidos como genes alelos, que se separam (segregam) na formação das células reprodutivas, os gametas, que carregam apenas um dos fatores. Essa explicação define a lei da segregação, ou primeira lei de Mendel. Vale lembrar que, em termos cromossômicos, a distribuição do par de fatores sugerida por Mendel corresponde ao que ocorre na meiose. O alelo para flor roxa é representado por B, e o alelo para flor branca, por b. Sendo flor roxa a característica dominante, seu genótipo pode ser BB ou Bb, enquanto o genótipo determinante da característica recessiva, flor branca, é bb. Segundo a lei da segregação, todos os gametas de um indivíduo homozigoto carregam o

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BIOLOGIA

Capítulo 10

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Geração F2

b

Meiose II

B

B

50% de gametas B

b

b

50% de gametas b

Representação esquemática do comportamento esperado dos cromossomos na meiose de um indivíduo heterozigoto (Bb) e os gametas resultantes.

Na geração parental, as plantas com flores roxas são BB, e as com flores brancas são bb. Assim, a única possibilidade de combinação genotípica na descendência em F1 é Bb. No cruzamento entre indivíduos Bb, os gametas se unem aleatoriamente; portanto, existem quatro combinações genotípicas possíveis em F2: BB, Bb, Bb e bb. O esquema a seguir ilustra a lei da segregação de Mendel e, usando o quadro de Punnett, apresenta as possibilidades genotípicas esperadas em F2. Para a construção do quadro de Punnett, os gametas formados por um genitor são listados do lado esquerdo do quadro, e os gametas produzidos pelo outro genitor são dispostos no topo. Os quadrados representam todas as possíveis combinações genotípicas resultantes em F2.

Introdução à Genética

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3 Flores roxas BB

Flores brancas bb

B

b

Geração F1

A proporção de 3 : 1 em F2 corresponde à proporção fenotípica esperada para essa geração: para cada três plantas com flores roxas, espera-se obter uma com flores brancas. Com relação aos genótipos, 1/4 dos descendentes deve ser homozigoto dominante (BB) com flores roxas; 1/2 deve ser heterozigoto (Bb); e 1/4 deve ser homozigoto recessivo (bb). Portanto, observa-se em F2 uma proporção genotípica de 1 : 2 : 1, isto é, para cada descendente BB, espera-se dois Bb e um bb.

Estabelecendo relações 3

Gametas:

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Geração P

Flores roxas Bb 1 1 B b 2 2

Geração F2

Flores roxas Bb 1 1 B b 2 2

B

b

Os alelos no nível molecular Como vimos, a expressão da informação genética de um alelo resulta na produção de uma proteína. São as diferenças funcionais entre as proteínas que explicam os efeitos de diferentes alelos sobre os caracteres de um organismo. A doença humana fenilcetonúria (PKU), de caráter autossômico recessivo, ilustra bem essas diferenças. Essa doença é causada por um alelo alterado do gene que codifica a enzima fenilalanina hidroxilase (PAH). Em condições normais, essa enzima atua no fígado convertendo o aminoácido fenilalanina, nutriente essencial obtido pela alimentação, no aminoácido tirosina. Fenilalanina

B Quadro de Punnet:

BB

Bb

Bb

bb

b

3

:1

Representação esquemática do modelo mendeliano de transmissão dos alelos de um gene.

PAH

Tirosina

O alelo causador da PKU contém mutações que alteram a estrutura da PAH e dificultam a conversão da fenilalanina em tirosina. Com isso, a fenilalanina se acumula no organismo e é transformada em ácido fenilpirúvico, substância que prejudica o desenvolvimento do sistema nervoso. Portanto, o alelo recessivo codifica uma proteína alterada, que causa a doença, enquanto o alelo dominante determina a produção de uma enzima funcional. O teste do pezinho, exame feito com sangue coletado do calcanhar de bebês recém-nascidos, permite identificar a PKU. Se a doença for diagnosticada, deve ser elaborada uma dieta especial, com elevada restrição a alimentos que contenham fenilalanina.

Heredogramas (ou genealogias, árvores genealógicas ou pedigrees) são representações gráficas dos membros de grupos familiares que permitem analisar a transmissão de caracteres genéticos ao longo das gerações. Por meio dessas representações, é possível determinar os padrões de herança, a relação de dominância entre alelos, o genótipo dos indivíduos envolvidos e a probabilidade de futuros descendentes terem um certo fenótipo. A construção e a análise dos heredogramas utiliza algumas convenções. Geralmente, as gerações são representadas por algarismos romanos dispostos à esquerda do heredograma; os membros de cada geração são indicados por algarismo arábicos, da esquerda para a direita, em ordem de nascimento por casal de genitores. Indivíduos do sexo masculino são representados por quadrados, enquanto os do sexo feminino, por círculos. Quando o sexo não é especificado, a figura geométrica usada é um triângulo ou um losango. Um cruzamento é representado por um traço horizontal entre os indivíduos, e os descendentes desse cruzamento são unidos aos parentais por meio de um traço vertical. Quando um cruzamento estiver representado por um traço duplo, trata-se de um cruzamento consanguíneo, ou seja, há parentesco próximo entre os genitores. Cruzamentos consanguíneos têm maior probabilidade de gerar descendentes que manifestam fenótipos recessivos, como a fenilcetonúria e o albinismo. Os indivíduos de uma genealogia podem ter o símbolo preenchido, indicando que são portadores de um certo fenótipo. Os indivíduos não marcados não expressam o fenótipo em questão.

FRENTE 1

Análise de heredogramas

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Atenção É comum a ideia de que doenças ou distúrbios são sempre determinados por alelos recessivos, além da interpretação de que o fenótipo dominante é, necessariamente, mais frequente nas populações. Porém, existem doenças causadas por alelos dominantes, enquanto a ausência delas é determinada por alelos recessivos, bem como há situações em que o fenótipo dominante é menos frequente do que o recessivo nas populações. Um exemplo disso é a polidactilia, condição na qual uma pessoa tem dedos extras nas mãos e/ou nos pés. Trata-se de uma condição determinada por alelo dominante, cuja frequência nas populações humanas é mais baixa que a do alelo recessivo, que determina a presença de cinco dedos.

O heredograma representado a seguir trata da transmissão de um distúrbio autossômico recessivo condicionado pelo alelo a. Note que há uma legenda indicando quais são os indivíduos afetados e os não afetados. I 1

2

2

3

4

5

6

III

a

A

AA

Aa

a

Aa

aa

Genótipos da descendência esperada do cruzamento entre os indivíduos heterozigotos II-5 e II-6 do heredograma.

Como o indivíduo III-4 tem fenótipo não afetado, não se deve considerar a probabilidade de ele ter genótipo aa. Assim, entre as três possibilidades genotípicas que condicionam indivíduo não afetado, há 1/3 de probabilidade de III-4 ser AA, e 2/3 de ser Aa. Caso III-4 seja AA, a probabilidade de um descendente aa ser gerado do cruzamento com a mulher heterozigota é igual a zero, mas caso ele seja Aa essa probabilidade (P) existe e será expressa da seguinte forma:

e

= não afetado

e

= afetado

Cruzamento-teste

2

3

4

5

6

Heredograma hipotético, mostrando algumas das convenções utilizadas nessas representações.

O ponto-chave dessa genealogia é o cruzamento dos indivíduos II-5 e II-6. Esses indivíduos não são afetados, mas sua progênie (ou descendência) apresenta um indivíduo afetado. Essa situação indica que o fenótipo afetado é recessivo. Uma vez determinada a relação de dominância, sabe-se que todos os indivíduos afetados têm genótipo homozigoto recessivo (aa). É possível, então, determinar o genótipo dos indivíduos não afetados. Desses, todos os que descendem diretamente e/ou que são genitores de indivíduos aa são necessariamente heterozigotos (Aa). São eles: I-1, II-1, II-3, II-4, II-5, II-6 e III-1. O genótipo dos indivíduos III-4 e III-5 não pode ser determinado com precisão, uma vez que o cruzamento entre indivíduos heterozigotos (Aa 3 Aa) pode resultar em descendentes não afetados homozigotos dominantes (AA) e heterozigotos (Aa). Agora, suponhamos que o indivíduo III-4 tenha um descendente com uma mulher também não afetada, de genótipo sabidamente heterozigoto. Qual é a probabilidade de o descendente gerado por esse casal ter genótipo aa? Para isso, o genótipo de ambos os genitores deve ser heterozigoto. O genótipo da mulher é conhecido, mas o do BIOLOGIA

A

Esse caso trata de uma probabilidade condicional, isto é, envolve um cálculo de probabilidade de ocorrência de um evento sabendo que outro necessariamente já aconteceu.

1

12

II-5 II-6

P 5 P(III-4 ser Aa) ? P(aa) 2 1 1 5 ? 5 3 4 6

II 1

indivíduo III-4, não. Como proceder nesse caso? A análise da descendência do cruzamento II-5 (Aa) 3 II-6 (Aa) revela o seguinte:

Capítulo 10

A determinação do genótipo de indivíduos que expressam fenótipo dominante pode ser feita por meio da realização do cruzamento-teste, entre um indivíduo com fenótipo dominante (de genótipo desconhecido) e um indivíduo de fenótipo recessivo (de genótipo homozigoto recessivo). Como visto anteriormente, cobaias de pelo preto podem ter genótipo homozigoto dominante (BB) ou heterozigoto (Bb), enquanto cobaias de pelo branco têm genótipo homozigoto recessivo (bb). Para determinar se uma cobaia de pelo preto é BB ou Bb, realiza-se o cruzamento desse indivíduo com uma cobaia de pelo branco e analisa-se a descendência. Um dos resultados possíveis é a progênie apresentar 50% de cobaias pretas e 50% de cobaias brancas. Nesse caso, a cobaia de pelo preto é certamente Bb, uma vez que foram gerados descendentes de genótipo homozigoto recessivo (bb) que receberam um alelo b de cada genitor. Cobaia preta (Bb) 3 Cobaia branca (bb)

50% Cobaia preta (Bb)

50% Cobaia branca (bb)

Cruzamento-teste cujo resultado permite determinar que o genótipo da cobaia de pelo preto é heterozigoto.

Introdução à Genética

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Outro resultado possível do cruzamento-teste entre uma cobaia preta e uma branca é todos os descendentes exibirem pelagem preta. Nesse caso, se o número de descendentes for suficientemente grande, é possível inferir que o genótipo da cobaia preta é homozigoto dominante (BB). Cobaia preta (BB) 3 Cobaia branca (bb)

100% Cobaia preta (Bb) Cruzamento-teste cujo resultado permite, caso o número de descendentes seja elevado, determinar que o genótipo da cobaia de pelo preto é homozigoto dominante.

Gêmeos dizigóticos, também chamados de gêmeos bivitelinos ou fraternos, são gerados a partir de zigotos distintos. Em geral, apenas um gameta feminino é liberado a cada ovulação, mas, em alguns casos, pode ocorrer a liberação de mais de um gameta. Caso dois gametas femininos sejam fecundados por espermatozoides distintos, dois zigotos serão formados. Dessa forma, gêmeos dizigóticos são tão geneticamente diferentes quanto irmãos que foram gerados em gestações únicas e independentes, compartilhando entre si aproximadamente 50% dos seus genes. Os gêmeos dizigóticos podem ser do mesmo sexo ou de sexos opostos, e cada feto, geralmente, tem sua própria placenta. Espermatozoide 1

Situações nas quais ocorre a gestação de mais de um feto correspondem a casos de gemelaridade, ou gestação gemelar. Em Genética, gestações gemelares são tratadas com certa atenção, sobretudo quando envolvem cálculos de probabilidade de os gêmeos serem portadores de algum distúrbio. Há dois tipos de gêmeos: monozigóticos e dizigóticos. Os gêmeos monozigóticos, também designados como gêmeos univitelinos, provêm de um único zigoto, cuja formação envolveu um espermatozoide e um óvulo, e são resultantes da divisão precoce do embrião nas duas primeiras semanas de desenvolvimento. Esse tipo de gemelaridade resulta em indivíduos de mesmo sexo que, ao longo do desenvolvimento, geralmente compartilham a mesma placenta.

Óvulo 1

Espermatozoide 2 Óvulo 2 Designua/Shutterstock.com

Gemelaridade

Zigoto 1

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Zigoto 2

Espermatozoide

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Gêmeo 1 Óvulo

Gêmeo 2

Representação esquemática da formação de gêmeos dizigóticos.

Saiba mais

Zigoto Divisão do embrião

Gêmeo 1

Gêmeo 2

Representação esquemática da formação de gêmeos monozigóticos.

Atenção É comum, muitas vezes para fins didáticos, que gêmeos monozigóticos sejam chamados de idênticos, gerando a expectativa de que sejam portadores da mesma informação genética. Contudo, atualmente, há evidências de que o DNA de gêmeos monozigóticos pode ter diferenças em relação a mutações somáticas e mitocondriais, alterações cromossômicas, entre outras.

Para calcular a probabilidade de os gêmeos serem portadores de um determinado fenótipo, deve-se considerar os gêmeos monozigóticos como se fossem apenas um indivíduo, isto é, como se o casal tivesse gerado somente um descendente. Essa estratégia é possível porque a similaridade genética existente entre esses gêmeos é muito alta. Já no caso de gêmeos dizigóticos, o cálculo deve ser realizado como se os indivíduos fossem provenientes de gestações distintas. Em heredogramas, a gemelaridade é representada como uma bifurcação que parte do traço representativo do cruzamento. Casos de gemelaridade monozigótica são representados por um traço entre os irmãos gêmeos, enquanto na representação da gemelaridade dizigótica esse traço não aparece.

FRENTE 1

Um dos fatores que pode determinar uma gestação de gêmeos dizigóticos é a predisposição genética pela parte materna. Se houver casos de gêmeos na família da mãe, as chances de também ela gerar gêmeos são maiores. Isso porque as mulheres dessa família podem ter predisposição a liberar mais de um gameta feminino a cada gestação, devido a ações hormonais.

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A

Variações da primeira lei de Mendel

B

Alguns caracteres têm padrões de transmissão hereditária diferentes dos analisados por Mendel. Na primeira lei de Mendel, cada caractere é determinado por um gene com dois alelos, um totalmente dominante e outro completamente recessivo, mas existe uma variedade de caracteres que não se manifestam dessa maneira. A seguir, exploraremos os casos de hereditariedade que se constituem como variações da primeira lei de Mendel.

Alelos letais

Representação de irmãos gêmeos monozigóticos (A) e de irmãos gêmeos dizigóticos (B) em um heredograma.

Saiba mais

Granger/Shutterstock

Gêmeos xifópagos A gemelaridade monozigótica ocorre por conta da divisão do embrião no início do desenvolvimento, mas existe a possibilidade de a divisão não ocorrer por completo, resultando em gêmeos xifópagos, ou siameses, que compartilham partes do corpo ou órgãos. Há casos em que a separação cirúrgica é possível e os indivíduos seguem suas vidas separadamente. Em outros, porém, a separação pode comprometer a sobrevivência de um dos irmãos. O termo “gêmeos siameses” é devido ao caso dos irmãos Chang e Eng Bunker, gêmeos xifópagos que nasceram em 1811 em Sião, atual Tailândia. Chang e Eng nasceram unidos pelo osso esterno, localizado na porção anterior do tórax.

Alelos capazes de causar a morte de um organismo são denominados alelos letais. Por exemplo, uma mutação hipotética em um gene imprescindível à formação dos ribossomos, que resultasse na ausência dessas organelas, levaria o organismo a óbito porque não haveria síntese proteica. A determinação da cor da pelagem em camundongos envolve um caso de letalidade. Nessa herança, o alelo dominante C condiciona pelagem amarela e o alelo recessivo c, pelagem cinzenta, mas, em homozigose, o alelo C determina a morte do organismo ainda no período embrionário. Dessa forma, o cruzamento entre indivíduos heterozigotos de pelagem amarela resulta em descendência formada por 2/3 de camundongos amarelos e 1/3 de animais cinzentos, ou seja, a proporção fenotípica é de 2 : 1. Cc (amarelo) 3 Cc (amarelo) C

c

C

CC

Cc

c

Cc

cc

CC: morte no período embrionário Cc: pelagem amarela (2/3) cc: pelagem cinzenta (1/3)

Cruzamento entre camundongos heterozigotos para a cor da pelagem. A proporção fenotípica na descendência é de 2 : 1, já que animais CC morrem antes do nascimento.

Dominância incompleta

Irmãos Chang e Eng, que viveram unidos por 62 anos.

14

BIOLOGIA

Capítulo 10

Nos casos de dominância completa, como aqueles observados por Mendel, os indivíduos heterozigotos expressam o estado fenotípico determinado pelo alelo dominante. Na dominância incompleta, os indivíduos heterozigotos manifestam fenótipo intermediário em relação aos manifestados pelos homozigotos. Esse fenômeno é verificado na herança da cor da flor da planta maravilha (Mirabilis jalapa). Nessa herança, a cor vermelha da flor é condicionada pelo alelo V, e a cor branca, pelo alelo B. Indivíduos homozigotos VV manifestam flor vermelha, homozigotos BB expressam flor branca e heterozigotos VB têm flor cor-de-rosa. Seguindo o raciocínio mendeliano, o cruzamento entre indivíduos homozigotos com flores vermelhas e homozigotos com flores brancas na geração parental (P) produz apenas descendentes com flores cor-de-rosa na F1. A autofecundação ou o intercruzamento dos membros da F1 resulta em F2 com as seguintes proporções fenotípica e genotípica: 1/4 (25%) com flores vermelhas (VV), 1/2 (50%) com flores cor-de-rosa (VB) e 1/4 (25%) com flores brancas (BB).

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VV (vermelha)

BB (branca)

Richard P Long/Shutterstock.com

N. Vinoth Narasingam/Shutterstock.com

3

P

B

3 F1

1 VV 4 25% vermelhas

1 VB 4

1 VB 4

50% cor-de-rosa

1 BB 4

C

25% brancas

Representação esquemática da obtenção das proporções fenotípica e genotípica de 1 : 2 : 1 em F2 na espécie Mirabilis jalapa.

Codominância

Erica Hollingshead/Shutterstock.com

Outro exemplo de variação da relação de dominância é a codominância. Nesse caso, ambos os alelos do heterozigoto se expressam, resultando na manifestação dos dois fenótipos simultaneamente. Esse fenômeno é observado na herança da cor da pelagem em bovinos da raça shorthorn. Nesses animais, o alelo V condiciona pelagem vermelha e o alelo B, pelagem branca. Na geração parental, o cruzamento entre indivíduos de pelagem vermelha homozigotos (VV) com animais brancos também homozigotos (BB) resulta em F1 formada apenas por indivíduos heterozigotos (VB) com pelagem vermelha e branca, chamada ruão. O intercruzamento entre os membros da F1 resulta em F2 com as seguintes proporções fenotípica e genotípica: 1/4 (25%) com pelagem vermelha (VV), 1/2 (50%) ruão (VB) e 1/4 (25%) branca (BB). Portanto, semelhante ao que é observado na dominância incompleta, a geração F2 em casos de codominância também exibe proporção fenotípica e genotípica de 1 : 2 : 1. A

Gado da raça shorthorn com pelagem vermelha (A), branca (B) e ruão (C).

Pleiotropia A herança mendeliana é descrita como se um alelo condicionasse apenas uma característica. No entanto, a maioria dos genes alelos tem efeito pleiotrópico, isto é, sua expressão influencia a determinação de duas ou mais características de um organismo. Um caso de pleiotropia foi apresentado anteriormente: na determinação da cor da pelagem em camundongos, o alelo C em heterozigose condiciona pelagem amarela e em homozigose determina a morte do animal. Portanto, a herança desse alelo é um exemplo de pleiotropia. Em seres humanos, o efeito pleiotrópico dos alelos é responsável pela diversidade de sintomas associados a doenças genéticas, como a anemia falciforme. Essa condição genética é caracterizada pela produção alterada de moléculas de hemoglobina, que resulta em hemácias em forma de foice e prejuízo no transporte de gás oxigênio no sangue. O gene que codifica a hemoglobina tem dois alelos: HbA, que produz hemoglobina normal, e HbS, que determina a formação da hemoglobina alterada. Indivíduos homozigotos com genótipo HbS/HbS são afetados pela

FRENTE 1

F2

VB (cor-de-rosa)

Beatrice Foord-St-Laurent/Shutterstock.com

VB (cor-de-rosa)

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Yok_onepiece/Shutterstock.com

forma grave da anemia falciforme, frequentemente fatal. Indivíduos homozigotos com o genótipo HbA/HbA não são afetados pela doença. Pessoas heterozigotas HbA/HbS apresentam a forma branda da doença (traço falciforme) e, geralmente, não exibem os sintomas característicos da condição. Em homozigose, o alelo HbS resulta em danos a órgãos (como fígado, baço e rins), fraqueza, dores e retardo no desenvolvimento físico. Dessa maneira, evidencia-se o efeito pleiotrópico desse alelo. HbS/HbS

Forma grave da anemia falciforme

Radiografia de uma pessoa com polidactilia, mostrando a presença de um dedo a mais em cada pé.

Penetrância incompleta Danos aos órgãos (por exemplo, fígado, rins e baço)

Fraqueza e dores

Retardo no desenvolvimento físico

Os portadores do alelo HbS em homozigose exibem múltiplas manifestações fenotípicas, caracterizando o efeito pleiotrópico desse alelo.

Outro efeito do alelo HbS, que reforça o seu caráter pleiotrópico, é a redução dos sintomas da malária, uma vez que parte do ciclo de vida do protozoário causador dessa doença ocorre no interior das hemácias, e a presença de hemoglobina alterada nessas células prejudica a reprodução do parasita. Assim, os indivíduos HbA/HbS apresentam uma vantagem evolutiva em relação aos demais genótipos, pois eles dificilmente têm sintomas da anemia falciforme e são mais resistentes à malária.

Variações da expressão fenotípica Na análise da herança monogênica, espera-se um comportamento constante quanto à expressão do fenótipo, de acordo com o genótipo do indivíduo. Contudo, são conhecidas situações nas quais essa expectativa não é atendida. Isso é observado nos casos de expressividade variável e penetrância incompleta.

Expressividade variável Expressividade é a medida usada para descrever o nível de expressão fenotípica de um alelo, podendo ser de dois tipos: uniforme ou variável. Na expressividade uniforme, a expressão de um alelo determina um único fenótipo, facilmente reconhecido e sem variações. No caso das ervilhas estudadas por Mendel, o alelo V, que determina semente amarela, tem expressividade uniforme, pois todos os portadores desse alelo manifestam, igualmente, semente amarela. Os casos de expressividade variável ocorrem quando a expressão de um alelo resulta na determinação de múltiplos padrões de fenótipos. A polidactilia, herança autossômica dominante na qual uma pessoa tem dedos extras, parciais ou completos, é um caso de expressividade variável. O indivíduo afetado pode ter até quatro dedos a mais distribuídos entre mãos e pés.

16

BIOLOGIA

Capítulo 10

A penetrância corresponde à porcentagem de indivíduos portadores de um genótipo que manifestam o fenótipo correspondente a ele. Há dois tipos na penetrância: completa e incompleta. Na penetrância completa, todos os portadores de um genótipo manifestam o fenótipo por ele determinado. Por exemplo, em cobaias, espera-se que 100% dos animais portadores do alelo dominante B para a cor da pelagem expressem o fenótipo pelo preto. Nos casos de penetrância incompleta, apenas uma parcela dos indivíduos portadores de um genótipo expressa o fenótipo. A polidactilia, além de ser um exemplo de expressividade variável, é um caso de penetrância incompleta, pois o alelo dominante tem penetrância de aproximadamente 60%. Dessa forma, espera-se que, a cada dez indivíduos portadores do alelo dominante, seis tenham dedos extras, e quatro não. Esse dado deve ser considerado na resolução de exercícios que envolvem probabilidade.

Exercício

resolvido

1. A polidactilia é uma herança autossômica dominante com penetrância de 60%. Calcule a probabilidade do cruzamento entre um homem heterozigoto com uma mulher homozigota recessiva gerar um descendente com dedos extras. Resolução: Com polidactilia: NN ou Nn (penetrância do alelo N 5 60%) Sem polidactilia: nn (Pai) Nn 3 nn (Mãe) 1/2 Nn

1/2 nn

P 5 P(Nn) ? Penetrância 1 6 3 (30%) 5 ? 5 2 10 10

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Revisando 1. A Genética é o ramo da ciência dedicado ao estudo dos genes e da hereditariedade. Explique o que é um gene e em que consiste o estudo da hereditariedade. 2. Indique três características comuns que dois cromossomos devem apresentar para serem considerados homólogos. 3. Genótipo e fenótipo são dois conceitos utilizados nos estudos de Genética. Defina cada um deles. 4. O estudo da hereditariedade requer conhecimentos relacionados à Matemática, a exemplo do conceito de probabilidade e de certos eventos probabilísticos. Defina probabilidade e diferencie os eventos independentes dos eventos mutuamente exclusivos. 5. Explique o que significam as proporções fenotípica de 3:1 e genotípica de 1:2:1 obtidas na geração F2 de um cruzamento mendeliano. 6. Com base na análise do heredograma a seguir, que representa a transmissão de um distúrbio autossômico recessivo, responda ao que se pede. I 2

1

II 1

2

3

e

= não afetado

e

= afetado

4

III 1

2

a) Indique o genótipo de todos os indivíduos da genealogia apresentada. b) Calcule a probabilidade de o casal formado pelos indivíduos III-1 e III-2 gerar um descendente do sexo masculino e portador do distúrbio. 7. Existem dois tipos de gêmeos, os monozigóticos e os dizigóticos. Diferencie esses casos de gemelaridade quanto à sua origem. 8. Considerando a descendência de um cruzamento entre indivíduos heterozigotos, explique por que a proporção fenotípica esperada em um caso de primeira lei de Mendel é diferente da esperada para um caso que envolve alelos letais. 9. Diferencie dominância incompleta de codominância. 10. Explique em que consiste o efeito pleiotrópico de um gene.

1. FCMSCSP 2019 Na charge, Charles Darwin encontra-se com Gregor Mendel.

(www.umsabadoqualquer.com)

A complementação entre as peças de quebra-cabeça sugere que os conhecimentos científicos de Mendel explicam a) a transmissão das características adquiridas entre indivíduos de uma mesma população. b) a maneira como o uso frequente de determinados órgãos favorece a evolução das espécies. c) o surgimento das variabilidades genotípicas e fenotípicas nas populações ao longo do tempo. d) a forma de atuação da seleção natural sobre os diferentes genótipos em uma mesma espécie. e) o aparecimento de mutações que adaptam diretamente os indivíduos ao meio em que vivem.

FRENTE 1

Exercícios propostos

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2. Unicamp-SP 2018 Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas nas definições a seguir. I. __________ é o conjunto de toda a informação genética de um organismo. II. __________ é um trecho do material genético que fornece instruções para a fabricação de um produto gênico. III. __________ é a constituição de alelos que um indivíduo possui em um determinado loco gênico. IV. __________ é a correspondência que existe entre códons e aminoácidos, relativa a uma sequência codificadora no DNA. a) (i) Código genético; (ii) Alelo; (iii) Homozigoto; (iv) Gene. b) (i) Genoma; (ii) Gene; (iii) Genótipo; (iv) Código genético. c) (i) Código genético; (ii) DNA; (iii) Genótipo; (iv) tRNA. d) (i) Genoma; (ii) Código genético; (iii) Homozigoto; (iv) tRNA. 3. Uepa 2023 Os seres vivos apresentam características, na sua maioria, observáveis, resultantes da interação do conjunto de genes do indivíduo com os fatores ambientais. Como exemplo, cita-se a cor da pele de uma pessoa. A mudança da cor da pele de uma pessoa clara após alguns dias de exposição ao sol, em razão da produção de melanina, ocorre na(s) estrutura(s) genética(s) da pele, denominada(s) a) gene. c) fenótipo. b) alelos. d) genótipo. 4. Uema/Paes 2023 Analise a experiência genética em evidência no Brasil, divulgada recentemente.

Cientistas usam espécies silvestres no melhoramento genético da mandioca. Pesquisadores da Embrapa Mandioca e Fruticultura (BA) estão usando espécies silvestres de mandioca para promover o melhoramento genético da raiz. Nessas variedades pouco conhecidas, geralmente não comestíveis, são prospectados genes de interesse para a produção agrícola relacionados a características agronomicamente interessantes como produtividade, resistência a doenças e maior teor de amido (característica demandada pela indústria). O trabalho faz parte do chamado pré-melhoramento que visa a identificar características de interesse úteis em acessos pouco adaptados às condições de solo e clima local e disponibilizar esses genes em genótipos mais adaptados, com boas características agronômicas, para que sejam inseridos no programa de melhoramento. https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/71689292/ cientistas-usam-especies-silvestres-no-melhoramento-genetico-da-mandioca

Para que a experiência brasileira de inovação agrícola seja bem compreendida, é necessário conhecer conceitos básicos de genética para o entendimento do que é melhoramento genético e sua aplicação no setor agrícola. Considerando a experiência relatada, é correto afirmar que a) genótipo é a expressão dos genes em interação com o ambiente.

18

BIOLOGIA

Capítulo 10

b) gene é a região do DNA que pode ser transcrita em moléculas de RNA. c) alelo dominante é aquele que se expressa em homozigose. d) lócus gênico é o trecho de DNA que determina a produção de uma proteína. e) mutações são correções do material genético que ocorrem em células germinativas. 5. UFJF/Pism-MG 2018 Até o início século XX a explicação mais aceita para a hereditariedade era a de que os gametas eram formados por partículas provindas de várias regiões do corpo e na fecundação eles se fundiam, misturando assim as características dos pais em um novo indivíduo. Mendel postulou que fatores, ou elementos, eram responsáveis pela transmissão de tais características e que eles são recebidos dos pais, via gametas. Marque a alternativa que representa de forma CORRETA as explicações de Mendel para a hereditariedade e os conceitos atuais da genética. a) Os genes correspondem ao que Mendel denominou fatores que se unem durante a fecundação, gerando um indivíduo com as características intermediárias do pai e da mãe. b) Ao herdar dos pais dois alelos diferentes para uma mesma característica hereditária, um indivíduo pode ter manifestada apenas uma variável: o fenótipo dominante. c) Na formação dos gametas, os alelos para uma mesma característica, herdados de pai e mãe, se separam independentemente nas células diploides. d) Em um indivíduo, cada característica hereditária é condicionada por um alelo, resultante da associação de diferentes genes oriundos da fusão dos gametas do pai e da mãe. e) Na segunda fase da meiose, ocorre o pareamento dos genes alelos em cromossomos homólogos na placa equatorial da célula, para a formação de gametas. 6. Unicamp-SP 2023 Cientistas desvendaram o mecanismo causador da síndrome de Pitt-Hopkins, uma disfunção neuropsiquiátrica que tem características do transtorno do espectro autista. A síndrome de Pitt-Hopkins tem como origem uma mutação no gene TCF4 e causa déficit cognitivo, atraso motor profundo, ausência de fala funcional e anormalidades respiratórias. O genoma humano tem duas cópias de cada gene. A síndrome de Pitt-Hopkins ocorre quando uma das cópias do TCF4 não funciona. Os cientistas buscam alternativas para inserir uma terceira cópia ou fazer com que a única cópia funcional expresse mais proteína para compensar a cópia defeituosa. (Adaptado de https://agencia.fapesp.br/estudo-abre-novas-possibilidadesde-tratamento-para-forma-de-autismo/38524/. Acesso em 23/05/2022.)

Considerando as informações apresentadas e seus conhecimentos, é correto afirmar que a síndrome é causada em a) heterozigose, quando um dos alelos do gene TCF4 não produz proteína funcional devido às alterações de bases nitrogenadas que modificam a proteína traduzida.

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7. Uece 2022 De acordo com a 1a Lei de Mendel, é correto afirmar que a) cada característica é condicionada por um par de fatores que se separam na formação dos gametas, nos quais ocorrem em dose simples. b) cada carácter é condicionado por um par de fatores que se separam na formação dos gametas, nos quais ocorrem em dose dupla. c) os fatores para duas ou mais características segregam-se e se distribuem independentemente para os gametas, onde se combinam ao acaso. d) os fatores para dois ou mais caracteres se distribuem independentemente para os gametas, combinando-se de forma agregada. 8. Enem PPL 2018 Gregor Mendel, no século XIX, investigou os mecanismos da herança genética observando algumas características de plantas de ervilha, como a produção de sementes lisas (dominante) ou rugosas (recessiva), característica determinada por um par de alelos com dominância completa. Ele acreditava que a herança era transmitida por fatores que, mesmo não percebidos nas características visíveis (fenótipo) de plantas híbridas (resultantes de cruzamentos de linhagens puras), estariam presentes e se manifestariam em gerações futuras. A autofecundação que fornece dados para corroborar a ideia de transmissão dos fatores idealizada por Mendel ocorre entre plantas a) híbridas, de fenótipo dominante, que produzem apenas sementes lisas. b) híbridas, de fenótipo dominante, que produzem sementes lisas e rugosas. c) de linhagem pura, de fenótipo dominante, que produzem apenas sementes lisas. d) de linhagem pura, de fenótipo recessivo, que produzem sementes lisas e rugosas. e) de linhagem pura, de fenótipo recessivo, que produzem apenas sementes rugosas. 9. UFT-TO 2023 Considere uma espécie animal cuja cor da pelagem é definida por um gene. Ambos os progenitores são heterozigóticos para essa característica. A proporção esperada de descendentes também heterozigóticos para essa mesma característica é: a) 25% c) 75% b) 50% d) 100%

10. Col. Naval-RJ 2021 A Doença de Huntington (DH) é uma doença neurodegenerativa do cérebro, herdada geneticamente (de caráter autossômico dominante), que se caracteriza pela perda da coordenação motora, alterações psiquiátricas, déficit cognitivo e demência progressiva. A DH é causada pela mutação no gene de uma proteína que todos possuímos, a huntingtina. A DH atinge homens e mulheres e, de modo geral, os primeiros sintomas aparecem lenta e gradualmente entre os 30 e 50 anos, mas pode atingir também crianças e idosos. Apesar de não haver cura para a DH no momento, alguns tratamentos ajudam a controlar os sintomas e a melhorar a qualidade de vida daqueles que possuem a doença. Adaptado de Revista Neurociências, 2011; 19 (4): 724-734.

Considere o heredograma abaixo para uma família que possui indivíduos que apresentam a DH e assinale a opção correta. 1

2

1

2

I 3

II 1

2

III Homem com DH

Homem sem a doença

Mulher com DH

Mulher sem a doença

a) Filhos que tenham um dos pais afetados pela DH têm 25% de chances de herdar o gene alterado e poderão desenvolver a doença em algum momento da vida. b) Se o indivíduo III.1 tiver filhos eles irão desenvolver a doença, pois trata-se de um indivíduo com genótipo homozigoto. c) O indivíduo II.1 poderá transmitir o alelo alterado para seus filhos. d) O casal da segunda geração (II.2 e II.3) não poderá gerar filhos sem a doença. e) O homem da primeira geração (I.1) apresenta a doença e possui genótipo heterozigoto. 11. Uece 2018 O albinismo é caracterizado pela ausência de pigmentos na pele e estruturas epidérmicas, em função da incapacidade de produção da melanina. O gene alelo recessivo não produz a forma ativa da enzima que catalisa a síntese da melanina. Considerando-se o fato de um homem e uma mulher possuírem pigmentação da pele normal, sendo ele filho de um pai normal homozigoto e uma mãe albina, e ela filha de um pai albino e uma mãe normal homozigoto, é correto afirmar que a probabilidade de esse casal ter uma filha albina é de a) 1/8 c) 1/6 b) 1/2 d) 1/4

FRENTE 1

b) homozigose, quando os dois alelos do gene TCF4 não produzem proteína funcional devido à mutação da cromatina que modifica a proteína traduzida. c) heterozigose, quando uma das cromátides do gene TCF4 não produz proteína funcional devido à mutação da cromatina que modifica a proteína traduzida. d) homozigose, quando as duas cromátides do gene TCF4 não produzem proteína funcional devido às alterações das bases nitrogenadas que modificam a proteína traduzida.

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12. Fuvest-SP 2019 Uma alteração genética é determinada por um gene com herança autossômica recessiva. O heredograma mostra famílias em que essa condição está presente.

Legenda

I

Lóbulo de orelha solto:

1

2

Homem Mulher Lóbulo de orelha preso:

II

I 1

2

3

Homem

4

1

2

3

4

III 1

2

3

O casal III2 e III3 está esperando um menino. Considerando que, nessa população, uma em cada 50 pessoas é heterozigótica para essa alteração, a probabilidade de que esse menino seja afetado é a) 1/100 d) 1/25 000 b) 1/200 e) 1/40 000 c) 1/1 000 13. FMP-RJ 2018 A doença renal policística autossômica recessiva, conhecida em inglês pela sigla ARPKD, é uma rara enfermidade hereditária. Para desenvolver a enfermidade, uma criança deve herdar as duas cópias defeituosas do gene que causa a ARPKD. Quem tem apenas uma cópia do gene com problema não desenvolve a doença, embora possa transmiti-la a seus filhos se seu parceiro também carregar uma mutação nesse mesmo gene. Considere o heredograma abaixo que mostra uma família na qual o indivíduo V nasceu com ARPKD: I

IV

14. Col. Naval-RJ 2017 O lóbulo da orelha é uma pequena proeminência que se situa na região inferior da orelha dos seres humanos. O lóbulo solto das orelhas é uma característica condicionada por um alelo dominante. O homozigoto recessivo, por sua vez, tem os lóbulos presos. Sendo assim, considere que um homem heterozigoto se case com uma mulher com lóbulos presos e tenha quatro filhos, conforme o heredograma a seguir.

20

BIOLOGIA

Capítulo 10

1

2

3

4

5

6

7

8

Assinale a alternativa correta. a) Os indivíduos 3, 4, 5 e 6 são obrigatoriamente heterozigotos. b) O casal 3 3 4 tem 50% de chance de ter filhos normais. c) Se o indivíduo 5 se casar com um homem normal, terá 25% de chance de ter filhos afetados. d) O indivíduo 3 pode ser filho de pais normais. e) Um dos pais do indivíduo 2 é obrigatoriamente normal.

V

A probabilidade de o indivíduo III ser portador do gene para a ARPKD é a) 1/3 c) 1 e) 1/4 b) 2/3 d) 1/2

Mulher

4

15. Mackenzie-SP 2017 No heredograma abaixo, os indivíduos marcados apresentam uma determinada condição genética.

II

III

3

Com a análise do heredograma acima, é correto afirmar que a) todos os filhos do indivíduo II 2 terão lóbulos presos e o genótipo desse indivíduo é AA. b) o indivíduo II 1 é totalmente dominante e seu genótipo é AA. c) todos os filhos do indivíduo II 3 terão, pelo menos, um gene para lóbulo preso e o genótipo desse indivíduo é aa. d) qualquer descendente do indivíduo II 4 receberá o gene para lóbulo preso e seu genótipo é aa. e) o indivíduo I 2 é totalmente dominante e seu genótipo é AA.

II 1

2

16. Uefs-BA 2017 I: 2

1 II: 1

3

2

4

III: 1

2

3

4

5

6

7

8

IV: 1

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A partir do heredograma ilustrado de uma família, em que há indivíduos não afetados (círculos e quadrados não pintados) e afetados por uma doença (círculos e quadrados pintados), à luz das leis mendelianas, é correto afirmar: a) O indivíduo II-1 é homozigoto. b) A possibilidade de III-2 ser heterozigoto é de, aproximadamente, 67%. c) O gene responsável pela expressão da característica é holândrico. d) O indivíduo III-8 é homozigoto dominante. e) O indivíduo IV-1 pode não possuir o gene responsável pela expressão da característica afetada.

No que concerne à polidactilia, é correto afirmar que a) se trata de uma hereditariedade autossômica dominante, onde somente um sexo é afetado. b) se trata de uma hereditariedade autossômica dominante, que se manifesta em heterozigóticos e afeta tanto indivíduos do sexo masculino quanto do sexo feminino. c) os indivíduos do sexo feminino a transmitem em maior proporção do que os indivíduos do sexo masculino. d) os filhos normais de um indivíduo com polidactilia terão, por sua vez, todos os seus filhos saudáveis. 20. Enem PPL 2017 O heredograma mostra a incidência de uma anomalia genética em um grupo familiar.

17. UPF-RS 2017 A doença de Tay-Sachs é um distúrbio neurológico degenerativo, autossômico recessivo, causada pela disfunção dos lisossomos. O heredograma de três gerações da família Silva, apresentado abaixo, mostra indivíduos com essa doença. 1

1

5

2

2

6

3

7

4

8

9

Normal Normal

3

4

5

6

Doente

10

11

12

13

Mulher com anomalia

Com base no heredograma, é correto afirmar que os indivíduos a) 1 e 2 são homozigóticos dominante, caso contrário, seriam doentes. b) 3 e 5 são necessariamente heterozigóticos para essa doença. c) 2 e 6 são homozigóticos para essa doença. d) 5 e 6 são heterozigóticos, caso contrário, não teriam filho doente. e) 2 e 4 são heterozigóticos para essa doença. 18. Enem Libras 2017 A acondroplasia é uma forma de nanismo que ocorre em 1 a cada 25 000 pessoas no mundo. Curiosamente, as pessoas não anãs são homozigotas recessivas para o gene determinante dessa característica. José é um anão, filho de mãe anã e pai sem nanismo. Ele é casado com Laura, que não é anã. Qual é a probabilidade de José e Laura terem uma filha anã? a) 0% c) 50% e) 100% b) 25% d) 75% 19. Uece 2016 As doenças ligadas à genética são muitas e variadas, e algumas dessas patologias aparentam não ter muita importância, uma vez que não são quantitativamente significantes, como é o caso da polidactilia. Há uma variação muito grande em sua expressão, desde a presença de um dedo extra, completamente desenvolvido, até a de uma simples saliência carnosa. Distinguem-se dois tipos de polidactilia: a pós-axial, do lado cubital da mão ou do lado peroneal do pé, e a pré-axial, do lado radial da mão ou tibial do pé. (http://fisiounec2015.blogspot.com.br/2011/05/polidactilia.html).

Mulher sem anomalia Homem com anomalia Homem sem anomalia

O indivíduo representado pelo número 10, preocupado em transmitir o alelo para a anomalia genética a seus filhos, calcula que a probabilidade de ele ser portador desse alelo é de a) 0% d) 67% b) 25% e) 75% c) 50% 21. FGV-SP 2016 Uma característica genética de uma espécie animal, cuja determinação sexual obedece ao sistema XY, é condicionada por um par de alelos autossômicos recessivos. Foram cruzados dois indivíduos heterozigotos para essa característica. Sabendo que um dos indivíduos gerados apresenta o mesmo fenótipo dos pais, com relação à característica analisada, a probabilidade de este indivíduo ser homozigoto e do sexo feminino é a) 1/2 d) 1/6 b) 1/3 e) 1/8 c) 1/4 22. UFJF/Pism-MG 2016 Uma doença, de base genética, é responsável por uma má formação em patas de uma determinada espécie X, sendo o alelo recessivo “a” responsável pela doença. Uma fêmea normal Aa foi cruzada com um macho normal Aa. Qual é a probabilidade de, em 3 nascimentos, 2 serem doentes e 1 normal? a) 9/64 d) 1/64 b) 27/64 e) 4/64 c) 5/64

FRENTE 1

7

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23. Fuvest-SP 2016 I 1

2

II 1

2

No heredograma acima, a menina II-1 tem uma doença determinada pela homozigose quanto a um alelo mutante de gene localizado num autossomo. A probabilidade de que seu irmão II-2, clinicamente normal, possua esse alelo mutante é a) 0 d) 1/2 b) 1/4 e) 2/3 c) 1/3 24. Uece 2016 De acordo com a pesquisadora Rosana Nogueira Pires da Cunha (2000), não existe uma única causa para a miopia. Nesse sentido, a etiologia dessa doença pode ser genética ou ambiental, sendo, segundo a autora, três fatores importantes para o seu desenvolvimento: relação entre o esforço visual para perto e uma fraca acomodação; predisposição hereditária e relação entre a pressão intraocular e debilidade escleral. Quanto à predisposição hereditária, a miopia autossômica recessiva é característica de comunidades com alta frequência de consanguinidade, estando também relacionada a alguns casos esporádicos. Em três gerações de uma amostra da população chinesa analisada, pesquisadores estabeleceram que o desenvolvimento da miopia segue um modelo poligênico e multifatorial, no qual a influência genética permanece constante, enquanto a influência ambiental mostra-se aumentada nas três últimas gerações.

26. UFJF/Pism-MG 2015 A Doença de Gaucher é uma lipidose causada pela deficiência da enzima glucocerebrosidase com acumulação secundária de glucocerebrosídeos nas células retículo-endoteliais. O início dos sintomas ocorre na infância e na adolescência e manifestam-se, geralmente, com esplenomegalia e hiperesplenismo, sendo o acometimento ósseo e pulmonar menos comuns. O padrão de herança dessa doença é autossômica recessiva. Com base no padrão de herança mencionado, assinale a alternativa CORRETA. a) A presença de apenas um alelo com defeito é necessária para que a pessoa manifeste a doença. b) Os genitores de um indivíduo afetado têm probabilidade de 25% de gerar outro filho afetado. c) Afeta somente o sexo masculino, sendo as mães apenas portadoras. d) A gravidade da doença depende, exclusivamente, da penetrância e expressividade. e) O fenótipo é expresso da mesma maneira, tanto em homozigotos quanto em heterozigotos. 27. IFSul-RS 2015 Os heredogramas a seguir estão representando, nos símbolos escuros, indivíduos com características autossômicas. Os círculos representam as mulheres e os quadrados, os homens. Família 1

No caso de miopia autossômica recessiva, a probabilidade de nascer uma criança míope de um casal normal, heterozigoto para essa forma de predisposição hereditária para a miopia é de a) 0,25. c) 0,45. b) 0,75. d) 0,50.

22

BIOLOGIA

Capítulo 10

Família 3

Considerando a não ocorrência de mutação, e a análisedos heredogramas acima, qual alternativa apresenta informação INCORRETA? a) Os descendentes da família 3 são todos homozigotos. b) O genótipo dos pais da família 3 é heterozigoto. c) A família 2 apresenta uma doença dominante. d) Os dados da família 1 são insuficientes para a determinação da recessividade ou dominância da doença.

(Rosana Nogueira Pires da Cunha, Myopia in children. Arq. Bras. Oftalmol. vol.63, n. 3. São Paulo, Junho, 2000).

25. Unisc-RS 2015 No albinismo tirosinase-negativo não há produção da enzima tirosinase, participante de etapas do metabolismo que transforma o aminoácido tirosina em melanina. O lócus do gene que codifica esta enzima localiza-se no cromossomo 11 e pode conter o alelo normal A ou o recessivo a. Um casal normal que possui quatro filhos todos normais deseja ter um novo filho. Sabendo-se que a herança desta característica é autossômica recessiva e que o avô paterno e a avó materna das crianças eram albinos, qual será a probabilidade de o bebê vir a ser albino? a) 0% d) 75% b) 25% e) 100% c) 50%

Família 2

28. Fatec-SP 2015 1

3

4 8

2

5

6

7 9

O heredograma apresentado mostra a distribuição de certa característica hereditária em uma família composta por 9 indivíduos. Essa característica é determinada por um único par de genes com dominância completa. Os símbolos escuros representam indivíduos que apresentam a característica e os claros, indivíduos que não a possuem.

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29. UFPR 2015 A narcolepsia é um distúrbio de sono que acomete a espécie humana e outros animais. Com o objetivo de investigar a causa da doença, pesquisadores da Universidade de Stanford (EUA) introduziram cães narcolépticos em sua colônia de animais saudáveis e realizaram cruzamentos, alguns deles representados no heredograma abaixo. Os animais 1, 2, 4 e 11 são os animais narcolépticos introduzidos na colônia. Após anos de pesquisa concluíram que nos cães a transmissão da narcolepsia é resultante da ação de um par de alelos.

1

5

2

6

3

7

12

8

13

4

9

14

18

10

15

19

11

16

17

20

A partir dessas informações, responda: Qual é a probabilidade de um filhote do casal formado pelos animais 13 e 16 nascer com narcolepsia? a) 0%. c) 50%. e) 100%. b) 25%. d) 75%. 30. Uece 2019 Em heredogramas, o casamento consanguíneo é representado por a) um traço horizontal que liga os membros do casal. b) dois traços horizontais e paralelos que ligam os membros do casal. c) um traço vertical que liga os membros do casal. d) três traços horizontais e paralelos que ligam os membros do casal. 31. Enem PPL 2015 A fenilcetonúria é uma doença hereditária autossômica recessiva, associada à mutação do gene PAH, que limita a metabolização do aminoácido fenilalanina. Por isso, é obrigatório, por lei, que as embalagens de alimentos, como refrigerantes dietéticos, informem a presença de fenilalanina em sua composição. Uma mulher portadora de mutação para o gene PAH tem três filhos normais, com um homem normal, cujo pai sofria de fenilcetonúria, devido à mesma mutação no gene PAH encontrada em um dos alelos da mulher. Qual a probabilidade de a quarta criança gerada por esses pais apresentar fenilcetonúria? a) 0% c) 25% e) 75% b) 12,5% d) 50%

32. UPF-RS 2015 A fibrose cística é uma doença autossômica recessiva grave. É caracterizada por um distúrbio nas secreções das glândulas exócrinas que pode afetar todo o organismo, frequentemente levando à morte prematura. As pessoas nas quais o alelo recessivo é detectado recebem aconselhamento genético a respeito do risco de vir a ter um descendente com a doença. Paulo descobriu que é heterozigoto para essa característica. Ele é casado com Júlia, que não apresenta a doença e é filha de pais que também não apresentam a doença. No entanto, Júlia teve um irmão que morreu na infância, vítima de fibrose cística. Qual a probabilidade de que Paulo e Júlia venham a ter um(a) filho(a) com fibrose cística? a) 1/6 d) 1/2 b) 1/8 e) 1/3 c) 1/4 33. Fuvest-SP 2014 Para que a célula possa transportar, para seu interior, o colesterol da circulação sanguínea, é necessária a presença de uma determinada proteína em sua membrana. Existem mutações no gene responsável pela síntese dessa proteína que impedem a sua produção. Quando um homem ou uma mulher possui uma dessas mutações, mesmo tendo também um alelo normal, apresenta hipercolesterolemia, ou seja, aumento do nível de colesterol no sangue. A hipercolesterolemia devida a essa mutação tem, portanto, herança a) autossômica dominante. b) autossômica recessiva. c) ligada ao X dominante. d) ligada ao X recessiva. e) autossômica codominante. 34. UFU-MG 2021 A representação a seguir apresenta o padrão de herança do Xeroderma Pigmentoso (XP), uma condição genética caracterizada por extrema sensibilidade aos raios ultravioleta (UV), que resulta em um risco aumentado para o desenvolvimento do câncer de pele. A

Heterozigoto

Heterozigoto

Não afetado Heterozigotos 25% 50%

Afetado 25%

B Heterozigoto

Heterozigotos 50%

Afetado

Afetado 50%

OLIVEIRA, Ana Helena Sales. Os genes do xeroderma pigmentoso e a sensibilidade ao sol. Revista Genética na escola, v. 16, n.1, 2021, p. 28-37.

Em relação ao referido padrão de herança, analise as afirmações.

FRENTE 1

Com base na análise da figura, está correto afirmar que são heterozigotos, obrigatoriamente, somente os indivíduos a) 1, 2, 4, 6, 7 e 8. d) 3, 5 e 9. b) 1, 2, 3, 4, 6 e 7. e) 3 e 9. c) 1, 2, 6, 7 e 8.

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I.

O XP tem a probabilidade de se manifestar em 25% dos descendentes de um casal saudável heterozigótico que apresenta um alelo alterado. II. O XP afeta homens e mulheres em proporções diferenciadas, pois é uma doença genética autossômica cujo padrão de herança em todos os loci do XP é o recessivo. III. É necessária a presença de um alelo alterado no mesmo locus para que uma pessoa desenvolva a doença. IV. A probabilidade de manifestar a doença é aumentada para 50% se o casal for composto por um indivíduo heterozigótico e um indivíduo afetado pela doença. Assinale a alternativa que apresenta as afirmativas corretas. a) Apenas II e IV. c) Apenas II e III. b) Apenas I e III. d) Apenas I e IV. 35. Famerp-SP 2015 Analise o heredograma, no qual os indivíduos afetados por uma característica genética estão indicados pelos símbolos escuros. 1

5

2

6

7

10

11

3

4

8

9

12

13

14

Considerando que tal característica é condicionada por apenas um par de alelos autossômicos, é correto afirmar que a) os indivíduos 2, 3 e 8 apresentam genótipo dominante. b) os indivíduos 1, 4, 7, 12 e 13 apresentam genótipo recessivo. c) nenhum dos indivíduos do heredograma apresenta genótipo recessivo. d) nenhum dos indivíduos do heredograma apresenta genótipo homozigoto dominante. e) trata-se de uma característica homozigota e dominante. 36. UCS-RS 2016 Os processos de fecundação in vitro estão cada vez mais presentes na sociedade. Uma das características da fecundação in vitro é o aumento da chance de gestações múltiplas, isto é, de gestação de gêmeos. Em relação às gestações múltiplas, é correto afirmar que a) as mulheres podem liberar dois ovócitos, e se esses forem fertilizados por dois espermatozoides diferentes, irão gerar gêmeos idênticos. b) os gêmeos fraternos são simplesmente dois irmãos de mesma idade que compartilharam o útero materno ao mesmo tempo.

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BIOLOGIA

Capítulo 10

c) os gêmeos monozigóticos, diferentes dos dizigóticos, possuem cordões umbilicais próprios, mas sempre compartilham a mesma placenta. d) os gêmeos dizigóticos, diferentes dos monozigóticos, podem se implantar em diferentes posições no útero, sempre desenvolverão placenta, cório e âmnio individuais e compartilham o mesmo cordão umbilical. e) os gêmeos monozigóticos compartilham a mesma carga genética e são a forma mais comum de gestação múltipla na espécie humana. 37. Udesc 2017 Os mais famosos gêmeos monozigóticos unidos foram os irmãos Chang e Eng, nascidos em 1811, na atual Tailândia (antigo Sião), que eram ligados pela região torácica. Eles ficaram conhecidos como “irmãos siameses” e ganharam a vida exibindo-se para plateias nos Estados Unidos, onde moraram e se casaram com duas irmãs. Texto extraído de Biologia das Células; Amabis e Martho, Vol. 1, 2a ed., Moderna, p. 426.

Os gêmeos monozigóticos são originados: a) pela fecundação de dois óvulos por um espermatozoide. b) de um único óvulo fecundado por um espermatozoide. c) pela fecundação de dois óvulos cada um por um espermatozoide. d) quando um óvulo é fecundado por dois espermatozoides. e) quando a ovogônia é fecundada. 38. Unicamp-SP 2019 A “maravilha” (Mirabilis jalapa) é uma planta ornamental que pode apresentar três tipos de fenótipo: plantas com ramos verde-escuros, plantas com ramos brancos e plantas mescladas. Plantas mescladas possuem ramos verde-escuros, ramos brancos e ramos variegados. Como mostra a figura a seguir, todas as células de ramos verde-escuros, possuem cloroplastos normais (com clorofila). Todas as células de ramos brancos possuem cloroplastos mutantes (sem clorofila). Ramos variegados contêm células com cloroplastos normais, células com cloroplastos mutantes e células com ambos os tipos de cloroplasto.

tipo de ramo ramo verde-escuro

ramo branco

tipo(s) de células(s) cloroplastos normais verdes cloroplastos mutantes brancos

ramo variegado

cloroplastos dos dois tipos

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Na formação de sementes, os cloroplastos são herdados apenas dos óvulos. A progênie resultante da fertilização de óvulos de flores presentes em um ramo variegado com pólen proveniente de flores de um ramo verde-escuro conterá a) apenas plantas com ramos de folhas brancas. b) plantas dos três tipos fenotípicos. c) apenas plantas mescladas. d) apenas plantas com ramos de folhas verde-escuros. 39. Uefs-BA 2016 Considere que um cientista tenha descoberto um novo sistema de grupo sanguíneo para seres humanos. O sistema envolve dois antígenos, P e Q, cada um determinado por um alelo diferente de um gene chamado de N. Os alelos para esses antígenos são mais ou menos igualmente frequentes na população geral. Considerando-se que NP e NQ são codominantes, é correto afirmar: a) São dotados da mesma sequência nucleotídica. b) Estão localizados no mesmo alelo, em um mesmo cromossomo. c) Estarão, em condições normais, em um mesmo gameta ao final da meiose. d) Um indivíduo heterozigoto para esse grupo sanguíneo apresentará os dois antígenos, P e Q. e) De um casal NPNQ, a possibilidade de nascer uma criança do sexo masculino ou com o genótipo NPNP é de 3/4. 40. Unicamp-SP 2015 Em uma espécie de planta, o caráter cor da flor tem codominância e herança mendeliana. O fenótipo vermelho é homozigoto dominante, enquanto a cor branca é característica do homozigoto recessivo. Considerando o esquema abaixo, é correto afirmar que rr

  Quando o fenótipo dos indivíduos heterozigotos for igual ao fenótipo de um dos parentais homozigotos, esse tipo de interação alélica é denominado codominância.  Ocorre dominância completa quando ambos os alelos de um lócus são expressos.  Denomina-se pleiotropia quando um gene apresenta mais de dois alelos diferentes na população. A sequência correta de preenchimento, de cima para baixo, é: a) V – F – F – V. b) F – V – V – F. c) V – F – F – F. d) F – F – V – V. e) V – V – F – F. 42. Acafe-SC 2021 A Síndrome de Noonan é uma doen­ ça genética, com ocorrência 1 em 2 500 crianças em todo o mundo. A condição pode ser transmitida a partir de ambos os pais, mas pode se desenvolver de forma aleatória, após pouco tempo do nascimento. Os sintomas da doença incluem olhos grandes, pequena estatura e características faciais como um pescoço alado e um nariz ponte-plana. Na genealogia a seguir, os indivíduos representados por símbolos escuros são afetados pela Síndrome de Noonan. I) 1

2

II) 1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

1

2

RR III)

V

a) b) c) d)

I

II

III

VI

VII

VIII

IV

rr

IX

X

os fenótipos de II e III são iguais. o fenótipo de X é vermelho. os fenótipos de IX e X são os mesmos dos pais. o fenótipo de IV é vermelho.

7

8

IV)

Após análise da genealogia e de acordo com os conhecimentos relacionados ao tema, é correto afirmar: a) Todas as manifestações que se observam no indivíduo ao nascer são, necessariamente, hereditárias. b) A penetrância é o grau de intensidade com que um gene se manifesta no fenótipo do indivíduo. c) Síndrome de Noonan é, provavelmente, uma doença genética autossômica dominante de penetrância incompleta. d) De acordo com a análise da genealogia, a Síndrome de Noonan é uma doença genética ligada ao sexo com padrão dominante. FRENTE 1

41. UPF-RS 2014 (Adapt.) Considere as afirmativas a seguir sobre as possíveis interações entre alelos de um mesmo gene, assinalando com V as verdadeiras e com F as falsas.  Dominância incompleta é o termo utilizado para descrever situações em que os indivíduos heterozigotos apresentam fenótipo intermediário entre os fenótipos dos parentais homozigotos.

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Texto complementar

Epigenética

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Mari-Leaf/Shutterstock.com

Durante algum tempo, os genes foram considerados os únicos responsáveis pela determinação das características e pela transmissão delas ao longo das gerações. Atualmente, sabemos que, em alguns casos, variações não genéticas são preponderantes para a expressão gênica e podem, inclusive, ser transmitidas de uma geração a outra. Nesse contexto, surge, na década de 1940, a epigenética, área de estudo que cresceu consideravelmente nas primeiras décadas do século XXI. A epigenética refere-se às mudanças – reversíveis e herdáveis – na informação genética que não alteram a sequência de bases nitrogenadas do DNA. Essa área analisa como os padrões de expressão são passados para os descendentes, como ocorre a mudança de expressão de genes durante a diferenciação celular e como fatores ambientais podem afetar a expressão gênica. Dois dos principais mecanismos de alterações epigenéticas são a metilação do DNA e as modificações de histonas, proteínas ligadas ao DNA que participam da organização estrutural da cromatina. A metilação do DNA está relacionada ao silenciamento de genes, pois regiões altamente metiladas do DNA estão geralmente presentes na heterocromatina. Entre as modificações de histonas, estão as acetilações e as fosforilações, alterações que promovem a formação de regiões de eucromatina. Por afetarem a organização estrutural da cromatina, esses mecanismos tornam a informação genética mais ou menos acessível aos fatores de transcrição e, consequentemente, influenciam a expressão dos genes. As regiões de heterocromatina são mais condensadas e menos acessíveis aos fatores de transcrição, enquanto as de eucromatina são menos condensadas e transcritas mais facilmente. Gene Eucromatina

CORES FANTASIA

Heterocromatina

DNA DNA inacessível: o gene está inativo

Filamento de cromatina

Histona

Nucleossomo

DNA acessível: o gene está ativo

Representação esquemática de um filamento de cromatina e das regiões de heterocromatina (porções fortemente condensadas) e eucromatina (regiões menos condensadas).

As mudanças epigenéticas são fortemente influenciadas pelo meio. Alterações ambientais, infecções, nutrição, entre outros fatores, podem acarretar alterações dessa natureza. Dessa forma, a epigenética está ligada ao aumento de variabilidade fenotípica dos indivíduos e, por isso, configura-se como uma área preciosa aos estudos evolutivos. Além disso, os estudos epigenéticos podem ser aplicados na agricultura e na Medicina, tendo forte impacto sobre a compreensão do funcionamento das células-tronco, do desenvolvimento de cânceres e do envelhecimento celular. Texto elaborado para fins didáticos.

Veja os principais assuntos e conceitos trabalhados neste capítulo acessando a seção Resumindo no livro digital, na Plataforma Poliedro.

Quer saber mais?

Artigo LOPES, R. J. O peso através das gerações. Pesquisa Fapesp, fev. 2017. Disponível em: https://revistapesquisa. fapesp.br/o-peso-atraves-das-geracoes/. Acesso em: 24 nov. 2023. O artigo trata das possíveis relações entre epigenética e peso corporal.

Exercícios complementares 1. UEM/PAS-PR 2015 Sobre genótipo, fenótipo e meio ambiente, é correto afirmar que: 01 Muitas vezes, a influência ambiental pode acarretar a manifestação de um fenótipo diferente daquele programado pelo genótipo. 02 O fenótipo é condicionado, também, pelo genótipo. Assim, plantas de genótipos diferentes (AA, Aa) podem ter o mesmo fenótipo. 04 Quando dizemos que uma planta de ervilha é heterozigota para a cor da semente, estamos nos referindo ao fenótipo dessa planta. 08 Quando um indivíduo tem o fenótipo condicionado pelo alelo recessivo de um gene que sofre pouca ou nenhuma influência ambiental, conclui-se que esse indivíduo é homozigoto quanto ao alelo em questão. 16 A codominância é o tipo de ausência de dominância em que o indivíduo heterozigoto expressa, simultaneamente, os dois fenótipos paternos. Soma:

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BIOLOGIA

Capítulo 10

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Soma: 3. UEPG-PR 2018 A Drosophila melanogaster (drosófila) apresenta asas com forma elíptica, ligeiramente alongadas (asas longas), sendo esta uma característica selvagem da mosca. Algumas linhagens de drosófila apresentam apenas rudimentos de asas, conhecida como asa vestigial. O cruzamento parental de moscas homozigóticas selvagens (asas longas) com moscas homozigóticas de asas vestigiais produz apenas descendentes de asas longas (geração F1). O cruzamento entre moscas da geração F1 produziu 400 descendentes (geração F2), 300 moscas com asas longas e 100 com asas vestigiais. Analise as assertivas abaixo e assinale o que for correto. 01 O tipo de asa em drosófila é um exemplo de codominância, visto que na geração F1 podemos observar moscas de apenas um tipo (asas longas), ou seja, os heterozigotos apresentam o fenótipo de apenas um dos genitores. 02 A proporção obtida na prática (300 asas longas e 100 asas vestigiais) é igual à proporção teórica da geração F2, onde 75% são esperados ter asas longas e 25% asas vestigiais. 04 Neste cruzamento é esperada uma geração F2 com 75% dos genótipos homozigóticos dominantes e 25% de heterozigotos. 08 O tipo de asa em drosófila é um exemplo de herança monogênica. Podemos concluir que o “tipo de asa” está condicionado por um gene com dois alelos, um dominante (para asas longas) e outro recessivo (para asas vestigiais). Soma: 4. UEPG-PR 2015 A figura a seguir esquematiza um cruzamento parental entre ervilhas puras de formato liso e ervilhas puras de formato rugoso. Observe que a geração 1 (F1) gerou 100% de descendentes que possuem o formato da ervilha liso. Desenvolva a geração 2 (F2) e a partir dos resultados, assinale o que for correto.

Semente lisa

P RR

Semente rugosa rr

Formação de gametas

Formação de gametas R

r Semente lisa

F1 Rr

01 A geração F2 gerará 75% de ervilhas de formato liso e 25% de ervilhas de formato rugoso. Esse resultado somente é possível, pois se trata de uma herança monogênica com dominância completa do alelo liso sobre o alelo rugoso. 02 A geração F2 terá uma proporção de 9 : 3 : 3 : 1, sendo 9/16 lisas e rugosas; 3/16 lisas; 3/16 rugosas; 1/16 rugosas e lisas, respectivamente. 04 A proporção fenotípica encontrada na geração F2 será de 50% de ervilhas de formato liso e 50% de ervilhas de formato rugoso. 08 A geração F2 gerará uma proporção genotípica de 25% homozigotos dominantes, 50% heterozigotos e 25% de homozigotos recessivos. Soma: 5. Unicamp-SP 2015

(Adaptado de http://randomrationality.com/tag/biotech/. Acessado em 16/07/2014.)

Qual das técnicas descritas utilizada por Gregor Mendel perimentos? a) (1). b) (2).

no infográfico acima foi (1822-1884) em seus exc) (3). d) (4).

6. Famema-SP 2021 As diferentes cores da pelagem em um gato siamês são resultantes de um caso particular de albinismo, que confere cor clara aos pelos da maior parte do corpo e cor escura aos pelos das extremidades, como orelhas, focinho, patas e cauda. Este efeito deve-se à enzima tirosinase, que atua em temperatura específica, transformando o aminoácido tirosina em melanina, responsável pela cor escura. O gráfico apresenta três curvas e apenas uma delas é compatível com a atividade da enzima tirosinase.

FRENTE 1

2. UEM/PAS-PR 2021 (Adapt.) Sobre as pesquisas de Mendel relacionadas com a hereditariedade, assinale o que for correto. 01 A possibilidade de realizar polinização artificial e a consequente fecundação cruzada com a obtenção de descendentes férteis foram características favoráveis à escolha do material biológico pesquisado por Mendel. 02 Nos cruzamentos com parentais de plantas de linhagens puras e com fenótipos distintos para a mesma característica, a geração F1 contém híbridos sempre iguais a um dos parentais. 04 Em uma planta denominada por Mendel como pura os alelos para uma determinada característica nos cromossomos homólogos são obrigatoriamente distintos. 08 De acordo com a primeira lei de Mendel, cada característica hereditária é determinada por dois fatores, um herdado do genitor materno, e outro, do genitor paterno. Os fatores de cada par se separam na produção de gametas.

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Velocidade de reação

1

2

floral. Como as flores e a polinização devem ser manipuladas pelo pesquisador em um programa de melhoramento genético que visa a aumentar a heterozigose em plantas com cleistogamia?

3

38,5

Temperatura corpórea (°C) (https://bowwowinsurance.com.au)

a) A temperatura retal média dos gatos siameses equivale a 38,5 °C. Qual curva é compatível com a atividade da enzima tirosinase que atua nas extremidades do corpo dos gatos siameses? Justifique sua resposta. b) Considere que a herança para as cores dos pelos nos gatos siameses seja monogênica recessiva, que gatos que portam ao menos um alelo dominante apresentem pelagem toda preta, e os cruzamentos 1 e 2: – Cruzamento 1: entre um casal de gatos siameses cuja fêmea está gestando quatro filhotes. – Cruzamento 2: entre um casal de gatos pretos que gerou dois filhotes siameses e um filhote preto. Qual será o fenótipo dos descendentes do cruzamento 1? Qual a probabilidade de o filhote preto, gerado no cruzamento 2, ser heterozigoto? 7. Unicamp-SP 2021 A endogamia promove o aumento de homozigose nos descendentes. Os primeiros estudos sobre os efeitos da endogamia em plantas foram realizados por Charles Darwin. O estudo da endogamia teve seu interesse inicial em sistemas reprodutivos de plantas, para explicar por que as numerosas espécies de plantas têm sistemas que impedem a autofecundação, e por que a reprodução por cruzamento prevalece na natureza. (Adaptado de G. Álvarez, F. C. Ceballos e T. M. Berra. Biological Journal of the Linnean Society, Londres, v. 114, p. 474-83, fev. 2015.)

a) Defina homozigose. A partir de uma planta com genótipo Aa (geração S0), representada a seguir, qual é a porcentagem de homozigose na terceira geração (geração S3) de autofecundação? Considere que as plantas de genótipo AA, Aa e aa apresentam igual probabilidade de sobrevivência, a ocorrência exclusiva de autofecundação, e que os tamanhos das progênies das gerações S1, S2 e S3 são infinitos. Geração S0:

Aa

Geração S1:

1 2 1 AA, Aa, aa 4 4 4

8. UFJF/Pism-MG 2021 Na coloração da pelagem de uma espécie animal, que produz um filhote por gestação, a expressão do alelo dominante B condiciona pelagem preta. O alelo recessivo b condiciona pelagem branca. Levando em consideração a expressão dos alelos e o cruzamento entre dois indivíduos heterozigotos, responda às questões abaixo: a) Quais seriam as colorações atribuídas aos genótipos BB, Bb e bb nesta espécie? b) Qual é a probabilidade de o casal gerar, em três gestações, 2 filhotes brancos e um preto? c) Qual é a probabilidade de o casal gerar, em três gestações, um filhote branco, um preto e outro branco nesta ordem? 9. Fuvest-SP 2021 A hemocromatose juvenil é uma doença rara que pode ser causada por uma mutação no gene HJV, a qual resulta em proteína hemojuvelina com função comprometida. Nessa condição, o indivíduo acumula muito ferro proveniente da alimentação em seu organismo, o que pode levar à falência de órgãos como o fígado, pâncreas e coração. Diversas mutações já foram associadas a esta forma de hemocromatose juvenil, dentre elas a substituição do aminoácido glicina na posição 320 pelos aminoácidos valina ou alanina (G320V ou G320A) e a formação de códon de parada prematuro. O heredograma a seguir representa uma família na qual há uma pessoa afetada. Legenda: I.

1

2

2

3

Homem não afetado Mulher não afetada

II.

1

4

Mulher afetada União consanguínea

III.

IV.

1

2

1

3

2

3

4

4

b) Plantas autógamas autofecundam-se e plantas alógamas dependem da polinização cruzada para o sucesso do processo reprodutivo. A cleistogamia, principal mecanismo de autofecundação, é um fenômeno observado em flores hermafroditas, em que a polinização ocorre antes mesmo da abertura

28

BIOLOGIA

Capítulo 10

Introdução à Genética

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318

319

320

321

322

RNAm25' ... GUU2GGG2GGA2UGC2UUC ... 3'

Considerando apenas um evento de mutação em cada caso, que alteração na trinca 320 do RNAm leva à substituição do aminoácido glicina por: 1) valina; 2) alanina; 3) códon de parada? O que acontece com a estrutura primária da proteína no caso de haver um códon de parada prematuro no RNAm?

16 Considerando-se a fibrose cística, o genótipo de Luís é “aa”, visto que ele não apresenta a doença, assim como seus pais. Soma: 12. Famema-SP 2017 A fibrose cística é uma doença monogênica autossômica grave e mais frequente em pessoas caucasianas, principalmente descendentes de europeus. Com o passar dos anos, pessoas com fibrose cística podem apresentar problemas em órgãos do sistema digestório, reprodutor, cardiovascular e respiratório, podendo ainda ter outros órgãos afetados. a) Explique a relação entre o prejuízo na atividade pancreática, causado pela fibrose cística, e a desnutrição. b) A genealogia a seguir refere-se a uma família em que a mulher II.3 apresenta fibrose cística e os demais membros são todos normais. I.

10. Famerp-SP 2018 O bebê Charlie Gard, de 11 meses,

1

morreu devido à Síndrome de Depleção do DNA mitocondrial, doença muito rara, que causa a morte precoce. Essa síndrome é determinada por uma mutação no gene autossômico RRM2B, situado no núcleo celular. Essa mutação faz com que o gene não produza uma proteína essencial para a síntese de DNA mitocondrial, o que provoca uma redução na quantidade dessas organelas, afetando principalmente células musculares e neurônios, como ocorreu com o bebê Charlie.

II.

3

11. UEPG-PR 2018 A fibrose cística é uma doença autossômica recessiva, caracterizada pela mutação no gene CFTR. Maria (sem fibrose cística) casou-se com Antônio (sem fibrose cística) e tiveram 2 filhos: Luís (sem a doença) e Henrique (com fibrose cística). Analise as afirmativas a seguir e assinale o que for correto. 01 Maria e Antônio são portadores do alelo recessivo causador da fibrose cística, ou seja, são heterozigotos (Aa). 02 A chance de o casal ter uma terceira criança afetada pela fibrose cística é de 25%, independentemente do sexo dela. 04 A chance de o casal ter uma terceira criança sem fibrose cística é de 25%, independente do sexo dela. 08 O genótipo de Henrique é “AA”, ou seja, é portador de ambos alelos mutantes causadores da fibrose cística.

4

5 ?

(Folha de S.Paulo, 05.07.2017. Adaptado.)

a) Qual molécula fundamental ao metabolismo celular é sintetizada pelas mitocôndrias? Por que a redução da quantidade de mitocôndrias afeta principalmente células musculares e neurônios? b) Considerando que os pais de Charlie não possuem a síndrome e que as mitocôndrias são herdadas da linhagem materna, por que a mãe de Charlie não apresenta a doença? Qual a probabilidade de os pais de Charlie gerarem outra criança com a mesma síndrome?

2



Sabendo que a frequência de indivíduos heterozigotos na população é de 1/20, calcule a probabilidade de o casal II.4 e II.5 gerar uma criança com fibrose cística.

13. UEPG-PR 2016 Uma característica de herança genética na espécie humana é a sensibilidade ao PTC, sigla da substância fenil-tiocarbamida. Algumas pessoas são capazes de sentir um sabor amargo em soluções diluídas de PTC, enquanto outras são incapazes de sentir sabor algum. Esses traços têm herança monogênica simples, sendo o alelo condicionante da sensibilidade ao PTC (P) dominante sobre o alelo condicionante da insensibilidade (p). Com relação a esta herança genética humana, assinale o que for correto. 01 Casais heterozigóticos quanto a este gene (Pp) têm a possibilidade de gerar a seguinte combinação genotípica em seus descendentes: 1/2 PP e 1/2 pp. 02 Casais homozigotos recessivos sempre geram descendentes capazes de sentir o gosto amargo do PTC. 04 Casais homozigotos dominantes para este gene têm a possibilidade de gerar apenas descendentes capazes de sentir o gosto amargo do PTC. 08 Um descendente incapaz de sentir o gosto amargo do PTC herda um alelo recessivo do pai (p) e outro da mãe (p). Soma:

FRENTE 1

a) Cite uma complicação para a saúde humana decorrente da insuficiência de atividade do pâncreas. b) Pela análise do heredograma, qual é o padrão mais provável de herança genética da hemocromatose juvenil? Justifique sua resposta. c) Considere a sequência parcial do RNAm da hemojuvelina selvagem (os números acima das trincas de nucleotídeos indicam a correspondência dos aminoácidos):

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14. UEM-PR 2016 Em algumas variedades de bovinos a ausência de chifres é produzida por um gene dominante C. Um touro sem chifres é cruzado com três vacas. Com a vaca 1, com chifres, produziu um bezerro sem chifres; com a vaca 2, com chifres, produziu um bezerro com chifres; e com a vaca 3, sem chifres, produziu um bezerro com chifres. Com base nestes dados e em conhecimentos de Genética, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01 O genótipo do touro é Cc. 02 O genótipo da vaca 1 é Cc. 04 O genótipo da vaca 2 é cc. 08 O genótipo da vaca 3 é CC. 16 O bezerro com chifres produzido com a vaca 2 tem o mesmo genótipo que o bezerro com chifres produzido com a vaca 3. Soma: 15. Unicid-SP 2016 Certa espécie de planta pode produzir flores vermelhas ou brancas, determinadas por um par de alelos autossômicos. Após a realização de alguns cruzamentos dessas plantas, obteve-se descendentes conforme a tabela a seguir. Descendentes (%) Cruzamentos

Flores vermelhas

Flores brancas

100

0

0

100

1

Plantas de flores vermelhas foram autofecundadas

2

Plantas de flores brancas foram autofecundadas

3

Plantas de flores vermelhas foram cruzadas com plantas de flores brancas

100

0

4

Plantas de flores vermelhas foram cruzadas com plantas de flores brancas

50

50

a) De acordo com os resultados obtidos, qual cor das flores é determinada por um gene dominante? Justifique sua resposta. b) Suponha que plantas resultantes do cruzamento 3 fossem autofecundadas. Quais seriam as proporções fenotípicas esperadas? Esquematize seu raciocínio. 16. Unesp 2015 Observe as cenas do filme A perigosa ideia de Charles Darwin.

(WGBH Educational Foundation e Clear Blue Sky Productions. Scientific American Brasil, 2001).

Neste trecho do filme, Darwin, desolado com a doença de sua filha Annie, desabafa com o médico: “­— É minha culpa! Casamentos entre primos-irmãos sempre produzem filhos fracos.” Na sequência, Darwin e sua esposa Emma choram a morte prematura de Annie. Darwin e Emma eram primos-irmãos: a mãe de Darwin era irmã do pai de Emma. Explique por que os filhos de primos-irmãos têm maior probabilidade de vir a ter uma doença genética que não se manifestou em seus pais ou avós. Supondo que a mãe de Darwin e o pai de Emma fossem heterozigotos para uma doença determinada por alelo autossômico recessivo, e que o pai de Darwin e a mãe de Emma fossem homozigotos dominantes, determine a probabilidade de o primeiro filho de Darwin e Emma ter a doença. 17. Uerj 2014 Considere o cruzamento de um bode sem chifres com três cabras. Em cada cruzamento, foi gerado apenas um filhote. Observe os dados na tabela: Cabra

Presença de chifres na cabra

no filhote

1

sim

não

2

sim

sim

3

não

sim

Admita que a ausência de chifres em caprinos seja uma característica monogênica dominante. Utilizando as letras A e a para representar os genes envolvidos, determine os genótipos do bode e das três cabras.

30

BIOLOGIA

Capítulo 10

Introdução à Genética

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18. Fatec-SP 2019 No heredograma, os símbolos preenchidos representam pessoas afetadas por uma doença hereditária. Os homens são representados pelos quadrados e as mulheres, pelos círculos. I I

1

2

1

2

II II

3

2

1 1

4

3

2

5

4

5

III 1

III Legenda

1

2

3

2

Homem afetado

3 Homem normal

Homem afetado

Homem normal

Mulher afetada

Mulher normal

Mulher afetada

Mulher normal

O padrão de herança observado por essa doença é a) recessivo autossômico, porque pais (II-4 e II-5) tiveram filhas normais. b) recessivo ligado ao cromossomo X, porque a filha (II-2) do homem afetado (I-1) não é afetada. c) recessivo ligado ao cromossomo Y, pois a doença se manifesta apenas nos indivíduos do sexo masculino. d) dominante autossômica, porque os pais afetados (I-1 e I-2) tiveram uma filha normal (II-2). e) dominante ligado ao cromossomo X, pois todas as filhas de homens afetados também apresentam a doença.

Nesse caso, o padrão de herança dessa característica é a) autossômico recessivo, e 1 é homozigoto. b) autossômico dominante, e 2 é homozigoto. c) ligado ao X dominante, e 3 é heterozigoto. d) autossômico dominante, e 4 é homozigoto. e) autossômico dominante, e 5 é heterozigoto. 20. UEM/PAS-PR 2014 A doença conhecida como coreia de Huntington, que afeta o sistema nervoso, é produzida por um gene dominante e atinge diversas pessoas no Brasil. Se um casal de heterozigotos para essa doença tiver três filhos, é correto afirmar que 01 a probabilidade de o primeiro filho (independentemente do sexo) ser normal e os demais afetados pela coreia de Huntington é de 9/64. 02 a probabilidade de o primeiro filho ser do sexo masculino é de 1/8. 04 a probabilidade de o casal ter filhos afetados pela coreia de Huntington é de 1/2. 08 a probabilidade de o primeiro filho ser do sexo masculino e afetado pela coreia de Huntington é de 9/32. 16 a probabilidade de o primeiro filho ser do sexo feminino e não afetado pela coreia de Huntington é de 1/4. Soma: 21. Fempar-PR 2023 O heredograma a seguir mostra a herança da hemocromatose em uma família. A doença, de herança autossômica, caracteriza-se pelo acúmulo de ferro em órgãos como o fígado, o coração e o pâncreas, podendo ocasionar lesão nos tecidos e insuficiência funcional.

19. PUC-Rio 2023 O heredograma abaixo mostra a herança de uma característica, determinada por um único gene, dentro de uma dada família. I

2

afetados

3

4

5

7

II I

6

8

normais

9

homem

característica ausente

mulher

característica presente

II

afetados normais

Em relação à herança da hemocromatose, assinale a afirmativa correta. a) 100% da prole de I-II será normal, porém heterozigota. b) Trata-se de uma doença causada por gene dominante. c) A probabilidade de o casal I-II ter filhos doentes é de 1/3. d) A mãe de II é obrigatoriamente homozigota recessiva. e) As mulheres filhas de I-II serão sempre doentes.

FRENTE 1

1

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29/01/2024 11:01:25

22. UENP-PR 2023 Fibrose cística (FC) ou mucoviscosidade é uma heredopatia autossômica recessiva monogênica. Afeta múltiplos órgãos, como pulmões, pâncreas, rins, fígado, aparelho digestivo, intestino e seios da face. O paciente com FC tem produção excessiva de secreções e muco mais espesso, aumentando a suscetibilidade às infecções pulmonares e a bronquiectasias. Um casal (indivíduos 7 e 8) planeja ter um filho (indivíduo 10), e procura um aconselhamento genético para determinar a probabilidade de que seu filho tenha FC. Analise o heredograma a seguir e assinale a alternativa cuja probabilidade do filho (indivíduo 10) ter FC esteja CORRETA.

1

2

3

4

3. O fenótipo recessivo só pode se manifestar em homozigose, pois há o bloqueio da sua tradução pela presença do alelo dominante. 4. Nos heterozigotos, mesmo com metade da quantidade da enzima funcional, a ramificação do amido ocorre normalmente e não há alterações perceptíveis na forma dos grãos de ervilha. Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmativa 3 é verdadeira. b) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras. c) Somente as afirmativas 1 e 4 são verdadeiras. d) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras. e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras. 25. FCMMG 2020 No heredograma abaixo, os símbolos preenchidos representam pessoas portadoras de um tipo de doença genética.

I 5

6

7

8

9

10

a) b) c) d) e)

II (https://www.sbg.org.br/sites/default/files/a_interpretacao_genetica_da variabilidade_humana.pdf. Acesso em 12/09/2019.)

1/4. 2/4. 3/4. 1/9. 1/16.

23. Uema 2016 O albinismo, caracterizado pela ausência do pigmento melanina, é uma característica mendeliana, determinada por um par de alelos recessivos. Analise as duas situações a seguir, responda às perguntas e justifique cada uma das respostas. a) Um homem heterozigoto para o albinismo é casado com uma mulher albina. Quais os genótipos e os respectivos fenótipos de seus prováveis filhos? b) Se esse mesmo homem casar com uma mulher heterozigota, qual a probabilidade de nascer uma criança albina?

É CORRETO afirmar que o padrão de herança observado para esta doença é: a) Autossômica recessiva. b) Autossômica dominante. c) Ligada ao cromossomo X. d) Ligada ao cromossomo sexual Y. 26. FPP-PR 2016 Em Angola, há um número grande de indivíduos com anemia falciforme. Por isso, foram criadas campanhas para conhecimento dos sintomas e tratamento dessa condição, como a mostrada na figura a seguir:

24. UFPR 2021 Ervilhas lisas e rugosas foram estudadas por Gregor Mendel e a característica ervilha rugosa é dita recessiva, uma vez que esse fenótipo não ocorre no heterozigoto, que sempre exibe ervilhas lisas. A mutação presente no alelo recessivo, que determina ervilhas rugosas, é uma inserção de 800 pares de bases na região codificadora de aminoácidos do gene que codifica a enzima ramificadora de amido, gene SBE1. A inserção é transcrita juntamente com a região codificadora do gene e passa a fazer parte do RNA mensageiro. (Texto adaptado do artigo “Dominante ou Recessivo?”, de Regina Célia Mingroni Netto, Genética na Escola, v. 7, n. 2, 2012.)

A respeito do assunto, considere as seguintes afirmativas: 1. A proteína traduzida a partir do alelo recessivo é uma enzima ramificadora de amido não funcional. 2. O alelo dominante é transcrito e traduzido, enquanto no alelo recessivo a tradução está bloqueada.

32

BIOLOGIA

Capítulo 10

Disponível em: http://www.anemiafalciforme-angola.org/homepage/>. Acesso em: 04/05/2016.

Essa doença é causada por um alelo que condiciona a formação de moléculas anormais de hemoglobina, com pouca capacidade de transporte de oxigênio. As hemácias que não transportam oxigênio normalmente têm um formato semelhante ao de uma foice e, por isso, são chamadas de falciforme.

Introdução à Genética

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Os indivíduos homozigotos dominantes são normais, ao passo que os heterozigóticos são ligeiramente anêmicos, mas sobrevivem, embora com menor viabilidade em relação aos homozigóticos dominantes. Os indivíduos homozigotos recessivos morrem de anemia na infância. Do cruzamento entre um indivíduo normal e outro com anemia falciforme, qual a chance de o casal ter uma filha com anemia falciforme? a) 0% b) 25% c) 50% d) 75% e) 100% 27. FICSAE-SP 2016 No heredograma abaixo, as pessoas indicadas por II1 e III2 são afetadas por uma dada característica: I 1

2

1

2

homem normal

II

mulher normal 3 mulher afetada

III 1

2

Após a análise do heredograma, é correto afirmar tratar-se de característica a) recessiva e ligada ao sexo, e a probabilidade de o casal indicado por II2 e II3 ter uma criança do sexo masculino com a característica é de 1/2. b) dominante e ligada ao sexo, e a probabilidade de o casal indicado por II2 e II3 ter uma criança do sexo masculino com a característica é de 1/2. c) autossômica dominante e, supondo que a mulher indicada por II1 se case com um homem afetado pela característica, a probabilidade de esse casal ter filhos com a característica é de 3/4. d) autossômica recessiva, e a probabilidade de a mulher indicada por III1 ser heterozigótica é de 2/3. 28. FMABC-SP 2022 O heredograma ilustra a transmissão de uma característica genética, indicada pelos símbolos preenchidos, condicionada por apenas um par de genes alelos autossômicos. I

II

1

2

1

2

4

3 III

5

1

29. FCMSCSP 2020 A galactosemia é uma doença autossômica monogênica causada pela deficiência nas enzimas que metabolizam a galactose, o que causa acúmulo dessa substância no sangue. Caso uma criança com essa doença consuma alimento com galactose, ela pode apresentar vômitos, icterícia e atraso no desenvolvimento. A fenilcetonúria também é uma doença autossômica monogênica, causada pelo acúmulo do aminoácido fenilalanina no sangue. Caso um recém-nascido com essa doença consuma o aminoácido, ele pode ter deficiência intelectual. Sabe-se que os genes que determinam as referidas doenças segregam-se independentemente durante a meiose.

FRENTE 1

Com base no heredograma, conclui-se que a) os indivíduos I.1 e I.2 são homozigotos dominantes. b) a característica em questão só se manifesta nos indivíduos homozigotos recessivos. c) os indivíduos II.2, II.3, II.5 e III.1 são heterozigotos. d) a característica em questão se manifesta em indivíduos heterozigotos. e) os indivíduos II.1 e II.4 são homozigotos dominantes.

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a) A galactosemia e a fenilcetonúria podem ser detectadas no “teste do pezinho”, que é realizado logo após o nascimento de um bebê. Qual material biológico é coletado para se realizar o “teste do pezinho”? Em qual alimento de origem animal é encontrada a galactose? b) No heredograma, a mulher destacada apresenta as duas doenças. Qual o genótipo dessa mulher, referente às duas doenças? Qual a probabilidade de o irmão dessa mulher ser portador dos alelos responsáveis pelas duas doenças?

30. UEM-PR 2018 Considere dois gêmeos monozigóticos, mas com hábitos de vida diferentes. Pedro, com hábitos não saudáveis, tem intensa e descontrolada exposição ao sol, alimentação industrializada não balanceada, é fumante e sedentário. Paulo, com hábitos saudáveis, não fuma, tem exposição moderada e controlada ao sol, alimentação balanceada não industrializada e realiza atividade física regular e orientada. Com base no exposto, assinale o que for correto. 01 Com o passar do tempo, Pedro e Paulo terão fenótipos diferentes, apesar de terem nascido com o mesmo genótipo. 02 Os hábitos de vida diferentes influenciam Pedro e Paulo, igualmente, visto que possuem o mesmo genótipo. 04 Com o passar do tempo, Pedro e Paulo terão fenótipos distintos devido à expressão gênica diferente em cada um. 08 A produção de melanina em Pedro será maior que em Paulo, pois possuem alelos diferentes, fato explicado pela herança quantitativa. 16 Pedro tem maior probabilidade de desenvolver câncer do que Paulo. Soma: 31. Unicamp-SP 2015 Um cidadão foi preso por um crime que não cometeu. O exame do DNA encontrado na cena do crime revelou que ele é compatível com o do indivíduo apontado como culpado. As provas colhidas em um outro crime, ocorrido durante a reclusão do suposto criminoso, curiosamente apontaram o mesmo perfil genético, colocando em cheque o trabalho de investigação realizado. As suspeitas então recaíram sobre um irmão gêmeo do indivíduo. a) Como são denominados os gêmeos do caso investigado? Que tipo de análise seria capaz de distinguir os gêmeos? b) Descreva os processos de fecundação e desenvolvimento embrionário que podem ter gerado os gêmeos envolvidos no caso investigado. 32. Unicamp-SP Gatos Manx são heterozigotos para uma mutação que resulta na ausência de cauda (ou cauda muito curta), presença de pernas traseiras grandes e um andar diferente dos outros. O cruzamento de dois gatos Manx produziu dois gatinhos Manx para cada gatinho normal de cauda longa (2 : 1), em vez de três para um (3 : 1), como seria esperado pela genética mendeliana. a) Qual a explicação para esse resultado? b) Dê os genótipos dos parentais e dos descendentes. (Utilize as letras B e b para as suas respostas). 33. UEM-PR 2023 A cor da pelagem em camundongos é determinada por um par de alelos autossômicos com relação de dominância completa. O alelo dominante determina pelagem amarela, e o alelo recessivo determina pelagem acinzentada. Em homozigose dominante esses alelos são letais. Com base no exposto, assinale o que for correto. 01 O cruzamento entre parentais duplo recessivos resulta em uma descendência de 100% de camundongos acinzentados. 02 Do cruzamento de um camundongo amarelo com um acinzentado esperam-se, na descendência, 1/2 de camundongos amarelos e 1/2 de camundongos acinzentados. 04 Do cruzamento entre parentais heterozigotos são possíveis em F1 três genótipos, na proporção de 1/4 de homozigotos dominantes, 1/2 de heterozigotos e 1/4 de homozigotos recessivos. 08 Do cruzamento entre camundongos amarelos esperam-se, na descendência, 2/3 de camundongos amarelos e 1/3 de camundongos acinzentados. 16 Não existem camundongos amarelos homozigotos. Soma: 34. UFRGS Em rabanetes, um único par de alelos de um gene controla a forma da raiz. Três formas são observadas: oval, redonda e longa. Cruzamentos entre estes três tipos apresentam os seguintes resultados: P

F1

Redondo 3 Oval

Oval e Redondo (1 : 1)

Redondo 3 Longo Oval 3 Longo

Redondo 3 Redondo Longo 3 Longo

34

BIOLOGIA

Capítulo 10

Oval Oval e Longo (1 : 1) Redondo Longo

Introdução à Genética

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Qual a proporção de progênie esperada do cruzamento oval x oval? a) 3 ovais : 1 longo b) 1 redondo : 1 longo c) 1 oval : 2 redondos : 1 longo d) 3 redondos : 1 longo e) 1 redondo : 2 ovais : 1 longo 35. Fuvest-SP Numa espécie de planta, a cor das flores é determinada por um par de alelos. Plantas de flores vermelhas cruzadas com plantas de flores brancas produzem plantas de flores cor-de-rosa. Do cruzamento entre plantas de flores cor-de-rosa, resultam plantas com flores a) das três cores, em igual proporção. b) das três cores, prevalecendo as cor-de-rosa. c) das três cores, prevalecendo as vermelhas. d) somente cor-de-rosa. e) somente vermelhas e brancas, em igual proporção. 36. Fuvest-SP 2017 Uma determinada malformação óssea de mãos e pés tem herança autossômica dominante. Entretanto, o alelo mutante que causa essa alteração óssea não se manifesta em 30% das pessoas heterozigóticas, que, portanto, não apresentam os defeitos de mãos e pés. Considere um casal em que a mulher é heterozigótica e apresenta essa alteração óssea, e o homem é homozigótico quanto ao alelo normal. a) Que genótipos podem ter as crianças clinicamente normais desse casal? Justifique sua resposta. b) Qual é a probabilidade de que uma criança que esse casal venha a ter não apresente as alterações de mãos e pés? Justifique sua resposta. 37. Fuvest-SP 2015 No heredograma abaixo estão representadas pessoas que têm uma doença genética muito rara, cuja herança é dominante. A doença é causada por mutação em um gene localizado no cromossomo 6. Essa mutação, entretanto, só se manifesta, causando a doença, em 80% das pessoas heterozigóticas. I 1

2

II 1

2

3

4

5

III 1

2

3

Mulheres e homens com a doença Mulheres e homens clinicamente normais

38. Uerj Um par de alelos regula a cor dos pelos nos porquinhos-da-índia: o alelo dominante B produz a pelagem de cor preta e seu alelo recessivo b produz a pelagem de cor branca. Para determinar quantos tipos de gametas são produzidos por um desses animais, cujo genótipo homozigoto dominante tem o mesmo fenótipo do indivíduo heterozigoto, é necessário um cruzamento-teste. Admita que os descendentes da primeira geração do cruzamento-teste de uma fêmea com pelagem preta apresentem tanto pelagem preta quanto pelagem branca. Descreva o cruzamento-teste realizado e determine o genótipo da fêmea e os genótipos dos descendentes.

FRENTE 1

a) Usando os algarismos romanos e arábicos correspondentes, identifique as pessoas que são certamente heterozigóticas quanto a essa mutação. Justifique sua resposta. b) Qual é a probabilidade de uma criança, que II-5 venha a ter, apresentar a doença? Justifique sua resposta.

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BNCC em foco EM13CNT202

1. OBB 2021 Resultados preliminares de uma pesquisa em andamento no Centro de Estudos do Genoma Humano e de Células-Tronco evidenciam a participação de fatores genéticos na determinação da suscetibilidade ou resistência à COVID-19. Os pesquisadores já coletaram amostras biológicas e informações de oito pares de gêmeos infectados pelo novo coronavírus. No grupo dos irmãos monozigóticos, quatro dos cinco pares responderam de forma idêntica à doença. Já entre os irmãos dizigóticos, os três pares apresentaram respostas diferentes à infecção. Fonte: https://agencia.fapesp.br/estudo-reforca-relacao-entre-perfil-genetico-e-resposta-a-covid-19/34051/

A comparação entre gêmeos é uma das formas aplicadas em biologia para o diagnóstico da importância do genótipo e do ambiente na expressão de características. Sobre a formação de gêmeos pode-se afirmar que: a) gêmeos monozigóticos são formados por um espermatozoide e dois óvulos distintos. b) gêmeos monozigóticos são formados por um espermatozoide e um óvulo. c) gêmeos dizigóticos são formados por um espermatozoide e dois óvulos distintos. d) gêmeos dizigóticos são formados por um espermatozoide e um óvulo. e) gêmeos dizigóticos são formados por dois espermatozoides e um óvulo. EM13CNT205

2. OBB 2019 Estamos chegando cada vez mais perto da cura da AIDS. Apenas dois dias depois de cientistas terem anunciado a existência de uma segunda pessoa que pode ter vencido o vírus HIV, foi revelado um terceiro paciente que possivelmente teria sido totalmente curado da doença. O anúncio desse terceiro avanço ocorreu na última terça-feira (5), durante a Conferência Sobre Retrovírus e Infecções Oportunistas, em Seattle, nos Estados Unidos. O chamado “paciente de Düsselforf”, segundo um time de especialistas dos Países Baixos, foi submetido ao mesmo tipo de transplante de medula óssea pelo qual passaram os outros dois pacientes que também teriam sido curados. O primeiro registro de que um homem teria se livrado do vírus HIV ocorreu em 2007. O caso foi inicialmente apelidado de “paciente de Berlim”; mas o homem acabou sendo identificado como Timothy Ray Brown, de 52 anos, que atualmente vive em Palm Springs, na Califórnia, Estados Unidos. Diagnosticado com leucemia, Brown teria enfrentado dois transplantes de células-tronco após os médicos não verem progresso com a quimioterapia. O doador que possibilitou o transplante tinha uma mutação na proteína CCR5, o sítio primário de ligação do HIV com as células T. Assim, o paciente teve de enfrentar uma dosagem de medicamentos imunossupressores e sofreu uma série de complicações; chegou a ficar em coma induzido e quase morreu. Fonte:https://revistagalileu.globo.com/Ciencia/Saude/noticia/2019/03/tres-pessoas-ja-teriam-se-curado-de-hiv-no-mundo-anunciam-medicos.html

Supondo que a mutação CCR5 seja autossômica recessiva em relação ao gene funcional. Identifique a probabilidade de um casal heterozigotos para este gene ter uma criança resistente ao HIV: a) 0 d) 75% b) 25% e) 100% c) 50% EM13CNT301

3. OBB 2016 (Adapt.) Entra em cena o OX513A, que foi criado pela Universidade de Oxford, na Inglaterra. Ele é idêntico ao Aedes aegypti – exceto por dois genes modificados, colocados pelo homem. Um deles faz as larvas do mosquito brilharem sob uma luz especial (para que elas possam ser identificadas pelos cientistas). O outro é uma espécie de bomba-relógio, que mata os filhotes do mosquito. A ideia é que ele seja solto na natureza, se reproduza com as fêmeas de Aedes e tenha filhotes defeituosos – que morrem muito rápido, antes de chegar à idade adulta, e por isso não conseguem se reproduzir. Com o tempo, esse processo vai reduzindo a população da espécie, até extingui-la. Recentemente, a Comissão Técnica Nacional de Biossegurança, um órgão do Ministério da Ciência e Tecnologia, aprovou o mosquito. E o Brasil se tornou o primeiro país do mundo a permitir a produção em grande escala do OX513A – que agora só depende de uma última liberação da Anvisa. O OX513A já foi utilizado em testes na Malásia, nas Ilhas Cayman (no Caribe) e em duas cidades brasileiras: Jacobina e Juazeiro, ambas na Bahia. Deu certo. Em Juazeiro, a população de Aedes aegypti caiu 94% após alguns meses de tratamento com os mosquitos transgênicos. Em Jacobina, 92%. As outras formas de combate, como mutirões de limpeza, campanhas educativas e visitas de agentes de saúde, continuaram sendo realizadas. “Nós não paramos nenhuma ação de controle. Adicionamos mais uma técnica”, diz a bióloga Margareth Capurro, da USP, coordenadora técnica das experiências. Há indícios de que o mosquito transgênico funciona, mas ele também tem seu lado polêmico. Para garantir que toda prole herde o gene transgênico letal, os mosquitos transgênicos apresentam este gene em: a) heterozigose d) pleiotropia b) homozigose e) codominância c) hemizigose

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BIOLOGIA

Capítulo 10

Introdução à Genética

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c12/Shutterstock.com

Doar sangue é uma ação que pode salvar vidas. Hoje, o sucesso das transfusões sanguíneas está relacionado ao conhecimento das características dos tipos sanguíneos e da sua determinação genética.

FRENTE 1

11 CAPÍTULO

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Alelos múltiplos e grupos sanguíneos Atualmente, a doação e as transfusões de sangue são práticas frequentes e têm o potencial de salvar vidas. Porém, muitas das primeiras transfusões sanguíneas, no século XIX, tiveram reações adversas nos pacientes. Foi apenas no início do século XX que se desenvolveu o conhecimento da composição dos tipos sanguíneos e dos mecanismos genéticos que os determinam, marcos que contribuíram para que as transfusões passassem a ser, de fato, um método seguro para garantir a sobrevivência de diversas pessoas. Neste capítulo, estudaremos como alelos múltiplos determinam os tipos sanguíneos humanos.

22/01/2024 12:55

Mutação 1

Mutação 2 a’

a a’

a

a’

a

A

A A

a a

A

a

Um exemplo de polialelia é observado na determinação da cor da pelagem em coelhos, em que quatro alelos estão envolvidos: C, cch, ch e ca. O alelo C determina pelagem de coloração marrom-acinzentada, denominada selvagem (ou aguti); o alelo cch condiciona pelagem cinza-claro, denominada chinchila; o alelo ch determina pelagem branca com extremidades pretas, chamada de himalaia; e o alelo ca determina pelagem albina, ou seja, coelhos totalmente brancos. Para determinar os genótipos que condicionam os diferentes fenótipos em um caso de polialelia, é necessário conhecer a relação de dominância entre os alelos envolvidos. Entre esses alelos, a relação de dominância é C > cch > ch > ca. O sinal de maior (>) significa que o alelo à esquerda é dominante em relação ao da direita.

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Genótipos

CC, Ccch, Cch ou Cca

Selvagem ou aguti

38

BIOLOGIA

Capítulo 11

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Chinchila

chch ou chca

Himalaia

caca

Albino Fenótipos e genótipos relacionados à cor da pelagem em coelhos.

Estabelecendo relações

Representação esquemática do surgimento de novos alelos em decorrência de mutações gênicas. A mutação 1 ocorreu durante a replicação do alelo A, resultando na formação alelo a. A mutação 2 aconteceu na duplicação do alelo a e levou ao surgimento do alelo a’. Existem, portanto, três alelos desse gene na população.

Fenótipos

cchcch, cchch ou cchca

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Os caracteres da ervilha Pisum sativum analisados por Mendel são condicionados por genes que têm apenas dois alelos. Todavia, para a maioria dos genes, existem mais de dois alelos. Essa situação, em que um gene apresenta mais de duas formas alélicas em uma população, é denominada alelos múltiplos ou polialelia. Nesses casos, apesar da existência de três ou mais alelos para um gene na população, um indivíduo tem apenas um par de alelos, o que possibilita a análise da herança da polialelia na primeira lei de Mendel. O aumento da variabilidade alélica em uma população tende a resultar em maior variabilidade fenotípica e é consequência da ocorrência de mutações gênicas. Estas são alterações na sequência de bases nitrogenadas dos genes e ocorrem de maneira aleatória, por exemplo, na replicação do DNA.

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Alelos múltiplos

A Genética utiliza ferramentas matemáticas para obter certos resultados de maneira mais rápida. Por exemplo, em um caso de alelos múltiplos, qual é o número de combinações genotípicas possível? Esse resultado depende do número de alelos envolvidos (n) e é dado pela equação:

no de genótipos 5

n(n 1 1) 2

Na herança da pelagem em coelhos, n = 4; portanto:

no de genótipos 5

4(4 1 1) 2

5

20 2

5 10

Grupos sanguíneos do sistema ABO Em 1901, o médico austríaco Karl Landsteiner (1868-1943) identificou os grupos sanguíneos do sistema ABO em humanos. Até essa descoberta, era comum pacientes receberem sangue por meio de transfusões e sofrerem efeitos adversos. Por vezes, os pacientes chegavam a óbito, devido a uma reação que obstruía os vasos sanguíneos, em decorrência da aglutinação do sangue transferido. Assim, os trabalhos de Landsteiner foram fundamentais para prevenir possíveis incompatibilidades em transfusões sanguíneas. O sistema ABO envolve quatro grupos (ou tipos) sanguíneos: A, B, AB e O. Esses fenótipos são identificados em função da presença ou da ausência de aglutinogênios (um tipo de glicoproteína) na membrana plasmática das hemácias. Pessoas com sangue tipo A têm o aglutinogênio A na membrana das hemácias; indivíduos com sangue tipo B têm aglutinogênio B; aqueles que têm sangue tipo AB apresentam os dois aglutinogênios, A e B; e pessoas com sangue tipo O não apresentam nenhum aglutinogênio.

Alelos múltiplos e grupos sanguíneos

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Transfusões sanguíneas

Grupo sanguíneo

Aglutinogênios na membrana das hemácias

Aglutininas no plasma sanguíneo

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Os aglutinogênios podem atuar como antígenos, isto é, podem ser reconhecidos como moléculas estranhas pelo organismo, desencadeando a produção de anticorpos, os quais são transportados pelo plasma sanguíneo. Os anticorpos que reagem aos aglutinogênios são chamados aglutininas: a aglutinina anti-A reage contra o aglutinogênio A, enquanto a aglutinina anti-B ataca o aglutinogênio B. Pessoas de sangue A têm em seu plasma aglutininas anti-B, enquanto as de sangue B têm aglutininas anti-A. Indivíduos de sangue AB não apresentam aglutininas, e os de sangue O têm as duas aglutininas.

O sucesso de uma transfusão sanguínea depende de uma série de fatores. Quanto às características dos grupos do sistema ABO, o fator mais importante a se considerar é a compatibilidade entre os aglutinogênios presentes nas hemácias do doador e as aglutininas encontradas no plasma do receptor. Quando o tipo sanguíneo é o mesmo, não há nenhum risco de aglutinação sanguínea (transfusão ideal). Porém, nas transfusões entre diferentes grupos, as aglutininas do receptor podem agir sobre os aglutinogênios do doador, causando aglutinação do sangue. Para evitar esse evento adverso, o receptor não pode ter em seu plasma aglutininas contra os aglutinogênios do doador. Dessa forma, concluímos que:

•

uma pessoa com sangue O pode doar para outra de qualquer tipo sanguíneo, pois não há aglutinogênios em suas hemácias. Porém, só pode receber sangue de outro indivíduo O, uma vez que seu plasma contém aglutininas anti-A e anti-B;

•

indivíduos com sangue AB, por não terem nenhuma aglutinina, podem receber sangue de qualquer tipo;

•

o sangue A pode ser doado apenas para pessoas que também têm sangue A ou para as de sangue AB;

•

o sangue B pode ser doado apenas para quem também tem sangue B ou para pessoas com sangue AB.

A Anti-B Aglutinogênio A

B Anti-A Aglutinogênio B

O AB

Ausência de aglutininas

A

B

Aglutinogênio A Aglutinogênio B

AB O Anti-A e anti-B

Quadro comparativo dos grupos sanguíneos do sistema ABO quanto aos aglutinogênios encontrados na membrana das hemácias e às aglutininas encontradas no plasma.

Saiba mais Em seres humanos, a produção de anticorpos contra os antígenos A e B só se inicia entre 3 e 6 meses de idade. Essa produção aumenta com o passar do tempo, atinge seu pico dos 5 aos 10 anos e reduz progressivamente na velhice. Uma das explicações para a formação das aglutininas anti-A e anti-B já nos primeiros meses de vida seria a ampla existência de estruturas semelhantes aos aglutinogênios A e B na natureza. Por exemplo, as bactérias encontradas no trato intestinal, na poeira e em alimentos promovem exposição constante a compostos semelhantes aos aglutinogênios, desencadeando a produção dos anticorpos. Por essa razão, as aglutininas anti-A e anti-B são consideradas anticorpos de ocorrência natural.

Representação esquemática das transfusões sanguíneas possíveis quanto ao sistema ABO.

Tipagem A determinação do grupo sanguíneo chama-se tipagem sanguínea e baseia-se em um teste no qual o sangue é exposto aos dois anticorpos (anti-A e anti-B). Como há dois aglutinogênios a serem verificados, duas gotas de sangue são colocadas sobre uma lâmina. Em uma delas é misturado o soro anti-A e, na outra, o soro anti-B. Se houver aglutinação apenas na presença de soro anti-A, o sangue é tipo A (contém somente aglutinogênio A); caso ocorra reação apenas no teste com soro anti-B, o sangue é tipo B (somente o aglutinogênio B está presente). A ausência de reação aos dois soros indica que o sangue é tipo O, já que não havia aglutinogênios no sangue. Por fim, se houver aglutinação nos dois soros, o sangue é tipo AB, visto que ambos os aglutinogênios estavam presentes no sangue testado.

FRENTE 1

Ausência de aglutinogênio

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Soro anti-A

Soro anti-B

Soro anti-A

Soro anti-B

Sangue tipo A

Sangue tipo B

Soro anti-A

Soro anti-B

Soro anti-A

Soro anti-B

Sangue tipo AB

Sangue tipo O Legenda ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Com aglutinação Sem aglutinação

CORES FANTASIA

Representação esquemática dos resultados possíveis da tipagem sanguínea no sistema ABO.

Determinação genética A determinação genética do sistema ABO corresponde a um caso de alelos múltiplos, uma vez que, na população humana, o gene ABO tem três alelos: I A, I B e i. O alelo I A condiciona a expressão do aglutinogênio A, o alelo I B determina a presença do aglutinogênio B, e o alelo i determina a ausência de aglutinogênios. IA IB i

Alelos

aglutinogênio A aglutinogênio B ausência de aglutinogênio

Quanto à relação de dominância, IA e IB são codominantes entre si, e ambos são dominantes em relação ao alelo i (I = IB > i). Veja no quadro a seguir os genótipos possíveis para cada fenótipo. A

Grupo sanguíneo (fenótipo)

Genótipos

A

I AI A ou I Ai

B

I BI B ou I Bi

AB

I AI B

O

ii

Fenótipos e genótipos do sistema ABO.

Sistema Rh Mesmo após a descoberta do sistema ABO, ainda eram relatadas reações adversas decorrentes de transfusões sanguíneas. A solução foi dada por Karl Landsteiner e Alexander Wiener (1907-1976), entre 1940 e 1941, ao descobrirem outro sistema de tipos sanguíneos em humanos: o sistema Rh. Os trabalhos que resultaram nessa descoberta utilizaram sangue de macaco rhesus, da espécie Macaca mulatta.

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BIOLOGIA

Capítulo 11

Alelos múltiplos e grupos sanguíneos

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Na membrana plasmática das hemácias desses macacos, é encontrado o antígeno Rh, ou fator Rh. Landsteiner e Wiener aplicaram o sangue desses macacos em coelhos, o que desencadeou uma reação imunitária que resultou na produção de anticorpos anti-Rh. A partir do sangue dos coelhos imunizados, os pesquisadores obtiveram um soro rico em anticorpos específicos contra o antígeno Rh. O soro anti-Rh foi aplicado em amostras de sangue humano, e houve reação em % delas, evidenciando a presença do antígeno Rh nas hemácias. Esse sangue foi designado Rh+. Os % de amostras em que não houve reação correspondem aos indivíduos desprovidos de antígeno Rh, sendo, portanto, Rh–. Macaco rhesus

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Injeção de sangue de macaco rhesus no coelho

CORES FANTASIA

Produção de anticorpos anti-Rh

Soro com anticorpos anti-Rh

Coleta de sangue do coelho

Aplicação do soro em sangue humano

Com reação (Rh1)

Sem reação (Rh2)

Grupo sanguíneo

Antígeno Rh nas hemácias

Rh+

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Representação esquemática dos trabalhos de Landsteiner e Wiener que culminaram na descoberta do sistema Rh em humanos.

Anticorpos anti-Rh no plasma

Ausentes

Antígeno Rh

Rh–

Sem antígeno Rh

Podem estar presentes

Quadro comparativo dos grupos sanguíneos do sistema Rh quanto à presença de antígeno Rh na membrana das hemácias e de anticorpos anti-Rh no plasma.

Diferentemente do sistema ABO, no qual os anticorpos anti-A e anti-B são formados desde os primeiros meses de vida, as pessoas Rh– produzem anticorpos anti-Rh apenas quando entram em contato com hemácias portadoras do antígeno Rh. Isso pode ocorrer, por exemplo, quando é feita uma transfusão de sangue incorreta.

FRENTE 1

Atenção

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Transfusões sanguíneas Considerando o sistema Rh em transfusões sanguíneas, também se deve levar em conta a compatibilidade entre as hemácias do doador e o plasma do receptor. Em uma situação na qual hemácias de um doador Rh+ são transferidas para um indivíduo Rh–, ocorre sensibilização do sistema imunitário do receptor, isto é, ele produz anticorpos anti-Rh e desenvolve memória imunitária contra o antígeno Rh. Dessa forma, caso ocorra um novo contato com sangue Rh+, as hemácias contendo o antígeno serão atacadas e destruídas pelos anticorpos anti-Rh presentes no plasma do receptor. Assim, pessoas com sangue Rh– devem receber sangue apenas de doadores Rh–. Indivíduos Rh+, no entanto, podem receber sangue Rh+ e Rh–, pois não têm antígenos nas hemácias. Rh–

Rh+

Representação das transfusões sanguíneas possíveis quanto ao sistema Rh.

A tipagem quanto ao sistema Rh é feita por teste sanguíneo com soro contendo anticorpos anti-Rh, à semelhança do que é feito na tipagem do sistema ABO.

Atenção Considerando-se os sistemas ABO e Rh na prática das transfusões sanguíneas, conclui-se que o sangue O– é o doador universal, enquanto o sangue AB+ é o receptor universal.

Determinação genética A herança do sistema Rh corresponde a um caso de dominância completa, contemplado pela primeira lei de Mendel. O alelo dominante R condiciona a presença do antígeno Rh na membrana plasmática das hemácias, enquanto o alelo recessivo r determina a ausência do antígeno Rh. Veja no quadro a seguir os genótipos possíveis para cada genótipo. Grupo sanguíneo (fenótipo)

Genótipos

+

RR ou Rr

–

rr

Rh

Rh

Quadro dos fenótipos e genótipos do sistema Rh.

Eritroblastose fetal Também conhecida como doença hemolítica do recém-nascido (DHRN), a eritroblastose fetal decorre da incompatibilidade entre o sangue da mãe e o do feto quanto ao sistema Rh. Essa doença ocorre quando anticorpos anti-Rh do plasma de uma mãe Rh– atravessam a placenta e atacam e destroem as hemácias Rh+ do feto. Para que essa doença ocorra, a mãe deve ser Rh– e ter o sistema imunitário sensibilizado pelo antígeno Rh, por meio de uma transfusão de sangue incorreta ou no parto de uma criança Rh+ anterior à gestação em questão. Neste último caso, hemácias Rh+ do feto podem passar para o sangue da mãe quando a placenta se desprende da parede uterina durante o parto. Com isso, o organismo dela é sensibilizado e, consequentemente, produz anticorpos e forma memória imunitária contra o antígeno Rh. Geralmente, não ocorrem complicações para a criança da primeira gestação, mas uma próxima gravidez de criança Rh+ pode apresentar riscos ao feto. A eritroblastose fetal acomete apenas fetos Rh+, já que os Rh– não têm o antígeno. Além disso, o pai da criança deve ser Rh+ (RR ou Rr), pois o alelo R do feto Rh+ deve ser fornecido por ele, já que a mãe tem genótipo rr. ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

2

Mulher Rh

CORES FANTASIA

Sistema imunitário da mãe produz anticorpos anti-Rh. Anticorpos anti-Rh Hemácias Rh1 do feto passam para o sangue da mãe.

Anticorpos anti-Rh passam para a circulação fetal.

Feto Rh1 1a gravidez

Parto

Feto Rh1

Outra gestação de feto Rh1

Representação esquemática das etapas que podem desencadear a eritroblastose fetal.

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BIOLOGIA

Capítulo 11

Alelos múltiplos e grupos sanguíneos

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Entre as consequências da eritroblastose fetal para o feto estão: • liberação de eritroblastos (células que dão origem às hemácias na medula óssea) no sangue do feto, prejudicando o transporte de O2 e, consequentemente, a oxigenação dos tecidos;

• •

anemia;

• •

danos neurológicos;

icterícia (amarelamento da pele), devido à elevação da concentração de bilirrubina (pigmento tóxico gerado pela degradação da hemoglobina) e sua deposição na pele; em certos casos, morte.

Quando a DHRN é diagnosticada, uma das formas de tratamento consiste na fototerapia (“banhos de luz”), procedimento que reduz os níveis de bilirrubina no sangue. Além disso, pode ser necessária a transfusão de sangue Rh– para o bebê, procedimento que repõe hemácias na circulação, mas evita o risco de essas hemácias serem atacadas pelos anticorpos anti-Rh que vieram da mãe. Com o passar do tempo, esses anticorpos são degradados, e a medula óssea do bebê produz hemácias Rh+, como determina o seu genótipo. A prevenção da DHRN é feita por administração de soro anti-Rh na mulher Rh–. Os anticorpos anti-Rh do soro destroem as hemácias Rh+ eventualmente recebidas do bebê, o que evita a sensibilização imunitária da mãe.

A aplicação desse soro deve ser feita a cada gestação, preferencialmente entre a 28a e a 30a semana (mas pode ser realizada após esse período) ou, ainda, após o parto.

Saiba mais Sistema MN Segundo a classificação da Sociedade Internacional de Transfusão de Sangue (ISBT), há 39 sistemas de grupos sanguíneos conhecidos para a espécie humana, sendo os sistemas ABO e Rh os mais significativos, sobretudo quando se trata de possíveis incompatibilidades em transfusões. Dentro dessa diversidade, está o sistema MN, descrito também por Landsteiner em 1927. Nesse sistema, os grupos sanguíneos são condicionados pelos alelos codominantes LM e LN, responsáveis pela expressão dos antígenos M e N, respectivamente. Veja no quadro a seguir os possíveis genótipos para cada fenótipo. Grupo sanguíneo (fenótipo)

Genótipo

M

LMLM

N

LNLN

MN

L M LN

Quadro dos fenótipos e dos genótipos do sistema MN.

Geralmente, o sistema MN não gera preocupações quanto às incompatibilidades em transfusões e, assim como os sistemas ABO e Rh, pode ser usado em testes de exclusão de paternidade.

Revisando 4. O quadro a seguir traz os resultados obtidos da tipagem realizada com amostras de sangue de quatro indivíduos.

2. Complete corretamente o quadro a seguir com informações relativas às características dos grupos sanguíneos do sistema ABO.

Indivíduo

Soro anti-A

Soro anti-B

1

Aglutinou

Aglutinou

2

Aglutinou

Não aglutinou

Aglutinogênios (antígenos) nas hemácias

3

Não aglutinou

Aglutinou

4

Não aglutinou

Não aglutinou

Grupo sanguíneo

Aglutininas (anticorpos) no plasma

A B AB O

3. “Uma pessoa de sangue tipo A que necessite de transfusão não pode receber a doação de um indivíduo com sangue tipo AB, mas pode receber de uma pessoa com sangue tipo O.” A afirmação acima está correta? Justifique.

Com base nesses resultados, identifique o tipo sanguíneo de cada indivíduo. 5. Com base na determinação genética do sistema ABO, explique porque uma mulher de sangue AB não pode ser mãe biológica de uma criança de sangue O. 6. Complete corretamente o quadro a seguir com informações relativas às características dos grupos sanguíneos do sistema Rh. Grupo sanguíneo Rh+ Rh−

Antígeno Rh nas hemácias

Anticorpos anti-Rh no plasma

FRENTE 1

1. Explique o conceito de alelos múltiplos, estabelecendo uma relação com a ocorrência de mutações gênicas.

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7. Considerando os sistemas ABO e Rh, indique qual tipo sanguíneo corresponde ao sangue doador universal e qual corresponde ao sangue receptor universal. Justifique sua resposta. 8. Quais são os genótipos correspondentes a cada fenótipo do sistema Rh? 9. Explique em que consiste a eritroblastose fetal, citando em que condições ela ocorre. 10. Aponte um procedimento imunológico que previne a eritroblastose fetal.

Exercícios propostos 1. Mackenzie-SP 2023 Em coelhos a coloração da pelagem depende de 4 genes autossômicos, sendo eles C para cor selvagem, cch para cor chinchila, ch para himalaio e c para albino. No cruzamento entre um coelho selvagem com um coelho himalaio nasceram filhotes selvagens, himalaios e albinos. Sabendo que C > cch > ch > c, indique os genótipos dos pais. a) Cc e chc b) Ccch e chc c) CC e chch d) Cch e chch e) Cc e cchch 2. UFU-MG 2015 O quadro abaixo apresenta a distribuição de cinco alelos cujas combinações fenotípicas são responsáveis pela cor do olho em uma certa espécie de abelha. Padrão de Coloração

Genótipo

Marrom

bmb

Neve

bnbn

Pérola

bpbn

Neve

bnbc

Amarelo

bb

Creme

bcb

Marrom

bmbp

Pérola

bpbc

Creme

bcbc

Marrom

bmb

Neve

bnb

Com base nas informações do quadro, qual a ordem de dominância dos diferentes alelos? a) bp > bm > bn > bc > b. c) bm > bp > bc > b > bn. m p n c b) b > b > b > b > b. d) bp > b > bc > bn > bm. 3. IFBA 2018 De acordo com a tabela dos variados tipos sanguíneos humanos do sistema ABO, a seguir, responda: quais os tipos de heranças genética que são encontrados na expressão da variedade dos tipos sanguíneos humanos? Escolha a alternativa correta.

a) b) c) d) e)

44

Tipo sanguíneo humano

Genótipo

A

IAIA e IAi

B

IBIB e IBi

AB

IAIB

O

ii

Dominância/recessividade e codominância. Dominância/recessividade e genes letais. Dominância/recessividade e dominância incompleta. Dominância incompleta e alelos múltiplos. Codominância e dominância incompleta.

BIOLOGIA

Capítulo 11

Alelos múltiplos e grupos sanguíneos

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5. Fatec-SP 2016 Durante a Idade Média, era comum o procedimento chamado de transfusão braço a braço, no qual uma pessoa tinha uma de suas artérias do braço conectada diretamente, por meio de um tubo, à veia de outra pessoa. Muitos pacientes faleciam ao receber a transfusão de sangue dessa forma, devido ao desconhecimento, na época, das complicações relacionadas à incompatibilidade de sangues no sistema ABO. Considere que um médico desse período estivesse com um paciente necessitando urgentemente de uma transfusão de sangue e que havia cinco indivíduos à disposição para fazer a doação, via transfusão braço a braço. Suponha que os tipos sanguíneos das pessoas envolvidas nessa situação eram os seguintes: Tipo sanguíneo Paciente

A

Indivíduo 1

O

Indivíduo 2

AB

Indivíduo 3

B

Indivíduo 4

B

Indivíduo 5

A

Se o médico tivesse de escolher, aleatoriamente, um dos cinco indivíduos para realizar a transfusão, a probabilidade de que o paciente recebesse um sangue compatível, com relação ao sistema ABO, seria de a) 20%. b) 40%. c) 60%. d) 80%. e) 100%. 6. Enem 2014 Em um hospital havia cinco lotes de bolsas de sangue, rotulados com os códigos l, II, III, IV e V. Cada lote continha apenas um tipo sanguíneo não identificado. Uma funcionária do hospital resolveu fazer a identificação utilizando dois tipos de soro, anti-A e anti-B. Os resultados obtidos estão descritos no quadro.

Código dos lotes

Volume de sangue (L)

Soro anti-A

Soro anti-B

I

22

Não aglutinou

Aglutinou

II

25

Aglutinou

Não aglutinou

III

30

Aglutinou

Aglutinou

IV

15

Não aglutinou

Não aglutinou

V

33

Não aglutinou

Aglutinou

Quantos litros de sangue eram do grupo sanguíneo do tipo A? a) 15 b) 25 c) 30 d) 33 e) 55 7. Uece 2016 Os genótipos do sistema sanguíneo ABO são representados pelos seguintes alelos múltiplos: IA, IB e i. As informações logo abaixo foram disponibilizadas a um estudante de biologia que pretende fazer uma prova de seleção de monitoria de Genética para a qual ele terá que escolher a única opção falsa. Dentre as afirmações a seguir, assinale a FALSA. a) Os alelos IA e IB são codominantes entre si e dominantes em relação ao alelo i. b) Os alelos IA e IB podem se expressar em heterozigose e produzem, respectivamente, as aglutininas A e B. c) O alelo i determina a ausência de aglutinogênios no sangue e expressa o tipo sanguíneo “O” somente pelo par recessivo ii. d) É provável que uma mulher com sangue tipo “B” possa ter filhos com sangue do tipo “O”. Entretanto, basta somente que o tipo sanguíneo B seja expresso na forma homozigótica para que essa afirmação deixe de ser uma provável verdade. 8. Enem PPL 2014 Antes de técnicas modernas de determinação de paternidade por exame de DNA, o sistema de determinação sanguínea ABO foi amplamente utilizado como ferramenta para excluir possíveis pais. Embora restrito à análise fenotípica, era possível concluir a exclusão de genótipos também. Considere que uma mulher teve um filho cuja paternidade estava sendo contestada. A análise do sangue revelou que ela era tipo sanguíneo AB e o filho, tipo sanguíneo B. O genótipo do homem, pelo sistema ABO, que exclui a possibilidade de paternidade desse filho é a) IAIA. b) IAi. c) IBIB. d) IBi. e) ii.

FRENTE 1

4. Enem 2017 A terapia celular tem sido amplamente divulgada como revolucionária, por permitir a regeneração de tecidos a partir de células novas. Entretanto, a técnica de se introduzirem novas células em um tecido, para o tratamento de enfermidades em indivíduos, já era aplicada rotineiramente em hospitais. A que técnica refere-se o texto? a) Vacina. b) Biópsia. c) Hemodiálise. d) Quimioterapia. e) Transfusão de sangue.

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9. Unisc-RS 2016 Uma mulher com sangue tipo AB deu à luz uma criança com sangue tipo B. Dois homens reivindicam a paternidade. Um tem sangue tipo A e o outro tipo B. Considerando estes dados, qual alternativa está correta? a) Somente o indivíduo com sangue tipo B pode ser o pai da criança. b) Somente o indivíduo com sangue tipo A pode ser o pai da criança. c) Devido à incerteza acerca do genótipo de cada homem, qualquer um deles poderia ser o pai da criança. d) Nenhum dos dois indivíduos poderia ser o pai da criança. e) O indivíduo com sangue tipo A pode ser o pai da criança somente se possuir o genótipo homozigoto IAIA. 10. Fatec-SP 2020 Os tipos sanguíneos do sistema ABO são caracterizados pela presença ou ausência de aglutinogênios e aglutininas. O sangue tipo B, por exemplo, possui como principal característica a presença do aglutinogênio B nas hemácias e da aglutinina anti-A no plasma. Esses tipos sanguíneos são codificados pela presença de três alelos múltiplos: IA, IB e i. Entre os alelos IA e IB, ocorre codominância, ou seja, ambos os alelos se expressam. Entretanto, esses alelos são dominantes sobre o alelo i. Considere a seguinte situação: uma mulher, que possui aglutinina anti-A no seu sangue, teve um filho do grupo O. Sabendo-se que o marido tem o aglutinogênio A, podemos afirmar que os genótipos da mulher e do seu marido são, respectivamente,

a)

IBi

IBi

b)

IBIB

IAi

c)

IBi

IAi

d)

IAIB

IBIB

e)

IBi

IAIA

11. Udesc 2013 Assinale a alternativa correta em relação ao tipo sanguíneo na seguinte situação: um casal tem três filhos, sendo que dois filhos possuem o tipo sanguíneo O, e um filho possui o tipo sanguíneo A. a) A mãe possui o tipo sanguíneo O, e o pai o tipo A heterozigoto. b) A mãe possui o tipo sanguíneo A heterozigoto, e o pai o tipo O heterozigoto. c) A mãe e o pai possuem o tipo sanguíneo AB. d) A mãe possui o tipo sanguíneo O, e o pai o tipo sanguíneo A homozigoto. e) A mãe possui o tipo sanguíneo O, e o pai o tipo sanguíneo AB homozigoto.

46

BIOLOGIA

Capítulo 11

12. UCS-RS 2023 Um jovem desejava realizar uma doação de sangue, mas não conhecia o seu tipo sanguíneo. Para determiná-lo, usaram-se duas gotas de seu sangue e misturaram-se a elas duas soluções diferentes, uma chamada anti-A e outra anti-B. O sangue não se aglutinou em nenhuma das soluções. Sem levar em consideração o fator Rh do jovem, é correto dizer que ele é um potencial doador para pessoas com sangue a) A e B. d) A, B e O. b) O. e) A, B, AB e O. c) AB. 13. Uepa 2015 As perícias médico-legais na investigação de paternidade podem ser divididas em não genéticas e genéticas. Os principais e mais tradicionais métodos utilizados na investigação genética da paternidade pelo sangue são por intermédio do sistema ABO, sistema MN, sistema Rh e sistema HLA. Considerando o sistema ABO, em que a mãe tem sangue grupo O, o pai do grupo AB e os filhos com sangue dos grupos A, B e O, analise as afirmativas abaixo. I. A criança do grupo O é filha do casal. II. A criança do grupo O não é filha do casal. III. As crianças dos grupos A e B são filhas do casal. IV. Nesta situação a mãe é heterozigota. V. Nesta família pode ter ocorrido adoção, ou troca de bebês na maternidade, ou adultério por parte da mãe. A alternativa que contém todas as afirmativas corretas é: a) I, II e III c) II, III e V e) I, II, III, IV e V b) I, III e IV d) III, IV e V 14. Unesp 2014 Dois casais, Rocha e Silva, têm, cada um deles, quatro filhos. Quando consideramos os tipos sanguíneos do sistema ABO, os filhos do casal Rocha possuem tipos diferentes entre si, assim como os filhos do casal Silva. Em um dos casais, marido e mulher têm tipos sanguíneos diferentes, enquanto que no outro casal marido e mulher têm o mesmo tipo sanguíneo. Um dos casais tem um filho adotivo, enquanto que no outro casal os quatro filhos são legítimos. Um dos casais teve um par de gêmeos, enquanto que no outro casal os quatro filhos têm idades diferentes. Considerando-se os tipos sanguíneos do sistema ABO, é correto afirmar que, a) se o casal Silva tem o mesmo tipo sanguíneo, foram eles que adotaram um dos filhos. b) se o casal Rocha tem tipos sanguíneos diferentes, foram eles que adotaram um dos filhos. c) se o casal Silva tem tipos sanguíneos diferentes, eles não são os pais do par de gêmeos. d) se o casal Rocha tem o mesmo tipo sanguíneo, eles não são os pais do par de gêmeos. e) se o casal que adotou um dos filhos é o mesmo que teve um par de gêmeos, necessariamente marido e mulher têm diferentes tipos sanguíneos.

Alelos múltiplos e grupos sanguíneos

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Grupos sanguíneos

Genótipos

A

IAIA ou IAi BB

B

B

I I ou I i

AB

AB

I I

O

ii

AB

A

B

O Um casal tem três filhos, sendo um do grupo A, outro do grupo B e o terceiro do grupo O. Considerando-se somente o sistema ABO para fins de transfusão sanguínea, a probabilidade de o casal dar à luz uma menina que no futuro possa doar sangue para todos os seus irmãos é de a) 75,0%. c) 37,5%. e) 12,5%. b) 50,0%. d) 25,0%. 16. PUC-Campinas 2022 Considere um casal em que o marido possui tipo sanguíneo O, Rh+ e a esposa possui tipo sanguíneo A, Rh+. Os filhos deste casal poderão apresentar apenas o(s) tipo(s) sanguíneo(s) a) A, Rh1. b) O, Rh1. c) A, Rh1 ou A, Rh–. d) O, Rh1 ou O, Rh–. e) A, Rh1 ou A, Rh– ou O, Rh1 ou O, Rh–. 17. UFG-GO 2013 Considere uma situação hipotética em que um indivíduo de tipo sanguíneo AB, Rh negativo, receberá uma transfusão de sangue de um doador, escolhido ao acaso, de uma população em que todos os tipos sanguíneos ocorrem com a mesma frequência. Neste caso, a probabilidade de haver produção de anticorpos devido à incompatibilidade sanguínea é de: a) 3/4. c) 3/8. e) 1/8. b) 1/2. d) 1/4. 18. EBMSP-BA 2016 Um casal suspeitou que sua filha fora trocada na maternidade e solicitou a investigação do caso, sabendo que os registros do hospital indicavam o nascimento de seis meninas na mesma data. Para esclarecer a suspeita, inicialmente, foram realizados exames de sangue para o sistema ABO e fator Rh em todas as meninas.

Designando-se por 1 a suposta filha do casal e por 2, 3, 4, 5 e 6 as demais crianças, obteve-se os resultados apresentados a seguir. Mãe

Pai

1

2

3

4

5

6

ABO

A

AB

O

B

B

A

AB

AB

Rh

−

−

−

+

−

−

−

+

Considerando-se essas informações e os conhecimentos sobre genética, é correto afirmar: a) A mãe deverá ser heterozigota para o sistema ABO se a criança 3 for a filha do casal. b) Será necessário realizar um exame de DNA com as crianças 1, 3, 4 e 5 para determinar qual delas é a filha do casal já que, pelos resultados apresentados, não é possível excluir a filiação de nenhuma delas. c) A mãe com tipo sanguíneo A e o pai com tipo sanguíneo AB não podem ter filhos com tipo sanguíneo B, por isso a criança 2 não pode ser a filha do casal. d) O casal em questão só poderá ter filhos com sangue A ou AB. e) Considerando a mãe heterozigota para o sistema ABO, a possibilidade de o casal ter uma criança com tipo sanguíneo AB é de 50%. 19. Uern 2015 Um homem, portador de aglutinina anti-A e anti-B e Rh negativo, casou-se com uma mulher que não porta aglutinogênio nas hemácias e é Rh positivo. Sabe-se que a mãe dessa mulher não é portadora do fator Rh. Qual a probabilidade desse casal ter uma menina sem aglutinogênio nas hemácias e ser portadora do fator Rh? a) 1/2. c) 1/8. b) 1/4. d) 1/16. 20. Unesp 2016 Sílvio e Fátima têm três filhos, um deles fruto do primeiro casamento de um dos cônjuges. Sílvio é de tipo sanguíneo AB Rh− e Fátima de tipo O Rh+. Dentre os filhos, Paulo é de tipo sanguíneo A Rh+, Mário é de tipo B Rh− e Lucas é de tipo AB Rh+. Sobre o parentesco genético nessa família, é correto afirmar que a) Paulo e Mário são irmãos por parte de pai e por parte de mãe, e Lucas é filho de Sílvio e não de Fátima. b) Lucas e Mário são meios-irmãos, mas não se pode afirmar qual deles é fruto do primeiro casamento. c) Paulo e Lucas são meios-irmãos, mas não se pode afirmar qual deles é fruto do primeiro casamento. d) Paulo e Mário são meios-irmãos, mas não se pode afirmar qual deles é fruto do primeiro casamento. e) Lucas e Mário são irmãos por parte de pai e por parte de mãe, e Paulo é filho de Sílvio e não de Fátima.

FRENTE 1

15. Enem 2014 O quadro a seguir refere-se aos grupos sanguíneos humanos e seus respectivos genótipos, e o esquema seguinte representa as possibilidades de doação entre esses diferentes grupos.

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21. Mackenzie-SP 2013

A+

B−

c) Os anticorpos (aglutininas) são encontrados no san­ gue do doador e as aglutininas (antígenos) no sangue do receptor. d) No grupo sanguíneo B, encontramos o aglutinogênio B e a aglutinina anti-A. e) No cruzamento IAi 3 IBi, a chance de nascer uma criança AB é de 50%.

5

6

24. FCMMG 2018 [...] O resultado é péssimo se os anti-

A+

B−

B−

O+

1

2

3

4

A probabilidade do casal 5 3 6 ter uma criança pertencente ao tipo O, Rh− é de a) 1 b) 1/2 c) 1/4 d) 1/8 e) 1/6 22. Acafe-SC 2015 Na Áustria, no início do século XX, um pesquisador chamado Karl Landsteiner, interessado no estudo sobre transfusão sanguínea, misturou o sangue de diferentes pessoas. O resultado de sua pesquisa foi o melhor possível, pois os perigos devidos à incompatibilidade de sangue entre doador e receptor constituíam, naquela época, uma ameaça muitas vezes mortal. Hoje, os tipos sanguíneos podem ser classificados em vários sistemas, dentre eles o sistema ABO, Rh ou sistema D e sistema MN. Em relação ao tema é correto afirmar, exceto: a) A incompatibilidade sanguínea em transfusões ocorre devido à reação entre o antígeno do doador e os anticorpos do receptor. b) Um homem do grupo sanguíneo A que apresentou eritroblastose fetal ao nascer, e filho de uma mulher do grupo O. Casou-se com uma mulher do grupo sanguíneo B, cujo pai é O. O casal teve três filhos, sendo que o segundo apresentou eritroblastose fetal ao nascer, e os demais normais. Caso o casal tenha mais um filho, a probabilidade de ser uma menina O negativo é 1/16. c) De acordo com o sistema ABO, indivíduos portadores do alelo IA apresentam na membrana de suas hemácias aglutinina A; portadores do alelo IB apresentam aglutinina B; portadores dos dois alelos (IA e IB), concomitantemente, possuem as duas aglutininas (A e B); os indivíduos que apresentam o alelo i em homozigose (ii) não possuem nenhum tipo de aglutinina. d) A eritroblastose fetal ocorre devido à incompatibilidade materno-fetal, onde a mãe Rh negativo, após sensibilização, passa anticorpos anti D para o filho Rh positivo. 23. IFPE 2014 Com relação aos grupos sanguíneos dos sistema ABO e ao fator Rh, é correto afirmar que: a) O grupo AB é chamado de receptor universal por não apresentar antígenos A e B. b) Na doença hemolítica do recém-nascido (DHRN), o pai apresenta Rh negativo e a mãe fator Rh positivo.

48

BIOLOGIA

Capítulo 11

corpos da mãe começam a entrar na circulação do feto. Normalmente são anticorpos incompletos, extremamente ativos, que causarão a hemólise. Apesar da anemia secundária, e eliminação do principal metabólito da hemoglobina (isto é, bilirrubina), aumenta a concentração dela no sangue até uns níveis de 18 mg% o que, geralmente, causará icterícia nuclear (o tecido nervoso tendo uma grande afinidade para a bilirrubina). Parece que somente a bilirrubina indireta é tóxica para os neurônios, impedindo a oxigenação deles. Desse jeito, a hipóxia, junto com a ação das aglutininas sobre os endotélios, causa um aumento da permeabilidade dos endotélios, extravasão de proteínas e síndrome edematosa. [...] http://www.misodor.com/DHPN.html

O fragmento de texto acima está relacionado com todas as indicações abaixo, EXCETO: a) Incompatibilidade sanguínea materno-fetal. b) Gestação de filhos Rh− por mães Rh+. c) Doença hemolítica do recém-nascido. d) Eritroblastose fetal. 25. UFPel-RS 2023

Estoques de sangue O2 e O1 estão baixos nos hemocentros do Estado do RS Os tipos sanguíneos O2 e O1 estão em níveis baixos nos estoques dos hemocentros do Estado, informa a Secretaria da Saúde do Rio Grande do Sul com reforço de apelo para a necessidade da doação de sangue por parte da população. Segundo a diretora do Departamento Estadual de Sangue Hemoderivado e do Hemocentro do Estado, Katia Brodt, os demais tipos sanguíneos estão em níveis adequados, mas ainda assim é importante que a população procure os hemocentros mais próximos para a doação, visando à renovação dos estoques de sangue. Referência: Adaptado de https://estado.rs.gov.br/estoques-desangue-o-e-o-estaobaixos-nos-hemocentros-do-estado. Acesso em: 14/10/2022.

Pessoas com o tipo sanguíneo positivo citado no texto apresentam compatibilidade com a) receptores dos tipos A1, B1, O1, AB1, A2, B2, O2 e AB2; e doadores do tipo O2. b) receptores dos tipos A1, B1, O1 e AB1; e doadores dos tipos O1 e O2. c) receptores dos tipos AB1 e AB2; e doadores dos tipos A2, B2, O2 e AB2. d) receptores do tipo AB+; e doadores dos tipos A+, B1, O1, AB1, A2, B2, O2 e AB2. e) receptores dos tipos O1 e O2; e doadores dos tipos A1, B1, O2, AB1, A2, B2, O1 e AB2.

Alelos múltiplos e grupos sanguíneos

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26. UEMG 2016 Ana Júlia está superpreocupada porque ouviu dizer que, sendo ela Rh− (negativo) e seu namorado Emílio Rh+ (positivo), não poderiam se casar e nem ter filhos, porque, senão, todos eles nasceriam com a doença hemolítica eritroblastose fetal, que os mataria logo após o nascimento. Do ponto de vista biológico, o melhor aconselhamento que poderia ser dado a Ana Júlia seria: a) Não se preocupe porque a informação está totalmente incorreta. Risco de nascerem bebês com a doença hemolítica eritroblastose fetal só existiria se vocês dois fossem Rh− (negativo). b) Realmente, o que você ouviu dizer está correto e vocês não podem ter filhos, porque todos eles apresentariam a doença hemolítica eritroblastose fetal e morreriam, durante a gestação, ou logo após o parto. c) Não se preocupe porque a informação está completamente errada. O risco de nascer criança com a doença hemolítica eritroblastose fetal não está relacionado com o fator Rh, mas com o fator ABO, podendo ocorrer quando o pai for do grupo AB e a mãe do grupo O. d) Realmente, essa situação favorece a ocorrência de eritroblastose fetal em bebês que sejam Rh+ (positivo). Porém vocês podem perfeitamente se

casar e ter filhos, desde que seja feito um pré-natal adequado, com acompanhamento médico, que deverá tomar todas as medidas de profilaxia ou tratamento, se for necessário. 27. Mackenzie-SP 2015 Uma mulher pertencente ao tipo sanguíneo A teve uma criança pertencente ao tipo B que sofreu eritroblastose fetal ao nascer. O pai da criança é receptor universal e também teve eritroblastose fetal. A probabilidade desse casal ter uma criança com o mesmo genótipo da mãe é de a) 1/2. d) 1/4. b) 1/8. e) 0. c) 3/4. 28. Mackenzie-SP 2014 Uma mulher pertencente ao tipo sanguíneo A, Rh– casa-se com um homem pertencente ao tipo B, Rh+, que nasceu com eritroblastose fetal. O casal tem uma filha pertencente ao tipo O e que também nasceu com eritroblastose fetal. Se essa menina se casar com um homem com o mesmo genótipo do pai dela, a probabilidade de ter uma criança doadora universal é de a) 1/8. d) 1/6. b) 1/4. e) 3/4. c) 1/2.

Texto complementar

Fenótipo Bombaim, ou sangue falso O

Tipo sanguíneo

Genótipo

Antígenos na membrana das hemácias

A

H_I AI A ou H_I Ai

A

B

H_I BI B ou H_I Bi

B

AB

AB

H_I I

AeB

O

H_ii

H

Falso O

hh__

–

Quadro dos tipos sanguíneos quanto ao sistema ABO, incluindo o falso O, dos genótipos que os determinam e dos antígenos encontrados na membrana plasmática das hemácias.

Indivíduos com sangue O “verdadeiro” não expressam antígenos A nem B, mas têm antígeno H na membrana plasmática das hemácias. Pessoas hh não produzem o antígeno H, por isso, independentemente do genótipo quanto ao gene ABO, não expressam os antígenos A e B. Dessa forma, a tipagem sanguínea com o uso dos soros anti-A e anti-B não terá reação de aglutinação das hemácias, e o sangue será identificado como O.

A identificação do fenótipo Bombaim é feita com o uso de soro anti-H, que não aglutina o sangue falso O, mas aglutina o sangue O “verdadeiro”.

Soro anti-H

Sangue com fenótipo Bombaim

Soro anti-H

Sangue tipo O “verdadeiro”

Representação esquemática do teste sorológico usado na identificação do fenótipo Bombaim.

Nas regiões sul e oeste da Índia, a incidência do falso O é relativamente alta, entre 1/4 500 e 1/13 000, enquanto em outras localidades do mundo é mais baixa – na Europa, por exemplo, é relatado um caso para cada 1 milhão de indivíduos. No Brasil, o fenótipo Bombaim é observado em apenas 11 famílias. Caso um indivíduo com fenótipo Bombaim receba sangue com antígeno H, seu sistema imunitário responderá, gerando anticorpos contra esse antígeno. Portanto, os portadores desse fenótipo só podem receber sangue de outra pessoa falso O, o que dificulta muito a obtenção de sangue compatível caso necessitem de transfusão. Texto elaborado para fins didáticos.

FRENTE 1

O fenótipo Bombaim corresponde a um tipo raro de sangue, identificado pela primeira vez em 1952 na cidade de Bombaim (atual Mumbai), na Índia, daí o nome do fenótipo. A formação dos antígenos (aglutinogênios) do sistema ABO depende da interação entre dois genes: o gene ABO, que tem três alelos (IA, IB e i), e outro gene, que tem dois alelos – H e h. O alelo H condiciona a formação do antígeno H, substância precursora dos antígenos A e B do sistema ABO, enquanto o alelo h determina a ausência do antígeno H. Veja no quadro a seguir os possíveis genótipos para cada tipo sanguíneo.

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Veja os principais assuntos e conceitos trabalhados neste capítulo acessando a seção Resumindo no livro digital, na Plataforma Poliedro.

Quer saber mais?

Vídeo How do blood transfusions work? TED-Ed. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=qcZKbjYyOfE. Acesso em: 28 nov. 2023. O vídeo relata parte do histórico que levou à descoberta dos tipos sanguíneos e os impactos dessa descoberta. Em inglês, com legendas em português disponíveis.

Exercícios complementares 1. UFRGS 2015 O quadro apresenta a distribuição dos 4 diferentes alelos do gene A cujas combinações genotípicas são responsáveis pelos padrões de coloração da pelagem de algumas raças caninas. Raça

Padrão de coloração

Genótipo

Doberman

tan

atat

Collie

dourada

ayay

Collie

dourada

ayat

Pastor de Shetland

preta

aa

Pastor de Shetland

tan

a ta

Pastor de Shetland

dourada

aya

Eurasier

preta

aa

Eurasier

prateada

awaw

Eurasier

prateada

awat

Eurasier

dourada

ayaw

Eurasier

prateada

awa

3. Fasm-SP 2016 As imagens mostram alguns fenótipos em coelhos. Sabe-se que o alelo C determina a pelagem selvagem, o alelo cch determina pelagem chinchila, o alelo ch determina a pelagem himalaia e o alelo ca determina a pelagem albina. A ordem de dominância entre eles é C > cch > ch > ca. selvagem

(www.bioclima.info)

himalaia

chinchila

(http://coelhos.animais.info)

albino

Adaptado de Dreger D. L.; Schmutz, S. M. A SINE insertion causes the black-and-tan and Saddle Tan Phenotypes in domestic dogs. Journal of Heredity, volume 102, supplement l, September/October 2011, S11-S18.

Com base no quadro, a hierarquia de dominância dos diferentes alelos é a) aw > a > ay > at. d) ay > aw > at > a. y t w b) a > a > a > a . e) aw > ay > a > at. t y w c) a > a > a > a. 2. UFU-MG 2019 Em coelhos, os genes que condicionam a cor da pelagem apresentam a seguinte relação de dominância: C (aguti) > Cch (chinchila) > Ch (himalaia) > > Ca (albina). Baseando-se nessas informações, responda: a) Quais são as proporções fenotípicas e genotípicas resultantes do cruzamento entre uma fêmea chinchila heterozigota para himalaia e um macho aguti heterozigoto para albino? b) Qual a probabilidade de nascer um descendente chinchila heterozigoto para albino do cruzamento entre uma fêmea aguti heterozigota para chinchila e um macho himalaia heterozigoto? Demonstre o cruzamento e a descendência por meio do Quadro de Punett.

50

BIOLOGIA

Capítulo 11

(http://coelhos.animais.info)

(www.petstuff.com.br)

a) Considere o cruzamento entre um macho Ccch e uma fêmea chca. Quais os possíveis fenótipos dos descendentes desse cruzamento? b) Embora sejam fenotipicamente diferentes, por que não podemos afirmar que esses coelhos são de espécies diferentes? De acordo com a genética, como provavelmente surgiram os diferentes alelos nesses animais? 4. FMJ-SP 2017 Em uma espécie de besouros, a cor é determinada pelos alelos múltiplos autossômicos wt, wv e wa, que determinam as cores turquesa, verde e azul respectivamente. Em laboratório, foram realizados três cruzamentos entre indivíduos selecionados e a porcentagem fenotípica da prole foi definida conforme mostra a tabela.

Alelos múltiplos e grupos sanguíneos

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Cruzamento

Porcentagem fenotípica da prole

macho

fêmea

1o

verde homozigótico

azul homozigótica

2o

verde homozigótico

turquesa homozigótica

100% verdes

3o

azul verde heterozigótico heterozigótica

50% azuis e 50% verdes

100% azuis

a) Para o terceiro cruzamento, determine o genótipo do macho e o genótipo da fêmea. b) Do cruzamento entre besouros verdes e azuis, filhos de uma fêmea turquesa, foi gerada uma prole com 200 besouros. Quantos besouros verdes são esperados nessa prole? Qual a frequência esperada do alelo wt na prole? 5. Cefet-MG 2015 Um estudo sugeriu que os mosquitos Anopheles gambiae eram especialmente atraídos por sangue do tipo O, positivo ou negativo. Para chegar a essa conclusão, pesquisadores expuseram pares de voluntários com tipos sanguíneos diferentes a 20 mosquitos fêmeas. Eles notaram que, na maioria das vezes, os mosquitos alimentavam-se preferencialmente do sangue das pessoas com fenótipo O. Disponível em: http://www.megacurioso.com.br. Acesso em 21 abr. 2015. (Adaptado).

A chance dos descendentes de um homem O positivo nascerem, seguramente, menos propensos ao ataque desses insetos é ele casando-se com uma mulher de sangue a) A positivo. d) B negativo. b) O positivo. e) AB positivo. c) O negativo. 6. UEPG-PR 2016 Alguns termos em genética são extremamente importantes para a compreensão de mecanismos de transmissão das características hereditárias. Assinale o que for correto, em relação a estas terminologias. 01 Um mesmo caráter pode apresentar duas ou mais variedades. Por exemplo, para o caráter grupo sanguíneo do sistema ABO pode haver quatro fenótipos distintos: grupo A, grupo B, grupo AB e grupo O. 02 O fenótipo de um indivíduo é determinado exclusivamente pelo seu genótipo. 04 Os filhos herdam dos pais determinados genótipos, que têm potencialidade de expressar um fenótipo. Um mesmo genótipo pode expressar diferentes fenótipos, dependendo de sua interação com o meio.

08 Quando um alelo se manifesta apenas em heterozigose diz-se que ele é recessivo, sendo que o alelo dominante sempre se manifesta em homozigose. 16 O cruzamento entre dois indivíduos heterozigotos para determinada característica fornece a seguinte proporção de genótipos: 2 homozigotos dominantes (AA) e 2 heterozigotos (Aa). Soma: 7. IFSC 2016 Gustavo, Diogo e Joana são irmãos, filhos da mesma mãe e do mesmo pai. Através da tipagem sanguínea, descobriram que Gustavo pode doar sangue para Diogo e Joana; porém, não pode receber sangue de nenhum deles. Diogo, por sua vez, pode receber sangue de Joana e Gustavo, pois não apresenta nenhuma aglutinina no seu plasma. Já o sangue de Joana possui somente aglutinogênio/antígeno A. Com base nessas informações, assinale a alternativa CORRETA. a) Diogo pertence ao grupo O. b) Gustavo pertence ao grupo AB. c) Os pais pertencem aos grupos A e B. d) Joana pertence ao grupo B. e) Os pais pertencem aos grupos O e AB. 8. UEPG-PR 2016 Na espécie humana, existem aproximadamente 20 sistemas diferentes de classificação de grupos sanguíneos. Considerando-se o sistema ABO, assinale o que for correto. 01 Indivíduos do grupo O não apresentam aglutininas (anticorpos) no plasma e possuem anti-A e anti-B na superfície das hemácias. 02 Em um teste de tipagem sanguínea, um indivíduo com tipo sanguíneo AB não irá reagir nem com anti-A nem com anti-B. 04 O pai do grupo sanguíneo A e a mãe do grupo sanguíneo B, ambos heterozigotos, podem gerar filhos dos grupos sanguíneos A, B AB e O, nas mesmas proporções (25% de chance para cada tipo). 08 Os alelos IA e IB são codominantes e o alelo i é recessivo em relação aos alelos IA e IB. Soma: 9. Unesp Paulo e Mariana têm dois filhos, Júlio e Baltazar. Com relação aos tipos sanguíneos do sistema ABO, pai, mãe e os dois filhos têm, cada um deles, um tipo sanguíneo diferente. Em razão disso, pode-se afirmar corretamente que a) se o pai tem sangue tipo A, a mãe necessariamente tem sangue tipo B. b) se a mãe tem sangue tipo AB, o pai necessariamente terá sangue tipo A ou tipo B. c) se a mãe tem sangue tipo O, um dos filhos terá necessariamente sangue tipo AB. d) se um dos filhos tem sangue tipo AB, o outro necessariamente terá sangue tipo A ou tipo B. e) se um dos filhos tem sangue tipo O, o outro necessariamente terá sangue tipo A ou tipo B.

FRENTE 1

Indivíduos cruzados

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10. FMJ-SP 2022 O heredograma ilustra uma família com a identificação dos grupos sanguíneos a que cada indivíduo pertence. A

B

O

B

A

B

Lorenzo

Bárbara

B

O

a) Considerando o sistema ABO, em qual elemento figurado do sangue é possível identificar a presença ou não de aglutinogênio? Qual grupo sanguíneo possui os dois tipos diferentes de aglutinogênio? b) De acordo com o heredograma e sabendo que Bárbara está grávida, qual é a probabilidade de esta criança ser do sexo feminino e do grupo sanguíneo que não possui aglutinogênios para o sistema ABO? Apresente os cálculos. 11. Fuvest-SP 2015 O casal Fernando e Isabel planeja ter um filho e ambos têm sangue do tipo A. A mãe de Isabel tem sangue do tipo O. O pai e a mãe de Fernando têm sangue do tipo A, mas um outro filho deles tem sangue do tipo O. a) Com relação ao tipo sanguíneo, quais são os genótipos do pai e da mãe de Fernando? b) Qual é a probabilidade de que uma criança gerada por Fernando e Isabel tenha sangue do tipo O? 12. FGV-SP 2016 A imagem da lâmina a seguir mostra um resultado obtido em teste de tipagem sanguínea humana para os sistemas ABO e Rh. O método consiste, basicamente, em pingar três gotas de sangue da mesma pessoa sobre três gotas de reagentes: anti-A, anti-B e anti-Rh.

c) B Rh1, pois apresenta aglutinogênios B e Rh em suas hemácias. d) A Rh1, pois apresenta aglutininas anti-B e anti-Rh em seu plasma. e) A Rh2, pois apresenta aglutinogênios A em suas hemácias. 13. UPF-RS 2015 Na espécie humana, o grupo sanguíneo, no sistema ABO, é uma característica hereditária do tipo polialelia, e o fator Rh é de herança mendeliana. Analise o heredograma de três gerações de uma família apresentado abaixo, no qual o indivíduo 1 é um doador universal e o indivíduo 2 é um receptor universal.

1

3

2

4

5

6

7

8

Sobre o grupo sanguíneo e o fator Rh dos membros dessa família, podemos afirmar corretamente que: a) o indivíduo 4 não pode ser um doador universal. b) o indivíduo 3 necessariamente apresenta hemácias com aglutinogênios A e aglutinogênios B. c) caso o indivíduo 6 também seja um receptor universal, todos os filhos do casal apresentarão os dois tipos de aglutininas: anti-A e anti-B. d) o indivíduo 5 pode pertencer ao grupo sanguíneo O e fator Rh+. e) se o indivíduo 5 pertencer ao grupo sanguíneo B fator Rh+ e o indivíduo 6 ao grupo O, fator Rh+, seus filhos pertencerão ao grupo O ou B, todos obrigatoriamente fator Rh+. 14. Famema-SP 2023 Os grupos sanguíneos em seres hu-

(www.joseferreira.com.br. Adaptado)

O resultado obtido nessa lâmina permite afirmar que o sangue da pessoa testada é do tipo a) A Rh1, pois apresenta aglutinogênios A e Rh em suas hemácias. b) B Rh2, pois apresenta aglutininas anti-A em seu plasma.

52

BIOLOGIA

Capítulo 11

manos são determinados por dois alelos que uma pessoa possui do gene para grupo sanguíneo. Nesse gene há três alelos possíveis: IA, IB e i. O grupo sanguíneo de uma pessoa pode ser de um dos quatro tipos: A, B, AB ou O. Essas letras se referem a dois carboidratos – A e B – que podem ser encontrados ou não na superfície de hemácias. Grupos sanguíneos compatíveis são fundamentais para transfusões de sangue seguras. (Lisa A. Urry et al. Biologia de Campbell, 2022. Adaptado.)

Suponha a família representada no heredograma, em que o irmão de Giulia é o único dos três irmãos pertencente ao grupo sanguíneo O.

Alelos múltiplos e grupos sanguíneos

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O

AB

A

A

era de sangue tipo O Rh–, Capitu era de tipo AB Rh+ e Ezequiel era do tipo A Rh–. Como Escobar já havia falecido, foi feita a tipagem sanguínea de sua mulher, Sancha, que era do tipo B Rh+, e da filha de ambos, que era do tipo AB Rh–. Com relação à identificação do pai biológico de Ezequiel, a partir dos dados da tipagem sanguínea, é correto afirmar que a) permaneceria a dúvida, pois os tipos sanguíneos de Sancha e de sua filha indicam que Escobar ou tinha sangue tipo O Rh+, e nesse caso ele, mas não Bentinho, poderia ser o pai, ou tinha sangue tipo AB Rh–, o que excluiria a possibilidade de Escobar ser o pai de Ezequiel. b) permaneceria a dúvida, pois os tipos sanguíneos dos envolvidos não permitem excluir a possibilidade de Bentinho ser o pai de Ezequiel, assim como não permitem excluir a possibilidade de Escobar o ser. c) permaneceria a dúvida, pois, no que se refere ao sistema ABO, os resultados excluem a possibilidade de Escobar ser o pai e indicam que Bentinho poderia ser o pai de Ezequiel; mas, no que se refere ao sistema RH, os resultados excluem a possibilidade de Bentinho ser o pai e indicam que Escobar poderia sê-lo. d) seria esclarecida a dúvida, pois, tanto no sistema ABO quanto no sistema RH, os resultados excluem a possibilidade de Bentinho, mas não de Escobar, ser o pai de Ezequiel. e) seria esclarecida a dúvida, pois os tipos sanguíneos de Ezequiel e da filha de Sancha indicam que eles não poderiam ser filhos de um mesmo pai, o que excluiria a possibilidade de Escobar ser o pai de Ezequiel.

O

?

?

Giulia

Arthur

a) Qual a principal função das hemácias no corpo humano? Como se denomina o envoltório, formado por carboidratos, presente na membrana plasmática das hemácias? b) Por que o grupo sanguíneo AB pode receber, com certos cuidados, sangue dos demais grupos e, portanto, é chamado de “receptor universal”? Qual a probabilidade de o primeiro descendente do casal Arthur e Giulia ser do grupo sanguíneo O, independentemente do sexo biológico? 15. Unicamp-SP O sangue humano costuma ser classificado em diversos grupos, sendo os sistemas ABO e Rh os métodos mais comuns de classificação. A primeira tabela abaixo fornece o percentual da população brasileira com cada combinação de tipo sanguíneo e fator Rh. Já a segunda tabela indica o tipo de aglutinina e de aglutinogênio presentes em cada grupo sanguíneo. Fator RH

Tipo

+

−

A

34%

8%

B

8%

2%

AB

2,5%

0,5%

O

36%

9%

Tipo

Aglutinogênios

Aglutininas

A

A

Anti-B

B

B

Anti-A

AB

AeB

Nenhuma

O

Nenhum

Anti-A e Anti-B

Em um teste sanguíneo realizado no Brasil, detectou-se, no sangue de um indivíduo, a presença de aglutinogênio A. Nesse caso, a probabilidade de que o indivíduo tenha sangue A+ é de cerca de a) 76%. b) 34%. c) 81%. d) 39%. 16. Unesp 2013 No romance Dom Casmurro, de Machado de Assis, Bentinho vive uma incerteza: Ezequiel, seu filho com Capitu, é mesmo seu filho biológico ou Capitu teria cometido adultério com Escobar? O drama de Bentinho começa quando, no velório de Escobar, momentos houve em que os olhos de Capitu fitaram o defunto, quais os da viúva. Escobar havia sido o melhor amigo de Bentinho e fora casado com Sancha, com quem tivera uma filha. Suponha que, à época, fosse possível investigar a paternidade usando os tipos sanguíneos dos envolvidos. O resultado dos exames revelou que Bentinho

17. UFSC 2015 O heredograma abaixo é uma representação gráfica da herança dos sistemas ABO e Rh em uma família hipotética. As informações contidas nos símbolos são referentes aos fenótipos dos indivíduos. I

II

III

A+

A+

1

2

AB− 3

O+

B+

A+

4

5

6

O+

O−

A−

B+

A+

A−

1

2

3

4

5

6

AB+ 1 Legenda:

A+

?

2

3

Sexo masculino

AB+ 7 ? 4

Sexo feminino

? Informações fenotípicas ocultadas

Com base nas informações presentes no heredograma, responda às seguintes perguntas. a) Qual o padrão de herança do sistema Rh negativo? b) Indique em percentual (aproximação de duas casas decimais) a probabilidade de o indivíduo III-3 ser do grupo sanguíneo O. c) Indique qual(is) indivíduo(s) do heredograma é(são) COM CERTEZA duplo-homozigoto.

FRENTE 1

B

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d) Em um banco de sangue, estão armazenados 93 litros de sangue distribuídos entre os diversos tipos sanguíneos, conforme abaixo:

Obs.: a representação gráfica das bolsas é apenas ilustrativa

Sabendo-se que o indivíduo III-4 não deve receber sangue do tipo sanguíneo dos seus pais, avós, tios e primas representados no heredograma, qual o volume total em litros de sangue que esse banco tem disponível para pessoas com o mesmo tipo sanguíneo desse indivíduo? Considere que as transfusões sanguíneas não podem provocar aglutinação das hemácias recebidas devido à incompatibilidade quanto ao sistema ABO nem provocar sensibilização devido à incompatibilidade quanto ao sistema Rh. 18. IFSC 2015 Landsteiner foi um cientista que, ao observar muitos acidentes em transfusões, provou entre 1900 e 1901 que a espécie humana possui grupos sanguíneos diferentes. Notou-se em testes que as hemácias do doador, em alguns casos, aglutinavam em contato com plasma do sangue do paciente. A partir disso, foi possível relacionar o fenômeno das reações entre anticorpos e antígenos. FONTE: http://educacao.globo.com/biologia/assunto/hereditariedade/ grupos-sanguineos.html. Acesso: 02 ago. 2014.

Em relação aos grupos sanguíneos, Sistema ABO e Fator Rh, assinale a soma da(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01 O grupo A possui antígeno chamado aglutinogênio B e o grupo B possui antígeno chamado aglutinogênio A. 02 Antígenos são todas as substâncias que nosso organismo entende ser um “invasor”, podendo ser uma proteína ou um polissacarídeo; os anticorpos são proteínas encontradas no plasma sanguíneo e têm a função de neutralizar ou destruir a substância invasora. 04 O grupo AB possui os dois antígenos, aglutinogênio A e B; o grupo O não possui nenhum dos dois antígenos. 08 Quando se procede a uma transfusão sanguínea, é necessário verificar se o receptor tem Rh negativo, pois, se assim for, ele não poderá receber sangue do tipo Rh positivo, uma vez que seu sistema imune produzirá anticorpos anti-Rh. 16 A eritroblastose fetal ocorre quando uma mãe de Rh positivo que já tenha tido uma criança com Rh negativo (ou que tenha tido contato com sangue Rh positivo, numa transfusão de sangue que não tenha respeitado as regras devidas) dá à luz uma criança com Rh positivo. Depois do primeiro parto, ou da transfusão acidental, o sangue da mãe entra em contato com o sangue do feto e cria anticorpos contra os antígenos presentes nas hemácias caracterizadas pelo Rh positivo.

54

BIOLOGIA

Capítulo 11

32 A pessoa portadora do tipo de sangue O negativo é tida como sendo doador universal: seu sangue serve para qualquer paciente, mas no caso de transfusão, o ideal é o paciente receber sangue do mesmo tipo que o seu. A pessoa portadora do sangue AB positivo é tida como receptor universal, podendo receber transfusão de qualquer tipo de sangue, mas só pode fazer doação para quem tem sangue do mesmo tipo (e esse é considerado um dos sangues mais raros que existe). Soma: 19. Unitins-TO 2023 Próximo à primeira metade do século XX, o cientista austríaco Karl Landsteiner e sua equipe realizaram uma série de experimentos na tentativa de demonstrar que os indivíduos possuíam diferenças em seus sangues. E, em 1930, o mesmo cientista recebeu o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina pela descoberta dos grupos sanguíneos ABO; mais tarde, em 1940, estabeleceu o denominado fator Rh. Diante desse contexto, analise as afirmativas a seguir. I. Os quatro fenótipos do sistema sanguíneo ABO: A, B, AB e O são determinados por dois pares de genes que se apresentam em três formas alélicas: IA, IB e i. II. Em relação aos fenótipos sanguíneos apresentados pelo sistema ABO, destaca-se que o alelo IA determina a ausência do aglutinogênio A; o alelo IB determina a ausência do aglutinogênio B; enquanto i determina a presença do aglutinogênio. III. O sistema Rh foi observado pela experimentação da inoculação de eritroblastos de Macaca rhesus em coelhos, a qual produziu anticorpos denominados de anti-Rh. IV. Os fenótipos do sistema Rh são determinados basicamente por dois alelos: “R e r”, onde “R” é condicionado como dominante e “r” como recessivo. V. Um indivíduo do grupo AB que possui aglutininas no plasma sanguíneo pode receber qualquer tipo de sangue (A, B, AB e O), sendo denominado de receptor universal. É correto o que se afirma apenas em a) I. c) V. b) IV. d) II e III.

e) I e IV.

20. Fasm-SP 2017 No heredograma estão indicados os tipos sanguíneos de alguns indivíduos de uma família de acordo com os sistemas ABO e Rh. A+

B+

A+

AB−

?

João

B−

AB+

B−

Alelos múltiplos e grupos sanguíneos

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a) Considerando que o pai de João apresenta somente aglutininas anti-B no plasma, qual o seu tipo sanguíneo quanto ao sistema ABO? Qual a probabilidade de João ter uma irmã com tipo sanguíneo O? b) Considere que João nasceu com eritroblastose fetal e que sua mãe esteja grávida. Explique por que existe a possibilidade de o futuro irmão de João também apresentar a eritroblastose fetal.

a) Qual indivíduo dessa família é receptor universal para o sistema ABO? Qual critério imunológico é utilizado para se estabelecer essa classificação? b) Cite o procedimento imunológico que deve ser adotado para que um casal com os tipos sanguíneos de Mariana e Pedro não venham a ter filhos que apresentam eritroblastose fetal. Explique por que esse procedimento evita a eritroblastose no recém-nascido.

21. Unifesp 2021 Analise o heredograma no qual estão indicados os tipos sanguíneos do casal Gustavo e Talita e de sua filha Aline, de acordo com os sistemas ABO e Rh.

23. UEM-PR 2013 Em uma cidade, entre os adultos, temos exatamente a mesma quantidade de homens e mulheres. Entre os homens, 60% apresentam fator Rh positivo, sendo metade destes homozigotos para o gene que determina essa característica. Entre as mulheres, 80% são Rh positivo, sendo que 2/3 das que são Rh positivo são heterozigotas para esse gene. Com base nas informações e nos conhecimentos sobre o assunto, assinale o que for correto. 01 70% dos indivíduos adultos dessa cidade são Rh positivo. 02 Escolhendo-se, ao acaso, um homem e uma mulher, a probabilidade de se escolher um casal que certamente terá que tomar medidas preventivas para eritroblastose fetal, caso tenha filhos, é inferior a 5%. 04 Se um casal tem filhos de fenótipos distintos para fator Rh, sendo a mãe fator Rh negativo, o pai é necessariamente homozigoto. 08 A eritroblastose fetal é caracterizada pela síntese em níveis elevados de eritropoetina pelo fígado da gestante, colocando o feto em risco. 16 Se na cidade há 300 000 adultos, o número de mulheres heterozigotas com respeito ao gene que determina o fator Rh é 80 000.

O−

B−

A+

Gustavo

Talita

AB+

A−

B−

A− Aline

a) A presença ou não dos tipos de aglutinogênios nas hemácias, que são determinados geneticamente, permite identificar os grupos sanguíneos para o sistema ABO e Rh. Indique o genótipo da irmã de Talita quanto ao sistema ABO. Qual característica fenotípica impede Talita de gerar um filho com eritroblastose fetal? b) Suponha que Aline necessite de uma transfusão de sangue e que seu pai, sua mãe e a avó materna tenham se prontificado a doar sangue a ela. Se a transfusão fosse realizada, o sangue recebido de qual dessas três pessoas doadoras teria suas hemácias aglutinadas de imediato? Justifique sua resposta. 22. Famerp-SP 2020 Mariana e Pedro são pais de Eduardo, Bruna e Giovana. Giovana teve eritroblastose fetal (incompatibilidade quanto ao fator Rh) ao nascer. Os resultados das tipagens sanguíneas da família estão ilustrados na tabela a seguir. O sinal (+) indica que houve aglutinação e o sinal (−) indica que não houve aglutinação. Anti-A

Anti-B

Anti-Rh

Mariana

−

+

−

Pedro

+

−

+

Eduardo

+

−

+

Bruna

+

+

−

Giovana

−

+

+

Soma: 24. Uniube-MG 2023 Quatro irmãos gerados pelo casal Cláudia e Tom apresentam os seguintes fenótipos sanguíneos: Saulo (O2); Clarice (A1), Fábio (B2) e Lúcia (AB1). Com base em conhecimentos sobre os sistemas ABO e Rh de tipagem sanguínea, considere a situação: Cláudia pode doar sangue para Fábio, e Tom pode doar sangue para Clarice. a) Quais os fenótipos sanguíneos de Cláudia e Tom, respectivamente? b) Quais os genótipos de Saulo e Lúcia, respectivamente? 25. Mackenzie-SP 2019 Os indivíduos numerados de 1 a 5, pertencentes à mesma família, foram submetidos a exames de tipagem sanguínea para três sistemas: ABO, Rh e MN. A seguir, a tabela indica os resultados para a presença (sinal +) ou ausência (sinal −) de antígenos, relativos à membrana dos eritrócitos, pertencentes a cada um dos sistemas sanguíneos examinados.

FRENTE 1

B−

AB+

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Indivíduos submetidos aos exames

Antígeno A

Sistema ABO

Sistema Rh

Sistema MN

Antígeno B

Fator Rh

Antígeno M

Antígeno N

1

+

+

−

+

+

2

+

−

+

+

+

3

−

+

+

+

+

4

−

−

−

+

−

5

−

−

+

+

−

Sabendo-se que a família analisada é constituída por pais e filhos biológicos, assinale a alternativa que traz a provável relação de parentesco entre esses indivíduos. Pais

Filhos

a)

2

3

1

4

5

b)

1

2

3

4

5

c)

4

5

1

2

3

d)

3

5

1

2

4

e)

2

4

1

3

5

26. Unesp 2021 Os sistemas de grupos sanguíneos foram descobertos no início do século XX. Além dos mais conhecidos, o sistema ABO e o sistema Rh, também existe o sistema MN, definido a partir da identificação dos antígenos M e N na superfície das hemácias humanas e condicionados por dois alelos de um gene. As tabelas mostram os fenótipos e genótipos relacionados a cada sistema. Fenótipos

Genótipos AA

Fenótipos

A

Genótipos

Fenótipos

Genótipos

+

A

I I ou I i

Rh

RR ou Rr

M

LMLM

B

IBIB ou IBi

Rh–

rr

N

LNLN

AB

IAIB

MN

LMLN

O

ii

Considere um casal que possua os alelos marcados a seguir. IA

IB

i

LM

LN

R

r

Mulher Homem

Considerando os sistemas ABO, Rh e MN, o primeiro descendente desse casal terá um fenótipo específico que será uma dentre quantas possibilidades? a) 7. c) 12. e) 8. b) 16. d) 24. 27. FICSAE-SP 2018 Em humanos, a definição dos tipos sanguíneos do sistema ABO depende da ação conjunta do loco H e do loco ABO. O alelo dominante H é responsável pela síntese do chamado antígeno H, enquanto que essa produção não ocorre por ação do alelo recessivo h, muito raro na população. Os alelos IA e IB, por sua vez, são responsáveis pela conversão do antígeno H em aglutinógenos A e B, respectivamente, enquanto o alelo recessivo i não atua nessa conversão. Considerando que na tipagem sanguínea se identifica a presença apenas de aglutinógenos A e B, e não do antígeno H, é possível que uma pessoa de sangue tipo O tenha genótipos diferentes, tais como a) HhIAIB e HHIAi. c) hhii, HhIAi e HHIAIB. A AB b) Hhii, hhI i e hhI I . d) HHii e hhIAi e HhIBi. 28. Unesp 2022

Sangue raro presente em apenas 11 famílias brasileiras salva bebê na Colômbia Um bebê de Medellin, na Colômbia, foi salvo graças a uma transfusão realizada com o sangue de um doador cearense. O sangue doado é de um tipo raro chamado fenótipo Bombaim, ou falso O. Pessoas com esse tipo de sangue só podem receber doação de outras que tenham o mesmo tipo sanguíneo. (https://g1.globo.com. Adaptado.)

56

BIOLOGIA

Capítulo 11

Alelos múltiplos e grupos sanguíneos

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Os indivíduos com fenótipo Bombaim não apresentam o alelo dominante H, o qual codifica uma enzima que transforma uma substância precursora no antígeno H. Esse antígeno H, por sua vez, é transformado em antígeno A ou antígeno B por enzimas codificadas pelos alelos IA ou IB, respectivamente. Considerando as informações da notícia e a explicação sobre o fenótipo Bombaim, afirma-se que a) um indivíduo de tipo sanguíneo O, filho de um casal em que ambos são de tipo sanguíneo AB, necessariamente terá um de seus pais homozigoto recessivo no loco H. b) uma amostra de sangue de fenótipo Bombaim aglutina-se na presença de anticorpo anti-H, mas não se aglutina na presença de anticorpos anti-A ou anti-B. c) indivíduos com fenótipo Bombaim não podem doar sangue para outros indivíduos com fenótipo tipo A, tipo B ou tipo AB, mas podem ser doadores para quaisquer pessoas de tipo O. d) indivíduos com fenótipo Bombaim produzem anticorpos contra o antígeno H do sangue de doadores tipo O que não tenham o fenótipo Bombaim. e) um casal em que ambos são de tipo sanguíneo O não Bombaim pode gerar crianças de tipo sanguíneo O, mas não pode gerar crianças com fenótipo Bombaim.

BNCC em foco 1. UEM-PR 2017 Em uma escola, realizou-se uma pesquisa para determinar o tipo sanguíneo no sistema ABO dos 483 alunos matriculados, com base na presença de aglutinogênios nas hemácias. Verificou-se que 164 não têm aglutinogênios, 232 apresentam pelo menos o aglutinogênio A e 122 alunos têm pelo menos o aglutinogênio B. A partir destes dados, assinale a(s) alternativa(s) correta(s).  Dentre os  alunos, há mais de  doadores universais.  Dentre os  alunos,  são receptores universais.  Em qualquer grupo de  alunos, sempre há pelo menos um doador universal.  Há  alunos nesta escola que não podem doar sangue para uma pessoa do grupo sanguíneo O.  Nesta escola, há mais de  alunos com tipo sanguíneo A ou B. Soma:

EM13CNT302

2. O gráfico a seguir mostra a frequência média dos tipos sanguíneos quanto ao sistema ABO na população brasileira, independentemente do sexo biológico. Frequência média dos grupos sanguíneos na população brasileira. brasileira 3% 10%

45% 42%

O A B AB

Baseando-se nos dados apresentados, julgue as afirmações a seguir como verdadeiras (V) ou falsas (F). Indivíduos que apresentam aglutinogênio tipo A na membrana plasmática de suas hemácias correspondem a 42% da população brasileira. No Brasil, pessoas que têm apenas aglutininas anti-A em seu plasma sanguíneo representam 10% da população. A frequência de pessoas que podem receber qualquer tipo de sangue por uma transfusão é de 3%. A frequência de indivíduos que podem doar seu sangue para qualquer pessoa com sangue Rh positivo é de 45%. EM13CNT303

3. A reportagem a seguir trata de uma medida usada para evitar a ocorrência de eritroblastose fetal, ou DHRN (doença hemolítica do recém-nascido).

SES oferece vacina contra incompatibilidade sanguínea A vacina conhecida como Rhogam ou Matergan (imunoglobulina para fator Rh) é oferecida às mulheres nos centros e maternidades da rede pública de saúde e previne doença de alto risco para o feto, causada por incompatibilidade sanguínea. [...] Quando identificada a incompatibilidade da mãe com o feto, a partir do teste chamado Coombs indireto, ou seja, o Rh da mãe é negativo (A–, B–, AB–, O–) e do bebê é positivo, é administrada a vacina entre 28 e 32 semanas da gravidez em todas as gestantes negativas com o objetivo de diminuir a chance de sensibilização. A vacina também é indicada para casos de sangramento durante a gravidez em mães com Rh negativo. [...]

BEIGUELMAN, B. A interpretação genética da variabilidade humana. Disponível em: http://lineu.icb.usp.br/~bbeiguel/Variabilidade%20 Humana/Cap.1.1.pdf. Acesso em: 2 jan. 2024.

GRECA, A. L. SES oferece vacina contra incompatibilidade sanguínea. Secretaria de Saúde do Distrito Federal, 9 jan. 2014. Disponível em: https://www.saude.df.gov.br/web/guest/w/ses-oferece-vacina-contraincompatibilidade-sanguinea/. Acesso em: 28 nov. 2023.

Quanto ao fator Rh, cerca de 85% dos indivíduos são Rh positivo e, aproximadamente, 15%, Rh negativo.

Explique por que não é adequado designar esse método como um tipo de vacina.

FRENTE 1

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Lena Ogurtsova/Shutterstock.com

Trigo Marquis, obtido do cruzamento entre as linhagens Red Fife e Hard Red Calcutta. A variedade de trigo resultante tem grãos de alta qualidade e rápida maturação.

FRENTE 1

CAPÍTULO

12

Segunda lei de Mendel Os trabalhos de Gregor Johann Mendel (1822-1884) demonstraram os padrões fundamentais da hereditariedade. A primeira lei de Mendel rege casos de herança em que a determinação da característica herdada envolve apenas um gene. Já a segunda lei analisa a transmissão de duas ou mais heranças monogênicas. As pesquisas que possibilitaram a Mendel compreender a segunda lei foram importantes, por exemplo, para o cultivo de plantas, porque contribuíram para o desenvolvimento e a seleção de genótipos que aumentam a produtividade das culturas.

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Segunda lei de Mendel A primeira lei de Mendel, ou lei da segregação, foi enunciada com base em cruzamentos que analisaram a transmissão de uma característica, somente. No entanto, um indivíduo expressa uma variedade de caracteres ao mesmo tempo. Ao analisar a transmissão simultânea de duas ou mais características, Mendel descreveu seu segundo fundamento de hereditariedade, a lei da segregação independente, ou segunda lei de Mendel. A expressão “segregação independente” refere-se à base cromossômica que explica essa herança: na meiose, pares de alelos para duas características localizados em pares de cromossomos homólogos distintos segregam-se de forma independente um do outro. O alinhamento dos pares de cromossomos na metáfase I da meiose é aleatório, e a separação dos cromossomos não homólogos na anáfase I é independente, o que possibilita muitas combinações alélicas nos gametas. Nesse contexto, a segunda lei de Mendel abrange a transmissão de duas ou mais características condicionadas por pares de alelos localizados em pares de cromossomos homólogos diferentes. ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

A

B

a

b

A

A a

a

B

B b

b

Alinhamentos possíveis dos pares de homólogos na metáfase I a

a A

A

B

B b

b

A

B

a

b

25%

25% Combinações alélicas possíveis nos gametas

a

A

B

b

25%

25%

Representação esquemática de uma célula com dois pares de cromossomos homólogos, cada um com um par de alelos de genótipo heterozigoto (AaBb). Nesse caso, a separação dos alelos é independente, como prevê a segunda lei de Mendel, e resulta em quatro combinações alélicas possíveis nos gametas, geradas na mesma proporção (1/4 ou 25% cada – AB, Ab, aB e ab), uma vez que os dois arranjos cromossômicos na metáfase I são igualmente possíveis. Se a segregação não fosse independente, neste caso, apenas duas combinações alélicas seriam possíveis nos gametas.

Atenção O número de combinações alélicas possíveis nos gametas em um caso de segregação independente é dado pela expressão 2n, sendo n o número de heterozigoses no genótipo. Assim, no exemplo do genótipo AaBb, temos:

AaBbCC

n = 2, portanto 22 = 4 tipos de gametas

b

C

AbC

B

C

aBC

b

C

abC

C

ABC

c C

ABc AbC

c

Abc

C

aBC

c C

aBc abC

c

abc

B A b AaBbCc B

ABC a

AaBBCC

b a

B

São formados 2 tipos de gametas (50% de cada).

C

aBC São formados 8 tipos de gametas (12,5% de cada).

FRENTE 1

A determinação de cada combinação específica é feita com o uso de bifurcações, quando o par de alelos for heterozigoto. Dessa forma, nos exemplos indicados acima, temos: C

ABC

São formados 4 tipos de gametas (25% de cada).

1. AaBBcc ñ 21 5 2 tipos de gametas 2. AaBbCC ñ 22 5 4 tipos de gametas 3. AaBbCc ñ 23 5 8 tipos de gametas

B

C

a

Essa ferramenta matemática também pode ser usada em casos de segregação independente que envolvem três ou mais pares de alelos. Veja os exemplos a seguir:

A

B A

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A aplicação dos princípios relacionados à segregação independente dos genes influenciou intensamente o cultivo de plantas e a criação de animais. Na segunda metade do século XX, a produção mundial de plantas destinadas à alimentação dobrou: em parte, como consequência do desenvolvimento de linhagens geneticamente mais produtivas. As pesquisas desenvolvidas nesse contexto investigam mutações que aumentam a produtividade e o valor nutritivo dos cultivares. O direcionamento de cruzamentos entre linhagens pode, então, resultar em descendentes com genótipos de interesse. Por exemplo, no arroz, há um alelo recessivo (b) que determina estatura baixa, tornando a planta menos vulnerável à ação do vento e da chuva, e um alelo dominante (V) que confere resistência à doença ferrugem bacteriana. Cruzamentos direcionados que resultam em descendentes com genótipo que determina planta baixa e resistente à ferrugem bacteriana (bbVV ou bbVv) podem ser feitos a fim de se obter as linhagens com maior capacidade produtiva.

Os trabalhos de Mendel: análise de um cruzamento di-híbrido Nas pesquisas que permitiram a Mendel elucidar a segunda lei, foram analisadas, inicialmente, a textura e a cor da semente de ervilhas Pisum sativum. A cor da semente nessa planta pode ser amarela ou verde. Quanto à textura, as sementes podem ser lisas ou rugosas. Realizando cruzamentos monogênicos, Mendel determinou que o alelo para sementes amarelas era dominante (V) sobre o alelo para sementes verdes (v), e que o alelo para sementes lisas (R) era dominante sobre o alelo para sementes rugosas (r). Fenótipos para a cor da semente

Genótipos

Amarela

VV ou Vv

Verde

vv

Fenótipos para a textura da semente

Genótipos

Lisa

RR ou Rr

Rugosa

rr

Fenótipos e genótipos quanto à cor e à textura da semente na ervilha Pisum sativum.

Com base na mesma sequência de cruzamentos utilizada na primeira lei de Mendel, analisou-se, em um primeiro momento, o cruzamento entre duas linhagens parentais puras: uma produtora de sementes amarelas e lisas (com genótipo VVRR) e outra com sementes verdes e rugosas (com genótipo vvrr). Essas linhagens produzem, respectivamente, gametas VR e vr. Portanto, os descendentes da F1 são todos di-híbridos, ou seja, 100% heterozigotos (VvRr). A autofecundação da geração F1 origina a F2, com quatro combinações fenotípicas diferentes, observadas nas seguintes proporções:

60

BIOLOGIA

Capítulo 12

• • • •

9/16 de sementes amarelas e lisas; 3/16 de sementes amarelas e rugosas; 3/16 de sementes verdes e lisas; 1/16 de sementes verdes e rugosas.

A proporção fenotípica de 9 : 3 : 3 : 1 obtida em F2 significa que, a cada 16 plantas dessa geração: • 9 têm fenótipo dominante para as duas características (sementes amarelas e lisas: genótipo V_R_);

•

3 têm fenótipo dominante para a cor da semente e recessivo para a textura (sementes amarelas e rugosas: genótipo V_rr);

•

3 têm fenótipo recessivo para a cor da semente e dominante para a textura (sementes verdes e lisas: genótipo vvR_);

•

1 manifesta fenótipo recessivo para as duas características (sementes verdes e rugosas: genótipo vvrr).

Depois de realizar cruzamentos di-híbridos que envolveram outras combinações de características, Mendel determinou que a proporção de 9 : 3 : 3 : 1 era padrão na F2, o que resultou na enunciação da segunda lei de Mendel. 3

Geração P

Gametas

Geração F1

VVRR

vvrr

VR

vr 3

Planta 1 VvRr

Planta 2 VvRr

Gametas produzidos pela planta 2 Geração F2

VR ¼

Vr ¼

vR ¼

vr ¼

V RR VV

V Rr VV

Vv V RR

V Rr Vv

V Rr VV

V rr VV

Vv V Rr

V rr Vv

Vv V RR

V Rr Vv

v RR vv

v Rr vv

V Rr Vv

V rr Vv

v Rr vv

v rr vv

N. Vinoth Narasingam/Shutterstock.com

Saiba mais

VR ¼

Gametas produzidos pela planta 1

Vr ¼

vR ¼

vr ¼

Proporção fe f notípica em F2 9/16 amarelas e lisas (V_R_) 3/16 amarelas e rugosas (V_rr) 3/16 verdes e lisas (vvR_) 1/16 verdes e rugosas (vvrr) Representação esquemática da sequência de cruzamentos envolvendo duas características, que levaram à elucidação da segunda lei de Mendel.

Segunda lei de Mendel

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Estabelecendo relações As probabilidades das combinações possíveis na geração F na segunda lei de Mendel podem ser calculadas por meio do uso da regra da multiplicação (ou regra do “e”). Essa regra determina que a probabilidade de dois eventos independentes acontecerem juntos é o produto de suas probabilidades individuais. O cruzamento entre heterozigotos de semente amarela resulta em / de descendentes com sementes amarelas e / de descendentes produtores de sementes verdes; e o cruzamento entre heterozigotos com semente lisa resulta em progênie com / de indivíduos de sementes lisas e / com sementes rugosas, como mostra a figura a seguir: Vv 3 Vv VV

Vv

Rr 3 Rr Vv

3/4 sementes amarelas

vv

RR

1/4 sementes verdes

Rr

Rr

3/4 sementes lisas

rr 1/4 sementes rugosas

Assim, a probabilidade de ser gerado um descendente em F com sementes amarelas e lisas é calculada por / ? /, que é igual a /. Aplicando essa ferramenta ao cálculo das probabilidades das demais combinações, temos: • P(sementes amarelas e rugosas) = / ? / = /

• P(sementes verdes e lisas) = / ? / = / • P(sementes verdes e rugosas) = / ? / = /

Esse raciocínio também pode ser aplicado a determinações de probabilidades em cruzamentos que envolvem três ou mais características cujos genes têm segregação independente. Por exemplo, no cruzamento de um indivíduo com o genótipo AaBBCcDd com outro de genótipo AABbCcDd, qual é a probabilidade de um descendente com genótipo AABbccDd ser gerado? Cruzando-se individualmente cada par de alelos, temos: BB 3 Bb

Aa 3 AA AA

Aa

1/2

1/2

BB

Bb

1/2

1/2

Cc 3 Cc CC

Cc

1/4

Dd 3 Dd Cc

1/2

cc

DD

1/4

1/4

Dd

Dd 1/2

dd 1/4

Aplicando a regra da multiplicação, temos que a probabilidade solicitada é igual a /, como demonstrado a seguir: P(AABbccDd) = P(AA) ? P(Bb) ? P(cc) ? P(Dd) = / ? / ? / ? / = /

Revisando 1. Explique em que consiste a segunda lei de Mendel. 2. Descreva a formação dos gametas considerando pares de alelos localizados em pares de homólogos distintos. 3. Matematicamente, explique como é feita a determinação do número de combinações alélicas possíveis nos gametas em casos de segregação independente. Orientação para as questões 4 e 5. Considere os seguintes genótipos: AaBBCCDd, AaBbcc e aaBb. 4. Determine o número de tipos de gametas alelicamente diferentes pressupondo que esses alelos têm segregação independente.

Em seus trabalhos, Mendel cruzou linhagens puras de ervilhas com sementes amarelas e lisas com ervilhas puras produtoras de sementes verdes e rugosas. A geração F1 continha apenas indivíduos com sementes amarelas e lisas. 6. A partir do resultado obtido por Mendel, determine a relação de dominância entre os alelos envolvidos.

FRENTE 1

5. Novamente considerando a segregação independente, determine cada tipo de gameta formado a partir dos genótipos do exercício anterior. Para responder às questões de 6 a 9, considere a seguinte situação:

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7. Qual é a proporção fenotípica esperada do autocruzamento de F1? Determine a probabilidade de a F2 ter um descendente com sementes verdes e lisas. 8. Considere que o autocruzamento da F1 tenha gerado uma descendência com um total de 1 600 indivíduos. Da proporção fenotípica observada em F2 no cruzamento mendeliano para a segunda lei, determine o número esperado de ervilhas com sementes amarelas e lisas.

9. No caso de uma ervilha duplo homozigota recessiva da F2 ser cruzada com uma heterozigota para os dois pares de alelos da F1, qual é a probabilidade de ser formado um descendente com sementes verdes e rugosas? 10. Determine a probabilidade do cruzamento entre um indivíduo com o genótipo AaBbCcDd com outro de genótipo AaBbCCdd gerar um descendente com genótipo aaBbCCDd.

Exercícios propostos 1. Famerp-SP 2017 Um indivíduo diploide possui o genótipo AaBbCc. Sabendo-se que esses alelos segregam-se independentemente durante a meiose sem mutação, assinale a alternativa que ilustra corretamente um possível espermatócito II, produzido por esse indivíduo, com os seus respectivos alelos. a) d) B

B

B

A

C

b

A

C

b)

A

a

C

c

e) B

Bb

B

b A Aa

A

a C

Cc

C

c

c) B

b

a

A

Caráter/ Alelos

2. Unesp 2018 As figuras representam células de duas espécies animais, 1 e 2. Na célula da espécie 1, dois genes, que determinam duas diferentes características, estão presentes no mesmo cromossomo. Na célula da espécie 2, esses dois genes estão presentes em cromossomos diferentes. Espécie 1 a A b

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BIOLOGIA

Capítulo 12

Espécie 2

B

3. Uece 2016 A probabilidade de que o cruzamento AabbCc 3 aaBBCc origine um descendente de genótipo aaBbCC é dada por a) P = 0,125. b) P = 0,5. c) P = 1. d) P = 0,333... 4. UPE/SSA 2022 Analise o quadro a seguir com as informações sobre sementes de ervilha:

c

C

Tendo por base a formação de gametas nessas espécies, e sem que se considere a permutação (crossing-over), constata-se a Primeira Lei de Mendel a) tanto na espécie 1 quanto na espécie 2, mas a Segunda Lei de Mendel se constata apenas na espécie 1. b) apenas na espécie 1, enquanto a Segunda Lei de Mendel se constata apenas na espécie 2. c) apenas na espécie 2, enquanto a Segunda Lei de Mendel se constata apenas na espécie 1. d) apenas na espécie 2, enquanto a Segunda Lei de Mendel se constata tanto na espécie 1 quanto na espécie 2. e) tanto na espécie 1 quanto na espécie 2, mas a Segunda Lei de Mendel se constata apenas na espécie 2.

B

A

a b

Variedade dominante

Textura da Semente / R, r

Lisa

Cor da Semente / V, v

Amarela

Variedade recessiva

V

Rugosa R

Verde

v

r Rr

Vv

Fonte: Autoria da Banca Elaboradora

Sobre esse tema, assinale a alternativa CORRETA. a) Cada par de homólogos contém genes para as mesmas características, a exemplo dos genes para textura (alelos R e r) e cor da semente (alelos V e v). Assim, homólogos apresentam os mesmos locos gênicos.

Segunda lei de Mendel

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5. UFRGS 2020 Na espécie de abóbora Cucurbita pepo, a forma do fruto pode ser esférica ou discoide e pode também ocorrer uma variação na cor, apresentando cor de abóbora ou branco-amarelada. O cruzamento de plantas que têm frutos de forma esférica e cor de abóbora, com plantas de frutos de forma discoide e cor branco-amarelada, resultou em uma F1 com o fenótipo discoide e cor de abóbora. O cruzamento das plantas da geração F1 produziu uma F2 com 224 indivíduos, com os seguintes fenótipos: 126 discoides e cor-de-abóbora; 42 discoides e cor branco-amarelada; 40 esféricas e cor-de-abóbora; 16 esféricas e branco-amarelada. Considerando a proporção fenotípica em F2, é correto afirmar que a) as proporções de cor e de forma dos frutos obtidos indicam que existem alelos múltiplos para cada uma das características no genoma da planta. b) os resultados demonstram um tipo de herança condicionada por alelos codominantes. c) os alelos que condicionam a forma do fruto segregam de forma independente daqueles que condicionam a cor do fruto. d) os indivíduos da F1 eram homozigotos dominantes. e) cada um dos alelos apresenta expressividade gênica variável. 6. UFRGS 2018 A mosca Drosophila melanogaster é um organismo modelo para estudos genéticos e apresenta alguns fenótipos mutantes facilmente detectáveis em laboratório. Duas mutações recessivas, observáveis nessa mosca, são a das asas vestigiais (v) e a do corpo escuro (e). Após o cruzamento de uma fêmea com asas vestigiais com um macho de corpo escuro, foi obtido o seguinte: F1 – todos os machos e fêmeas com fenótipo selvagem. F2 – 9/16 selvagem; 3/16 asas vestigiais; 3/16 corpo escuro; 1/16 asas vestigiais e corpo escuro. Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmações a seguir, referentes aos resultados obtidos para o cruzamento descrito.

As proporções fenotípicas obtidas em F2 indicam ausência de dominância, pois houve alteração nas proporções esperadas. Os resultados obtidos em F2 indicam um di-hibridismo envolvendo dois genes autossômicos com segregação independente. As proporções obtidas em F2 estão de acordo com a segunda Lei de Mendel ou Princípio da segregação independente dos caracteres. Os pares de alelos desses genes estão localizados em cromossomos homólogos. A sequência correta de preenchimento, de cima para baixo, é a) V – V – F – F. b) V – F – V – F. c) V – F – F – V. d) F – F – V – V. e) F – V – V – F. 7. FGV-SP 2015 Analise o heredograma que ilustra a transmissão de duas características genéticas, cada uma condicionada por um par de alelos autossômicos com dominância simples. (Parentais)

(F1)

(F2) Fenótipos

Genótipos

1

ou

A_B_

2

ou

A_bb

3

ou

aaB_

4

ou

aabb

Admitindo que todos os indivíduos da geração parental são duplo homozigotos, e que foram gerados em (F2) cerca de cem descendentes, é correto afirmar que a proporção esperada para os fenótipos 1, 2, 3 e 4, respectivamente, é de a) 3 : 1 : 3 : 1. b) 9 : 3 : 3 : 1. c) 1 : 1 : 1 : 1. d) 3 : 3 : 1 : 1. e) 1 : 3 : 3 : 1.

FRENTE 1

b) Cada variante de um gene recebe o nome de alelo, que surge devido a permutações gênicas. Assim, quando os alelos são diferentes conforme a semente representada, fala-se em condição hemizigota. c) Para o gene textura da semente, as proporções genotípicas e fenotípicas esperadas são, respectivamente, 1/4 RR, 2/4 Rr e 1/4 rr e 3/4 rugosa e 1/4 lisa. d) Se a probabilidade de obter uma semente lisa é 3/4 e a de obter uma semente amarela é 1/4, para se calcular a probabilidade de ocorrer uma semente lisa e amarela, basta somar 3/4 com 1/4. e) Se os pares de alelos Rr e Vv estiverem fisicamente próximos e no mesmo par de homólogos, os caracteres determinados por eles serão transmitidos independentemente, como propõe a segunda Lei de Mendel.

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8. Udesc 2017 Como resultado do cruzamento de dois coelhos duplo heterozigotos nasceram 360 descendentes, deste total, o número de coelhas com o mesmo genótipo dos genitores é: a) 45 b) 90 c) 180 d) 70 e) 100 9. Enem PPL 2013 A mosca Drosophila, conhecida como mosca-das-frutas, é bastante estudada no meio acadêmico pelos geneticistas. Dois caracteres estão entre os mais estudados: tamanho da asa e cor do corpo, cada um condicionado por gene autossômico. Em se tratando do tamanho da asa, a característica asa vestigial é recessiva e a característica asa longa, dominante. Em relação à cor do indivíduo, a coloração cinza é recessiva e a cor preta, dominante. Em um experimento, foi realizado um cruzamento entre indivíduos heterozigotos para os dois caracteres, do qual foram geradas 288 moscas. Dessas, qual é a quantidade esperada de moscas que apresentam o mesmo fenótipo dos indivíduos parentais? a) 288 d) 72 b) 162 e) 54 c) 108 10. Fuvest-SP Em tomates, a característica planta alta é dominante em relação à característica planta anã e a cor vermelha do fruto é dominante em relação à cor amarela. Um agricultor cruzou duas linhagens puras: planta alta/fruto vermelho x planta anã/fruto amarelo. Interessado em obter uma linhagem de plantas anãs com frutos vermelhos, deixou que os descendentes dessas plantas cruzassem entre si, obtendo 320 novas plantas. O número esperado de plantas com o fenótipo desejado pelo agricultor e as plantas que ele deve utilizar nos próximos cruzamentos, para que os descendentes apresentem sempre as características desejadas (plantas anãs com frutos vermelhos), estão corretamente indicados em: a) 16; plantas homozigóticas em relação às duas características. b) 48; plantas homozigóticas em relação às duas características. c) 48; plantas heterozigóticas em relação às duas características. d) 60; plantas heterozigóticas em relação às duas características. e) 60; plantas homozigóticas em relação às duas características. 11. UEMG 2019 Na espécie humana existem algumas características que obedecem à primeira lei de Mendel. Dentre essas características, é possível citar: a polidactilia e as sardas no rosto. Clarício, que apresenta polidactilia e sardas no rosto, casa-se com Josefina, cujo fenótipo é igual ao do seu

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BIOLOGIA

Capítulo 12

marido. Depois de uma análise genética de seus pais, foi determinado que o casal em questão é diíbrido para os dois fenótipos citados. Considerando essas informações, determine a probabilidade de o casal ter uma filha com os mesmos fenótipos citados: a) 1/32. b) 9/32. c) 9/16. d) 1/16. 12. Mackenzie-SP 2017 Um homem polidáctilo e não albino, filho de mãe albina, casa-se com uma mulher não polidáctila e albina. O primeiro filho desse casal é normal para ambos os caracteres e a mulher está grávida da segunda criança. A probabilidade de essa segunda criança ser polidáctila e albina é de a) 1/4 d) 1 b) 1/8 e) 3/4 c) 1/2 13. UFRGS 2016 No milho, grãos de coloração púrpura são dominantes em relação a amarelos, e grãos cheios são dominantes em relação a murchos. Do cruzamento entre duas plantas, foi obtida uma prole com as seguintes proporções: 25% de grãos púrpura e cheios; 25% de grãos amarelos e cheios; 25% de grãos púrpura e murchos; 25% de grãos amarelos e murchos. Sabendo que uma das plantas parentais era totalmente homozigota, assinale a alternativa correta. a) Os dois genes citados não estão segregando de forma independente. b) A planta homozigota era dominante para as duas características. c) Uma das plantas parentais era heterozigota para as duas características. d) A prole seria mantida na proporção 1 : 1 : 1 : 1 se as duas plantas parentais fossem duplo heterozigotas. e) Os resultados obtidos são fruto de recombinação genética. 14. Emescam-ES 2023 Condição rara, a chamada SBeta zero, é a combinação de um traço falciforme com o traço da talassemia – tanto a anemia falciforme quanto a talassemia são doenças genéticas autossômicas recessivas, se caracterizando por alteração nos glóbulos vermelhos. Disponível em: https://www.uol.com.br/vivabem/noticias/ redacao/2020/05/03/gerei-um-filho-por-fiv-para-curar-outro-de-doencagenetica-e-hereditaria.htm. Acesso em: 28 jun. 2022 (adaptado).

Gabriel é filho de pai com traço falcêmico e mãe com traço talassêmico e nasceu com a chamada SBeta zero, que tem características clínicas muito semelhantes à anemia falciforme. Caso os pais de Gabriel resolvam ter outra criança, qual a probabilidade de nascer uma menina com a mesma alteração genética de Gabriel? a) 1/2. c) 1/6. b) 1/4. d) 1/8.

Segunda lei de Mendel

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Texto complementar

Vigor híbrido O uso de linhagens puras na agricultura e na criação de animais é bastante conveniente, visto que a manutenção de um genótipo de interesse ao longo das gerações é relativamente fácil por meio, por exemplo, do autocruzamento de plantas e, no caso de animais, pelo cruzamento entre indivíduos de genótipo sabidamente idêntico. Entretanto, uma grande parte das sementes comerciais usadas na lavoura é chamada semente híbrida. Há muitos casos em que duas linhagens puras com fenótipos diferentes são cruzadas para se obter descendentes híbridos (heterozigotos) com tamanho, produtividade, resistência e vigor maiores que os das linhagens parentais. Essa superioridade dos híbridos em relação aos parentais é denominada vigor híbrido, ou heterose. Apesar de as explicações moleculares para o vigor híbrido serem ainda majoritariamente desconhecidas, e dos inconvenientes ligados à produção e ao alto custo da produção das sementes, é certo que esse fenômeno contribui largamente para o desenvolvimento da agricultura. Um exemplo das possíveis vantagens agrícolas e econômicas dos híbridos em relação às linhagens parentais pode ser observado na produção do trigo Marquis, em 1903, pelo canadense Charles Saunders. Com o objetivo de expandir o cultivo de trigo em países do norte, como Rússia e Canadá, Saunders desejava obter uma linhagem mais produtiva e com período de crescimento mais curto. Para isso, ele cruzou a linhagem Red Fife, que tinha grãos de alta qualidade, com a linhagem Hard Red Calcutta, a qual, apesar de formar grãos de baixa qualidade, maturava em torno de três semanas antes do que a Red Fife. A F1 resultante desse cruzamento, presumidamente heterozigota para os genes que controlam as características em questão, apresentava uma combinação favorável das propriedades de interesse do pesquisador – grãos de boa qualidade e rápida maturação. Texto elaborado para fins didáticos.

Veja os principais assuntos e conceitos trabalhados neste capítulo acessando a seção Resumindo no livro digital, na Plataforma Poliedro.

Quer saber mais?

Artigo ANDRADE, R. O. Raízes da Genética no Brasil. Revista Pesquisa Fapesp, n. 247. São Paulo, 2016. Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/raizes-da-genetica-no-brasil/. Acesso em: 30 nov. 2023. O texto conta o início do ensino das leis de Mendel no Brasil, em 1910, com os trabalhos do professor Carlos Teixeira Mendes da Escola Agrícola Prática de Piracicaba. Essa instituição, em 1934, tornou-se uma das unidades da Universidade de São Paulo, passando a se chamar Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq/USP).

Exercícios complementares 1. Unifesp 2015 Charles Darwin explicou o mecanismo evolutivo por meio da ação da seleção natural sobre a variabilidade dos organismos, mas não encontrou uma explicação adequada para a origem dessa variabilidade. Essa questão, no entanto, já havia sido trabalhada anos antes por Gregor Mendel e, em 2015, comemoram-se os 150 anos da publicação de seus resultados, conhecidos como Leis de Mendel. a) A que se refere a Segunda Lei de Mendel? Por que ela explica o surgimento da variabilidade dos organismos? b) Cite e explique um outro processo que também tenha como resultado a geração de variabilidade no nível genético. 2. UEPG-PR 2016 A figura abaixo esquematiza dois dos sete pares de cromossomos homólogos de uma célula de ervilha. A cor da pétala da ervilha é determinada pelos alelos dominante (B) para púrpura e recessivo (b) para cor branca. O alelo dominante (R) determina a forma lisa da ervilha, enquanto o recessivo (r) gera formato rugoso. Com relação aos conceitos fundamentais em genética e mendelismo, assinale o que for correto. 1

r

R

B

b 2

FRENTE 1

3

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01 A frequência e tipos de gametas formados a partir da célula representada na figura é de 25% BR, 25% Br, 25% bR e 25% br. 02 O número 2 aponta a condição heterozigota para a característica da cor da pétala da ervilha. 04 O loco gênico para a forma da ervilha é mostrado em 3. 08 A combinação genotípica demonstrada na figura resulta em fenótipo de cor da pétala branca e forma da ervilha rugosa. 16 Em 1, as linhas apontam o par de cromossomos homólogos. Soma: 3. UEM-PR 2021 Com base nos experimentos de Mendel, que considerou a transmissão de duas características simultaneamente em ervilhas, como a cor dos cotilédones (que faz a semente ser amarela ou verde) e a textura dos cotilédones (que faz a semente ser lisa ou rugosa), assinale o que for correto. 01 Descendentes duplo homozigotos, para cor e textura dos cotilédones nas ervilhas, têm obrigatoriamente parentais homozigotos. 02 Ao cruzarmos parentais duplo homozigotos, um deles duplo recessivo e outro duplo dominante, teremos em F1 fenótipos distintos dos parentais. 04 A partir dos experimentos com ervilhas, Mendel postulou a lei da segregação independente ou segunda lei de Mendel. 08 A cor dos cotilédones, bem como a textura, representam os genótipos das ervilhas. 16 No experimento citado, onde estão envolvidos dois caracteres, os fatores se segregam de forma independente durante a formação dos gametas, momento em que se combinam ao acaso. Soma: 4. UEM/PAS-PR 2017 Durante a meiose, cromossomos homólogos de origem materna e paterna segregam-se com total independência uns dos outros, levando à segregação independentemente dos genes situados em pares diferentes de cromossomos homólogos. Sobre o assunto, e outros correlatos, assinale o que for correto. 01 Um indivíduo heterozigoto, para dois genes localizados em pares diferentes de cromossomos homólogos, produz quatro tipos de gametas haploides com quatro combinações gênicas na mesma proporção. 02 Genes são compostos por segmentos de ácido ribonucleico. 04 O enunciado do comando da questão refere-se à primeira Lei de Mendel. 08 No cruzamento de parentais heterozigotos para dois genes localizados em cromossomos diferentes, as proporções fenotípica e genotípica esperadas nos descendentes serão iguais. 16 A proporção fenotípica esperada nos descendentes do cruzamento de parentais homozigotos, um

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BIOLOGIA

Capítulo 12

recessivo e outro dominante, para dois genes localizados em pares de cromossomos diferentes, é de 100% de heterozigotos. Soma: 5. UEPG-PR 2015 O alelo para a cor amarela da semente de ervilha é dominante sobre o alelo para cor de semente verde. Por sua vez, o alelo para formato da ervilha lisa é dominante sobre o alelo para formato rugoso. Do cruzamento entre plantas puras com semente lisa e amarela com plantas de semente verde e rugosa foi obtida a geração 1 (F1). Do intercruzamento de plantas da geração 1 (F1) foi obtida a geração 2 (F2). Com relação às proporções genotípicas e fenotípicas esperadas nas gerações F1 e F2, assinale o que for correto. 01 A proporção fenotípica da geração 1 (F1) é de 50% de plantas lisas e amarelas e 50% de plantas rugosas e verdes. 02 Na geração F2 é esperada uma proporção fenotípica de 9/16 lisas e amarelas, 3/16 lisas e verdes, 3/16 rugosas e lisas e 1/16 rugosas e verdes. 04 A proporção genotípica da geração 2 (F2) é de 25% homozigotas dominantes, 50% heterozigotas e 25% homozigotas recessivas. 08 O genótipo das plantas rugosas e verdes é sempre duplo dominante. 16 Para a geração F1 são esperadas que todas as plantas possuam genótipo duplo heterozigoto (100% di-híbrida). Soma: 6. UEPG-PR 2018 Em seus experimentos, Mendel cruzou ervilhas de sementes lisas e amarelas (ambos caracteres dominantes) com ervilhas de sementes rugosas e verdes (ambos caracteres recessivos) e obteve a geração F1, onde todas as sementes eram lisas e amarelas. A partir do cruzamento entre exemplares da geração F1, ele obteve a geração F2. De acordo com a segunda lei de Mendel, assinale o que for correto. 01 Em um experimento foram obtidas 32 plantas de ervilha na geração F2. Neste experimento é esperada a seguinte proporção fenotípica: 18 plantas com sementes lisas e amarelas; 6 plantas com sementes lisas e verdes; 6 plantas com sementes rugosas e amarelas; e 2 plantas com sementes rugosas e verdes. 02 De acordo com a segunda lei de Mendel, a proporção esperada na geração F2 seria de 3 : 1, ou seja, 3/4 de plantas com sementes lisas e amarelas e 1/4 de plantas com sementes rugosas e verdes. 04 Segundo Mendel, o fato de a semente ser lisa ou rugosa independe de ela ser verde ou amarela. Assim, a herança do caráter textura de semente independe da herança do caráter cor da semente. 08 De acordo com a segunda lei de Mendel, seria esperada na geração F2 a seguinte proporção 9 : 3 : 3, sendo composto por plantas de sementes lisas e amarelas, plantas com sementes lisas e verdes, e plantas com sementes rugosas e amarelas.

Segunda lei de Mendel

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16 As características “lisa” e “amarela” tendem a aparecer sempre juntas nas sementes das ervilhas, visto que são ambas características dominantes. Soma: 7. UFSC 2014 Em uma espécie de mamífero existe um par de genes situados em cromossomos autossômicos não homólogos; cada um dos genes possui dois alelos com relação de dominância entre si. Foi cruzado um indivíduo duplo homozigoto dominante com um duplo homozigoto recessivo, obtendo-se a geração F1. Esta foi entrecruzada e obtiveram-se 352 descendentes. Qual o número esperado destes descendentes que serão machos com o mesmo fenótipo de seus pais? 8. UFSC 2017 Em cães, a cor escura da pelagem é dominante em relação ao albino. A pelagem curta também é dominante em relação à longa. Os dois genes segregam-se independentemente. Na tabela abaixo, são mostrados alguns cruzamentos realizados e os respectivos resultados. Os fenótipos são representados na tabela pelas letras: E (escuro), A (albino), C (curto) e L (longo). Cruzamento

Fenótipos dos genitores

I

EC 3 EC

II III IV

EC 3 EL

EC 3 AC EC 3 EC

Fenótipo dos filhotes EC

EL

AC

AL

89

31

29

11

18

19

0

0

20

0

21

0

46

16

0

0

Com base nos dados acima, é correto afirmar que: 01 no cruzamento I, o genótipo de um dos genitores é duplamente heterozigoto e o outro é heterozigoto para apenas um dos genes. 02 no cruzamento II, com certeza um dos genitores é homozigoto recessivo para a cor da pelagem e o outro genitor é homozigoto dominante para o tamanho da pelagem. 04 a possibilidade de surgir uma fêmea albina com pelagem longa, no cruzamento I, é de 6,25%. 08 no cruzamento III, a possibilidade de surgir um filhote de pelagem escura e longa é de 50%. 16 no cruzamento I, a possibilidade de um dos filhotes possuir o mesmo genótipo dos genitores é de 50%. 32 no cruzamento IV, um dos genitores é duplo homozigoto dominante e o outro é duplo homozigoto recessivo. 64 a possibilidade de um dos filhotes do cruzamento II ser uma fêmea de pelagem escura e longa é de, aproximadamente, 25%.

Gene

Características

B

pelagem negra

b

pelagem branca

S

pelagem curta

s

pelagem longa

Sobre o cruzamento de um gato macho (BbSs) com uma gata fêmea (bbSS), responda: a) Qual a probabilidade de se obterem filhotes brancos com pelos curtos? b) Quais os genótipos dos gametas que podem ser produzidos pela fêmea e pelo macho? c) Se a gata acima cruzar com um gato com pelagem longa, qual é a probabilidade de nascer um descendente com pelagem longa? 10. Unicamp-SP 2017 Quando se pretende transformar a espécie X na espécie Y, ambas devem ser unidas por fertilização e, em seguida, os híbridos resultantes devem ser fertilizados com o pólen de Y. Depois, das várias proles resultantes, seriam selecionadas aquelas que apresentassem maior semelhança com Y, que novamente seriam fertilizadas com pólen de Y, e assim sucessivamente até que, finalmente, Y se mantivesse constante nas gerações seguintes. Por este processo, a espécie X teria sido transformada na espécie Y. Adaptado de http://media.wix.com/ugd/b703be_02adaf2adad94fc08b 146c5ab0e4b924.pdf. Acessado em 12/12/2016.

O trecho acima, adaptado da tradução do artigo de Gregor Mendel, ilustra o interesse de Mendel na transformação de espécies. a) O processo descrito por Mendel está relacionado com que prática amplamente usada na agricultura? Quais as vantagens da utilização desse processo na agricultura? b) Considerando que a espécie X tenha as características “A” e “B”, que a espécie Y tenha as características “a” e “b” e que os alelos “A” e “B” são dominantes, a partir do cruzamento de X com Y, em quantas gerações todos os descendentes resultantes teriam apenas as características ab? Quais seriam os genótipos formados em cada uma das gerações? 11. Famerp-SP 2017 Paula apresenta miopia e galactosemia, duas heranças autossômicas, cujos alelos segregam-se independentemente. A galactosemia é uma doença metabólica, em que a ingestão de galactose pode desencadear problemas no fígado, nos rins e no cérebro.

9. UFJF/Pism-MG 2017 Em uma determinada raça de gato, a cor e o comprimento da pelagem são controlados por genes autossômicos que podem ser dominantes ou recessivos. A tabela a seguir demonstra as características para esses alelos:

Paula

FRENTE 1

Soma:

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a) Indique o genótipo de Paula e o genótipo dos pais de Paula. b) Qual a probabilidade de o irmão de Paula ser duplo-heterozigoto? Qual a probabilidade de Paula vir a ter uma irmã com as duas doenças? Apresente o seu raciocínio. 12. FMJ-SP 2016 Certa espécie de roedor possui um alelo A que determina a cor amarela dos pelos e que, em homozigose, é letal na fase embrionária. O alelo a determina a cor aguti dos pelos. Em outro locus, o alelo B determina a cor negra dos olhos e o alelo b, a cor mel dos olhos. Tais loci segregam-se de maneira independente. a) Indique possíveis genótipos de um animal aguti e de olhos negros. Indique o fenótipo de um animal Aabb. b) Considere o cruzamento AaBb 3 AaBb e determine a probabilidade de nascer um macho aguti com olhos cor de mel. Apresente os cálculos. 13. Unifesp 2019 Um agricultor adquiriu um saco de sementes de milho comercializadas por uma indústria agropecuária. O rótulo desse saco informava que as sementes vinham do cruzamento de linhagens diferentes e geneticamente puras, ou seja, para as características fenotípicas de interesse, as linhagens eram homozigotas, mas cada uma delas homozigota para alelos diferentes. O agricultor plantou essas sementes em uma mesma área e obteve uma safra de ótima produção, com espigas uniformes e repletas de grãos. Após a colheita, o agricultor, considerando a qualidade dessas espigas, resolveu guardar algumas delas para plantar a safra seguinte. Contudo, ainda que as condições ambientais tenham se mantido, essa nova safra foi pouco produtiva, gerando espigas não uniformes e sem a mesma qualidade da safra anterior. a) As “linhagens diferentes”, citadas no rótulo do saco de milho, são da mesma espécie ou de espécies diferentes? Justifique sua resposta. b) Explique por que as plantas obtidas pela germinação das sementes adquiridas produziram espigas uniformes e explique o porquê das diferenças fenotípicas e de produtividade da segunda safra em relação à primeira. 14. UFPR 2017 Um casal possui os seguintes genótipos: AaB1B2CcIAi e aaB1B2ccIBi. Suponha que as seguintes características são atribuídas a cada gene: A = lóbulo da orelha solto. a = lóbulo da orelha preso. B1 = cabelo crespo. B2 = cabelo liso. C = presença de bico de viúva. c = ausência de bico de viúva.

A é completamente dominante. B1 e B2 têm dominância incompleta. C é completamente dominante.

IA = antígeno eritrocitário A. IB = antígeno eritrocitário B.

IA e IB são codominantes e ambos têm dominância completa em relação a i.

i = ausência de antígeno.

Considerando que os genes em questão são autossômicos e segregam-se independentemente, responda: a) Qual é a probabilidade de esse casal ter um(a) filho(a) com lóbulo da orelha preso, cabelo liso, sem bico de viúva e sangue do tipo O? (Demonstre seu raciocínio) b) Qual é a probabilidade de esse casal ter um(a) filho(a) com lóbulo da orelha preso, cabelo crespo, com bico de viúva e qualquer tipo de sangue? (Demonstre seu raciocínio) c) Qual é a probabilidade de esse casal ter um(a) filho(a) com lóbulo da orelha solto, cabelo liso, sem bico de viúva e sangue do tipo AB? (Demonstre seu raciocínio)

BNCC em foco EM13CNT301

1. UFSC 2019 Com o objetivo de estabelecer conexões entre as leis de Mendel e a Biotecnologia, foram realizados os seguintes procedimentos: 1) cruzamento entre os parentais puros de ervilhas (P1 e P2) contrastantes em relação a duas características para a obtenção da primeira geração (F1); 2) realização da autofecundação de uma planta da F1 para originar a segunda geração (F2); 3) extração do DNA das folhas; 4) seleção dos segmentos de DNA correspondentes aos alelos que condicionam a cor e a forma das sementes; 5) submissão dos segmentos à ação de uma enzima de restrição (resultando em fragmentos, conforme o quadro a seguir); 6) realização de eletroforese (resultando nas faixas claras horizontais que indicam o tamanho dos fragmentos de DNA obtidos, conforme a figura).

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BIOLOGIA

Capítulo 12

Segunda lei de Mendel

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Alelos

Expressão dos alelos nas sementes

Número de fragmentos

Tamanho dos fragmentos em pb (pares de bases)

V

condiciona cor amarela

1 (um)

700

quando homozigose, condiciona cor verde

2 (dois)

300 e 400

condiciona forma lisa

2 (dois)

150 e 350

r

quando homozigose, condiciona forma rugosa

1 (um)

500

Sentido da migração do DNA na eletroforese

Número de pares de base (pb) (Representação sem escala)

v R

Sobre os dados apresentados, é correto afirmar que: 01 na geração F2, as plantas 07 e 10 possuem mais alelos do que as demais plantas da geração F2. 02 o parental P1 e a planta 05 da geração F2 possuem o mesmo genótipo. 04 na geração F2, apenas a planta 06 possui ervilhas verdes e rugosas. 08 na geração F2, as plantas 01 e 08 têm as mesmas características fenotípicas. 16 o genótipo da planta 03 na geração F2 é VVRR. 32 no cruzamento entre as plantas 04 e 09 da geração F2, a probabilidade de obter plantas com ervilhas verdes e rugosas é de 6,25%. Soma: EM13CNT2022

Cromossomo 16

Cromossomo 11

Cromossomo 16

Cromossomo 11

Fonte: adaptada de http://www.biocristalografia.df.ibilce.unesp.br/xtal/texto_hb.php; http://www.scielo.br/img/revistas/jbpml/v39n1/a10f02.gif

FRENTE 1

2. UPE/SSA Observe a figura a seguir, que representa a formação da hemoglobina normal (HbA).

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Com base na figura, complete as lacunas do texto a seguir: A função da hemoglobina é absorver e transportar o oxigênio nas hemácias de vertebrados. Em um indivíduo, cada caráter é determinado por um par de alelos, que se segregam na formação dos gametas. Os cromossomos 16 e 11 são responsáveis, respectivamente, por genes de cadeias de globina alfa e beta. Esses genes ____1a e 1b____. Os genes de ambos os grupos estão organizados na mesma orientação e ordem com que estes são expressos durante o desenvolvimento (embrião-feto-adulto). Os processos de ____2____ e ____3____ são colineares, pois, se houver mutação em um dos genes, seja na fita de DNA ou de RNA, a proteína poderá ser afetada. A hemoglobina é uma proteína formada por um grupo heme ligado a quatro cadeias polipeptídicas, sendo duas cadeias de globina ____4____ e duas cadeias de globina ____5____, formando uma estrutura ____6____. Assinale a alternativa que preenche ordenada e corretamente as lacunas. a) formam um grupo de ligação, conforme a primeira lei de Mendel; replicação; tradução; alfa; beta; secundária. b) formam um grupo de ligação, conforme a segunda lei de Mendel; tradução; transcrição; beta; alfa; quaternária. c) segregam de forma independente, conforme a primeira lei de Mendel; transcrição; tradução; beta; alfa; terciária. d) segregam de forma independente, conforme a segunda lei de Mendel; transcrição; tradução; alfa; beta; quaternária.  e) segregam de forma independente, conforme a segunda lei de Mendel; transcrição; replicação; alfa; beta; secundária. EM13CNT202 e EM13CNT301

3. UFRJ As variações na cor e na forma do fruto de uma espécie diploide de planta estão relacionadas às variações nas sequências do DNA em duas regiões específicas, vc e vf. Duas plantas dessa espécie, uma delas apresentando frutos vermelhos e redondos (Planta A), outra apresentando frutos brancos e ovais (Planta B), tiveram essas regiões cromossômicas sequenciadas. As relações observadas entre o fenótipo da cor e da forma do fruto e as sequências de pares de nucleotídeos nas regiões vc e vf nessas duas plantas estão mostradas nos quadros a seguir: Planta A

Região cromossômica (fenótipo dos frutos)

vc (vermelhos) vf (redondos)

Sequência de pares de nucleotídeos Homólogo 1

Homólogo 2

...GAA...

...GAA...

...CTT... ...AGC...

...CTT... ...AGC...

...TCG...

...TCG...

Planta B

Região cromossômica (fenótipo dos frutos)

vc (brancos) vf (ovais)

Sequência de pares de nucleotídeos Homólogo 1

Homólogo 2

...TAA...

...TAA...

...ATT... ...AGA...

...ATT... ...AGA...

...TCT...

...TCT...

Identifique as sequências de pares de nucleotídeos das regiões cromossômicas vc e vf de uma terceira planta resultante do cruzamento entre a Planta A e a Planta B. Justifique sua resposta.

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BIOLOGIA

Capítulo 12

Segunda lei de Mendel

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Christian Jegou/ Science Photo Library/ Fotoarena

Representação artística de uma floresta do período Carbonífero (cerca de 350 milhões de anos atrás), período em que plantas semelhantes às atuais samambaias dominavam o planeta.

FRENTE 2

13 CAPÍTULO

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Plantas I Sem as plantas, a manutenção de todos os ecossistemas terrestres seria inviável. A ocupação do ambiente terrestre pelas plantas ocorreu há cerca de 470 milhões de anos e, desde então, a vida nesse ambiente mudou significativamente. No período Carbonífero, que se iniciou há 360 milhões de anos, a fotossíntese realizada pelas primeiras plantas foi fundamental para o aumento da biodiversidade do planeta. Neste capítulo, começaremos a abordar a classificação e as principais características biológicas de um dos mais diversos grupos de seres vivos: as plantas.

23/01/2024 10:00:03

Retículo endoplasmático granuloso

B

A

(A) Samambaia (Cyathea dealbata, até 4 m de comprimento) endêmica da Nova Zelândia. (B) Vitória-régia (Victoria amazonica, folha com até 3 m de diâmetro), planta aquática encontrada na Amazônia e no Pantanal.

Características gerais Todas as plantas são pluricelulares e têm tecidos diferenciados, formados pelo agrupamento de células eucarióticas: o citoplasma tem citoesqueleto, ribossomos e diversas organelas membranosas, como o retículo endoplasmático (granuloso e não granuloso), complexo golgiense, mitocôndrias, peroxissomos, plastídios (plastos) e vacúolo. O vacúolo ocupa mais de 90% do volume da maioria das células vegetais, e é preenchido com água e diversas substâncias que atuam no metabolismo vegetal. Uma das principais funções dessa organela é controlar o equilíbrio hídrico da célula vegetal. O principal tipo de plastídio da célula vegetal é o cloroplasto, organela responsável pela fotossíntese. Em seu interior são encontrados pigmentos fotossintetizantes, como a clorofila a, a clorofila b e os carotenoides. No interior dos cloroplastos há estruturas membranosas achatadas chamadas tilacoides, nas quais são encontrados fotossistemas que abrigam os pigmentos fotossintetizantes. O polissacarídeo de reserva energética que fica estocado nos cloroplastos é o amido (polímero de glicose). Nos órgãos de reserva, como as raízes tuberosas, existe um plastídio especial denominado amiloplasto, que estoca amido.

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BIOLOGIA

Capítulo 13

Retículo endoplasmático não granuloso Ribossomos Mitocôndria Peroxissomo

Citoesqueleto Cloroplasto

Vacúolo central

Complexo golgiense

CORES FANTASIA

Membrana plasmática Parede celular

Citosol

Plasmodesmos

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Representação esquemática de uma célula eucariótica vegetal. As estruturas em destaque estão ausentes em células animais.

Vanessa Volk/Shutterstock.com

Mali lucky/Shutterstock.com

As plantas são organismos de extrema importância para a manutenção de todos os ecossistemas terrestres. Desde o início da ocupação do ambiente terrestre até os dias atuais, esse grupo passou por uma grande diversificação: atualmente são conhecidas mais de 325 mil espécies que compõem o reino Plantae, também conhecido como Metaphyta. As plantas ocupam quase todos os ambientes do planeta, exceto picos de montanhas, alguns desertos e regiões polares. Algumas espécies retornaram ao ambiente aquático, como a flor-de-lótus e a vitória-régia, mas a grande maioria delas ocupa o ambiente terrestre. Estudos de Biologia Molecular indicam que as plantas evoluíram de algas verdes semelhantes às atuais carófitas, uma vez que compartilham semelhança bioquímica (DNA e proteínas) e a presença de plasmodesmos nas células. Atualmente existem diversos grupos taxonômicos no reino das plantas, mas os mais conhecidos são as briófitas (como os musgos), as pteridófitas (como as samambaias), as gimnospermas (como os pinheiros) e as angiospermas (como as orquídeas).

Núcleo

Aldona/iStockphoto.com

Introdução às plantas

De forma geral, as plantas têm nutrição autótrofa, pois realizam fotossíntese, processo no qual o gás carbônico retirado da atmosfera e a água absorvida do solo são usados na síntese de matéria orgânica e gás oxigênio. Algumas plantas, como as carnívoras e as parasitas, têm características especiais que viabilizam o uso de nutrientes de outros seres vivos, como animais e outras plantas. A parede celular auxilia na proteção e na manutenção do formato da célula, além de evitar a entrada excessiva de água por osmose. É constituída por um esqueleto básico de microfibrilas de celulose, além de proteínas e polissacarídeos (hemicelulose e pectina). Em algumas células, a parede celular contém outras moléculas, como a lignina (enrijecimento), ou a suberina (impermeabilização). Mesmo com parede relativamente espessa, as células vegetais não estão isoladas umas das outras. Alguns poros atravessam paredes celulares e formam pontes citoplasmáticas denominadas plasmodesmos (do latim plasma, líquido, e desmos, ligação), que permitem o intercâmbio de nutrientes. Todas as plantas têm ciclo diplobionte, com duas fases adultas: uma haploide (n), denominada gametófito, e outra diploide (2n), denominada esporófito. O gametófito é responsável pela produção de gametas, enquanto o esporófito é a fase produtora de esporos.

Novidades evolutivas As plantas apresentam como novidade evolutiva os gametângios pluricelulares revestidos por uma camada de células estéreis, conferindo proteção aos gametas. Além disso, na parede celular dos esporos há esporopolenina, um polímero que protege a célula em ambientes secos. Os esporos são produzidos por esporângios pluricelulares, também revestidos por células estéreis protetoras. Após a fecundação, o zigoto se desenvolve e forma um embrião pluricelular que permanece dentro do corpo materno. Durante o desenvolvimento inicial, os tecidos maternos protegem o embrião e fornecem a ele nutrientes, como aminoácidos e açúcares, processo que aumenta as chances de sobrevivência do embrião. Por esse motivo, todas as plantas terrestres são classificadas como embriófitas.

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Classificação

Briófitas

Tradicionalmente, as plantas terrestres são divididas em quatro grupos principais: briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas. Destes, apenas as angiospermas são atualmente consideradas um grupo monofilético (isto é, derivado de um ancestral comum exclusivo), mas os demais agrupamentos ainda são bastante usados para fins didáticos e serão empregados nesta coleção. Como mencionado anteriormente, esses quatro grupos compõem as embriófitas. Pteridófitas, gimnospermas e angiospermas têm tecidos condutores de seiva (xilema e floema) e compõem o grupo das traqueófitas (do grego trakhea, canal áspero, e phytos, planta) ou plantas vasculares. Esses tecidos são constituídos por um sistema de tubos que transportam água e nutrientes de maneira rápida e eficiente, possibilitando que as plantas desse grupo atinjam tamanhos maiores em comparação com as briófitas. Gimnospermas e angiospermas compõem o grupo das espermatófitas (do grego sperma, semente, e phytos, planta), isto é, plantas com sementes. No caso das gimnospermas, as sementes não são envolvidas por frutos, ao contrário das sementes das angiospermas. As angiospermas também são conhecidas como antófitas (do grego anthos, flor, e phytos, planta), e são as únicas plantas que produzem flores.

Características gerais As briófitas (do grego bryon, musgo, e phytos, planta), atualmente representadas por musgos, antóceros e hepáticas, foram as primeiras plantas a ocupar o ambiente terrestre. Entretanto, elas dependem da água para a fecundação, o que justifica a ocorrência dessas plantas em áreas úmidas, como pântanos e florestas tropicais. Muitas espécies vivem em rochas e no solo, mas a maioria delas vive nos troncos das árvores (epífitas). Uma característica marcante das briófitas é o fato de todas serem avasculares. Por esse motivo, o transporte de água e nutrientes é muito lento, ocorrendo de célula para célula por meio dos plasmodesmos. A inexistência de tecidos condutores explica seu pequeno porte, que atinge apenas alguns centímetros de comprimento. Além disso, as briófitas não têm lignina na parede celular, molécula que confere o enrijecimento necessário para o aumento de porte das plantas.

Gametófito O gametófito dos musgos tem rizoide, cauloide e filoides – estruturas semelhantes, respectivamente, à raiz, ao caule e às folhas. Nos filoides de diversas espécies existe a cutícula, camada de lipídios que protege contra desidratação.

Gimnospermas

Angiospermas

Flores e frutos Pólens e sementes Tecidos vasculares Embriões dependentes da mãe Representação simplificada da relação de parentesco entre as carófitas (algas verdes) e os principais grupos de plantas terrestres.

Além desses grupos, é comum o uso de terminologias antigas, sem valor taxonômico, para se referir a diferentes agrupamentos de plantas terrestres. As briófitas e as pteridófitas, por exemplo, são muitas vezes chamadas coletivamente de plantas avasculares ou atraqueófitas. Além disso, as briófitas, por não terem raiz, caule e folha verdadeiros, podem também ser chamadas de talófitas (do grego thallus, pequeno ramo, e phytos, planta). As plantas com estruturas reprodutivas evidentes, como os estróbilos das gimnospermas e as flores das angiospermas, eram antigamente denominadas fanerógamas (do grego phaneros, aparente, e gamein, casamento). Já as plantas com estruturas de reprodução pouco evidentes, como briófitas e pteridófitas, eram denominadas criptógamas (do grego krypton, escondido, e gamein, casamento).

Esporófito (2n)

Cápsula Esporos

B

Opérculo Haste Filoide

Gametófito (n) ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Cauloide Rizoide

(A) Representação esquemática do gametófito e do esporófito de um musgo. (B) Gametófitos (parte verde) e esporófitos (filamentos avermelhados) de musgos da espécie Pohlia nutans (mede entre 1 cm e 2 cm de comprimento).

Os rizoides (do grego rhiza, raiz, e oide, semelhante) fixam a planta no substrato e atuam na absorção de água e nutrientes. O cauloide sustenta os filoides e se conecta aos rizoides. Os filoides são estruturas achatadas, geralmente verdes e fotossintetizantes, mas sem estômatos, importantes estruturas das folhas verdadeiras de plantas terrestres. O gametófito contém gametângios, estruturas responsáveis pela produção dos gametas. Os anterídios (do grego antheros, florido, e idion, semelhante) são gametângios masculinos, com formato de saco e revestidos por uma camada de células estéreis protetoras. O gameta masculino é denominado anterozoide, célula que tem dois flagelos que facilitam o deslocamento pela água. Os arquegônios (do grego archen, primitivo, e gonos, órgão) são gametângios femininos, nos quais se observa um longo pescoço e uma porção basal dilatada (ventre). No interior do ventre está a

FRENTE 2

Embriófitas

Briófitas Pteridófitas Carófitas (algas verdes)

A

S.O.E/Shutterstock.com

Traqueófitas Kazakova Maryia/Shutterstock.com

Imagens: Aldona Griskeviciene/Shutterstock.com, Kazakova Maryia/ Shutterstock.com, Amadeu Blasco/Shutterstock.com, SeDmi/ Shutterstock.com, Kretsu Nataliya/Shutterstock.com

Espermatófitas ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

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Arquegônios

Anterozoide

A

B

Caliptra

(A) Representação esquemática de anterídios e do anterozoide (gameta masculino) de um musgo. (B) Representação esquemática de arquegônios de um musgo, com destaque para a oosfera (gameta feminino).

Opérculo

Henri Koskinen/Shutterstock.com

Oosfera

Draw Man/Shutterstock.com

Anterídios

Flagelos

CORES FANTASIA

Henri Koskinen/Shutterstock.com

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

O pé é a região que fixa o esporófito ao gametófito e se conecta a ele por meio da placenta. A seta, ou haste, é uma estrutura cilíndrica e alongada que sustenta a cápsula. A cápsula, ou esporângio, fica na região apical e atua na produção de esporos. Células diploides no interior da cápsula dividem-se por meiose e produzem células haploides, que se diferenciam em esporos. Muitos musgos têm cápsula recoberta por caliptra, estrutura derivada do arquegônio. A cápsula jovem apresenta uma tampa, denominada opérculo, cobrindo um anel de dentes interligados que atuam na liberação dos esporos. A viabilidade do esporo é garantida pela esporopolenina, molécula impregnada na parede celular que confere proteção no ambiente terrestre. Henri Koskinen/Shutterstock.com

oosfera (do grego oion, ovo, e sphaira, esfera), o gameta feminino. A porção central do pescoço é preenchida por um fluido que permite a locomoção dos anterozoides até a oosfera. Abaixo da oosfera se encontra a placenta, tecido que fornece os nutrientes necessários para o desenvolvimento do embrião que formará o esporófito.

Saiba mais Tecidos condutores nas briófitas Em alguns musgos, o gametófito é relativamente grande, como o da espécie Dawsonia superba, que pode chegar a 60 cm de altura. Os musgos gigantes têm um tecido denominado hadroma, responsável pelo transporte de água e minerais. Suas células condutoras, os hidroides, são semelhantes às células condutoras do xilema, mas não são homólogas a elas e não têm lignina na parede celular. Os musgos gigantes também possuem leptoma, tecido responsável pelo transporte de água e açúcares. As células desse tecido, os leptoides, são análogas às do floema, já que têm a mesma função, mas diferente origem evolutiva.

Cápsula

A

B

Esporos

C

Dentes

Cápsula com caliptra (A) e sem caliptra (B) do musgo Polytrichum juniperinum (cápsulas com até 5 mm de comprimento). Cápsula sem opérculo (C) do musgo Plagiothecium sp., com destaque para os dentes e os esporos.

Reprodução

Peter Richardson

Assexuada A reprodução assexuada ocorre por meio da fragmentação do talo: fragmentos de um organismo ou de uma colônia se desprendem e se regeneram, gerando novos indivíduos. Algumas hepáticas produzem estruturas denominadas propágulos ou gemas, os quais se desprendem do corpo da planta, desenvolvem-se e originam novos indivíduos.

Sexuada

Musgo gigante (Dawsonia superba) encontrado na Nova Zelândia.

Esporófito O esporófito é verde e fotossintetizante quando jovem, mas não se desenvolve de forma independente, permanecendo ligado ao gametófito, do qual recebe nutrientes e água. Nos musgos, o esporófito tem três regiões: pé, seta e cápsula.

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BIOLOGIA

Capítulo 13

As briófitas têm ciclo reprodutivo diplobionte com alternância de gerações, no qual o gametófito é a fase dominante. Os musgos geralmente são dioicos, já que há sexos separados: o gametófito masculino produz anterozoides que ficam armazenados temporariamente nos anterídios; e no gametófito feminino ocorre a produção de oosferas no interior dos arquegônios. Para que ocorra a fecundação, os gametas masculinos devem ser transportados, por meio de uma película de água ou gotículas de chuva, até o arquegônio, localizado no gametófito feminino. Nesse sentido, pode-se dizer que as briófitas não conquistaram definitivamente o ambiente terrestre, já que necessitam de água para a fecundação. Quando chegam ao arquegônio, os anterozoides nadam ativamente pelo fluido do pescoço até a oosfera, estimulados por moléculas liberadas por ela. A fecundação produz o zigoto diploide que se divide por mitose e forma o embrião.

Plantas I

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O embrião se desenvolve sobre a planta-mãe, dando origem ao esporófito diploide, fase responsável pela produção de esporos. Quando os esporos estão prontos e as condições ambientais são favoráveis, ocorre ruptura do opérculo e o movimento dos dentes estimula a liberação deles. O vento tem papel de destaque no transporte dos esporos para longas distâncias, possibilitando que os descendentes ocupem novos ambientes. Se os esporos encontram ambiente favorável, acontece a germinação, seguida da formação de uma estrutura filamentosa e ramificada denominada protonema (do grego protos, primeiro, e nema, filamento). Em determinadas regiões do protonema, observa-se a formação de gemas, estruturas que se desenvolvem e formam novos gametófitos. Gota de chuva

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Haploide Gema

Diploide Protonema (n)

CORES FANTASIA

♂

Anterozoide (n)

Gametófito (n)

Anterídios (n)

Oosfera (n)

Esporo (n) ♀ Gametófito o (n) ( )

Cápsula (2n)

Arquegônios (n)

Opérculo

Meiose Esporófito (2n)

Seta Fecundação

Cápsula

Arquegônio (n)

Gametófito (n)

Zigoto (2n) Pé

Esporófito jovem (2n)

Embrião (2n)

CAMPBELL, N. A. et al. Biology: a global approach. 12. ed. Harlow: Pearson, 2020. Representação esquemática do ciclo reprodutivo de um musgo.

Importância

FRENTE 2

Bo Scheeringa Photography/Shutterstock.com

Da mesma maneira que os liquens, as briófitas são pioneiras na sucessão ecológica primária e podem ocupar superfícies rochosas inóspitas. Além da produção de matéria orgânica no ambiente, diversas espécies pioneiras produzem ácidos que atuam na formação do solo. Muitos musgos podem ser utilizados como bioindicadores de poluição e das mudanças climáticas, já que estão diretamente expostos a poluentes (incluindo metais pesados) e a alterações ambientais. Nas floriculturas, muitos musgos são utilizados em arranjos ornamentais ou para auxiliar no crescimento de outras plantas, já que conseguem reter grande quantidade de água. Existem regiões pantanosas conhecidas como turfeiras, que cobrem aproximadamente 1% da superfície terrestre. Musgos do gênero Sphagnum são encontrados nessas regiões, formando reservatórios de matéria orgânica parcialmente decomposta conhecida como turfa. A turfa é utilizada como combustível em diversos países, como Irlanda e Canadá.

Pessoa coletando turfa em Gortmellia (Irlanda).

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Pteridófitas Características gerais As pteridófitas surgiram das primeiras traqueófitas, plantas com dois tecidos vasculares que realizam o transporte rápido de água e outros nutrientes. Um deles é o xilema (do grego xylos, madeira) ou lenho, que transporta água e nutrientes minerais das raízes até a parte aérea do vegetal. O outro tecido condutor de seiva é o floema (do grego phloos, casca) ou líber, que transporta água e moléculas orgânicas, como aminoácidos e açúcares, das folhas (órgãos fotossintetizantes) para as demais partes da planta. Outra novidade evolutiva das traqueófitas é a presença de lignina na parede das células condutoras do xilema, tornando-as mais resistentes e possibilitando maior crescimento vegetal. O crescimento em altura proporcionou às traqueófitas grandes vantagens evolutivas em relação às plantas avasculares, que não passam de centímetros de comprimento. Ao longo da evolução, a intensa competição por luz favoreceu a seleção de espécies arbóreas de traqueófitas, que formaram as primeiras florestas do planeta, há cerca de 370 milhões de anos. Atualmente, as pteridófitas (traqueófitas sem sementes) são divididas em dois grupos: licófitas (ex.: selaginelas) e monilófitas (ex.: samambaias e avencas).

Esporófito As pteridófitas são as primeiras plantas que têm esporófito dominante e duradouro. Além disso, essas plantas têm corpo estruturado com raiz, caule e folhas. O caule é o órgão vegetativo responsável pela formação das folhas e das raízes. Muitas samambaias têm caule do tipo rizoma, que cresce paralelamente à superfície do solo. Outras têm caule lenhoso, como as samambaias arbóreas (samambaiaçus). As raízes são órgãos vegetativos responsáveis pela absorção de água e nutrientes minerais do solo, bem como pela fixação da planta ao substrato. As folhas são órgãos vegetativos achatados (laminares), conectados ao caule e relacionados com a fotossíntese. As samambaias têm folhas compostas, isto é, a lâmina foliar é dividida em folíolos (pinas) presos à raque, que é uma extensão do pecíolo (cabo da folha). A folha das samambaias também tem função reprodutiva, pois nela se formam os esporângios. ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Imagens: Amadeu Blasco/Shutterstock.com, Dr Keith Wheeler/ Science Photo Library/Fotoarena Tawin Mukdharakosa/Shutterstock.com

Folíolos

CORES FANTASIA

Soros Folha

Xilema Pecíolo

Caule Raízes

Floema Tecidos condutores

Representação esquemática do esporófito de uma samambaia. No detalhe superior, fotografia dos soros distribuídos em um folíolo. No detalhe inferior, fotomicrografia de corte do rizoma da samambaia Pteridium aquilium, com destaque para os tecidos condutores (aumento de 13 vezes; cores artificiais).

De maneira geral, os esporângios das samambaias ficam reunidos em soros, estruturas presentes na superfície inferior das folhas. Cada soro é formado por dezenas de esporângios. Em muitas espécies, o soro é coberto por uma camada protetora chamada indúsio. As pteridófitas são pluriesporangiadas, isto é, têm diversos esporângios no mesmo esporófito. Isso aumenta a capacidade reprodutiva dessas plantas, quando comparadas às briófitas, que têm apenas um esporângio (cápsula) por esporófito.

Gametófito As pteridófitas têm gametófito reduzido (menos de 1 cm de comprimento) e transitório (vida curta), também conhecido como protalo. Nas samambaias, ele é formado por apenas uma camada de células verdes e fotossintetizantes, que crescem paralelamente à superfície do solo. Na região posterior do protalo, em contato direto com o solo, são encontrados rizoides.

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BIOLOGIA

Capítulo 13

Plantas I

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ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Arquegônio

CORES FANTASIA

M. I. Walker/Science Source/Fotoarena, Kazakova Maryia/Shutterstock.com

De maneira geral, as pteridófitas possuem gametófito bissexuado, isto é, o gametófito de uma planta produz tanto gametas masculinos quanto femininos. Os anterídios, localizados na região posterior do gametófito, são bolsas esféricas que produzem e protegem os gametas masculinos flagelados, denominados anterozoides. Nos arquegônios, localizados na região anterior do gametófito, ocorre a diferenciação do gameta feminino, denominado oosfera.

Gametófito bissexuado

Oosfera

Reprodução

Anterídio

Assexuada As pteridófitas podem se reproduzir por brotamento, processo em que o rizoma cresce horizontalmente no solo e produz pontos vegetativos, nos quais se formam folhas e raízes. Nesse caso, as novas estruturas são geneticamente iguais entre si. Nos viveiros de mudas, a fragmentação do rizoma é muito usada para a propagação de espécies ornamentais.

Rizoides

Anterozoide

Representação esquemática do gametófito bissexuado. Nos detalhes, fotomicrografias do arquegônio e do anterídio de uma samambaia do gênero Dryopteris (aumento de 230 e 430 vezes, respectivamente; cores artificiais).

Sexuada Para descrever o ciclo de vida das pteridófitas, usaremos como exemplo as samambaias. Ao atingir determinada idade e grau de desenvolvimento, uma samambaia se torna fértil e inicia a produção de esporângios. A liberação dos esporos ocorre em dias quentes e secos, quando os esporângios perdem água. Após serem liberados, os esporos são transportados pelo vento, o que favorece a ocupação de novos ambientes.

Atenção A maioria das espécies de pteridófita é homosporada ou isosporada, isto é, produzem esporos iguais, de mesmo tamanho. No entanto, algumas espécies de pteridófitas são heterosporadas, ou seja, produzem esporos de tamanhos diferentes, denominados micrósporos e megásporos.

Ao encontrar ambiente favorável, o esporo germina e forma o gametófito. O gametófito das samambaias é bissexuado, mas geralmente não ocorre autofecundação, já que os gametas masculinos e femininos não são produzidos no mesmo momento. Após serem liberados no ambiente, os anterozoides flagelados nadam até as oosferas de gametófitos vizinhos, atraídos por moléculas liberadas por elas. Nesse sentido, pode-se dizer que as pteridófitas não conquistaram completamente o ambiente terrestre, já que necessitam de água para a fecundação. Quando chega ao arquegônio, o anterozoide nada em seu interior até encontrar e fecundar a oosfera, gerando o zigoto diploide. O zigoto se desenvolve no corpo materno (gametófito) e se transforma em embrião, que dá origem ao esporófito jovem. Com o tempo, o esporófito jovem cresce, se desenvolve e se torna independente do gametófito. Após atingir determinada idade e grau de desenvolvimento, o esporófito se torna maduro e passa a produzir seus esporos. Esporos (n)

Haploide

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Germinação

CORES FANTASIA

Diploide Anterídio Meiose

Liberação dos esporos

Gametófito (n)

Esporângio (2n) Arquegônio

Oosfera (n)

Soro

Zigoto (2n)

Fecundação

FRENTE 2

Esporófito ( jovem)

Anterozoides (n) Esporófito (2n) Gametófito Caule

Raiz Raiz

CAMPBELL, N. A. et al. Biology: a global approach. 12. ed. Harlow: Pearson, 2020. Representação esquemática do ciclo de vida de uma samambaia.

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Importância econômica

em ambiente terrestre, pois protege o embrião e aumenta sua chance de sobrevivência. Atualmente, as gimnospermas são divididas em quatro grupos: cicadófitas (ex.: cicas), ginkgófitas (ex.: Ginkgo biloba), gnetófitas (ex.: Welwitschia mirabilis) e coníferas (ex.: pinheiros e sequoias). Além de sementes, as espermatófitas também produzem grãos de pólen. Quando um grão de pólen germina na estrutura reprodutiva feminina, forma-se o tubo polínico, estrutura que transporta os gametas masculinos até os gametas femininos. Nesse sentido, pode-se dizer que as gimnospermas foram as primeiras plantas que conquistaram definitivamente o ambiente terrestre, já que não necessitam de água para a fecundação. As estruturas reprodutivas mais comuns nas plantas desse grupo são os estróbilos, morfologicamente semelhantes a cones. As gimnospermas não contam com flores e frutos para a reprodução, estruturas presentes exclusivamente nas angiospermas. Outra novidade evolutiva das espermatófitas é a presença de meristemas secundários, tecidos que permitem o crescimento em espessura das plantas (ausentes nas pteridófitas).

Na água estagnada dos pântanos do período Carbonífero, muitas traqueófitas que morriam não sofriam decomposição completa. Esse material orgânico acumulado formou grossas camadas que, mais tarde, foram cobertas pelo mar. O acúmulo de sedimentos marinhos, associado ao calor e à pressão durante milhões de anos, converteram o material orgânico em carvão mineral, que é atualmente utilizado por diversos países como fonte de energia. Muitas espécies de pteridófitas são ornamentais e suas folhas enfeitam jardins e praças. Entre essas espécies, podemos citar as samambaias, as selaginelas, os chifres-de-veado, as avencas e as rendas-portuguesas. Já o caule do samambaiaçu – pteridófita da espécie Dicksonia sellowiana, encontrada na Mata Atlântica – foi muito explorado para a produção de xaxim, que era usado como vaso para plantas ornamentais, como samambaias e orquídeas. Atualmente, a extração e a comercialização de xaxim são proibidas por lei, pois a espécie está ameaçada de extinção. Nas plantações de arroz, os rizicultores utilizam samambaias aquáticas (gênero Azolla) para aumentar a produtividade. Essas plantas vivem em associação mutualística com cianobactérias fixadoras de nitrogênio (Anabaena azollae), que vivem em cavidades no interior de suas folhas. Assim, as samambaias aquáticas contribuem para o aumento da concentração de nitrogênio nos arrozais, permitindo aumento de fertilidade e de produtividade.

Suwit Disthanate/Shutterstock.com

Frank Fox/Science Photo Library/Fotoarena

Heterosporia

Plantação de arroz (plantas maiores de folhas afiladas de cerca de 80 cm de altura) na Tailândia, com a samambaia aquática (na superfície da água) do gênero Azolla. No detalhe, fotomicrografia da cianobactéria Anabaena sp., encontrada nas folhas da samambaia (aumento de 200 vezes).

Gimnospermas Características gerais Gimnosperma (do grego gymnos, nu, e sperma, semente) é um agrupamento informal utilizado para se referir às plantas com sementes nuas, não envolvidas por frutos, como é o caso de pinheiros. A semente representa uma novidade evolutiva importante das espermatófitas para a vida

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BIOLOGIA

Capítulo 13

Todas as espermatófitas são heterosporadas (do grego hetero, diferente), pois produzem esporos de tamanhos diferentes. Os maiores são os megásporos, produzidos em megasporângios. Os menores são os micrósporos, produzidos em microsporângios. Nas espermatófitas, os esporos ficam retidos no esporófito. Desta forma, em vez de se desenvolver no ambiente, os gametófitos são dependentes do esporófito. O desenvolvimento dos esporos no esporófito traz uma vantagem evolutiva significativa, uma vez que o esporófito é fonte de água e nutrientes, recursos muitas vezes escassos no ambiente terrestre.

Pólen e tubo polínico O grão de pólen (do grego pollen, poeira fina) é geralmente produzido no estróbilo masculino, também conhecido como microstróbilo ou estróbilo simples. Nas coníferas, o estróbilo masculino é formado por microsporofilos (escamas) dispostos ao redor de um eixo central. Cada microsporofilo tem dois microsporângios dispostos em sua superfície inferior. O microsporângio contém centenas de microsporócitos diploides, também conhecidos como células-mãe dos grãos de pólen. Cada um deles se divide por meiose e forma quatro micrósporos haploides viáveis. Em seguida, cada micrósporo formado se divide por mitose (duas vezes) e origina quatro células haploides: duas células protalares, uma célula generativa e uma célula do tubo. As células do microsporângio produzem esporopolenina, molécula extremamente resistente que é depositada na parede do micrósporo em desenvolvimento. A estrutura formada pelas quatro células e pela parede de revestimento é o grão de pólen, considerado o gametófito masculino jovem. Em muitas gimnospermas, o grão de pólen tem sacos aéreos ou asas, que são expansões achatadas da parede celular que facilitam o transporte pelo vento.

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B

C

Célula generativa (n)

Asa Célula do tubo (n)

D

Tubo ubo polínico

Células espermáticas (n)

Célula do tubo

(A) Estróbilos masculinos de um pinheiro. (B) Eletromicrografia de varredura de grão de pólen de um pinheiro (cerca de 70 µm de comprimento; cores artificiais). (C) Representação esquemática do grão de pólen de um pinheiro. (D) Representação esquemática do tubo polínico formado a partir da germinação do pólen.

Óvulo e semente Nas gimnospermas, a semente surge do óvulo localizado, na maioria das espécies, no estróbilo feminino, também conhecido como megastróbilo ou pinha (termo popular). Esse estróbilo contém escamas ovulíferas, arranjadas de forma espiral ao redor de um eixo central. Cada escama ovulífera tem uma bráctea (folha modificada) e dois óvulos dispostos em sua superfície.

Estabelecendo relações Em Zoologia, o termo “óvulo” é usado para representar o gameta feminino dos animais, uma estrutura unicelular. Já em Botânica, o termo “óvulo” é usado para indicar uma estrutura pluricelular – com tegumento e megasporângio –, no interior da qual se encontra a oosfera, o gameta feminino unicelular. Para evitar essa confusão, muitos botânicos defendem o uso do termo “rudimento seminal” em vez de óvulo.

Cada óvulo tem um tegumento diploide que envolve e protege o megasporângio diploide. No tegumento, há uma pequena abertura denominada micrópila, local de entrada dos grãos de pólen. No interior de cada megasporângio ocorre a diferenciação de apenas um megasporócito diploide, ou célula-mãe do megásporo. Após a divisão meiótica, cada megasporócito produz quatro megásporos haploides. Na maioria das espécies, apenas o megásporo funcional se desenvolve, enquanto os outros três degeneram. Dentro do óvulo, o megásporo funcional passa por divisões mitóticas e cresce, produzindo diversas células que constituem o gametófito feminino, ou saco embrionário. Próximo à micrópila, o saco embrionário apresenta de dois a cinco arquegônios, cada um contendo uma oosfera.

Semente Cotilédones Endosperma (n) Teg gumento (2n) Embrião (2n)

A

B Esccama ovulííf ífe fera

Sa ac o Tegumento embrio onário (n) (2n) Oosffe era (n) Micrópila

Estró óbilo fe f minino (corte longitudinal)

Óvulos

Óvulo

(A) Estróbilos femininos jovens do pinheiro-larício (Pinus nigra). (B) Representação esquemática do estróbilo feminino, da escama ovulífera com óvulos, da estrutura de um óvulo e da semente de uma gimnosperma.

Reprodução Todas as gimnospermas têm ciclo diplobionte com esporófito dominante e desenvolvido. Ao atingirem determinada idade e grau de desenvolvimento, os pinheiros produzem os estróbilos. No estróbilo masculino, ocorre a produção dos grãos de pólen, enquanto no feminino são formados os óvulos. Os pinheiros geralmente são monoicos, pois têm estróbilos masculinos e femininos no mesmo organismo. Algumas espécies, como o pinheiro-brasileiro (Araucaria angustifolia), são dioicas, ou seja, os estróbilos masculinos e femininos ocorrem em plantas diferentes, de sexos separados. O transporte de grãos de pólen do estróbilo masculino até o feminino é denominado polinização. Na maioria das gimnospermas, a polinização depende do vento, processo conhecido como anemofilia (do grego anemos, vento, e phylos, afinidade). Por isso, a alta quantidade de grãos de pólen nos estróbilos masculinos, bem como a existência de asas na maioria deles são características vantajosas. Os grãos de pólen que chegam até um estróbilo feminino podem cair nas gotas de polinização, produzidas pelos megasporângios em cada escama ovulífera. Quando essas gotas de fluido evaporam, os grãos de pólen são conduzidos pela micrópila e chegam ao megasporângio, onde iniciam a germinação. No estágio de polinização, o óvulo está imaturo, ainda com a célula-mãe de megásporo.

FRENTE 2

A

Após o crescimento do tubo polínico, uma célula espermática fecunda a oosfera e origina o zigoto diploide, que se transforma no embrião diploide. No corpo do embrião se distinguem a radícula, que formará a futura raiz da planta, e os cotilédones, folhas embrionárias. O tegumento do óvulo se transforma na casca da semente, também conhecida como tegumento. Já o saco embrionário acumula material nutritivo, como amido, lipídios e proteínas, e forma o endosperma primário haploide, tecido que nutre o embrião nos primeiros dias após a germinação. A estrutura formada pelo envoltório (tegumento), endosperma e embrião constitui a semente. Fotokon/Shutterstock.com

Imagens: agsaz/Shutterstock.com, Ami Images/Science Photo Library/Fotoarena

Quando o pólen germina, a célula do tubo orienta a formação do tubo polínico, o gametófito masculino maduro, que cresce no megasporângio dentro do óvulo. Dentro do tubo ocorre divisão mitótica da célula generativa que culmina na formação de dois gametas masculinos, denominados células espermáticas. O tubo polínico transporta esses gametas até as oosferas sem a necessidade de água ambiental, processo conhecido como sifonogamia (do grego siphon, tubo, e gamein, casamento).

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A germinação do pólen e a formação do tubo polínico estimulam o desenvolvimento do óvulo. Após um mês da polinização, já está formado o saco embrionário (gametófito feminino). Após 12 meses da polinização, ocorre a fecundação. Uma célula espermática fecunda a oosfera e origina o zigoto diploide, que se desenvolve e forma o embrião diploide. Cada óvulo fecundado se desenvolve no estróbilo e origina uma semente, estrutura reprodutiva das gimnospermas. Em muitas espécies de pinheiro, após a fecundação, o estróbilo feminino se torna lignificado (ocorre deposição de lignina) e as escamas ovulíferas crescem, protegendo as sementes em desenvolvimento. Em seguida, o estróbilo se abre para a liberação e dispersão das sementes. Na maioria das espécies, as sementes são aladas e sua dispersão ocorre pela ação do vento. Em outras espécies, a dispersão ocorre pela ação dos animais, por meio de suas fezes ou quando eles enterram as sementes no solo. Quando uma semente encontra ambiente favorável, ocorre a germinação, processo em que acontece absorção de água e crescimento da radícula em direção ao solo para formar a raiz primária da planta. Durante o desenvolvimento inicial, o embrião absorve os nutrientes do endosperma (tecido nutritivo) e se transforma em uma plântula, que dará origem a uma nova planta adulta, fechando o ciclo reprodutivo. ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Óvulo Tegumento T egumento (2n)

Escama ovulífera Estróbilo feminino

Grão de pólen

Corte longitudinal

Megasporócito (2n) Megasporângio (2n)

Asa Bráctea (2n)

Célula generativa (n) Célula do tubo (n) Micrósporos (n) Meiose

Microsporofilo

Estróbilo masculino Corte longitudinal

Meiose Megásporos (n)

Microsporócito (2n) Esporófito (2n)

CORES FANTASIA

Micrópila

Megásporo funcional (n)

Microsporângio (2n)

Grão de pólen

Tubo polínico com células espermáticas (n)

Plântula Sementes

Oosferas (n)

Saco embrionário

Tegumento (2n) T Endosperma (n) Escama ovulífera

Embrião (2n)

Fecundação

Haploide Diploide

NABORS, M. W. Introdução à Botânica. São Paulo: Roca, 2012. Representação esquemática do ciclo reprodutivo de um pinheiro.

Importância As coníferas são as plantas mais abundantes no bioma Taiga (em russo significa “floresta alagada”), maior bioma do planeta em extensão, ocupando cerca de 11% da superfície terrestre. A folha de muitas coníferas é acicular, ou seja, tem formato de agulha, o que diminui a perda de água por transpiração e protege as plantas contra o frio congelante e rigoroso. No Brasil, a Floresta de Araucárias, conhecida como pinheiral ou Mata dos pinhais, é um subtipo da Mata Atlântica. Nela, a espécie mais comum é a Araucaria angustifolia, mais conhecida como pinheiro-brasileiro ou pinheiro-do-Paraná,

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BIOLOGIA

Capítulo 13

Plantas I

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produção de resina (apelidada de ouro amarelo) que é utilizada nas indústrias química e alimentícia para a fabricação de desinfetantes, detergentes, tintas, adesivos, aromatizantes e flavorizantes. Fabio Colombini

uma gimnosperma do grupo das coníferas. Atualmente, restam cerca de 2% da formação original da Floresta de Araucárias, que foi devastada para a extração da madeira da araucária e para o avanço de agropecuária na região Sul do país. A semente das araucárias, denominada pinhão, é muito apreciada como alimento em diversas regiões do país. Ela tem elevado valor nutricional, já que é rica em proteínas, carboidratos, lipídios, fibras e minerais importantes para a saúde, como zinco, cálcio, ferro e potássio. Além disso, diversos animais – como gralhas-azuis, papagaios, pacas, cutias, esquilos e ouriços – também usam a semente da araucária como alimento, o que indica que essa planta é fundamental para a manutenção da biodiversidade local. Os pinheiros da espécie Pinus elliottii, nativa das Américas do Norte e Central, são muito valorizados pela cor de sua madeira e facilidade de cultivo, uma alternativa à extração de madeira nativa. Existem plantações de pinheiros (florestas) em quase todos os estados do Brasil, já que a espécie tem diversos atrativos: fibra longa apropriada para a produção de papel resistente; valor ornamental e paisagístico; adaptação a solos provenientes de agricultura;

Pinhões (até 8 cm de comprimento) são as sementes da araucária. No pinhão aberto, observa-se, de fora para dentro, a casca (envoltório marrom), o endosperma (tecido nutritivo ao redor do embrião) e o embrião (estrutura cilíndrica amarelada no centro).

Revisando 1. Cite uma novidade evolutiva exclusiva das plantas, ausente em todas as algas. I

A

Gametófito (n (n)

3. Defina os seguintes termos botânicos: embriófita, traqueófita e espermatófita. 4. Analise o cladograma a seguir e indique as principais novidades evolutivas indicadas pelos números I, II e III. Briófitas

Pteridófitas

Gimnospermas

Angiospermas

C Esporófitto (j( ovem))

Soro

III II I

5. Por que as briófitas são plantas de pequeno porte? Cite exemplos de plantas desse grupo. 6. Qual é a fase dominante no ciclo reprodutivo das briófitas? O que significa dizer que essas plantas não conquistaram completamente o ambiente terrestre? 7. A ilustração a seguir representa o ciclo de vida de uma samambaia.

II

Haploide

Esporófito (2n) Caule Raiz

D

Raiz

Diploide

a) Indique o nome e a ploidia das estruturas A, B, C e D. b) Que fenômenos biológicos estão representados por I e II? 8. Descreva a importância dos tecidos vasculares e da lignina para as traqueófitas. 9. O que significa o termo gimnospermas? Como ocorre a polinização e fecundação nas coníferas, representantes desse grupo?

FRENTE 2

2. Que carboidratos são utilizados, respectivamente, como material de reserva energética e como constituinte principal da parede celular das plantas?

B

10. Como são denominadas as estruturas de uma semente de pinheiro? Qual é a ploidia delas e que funções elas exercem?

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Exercícios propostos 1. Uece 2022 Um casal de biólogos, em uma expedição na serra de Baturité, no estado do Ceará, coletou espécimes vegetais de musgo, samambaia, pinheiro e ipês. Considerando a classificação desses grupos, é correto dizer que a) os musgos, por serem vegetais de grande porte, são vasculares. b) as samambaias são gimnospermas e suas sementes são protegidas por frutos. c) os pinheiros pertencem ao grupo das gimnospermas, por serem avasculares. d) os ipês são árvores fanerógamas, por possuírem flores e frutos. 2. UFPR 2022 Em relação ao processo de fotossíntese nas plantas, é correto afirmar que: a) somente gimnospermas e angiospermas são capazes de realizar fotossíntese, pois são plantas vasculares e com sementes. b) as briófitas possuem estruturas clorofiladas, mas são incapazes de realizar fotossíntese por não possuírem vasos condutores. c) as pteridófitas possuem folhas com células ricas em cloroplastos, relacionadas com a realização da fotossíntese. d) desde que interrompam o processo de respiração celular, plantas avasculares podem fazer fotossíntese. e) nas plantas vasculares, a fotossíntese é interrompida durante a respiração celular devido ao ponto de compensação fótica. 3. Fuvest-SP 2017 Assinale a alternativa que ordena corretamente três novidades evolutivas, de acordo com o seu surgimento no processo de evolução das plantas terrestres. a) Sistema vascular, semente, flor. b) Sistema vascular, flor, semente. c) Semente, sistema vascular, flor. d) Semente, flor, sistema vascular. e) Flor, sistema vascular, semente. 4. UFJF/Pism-MG 2023 O cladograma abaixo apresenta os grandes grupos vegetais. Associe as letras do cladograma às características evolutivas listadas. Algas verdes (grupo externo) Briófitas Pteridófitas Gimnospermas Angiospermas C B A Embrião retido no gametângio feminino Gametângios revestidos por células estéreis

82

BIOLOGIA

Capítulo 13

a) A: flores e frutos, B: sementes, C: vasos condutores de seiva. b) A: sementes, B: vasos condutores de seiva, C: clorofila. c) A: sementes, B: vasos condutores de seiva, C: flores e frutos. d) A: vasos condutores de seiva, B: flores e frutos, C: sementes. e) A: vasos condutores de seiva, B: sementes, C: flores e frutos. 5. UPE/SSA 2022 Observe a árvore filogenética abaixo e assinale a alternativa CORRETA quanto às características adaptativas, que permitiram a evolução dos grupos de plantas terrestres a partir de um ancestral comum. Gimnospermas Pteridófitas

Angiospermas

Briófitas D C B Planta Ancestral

A

a) A – gametófito dominante; B – aparecimento do tecido vascular; C – presença de sementes; D – surgimento de flores e frutos. b) A – surgimento de flores e frutos; B – presença de sementes; C – aparecimento do tecido vascular; D – gametófito dominante. c) A – aparecimento do tecido vascular; B – gametófito dominante; C – presença de sementes; D – surgimento de flores e frutos. d) A – presença de sementes; B – gametófito dominante; C – aparecimento do tecido vascular; D – surgimento de flores e frutos. e) A – aparecimento do tecido vascular; B – surgimento de flores e frutos; C – presença de sementes; D – gametófito dominante. 6. Unisc-RS 2021 As características descritas nas afirmativas a seguir estão associadas com diferentes grupos de plantas. I. Plantas com xilema e floema que produzem flores e frutos. II. Plantas avasculares, presença de rizoides para sua fixação aos substratos e com fase de gametófito prolongada. III. Plantas vasculares que não produzem flores e sementes; apresentam alternância de gerações sendo a fase esporofítica predominante. IV. Plantas vasculares que não produzem flores e cujas sementes não se encontram protegidas por frutos.

Plantas I

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Identifique a ordem das características que representam, respectivamente, os grupos de briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas. a) I – II – III – IV b) II – III – I – IV c) III – II – IV – I d) II – III – IV – I e) II – IV – III – I

Angiospermas

Gimnospermas

Samambaias

Musgos

Hepáticas

Antóceros

7. Uerj 2015 No cladograma, está representado o grau de parentesco entre diferentes grupos de vegetais.

C B

A Adaptado de biologiaevolutiva.wordpress.com.

As letras A, B e C indicam, respectivamente, o momento em que surgem, ao longo do processo evolutivo, as seguintes características dos vegetais: a) cutícula, sementes, tecidos vasculares. b) embriões multicelulares, esporófito dominante, frutos. c) esporófito dominante, embriões multicelulares, frutos. d) gametângios multicelulares, tecidos vasculares, sementes. 8. PUC-Rio 2023 A sobrevivência das plantas em diferentes ambientes é resultado do surgimento de uma diversidade de características durante a evolução dessas espécies. Na figura abaixo, estão representados os grupos de plantas, numerados de acordo com algumas dessas características.

Disponível em: https://www.accessscience.com/content/plant-evolution/522800. Acesso em: 13 ago. 2022. Adaptado.

I

II

III

IV

V

a)

embrião protegido

tecido vascular

flores

sementes

frutos

b)

embrião protegido

crescimento apical

sementes

flores

frutos

c)

crescimento apical

sementes

tecido vascular

flores

frutos

d)

embrião protegido

crescimento apical

tecido vascular

sementes

frutos

e)

tecido vascular

embrião protegido

crescimento apical

flores

frutos

FRENTE 2

Os grupos de plantas representados em I, II, III, IV e V apresentam, respectivamente, as seguintes características evolutivas:

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9. Unicamp-SP 2016 De acordo com o cladograma a seguir, é correto afirmar que: A

B

C

Embrião Clorofila A e B

D

Sementes Vasos condutores

E

Flor e fruto

a) A é Briófita, B é Pteridófita e C é Espermatófita. b) C é Espermatófita, D é Traqueófita e E é Angiosperma. c) C possui sementes, D é Espermatófita e E é Angiosperma. d) B é Briófita, D é Traqueófita e E possui sementes. 10. UFRGS 2020 Em relação à reprodução das plantas, é correto afirmar que a) nas gimnospermas, o gametófito é mais desenvolvido, e o esporófito muito reduzido. b) nas pteridófitas homósporas, o megásporo dá origem ao gametófito feminino, e o micrósporo origina o gametófito masculino. c) ao longo da evolução das plantas, observa-se a redução do esporófito e o maior desenvolvimento do gametófito. d) nas gimnospermas e nas angiospermas, os gametófitos desenvolvem-se no interior de estruturas reprodutivas do esporófito. e) nas briófitas e nas pteridófitas, o gametófito é mais desenvolvido do que o esporófito. 11. Uece 2018 Leia atentamente a seguinte descrição: Organismos deste filo avascular compartilham algumas características com as plantas vasculares, tais como: camada de células estéreis na parede dos gametângios e dos esporângios; retenção do embrião dentro do gametófito feminino; esporófito diploide resultante da fecundação; e esporos com esporopolenina. O enunciado acima descreve o filo denominado de a) Bryophyta. b) Pterophyta. c) Coniferophyta. d) Anthophyta. 12. Uece 2020 Plantas avasculares apresentam as seguintes características adaptativas: a) estômatos, gametângios e sementes. b) sementes, cutícula e paredes de esporos grossas. c) xilema, floema e gametângios. d) cutícula, gametângios e paredes de esporos grossas. 13. UPE/SSA 2022 Estudo realizado em florestas ombrófilas do complexo Mata Atlântica, nas Regiões Sul e Extremo Sul do Estado da Bahia, foram identificadas 37 espécies de musgos. Essa ocorrência se deve principalmente às características abióticas da floresta e da existência de substrato propício para a fixação das espécies, a exemplo de rochas e troncos das árvores.

84

BIOLOGIA

Capítulo 13

Imagem composta, fonte: Revista Fapesp, Michael Welling / MPI-C e site Toda Matéria.

As características abióticas desse bioma favorecem a reprodução das espécies de musgo. Sobre esse tema, assinale a alternativa CORRETA. a) Período quente e úmido da floresta acelera o processo de dispersão dos pólens, que é levado pelos polinizadores até o estigma. b) Secas periódicas estimulam o crescimento de esporófitos, e ventos espalham os protonemas pelo solo da floresta. c) Calor da floresta estimula a produção de rizoides e formação de gametófitos jovens, havendo crescimento vegetativo. d) Gotas de chuva ou respingos, ao atingirem os anterídios, carregam os anterozoides para perto dos arquegônios. e) Baixa luminosidade estimula a formação de brotos laterais que se desenvolvem em propágulos, dando origem a novas hepáticas. 14. Uece 2017 As briófitas, os vegetais mais antigos do mundo, são plantas pequenas e delicadas que vivem, geralmente, em ambientes úmidos e sombreados. Em relação à reprodução das briófitas, escreva V ou F conforme seja verdadeiro ou falso o que se afirma nos itens abaixo. O arquegônio é a estrutura reprodutora feminina em forma de frasco, com uma base alargada da qual parte um longo tubo, que produz a oosfera. O anterídio, estrutura reprodutora masculina, é o local onde os anterozoides, cada um com dois flagelos, são produzidos. As briófitas se reproduzem sexuadamente por fragmentação, processo em que partes de um indivíduo ou colônia geram novos gametófitos. O anterídio cresce durante o desenvolvimento do embrião e o jovem esporófito emergente continua em sua base recebendo alimento. Está correta, de cima para baixo, a seguinte sequência: a) V, F, V, F. b) F, V, F, V. c) F, F, V, V. d) V, V, F, F.

Plantas I

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15. Mackenzie-SP A respeito das plantas representadas abaixo, são feitas as seguintes afirmações:

18. Uern 2013 As imagens mostram os soros visíveis a olho nu em uma folha de samambaia.

B D

C

I. B e D representam as fases esporofíticas, forma­ das por células diploides (2n). II. A e C representam as fases gametofíticas, forma­ das por células haploides (n). III. B e C são originadas a partir do zigoto. IV. Anterozoide e oosfera são produzidos por meiose. Estão corretas, apenas, a) I e II. b) I e III. c) II e III.

d) I e IV. e) III e IV.

16. Uece 2021 Considerando as características das brió­ fitas e pteridófitas, numere os campos abaixo de acordo com a seguinte indicação: 1. briófitas; 2. pteridófitas. Seu tamanho está associado à ausência de vasos para a condução dos nutrientes, os quais são trans­ portados de célula a célula por todo o vegetal. Samambaias, avencas, xaxins e cavalinhas são al­ guns dos seus representantes mais conhecidos. Os musgos e as hepáticas são seus principais re­ presentantes. Foram os primeiros vegetais a apresentar um sis­ tema de vasos para conduzir nutrientes. A sequência correta, de cima para baixo, é: a) 1, 1, 2, 2. b) 1, 2, 1, 2. c) 2, 1, 2, 1. d) 2, 2, 1, 1.

(Disponível em: www.cienciasnamosca2.wordpress.com) (Disponível em: www.sobiologia.com)

Em relação à reprodução das pteridófitas, é INCOR­ RETO afirmar que a) a sincronia entre a fase do ciclo da planta e a estação úmida do local é importante para que os anterídios, haploides e flagelados atinjam o arquegônio. b) em relação às briófitas, as pteridófitas possuem uma redução da fase gametofítica, sendo conhe­ cida como fase passageira ou efêmera, e a fase esporófito denomina-se duradoura. c) os soros são agrupamentos de esporângios que se distribuem na face inferior ou na borda dos folíolos; os esporângios são responsáveis pela produção de esporos por meio da meiose. d) o zigoto diploide se divide por mitoses sucessi­ vas, originando o embrião, que será nutrido por substâncias fornecidas pelo gametófito e terá suas células diferenciando-se em raiz, caule e folha. 19. Unitau-SP 2017 As pteridófitas são as primeiras plantas vasculares nas quais o xilema possibilitou o transporte mais eficiente e rápido de sais minerais e água até as folhas, enquanto o floema passou a levar a seiva ela­ borada das folhas até as outras partes da planta. No ciclo de vida desses vegetais, são verificadas duas es­ tratégias distintas, relacionadas, principalmente, com a formação dos gametófitos. Uma dessas estratégias está representada na figura abaixo.

17. UEL-PR 2015 As samambaias pertencem ao grupo das pteridófitas, as quais possuem características adaptativas que permitiram a conquista do ambiente terrestre com mais eficiência que o grupo das briófi­ tas. Sobre as adaptações morfológicas e reprodutivas que possibilitaram o sucesso das pteridófitas no am­ biente terrestre, considere as afirmativas a seguir. I. A predominância da fase esporofítica. II. O aparecimento dos tecidos xilema e floema. III. O desenvolvimento de rizoides para fixação. IV. O surgimento dos esporos para reprodução. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e II são corretas. b) Somente as afirmativas I e IV são corretas. c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.

Adaptado de http://1.bp.blogspot.com/-xD-fPkWy8R0/Vdtgx0qp2XI/AAA­ AAAAAAxk/jW0k0_9kbEI/s1600/polipodium3-640.jpg. Acesso em out. de 2016.

FRENTE 2

A

Considerando o esquema apresentado e os seus co­ nhecimentos sobre o ciclo de vida das pteridófitas, leia as afirmações a seguir.

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I. II. III. IV. V.

Samambaias são homósporas, e o esporo dará origem a um único tipo de gametófito. Samambaias são heterósporas, e o esporo dará origem a dois tipos de gametófitos. Nas samambaias, os esporos haploides, ao germinarem, dão origem ao gametófito, chamado prótalo. Nas samambaias, os megásporos dão origem ao gametófito, chamado prótalo, parcialmente protegido. Samambaias apresentam o desenvolvimento endospórico dos gametófitos, como ocorre em todas as plantas homósporas.

Está CORRETO o que se afirma em a) I e III, apenas. b) I, III e V, apenas. c) I e II, apenas.

d) II e III, apenas. e) III e V, apenas.

20. UFRGS 2016 Considere as seguintes afirmações em relação às traqueófitas. I. São representadas por grupos como as hepáticas e os musgos, que geralmente crescem em lugares úmidos. II. Apresentam células condutoras especializadas, denominadas traqueídeos e tubos crivados. III. Têm sistema vascular que apresenta um tecido condutor, o xilema, com paredes celulares compostas por lignina. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas III.

c) Apenas I e II. d) Apenas II e III.

e) I, II e III.

21. Fuvest-SP

O pinhão mostrado na foto, coletado de um pinheiro-do-paraná (Araucaria angustifolia), é a) um fruto: estrutura multicelular resultante do desenvolvimento do ovário. b) um fruto: estrutura unicelular resultante do desenvolvimento do óvulo. c) uma semente: estrutura unicelular resultante do desenvolvimento do ovário. d) uma semente: estrutura multicelular resultante do desenvolvimento do óvulo. e) uma semente: estrutura unicelular resultante do desenvolvimento do óvulo. 22. FMABC-SP 2018 A conquista do ambiente terrestre se deu de maneira independente em plantas e animais. Em ambos os casos, ela foi possibilitada pela menor necessidade de água em funções básicas dos organismos que passaram a viver em terra firme. São características que possibilitaram a independência da água para reprodução em plantas e animais, respectivamente, a) a autofecundação nas gimnospermas e a respiração pulmonar dos anfíbios. b) as sementes aladas das angiospermas e a pele impermeável dos répteis. c) o tubo polínico das fanerógamas e a casca calcárea do ovo dos répteis. d) os traqueídeos das pteridófitas e a excreção de ácido úrico das aves. e) os vasos condutores das angiospermas e a placenta dos mamíferos. 23. Mackenzie-SP 2018 O quadro abaixo mostra algumas características que podem ou não estar presentes nos 4 grupos vegetais. O sinal + indica presença da característica e o sinal – ausência da característica. Assinale a alternativa correta. Vegetal

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Características

Briófita

Pteridófita

Gimnosperma

Angiosperma

a)

Tecido condutor

+

+

+

+

b)

Óvulo

–

–

+

+

c)

Ovário

–

–

+

+

d)

Semente

–

+

+

+

e)

Fruto

–

–

+

+

BIOLOGIA

Capítulo 13

Plantas I

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I

II P III

27. Fuvest-SP 2015 Abaixo estão listados grupos de organismos clorofilados e características que os distinguem: I

I. Traqueófitas – vaso condutor de seiva.P II. Antófitas – flor. IV III. Espermatófitas – semente. IV. Embriófitas – embrião. V. Talófitas – corpo organizado em talo.

Adaptado de: SADAVA et al. Vida: a ciência da Biologia. Porto Alegre: Artmed, 2009. v. 2.

Com base na figura, a correspondência correta dos itens I e II, na ordem em que aparecem, é a) folhas – cones. b) sementes – flores. c) frutos – embriões. d) ovários – esporos. e) estróbilos – grãos de pólen. 25. UFPR 2019 Em relação às espermatófitas, é correto afirmar: a) Gimnospermas e angiospermas apresentam embriões unicelulares que se desenvolvem dentro de sementes envolvidas por frutos. b) Nas angiospermas, a geração esporofítica (2n) é dominante, enquanto nas gimnospermas a geração gametofítica (n) é dominante. c) Nas espermatófitas, a semente é bitegumentar e envolvida por fruto. d) As espermatófitas apresentam grão de pólen haploide que corresponde ao gametófito masculino. e) Briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas possuem embrião multicelular bem como sementes, motivo pelo qual são denominadas espermatófitas. 26. FGV-SP 2017 A garantia da polinização de espécies vegetais nativas é essencial para a manutenção do equi­ líbrio ecológico dos ecossistemas naturais, uma vez que, a partir da polinização, as sementes se desenvolvem nas estruturas reprodutivas dos vegetais. A gimnosperma Araucaria angustifolia é bastante abundante nos ecossistemas da região da Serra da Mantiqueira, e sua reprodução ocorre em função do transporte de grãos de pólen entre estróbilos masculinos a) e estróbilos femininos de uma mesma árvore, realizado por insetos e pássaros. b) de uma árvore e estróbilos femininos de outra árvore, realizado pelo vento. c) e estróbilos femininos (hermafroditas) de árvores diferentes, realizado pelos insetos. d) e estróbilos femininos (hermafroditas) de uma mesma árvore, realizado por morcegos e pássaros. e) e estróbilos femininos (hermafroditas) de árvores diferentes, realizado pelo vento e pelos animais.

III

Considere que cada grupo corresponde I a um conjunto III e que a interseção entre eles representa o compartilhaP mento de características. Sendo P um pinheiro-do-paraná (araucária), indique a alternativa em que PV está posicionado corretamente, quanto às características. a) d) I II I I

b)

I I I

P P P III III III

P P P IV IV IV

II II

II

III P IV

III III III

e) II

III P V

c) I I I

P P P V V V

III III III

28. UPF-RS 2018 II II II

P P P IV IV IV

III III III

II II II

III P III P III P V (Foto: Daniel Castellano. Disponível em: http://www.gazetadopovo.com. V br/vida-ecidadania/ritmo-de-regeneracao-das-araucarias-e-preocupanteV 0216q6xu4dor9. Acesso em: 3 set. 2017).

A araucária (Araucaria angustifolia) é a mais bela e imponente árvore do Sul do Brasil. É uma planta muito antiga que chegou a constituir mais de 40% das árvores existentes na Floresta Ombrófila Mista, por isso mesmo conhecida como Mata de Araucárias. É uma espécie pioneira, cuja proteção permite o crescimento das demais espécies ao seu redor. Os animais e mesmo parte da cultura brasileira dependem da araucária. Um dos pratos típicos, o pinhão, também está no cardápio obrigatório da fauna desse ecossistema. (Disponível em: http://vamossalvarnossoplaneta.blogspot.com. br/2008/08/importncia-daaraucria-e-tentativa-de.html. Adaptado. Acesso em: 3 set. 2017)

FRENTE 2

24. UFRGS 2017 Observe a figura abaixo, que ilustra as relações evolutivas dos grupos das Gimnospermas e Angiospermas.

Em relação às características botânicas da araucária, assinale a alternativa correta. a) Seus gametófitos são microscópicos e nutricionalmente dependentes do esporófito.

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b) c) d) e)

É uma gimnosperma monoica, pertencente ao grupo das coníferas. As sementes, os pinhões, são produzidas nos frutos denominados pinhas. É uma espécie caducifólia, com folhas simples e lanceoladas. Apresenta xilema constituído por traqueídeos e elementos de vaso, que funcionam como células condutoras de água e de sustentação.

Texto complementar

Classificação das briófitas

Monilófitas

Hepáticas

Zulashai/Shutterstock.com

As hepáticas pertencem à divisão Hepatophyta, grupo com mais de 9 mil espécies descritas. O gametófito pode ser taloso ou folhoso e o esporófito é curto, com uma cápsula globular que envolve uma massa de esporos.

Musgos Os musgos pertencem à divisão Bryophyta, maior grupo de plantas avasculares, com mais de 13 mil espécies descritas. O gametófito folhoso cresce verticalmente ou horizontalmente, apresentando rizoide, cauloide e filoides. O esporófito dos musgos tem a cápsula mais elaborada entre as briófitas, na qual são encontrados estômatos.

A

B

AjayTvm/Shutterstock.com

As monilófitas pertencem à divisão Monilophyta, anteriormente conhecida como Pterophyta, grupo com mais de 12 mil espécies atuais. Apesar de existirem espécies de água doce, as monilófitas são predominantemente terrestres, sendo abundantes em ambientes como florestas tropicais ou pântanos. Atualmente esse grupo inclui samambaias (filicíneas), cavalinhas e psilófitas, plantas com folhas denominadas megafilos (com tecido vascular ramificado) e anterozoide multiflagelado.

Atualmente, os botânicos consideram três divisões de plantas avasculares: divisão Hepathophyta (hepáticas), divisão Bryophyta (musgos) e divisão Anthocerophyta (antóceros).

Antóceros

B

A

Exemplos de briófitas. (A) Hepática do gênero Marchantia (5 cm a 13 cm de comprimento) com conceptáculos cheios de propágulos (estruturas de reprodução assexuada). (B) Antócero da espécie Phaeoceros oreganus (2 cm de altura).

Classificação das pteridófitas Atualmente os botânicos reconhecem duas divisões viventes de traqueófitas sem semente: Lycophyta e Monilophyta. As licófitas já foram bastante abundantes, formando extensas florestas durante o período Carbonífero. Já as monilófitas incluem plantas que diferem bastante na aparência, como samambaias, salvínias e cavalinhas. Comparações recentes de estudos moleculares, no entanto, apontam que essas plantas pertencem à mesma divisão.

Licófitas As licófitas pertencem à divisão Lycophyta, grupo com mais de 1 200 espécies atuais. Muitas espécies desse grupo são epífitas e vivem em troncos de árvore de florestas tropicais. Todas têm microfilos (folhas com um único cordão de feixe vascular) e anterozoide biflagelado, característica compartilhada com as briófitas.

88

BIOLOGIA

Capítulo 13

Exemplos de pteridófitas. (A) Ramo com folhas de Selaginella wallichii (3 cm a 5 cm de altura), representante da divisão Licophyta. (B) Folhas da samambaia aquática da espécie Salvinia molesta (4 cm de comprimento), representante da divisão Monilophyta. BerndH, (CC BY-SA 3.0)/Wikimedia Commons

ANGHI/Shutterstock.com

Os antóceros pertencem à divisão Anthocerophyta, grupo com apenas 225 espécies descritas. O gametófito é taloso, horizontal e laminar, com poucas células de espessura. O esporófito é persistente, formado por um pé e por uma cápsula alongada e cilíndrica. A cápsula contém estômatos e produz esporos.

Classificação das gimnospermas As gimnospermas atuais estão separadas em quatro divisões (filos): Cycadophyta (cicadófitas), Ginkgophyta (ginkgófitas), Gnetophyta (gnetófitas) e Coniferophyta (coníferas). Atualmente existem cerca de mil espécies de gimnospermas.

Cicadófitas As cicadófitas são gimnospermas da divisão Cycadophyta, com 350 espécies descritas. Esse grupo apresentou diversidade muito maior durante a era Mesozoica, conhecida como era das cicadáceas. Todas as espécies são dioicas, com caule robusto e coberto por folhas dispostas em espiral, semelhantes às das palmeiras. Possuem anterozoide flagelado. Diversas espécies são polinizadas por besouros, diferentemente das demais gimnospermas, polinizadas pelo vento.

Ginkgófitas A única espécie sobrevivente do grupo das ginkgófitas (divisão Ginkgophyta) é denominada Ginkgo biloba, uma árvore de até 30 m de altura conhecida popularmente como árvore avenca, por apresentar folhas decíduas em forma de leque semelhantes às das avencas. Essa espécie é dioica e tem anterozoides flagelados.

Gnetófitas As gnetófitas pertencem à divisão Gnetophyta, com cerca de 75 espécies divididas em três gêneros: Ephedra, Gnetum e Welwitschia. Apesar da aparência externa bem distinta, esses três gêneros têm semelhanças moleculares e anatômicas que justificam esse agrupamento. Algumas espécies são tropicais, e outras são encontradas em regiões áridas, como os desertos. Apresentam elementos de vaso (células condutoras do xilema) semelhantes aos encontrados nas angiospermas. As plantas do gênero Welwitschia e Gnetum não têm arquegônios, como as angiospermas.

Plantas I

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Coníferas

A

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NisaB/Shutterstock.com

Certamente, as coníferas (divisão Conipherophyta) representam o grupo mais diverso de gimnospermas, com cerca de 600 espécies descritas. Entre elas, destacam-se os cedros, os ciprestes, as sequoias e os pinheiros. Muitas espécies têm folhas aciculares e grãos de pólen com asas, o que facilita o seu transporte pelo vento. Todas as espécies têm gameta masculino sem flagelo. B

Exemplos de gimnospermas. (A) Cycas revoluta (até 2 m de altura) é uma planta ornamental representante das cicadófitas. (B) Planta da espécie Welwitschia mirabilis (até 1,4 m de altura), representante das gnetófitas, encontrada no deserto da Namíbia. Texto elaborado para fins didáticos

Veja os principais assuntos e conceitos trabalhados neste capítulo acessando a seção Resumindo no livro digital, na Plataforma Poliedro.

Quer saber mais?

Vídeo The Reproductive Lives of Nonvascular Plants: Alternation of Generations – Crash Course Biology #36. CrashCourse. Disponível em: https://youtu.be/iWaX97p6y9U. Acesso em: 4 dez. 2023. O vídeo mostra características gerais das briófitas e detalha a reprodução sexuada desse grupo. Ative a legenda traduzida para o português.

Exercícios complementares

2. UEPG-PR 2021 O cladograma a seguir apresenta resumidamente alguns passos da evolução das plantas. Em relação às características que os grupos foram

adquirindo no decorrer do processo evolutivo (I, II, III, IV e V), assinale o que for correto. Plantas Traqueófitas (plantas vasculares) Espermatófitas (plantas que produzem sementes) Briófitas*

Pteridófitas* Gimnospermas*

Angiospermas* (V)

(IV) (III) (II)

(I) * Representados por simplificação; não são grupos monofiléticos. Adaptado de: LOPES, Sônia. BIO. 1 ed. São Paulo: Saraiva, 2004. v. único.

01 02 04 08

(V) flores e frutos. (III) reprodução totalmente independente de água. (II) embrião multicelular. (IV) sementes.

FRENTE 2

1. UEPG-PR 2015 O ramo da biologia que estuda as plantas é a botânica. Tradicionalmente, as plantas são divididas e subdivididas conforme as estruturas que apresentam. Em relação a estas divisões, assinale o que for correto. 01 Criptógamas (cripto = escondido; gamos = gametas): plantas que têm as estruturas reprodutoras pouco evidentes. 02 Fanerógamas (fânero = visível; gamos = gametas): plantas que possuem estruturas reprodutoras bem visíveis. 04 As criptógamas podem ser divididas em briófitas e pteridófitas. 08 As fanerógamas são divididas em gimnospermas e angiospermas. 16 Por apresentarem vasos condutores de seiva, as pteridófitas e todas as fanerógamas são chamadas de plantas traqueófitas. Soma:

Soma:

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3. UFPR 2019 Responda às questões propostas, considerando os seguintes grupos de plantas: briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas. a) Explique o que são plantas vasculares e avasculares e classifique cada um dos quatro grupos em questão como vasculares ou avasculares. b) Araucária, samambaia e ipê-amarelo são exemplos de quais dos grupos em questão? Classifique essas plantas quanto à presença ou ausência de flores e sementes.

02 Se apresentarem embriões multicelulares que se desenvolvem à custa do organismo materno, pertencem ao Reino Plantae. 04 Se forem vasculares sem sementes, são classificados como briófitas. 08 Se forem vasculares contendo soros, são classificados como algas protistas. 16 Se forem avasculares e não produzirem sementes, mas produzirem frutos, são classificados como angiospermas.

4. UEM-PR 2016 Para a sobrevivência das plantas, foram selecionadas diversas adaptações relativas à conquista do ambiente terrestre, tais como absorção e perda de água, sustentação da planta, independência da água para a reprodução sexuada, eficiência na polinização e dispersão no ambiente terrestre. Sobre este assunto, assinale o que for correto. 01 O surgimento de raízes nas briófitas permitiu ao grupo sair da água e conquistar o ambiente terrestre. 02 As pteridófitas foram as primeiras plantas a se tornarem independentes da água para a reprodução sexual. 04 As gimnospermas possuem raízes, caules e folhas, com xilema e floema, e semente, uma estrutura reprodutiva que se forma a partir do óvulo. 08 A independência das plantas em relação à água, para a reprodução sexuada, ocorreu com o surgimento de plantas com vasos condutores e tecidos de sustentação. 16 O surgimento de flores e frutos nas angiospermas permitiu ao grupo formas diversas de polinização, bem como a eficiência na dispersão no ambiente terrestre.

Soma:

Soma: 5. UFPR 2015 A figura abaixo apresenta um cladograma simplificado da evolução das plantas. Nele, estão representadas três importantes aquisições: 1, 2 e 3. Identifique-as e descreva a principal vantagem adaptativa associada a cada uma delas. ANGIOSPERMAS GIMNOSPERMAS 3

PTERIDÓFITAS

7. Uerj 2015 As principais etapas do ciclo de vida de um vegetal encontrado nos dias de hoje estão representadas no esquema a seguir. Nele, as letras A, B e C correspondem aos tipos de divisões celulares que ocorrem durante o desenvolvimento desse vegetal.

A

Esporófito (2n)

B

Esporo (n)

Embrião (2n)

Zigoto (2n)

Fecundação

Gametófito (n)

Gameta (n)

C

Sabendo que a fase dominante do seu ciclo de vida é o gametófito, identifique o tipo de ambiente em que frequentemente é encontrado esse vegetal, justificando sua resposta. Indique, também, a letra correspondente ao tipo de divisão celular desse vegetal na qual ocorre a meiose, justificando sua resposta. 8. Unesp 2018 O musgo Dawsonia superba pertence à classe Brydae e apresenta tecidos condutores especializados, conhecidos como hadroma e leptoma, responsáveis pela condução de seiva bruta e elaborada, respectivamente. Entretanto, esses organismos não são considerados plantas vasculares, pois as paredes das células do hadroma não apresentam lignina. (www.criptogamas.ib.ufu.br. Adaptado.)

2

BRIÓFITAS 1 ALGAS ANCESTRAIS

6. UEM-PR 2019 Sobre os seres multicelulares dotados de células eucarióticas que possuem, entre outros componentes celulares, parede celular e cloroplastos, assinale o que for correto. 01 Se forem vasculares e não produzirem sementes, são classificados como gimnospermas.

90

BIOLOGIA

Capítulo 13

a) Relacione os dois tecidos que conduzem as seivas nas plantas vasculares com o hadroma e com o leptoma da espécie D. superba. b) Cite uma vantagem da espécie D. superba em relação aos musgos que não apresentam hadroma e leptoma. Qual a importância da lignina para as plantas vasculares? 9. UEPG/PSS-PR 2017 Muitas briófitas apresentam reprodução assexuada, por meio de propágulos, entretanto, a forma mais característica de reprodução é a alternância de gerações.

Plantas I

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16 Uma característica das briófitas, ligada ainda à dependência em relação à água, é a presença de gametas masculinos flagelados, os quais deslocam-se de modo eficiente em meio líquido. Soma:

Analise o esquema do ciclo reprodutivo de um musgo e assinale o que for correto. 01 Por meio de mitoses (evento II), ocorre a produção dos microsporângios diploides (estrutura C), os quais são liberados pela abertura do opérculo, levando à formação do protonema e, consequentemente, do gametófito diploide (estrutura D). 02 No esporângio, ocorre a meiose (evento II), originando os esporos (estrutura C), o que dá início à fase haploide do ciclo. 04 Ao germinar, o esporo origina o protonema, o qual produz ramificações que penetram no solo, formando rizoides. O gametófito haploide (estrutura D) é formado após sucessivas mitoses. 08 O anterídio (estrutura A) libera anterozoides que chegam ao arquegônio (estrutura B) e nadam até a oosfera, ocorrendo a fecundação. O zigoto origina um embrião, que se desenvolve por sucessivas mitoses (evento I), originando um esporófito adulto diploide. Soma: 10. UEPG-PR 2017 As briófitas são plantas que apresentam características de transição do ambiente aquático para o terrestre. Assinale o que for correto sobre este grupo. 01 As briófitas não possuem raízes e a absorção de água do meio ocorre diretamente através da superfície do corpo do gametófito em contato com o substrato, fixo por meio de rizoides. 02 As células epidérmicas das briófitas secretam, na superfície exposta ao ar, substâncias que formam uma película protetora e impermeabilizante. 04 Os anterozoides em contato com a oosfera originam um zigoto haploide (n), o qual desenvolve-se no anterídio, formando o gametófito (2n). Neste local, por meio da meiose, são produzidos e liberados os esporos diploides (2n). 08 Nos gametófitos, podemos encontrar os gametângios, localizados, muitas vezes, na parte apical do corpo da planta. Há a parte masculina, com anterídio, onde são formados os anterozoides, e a parte feminina, com arquegônio, onde é formada a oosfera.

12. UEM-PR 2017 Sobre as plantas vasculares, é correto afirmar que 01 possuem raízes, enquanto as avasculares não as possuem. 02 são classificadas em dois grupos, de acordo com a produção ou não de frutos. 04 as que produzem frutos são abundantes no sul do Brasil, na conhecida Mata de Araucária. 08 são menores do que as demais plantas. 16 possuem xilema e floema. Soma: 13. Unicid-SP 2016 A figura ilustra o ciclo de vida de uma samambaia.

(Jane B. Reece, Lisa A. Urry, Michael L. Cain et al. Biologia de Campbell. Adaptado.)

FRENTE 2

Adaptado de: Linhares, S.; Gewandsznajder, F. Biologia hoje. 15. ed. Volume 2. Editora Ática, São Paulo, 2010.

11. UEPG-PR 2021 As briófitas representam um grupo que não inclui todos os descendentes de um único ancestral comum (parafilético), sendo consideradas uma transição entre as algas verdes carófitas e as plantas vasculares. Sobre características presentes nesse grupo, assinale o que for correto. 01 A água absorvida pelos rizoides é transportada de forma lenta pelo corpo, pois esses não têm vasos condutores, sendo uma característica que limita o tamanho dessas plantas. 02 A fase gametofítica é a dominante e duradoura, sendo que os esporófitos (2n) se desenvolvem sobre os gametófitos (n) após a fecundação. 04 A reprodução sexuada é dependente de água, pois seus gametas masculinos são flagelados e se deslocam por meio líquido até os gametas femininos, que são imóveis. 08 Ocorrem, preferencialmente, em ambientes úmidos e abrigados da luz direta, pois não possuem estruturas adaptadas para evitar a transpiração intensa. 16 Constituem em quatro grupos de plantas pequenas: hepáticas, musgos, antóceros e filicíneas. Soma:

a) Dentre as etapas indicadas pelas letras A, B e C, qual delas representa a meiose? Justifique sua resposta de acordo com a figura.

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b) Como essa planta realiza a dispersão no meio ambiente? Mencione um fator abiótico ideal para essa planta se desenvolver.

3 esporos

14. UEPG/PSS-PR 2019 As pteridófitas compõem um grupo com importantes novidades evolutivas para as plantas. Em relação às características gerais e à classificação das pteridófitas, assinale o que for correto. 01 As pteridófitas caracterizam-se por serem o primeiro grupo de plantas a formar sementes e a apresentar os chamados elementos de vaso: um complexo sistema de condução de seiva elaborada. 02 O xilema das pteridófitas é constituído pelas células crivadas. Estas são células mortas e ocas, de forma tubular e com a função de transporte da seiva elaborada das raízes até as folhas. 04 São considerados filos de pteridófitas: Psilophyta, Lycophyta, Sphenophyta e Pterophyta. 08 Nas pteridófitas, houve o surgimento dos tecidos condutores de seiva formados pelo xilema e floema. Essa novidade evolutiva, denominada de plantas traqueófitas, foi fundamental para o surgimento de plantas de porte maior.

2 4 1

soros folha

oosfera 6

raiz

anterozoide 5

7

Soma: 15. UEPG-PR 2019 As pteridófitas são um grupo de plantas traqueófitas sem sementes. Assinale o que for correto a respeito das características deste grupo. 01 Nas pteridófitas, os gametófitos são reduzidos e os esporófitos são a fase predominante do ciclo de vida. Nos esporófitos, os esporângios podem ficar reunidos em estruturas chamadas de soros, ou então em estróbilos. 02 A existência de vasos verdadeiros (xilema e floema) possibilitou o transporte rápido de água e sais minerais até as folhas e de seiva elaborada da folha para as demais partes da planta, propiciando a existência de plantas maiores. 04 As araucárias, muito abundantes no estado do Paraná, são exemplos clássicos deste tipo de planta. Além disso, podemos citar as sequoias, samambaias, cicas e espécies do gênero Pinus. 08 No ciclo de vida das samambaias, os esporos (n) são liberados e, ao germinarem, dão origem ao gametófito (ou prótalo), onde se desenvolvem gametângios femininos e masculinos. 16 As samambaias arborescentes podem apresentar raízes adventícias (raízes que partem do caule). Essa trama de raízes é conhecida popularmente por xaxim, muito utilizado para a manutenção de plantas ornamentais. Atualmente, devido ao uso irracional deste recurso natural, o uso de xaxim pego diretamente da natureza está proibido. Soma: 16. UEPG-PR 2017 A seguir está representado, esquematicamente, o ciclo reprodutivo de uma samambaia, uma pteridófita isosporada.

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BIOLOGIA

Capítulo 13

Adaptado de: LINHARES, S.; GEWANDSZNAJDER, F. Biologia hoje. 15. ed. Volume 2. Editora Ática. São Paulo. 2010.

Baseado no esquema, assinale o que for correto. 01 O esporófito 1 possui os esporângios 2 , os quais se agrupam em soros e são encontrados na superfície inferior de folhas férteis. 02 O evento de meiose 3 ocorre no interior do esporângio 2 e origina esporos haploides, os quais caem no solo e se multiplicam, formando o prótalo ou gametófito hermafrodita 4 . 04 Em espécies isosporadas, a estrutura 4 é monoica e forma tanto anterídio 5 , quanto arquegônio 6 . 08 Um anterozoide fecunda a oosfera, originando um zigoto diploide. Após sucessivas mitoses, as células do embrião em desenvolvimento se diferenciam em um esporófito jovem diploide 7 . 16 Mitoses sucessivas 3 são responsáveis pela proliferação dos esporos dentro dos soros, os quais originam os esporófitos diploides 4 . Soma: 17. UEM-PR 2013 As pteridófitas foram as primeiras plantas a apresentarem tecido de condução, o que lhes possibilitou grande expansão no ambiente terrestre. Sobre a reprodução desse grupo, assinale o que for correto. 01 Os gametófitos, quando monoicos, produzem anterídios e arquegônios. 02 Para que ocorra a fecundação, é necessário que a água conduza o anterídio até o esporângio. 04 Os esporângios são estruturas diploides e os esporos são haploides.

Plantas I

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Soma: 18. Unichristus-CE 2023 Localizado em Canela, a dois quilômetros da Catedral de Pedra, o Parque das Sequoias é considerado uma das maiores coleções de coníferas em todo o mundo, com árvores importantes no contexto cultural, destacando-se, como o próprio nome do parque atesta, as sequoias. Quando atingem o ápice de sua vida, as sequoias podem chegar a 120 metros de altura e ter até 15 metros de diâmetro. Disponível em: http://www.sequoias.com.br/. Acesso em: 9 out. 2022 (adaptado).

No sistema de classificação, essas plantas pertencem à mesma divisão dos(as) a) samambaias e araucárias. b) coqueiros e cicas. c) pinheiros e ciprestes. d) palmeiras e avencas. e) licopódios e hepáticas. 19. Fuvest-SP 2018 Caminhando por uma floresta, um estudante deparou com diversidade de hábitats e de grupos de plantas: árvores altas, como a araucária (ou pinheiro-do-paraná), e árvores frutíferas menores, como a pitangueira, ambas crescendo sob pleno sol; também encontrou muitas samambaias nas partes mais sombreadas da floresta; nos locais permanentemente úmidos do solo, havia musgos. a) Relacione os hábitats das araucárias e dos musgos com os processos de absorção e condução de água nessas plantas. b) Na tabela, os grupos de plantas estão ordenados de acordo com seu surgimento na evolução das plantas terrestres. Complete a tabela: entre as plantas observadas pelo estudante, identifique representantes dos grupos listados na tabela; aponte uma estrutura que represente novidade evolutiva, diferenciando cada grupo do anterior. Grupos de plantas

Planta representante

Briófita

Novidade evolutiva —

Pteridófita Gimnosperma Angiosperma

20. UFJF/Pism-MG 2021 Ao longo da evolução das plantas são reconhecidas diferentes características que definem as Espermatófitas, ou seja, as plantas com sementes.

a) Cite duas características que permitiram o aparecimento evolutivo das sementes. b) Cite duas funções importantes das sementes para a ocupação do ambiente terrestre pelas espermatófitas. 21. UEPG-PR 2021 As araucárias (Araucaria angustifolia) são importantes na fixação do regime hídrico dos rios, bem como por criarem um hábitat próprio e rico em biodiversidade. No entanto, a proliferação dessa espécie de pinheiro está bastante comprometida no Brasil. Atividades como a extração de madeira e a ocupação agropecuária, realizadas há décadas de forma indiscriminada, colocaram a araucária na lista oficial das espécies da flora brasileira ameaçadas de extinção. Sobre os pinheiros, assinale o que for correto. 01 Possuem adaptações evolutivas que permitiram sua independência da água para a reprodução. 02 Apresentam estruturas reprodutivas que são chamadas de estróbilos. 04 Os grãos de polens são transportados até o óvulo pelo vento. 08 Frutos e sementes protegem seus respectivos embriões contra a dessecação e outros fatores adversos do ambiente. Soma: 22. Uece 2020 No que concerne às gimnospermas, escreva V ou F conforme sejam verdadeiras ou falsas as seguintes afirmações: As principais divisões das gimnospermas são cicadas, ginkgos, gnetófitas e coníferas. Os ginkgos representam a divisão mais abundante das gimnospermas. As gnetófitas compartilham algumas características com as angiospermas. As coníferas são representadas atualmente por um único gênero. A sequência correta, de cima para baixo, é: a) V, V, V, V. c) V, F, V, F. b) F, V, F, V. d) F, F, F, F. 23. UCS-RS 2020 O Pinus elliottii Engelm é uma espécie vegetal amplamente utilizada para reflorestamento comercial no Brasil. Essa espécie exótica foi introduzida no País provavelmente na década de 1970 para uso da indústria madeireira, devido principalmente à facilidade de cultivo e ao crescimento rápido. O ciclo de vida do Pinus elliottii tem como característica a presença de a) microestróbilos, que são os estróbilos femininos, também conhecidos como cones. b) microsporócitos que, durante o desenvolvimento dos grãos de pólen, originam os micrósporos haploides a partir de divisões mitóticas. c) arquegônios contendo os anterozoides haploides, dentro dos microgametófitos. d) megagametófitos, onde ocorre a fecundação das oosferas, que darão origem aos embriões. e) estróbilos masculinos e femininos no gametófito, que é a planta adulta, assim como nas pteridófitas.

FRENTE 2

08 A heterosporia ocorre em Selaginella, pertencente ao grupo Lycophyta (licopodíneas). 16 Os representantes do grupo Pterophyta (filicíneas) são caracterizados por apresentarem folhas reprodutivas chamadas de báculos.

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24. UFJF/Pism-MG 2022 Estudos da vegetação desenvolvidos no Campus da UFJF mostram que o “Pinheiro americano” (Pinus elliottii) é a espécie de árvore predominante nos fragmentos florestais, com grande abundância e biomassa (porte) de indivíduos. Essa Gimnosperma, muito utilizada para arborização e silvicultura no Brasil, é nativa do hemisfério norte e considerada uma das espécies exóticas mais invasoras em biomas tropicais do planeta. Um dos motivos do seu sucesso é o seu sistema de polinização, no qual a grande quantidade de grãos de pólen produzidos compensa a perda que ocorre durante o seu transporte. Com base nessas informações, assinale a alternativa CORRETA que se refere ao seu sistema de polinização: a) Anemófila. c) Hidrofilia. e) Quiropterofilia. b) Entomofilia. d) Ornitofilia. 25. FCMSCSP 2023 Durante a evolução das briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas, modificações relacionadas às adaptações das plantas ocorreram ao longo do tempo, como a redução do porte da fase gametofítica, maior complexidade da fase esporofítica, a não dependência da água para a fecundação e a formação das sementes. a) Cite dois grupos vegetais que produzem anterozoides flagelados necessários para a própria reprodução. b) Qual estrutura reprodutiva dos vegetais permitiu a não dependência da água para fecundação? Por que a dispersão das sementes foi um dos motivos para o sucesso evolutivo das plantas espermáfitas? 26. UEPG-PR 2016 Em relação à origem, classificação e características das plantas, assinale o que for correto. 01 Na passagem evolutiva das algas verdes para as plantas, algumas características se mantiveram por seleção natural, possibilitando a expansão das plantas para o ambiente terrestre: (i) camada de células estéreis protegendo os gametângios e, (ii) retenção do zigoto e dos estágios iniciais do embrião dentro do arquegônio. 02 As gimnospermas possuem estruturas reprodutoras pouco visíveis e ausência de sementes. São plantas vasculares e possuem como representantes as samambaias. 04 As briófitas são plantas de pequeno porte e não apresentam tecidos verdadeiros e especializados para o transporte da seiva bruta e elaborada. 08 As angiospermas possuem sementes, mas não apresentam frutos. Os esporos haploides são liberados e, ao germinarem, dão origem ao gametófito, denominado prótalo, onde se desenvolvem gametângios femininos e masculinos. 16 As pteridófitas são plantas avasculares com estruturas reprodutoras bem evidentes e protegidas por frutos, resultantes do desenvolvimento do ovário da flor. Soma: 27. UFJF/Pism-MG 2020 As plantas são organismos caracterizados por apresentarem embriões que recebem alimento diretamente do corpo da planta-mãe, ao qual permanecem unidos durante as fases iniciais do desenvolvimento, sendo, portanto, também chamadas de Embriófitas. Porém, ao longo do processo evolutivo, foram expressando modificações em sua constituição vegetativa e reprodutiva. Basicamente, por essas modificações, hoje conhecemos as plantas como pertencentes a diferentes grupos. A seguir são listadas algumas informações peculiares às plantas: I. na alternância de gerações a fase haploide é a mais desenvolvida e persistente. II. desenvolvimento de tubo polínico. III. dependência de água no estado líquido para a fecundação. IV. embrião envolto por tecido de reserva e tegumentos formando a semente. V. presença de tecidos condutores de seiva bruta e elaborada. VI. gameta masculino flagelado. Ao analisar estas informações, indique a alternativa CORRETA que apresenta características representativas do grupo das briófitas (B), ao qual pertencem os musgos e do grupo das gimnospermas (G), que tem como exemplos os pinheiros: a) B (II, IV, V) e G (I, III, VI) c) B (I, III, VI) e G (II, IV, V) e) B (I, III, V) e G (III, IV, V, VI) b) B (I, III, V, VI) e G (I, IV, V) d) B (III, IV) e G (I, II, V) 28. Acafe-SC 2022 Em botânica, área da Biologia que estuda os grupos vegetais, um aluno encontrou um registro, faltando partes importantes da identificação dos grupos vegetais. Os conceitos que faltam estão indicados pelos numerais. Briófitas

Pteridófitas

Gimnospermas

Angiospermas

Gametófito

1

Reduzida

2

Reduzido, dependente do esporófito

Esporófito

Reduzido, dependente do gametófito

Duradouro

3

Duradouro

Sementes

Não possuem

4

Possuem

Possuem

Assinale a alternativa que corresponde, aos numerais, de forma a completar o quadro CORRETAMENTE. a) Duradoura – Duradoura (Dependente do esporófito) – Reduzida – Possuem   b) Reduzida – Reduzida (Dependente do gametófito) – Duradoura – Possuem   c) Reduzida – Reduzida (Dependente do gametófito) – Reduzida – Não possuem   d) Duradoura – Reduzida (Dependente do esporófito) – Duradoura – Não possuem 

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BIOLOGIA

Capítulo 13

Plantas I

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BNCC em foco EM13CNT302

1. UFJF/Pism-MG 2019 O cladograma ao lado mostra algumas características compartilhadas pelos vegetais. Responda CORRETAMENTE às perguntas sobre esse grupo: a) A característica A é comum a todos os organismos do Reino Plantae, sendo considerada uma apomorfia do grupo. A característica B é comum somente às espermatófitas. Nomeie as DUAS características. b) Além da característica A no cladograma, cite QUATRO outras características comuns ao Reino Plantae. c) Os vegetais apresentam ciclo reprodutivo com alternância de gerações, em que uma fase haploide é sucedida por uma fase diploide. Quais os nomes dados à fase haploide e à fase diploide? O que aconteceu, no decorrer da evolução das plantas, em termos de tamanho e duração dessas duas fases?

REINO PLANTAE Traqueófitas Espermatófitas Bríófitas

Pteridófitas Gimnospermas Angiospermas Flor e fruto

B Vasos condutores

A

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2. UEPG-PR 2019 Analise a tabela abaixo sobre os componentes do reino Plantae. Relacione as características morfoanatômicas aos filos existentes e assinale o que for correto. Os componentes atuais do reino Plantae Vasos condutores Avasculares Vasculares

Semente Sem semente Com semente

Fruto Gimnospermas Angiospermas

Filos I II III IV

 Entre os filos representados em I estão: Bryophyta (musgos), Hepatophyta (hepáticas) e Anthocerophyta (antóceros).  Um dos filos representantes em IV é o Cycadophyta. O filo Cycadophyta pode apresentar árvores com frutos que atingem até  metros de altura.  Em III, podemos ter representantes dos filos Pterophyta e Lycophyta.  Os representantes mais conhecidos das Gimnospermas no Brasil são os pinheiros. O pinheiro-do-paraná faz parte do filo Coniferophyta.  Em II, temos as plantas vasculares sem sementes e seus principais representantes são os Anthocerophyta e Ginkgophyta. Soma: EM13CNT303

FRENTE 2

3. FMJ-SP 2019 O esquema representa a evolução das fases reprodutivas encontradas em representantes dos quatro grupos de vegetais. a) De acordo com o esquema, quais são os dois grupos de plantas criptógamas? b) O que ocorreu com as fases esporofíticas apresentadas no esquema ao longo da evolução dos grupos vegetais? Qual foi a vantagem da modificação nas fases gametofíticas ao longo da evolução dos grupos vegetais?

(César da Silva Júnior et al. Biologia, vol. 2, 2011. Adaptado.)

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Tom Meaker/Shutterstock.com

Flor de orquídea Ophrys apifera (cerca de 10 cm de largura), também conhecida como erva-abelha. Ela recebe esse nome porque o formato dos sacos de pólen e das pétalas se assemelham a uma abelha.

FRENTE 2

CAPÍTULO

14

Plantas II Atualmente, as angiospermas representam o grupo mais diverso de plantas, com aproximadamente 300 mil espécies descritas. Algumas delas, como as orquídeas do gênero Ophrys, têm mecanismos inusitados que chamam a atenção de polinizadores. A flor dessa planta mimetiza a fêmea de uma espécie de abelha. Além disso, as pétalas dessa orquídea produzem e liberam no ar um odor muito parecido com o de feromônios produzidos por abelhas fêmeas que atraem os machos. Quando abelhas tentam copular com as flores, as polínias (sacos de pólen) ficam presas no corpo dos insetos, que transportam o pólen até outras flores, polinizando-as.

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Características gerais das angiospermas No reino Plantae, certamente as angiospermas são o grupo mais diversificado, ocorrendo em todos os biomas terrestres. Elas aparecem no registro fóssil a partir do início do Cretáceo, por volta de 140 milhões de anos atrás. No entanto, análises moleculares mais recentes sugerem que a linhagem ancestral das angiospermas se separou das demais plantas com semente há cerca de 280 milhões de anos.

Estame

Estigma Estilete Ovário Óvulo

Antera Filete

Pétala

Atenção

Sépala

Diferentemente das gimnospermas, que têm semente nua (sem fruto), as angiospermas (do grego angion, recipiente, e sperma, semente) têm semente envolvida por fruto.

Pedicelo

Pistilo

udaix/Shutterstock.com

Existem quatro tipos de órgãos florais que ficam dispostos em círculos concêntricos denominados verticilos florais. A ordem em que esses órgãos aparecem, de fora para dentro, é: sépalas, pétalas, estames e pistilos.

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Receptáculo floral

Representação esquemática dos órgãos florais de uma flor típica de angiosperma.

(A) Flor-de-maracujá (cerca de 7 cm de diâmetro) e (B) frutos maduros de uma mangueira (cerca de 12 cm de comprimento). Flores e frutos são órgãos reprodutivos exclusivos de angiospermas.

As plantas desse grupo são traqueófitas, assim como as pteridófitas e as gimnospermas. No xilema das angiospermas, existem dois tipos de células especializadas exclusivas: os elementos de vaso (células condutoras), ausentes na demais traqueófitas; e as fibras, que têm papel de destaque na sustentação da planta. O floema também é composto de células exclusivas, os elementos de tubo crivado (células condutoras) e as células-companheiras. Outra característica, compartilhada com as gimnospermas, é a heterosporia, isto é, a produção de micrósporos e megásporos. Os esporos se desenvolvem apenas no corpo do esporófito, originando gametófitos. Nesse sentido, os gametófitos são dependentes do esporófito, como nas gimnospermas.

Estigma

Antera

Estrutura da flor A flor é um ramo reprodutivo com nós e entrenós encurtados e composta de um conjunto de folhas modificadas. Ela está presa ao caule pelo pedicelo (do grego pediculus, pequeno pé) ou pedúnculo. Na extremidade da flor, está o receptáculo floral, porção dilatada na qual estão ligados os órgãos florais.

FRENTE 2

B

Os órgãos mais externos são as sépalas, cujo conjunto forma o cálice. As sépalas protegem os órgãos internos no botão floral. Em alguns casos, elas também têm estruturas especiais que atraem polinizadores. Internamente às sépalas estão as pétalas, cujo conjunto forma a corola. Em geral, as pétalas são grandes e delicadas e apresentam grande variedade de cores, aromas e formas. Além de proteger os órgãos internos, elas podem atrair polinizadores por meio visual (cores chamativas) ou olfativo (aromas). Na sequência, encontram-se os estames, folhas especializadas na produção de micrósporos e pólen. O conjunto de estames constitui o androceu (do grego andros, masculino, e oikos, casa), parte masculina da flor. Cada estame contém uma haste, denominada filete, com extremidade dilatada e bilobada, denominada antera, onde se formam os grãos de pólen. No centro da flor, estão os pistilos, que são a parte feminina. O conjunto de pistilos forma o gineceu (do grego ginos, feminino, e oikos, casa). Um pistilo tem a porção basal dilatada, denominada ovário, e um tubo longo, denominado estilete. Na extremidade do estilete, encontra-se o estigma, porção que recebe os grãos de pólen. No interior do ovário pode existir um ou diversos óvulos. Brian Maudsley/Shutterstock.com

A

apiguide/Shutterstock.com

Zen05/Shutterstock.com

As angiospermas têm estruturas reprodutivas evidentes denominadas flores, órgãos exclusivos desse grupo. As flores contribuem para o sucesso reprodutivo dessas plantas porque aumentam a ocorrência de fecundação cruzada. Uma vez fecundadas, elas desenvolvem-se em frutos, órgãos reprodutivos que protegem os embriões e atuam em sua dispersão pelo ambiente.

Filete Estilete

Flor de lírio (Lilium sp.), com destaque para as anteras (cerca de 1,5 cm de comprimento), os filetes, o estilete e o estigma.

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Formação do pólen

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Antera

Ami Images/Science Photo Library/Fotoarena

Imagens: udaix/Shutterstock.com, Kazakova Maryia/Shutterstock.com, Claudio Divizia/Shutterstock.com

A formação dos grãos de pólen ocorre dentro da antera, parte masculina da flor, que contém quatro microsporângios, também conhecidos como sacos polínicos. Nas anteras jovens, os sacos polínicos têm microsporócitos, que se dividem por meiose e dão origem a quatro micrósporos haploides viáveis. Cada micrósporo cresce, se divide por mitose e se diferencia dando origem ao grão de pólen, gametófito masculino jovem das angiospermas. Além da parede protetora, cada pólen contém duas células haploides em seu interior: a célula do tubo, que forma o tubo polínico; e a célula generativa, que origina os gametas masculinos (células espermáticas). CORES FANTASIA

Sacos polínicos

Célula do tubo (n) Célula generativa (n)

E!

Grão de pólen

R!

Micrósporos (n)

Microsporócito (2n)

Representação esquemática da formação de grão de pólen em angiospermas. Na fotomicrografia, observa-se o corte transversal da antera de uma flor de lírio, com destaque para o saco polínico repleto de microsporócitos (aumento de 10 vezes).

Eletromicrografia de varredura de grãos de pólen de angiospermas, com diferentes tamanhos, formatos e ornamentações da parede (aumento de 330 vezes; cores artificiais).

Formação do saco embrionário O saco embrionário é o gametófito feminino das angiospermas, localizado no interior do óvulo (estrutura pluricelular). Cada óvulo é formado por um megasporângio envolto por um ou dois tegumentos que o protegem. Nos tegumentos, está a micrópila, um pequeno poro por onde o tubo polínico penetra durante a fecundação. No interior do megasporângio, existe apenas um megasporócito. Após a divisão meiótica, essa célula origina quatro megásporos haploides alinhados. Na maioria das espécies, três deles degeneram e apenas o megásporo funcional sobrevive. Ele cresce, nutrido pelo megasporângio, e realiza três divisões mitóticas, que produzem oito núcleos haploides e formam sete células que compõem o saco embrionário: a célula central tem dois núcleos, chamados núcleos polares. No lado próximo à micrópila, há três células: uma oosfera e duas sinérgides. Já as três células no lado oposto à micrópila são as antípodas. ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

udaix/Shutterstock.com

Antípodas (n)

Óvulo

Saco embrionário

Megasporângio (2n)

Célula central (n + n)

Núcleos polares Oosfera (n) Óvulo maduro

3E!

Sinérgides (n)

R! Megasporângio (2n) Megasporócito (2n)

CORES FANTASIA

Megásporo funcional (n) Megásporos (degeneração)

Óvulo jovem

Tegumentos Micrópila MAUSETH, J. D. Botany: an introduction to Plant Biology. 7. ed. Burlington, Massachusetts: Jones & Bartlett Learning, 2019. (Adapt.)

Representação esquemática do desenvolvimento do óvulo e da formação do saco embrionário nas angiospermas.

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BIOLOGIA

Capítulo 14

Plantas II

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Reprodução em angiospermas

A

Assexuada

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Gemas axilares

CORES FANTASIA

Ramo caulinar

Muitas angiospermas podem se reproduzir de maneira assexuada, processo conhecido como propagação vegetativa. Nesse caso, os descendentes são geneticamente iguais ao organismo parental, garantindo manutenção do patrimônio genético. A mais significativa desvantagem da reprodução assexuada, no entanto, é a falta de variabilidade genética. Com isso, a população fica mais vulnerável a alterações do ambiente externo, incluindo ataques de determinado parasita ou praga. B

Atenção

Saco plástico

A propagação vegetativa é feita por meio do uso de órgãos vegetativos, como folhas (no caso da folha-da-fortuna), caules (no caso da bananeira) ou raízes (no caso da batata-doce). Os caules subterrâneos e rastejantes de muitas espécies, como o do morangueiro, são capazes de produzir raízes em determinados pontos, originando novos indivíduos.

Corte Solo

C Ramo caulinar

Raízes

D Gemas axilares Enxerto

Porta-enxerto Representação esquemática dos principais processos de propagação vegetativa: estaquia (A), alporquia (B), mergulhia (C) e enxertia (D).

Saiba mais Na segunda metade do século XX, foi realizada a clonagem in vitro de plantas a partir de cultura de células vegetais. Ao longo dos últimos anos, os cientistas aprimoraram os métodos de cultivo e crescimento dessas células vegetais, possibilitando a clonagem de diversas espécies. Por meio do cultivo de células ou de pequenos pedaços de tecido em meio artificial, contendo hormônios vegetais e nutrientes, é possível produzir milhares de clones, que preservam as características vantajosas selecionadas.

FRENTE 2

Com a finalidade de preservar ou aprimorar características vantajosas de plantas cultivadas e ornamentais, foram desenvolvidos vários métodos de propagação vegetativa, como a estaquia, a alporquia, a mergulhia, a enxertia e, mais recentemente, a cultura de células. A estaquia é o método de reprodução assexuada mais comum para plantas frutíferas e ornamentais. Nesse método, são usadas estacas, que são ramos caulinares contendo gemas (tecido meristemático) capazes de formar qualquer parte da planta. Uma extremidade da estaca deve ser enterrada e, se houver gema apical do lado oposto, ela deve ser retirada, a fim de quebrar a dominância apical. Após alguns dias, as estacas produzem raízes e novos ramos caulinares dando origem à muda. Na alporquia, um pequeno corte ou anelamento é realizado em um ramo caulinar. Esse ferimento deve ser envolvido com solo úmido ou outro substrato, e então coberto por um saco plástico que fica preso ao ramo. Após a formação de raízes, o ramo pode ser destacado e usado para a produção de uma muda. Nas plantas com caule flexível, pode ser realizada a mergulhia. Nessa técnica, um pedaço de ramo, ainda preso à planta, é enterrado até que se formem raízes. Após o enraizamento, o ramo pode ser destacado e plantado independentemente para o desenvolvimento da muda. Na enxertia, bastante usada na agricultura, um ramo de uma planta, denominado enxerto ou cavaleiro, é inserido em um corte realizado no caule de outra planta, denominada porta-enxerto ou cavalo. Devem ser usadas espécies evolutivamente próximas (como mexerica e limoeiro) ou variedades diferentes da mesma espécie, o que possibilita a combinação das melhores características de ambos os indivíduos: frutos vigorosos presentes no enxerto e raízes resistentes bem desenvolvidas do porta-enxerto.

Raízes

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Todas as angiospermas têm ciclo reprodutivo diplobionte com fase esporofítica dominante, novidade evolutiva presente em todas as traqueófitas. Para fins didáticos, a reprodução dessas plantas é dividida nas seguintes fases: floração, polinização, fecundação dupla, formação de sementes e frutos, dispersão das sementes e germinação das sementes. Ao atingir a maturidade reprodutiva, e em certas condições ambientais, as angiospermas produzem as flores, fenômeno conhecido como floração. Nas anteras são produzidos grãos de pólen, enquanto no gineceu são produzidos óvulos. A antera madura se abre e libera os grãos de pólen possibilitando a polinização, que é o transporte de pólen até o estigma das flores.

Estigma

Susumu Nishinaga/Science Photo Library/ Fotoarena

Sexuada

Tubo polínico

Pólen Eletromicrografia de varredura de grãos de pólen (cerca de 2 mm de diâmetro) germinando na superfície do estigma de genciana (Gentiana sp.).

Dupla fecundação Quando um grão de pólen cai em um estigma compatível, ocorre a germinação: a célula do tubo inicia a formação do tubo polínico, estrutura tubular que cresce no estilete até encontrar um óvulo. O crescimento do tubo polínico é orientado por proteínas atrativas produzidas pelas sinérgides, movimento conhecido como quimiotropismo positivo. No interior do tubo polínico, a célula generativa haploide se divide por mitose e forma dois gametas masculinos sem flagelo, denominados células espermáticas. Ao encontrar uma das sinérgides, o tubo polínico penetra essa estrutura e nela descarrega os dois gametas. Em seguida, ocorre degeneração da sinérgide e liberação dos gametas masculinos no saco embrionário, o que possibilita a ocorrência de fecundação dupla, fenômeno exclusivo das angiospermas. Fecundação II

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Estigma

udaix/Shutterstock.com

CORES FANTASIA

Pólen

Tubo polínico

Saco embrionário

Fecundação I Uma célula espermática (n) se une à oosfera (n), formando um zigoto (2n), que dá origem ao embrião.

Óvulo

Antípodas (n)

A outra célula espermática (n) se une aos núcleos polares (n + n) e origina uma célula triploide, que se divide por mitose e forma o endosperma secundário (3n).

Óvulo As células espermáticas penetram em uma das sinérgides, que, em seguida, é degenerada.

Tubo polínico Célula generativa (n)

Célula central (n + n)

Núcleo

Núcleos polares

Oosfera (n)

A célula generativa se divide e forma duas células espermáticas.

Sinérgides (n)

HILLIS, D. M. et al. Life: the science of Biology. 12. ed. Nova York: W. H. Freeman and Company, 2020. Representação esquemática da dupla fecundação nas angiospermas.

Formação de sementes e frutos Logo após a fecundação dupla, ocorre a formação de sementes e frutos. Cada óvulo fecundado se desenvolve e forma uma semente. Os tegumentos do óvulo se transformam no envoltório diploide da semente, denominado casca ou tegumento, que protege o embrião contra patógenos e desidratação. No interior do óvulo fecundado, o zigoto (2n) formado pela fecundação da oosfera pela célula espermática passa por divisões mitóticas que formam o embrião diploide. No embrião de angiospermas, são encontradas folhas modificadas denominadas cotilédones, que armazenam nutrientes ou os absorvem do endosperma. A célula triploide, formada pela fecundação dos núcleos polares pela célula espermática, realiza divisões mitóticas que dão origem a um tecido denominado endosperma secundário (3n) ou albume, exclusivo das angiospermas. O endosperma armazena nutrientes, como amido, proteínas e lipídios, que são utilizados pelo embrião e pela plântula nos primeiros dias após a germinação.

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BIOLOGIA

Capítulo 14

Plantas II

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Polinização

Acredita-se que o endosperma secundário triploide das angiospermas seja capaz de sintetizar e fornecer mais alimento para o embrião em comparação com o endosperma primário das gimnospermas, que é haploide, porque as células triploides têm mais cópias de alelos que atuam na produção do material nutritivo.

Polinização é o transporte do grão de pólen da antera até o estigma de uma flor. Dependendo dos organismos envolvidos, há dois tipos de polinização: autopolinização e polinização cruzada. Autopolinização

Polinização cruzada Estigma

O embrião, então, começa a produzir hormônios, entre eles a auxina, que estimulam o desenvolvimento da parede do ovário, que se transformará em fruto. O fruto é, então, uma estrutura que envolve e protege as sementes das angiospermas.

Planta A Semente

Fruto Pistilo

Sépala

Pedicelo

Representação esquemática da flor e do fruto de tomateiro.

Quando os frutos estão maduros, pode ocorrer a dispersão das sementes, processo em que elas são espalhadas no ambiente por animais, pelo vento ou até mesmo pela água. A dispersão favorece a conquista de novos hábitats e diminui a competição entre os descendentes por recursos como luz, água e nutrientes minerais. Em ambiente favorável, ocorre a germinação das sementes. Nesse processo, após ocorrer a absorção de água e minerais do solo, o embrião se transforma em uma plântula. As reservas do endosperma são consumidas pelo embrião até que as primeiras folhas se desenvolvam e iniciem a fotossíntese. Em seguida, a plântula se desenvolve e forma uma planta jovem que cresce e se transforma em um organismo adulto. Pólen Antera

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Estigma

Tubo polínico e Meios Flor

Esporófito (2n)

CORES FANTASIA

Ovário Óvulo Saco embrionário

Oosfera Fecundação (n) Células Óvulo espermáticas (n) Célula (3n) Zigoto (2n)

Plântula

Planta B

Representação esquemática da polinização cruzada e da autopolinização em angiospermas.

Fruto Semente

Semente

Endosperma (3n) Embrião (2n)

Tegumento (2n)

Quando o grão de pólen é transportado para o estigma da mesma flor ou para outras flores da mesma planta, ocorre autopolinização. Apesar de envolver apenas um organismo parental, a autopolinização é uma forma de reprodução sexuada porque há fecundação. No entanto, ela gera baixa variabilidade genética, já que os descendentes são formados a partir do mesmo organismo parental.

Estabelecendo relações Ervilhas-de-cheiro, polinização cruzada e bases da Genética Algumas espécies de angiosperma, como a ervilha-de-cheiro (Pisum sativum) estudada por Gregor Mendel (1822-1884), têm flores fechadas denominadas cleistógamas, nas quais ocorre apenas autopolinização como mecanismo natural de reprodução sexuada. Assim, no intuito de garantir a polinização cruzada em seus experimentos, Mendel abria as flores para coletar os grãos de pólen com um pincel e também para retirar os estames, a fim de evitar a autopolinização. Após a retirada dos estames, Mendel transferia o pólen coletado para a planta parental receptora, garantindo a fecundação cruzada. Com esses experimentos envolvendo polinização manipulada e cruzamentos seletivos, Mendel estabeleceu as bases da hereditariedade. Planta A (flor branca)

Planta B (flor roxa)

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Pétala Sépala Estigma Transferência de pólen

Retirada dos Fruto estames Semente

FRENTE 2

Sépala Pedicelo

CORES FANTASIA

Autopolinização

Óvulo

Ovário

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Pétala Estame

Pólen

N.Vinoth Narasingam/ Shutterstock.com

Kazakova Maryia/Shutterstock.com

CORES FANTASIA

Antera

udaix/Shutterstock.com

Atenção

Representação esquemática do experimento de Mendel envolvendo polinização de ervilhas-de-cheiro, cujos resultados fundamentaram a Genética clássica.

Representação esquemática do ciclo reprodutivo de uma angiosperma.

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Mecanismos que evitam a autopolinização

Saiba mais

Diversas espécies de angiosperma apresentam mecanismos que evitam a autofecundação e favorecem a polinização cruzada. Entre os mais comuns, estão: dioicia, dicogamia e autoincompatibilidade. A dioicia ocorre em plantas com sexos separados, como a amoreira. Nesse caso, existem plantas masculinas, que produzem apenas flores com estames, e plantas femininas, que produzem apenas flores com pistilos. Assim, a polinização cruzada é a única forma de reprodução sexuada. No caso das plantas com flores bissexuadas, outros mecanismos evitam a autofecundação. Um deles é a dicogamia (do grego dikho, separadamente, e gamos, casamento), uma diferença entre os períodos de amadurecimento do gineceu e do androceu da mesma flor. Quando o androceu amadurece antes, ocorre protandria, enquanto protoginia indica o inverso, ou seja, o gineceu amadurece antes. Um exemplo de dicogamia é observado na magnólia. De forma geral, o mecanismo mais frequente que evita a autofecundação nas angiospermas é denominado autoincompatibilidade: as plantas reconhecem seus próprios grãos de pólen e impedem a germinação deles; isso pode ocorrer até mesmo com organismos aparentados. Quando um grão de pólen cai no estigma de uma flor da própria planta, um mecanismo bioquímico impede a germinação dele, evitando autofecundação.

102

BIOLOGIA

Capítulo 14

Probóscide

Tubo floral

A

B

Mariposa da espécie Xanthopan morganii praedicta (A; cerca de 16 cm de envergadura), polinizadora da orquídea Angraecum sesquipedale (B; flor com cerca de 8 cm de altura), ambas endêmicas de Madagascar. Note a probóscide alongada da mariposa e o tubo floral alongado da orquídea.

Polinização cruzada

A anemofilia (do grego anemos, vento, e phylos, afinidade), ou polinização pelo vento, ocorre em cerca de 20% das espécies de angiosperma. Entre elas, destacam-se a maioria das gramíneas. Essas plantas têm flores pequenas, pouco vistosas, geralmente reunidas em inflorescências (conjunto de flores), sem néctar nem odor atraente. As sépalas e pétalas, quando presentes, são bem reduzidas. As anteras são volumosas e com grande quantidade de pólen pulverulento, leve, seco e sem ornamentações. Os pistilos têm estigmas grandes, expostos, divididos e, muitas vezes, plumosos, o que amplia as chances de pouso do pólen. Nigel Cattlin/Alamy/Fotoarena

Muitas espécies de angiospermas realizam polinização cruzada, processo em que o grão de pólen é transportado para flores de outras plantas da mesma espécie. Esse mecanismo ocorre por meio de agentes polinizadores, que podem ser abióticos (vento ou água) ou bióticos (animais). Cerca de 80% das angiospermas são polinizadas por animais, e a relação entre as espécies da planta e do polinizador é, na maioria dos casos, mutualística, já que ambas são beneficiadas. Para a planta, o benefício é a fecundação cruzada, enquanto para o animal o benefício é algum recurso floral usado na alimentação, na reprodução ou na construção de ninho. Os principais recursos florais usados como alimento pelos polinizadores são o néctar, o pólen suculento ou tecidos florais. Algumas flores, entretanto, fornecem recursos não nutritivos, como resinas e fragrâncias, que são usadas pelos animais para a construção de ninhos ou para a atração de parceiros sexuais. A maioria das angiospermas é generalista, uma vez que é polinizada por diferentes grupos de animais polinizadores. Em diversas espécies, entretanto, aspectos estruturais e fisiológicos dos animais polinizadores estão intimamente ligados a características das flores visitadas, que têm um conjunto de adaptações que constituem uma síndrome de polinização. Os tipos mais comuns são: anemofilia, ornitofilia, quiropterofilia e entomofilia.

Coulanges/Shutterstock.com

Natural History Museum, London/Alamy/Fotoarena

Ao visitar Madagascar em 1862, o naturalista britânico Charles Darwin (1809-1882) observou uma orquídea muito peculiar da espécie Angraecum sesquipedale, cujo néctar é encontrado no fundo de um longo tubo floral, com cerca de 30 cm de comprimento. Naquela época, Darwin supôs que na ilha deveria existir uma mariposa de língua longa o suficiente para alcançar o néctar dessa flor, atuando como polinizadora da espécie. Essa suposição se confirmou em 1903, com a descoberta de uma mariposa da espécie Xanthopan morganii praedicta, cuja probóscide é muito longa. Em 1907, a polinização da orquídea pela mariposa foi finalmente observada e, logo depois, registrada em fotografia.

Estigmas plumosos

Anteras

Flores anemófilas do capim Sorghum halepense com estigmas plumosos (cerca de 5 mm de comprimento) e anteras grandes, características frequentes de flores polinizadas pelo vento.

Plantas II

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Kletr/Shutterstock.com

A ornitofilia (do grego ornithos, aves), ou polinização por aves, ocorre em flores com grande quantidade de néctar (do qual as aves se alimentam), que não têm odor atrativo e que se abrem durante o dia. As aves são atraídas pelas flores geralmente grandes, mecanicamente fortalecidas e de coloração chamativa. Muitas dessas flores têm pétalas ligadas entre si formando um tubo floral longo que se ajusta ao bico de aves polinizadoras. Os beija-flores são as aves de maior destaque nesse caso; eles têm língua e bico longos e finos que viabilizam o acesso ao néctar. Ondrej Prosicky/Shutterstock.com

Abelha da espécie Apis mellifera (cerca de 1,3 cm de comprimento) se alimentando em uma flor. Note a massa de pólen na perna traseira da abelha.

Classificação das angiospermas O grupo das angiospermas, plantas componentes da divisão Antophyta, tem mais de 300 mil espécies descritas. As famílias costumam ser classificadas com base em critérios morfológicos, como estrutura da flor, dos frutos, das folhas e dos caules. No entanto, análises moleculares recentes têm fornecido dados valiosos para a classificação e o estudo da relação evolutiva entre elas. Até o século XX, as angiospermas eram divididas em duas grandes classes, de acordo com o número de cotilédones na semente: monocotiledôneas e dicotiledôneas. Estudos moleculares revelaram que as monocotiledôneas formam de fato um grupo monofilético, enquanto as dicotiledôneas, não. Por isso, atualmente as plantas com dois cotilédones são divididas em três grupos: angiospermas basais (vitória-régia e ninfeias), magnoliídeas (noz-moscada e magnólias) e eudicotiledôneas (maioria das antigas dicotiledôneas).

Beija-flor da espécie Heliangelus exortis (cerca de 10 cm de comprimento) se alimentando do néctar de uma flor ornitófila tubulosa e de cor chamativa.

A quiropterofilia (do grego chiroptera, morcego), ou polinização por morcegos, envolve, geralmente, flores que se abrem à noite e produzem um forte odor que atrai os morcegos, os quais são guiados até elas por meio do olfato. As flores são grandes, expostas e de abertura ampla, o que facilita o acesso dos morcegos. As sépalas e as pétalas não têm cores atrativas: são esbranquiçadas, esverdeadas ou amareladas. Nessas flores, ocorre grande produção de néctar e de pólen, principais recursos utilizados pelos animais.

Monocotiledôneas

FRENTE 2

A entomofilia (do grego entomos, inseto), ou polinização por insetos, ocorre em cerca de 65% das plantas com flores. Os insetos polinizadores mais importantes são abelhas, vespas, borboletas, mariposas, besouros e moscas. As flores entomófilas têm néctar e muitas produzem pólen suculento. Os insetos são atraídos principalmente pelo odor liberado pelas flores. Espécies polinizadas por insetos diurnos, como as borboletas, têm flores com coloração atrativa que se abrem durante o dia. Já as espécies polinizadas por insetos noturnos, como as mariposas, têm flores que se abrem durante a noite e sem coloração atrativa.

Dr Jeremy Burgess/Science Photo Library/Fotoarena

Morcego da espécie Glossophaga soricina (cerca de 6,5 cm de comprimento) se alimentando do néctar de uma flor.

NicolaJP/Shutterstock.com

Milan Zygmunt/Shutterstock.com

As monocotiledôneas são as angiospermas cujo embrião tem apenas um cotilédone, formando um grupo monofilético com cerca de 70 mil espécies conhecidas. As orquídeas, as bromélias, os lírios, os bambus e as palmeiras são exemplos desse grupo. Uma das famílias mais importantes para a humanidade é a das gramíneas, como o capim, a cana-de-açúcar e todos os cereais, entre eles o arroz, o milho, o trigo, a aveia, o centeio e a cevada. As plantas desse grupo apresentam flores trímeras, isto é, com órgãos florais múltiplos de três, e pólen com uma abertura. As folhas das monocotiledôneas têm nervuras paralelas e ficam presas ao caule por meio de uma bainha.

Flor trímera do lírio da espécie Lilium auratum (flor com até 25 cm de diâmetro), e, no destaque, eletromicrografia de varredura do grão de pólen de Dactylia glomerata, ressaltando a abertura única (aumento de 570 vezes; cores artificiais).

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Eye Of Science/Science Photo Library/Fotoarena

Ladocki Elvira/Shutterstock.com

Eudicotiledôneas Cerca de 70% das angiospermas atuais pertencem ao grupo das eudicotiledôneas, que é o maior grupo de angiospermas e de todo o reino Plantae, com cerca de 210 mil espécies descritas. A roseira, a azaleia, a mangueira, a videira, o café e o tomateiro são exemplos de eudicotiledôneas. Uma das famílias mais importantes para as pessoas é a das leguminosas, como o feijão, a soja, a ervilha, o amendoim e o grão de bico. Da mesma maneira que as angiospermas basais e as magnoliídeas, as eudicotiledôneas têm embrião com dois cotilédones. No entanto, apenas as eudicotiledôneas têm grão de pólen com três aberturas, formando um grupo monofilético. As eudicocotiledôneas apresentam flores pentâmeras (órgãos florais múltiplos de cinco) ou tetrâmeras (órgãos florais múltiplos de quatro). Os estames têm antera bem diferenciada, distinta da antera pouco diferenciada das angiospermas basais e de muitas monocotiledôneas.

Flor

Folha

Observa-se no caule das eudicotiledôneas que os feixes vasculares estão distribuídos em forma de anel, padrão conhecido com eustelo. Esse padrão inclui, em muitas delas, a presença de um tecido meristemático denominado câmbio vascular, responsável pelo crescimento secundário no corpo vegetal, o que possibilita a existência de plantas arbóreas que podem atingir vários metros de espessura e comprimento. As folhas têm nervuras reticuladas e se prendem ao caule por meio de um pecíolo. Além disso, eudicotiledôneas têm sistema radicular pivotante ou axial, formado por uma raiz central principal profunda (oriunda da radícula do embrião) e por raízes laterais que partem dela.

Caule

Raiz

Pólen

Monocotiledôneas

Semente

Flor pentâmera de campainha-chinesa (Platycodon grandiflorus) e, no destaque, eletromicrografia de varredura do pólen de Quercus robur, no qual são distinguidas três aberturas (aumento de 830 vezes; cores artificiais).

Trímera

Com bainha e nervuras paralelas

Feixes vasculares dispostos de forma difusa

Fasciculada

1 abertura ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

CORES FANTASIA

Eudicotiledôneas

1 cotilédone

Imagens: Jakinnboaz/Shutterstock.com, Incomible/Shutterstock.com

Monocotiledôneas têm feixes vasculares caulinares distribuídos de forma difusa, padrão conhecido como atactostelo. As raízes dessas plantas formam um sistema radicular fasciculado, constituído por raízes numerosas, pequenas e de tamanhos semelhantes, sem a distinção de uma raiz principal. A ausência de câmbio vascular, outra característica das monocotiledôneas, impede o crescimento secundário dessas plantas, o que faz com que elas sejam, em sua maioria, plantas herbáceas. Existem poucas árvores no grupo, como palmeiras e coqueiros, que têm um meristema especial de espessamento secundário, diferente do câmbio vascular, e que permite o crescimento em espessura nessas plantas.

2 cotilédones

Pentâmera

Com pecíolo e nervuras reticuladas

Feixes vasculares dispostos em anel

Pivotante

3 aberturas

Representação esquemática comparando as principais características de monocotiledôneas e eudicotiledôneas.

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BIOLOGIA

Capítulo 14

Plantas II

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Revisando

BlueRingMedia/Shutterstock.com

2. A ilustração a seguir representa uma flor completa de angiosperma.

7. Que tipos de polinização estão indicados pelas letras A e B e qual a diferença entre eles? A

B Estigma

Antera

Pólen

D

udaix/Shutterstock.com

1. Quais estruturas reprodutivas são exclusivas de angiospermas e como elas contribuíram para o sucesso desse grupo no ambiente terrestre?

C

Planta A

Planta B

8. Explique o principal mecanismo das angiospermas que evita a autofecundação.

B F E A

Nomeie as estruturas indicadas pelas letras.

9. Cite duas características marcantes de flores polinizadas, respectivamente, pelo vento e por morcegos. 10. Preencha o quadro comparativo abaixo indicando as principais diferenças entres as monocotiledôneas e as eudicotiledôneas. Angiospermas

3. Quais são as células existentes no grão de pólen das angiospermas e que funções elas exercem na reprodução?

Monocotiledôneas

Eudicotiledôneas

Sementes Flores

4. Descreva as estruturas envolvidas e formadas na dupla fecundação, processo exclusivo das angiospermas.

Folhas Caules

5. Comente sobre o método de propagação vegetativa do tipo enxertia.

Sistema radicular

6. Quais são as principais fases da reprodução de uma angiosperma?

Pólen

Exercícios propostos

2. UFRGS 2015 Assinale a alternativa que apresenta uma estrutura reprodutiva exclusiva das angiospermas. a) Tubo polínico. d) Saco embrionário. b) Endosperma secundário. e) Semente. c) Grão de pólen. 3. Mackenzie-SP 2015 Nas plantas superiores (gimnospermas e angiospermas), a fase gametofítica é bastante reduzida e desenvolve-se no interior do próprio esporângio. Os gametófitos masculino e feminino, nessas plantas, correspondem, respectivamente, ao

a) b) c) d) e)

grão-de-pólen e óvulo. célula do tubo polínico e endosperma. tubo polínico e saco embrionário. microsporócito e megasporócito. célula espermática e oosfera.

4. Enem Libras 2017 No Período Cretáceo, surgiram as angiospermas, caracterizadas pela presença de flores e frutos. Essas características contribuíram para que essas plantas ocupassem rapidamente diversos ambientes em nosso planeta. Os frutos têm importante papel nessa ocupação porque ajudam a a) fertilizar o solo. b) dispersar as sementes. c) fixar as raízes da nova planta. d) nutrir as sementes por longos períodos. e) manter as sementes próximas às árvores.

FRENTE 2

1. Uece 2022 Em termos evolutivos, as angiospermas apresentam duas estruturas que permitiram a sua adaptação e diversificação. Essas estruturas, que não estão presentes nos outros grupos de plantas, são a) raiz e folha. c) flor e fruto. b) folha e caule. d) vaso condutor e semente.

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5. Udesc 2015 A figura representa esquematicamente uma flor. Estigma

Antera Filete

Ovário

climáticas provocadas pela atividade humana na Terra, têm relação com uma piora nos estados de alergia – principalmente durante a primavera. Isso porque, com a prolongação das estações quentes, expande-se também o período de reprodução das plantas, e com a presença elevada de pólen ocorrem mais casos de alergia. (Adaptado de: Revista Galileu, julho de 2019, p. 12)

Óvulo Receptáculo floral

Pétalas

Sépalas

Pedúnculo floral

Analise as proposições em relação à representação da flor, na figura. I. O esquema representa uma flor hermafrodita. II. O receptáculo floral em algumas espécies pode se desenvolver e originar frutos. III. A flor esquematizada é típica do grupo das Gimnospermas. IV. As pétalas podem servir como elementos atrativos no processo de polinização. V. No estigma ocorre a fixação do grão de pólen. VI. O óvulo fecundado pelo grão de pólen dará origem ao embrião. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas III, IV e VI são verdadeiras. b) Somente as afirmativas I, II, IV e VI são verdadeiras. c) Somente as afirmativas II, III e V são verdadeiras. d) Somente as afirmativas I, IV e V são verdadeiras. e) Somente as afirmativas I, II, V e VI são verdadeiras.

André Karwath (CC BY-SA 2.5)

6. FMABC-SP 2023 A imagem mostra as anteras da flor de uma angiosperma.

Localizadas na porção superior dos estames, as anteras são responsáveis pela formação a) do saco embrionário e dos núcleos polares masculinos. b) do estróbilo masculino, o esporófito reduzido. c) dos anterozoides, os gametas masculinos flagelados. d) dos esporos masculinos que geram os grãos de pólen. e) dos soros masculinos que liberam os esporos. Considere o texto a seguir para responder à questão 7.

Futuro com mais espirros O aumento do nível do mar e as crescentes emissões de dióxido de carbono, ligados diretamente às mudanças

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BIOLOGIA

Capítulo 14

7. PUC-Campinas 2020 O grão de pólen corresponde ao ___I___ masculino. Quando maduro ele possui dois núcleos: o núcleo vegetativo, que será responsável pela formação do tubo polínico e o núcleo germinativo, que após uma divisão ___II___ formará ___III___ núcleos espermáticos, os gametas masculinos. Para completar corretamente a frase acima, I, II e III devem ser substituídos, respectivamente, por a) esporo, meiótica e quatro. b) gametófito, meiótica e quatro. c) gametófito, mitótica e dois. d) esporófito, meiótica e quatro. e) esporófito, mitótica e dois. 8. Uece 2022 A dupla fecundação nas angiospermas é um processo no qual a) uma célula espermática fusiona-se com a oosfera formando um embrião diploide e a outra funde-se com os núcleos polares formando um endosperma triploide. b) uma célula espermática fusiona-se com a oosfera formando um embrião triploide e a outra funde-se com os núcleos polares formando um endosperma diploide. c) duas células espermáticas fusionam-se com a oosfera formando um embrião triploide e a outra funde-se com os núcleos polares formando um endosperma triploide. d) duas células espermáticas fusionam-se com a oosfera formando um embrião diploide e a outra funde-se com os núcleos polares formando um endosperma triploide. 9. Enem PPL 2018 Do ponto de vista genético, o número de cromossomos é uma característica marcante de cada espécie. A goiabeira (Psidium guajava Linnaeus), por exemplo, apresenta como padrão específico 22 cromossomos. A organização celular do gametófito feminino (saco embrionário) das flores de Angiospermas é complexa, sendo formada por um conjunto de oito células que, após a fecundação, originarão células com diferentes números cromossômicos. Nesse grupo, as células somáticas são diploides, as gaméticas são haploides e o tecido de reserva da semente é triploide. Durante o ciclo de vida de uma goiabeira, quantos cromossomos podem ser encontrados, respectivamente, na oosfera, no zigoto e no endosperma? a) 22, 22, 23. b) 11, 22, 33. c) 22, 44, 33. d) 11, 22, 44. e) 11, 22, 22.

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10. UFRGS 2019 Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. Em angiospermas, os óvulos desenvolvem-se em __________, e a parede do ovário participa da formação do __________. a) sementes – fruto. b) oosfera – embrião. c) núcleos polares – endosperma. d) embrião – zigoto. e) núcleos triploides – endosperma.

a) transgenia. b) clonagem. c) hibridização.

d)  controle biológico. e)  melhoramento genético.

14. Unesp 2017 A enxertia consiste em implantar parte de uma planta viva em outra planta de igual ou diferente espécie. A planta introduzida (enxerto) produz folhas, flores e frutos, enquanto a planta receptora (porta-enxerto) capta água e nutrientes do solo. A figura esquematiza uma das técnicas indicadas para a enxertia entre espécies de hortaliças, tais como pepino, abóbora, melão e melancia.

11. UCS-RS 2023 Pesquisadores brasileiros têm des-

Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/varias-especies-deanimais-participam-da-reproducao-de-orquideas-que-produzembaunilha/. Acesso em: 30 ago. 2022.

Sobre a polinização nas angiospermas e as estruturas relacionadas, assinale a alternativa correta. a) Os gametas masculino e feminino envolvidos no processo são, respectivamente, o pólen e a oosfera. b) O estigma é a porção do estame onde se forma o gameta feminino. c) O tubo polínico se desenvolve por dentro do estilete até chegar ao ovário. d) Espécies de plantas polinizadas por animais têm geralmente cores menos vistosas e produzem maior quantidade de pólen do que espécies polinizadas pelo vento. e) O conjunto de estames das plantas é denominado gineceu e neles é formado o pólen. 12. UFPR 2015 O processo de desaparecimento de animais em um ambiente, conhecido por defaunação, pode causar um dano profundo aos ecossistemas. Em florestas tropicais, muitas árvores dependem de animais como macacos e antas. Na agricultura, a produção de muitas culturas depende das abelhas, que estão desaparecendo. Os animais citados no texto, mamíferos e abelhas, atuam, respectivamente, a) na dispersão das sementes e na polinização. b) na dispersão das sementes e no controle de pragas. c) na polinização e na dispersão das sementes. d) no controle de pragas e na dispersão das sementes. e) no controle de pragas e na polinização. 13. Enem PPL 2015 A reprodução vegetativa de plantas por meio de estacas é um processo natural. O homem, observando esse processo, desenvolveu uma técnica para propagar plantas em escala comercial. A base genética dessa técnica é semelhante àquela presente no(a)

Corte do enxerto

As superfícies do enxerto e do porta-enxerto devem permanecer em contato firme O enxerto é inserido no tubo de fixação

Corte do porta-enxerto

Colocação de um tubo para fixação do enxerto

(Roberta Marins Peil. “A enxertia na produção de mudas de hortaliças”. Ciência rural, novembro/dezembro de 2003.)

Suponha que um enxerto de pepino (Cucumis sativus) tenha sido introduzido em um porta-enxerto de abóbora (Cucurbita moschata). Os frutos produzidos por essa enxertia serão a) pepinos cujas sementes darão origem a exemplares de Cucurbita moschata. b) híbridos estéreis com características de Cucumis sativus e de Cucurbita moschata. c) abóboras cujas sementes darão origem a exemplares de Cucumis sativus. d) abóboras cujas sementes darão origem a exemplares de Cucurbita moschata. e) pepinos cujas sementes darão origem a exemplares de Cucumis sativus. 15. Udesc 2017 Flores desprovidas de pétalas coloridas, sem nectários e com grande produção de grãos de pólen, os quais são pequenos e leves, caracterizam plantas com polinização do tipo: a) entomófila d) anemófila b) ornitófila e) hidrófila c) artificial 16. Enem 2018 A polinização, que viabiliza o transporte do grão de pólen de uma planta até o estigma de outra, pode ser realizada biótica ou abioticamente. Nos processos abióticos, as plantas dependem de fatores como o vento e a água. A estratégia evolutiva que resulta em polinização mais eficiente quando esta depende do vento é o(a)

FRENTE 2

vendado os mecanismos de polinização da baunilha-do-cerrado (Vanilla pompona Schiede), uma orquídea encontrada no México e nas regiões centro-oeste e norte do Brasil, e da qual se extrai o aroma de baunilha, uma especiaria muito apreciada na culinária. De acordo com pesquisas recentes, animais como abelhas e beija-flores participam do processo de polinização da baunilha-do-cerrado, e aves e pequenos mamíferos, como as cuícas, atuam no processo de dispersão de sementes dessa orquídea.

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a) b) c) d) e)

diminuição do cálice. alongamento do ovário. disponibilização do néctar. intensificação da cor das pétalas. aumento do número de estames.

17. PUC-PR 2016 Observe a imagem a seguir:

20. UFRGS 2016 No processo evolutivo das Angiospermas, ocorreram vários eventos relacionados à reprodução. Assinale a afirmação correta em relação a esses eventos. a) Os insetos visitam as flores para alimentar-se dos carpelos, o que favorece a fecundação. b) As aves que se alimentam de frutos carnosos são os principais agentes de polinização dessas espécies. c) Estames longos favorecem a dispersão dos frutos pelo vento e por insetos. d) A dispersão dos frutos pela água foi uma conquista das angiospermas mais evoluídas. e) A interação entre plantas, polinizadores e dispersores de sementes é, em sua maioria, mutualística. 21. Uerj 2019

Disponível em: . Acesso em: 22/11/14.

Esta é a flor feminina pertencente à espécie Stauntonia hexaphylla. Essa planta apresenta pés com flores femininas e pés com flores masculinas. Possui flores com pétalas brancas tingidas de violeta e um aroma adocicado. As flores femininas exibem três pistilos, as masculinas têm seis estames unidos. Com base no texto, na imagem e em seus conhecimentos, esta planta poderia ser classificada como: a) monocotiledônea. d) trioica. b) monoica. e) estaminada. c) dioica. 18. Enem PPL 2020 A irradiação e o sucesso evolutivo das angiospermas estão associados à ação de animais que atuam na polinização de suas flores, principalmente os insetos. Nessa relação, os insetos foram e ainda são beneficiados com alimento. Para as angiospermas, essa coevolução foi vantajosa por a) reduzir a ação dos herbívoros. b) reduzir a competição interespecífica. c) aumentar sua variabilidade genética. d) aumentar a produção de grãos de pólen. e) aumentar a independência da água para reprodução. 19. Mackenzie-SP 2013 Existem plantas que apresentam autofecundação, mas a maioria tem fecundação cruzada. Considere as afirmações abaixo: I. Em termos evolutivos, a autofecundação é mais vantajosa do que a fecundação cruzada, pois garante a pureza das características. II. A polinização por insetos é importante na fecundação cruzada. III. A fecundação cruzada permite maior variabilidade genética. IV. A fecundação cruzada só acontece em plantas dioicas (de sexos separados). Estão corretas, apenas, a) I e II. c) I e IV. e) II e IV. b) I e III. d) II e III.

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BIOLOGIA

Capítulo 14

Apicultores brasileiros encontram meio bilhão de abelhas mortas em três meses Nos últimos três meses, mais de 500 milhões de abelhas foram encontradas mortas por apicultores apenas em quatro estados brasileiros, segundo levantamento da Agência Pública e Repórter Brasil. Adaptado de sul21.com.br, março/2019.

Alguns ecossistemas são gravemente afetados por desequilíbrios como o relatado na reportagem. Nesse caso, uma consequência para as plantas polinizadas por abelhas é: a) diminuição da necessidade de água. b) redução da dispersão de sementes. c) perda da variabilidade genética. d) limitação da taxa de fotossíntese. 22. FGV-SP 2014 A orquídea Ophrys apifera, ilustrada em visão lateral e frontal nas figuras, apresenta um formato que mimetiza as vespas fêmeas. São capazes de produzir também uma substância odorífera similar ao feromônio liberado por essas vespas fêmeas em épocas reprodutivas, atraindo, portanto, vespas machos que realizarão a polinização cruzada. Visão lateral

Visão frontal

(http://www.flora-on.pt)

Caso a estrutura reprodutiva não seja visitada pelos vespídeos, existe a possibilidade de autopolinização da flor, gerando frutos secos e sementes leves, característicos dessa espécie de angiosperma. Com relação às formas de polinização descritas, está correta a afirmação:

Plantas II

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23. UFMS 2020 Alguns predadores insetívoros com estratégia senta-e-espera utilizam as flores entomófilas como sítio de forrageamento, as quais atraem polinizadores que passam a ser presas potenciais. Aranhas Thomisidae são predadores comuns em flores nas quais utilizam de sua camuflagem para emboscar insetos com suas pernas dianteiras raptoriais. Essas aranhas escolhem seus sítios de forrageamento avaliando estímulos táteis, visuais ou ainda odores, que são atrativos para outros visitantes florais. Sabendo que as aranhas Thomisidae são as principais predadoras de insetos polinizadores em uma determinada região, assinale a alternativa que explica corretamente os prováveis efeitos da presença das aranhas sobre a reprodução das plantas com flores por entomofilia. a) As aranhas Thomisidae poderão afetar de maneira negativa a reprodução das espécies com flores entomófilas. b) As aranhas Thomisidae poderão afetar de maneira positiva a reprodução das espécies com flores entomófilas. c) As aranhas Thomisidae não afetarão a reprodução das espécies com flores entomófilas. d) A chance de as plantas com flores entomófilas serem polinizadas será maior. e) As aranhas Thomisidae aumentarão a taxa de frutificação das plantas com flores entomófilas. 24. FGV-SP 2019 A flor da planta produtora de ervilhas, Pisum sativum, apresenta pétalas modificadas que se fecham e escondem os estames e o pistilo, característica fundamental para as pesquisas sobre hereditariedade, que foram realizadas por Gregor Mendel no século XIX. Flor de Pisum sativum (ervilha)

(www.hortaaporta.blogspot.com)

O fato de os estames e o pistilo estarem escondidos sob as pétalas proporciona à planta: a) alta diversidade genética em função da fecundação cruzada. b) capacidade de autofecundação em função da compatibilidade entre os gametas. c) diversidade genética nula, uma vez que o processo de reprodução é assexuado. d) geração de indivíduos considerados clones da planta mãe. e) dependência do meio líquido para o encontro entre os gametas. 25. FMC-RJ 2021 No século XVII, na América do Sul, os jesuítas observaram que os indígenas usavam as cascas de quina (Cinchona spp.) no tratamento de febre. A planta foi cultivada em outros países e utilizada ao redor do mundo no tratamento da malária, até a formulação de análogos sintéticos, como a cloroquina e a pirimetamina.

Disponível em: http://www.usp.br/aun/antigo/exibir?id=112&ed=14&f=30 Acesso em: 16 maio 2020. Adaptado.

A Cinchona é uma planta: a) Monocotiledônea b) Gimnosperma c) Eudicotiledônea d) Pteridófita e) Cactácea 26. Udesc 2014 Um aluno precisava organizar a coleção botânica da sua escola, e separar as plantas em monocotiledôneas e dicotiledôneas. Assim selecionou plantas de arroz, trigo e milho, as quais foram corretamente colocadas em um grupo; enquanto as de feijão, soja e ervilha foram colocadas em outro grupo. Analise as proposições em relação às características de plantas monocolitedôneas e de dicotiledôneas, e assinale (V) para verdadeira e (F) para falsa.

FRENTE 2

a) o encontro do androceu com o gineceu, na mesma flor, com auxílio dos pelos das vespas, é um caso de fecundação cruzada. b) a autopolinização não é uma vantagem, pois não propicia a reprodução e a dispersão nem a evolução da espécie. c) a polinização cruzada é denominada anemofilia, por ser realizada por animais que visitam as flores em busca de alimento. d) o encontro dos núcleos espermáticos com a oosfera e núcleos polares ocorre tanto na polinização cruzada como na autopolinização. e) o desenvolvimento do tubo polínico ocorre somente na polinização cruzada, pois a autopolinização não proporciona o encontro dos gametas.

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As raízes das monocotiledôneas são fasciculadas (cabeleira) e encontradas nas plantas de arroz, trigo e milho. As folhas das dicotiledôneas apresentam nervuras paralelas e podem ser observadas nas plantas de feijão e soja. As sementes de monocotiledôneas são constituídas por dois cotilédones e encontradas nas plantas de trigo. As flores das dicotiledôneas apresentam, geralmente, as peças florais em número de três ou múltiplos de três e são comuns nas plantas de milho e trigo. As folhas das monocotiledôneas são constituídas por nervuras reticuladas, ou ramificadas, e são observadas nas plantas de arroz e milho. Assinale a alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo. a) F – F – V – F – V d) F – V – F – V – F b) V – V – F – F – F e) V – F – F – F – F c) F – V – V – V – F 27. UFRGS 2017 As cervejas artesanais estão ganhando mercado no Rio Grande do Sul. Elas são produzidas com Água + Malte + Lúpulo + Levedura, e o malte é, principalmente, obtido a partir do trigo, da cevada ou do centeio. Assinale a alternativa correta a respeito das espécies, a partir das quais se produz o malte. a) Essas espécies são avasculares e apresentam esporângios. b) Essas espécies apresentam reservas nutritivas nos dois cotilédones. c) As folhas dessas espécies têm nervuras paralelas a uma nervura central. d) Essas espécies apresentam caules dos tipos bulbos e tubérculos. e) As flores femininas dessas espécies reúnem-se em estróbilos. 28. PUC-SP 2015 Um estudante analisou dois grupos de plantas com as seguintes características: Grupo 1 – apresentam sistema radicular fasciculado, folhas com bainha desenvolvida e nervuras paralelas, além de flores trímeras. Grupo 2 – apresentam sistema radicular axial ou pivotante, folhas com bainha reduzida e nervuras reticuladas, além de flores pentâmeras. As plantas analisadas a) do grupo 1 são monocotiledôneas e as do grupo 2 são dicotiledôneas. b) do grupo 1 são dicotiledôneas e as do grupo 2 são monocotiledôneas. c) dos grupos 1 e 2 são monocotiledôneas. d) dos grupos 1 e 2 são dicotiledôneas. e) dos grupos 1 e 2 não são angiospermas.

Texto complementar

“Uber” das abelhas recebe aporte para escalonar serviço

Uma plataforma eletrônica que coloca em contato criadores de abelhas com agricultores interessados em alugar colmeias dos insetos polinizadores para aumentar a produção no campo, desenvolvida pela startup Agrobee, tem permitido que produtores de café registrem um aumento médio de 17% pelo uso do serviço durante as semanas da florada. Os técnicos da empresa, apoiada pelo Programa Fapesp Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas, constataram a partir de uma análise em 20 talhões diferentes de café onde as colmeias foram instaladas que a produção média por hectare das propriedades teve um aumento na safra de 8,8 sacas – o que representa uma economia média de R$ 3.960 por hectare ao proprietário rural. Esses resultados positivos demonstrados no campo pela Agrobee passaram a chamar a atenção de investidores. No início de julho, a empresa fechou um acordo com o clube de investimentos Agroven, administrado por famílias do agronegócio interessadas em promover o desenvolvimento tecnológico do setor. O aporte de recursos possibilitará à empresa escalonar o projeto. “O aporte permitirá o desenvolvimento de novas ferramentas do aplicativo”, explica a pesquisadora Andresa Berretta, uma das sócias da empresa. Uma das novas ferramentas possibilitará que os técnicos da Agrobee avaliem a qualidade das colmeias que serão alugadas por meio de fotografias enviadas por um celular pelos produtores. Hoje, isso é feito presencialmente, o que gera custo e perda de velocidade na liberação dos insetos. [...] Além do café, que com a presença das abelhas no campo registra aumento de produção e grãos mais doces, a expectativa dos empresários é que outras lavouras também passem a fazer parte do dia a dia dos negócios da empresa. “Nos próximos dois anos, temos a intenção de conectar os apicultores com produtores de soja, laranja, morango e girassol”, diz a empresária. Os testes iniciais feitos com a cultura do morango também revelam um caminho promissor. Neste tipo de lavoura, a equipe da empresa constatou que a presença das abelhas aumentou em 12,7% o peso médio dos frutos e em 19,2% o seu dulçor. Outro ponto

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Capítulo 14

Plantas II

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importante em relação aos morangos é que, sem os insetos, a deformação do produto é muito alta (76,6%). Com a polinização, esse índice regrediu para 23,4%, o que aumenta o valor de venda para o produtor. [...] Os desdobramentos da proposta da Agrobee também podem gerar ganhos ambientais, segundo Berretta. Ao criar uma cultura em prol da polinização natural, afirma a pesquisadora, os produtores podem controlar melhor o que será usado para combater as pragas. “Ao introduzir as abelhas em suas propriedades, os produtores também passam a usar defensivos agrícolas de forma mais racional”, avalia. Outro ganho é em relação às mudanças climáticas. Com mais produção por hectare, a necessidade de ampliar a área de lavoura e, consequentemente, gerar algum tipo de desmatamento tende a diminuir. GERAQUE, E. “Uber” das abelhas recebe aporte para escalonar serviço. Agência Fapesp, 29 set. 2020. Disponível em: https://agencia.fapesp.br/uber-das-abelhas-recebe-aporte-para-escalonar-servico/34239/. Acesso em: 6 dez. 2023.

Veja os principais assuntos e conceitos trabalhados neste capítulo acessando a seção Resumindo no livro digital, na Plataforma Poliedro.

Quer saber mais? Livro RECH, A. R. et al. (org.). Biologia da polinização. Rio de Janeiro: Projeto Cultural, 2014. Disponível em: https://www. terrabrasilis.org.br/ecotecadigital/index.php/estantes/ pesquisa/3502-biologia-da-polinizacao. Acesso em: 6 dez. 2023. O livro (gratuito) trata da polinização sob uma abordagem evolutiva precisa e atualizada e com uma linguagem simples.

Vídeo The Plants & The Bees: Plant Reproduction – CrashCourse Biology #38. CrashCourse. Disponível em: https://www. youtube.com/watch?v=ExaQ8shhkw8. Acesso em: 6 dez. 2023. O vídeo explica a reprodução sexuada em gimnospermas e angiospermas. Legenda disponível em português.

Exercícios complementares 1. Unifesp 2018 O surgimento do fruto e o surgimento do endosperma, tecido de reserva que nutre o embrião, são considerados importantes novidades evolutivas das Angiospermas, contribuindo para que esse grupo de plantas domine grande parte dos ambientes terrestres do planeta. a) Cite duas vantagens que, em termos evolutivos, os frutos representaram na conquista do ambiente terrestre. b) A ocorrência de um tecido que armazena nutrientes para o embrião não é exclusividade das Angiospermas. Cite o grupo de plantas no qual esse tipo de tecido também ocorre. Explique por que na realização de suas funções o endosperma das Angiospermas é mais eficaz do que o tecido de reserva desse grupo. 2. Unesp 2014 Uma das maiores inovações que surgiram no decorrer da evolução das plantas vasculares foi a semente. Essa estrutura ___1___. Por isso, as gimnospermas e angiospermas têm vantagem sobre os grupos de vegetais que se reproduzem por meio de esporos. A prova disso é que existe um número muito superior de espécies vegetais produtoras de sementes do que de plantas que fazem uso de esporos para se propagar. As angiospermas são as plantas que apresentam o maior sucesso evolutivo nos dias atuais. Se compararmos os números de espécies de angiospermas e gimnospermas, poderemos notar que o primeiro grupo de plantas conta com cerca de 235 mil espécies viventes contra 720 espécies do segundo grupo. Essa grande diversidade de espécies de angiospermas deve-se ___2___. (http://educacao.uol.com.br. Adaptado.)

FRENTE 2

Gimnospermas e angiospermas: uma história de sucesso vegetal

Construa dois novos trechos que possam substituir as lacunas do texto. No trecho 1 você deve citar duas vantagens adaptativas das sementes em comparação aos esporos, e no trecho 2 você deve citar uma característica exclusiva das angiospermas e explicar como essa característica contribuiu para sua maior diversidade.

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(www.vagalume.com.br)

a) A que grupo vegetal pertence a planta da qual pretende-se colher a flor referida na música? Além da flor, que outro órgão é exclusivo desse grupo vegetal? b) Supondo que essa flor tenha sido colhida de uma árvore típica do Cerrado, cite uma característica morfológica adaptativa dessa planta e justifique por que essa característica é importante para a sobrevivência da planta nas condições ambientais do Cerrado. 4. UFJF/Pism-MG 2018 Da manga rosa Quero gosto e o sumo Melão maduro, sapoti, juá Jaboticaba, teu olhar noturno Beijo travoso de umbu cajá

Soma: 6. Unicamp-SP 2016 Segundo o modelo que determina a identidade de órgãos florais, os genes estão arranjados em três regiões sobrepostas, e cada região compreende dois verticilos adjacentes. Uma combinação única de genes determina a identidade do verticilo (imagem I). Se, por exemplo, a região de atividade B é ausente, os verticilos serão especificados apenas pelas regiões de atividade A e C, e a flor conterá apenas sépalas e carpelo (imagem II). Assinale a alternativa correta. I

5. UEPG/PSS-PR 2018 Abaixo está representado o esquema de uma flor, em que foi mantida apenas uma estrutura de cada um dos verticilos florais. Sobre a morfologia e a função dos constituintes da flor, assinale o que for correto.

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BIOLOGIA

Capítulo 14

C Sépala

Sépala

Carpelo

A

a) Na presença de genes apenas nas regiões A e C, a flor produzirá pólen. b) Na presença de genes apenas nas regiões A e B, a flor dará origem a um fruto. c) Na ausência de genes na região B, a autofecundação na flor é possível. d) Na ausência de genes na região A, a flor será menos visitada por polinizadores. 7. Famerp-SP 2016 O esquema mostra um fenômeno que ocorre em um grupo vegetal. embrião 2n

grão de pólen dupla fecundação óvulo com gametas

Adaptado de: Lopes, S., Rosso, S. BIO. 2a ed. Volume 3. Editora Saraiva. São Paulo. 2010.

C Estame

Verticilos

A Pétala

Na música de Alceu Valença, alguns frutos são comentados devido ao seu sabor agradável ao paladar humano. a) Os frutos são órgãos vegetais exclusivos de qual grupo de plantas? b) A fecundação dupla é exclusiva das espécies vegetais que possuem flores e frutos. Quais são as estruturas que se formam logo após a fecundação dupla? c) Qual o papel evolutivo dos frutos na história dos vegetais?

B

Regiões Sépala

Alceu Valença, Morena tropicana

II

Carpelo

Todo fim de mundo é fim de nada é madrugada e ninguém tem mesmo nada a perder Eu quero ver Olho pra você Tudo vai nascer Mas da próxima vez que eu for a Brasília eu trago uma flor do Cerrado pra você

01 O gineceu (III) apresenta 2 estruturas bilobadas na extremidade, as quais abrigam o ovário portador dos óvulos, representando assim a parte feminina da flor. 02 O androceu é formado por um conjunto de estames (III), os quais contêm os microsporângios, que formarão os micrósporos por meiose. 04 Em (IV), está representado um estame, também chamado de pistilo (parte feminina da flor), e que originará os grãos de pólen. 08 Pétalas (I) e sépalas (II) são verticilos estéreis da flor e, geralmente, estão relacionadas com a atração de animais polinizadores.

Carpelo

3. Unifesp 2019 Leia o trecho da letra da canção “Flor do Cerrado”, de Caetano Veloso.

endosperma 3n

a) Briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas são os principais grupos vegetais. Em qual grupo vegetal ocorre o tipo de reprodução mostrado no esquema acima? Justifique a sua resposta. b) Se o grão de pólen for proveniente de uma planta de genótipo AA e o óvulo pertencer a uma planta de genótipo aa, qual será o genótipo do endosperma? Justifique a sua resposta.

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8. FICSAE-SP 2016 Considere dois pares de genes com segregação independente em uma angiosperma que tem autopolinização, e cujas flores têm apenas um ovário, no qual se aloja um único óvulo. Suponha que as células diploides da flor de um exemplar dessa espécie apresentassem genótipo AaBb, e que a partir dela tenham se originado componentes com determinadas constituições genéticas, que se encontram na tabela abaixo. COMPONENTES

CONSTITUIÇÃO GENÉTICA

oosfera (gameta feminino)

AB

células-mãe de esporos masculinos

AaBb

células do endosperma

AAaBBb

04 Em 3 e 4, são mostrados a oosfera (n) e os núcleos polares (n) respectivamente. Essas estruturas são essenciais para o processo da dupla fecundação, o qual é exclusivo das angiospermas. 08 Em 5, está apontada uma das fecundações, onde uma das células espermáticas se funde com os dois núcleos polares e origina a célula-mãe do albúmen (3n). 16 Em 6, é mostrado o zigoto (2n). Nessa fecundação, uma célula espermática se funde com a oosfera e origina o zigoto, que, por mitose, se desenvolve em um embrião diploide. Soma:

Esses dados permitem concluir que a) os esporos femininos desse exemplar, produzidos por mitose, tinham constituição AB ou ab. b) os esporos femininos desse exemplar, produzidos por meiose, tinham constituição Ab ou aB. c) os núcleos espermáticos desse exemplar, produzidos por mitose e presentes no tubo polínico, tinham constituição ab. d) os núcleos espermáticos desse exemplar, produzidos por meiose e presentes no tubo polínico, tinham constituição Ab.

10. PUC-Rio 2015 O arroz (Oryza sativa) é um dos grãos mais consumidos no mundo. Seu valor nutricional está relacionado ao albume (endosperma), que é a reserva de nutrientes para o embrião da semente. Considerando que as células somáticas do arroz possuem 24 cromossomos, quantos cromossomos podem ser encontrados nas células do albume? Justifique sua resposta. 11. PUC-Rio 2023 A figura abaixo representa o ciclo de vida de uma planta angiosperma.

9. UEPG-PR 2016 A figura esquemática abaixo representa etapas da fecundação de uma angiosperma. A respeito deste processo, assinale o que for correto. 5

1 2

célula do tubo

6

4 3 Adaptado de: Lopes, S; Rosso, S. Bio. Volume 3. 2a ed. Editora Saraiva, São Paulo, 2010.

01 Em 1, está representado o grão de pólen. No processo de germinação do grão de pólen, forma-se o tubo polínico, que cresce, penetrando no estilete em direção ao ovário. 02 Em 2, é apontado o tubo polínico. O tubo polínico, geralmente, penetra no óvulo através da micrópila. Ao entrar em contato com o saco embrionário, o núcleo da célula vegetativa degenera.

A partir da análise da figura, responda. a) Qual a estrutura da flor identificada pela letra X? Explique como essa estrutura contribuiu para o aumento da variabilidade genética relacionado à polinização. b) Qual estrutura reprodutiva auxiliou a disseminação das angiospermas no ambiente terrestre? Explique como esse processo se dá. 12. Fuvest-SP Na dupla fecundação que ocorre em certas plantas, um dos núcleos espermáticos do tubo polínico funde-se à oosfera e origina o zigoto diploide. O outro núcleo espermático funde-se aos dois núcleos polares do óvulo e origina uma célula triploide que, por mitoses sucessivas, produz o endosperma. a) 1. A dupla fecundação é característica de que grupo de plantas? 2. Quais das estruturas mencionadas no texto correspondem aos gametas masculino e feminino, respectivamente?

FRENTE 2

células espermáticas

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b) O gameta feminino de uma planta heterozigótica Aa, fecundado pelo gameta masculino de uma planta homozigótica aa, produz um zigoto heterozigótico. Qual é o genótipo das células do endosperma? 13. PUC-Rio 2015 As angiospermas apresentam muitas maneiras de reprodução e compõem a principal fonte de alimento dos seres humanos. Nesse grupo de plantas, os órgãos sexuais estão presentes nas flores; e a grande maioria exibe reprodução sexuada. No entanto, muitas se reproduzem também assexuadamente; e, para algumas, a reprodução assexuada predomina. Descreva a importância desses dois tipos de reprodução para a agricultura. 14. UEPG-PR 2014 A reprodução assexuada mantém o patrimônio genético constante ao longo das gerações e, em função disso, é um mecanismo muito utilizado na agricultura para produzir grandes quantidades de um tipo de planta, mantendo suas características de interesse comercial. Para isso, o ser humano desenvolveu vários mecanismos de propagação vegetativa. Diante desse aspecto, assinale o que for correto em relação aos mecanismos de enxertia, alporquia, mergulhia e estaquia. 01 Estaquia é a reprodução por meio de estacas, que são ramos caulinares cortados, contendo gemas. Nesse mecanismo, a extremidade cortada da estaca deve ser enterrada no solo, e a gema apical deve ser removida para não interferir no desenvolvimento das gemas laterais. 02 Na mergulhia mantém-se parte de um ramo da planta enterrado até que se formem raízes. Após, separa-se o ramo com as raízes, plantando-o a seguir. 04 Na alporquia faz-se um pequeno corte em um ramo, colocando nesse local terra úmida envolta por um saco ou por uma lata, preso ao ramo. Após enraizar, separa-se o ramo com as raízes e promove-se o plantio. 08 A enxertia é o transplante de uma muda, chamada de cavaleiro ou enxerto, em outra planta provida de raízes, denominada cavalo ou porta enxerto. Deve ser realizado com plantas da mesma espécie, ou por vezes, pode ser utilizado espécies próximas. Soma: 15. USCS-SP 2022 Muitas plantas suculentas são capazes de formar novos indivíduos a partir de suas folhas destacadas. Essas plantas também possuem flores e formam novos indivíduos a partir de sementes.

(http://guiadasplantas.com)

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BIOLOGIA

Capítulo 14

a) Qual o tipo de reprodução assexuada está representada na imagem? O que essa folha possui que permite a formação de novos indivíduos? b) Qual a diferença dos indivíduos reproduzidos a partir de uma folha daqueles reproduzidos a partir de uma semente? Cite e explique qual desses dois métodos de reprodução é mais vantajoso para a sobrevivência da espécie a longo prazo. 16. Uerj A micropropagação é uma técnica amplamente utilizada nos dias atuais para a produção de vegetais em larga escala. O método baseia-se no cultivo de pedaços de tecidos retirados de uma única planta, o que gera rapidamente uma quantidade de mudas bem maior do que a produzida pelo crescimento de sementes dessa planta. Suponha que duas áreas agrícolas, adjacentes e de mesmo tamanho, foram cultivadas com um grande número de mudas de pés de laranja, da seguinte maneira: • Área I – mudas produzidas por micropropagação;

• Área II – mudas obtidas com sementes. Quando as duas culturas estavam igualmente desenvolvidas, foi introduzido um patógeno ainda não existente em cada uma das áreas. Indique em qual dessas áreas as laranjeiras apresentarão maior probabilidade de resistência à alteração ambiental. Justifique sua resposta. 17. UFPR Em plantas contendo flores que possuem ambos os aparelhos reprodutores (masculino e feminino), a autopolinização é geralmente evitada de várias maneiras, como pelo posicionamento do estigma mais alto que as anteras, ou pela abertura de pistilo e anteras em momentos diferentes. Apresente uma explicação para a evolução desses mecanismos que impedem a autofecundação, considerando as consequências que o processo de autofecundação acarreta. 18. PUC-Rio 2017 Pesquisadores, sociedade civil e órgãos governamentais têm alertado sobre o impacto do desaparecimento de polinizadores na agricultura. Os estudos mostram que, caso a situação de declínio da abundância, diversidade e disponibilidade de polinizadores não seja revertida, o suprimento de alimento no mundo corre sérios riscos. Fonte: Polinizadores no Brasil – contribuição e perspectivas para a biodiversidade, uso sustentável, conservação e serviços ambientais. Vera Lucia Imperatriz-Fonseca et al. 2012. São Paulo, EDUSP.

a) Por que o declínio dos polinizadores pode afetar a produção de alimentos? b) Exemplifique 5 diferentes agentes de polinização. 19. Famema-SP 2020 Um pesquisador realizou um experimento com flores de uma espécie de tomateiro. Ele dividiu as plantas em dois lotes. No lote 1, as flores ficaram expostas, sem nenhuma cobertura. No lote 2, cada flor foi coberta com gaze porosa e opaca, de forma que as abelhas podiam pousar sobre a gaze, mas nunca sobre a flor. O número de abelhas que visitaram as flores dos dois lotes foi contabilizado

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durante um determinado período de tempo. As flores continuaram cobertas até o início da formação dos frutos. Como resultado do experimento, obteve-se que o número de abelhas que visitou as flores do lote 1 foi significativamente maior do que o número de abelhas que visitou as do lote 2. O pesquisador notou, ainda, que no lote 2 foram formados poucos frutos e que estes eram menores e com menor número de sementes quando comparados aos frutos das plantas do lote 1. LOTE 1

LOTE 2

(www.semabelhasemalimento.com.br)

a) Qual o papel das abelhas na formação dos tomates? O que provavelmente atraiu as abelhas até as flores do lote 2, que estavam cobertas? b) Explique o mecanismo fisiológico que relaciona a formação de frutos maiores à formação de um maior número de sementes. 20. Feevale-RS 2023 Se os cientistas descobrissem algum produto que impedisse a reprodução dos insetos, certamente estaríamos livres de várias doenças que esses animais transmitem. Contudo, teríamos sérios problemas com a drástica diminuição de plantas que dependem deles para a polinização, como é o caso das ___________. Assinale a alternativa que preenche corretamente a lacuna do texto. a) algas d) gimnospermas, como a araucária b) briófitas, como os musgos e) angiospermas, como as árvores frutíferas c) pteridófitas, como as samambaias 21. Unicamp-SP A polinização geralmente ocorre entre flores da mesma planta ou entre flores de plantas diferentes da mesma espécie, caracterizando a polinização ou fecundação cruzada. Como a maioria das flores é hermafrodita (monóclina), há mecanismos que evitam a autopolinização (autofecundação). a) Explique um dos mecanismos que dificultam ou evitam a autopolinização. b) Qual a importância dos mecanismos que evitam a autopolinização? 22. Unitau-SP 2022 O fenômeno da polinização é fundamental para a reprodução das plantas e formação dos frutos e sementes. Sobre a polinização, analise as afirmações que seguem e verifique se são verdadeiras (V) ou falsas (F). I. Os insetos são os grandes polinizadores das plantas, sendo os dípteros (moscas, mosquitos e pernilongos), o maior grupo de insetos e os polinizadores mais importantes. II. As abelhas, ordem Hemiptera, são conhecidas como as grandes polinizadoras, mas somente poucas espécies, como a Apis mellifera, realizam essa função. III. A anemofilia é uma forma de polinização pelo vento, ocorrendo, principalmente, em flores pequenas com perianto não atrativo e grandes anteras pendentes na flor. IV. A polinização é o processo de transporte do grão de pólen das anteras para o estigma das flores, possibilitando a fecundação. V. A polinização direta, autogamia ou autopolinização, ocorre em flores bissexuadas, hermafroditas.

23. UEPG-PR 2021 A polinização é o processo de transporte do grão de pólen (masculino) até a região onde está a parte feminina da planta. Sobre a polinização das flores de angiospermas, assinale o que for correto. 01 A polinização indireta, também conhecida como polinização cruzada, ocorre entre flores diferentes de uma mesma espécie e garante uma maior variabilidade genética, sendo considerada mais vantajosa. 02 A fecundação sempre precede a polinização para garantir a produção de frutos e sementes. 04 As flores polinizadas pelo vento são pouco vistosas e apresentam um estigma bem desenvolvido. 08 A entomofilia é a polinização realizada por insetos e tem grande importância na produção de alimentos para o homem. Soma:

FRENTE 2

Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA. a) I (V); II (F); III (V); IV (F); V (V) d) I (V); II (V); III (F); IV (V); V (V) b) I (F); II (F); III (V); IV (V); V (V) e) I (V); II (V); III (F); IV (F); V (F) c) I (F); II (V); III (F); IV (V); V (F)

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24. FMJ-SP 2014 Observe o desenho de uma flor de angiosperma. 2

3 4

1

5

sépala pétala

receptáculo (www.studyblue.com. Adaptado.)

a) Qual número aponta o local que os grãos de pólen devem atingir para que ocorra o desenvolvimento do tubo polínico? Caso ocorra a fecundação, qual número aponta a estrutura que se transformará no fruto? b) Explique por que a flor desenhada permite supor que ela tem um mecanismo para evitar a autofecundação. Explique como uma abelha poderia auxiliar na fecundação cruzada entre duas plantas diferentes e da mesma espécie. 25. Unicamp-SP 2021 (Adapt.) A endogamia promove o aumento de homozigose nos descendentes. Os primeiros estudos sobre os efeitos da endogamia em plantas foram realizados por Charles Darwin. O estudo da endogamia teve seu interesse inicial em sistemas reprodutivos de plantas, para explicar por que as numerosas espécies de plantas têm sistemas que impedem a autofecundação, e por que a reprodução por cruzamento prevalece na natureza. (Adaptado de G. Álvarez, F. C. Ceballos e T. M. Berra. Biological Journal of the Linnean Society, Londres, v. 114, p. 474-83, fev. 2015.)

Plantas autógamas autofecundam-se e plantas alógamas dependem da polinização cruzada para o sucesso do processo reprodutivo. A cleistogamia, principal mecanismo de autofecundação, é um fenômeno observado em flores hermafroditas, em que a polinização ocorre antes mesmo da abertura floral. Como as flores e a polinização devem ser manipuladas pelo pesquisador em um programa de melhoramento genético que visa a aumentar a heterozigose em plantas com cleistogamia? 26. UFU-MG 2020 Em uma aula de Botânica sobre determinado grupo vegetal, a professora apresentou algumas das principais características de monocotiledôneas e eudicotiledôneas a partir de dois conjuntos de exemplares:

116

BIOLOGIA

Capítulo 14

Conjunto 1: ipê, mogno, abacateiro e goiabeira; Conjunto 2: arroz, cebola, trigo e grama. a) De que forma as espécies desse grupo vegetal se relacionam com os animais polinizadores? b) Considerando-se que os conjuntos 1 e 2 descritos no texto referem-se a uma subclassificação do grupo vegetal em questão, identifique seus nomes e descreva as características dos vasos nos caules presentes no conjunto 2. c) Descreva as características da venação foliar que diferenciam o conjunto 1 do conjunto 2. 27. UEPG-PR 2022 As monocotiledôneas representam aproximadamente 22% das Angiospermas e claramente tiveram um único ancestral em comum. Sobre esse grupo, assinale o que for correto. 01 O sistema radicular é do tipo fasciculado (em cabeleira). 02 As folhas, em geral, apresentam bainha invaginante e nervuras paralelas. 04 Não são capazes de um crescimento secundário normal, pois não apresentam câmbio. 08 Plantas como cana-de-açúcar e milho são exemplos de monocotiledôneas. 16 Suas sementes apresentam dois cotilédones. Soma: 28. UFSC 2023 O arroz-dourado (do inglês, golden rice) é uma variedade geneticamente modificada do arroz convencional (Oryza sativa – uma espécie 2n = 24), resultante da introdução de dois genes no seu genoma. O seu consumo foi aprovado inicialmente na Austrália e na Nova Zelândia em 2017, posteriormente no Canadá e nos Estados Unidos, em 2018, e nas Filipinas em 2019. Essa planta transgênica possui a capacidade de produzir altos níveis de betacaroteno no endosperma dos grãos. Sobre os assuntos relacionados ao texto, é correto afirmar que: 01 o endosperma presente no grão do arroz Oryza sativa é constituído de células triploides. 02 o arroz é uma planta monocotiledônea por possuir nervuras reticulares e raiz axial. 04 o arroz e as outras gramíneas são do grupo das angiospermas, o qual possui flores e frutos. 08 o betacaroteno é precursor da vitamina A, que previne a xeroftalmia e a cegueira noturna causadas por carência vitamínica. 16 o endosperma presente no grão do arroz transgênico tem 14 cromossomos, sendo 12 das células haploides da planta convencional e dois introduzidos por transgenia. Soma:

Plantas II

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BNCC em foco EM13CNT202

1. Unicid-SP 2017 Analise as imagens.

Casuarina equisetifolia

Fruto de uma árvore do gênero Casuarina

d) Quanto à evolução das angiospermas, cite duas adaptações das flores relacionadas à atração de insetos que promovem o processo evidenciado na figura. EM13CNT303

(http://biolib.cz)

(http://pt.wikipedia.org)

A espécie vegetal retratada na imagem não é nativa do Brasil. Foi introduzida no país no início da colonização e é confundida constantemente com alguma espécie de pinheiro. a) Casuarina equisetifolia pertence a qual grupo vegetal? Justifique por que a morfologia do fruto dessa espécie é um dos motivos que induz à confusão na classificação popular desses vegetais. b) Quanto ao processo de fecundação, qual a característica comum entre árvores do gênero Casuarina e os pinheiros? Por que esse processo é uma inovação evolutiva quando comparado ao processo de fecundação nos grupos dos musgos e das samambaias?

3. FMJ-SP 2021 A ancestral das angiospermas atuais provavelmente tinha flores com pelo menos 10 sépalas e cinco carpelos. As cores, formas e tamanhos da flor primordial, no centro da imagem, são criações artísticas, mas as informações sobre sua provável estrutura resultam de um estudo sobre evolução floral de angiospermas, que reuniu botânicos da França, Áustria, Estados Unidos e Brasil. O estudo baseou-se na análise da estrutura floral de espécies atuais e de fósseis e em dados filogenéticos moleculares de várias espécies de angiospermas. A figura representa um cladograma com possíveis graus de parentesco evolutivo dos diferentes grupos de angiospermas em relação ao grupo que produz a flor primordial.

EM13CNT202

2. UFU-MG A figura adiante refere-se a um processo ecológico muito importante para a manutenção dos ecossistemas naturais e agrícolas. Analise essa figura e responda as questões a seguir. Estrutura II

Estrutura III

Flor da planta A

Flor da planta B

a) Como são denominadas as estruturas I, II e III? b) Como o processo ilustrado na figura é denominado e qual sua consequência para a planta A? c) Por que é importante que a estrutura II seja transportada pelo inseto entre flores de plantas diferentes, em vez de ser transportada para outra flor da mesma planta?

a) Qual número representa o grupo de plantas evolutivamente mais próximo do grupo que produz a flor primordial? Qual molécula deve ter sido o foco da pesquisa que permitiu obter os dados filogenéticos? b) A presença de  sépalas e cinco carpelos nessa flor primordial revela que ela pertence a um grupo muito representativo de angiosperma existente até hoje. Cite esse grupo de angiosperma e justifique sua resposta de acordo com as características florais utilizadas para essa classificação.

FRENTE 2

(Pesquisa Fapesp, agosto de 2017. Adaptado.)

Estrutura I

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Steve Gschmeissner/Science Photo Library/ Science Photo Library/Fotoarena

Fotomicrografia da folha de Ammophila arenaria, planta conhecida como estorno. (Colorida artificialmente; aumento de 78 vezes.)

FRENTE 2

CAPÍTULO

15

Anatomia vegetal Analisando somente as características anatômicas das células e dos tecidos da folha da imagem, um botânico pode concluir que a planta, conhecida como estorno, vive em ambiente seco. A área da Biologia que estuda os diferentes tipos celulares e tecidos das plantas é a Anatomia Vegetal. Além de inferir em que tipo de ambiente uma planta vive, os estudos anatômicos permitem determinar a espécie e a idade dessa planta, auxiliam em estudos filogenéticos e contribuem para revelar dados sobre as condições climáticas enfrentadas por ela até atingir sua idade e tamanho atuais.

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Tecidos meristemáticos

Ao analisar imagens de microscopia de cortes de órgãos vegetais, como folhas e raízes, fica evidente que as plantas são formadas por células, unidades básicas morfofisiológicas dos seres vivos. As células se agrupam formando os tecidos, que desempenham funções importantes para a sobrevivência das plantas.

Diferentemente dos animais, que têm crescimento determinado (param de crescer), as plantas têm órgãos, como caules e raízes, de crescimento indeterminado (não param de crescer). Os tecidos meristemáticos (do grego meristós, dividir) são responsáveis por esse crescimento. Células meristemáticas são indiferenciadas e totipotentes, isto é, são capazes de formar diversos tipos celulares. Geralmente, têm parede celular fina, núcleo volumoso com nucléolo proeminente, abundância de mitocôndrias, vacúolos pequenos e presença de proplastos (organelas precursoras dos cloroplastos). Nos tecidos meristemáticos, ocorre intensa atividade mitótica. Algumas das células produzidas, denominadas iniciais, permanecem meristemáticas e atuam como reservatório desse tipo celular. Outras, denominadas derivadas, diferenciam-se em células específicas que se tornam parte integrante do tecido em desenvolvimento.

Um tecido é um conjunto integrado de células com funções, estruturas e origens comuns. Já um órgão representa um conjunto de tecidos que, juntos, realizam funções específicas e formam estruturas especializadas.

Os tecidos vegetais são classificados em dois grupos: tecidos meristemáticos e tecidos adultos. Os tecidos meristemáticos são compostos de células que participam do crescimento vegetal. Já os tecidos adultos podem ser agrupados em três sistemas que se espalham pelo corpo da planta de forma concêntrica: sistema dérmico, sistema vascular e sistema fundamental. O sistema dérmico reveste o corpo da planta, atuando como uma barreira que a protege de danos físicos e de patógenos. Nesse sistema, são encontrados dois tipos de tecidos de revestimento: epiderme e súber. Para o transporte de água, minerais e nutrientes orgânicos, as plantas contam com o sistema vascular. Esse sistema contém os tecidos condutores xilema e floema, ambos responsáveis pelo transporte de seiva no corpo vegetal. Entre os sistemas dérmico e vascular encontra-se o sistema fundamental, formado por tecidos de sustentação, assimilação (fotossintéticos), preenchimento e armazenamento de moléculas. Os principais tecidos encontrados no sistema fundamental são: parênquima, colênquima e esclerênquima. CORES ELEMENTOS FANTASIA

Sistema fundamental (fotossíntese, sustentação e armazenamento de substânclas)

Sistema vascular (transporte de substânclas)

FORA DE PROPORÇÃO

Sistema dérmico (revestimento)

Corte transversal da folha

Vascular Fundamental Dérmico Corte transversal do caule

Vascular Fundamental Dérmico Corte transversal da raiz Representação esquemática do corpo de uma planta, indicando a distribuição dos sistemas dérmico, fundamental e vascular na folha, no caule e na raiz.

Fotomicrografia de células na região meristemática de uma raiz de cebola (colorida artificialmente; aumento de 600 vezes). É possível notar que várias dessas células estão em divisão celular.

Os meristemas são classificados em dois tipos: apicais e laterais. Os meristemas apicais estão relacionados ao crescimento em comprimento (corpo primário da planta), e os meristemas laterais realizam o crescimento em espessura (corpo secundário da planta).

Meristemas apicais e crescimento primário O meristema apical é responsável pela formação de novos órgãos, como folhas e flores, e pelo alongamento (crescimento em comprimento) de caules e raízes, processo conhecido como crescimento primário. Suas células derivam das células embrionárias, isto é, do embrião ainda dentro da semente. Esse tecido é encontrado nas extremidades da raiz, do caule e de ramos caulinares. Na raiz, o meristema é chamado subapical, uma vez que é protegido pela coifa. Já no caule e nos ramos caulinares, os meristemas apicais são encontrados nas gemas apicais, bem como nas gemas axilares, também conhecidas como gemas laterais. As gemas axilares são estruturas formadas por tecido meristemático dormente. Elas formam novos ramos ou flores quando esse tecido desperta e são encontradas nas regiões de contato entre as folhas e os caules.

FRENTE 2

Atenção

Steve Gschmeissner/Science Photo Library/Fotoarena

Organização do corpo da planta

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O crescimento primário possibilita que as raízes busquem mais água e minerais no solo e que as partes aéreas aumentem sua exposição à luz solar. Após o alongamento celular, as células se modificam em tipos adultos, que realizam funções específicas. O meristema apical produz três tipos de meristemas primários: protoderme, meristema fundamental e procâmbio. A camada mais externa é a protoderme, que se diferencia em epiderme (tecido de revestimento). O meristema fundamental se diferencia em parênquima, colênquima, esclerênquima ou estruturas secretoras. Já o procâmbio se diferencia nos tecidos condutores primários: xilema primário e floema primário. Meristema primário

Tecidos formados

Protoderme

Epiderme

Meristema secundário

Súber (externo) Felogênio Feloderme (interno) Floema secundário (externo) Câmbio Xilema secundário (interno)

Quadro comparativo com os meristemas secundários e os tecidos formados por eles.

Córtex Medula

Parênquima, colênquima e esclerênquima Floema primário e xilema primário

Meristema fundamental Procâmbio

Imagens: Choksawatdikorn/Shutterstock.com, Power_J/Shutterstock.com

Epiderme

Xilema primário

Floema secundário

Meristema apical

A

CORES FANTASIA

Floema primário

Primórdio foliar Gema apical

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Estrutura primária

Quadro comparativo com os meristemas primários e os tecidos formados por eles.

Floema primário Estrutura secundária Súber

Gemas axilares

Meristema primário

B

Meristema da gema axilar Meristema subapical

Extremidades das raízes

Coifa

Representação esquemática do corpo de uma planta, indicando a posição das gemas apicais e axilares. Nas fotomicrografias, corte longitudinal da gema apical (A) e da raiz (B), destacando os tecidos meristemáticos. O primórdio foliar é a estrutura precursora da folha, e a coifa é responsável pela proteção do meristema subapical radicular.

Meristemas laterais e crescimento secundário Os meristemas laterais (ou meristemas secundários) atuam no crescimento em diâmetro (espessura), também conhecido como crescimento secundário. Esses meristemas são cilíndricos, compostos de uma ou algumas camadas que se estendem ao longo de caules e raízes de muitas gimnospermas e diversas eudicotiledôneas, sendo raros nas monocotiledôneas. Existem dois tipos de meristemas laterais: felogênio e câmbio vascular. Essas células meristemáticas surgem, na maioria dos casos, por meio da desdiferenciação de células parenquimáticas, que readquirem capacidade proliferativa e retornam a uma condição meristemática.

120

Tecidos formados

BIOLOGIA

Capítulo 15

Felogênio Periderme Feloderme

Xilema primário Xilema secundário

Câmbio

Representação esquemática das estruturas primária e secundária do caule de uma eudicotiledônea.

O felogênio, também conhecido como câmbio da casca, fica na parte mais externa de caules e raízes, produzindo células de revestimento que substituem a epiderme. Esse meristema produz dois tipos de tecidos: o súber e a feloderme. As células originadas do felogênio que ficam voltadas para o exterior morrem e se diferenciam em súber, tecido protetor que substitui a epiderme, a qual se rompe durante o crescimento secundário. As células derivadas do felogênio voltadas para o interior da planta originam a feloderme, constituída de uma a quatro camadas de células parenquimáticas.

Atenção O conjunto formado pela feloderme, pelo felogênio e pelo súber é denominado periderme. Já a palavra casca se refere a todos os tecidos externos ao câmbio, incluindo floema secundário e periderme.

O câmbio vascular é constituído por células dispostas em um cilindro localizado internamente nos caules e nas raízes, responsável pela produção de novos tecidos de condução de seiva. Suas células têm duas origens: restos de procâmbio ou desdiferenciação de células parenquimáticas.

Anatomia vegetal

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ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Os anéis de crescimento também indicam as condições climáticas existentes na época em que foram produzidos. Anéis mais largos, por exemplo, são produzidos em anos mais úmidos e quentes, enquanto os anéis mais finos são produzidos em anos mais secos e frios. Assim, ao analisar essas diferenças em microscopia, os cientistas podem inferir as mudanças climáticas em determinado ano e região. luri/Shutterstock.com

Por meio de divisões mitóticas, o câmbio produz o xilema secundário, voltado para o interior da planta, e o floema secundário, voltado para o exterior da planta. O xilema secundário tem papel ativo na sustentação de troncos, ramos e raízes. No transporte de seiva, ele é funcional apenas por alguns anos, de forma que apenas a região mais recente e externa do xilema secundário, denominada alburno, realiza o transporte de seiva. O xilema mais antigo e interno é denominado cerne, madeira de extrema resistência que não contribui para o transporte de seiva.

Lenho estival

Lenho primaveril

logika600/Shutterstock.com

CORES FANTASIA

Súber

Anel de crescimento

Felogênio Floema secundário

Cerne

Câmbio

Representação esquemática do corte transversal do tronco de uma árvore (caule em estrutura secundária).

Anéis de crescimento As plantas capazes de produzir madeira são chamadas de plantas lenhosas. Em muitas delas, o corte transversal do caule revela a existência de círculos concêntricos e bem visíveis, chamados anéis de crescimento. Eles são formados por alterações no padrão de atividade do câmbio vascular e diferenciação das células formadas, como resposta às alterações climáticas do ambiente. Os anéis de crescimento podem ser utilizados para determinar a idade de plantas lenhosas de clima temperado, uma vez que o clima dessas regiões tem estações do ano bem definidas. Na primavera e no verão (estações com dias mais longos, úmidos e quentes), o câmbio produz células condutoras mais largas e com paredes mais finas no xilema secundário, que é conhecido como lenho primaveril ou inicial. Essa estrutura das células possibilita um transporte mais rápido de água e minerais para as folhas novas em fase de crescimento. No outono, estação na qual os dias são mais curtos, frios e secos, o câmbio produz células condutoras mais finas e com paredes mais espessas. Esse xilema, chamado de lenho estival ou tardio, contribui de forma mais eficiente para a sustentação da planta do que para a condução de seiva. No inverno, as condições climáticas não são favoráveis ao crescimento da planta, e o câmbio se torna dormente e cessa sua atividade até a primavera seguinte, quando volta a produzir o lenho primaveril. Assim, uma planta de clima temperado produz apenas um anel de crescimento por ano, sendo que cada anel tem sempre duas faixas: uma mais clara e larga (lenho primaveril) e outra mais escura e estreita (lenho estival).

Corte transversal do tronco de uma árvore em que estão destacados os anéis de crescimento.

Tecidos adultos Como vimos, os tecidos adultos de uma planta podem ser agrupados nos sistemas dérmico, fundamental e vascular. Vamos estudar cada um deles mais detalhadamente a seguir.

Epiderme A epiderme, derivada da protoderme, é o tecido de revestimento de órgãos vegetais jovens. Geralmente, ela é composta de células vivas e sem cloroplastos, com exceção das células estomáticas. As células epidérmicas são achatadas e justapostas e costumam formar uma única camada de proteção ao redor dos órgãos vegetais. A espessura da parede celular varia entre as espécies e nas diferentes partes de uma mesma planta. Há células epidérmicas com parede celular primária e sem lignina, como nas folhas, e células de parede secundária lignificada, como na casca das sementes.

Cutícula As células epidérmicas produzem uma película denominada cutícula, depositada na parede celular externa. A cutícula contém substâncias impermeabilizantes, como a cutina (lipídio), as quais protegem as plantas da desidratação intensa e dos efeitos prejudiciais dos raios solares, uma vez que refletem o excesso de radiação. Além disso, a cutícula também protege a planta contra a proliferação de microrganismos. Nos ambientes mais úmidos, como florestas tropicais, as folhas têm cutícula mais fina e com menor concentração de cera (lipídio). Já nos desertos, ambientes mais secos, as plantas têm cutícula mais espessa e com maior concentração de cera, o que reduz a desidratação.

FRENTE 2

Alburno

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Epiderme

Estômatos

Dr Jeremy Burgess/Science Photo Library/Fotoarena

As trocas gasosas realizadas entre a planta e a atmosfera ocorrem por meio de estruturas denominadas estômatos (do grego stoma, boca). Essas estruturas são encontradas principalmente nas folhas, mas podem estar presentes em outras regiões fotossintetizantes, como caules e frutos jovens. Além de possibilitar trocas gasosas, fundamentais para a fotossíntese e a respiração, os estômatos também realizam a transpiração. Cada estômato é formado por duas células estomáticas, também conhecidas como células-guarda, e uma abertura delimitada por elas, denominada ostíolo ou fenda estomática. As células estomáticas são reniformes (forma de rim) e têm cloroplastos, diferentemente das demais células epidérmicas. Muitos estômatos são rodeados pelas células anexas ou subsidiárias.

Eletromicrografia de varredura da superfície da folha de Cannabis sativa, com destaque para os tricomas secretores (estruturas globulosas, coloridas artificialmente; cerca de 60 µm de diâmetro). Esses tricomas produzem tetrahidrocanabinol (THC) e canabidiol (CBD), utilizados como princípios ativos de medicamentos.

Acúleos Diversas plantas, como as roseiras, apresentam projeções pontiagudas muito parecidas com espinhos, conhecidas como acúleos. Tantos os espinhos quanto os acúleos protegem a planta contra herbivoria. Os espinhos podem ser ramos modificados da planta, como no caso do limoeiro, ou folhas modificadas, como no caso dos cactos. Os acúleos, por outro lado, são formados apenas pela proliferação de células epidérmicas, sem a presença de tecidos adicionais. All for you friend/Shutterstock.com

Fotomicrografia do corte transversal da folha da gramínea Ammophila arenaria. Note a cutícula espessa na epiderme da face superior. (Colorida artificialmente; aumento de 25 vezes.)

Células estomáticas

Ostíolo

Eletromicrografia de varredura da superfície da folha de tabaco (Nicotiana tabacum), com destaque para os estômatos. (Colorida artificialmente; aumento de 610 vezes.)

Tricomas Em muitas plantas, as células epidérmicas podem se modificar e formar estruturas alongadas denominadas tricomas (do grego trichos, pelo), que podem ser unicelulares ou pluricelulares. Os tricomas podem exercer funções variadas. Nas sementes do dente-de-leão, por exemplo, os tricomas alongados ajudam na dispersão pelo vento. Nas folhas das plantas do Cerrado, os tricomas de cobertura são abundantes e formam um emaranhado que ajuda na retenção de umidade e na proteção contra a desidratação. Diversas plantas, como a urtiga, têm tricomas secretores que contêm substâncias responsáveis pela proteção contra herbívoros.

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Ted Kinsman/Science Source/Fotoarena

Steve Gschmeissner/Science Photo Library/Science Photo Library/Fotoarena

Cutícula

BIOLOGIA

Capítulo 15

Caule de roseira, com destaque para os acúleos (estruturas pontiagudas semelhantes aos espinhos).

Súber O súber, também conhecido como felema, é o tecido de revestimento derivado do felogênio (câmbio da casca) e encontrado nas cascas de caules e raízes em estrutura secundária, ou seja, mais antigos e com crescimento em espessura. Esse tecido contém células mortas e ocas, nas quais restam apenas as paredes celulares. Diferentemente da epiderme, que é formada por uma única camada de células, o súber é formado por várias camadas de células, que exercem uma barreira de proteção da árvore. As células do súber têm parede celular com suberina, molécula altamente hidrofóbica. Nesse sentido, o súber é um tecido de impermeabilização de troncos e raízes, que contribui para o controle da perda de água e fornece proteção térmica, já que é um excelente isolante térmico.

Anatomia vegetal

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Natalia van D/Shutterstock.com

John Copland/Shutterstock.com

Extração da cortiça Extraída da casca de árvores como o sobreiro (Quercus suber), a cortiça é um material leve que funciona como isolante acústico e térmico, por isso é muito usada nos setores de automobilismo, decoração, construção civil e bebidas alcoólicas (nas rolhas de garrafas de vinho). A extração da cortiça deve ser controlada e realizada a cada 10 anos apenas por profissionais experientes, para não prejudicar a planta.

Epiderme

Marek Mis/Science Photo Library/Fotoarena

Em caules jovens e pecíolos, o colênquima confere às plantas a capacidade de se balançarem com o vento, sem que se quebrem. Além disso, o colênquima também pode ser encontrado ao redor dos feixes vasculares das folhas, o que contribui para a sustentação delas.

Estabelecendo relações

Cutícula

Espessamento

Colênquima

Ramo caulinar da flor conhecida como beijo-de-frade (Impatiens balsamina) e fotomicrografia do corte transversal de seu caule. Note o colênquima com espessamento irregular na parede celular. (Aumento de 300 vezes.)

Esclerênquima

cfsmady/Shutterstock.com

As lenticelas são regiões do súber com células de disposição mais frouxa, que possibilitam trocas gasosas. Elas podem ser observadas em plantas com casca mais lisa, aparecendo como pequenos poros ou fendas salientes em ramos, troncos, raízes e até em frutos, como maçãs e peras. Já em caules de casca mais grossa e texturizada, as lenticelas ocorrem no fundo de rachaduras e não são facilmente visíveis.

Lenticelas

Marek Mis/Science Photo Library/Fotoarena

Lenticelas

Assim como o colênquima, o esclerênquima (do grego skleros, duro) atua como um tecido de sustentação. Esse tecido ocorre em regiões da planta sem flexibilidade e que já cessaram o crescimento em comprimento. O esclerênquima tem células mortas (fibras e esclereídes) com parede secundária espessa e resistente devido à deposição de lignina, molécula que confere resistência a elas. Além disso, têm espessamento regular que, muitas vezes, aparece na forma de camadas concêntricas depositadas na parte interna da célula. Robert Biedermann/Shutterstock.com

Cortiça extraída da planta sobreiro (Quercus suber) secando naturalmente.

Ramo caulinar com flores de cerejeira-brava (Prunus avium) e fotomicrografia de corte transversal de fibras esclerenquimáticas encontradas no caule dessa planta. (Colorida artificialmente; aumento de 560 vezes.)

Superfície do caule de uma planta, com destaque para as lenticelas.

Colênquima O colênquima (do grego kolla, cola) é um tecido formado por células vivas e alongadas. A parede celular é primária e apresenta espessamento irregular, sem depósito de lignina. O termo “colênquima” faz referência às camadas de celulose que fornecem sustentação e mantêm a flexibilidade da planta.

O xilema (do grego xylos, madeira), ou lenho, é o tecido vascular que realiza o transporte da seiva inorgânica (seiva bruta) das raízes para a parte aérea das plantas. Esse tecido também atua na sustentação das plantas, já que forma a madeira dos troncos. Os três tipos celulares encontrados no xilema são: células condutoras (traqueídes e elementos de vaso), fibras e células parenquimáticas. As células condutoras são cilíndricas e mortas. Assim como as células do esclerênquima, elas também passam por morte celular programada e são

FRENTE 2

Xilema

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Floema

Steve Lowry/Science Photo Library/Fotoarena

compostas apenas de parede celular lignificada e com numerosas pontuações (poros que permitem a passagem de água e nutrientes entre as células adjacentes). Existem dois tipos de células condutoras: traqueídes e elementos de vaso. As traqueídes são células longas, finas e com extremidades afiladas e fechadas. São encontradas em todas as traqueófitas e foram, provavelmente, as primeiras células condutoras na história evolutiva das plantas, sendo o único tipo de célula condutora da maioria das pteridófitas e gimnospermas.

Parede celular

Fluxo de seiva

Extremidade afiliada Pontuações

Representação esquemática e fotomicrografia de traqueídes, células condutoras do xilema. (Colorida artificialmente; aumento de 78 vezes.)

Aldona Griskeviciene/Shutterstock.com

Já os elementos de vaso, típicos de angiospermas, são células condutoras mais largas e curtas do que as traqueídes, e transportam água de forma mais rápida. Eles têm paredes terminais abertas, com placas perfuradas, que podem ser fendas ou uma grande abertura, o que facilita a passagem de seiva entre as células condutoras e forma um tubo contínuo (vaso) ao longo da planta.

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

CORES FANTASIA

Crivos Célula companheira

Elemento de vaso

Placa perfurada

CORES FANTASIA

Fibra

Representação esquemática do xilema, com destaque para o elemento de vaso. No detalhe, eletromicrografia de varredura de uma placa perfurada de Corylus avellana. (Colorida artificialmente; aumento desconhecido.)

BIOLOGIA

Capítulo 15

Placa crivada

Elemento de tubo crivado

Restos de citoplasma

Imagens: Biology Education/Shutterstock.com, Dr. Richard Kessel and Dr. Gene Shih/Science Photo Library/Fotoarena

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Biophoto Associates/Science Source/Fotoarena

Núcleo

Xilema em corte

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O floema (do grego phloios, casca), ou líber, é o tecido responsável pelo transporte de seiva orgânica (seiva elaborada), constituída de água, minerais e nutrientes orgânicos. Esse transporte ocorre a partir dos órgãos fotossintéticos, como as folhas, para as demais regiões da planta. Existem três tipos celulares no floema: células condutoras (células crivadas e elementos de tubo crivado), fibras e células parenquimáticas. As células crivadas, encontradas em pteridófitas e gimnospermas, não têm placas crivadas nas paredes terminais. Os elementos de tubo crivado, presentes exclusivamente em angiospermas, são células cilíndricas, anucleadas, com parede primária fina (sem lignina) e que permanecem vivas. Essas células formam feixes, denominados tubos crivados. Durante a diferenciação, grande parte do protoplasto (núcleo, ribossomos e complexo golgiense) é degradada, sobrando apenas um pouco de citoplasma nas proximidades da parede celular. Essa drástica redução de conteúdo citoplasmático libera muito espaço dentro da célula, por onde ocorre transporte de seiva. Nas paredes terminais existem as placas crivadas, estruturas com poros, conhecidos como crivos, que permitem a passagem de citoplasma. Assim, os elementos de tubo crivado têm uma ligação contínua de citoplasma, desde a base até o topo da planta. A sobrevivência dos elementos de tubo crivado depende das células parenquimáticas adjacentes, denominadas células companheiras. São elas que fornecem energia e nutrientes necessários para a sobrevivência dos elementos de tubo crivado e para a manutenção do transporte de seiva pelo floema.

Crivos Representação esquemática do floema de uma angiosperma e, no detalhe, eletromicrografia de varredura de uma placa crivada. (Colorida artificialmente; aumento de 800 vezes.)

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Steve Gschmeissner/Science Photo Library/Fotoarena

O parênquima (do grego parenchein, encher ao lado) é o tecido mais abundante de uma planta jovem, já que atua como um tecido de preenchimento entre os tecidos de revestimento e os vasculares de caules e raízes. É formado por células vivas, pouco especializadas e totipotentes, atuando nos processos de regeneração e cicatrização de feridas. Suas células geralmente não têm parede secundária. A parede primária é delgada e composta predominantemente de celulose, o que permite que as células cresçam em diversas regiões da planta. O parênquima exerce diversas funções. Nesse sentido, existem três tipos de parênquima: fundamental, clorofiliano e de reserva. O parênquima fundamental, também conhecido como parênquima de preenchimento, é encontrado nas regiões cortical (mais externa) e medular (mais interna) de caules e raízes, e é responsável por diversas funções metabólicas. Já o parênquima clorofiliano (ou clorênquima) é encontrado nas partes jovens e verdes da planta, como folhas, caules, frutos e raízes aéreas. Suas células são ricas em cloroplastos e realizam fotossíntese. Epiderme Parênquima Xilema

Parênquima

Fotomicrografia do corte transversal da raiz do milho (Zea mays), com destaque para o parênquima, preenchendo os espaços entre os demais tecidos vegetais. (Aumento de 24 vezes.)

Muitas moléculas da planta são armazenadas no parênquima de reserva, que pode ser de três tipos: amilífero, aquífero e aerífero. No parênquima amilífero ocorre armazenamento de amido, estocado no interior dos amiloplastos (plastídios modificados). Esse parênquima é muito abundante nos órgãos vegetativos de reserva, como caules (batata-inglesa) e raízes (mandioca), e nos órgãos reprodutivos, como as sementes (feijão) e os frutos (banana), servindo como fonte de energia para a atividade celular. Dennis Kunkel Microscopy/Science Photo Library/Fotoarena

Parênquima

Eletromicrografia de varredura do parênquima amilífero da batata, com destaque para os grãos de amido (avermelhados). (Colorido artificialmente; aumento de 400 vezes.)

O parênquima aquífero, tecido responsável pelo armazenamento de água nos vacúolos das células, é fundamental para a sobrevivência das plantas em locais de restrição hídrica, como as cactáceas de desertos. Já plantas aquáticas, como a vitória-régia e a ninfeia, são ricas em parênquima aerífero (aerênquima). Esse tecido armazena ar nos espaços entre as células, possibilitando que as plantas aquáticas flutuem e permaneçam na superfície, onde existe maior disponibilidade de luz para a fotossíntese.

5. Discuta a função exercida pela cutícula e pelos estômatos nas plantas.

2. Cite três características das células meristemáticas.

6. Cite duas diferenças entre a epiderme e o súber.

3. O que são anéis de crescimento e qual a utilidade deles para o estudo das plantas?

7. Compare as células do colênquima com as do esclerênquima.

4. A ilustração abaixo representa o corte transversal de um tronco de uma árvore lenhosa.

8. Quais são os tecidos responsáveis pelo transporte de seiva nas plantas e que tipo de seiva cada um transporta?

logika600/Shutterstock.com

1. Quais são os três sistemas de tecidos nas plantas adultas e que funções eles exercem?

E A

B

C

F

D

Cite o nome das regiões ou dos tecidos indicados pelas letras.

9. Como são denominadas as células condutoras do xilema e do floema exclusivas de angiospermas?

FRENTE 2

Revisando

10. Cite uma planta que tem parênquima amilífero e outra que tem parênquima aquífero, indicando a função desempenhada por esses tecidos nas plantas citadas.

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Exercícios propostos 1. Uece 2020 O tecido que forma os diversos tecidos vegetais e cujas células apresentam alta capacidade de se dividir é denominado de a) meristema. c) xilema. b) colênquima. d) parênquima. 2. Fuvest-SP Enquanto a clonagem de animais é um evento relativamente recente no mundo científico, a clonagem de plantas vem ocorrendo já há algumas décadas com relativo sucesso. Células são retiradas de uma planta-mãe e, posteriormente, são cultivadas em meio de cultura, dando origem a uma planta inteira, com genoma idêntico ao da planta-mãe. Para que o processo tenha maior chance de êxito, deve-se retirar as células a) do ápice do caule. b) da zona de pelos absorventes da raiz. c) do parênquima dos cotilédones. d) do tecido condutor em estrutura primária. e) da parede interna do ovário. 3. OBB 2015 A figura abaixo representa o corte longitudinal da raiz de uma planta e a visualização de parte de suas células, destacado no corte, em microscópio óptico.

5. UPF-RS 2019 Em relação aos tecidos vegetais denominados meristemas, assinale a alternativa incorreta. a) meristemas primários são encontrados somente em plantas jovens, e meristemas secundários são encontrados apenas em plantas adultas. b) são tecidos formados por células indiferenciadas, com grande capacidade de multiplicação por mitose. c) os meristemas primários têm origem embrionária e sua atividade resulta no crescimento longitudinal da planta. d) protoderme e procâmbio são os meristemas a partir dos quais se formam, respectivamente, a epiderme e os tecidos vasculares primários. e) a atividade dos meristemas secundários resulta na formação da periderme e dos tecidos vasculares secundários. 6. UFRGS No processo de crescimento das plantas vasculares, as células dos meristemas apicais do caule e da raiz dividem-se ativamente. A partir disso, desenvolvem-se os meristemas primários, responsáveis pelo crescimento longitudinal da planta. Os meristemas secundários, formados posteriormente, relacionam-se com o crescimento em espessura. Relacione adequadamente as plantas referidas na coluna 2 com o respectivo tipo de crescimento, indicado na coluna 1. Coluna 1 1. Crescimento primário 2. Crescimento primário e secundário

A imagem da microscopia e a divisão a qual pertence esta planta são, respectivamente: a) zona de crescimento secundário e angiosperma dicotiledônea. b) zona de absorção e gimnosperma dicotiledônea. c) zona de crescimento primário e angiosperma dicotiledônea. d) zona de crescimento secundário e angiosperma monocotiledônea. e) zona de pilífera e angiosperma monocotiledônea. 4. UFRGS 2013 Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. As dicotiledôneas apresentam __________ e __________, o que lhes permite crescimento secundário. a) protoderme – procâmbio b) câmbio vascular – felogênio c) coifa – procâmbio d) protoderme – felogênio e) coifa – anéis anuais

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BIOLOGIA

Capítulo 15

Coluna 2 samambaia pinheiro abacateiro milho ipê

A sequência correta de preenchimento, de cima para baixo, é a)  –  –  –  – . b)  –  –  –  – . c)  –  –  –  – . d)  –  –  –  – . e)  –  –  –  – . 7. UCS-SP 2021 Durante o desenvolvimento embrionário das plantas, as células meristemáticas, ou o meristema, se dividem ativamente, transformando o zigoto em um conjunto de células ainda indiferenciadas. A partir de certo ponto, algumas dessas células começam a se diferenciar, dando origem, inicialmente, aos meristemas primários que, posteriormente, darão origem aos diferentes tecidos do embrião. Assinale a alternativa que indica corretamente dois meristemas primários. a) Protoderme e procâmbio. b) Hipocótilo e epicótilo. c) Coifa e meristema apical. d) Meristema fundamental e células parenquimáticas. e) Meristema apical e câmbio.

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8. Unisc-RS 2015 Os meristemas primários: procâmbio, meristema fundamental e protoderme originam, respectivamente, os seguintes tecidos vegetais: a) parênquima, colênquima e esclerênquima; periderme; epiderme. b) xilema e floema primários; epiderme, parênquima, colênquima; esclerênquima. c) periderme, xilema e floema secundários; parênquima e colênquima; esclerênquima. d) xilema e floema primários; parênquima, colênquima e esclerênquima; epiderme. e) felogênio, xilema e floema secundários; parênquima e colênquima; esclerênquima. 9. UPE/SSA 2022 Leia o texto e a figura a seguir: A existência dos anéis de crescimento foi observada há muito tempo, sendo os primeiros relatos feitos na Grécia antiga. Já no século XVI, Leonardo da Vinci reconheceu a relação entre os anéis de crescimento e o clima em árvores de Pinus da região de Toscana (Itália). Em regiões de clima temperado, os anéis de crescimento representam, geralmente, o incremento anual das árvores. A cada ano, é acrescentado um novo anel ao tronco, razão pela qual são denominados anéis anuais. Sua contagem permite determinar a idade do indivíduo.

10. Unicamp-SP Devido ao calor e à seca no verão de 2003 na França, um carvalho que havia sido plantado em 1681 morreu e teve que ser cortado, restando apenas parte do seu tronco de 5,5 m de circunferência. Se não houvesse registros da data do seu plantio, a idade da árvore poderia ser estimada pelo número de anéis de crescimento presentes no tronco. Os anéis de crescimento são encontrados em dicotiledôneas e não em monocotiledôneas devido à a) atividade do felogênio e porque as monocotiledôneas não têm crescimento secundário. b) variação na atividade do câmbio e porque as monocotiledôneas não formam câmbio. c) variação na atividade do câmbio e porque as monocotiledôneas não espessam o tronco. d) atividade do súber e porque as monocotiledôneas não formam câmbio. 11. Uece 2017 O caule serve de suporte mecânico para folhas e estruturas de reprodução vegetal, além de ser responsável pela integração estrutural e fisiológica entre raízes e folhas. Sobre o caule, são feitas as seguintes afirmações: I. Os anéis de crescimento são círculos concêntricos no floema resultantes da variação de atividade do câmbio vascular em resposta a alterações climáticas. II. As partes jovens do caule são revestidas pela epiderme, que é composta por uma camada de células, e contém estômatos, pelos quais ocorrem as trocas gasosas. III. O câmbio vascular localiza-se na região central do caule, produzindo xilema secundário para o interior e floema secundário para o exterior. É correto o que se afirma em a) I, II e III. c) II e III apenas. b) I e II apenas. d) I e III apenas.

Fonte: Documentos 75, Embrapa.

Considerando as indicações na figura, representadas pelas setas A e B, assinale a alternativa CORRETA. a) A letra B corresponde ao lenho estival, com vasos lenhosos em plena atividade fisiológica. A letra A corresponde ao lenho invernal, onde os vasos lenhosos estão em dormência. b) A letra A corresponde ao cerne, que representa vasos lenhosos em atividade. A letra B representa o alburno, formado por vasos lenhosos mais antigos. c) A letra A corresponde ao alburno, que representa vasos lenhosos ainda em atividade. A letra B representa o cerne, formado por vasos lenhosos mais antigos. d) A letra A corresponde aos vasos lenhosos de parede larga, chamados lenhos estivais. A letra B corresponde aos vasos lenhosos de paredes delgadas, chamados de lenhos primaveris. e) A letra A corresponde ao lenho primaveril, crescimento da árvore no início do período vegetativo. A letra B corresponde ao lenho estival, quando as células diminuem a sua atividade fisiológica.

12. UFRGS Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do parágrafo a seguir, na ordem em que aparecem. A ______ das plantas é composta por diferentes estruturas que fazem parte do seu sistema de revestimento ou proteção. Nela podem ser encontrados o ______ e o ______, que atuam no controle da perda de água pela planta. a) periderme – estômato – câmbio b) epiderme – câmbio – espinho c) periderme – acúleo – tricoma d) protoderme – acúleo – espinho e) epiderme – estômato – tricoma 13. UPF-RS 2015 Analise as figuras abaixo. FRENTE 2

Seção transversal de tronco de Araucaria angustifolia (Pinheiro do Paraná).

(Disponível em: http:// blogdoenem.com.br. e em http://www.alunosonline.com.br. Acesso em 16 abr. 2015)

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Assinale a alternativa que associa corretamente o número da seta ao respectivo nome da estrutura e cita o tecido vegetal no qual essas estruturas são encontradas. a) 1 – acúleo / 2 – estômato / 3 – espinho/tecido epidérmico. b) 1 – pelo / 2 – plasmodesmo /3 – espinho/tecido peridérmico. c) 1 – papila / 2 – hidatódio/ 3 – acúleo/tecido parenquimático. d) 1 – espinho / 2 – estômato /3 – tricoma/tecido meristemático. e) 1 – tricoma / 2 – estômato /3 – acúleo/tecido epidérmico. 14. UPE 2015 A cortiça é um tecido vegetal impermeável e flexível ao mesmo tempo, com estrutura que pode ser comprimida até a metade do seu volume, sem perder sua elasticidade. É amplamente utilizada para a produção de rolhas na vedação do vinho engarrafado. A cortiça só pode ser retirada de árvores com idade entre 25 e 30 anos e, após essa primeira extração, apenas a cada 9 anos, será possível sua retirada novamente. O principal país produtor da cortiça é Portugal, pois a árvore, que a origina, é muito comum no sul do país, principalmente na região de Alentejo.

Fonte: disponível em: http://www.cafeportugal.net/pages/ dossier_artigo.aspx?id=3317

Qual tecido da planta fornece matéria-prima para produzir rolhas de cortiça? a) Lenho. b) Esclerênquima paliçádico. c) Colênquima. d) Feloderme. e) Súber. 15. FGV-SP 2013 A rolha de cortiça, utilizada para tapar garrafas de vinhos, apresenta características fundamentais que interferem na qualidade das bebidas armazenadas, entre elas a porosidade. A cortiça é extraída a partir do súber da espécie de árvore Quercus suber, ou sobreiro, original da península Ibérica. A porosidade da cortiça deve-se ao fato de esse tecido vegetal ser constituído por células a) cujo citoplasma apresenta vacúolo repleto de ar. b) mortas em que restam apenas as paredes celulósicas. c) cuja membrana plasmática apresenta alta per­ meabilidade.

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BIOLOGIA

Capítulo 15

d) vivas cuja parede celular apresenta reduzida quantidade de celulose. e) originadas a partir de tecidos condutores de seiva, portanto, tubos. 16. Uece 2019 São tipos de tecidos vegetais: a) parênquima, xilema e conjuntivo. b) colênquima, esclerênquima e muscular. c) xilema, floema e conjuntivo. d) parênquima, colênquima e esclerênquima. 17. PUC-Rio 2017 Os tecidos vegetais envolvidos no transporte de substâncias a longas distâncias nas traqueófitas são: a) colênquima e esclerênquima. b) xilema e floema. c) colênquima e xilema. d) esclerênquima e xilema. e) esclerênquima e floema. 18. Uece 2023 Em relação aos tecidos vegetais, é correto afirmar que a) as funções do parênquima são trocas gasosas, absorção de água e sais, proteção contra perda de água excessiva e revestimento. b) a epiderme apresenta as funções de preenchimento e acúmulo de substâncias. c) as funções do xilema são sustentação e proteção contra patógenos e herbívoros. d) o floema transporta substâncias pelo corpo do vegetal. 19. UFMS 2020 Qual o nome do tecido em plantas vasculares que transporta os compostos orgânicos solúveis produzidos durante a fotossíntese? a) Esclerênquima. b) Xilema. c) Colênquima. d) Floema. e) Parênquima. 20. UEMG 2019 Os vegetais multicelulares são formados por um grupamento de células diferenciadas que exercem uma mesma função. Esses conjuntos celulares são designados como tecidos e a divisão da Biologia que os estuda é denominada de Histologia. Nesses tecidos, existem células que possuem celulose em sua parede celular, vacúolos e cloroplastos em seu interior. Assinale a alternativa que apresenta o tecido vegetal formado por células mortas, alongadas e de parede celular lignificada. a) Xilema. c) Colênquima. b) Floema. d) Meristema. 21. Udesc 2023 A raiz obtém água e nutrientes a partir do solo, formando, no interior da planta, a seiva bruta (inorgânica), que é conduzida até as folhas pelo . As folhas realizam fotossíntese, produzindo seiva elaborada (orgânica), que é transportada pelo até a raiz e outras partes da planta.

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22. FMC-RJ 2020 O sistema vascular das plantas é formado por células cujas origens são os meristemas primários e secundários. Eles são vasos condutores de seivas que podem levar substâncias do sistema radicular para as folhas ou das folhas para as diferentes partes da planta. Identifique as respectivas seivas dos vasos condutores: a) xilema: transporta a seiva elaborada nas folhas para as demais partes da planta, sendo essa formada, essencialmente, por sais minerais e substâncias orgânicas; floema: transporta substâncias orgânicas, água e sais minerais da raiz para outras partes da planta. b) xilema: transporta substâncias orgânicas, água e sais minerais da raiz para outras partes da planta; floema: transporta, essencialmente, sais minerais e água das folhas para o sistema radicular. c) xilema: transporta, essencialmente, sais minerais, água e glicose da raiz para as folhas; floema: transporta a seiva elaborada, especificamente, para as flores. d) xilema: transporta a seiva bruta do sistema radicular para as folhas, sendo esta formada, essencialmente, por água e sais minerais; floema: transporta água, sais minerais e substâncias orgânicas das folhas para outras partes da planta. e) xilema: transporta a seiva elaborada; floema: transporta a seiva bruta. Ambas as seivas são formadas por sais minerais, água e substâncias orgânicas. 23. UFU-MG 2015 Considere o quadro a seguir em que os algarismos romanos de I a IV representam os principais tecidos vegetais, e os algarismos arábicos de 1 a 4 indicam algumas características, a constituição e as funções desses tecidos. Assinale a alternativa que associa, corretamente, esses tecidos vegetais, com suas respectivas características, constituição e funções. Tecidos I

Colênquima

Características, constituição e funções 1

Formado por células vivas, cuja função geral é o preenchimento de espaços internos da planta.

II

Esclerênquima

2

Constituído por células com grande capacidade de divisão e que descendem diretamente de células embrionárias.

III

Parênquima

3

É um tecido de sustentação constituído por células vivas, dotadas de paredes com reforços extras de celulose.

IV

Meristema primário

4

Constituído por células mortas, tem paredes impregnadas de lignina e sua função é a sustentação esquelética do corpo da planta.

a) b) c) d)

I-3, II-1, III-4 e IV-2. I-1, II-2, III-3 e IV-4. I-3, II-4, III-1 e IV-2 I-4, II-3, III-1 e IV-2.

24. Uern 2015 Em relação às funções dos parênquimas vegetais, relacione adequadamente as colunas. 1. Cortical 2. Aquífero 3. Aerífero 4. Amilífero  Reserva de água.  Flutuação e, às vezes, respiração.  Reserva de alimento.  Preenchimento de espaço. A sequência está correta em a) 3, 2, 1, 4. b) 2, 3, 1, 4. c) 4, 2, 1, 3. d) 2, 3, 4, 1. 25. Unisc-RS 2017 Analisando-se a organização anatômica do corpo vegetal, é possível afirmar que a epiderme, o esclerênquima e o xilema são considerados, respectivamente, como tecidos de a) sustentação, preenchimento e condução. b) revestimento, sustentação e condução. c) sustentação, condução e revestimento. d) condução, revestimento e sustentação. e) preenchimento, condução e sustentação. 26. Unisc-RS Relacione os tecidos vegetais com sua respectiva função. 1. Floema 2. Colênquima 3. Meristema 4. Esclerênquima 5. Xilema Formado por células de natureza ainda indiferenciada que se destinam a formar todos os demais tecidos das plantas. Tecido de sustentação formado por células com formato de fibra, porém curtas e ainda vivas. Os feixes desse tecido são superficiais, fornecendo pequena rigidez que não impede a flexibilidade de caules finos. Transporte de água das raízes para os caules e as folhas. As células deste tecido fornecem suporte rígido após morrerem. Transloca carboidratos e outros nutrientes. A sequência correta de preenchimento, de cima para baixo, é: a) 3 – 4 – 1 – 2 – 5. b) 4 – 3 – 1 – 2 – 5. c) 3 – 2 – 5 – 4 – 1. d) 1 – 2 – 3 – 4 – 5. e) 5 – 4 – 3 – 2 – 1.

FRENTE 2

Assinale a alternativa que completa, corretamente, as lacunas do texto. a) meristema primário – meristema secundário b) esclerênquima – colênquima c) xilema – floema d) floema – xilema e) colênquima – esclerênquima

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27. PUC-Rio 2013 As plantas, assim como os animais, apresentam órgãos compostos de diferentes tecidos, e esses tecidos apresentam diferentes funções: revestimento; assimilação e reserva; sustentação; condução. Os tecidos que desempenham essas funções são, respectivamente: a) epiderme, parênquima, floema, esclerênquima. b) colênquima, epiderme, xilema, parênquima. c) epiderme, esclerênquima, xilema, parênquima. d) epiderme, parênquima, esclerênquima, floema. e) parênquima, colênquima, floema, esclerênquima. 28. Unioeste-PR 2017 Durante uma aula de Botânica, a fim de destacar a importância de vários produtos de origem vegetal, um professor de Biologia ressaltou que: I. do caule tuberoso da batata retiram-se vários produtos importantes para a alimentação, ricos principalmente em AMIDO; II. dos caules de árvores como mogno, cedro, peroba, jacarandá, pinho, imbuia, ipê etc., retira-se uma grande variedade de MADEIRAS; III. do caule do sobreiro é extraída a grossa camada externa, conhecida como CORTIÇA; IV. do caule da coroa-de-Cristo pode ser extraído o LÁTEX, o qual apresenta potencial efeito moluscicida. Os produtos acima mencionados pelo professor e destacados no texto – AMIDO, MADEIRAS, CORTIÇA e LÁTEX – estão associados a diferentes tipos de tecidos vegetais, respectivamente: a) tecido suberoso; vasos lenhosos; tecido secretor; parênquima de reserva. b) tecido de sustentação; parênquima de reserva; vasos lenhosos; tecido suberoso. c) tecido secretor; parênquima de reserva; vasos lenhosos; tecido suberoso. d) parênquima de reserva; tecido suberoso; vasos lenhosos; tecido secretor. e) parênquima de reserva; vasos lenhosos; tecido suberoso; tecido secretor.

Texto complementar

Estruturas secretoras Muitas plantas têm estruturas secretoras, responsáveis pela produção, pelo armazenamento e pela liberação de diversas secreções, com diferentes funções. A seguir, serão apresentadas as características estruturais e funcionais das seguintes estruturas secretoras: glândulas de sal, hidatódios, nectários e laticíferos.

Glândulas de sal

J&d Zbaeren/eurelios/ Science Photo Library/Fotoarena

Nas folhas de plantas que vivem em ambientes hipersalinos (com muito sal), como o mangue, existem tricomas denominados glândulas de sal. Esses tricomas eliminam o excesso de sais que as plantas absorvem do ambiente e que poderiam comprometer a sobrevivência delas.

Fotomicrografia de secção transversal da folha de Acanthus ilicifolius, uma planta do mangue, com destaque para as glândulas de sal (setas). (Colorida artificialmente; aumento de 250 vezes.)

Hidatódios Os hidatódios são estruturas que eliminam água no estado líquido e íons minerais, processo conhecido como gutação. Estão presentes nas margens de folhas de diversas plantas herbáceas, como o morangueiro. Cada hidatódio tem células condutoras do xilema, parênquima destituído de cloroplastos (epitema) e um poro (semelhante a um estômato). A seiva é liberada das células condutoras do xilema nos espaços intercelulares do epitema. Após absorção ativa de íons minerais, a secreção é eliminada da planta por meio de poros aquíferos da epiderme das folhas.

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BIOLOGIA

Capítulo 15

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Processo de gutação ocasionado pelos hidatódios da folha de morangueiro.

Nectários

ervin herman/Shutterstock.com

Nos nectários ocorre a produção de néctar, principal recurso consumido pelos animais que visitam as plantas. O néctar é uma solução composta principalmente de água e açúcares, além de outras substâncias, como íons minerais, vitaminas, lipídios, aminoácidos e proteínas. De acordo com a localização, os nectários podem ser classificados em dois tipos: florais (encontrados nas flores) ou extraflorais (encontrados nas folhas ou no caule, fora das flores). De acordo com a função, os nectários podem ser nupciais ou extranupciais. Os nectários nupciais estão relacionados à reprodução das plantas, já que o néctar é procurado por agentes polinizadores (como abelhas e borboletas). Os nectários extranupciais não estão relacionados com a reprodução, mas com a proteção da planta contra herbívoros.

Formigas coletando néctar dos nectários extraflorais de mamona (Ricinus communis).

Laticíferos

FRENTE 2

Photoongraphy/Shutterstock.com

Muitas plantas têm laticíferos, estruturas secretoras de látex, substância que bloqueia ferimentos e protege a planta contra o ataque de herbívoros e microrganismos. O látex contém pequenas partículas (óleos, resinas, ceras e borracha) dispersas em um líquido com ácidos orgânicos, íons minerais, mucilagem, carboidratos e enzimas proteolíticas. Os laticíferos contêm células com parede impregnada por suberina ou calose, o que impede o extravasamento do látex e a comunicação com as células adjacentes. Nesse sentido, o látex é liberado apenas quando a planta sofre um corte ou ferimento.

Coleta de látex da seringueira (Hevea brasiliensis). Texto elaborado para fins didáticos.

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Veja os principais assuntos e conceitos trabalhados neste capítulo acessando a seção Resumindo no livro digital, na Plataforma Poliedro.

Quer saber mais? Vídeos Plantas da Caatinga: anatomia e absorção hídrica foliar. AnatoEncontros. Disponível em: https://youtu.be/oBKxkBKTmjo. Acesso em: 7 dez. 2023. Nesse vídeo, a pesquisadora Priscila Cortez apresenta adaptações relacionadas à anatomia de plantas da Caatinga. Na construção de arcos de violino, cada madeira é única. Pesquisa Fapesp. Disponível em: https://youtu.be/mjMdj81Z6Z0. Acesso em: 7 dez. 2023. Nesse vídeo, o biólogo Eduardo Longui apresenta características de diferentes tipos de madeira, e o arquiteto e arqueteiro Daniel Lombardi explica como elas influenciam a construção de arcos de violino.

Exercícios complementares 1. Uerj A clonagem de plantas já é um procedimento bastante comum. Para realizá-lo, é necessário apenas o cultivo, em condições apropriadas, de um determinado tipo de célula vegetal extraído da planta que se deseja clonar. Nomeie esse tipo de célula e apresente a propriedade que viabiliza seu uso com esse objetivo. Indique, ainda, uma parte da planta onde esse tipo de célula pode ser encontrado. 2. UEPG-PR Todos os tecidos de um vegetal se originam dos meristemas, por crescimento e diferenciação. Sobre esse constituinte celular, assinale o que for correto. 01 As células meristemáticas são bem pequenas, indiferenciadas, de paredes finas, sem cloroplastos e com núcleos relativamente grandes. 02 Os principais meristemas primários são o câmbio fascicular e o felogênio. Os principais meristemas secundários são o câmbio interfascicular e o meristema apical. 04 Numa planta, os meristemas podem ser primários ou secundários, dependendo de sua capacidade de permanecer ou não realizando meioses. 08 Os meristemas primários realizam meioses continuamente, o que pode ser constatado no crescimento das pontas de caules e raízes. Já os meristemas secundários passam por longos períodos sem realizar meioses e depois voltam a promover o crescimento em certos pontos de alguns órgãos, como nas folhas. 16 A partir dos meristemas diferenciam-se os muitos tecidos permanentes, alguns bem especializados, outros mortos. Os tecidos permanentes mais comuns são: parênquima, tecidos tegumentares, tecidos secretores, tecidos mecânicos e tecidos condutores. Soma: 3. UFPR A figura abaixo representa a ponta de uma raiz de alho, vista ao microscópio de luz. As linhas tracejadas A e B representam duas posições onde poderia ser cortada a raiz. Responda:

a) Qual dos dois cortes (A ou B) certamente inibirá a continuidade do crescimento da raiz? b) Com base nos conhecimentos de botânica, justifique sua resposta.

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4. UFJF/Pism-MG 2020 Quando o roteirista e o desenhista se lembram das aulas de botânica... A figura a seguir apresenta personagens fictícios criados por desenhistas da Marvel Comics e que fazem parte dos filmes Guardiões da Galáxia e Guardiões da Galáxia Vol. 2. No primeiro filme, o personagem à esquerda (Groot) morre para salvar os seus amigos. O personagem da direita (também denominado Groot, mas aqui vamos chamá-lo de Baby Groot) estrela o segundo filme e é uma versão baby (bebê) do primeiro. A figura central remete à possível origem de Baby Groot, ou seja, a reprodução vegetativa de Groot (um broto de Groot).

04 Os tecidos permanentes mais comuns, provenientes da diferenciação dos meristemas, são: parênquimas, tecidos tegumentares, tecidos secretores, tecidos de sustentação e tecidos condutores. 08 Nas regiões subterminais da ponta de caules e de raízes, pouco abaixo do meristema apical, fica uma zona de alongamento, com as células em distensão e também em início de diferenciação, pois já aparecem os pequenos vasos condutores em formação. Esses dois meristemas apicais determinam, portanto, o crescimento longitudinal do caule e da raiz. 16 Se os meristemas passam por um período sem meioses e depois promovem o crescimento das pontas dos caules e raízes, eles são chamados de meristemas secundários. Soma:

5. UEPG-PR Sobre o que é correspondente à definição de meristema, assinale o que for correto. 01 Todos os tecidos de um animal e de um vegetal se originam dos meristemas, por crescimento e diferenciação. A partir dessa diferenciação originam-se muitos tecidos permanentes, todos bastante especializados em uma única função. 02 Os meristemas podem ser primários ou secundários, dependendo da sua capacidade de permanecer ou não realizando meioses. Nos meristemas primários essa capacidade é contínua, podendo ser constatada no alargamento de caules e raízes.

ETAPA 1

Raiz de cenoura

Células meristemáticas são retiradas.

ETAPA 2 Embrião

O embrião é plantado em um tubo de ensaio com o meio de cultivo. ETAPA 3

Uma nova planta é produzida.

PURVES, William K. et al. Vida: a ciência da biologia; trad. Anapaula Somer Vinagre et. Al. 6 ed. Porto Alegre: Artmed, 2002. (Adaptado)

FRENTE 2

a) Observando a figura central, representando o surgimento de uma nova planta, espera-se que o Baby Groot possa se desenvolver num Groot adulto. Nas plantas, como denominam-se os tecidos que dão origem a novos tecidos e onde encontramos esses tecidos nas raízes e caules em crescimento primário? b) Os personagens representam árvores com crescimento secundário e, portanto, desenvolvimento de lenho (madeira) e, além disso, têm um revestimento que os tornam resistentes ao fogo e podem aumentar de tamanhos. Considerando que os criadores e roteiristas dos personagens tenham lembrado das aulas de desenvolvimento das plantas e dos tecidos vegetais, RESPONDA: I. quais tecidos meristemáticos são responsáveis pelo crescimento secundário das árvores? II. qual tecido originado a partir desse crescimento teria a capacidade de impermeabilizar a superfície das árvores e, portanto, proteger de altas temperaturas quando expostas ao fogo?

6. UFRN 2013 Para aumentar a produtividade, uma prática comum na horticultura é a clonagem de vegetais. O uso dessa técnica permite que, através de tecidos meristemáticos de uma planta matriz, vários clones vegetais possam ser obtidos. As etapas dessa técnica estão representadas na figura a seguir.

Considerando essa técnica, responda às questões a seguir.

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a) Explique por que, nessa técnica, utilizam-se os tecidos meristemáticos. b) Identifique o processo biológico que está representado no início da ETAPA 2 e explique a importância desse processo para a obtenção do resultado na ETAPA 3. 7. Unicamp-SP O calor e a seca do verão de 2003 na França fizeram mais uma vítima fatal: morreu o carvalho que havia sido plantado em 1681 por Maria Antonieta, rainha decapitada na Revolução Francesa. Provavelmente a árvore será cortada mantendo-se apenas a base do seu tronco de 5,5m de circunferência, o que atesta sua longa vida de 322 anos. (Adaptado de Reali Júnior, O carvalho de Maria Antonieta em Versalhes morreu. De calor, “O Estado de S. Paulo”, 28/08/2003).

a) Se não houvesse registros da data do seu plantio, a idade da árvore poderia ser estimada através do número de anéis de crescimento presentes no seu tronco. Como são formados esses anéis? Quais os fatores que podem influenciar na sua formação? b) Seria possível utilizar essa análise em monocotiledôneas? Explique. 8. Fasm-SP 2015 (Adapt.) Observe a tira do cartunista Angeli.

(Folha de S.Paulo, 23.11.2014.)

Suponha que a última palavra escrita pela personagem esteja a 1,5 m do solo e que a árvore cresça, em altura, 1 metro por ano. Após três anos, a qual distância a palavra estará do solo? Justifique sua resposta. 9. UEPG/PSS-PR 2022 A cortiça comercial, usada para a fabricação de rolhas, por exemplo, é obtida principalmente de uma árvore nativa da região mediterrânea, chamada de sobreiro (Quercus suber), que apresenta em sua periderme um súber bem desenvolvido. Sobre a periderme, assinale o que for correto. 01 É composta por súber, felogênio e feloderme. 02 Tem como tecido mais externo o súber, que acumula em suas paredes celulares a suberina, substância pouco permeável que caracteriza a morte do protoplasma. 04 É o tecido que reveste o corpo das plantas em crescimento secundário, substituindo a epiderme. 08 É o tecido que reveste o corpo primário das plantas, impede a perda excessiva de água e permite trocas de gases necessários à respiração e à fotossíntese. Soma: 10. UFJF-MG 2015 A espécie Euterpe oleracea (açaizeiro) possui aproveitamento econômico de praticamente todos os seus órgãos. Da região apical do caule, extrai-se o palmito, muito utilizado em pratos da culinária nacional. Das fibras encontradas nas folhas, são confeccionadas várias peças de artesanato. Do fruto, além do valor nutricional como alimento energético, destaca-se também a importância para a indústria cosmética, devido à presença de pigmentos antioxidantes (antocianinas). Considerando os aspectos citológicos e histológicos do caule, folhas e frutos do açaí, analise as questões abaixo e responda: a) O palmito do açaí é obtido da parte mais jovem do caule, próximo da região onde ocorre a divisão das células do meristema apical. Os tecidos de revestimento e de preenchimento encontrados no palmito são formados a partir de quais meristemas primários? b) As fibras da folha do açaizeiro compõem os tecidos colênquima e esclerênquima, responsáveis pela sustentação desse órgão. Apresente duas diferenças estruturais entre as células do colênquima e do esclerênquima. c) A antocianina, pigmento responsável pela cor roxa das células parenquimáticas da polpa do açaí, é armazenada dentro do vacúolo. Além do armazenamento de pigmentos, cite uma outra função atribuída ao vacúolo da célula vegetal.

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11. UEPG-PR 2021 Após o processo de germinação das sementes nas Angiospermas, ocorre o desenvolvimento do corpo vegetal, onde o crescimento em comprimento depende, em parte, da atividade dos meristemas apicais. Esses, por sua vez, formarão os ­ meristemas primários que originarão os tecidos que revestem o corpo primário das plantas. Sobre o assunto, assinale o que for correto. 01 O xilema e floema têm origem no meristema fundamental. 02 O procâmbio é o meristema responsável pelo desenvolvimento dos parênquimas. 04 Parênquima, colênquima e esclerênquima são formados a partir do meristema fundamental. 08 Os tecidos vasculares primários são formados a partir do procâmbio. 16 A protoderme origina a epiderme, tecido que reveste o corpo primário da planta. Soma:

Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do texto. a) Floema, floema, menos, espessas, mais, finas. b) Floema, xilema, menos, finas, mais, espessas. c) Xilema, xilema, menos, finas, mais, espessas. d) Xilema, floema, mais, espessas, menos, finas. e) Xilema, xilema, mais, espessas, menos, finas. 14. Uerj 2019 A contagem e a análise dos anéis de crescimento presentes nos troncos de árvores e arbustos possibilitam estimar a idade da planta e investigar as condições climáticas de épocas preexistentes. Sabe-se que a grande disponibilidade de água, durante os períodos úmidos, favorece o crescimento de células com grande calibre, formando anéis claros. Já em períodos mais secos, as células ficam mais compactadas, formando anéis escuros. Observe a ilustração de um corte transversal do tronco de uma árvore, com anéis de crescimento claros e escuros:

12. Uece 2015 As plantas são organismos cobertos por um tecido superficial denominado epiderme vegetal. Esse tecido pode ser formado por uma ou mais camadas de células e possui estruturas especializadas nas trocas gasosas e na prevenção da perda de água nesses organismos que, de acordo com as alternativas abaixo, compreendem respectivamente os a) estômatos e os lenticelas. b) hidatódios e os tricomas. c) estômatos e os tricomas. d) tricomas e os hidatódios. 13. UEL-PR Analise a figura 1 a seguir e responda à questão.

Adaptado de revistas.ufpr.br

Figura 1: Anéis de tronco de árvore.

Esses anéis de crescimento são bastante evidentes em árvores de regiões temperadas, onde as estações do ano são bem definidas. Os anéis são resultantes de diferentes taxas de crescimento em espessura do caule devido às variações das condições ambientais. Com base nessas informações e na figura, pode-se afirmar que cada anel é formado pelo conjunto de vasos denominado _________ primaveril e _______ estival. O primaveril é ______ denso, constituído por células de paredes ______; já o estival é ______ denso, formado por células de paredes ________.

15. Unicamp-SP (Adapt.) Uma importante realização da pesquisa científica brasileira foi o sequenciamento do genoma da bactéria Xylella fastidiosa, causadora da doença chamada amarelinho ou clorose variegada dos citros (CVC). O nome da bactéria deriva do fato de que ela se estabelece nos vasos do xilema da planta hospedeira. a) Que processo fisiológico da planta é diretamente prejudicado pela presença da bactéria? Justifique. b) Não se pode atribuir à Xylella fastidiosa a morte das células que constituem os vasos do xilema maduro. Por quê? 16. Udesc Os tecidos vegetais fundamentais são aqueles encarregados de uma série de funções, como preenchimento e sustentação. A respeito destes tecidos, analise cada proposição e assinale (V) para verdadeira ou (F) para falsa.

FRENTE 2

Indique o tipo de tecido condutor responsável pela formação dos anéis de crescimento. Indique, também, dentre as substâncias químicas presentes nesse tecido, aquela que confere mais rigidez às paredes das células. Aponte, ainda, as duas principais funções desse tecido para os vegetais.

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 O parênquima de reserva está presente em sementes, frutos, raízes e rizomas e tem como função o armazenamento de substâncias nutritivas.  O parênquima clorofiliano é o principal tecido de preenchimento de folhas, tendo por função a realização da fotossíntese.  O colênquima é formado por células vivas e é responsável pela sustentação de folhas, frutos e caules.  O parênquima aquífero está presente em plantas aquáticas, auxiliando na flutuabilidade desses vegetais.  O esclerênquima é formado por células mortas, impregnadas de lignina, e é responsável pela sustentação de caules em crescimento. Assinale a alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo. a) V – F – F – V – V b) V – V – V – F – F c) V – V – F – F – V d) F – F – V – V – F e) F – F – V – F – V 17. Unicamp-SP 2016 Muitas vezes se observa o efeito do vento nas plantas, que faz com que a copa das árvores e eventualmente o caule balancem vigorosamente sem, contudo, se romper. No entanto, quando ocorre a ruptura de um ramo, as plantas têm a capacidade de retomar o crescimento e ocupar novamente o espaço deixado pela queda do ramo. a) Cite e caracterize os tipos de tecidos que promovem a sustentação e a flexibilidade dos ramos e caules. b) Como se dão o surgimento e o crescimento do novo ramo em plantas danificadas pelo vento? 18. USCS-SP 2019 Os vegetais apresentam os tecidos meristemáticos felogênio e câmbio. O primeiro forma o súber e o feloderme e o segundo forma os tecidos condutores. a) Quais são os tecidos vasculares formados pelo câmbio no interior de um vegetal? b) O súber é importante para o vegetal, exercendo funções específicas. Qual a atuação do súber em benefício do vegetal que o produz? Cite um órgão do corpo humano que possui função e localização análogas às apresentadas pelo súber nos vegetais. 19. UFSC As plantas são seres vivos pluricelulares e organizados que apresentam diferentes tecidos. Com relação aos tecidos vegetais, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01 Em plantas vasculares, o tecido condutor especializado na condução da seiva bruta é o floema e, na condução da seiva elaborada, é o xilema. 02 Os tecidos meristemáticos são formados por células diferenciadas que, por desdiferenciação destas células, originam todos os demais tecidos da planta.

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Capítulo 15

04 O colênquima e o esclerênquima constituem os tecidos de sustentação do vegetal. 08 Os tecidos parenquimáticos executam numerosas tarefas, tais como o preenchimento de espaços, a realização da fotossíntese e o armazenamento de substâncias. 16 As cactáceas apresentam parênquima aerífero bem desenvolvido. Já as plantas aquáticas, como, por exemplo, o aguapé, apresentam o parênquima aquífero bem desenvolvido. Soma: 20. UEPG-PR 2018 Abaixo está a representação esquemática geral da estrutura secundária de um corte de caule de uma Angiosperma. Analise as alternativas e assinale o que for correto. 4

2 1

Estrutura secundária 3

Feloderma 5

Súber

Adaptado de: Amabis, JM; Martho, GR. Biologia da Células. 2ª ed. Volume 2. Editora Moderna, São Paulo. 2004.

01 1 - Medula; 2 - Xilema secundário; 3 - Câmbio vascular; 4 - Floema secundário. 02 A estrutura 3 dispõe-se como um anel em torno da região central do caule, produzindo xilema secundário para o interior e floema secundário para o exterior. 04 O felogênio (ou câmbio da casca) – estrutura 5 – produz novas células que se diferenciam em parênquima para o interior, constituindo o feloderma, e em súber para o exterior. A periderme é constituída de feloderma, felogênio e súber. 08 A estrutura 2 é constituída de traqueídes, elementos de vaso, parênquima e fibras esclerenquimáticas. 16 A estrutura 4 é composta de elementos de tubo crivado, células-companheiras, fibras esclerenquimáticas e parênquima. Soma: 21. UEM-PR 2015 Em uma aula de botânica, o professor fez algumas afirmações, relacionadas a seguir. Assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01 No corpo vegetal, os primeiros tecidos a passarem pelo processo de diferenciação celular são o xilema primário e floema primário. 02 O crescimento secundário de uma raiz de dicotiledônea é resultante da atividade dos tecidos meristemáticos, câmbio vascular e felogênio.

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04 Colênquima e esclerênquima são tecidos que apresentam células com paredes espessas, sendo que o esclerênquima é constituído por células mortas. 08 As monocotiledôneas e as dicotiledôneas que não crescem em espessura apresentam um arranjo de tecidos conhecido como estrutura secundária. 16 Parênquima é um tecido abundante no corpo vegetal constituído por células vivas com parede celular relativamente fina e que realizam funções como fotossíntese e reserva. Soma: 22. UFSC 2023 Vegetais como as gimnospermas e as angiospermas são constituídos por tecidos e órgãos os quais desempenham diferentes funções. Na coluna A, estão relacionadas algumas funções e, na coluna B, tecidos e órgãos dos grupos mencionados. Coluna A I. Proteção II. Circulação III. Sustentação IV. Reprodução V. Crescimento

Coluna B A – Vasos do floema B – Carpelo C – Súber D – Esclerênquima E – Felogênio

Assinale a(s) alternativa(s) que correlacionam corretamente as colunas A e B. 01 I – A 02 II – C 04 III – D 08 IV – B 16 V – E Soma: 23. UEPG-PR 2019 Os tecidos vegetais podem ser divididos em tecidos de formação (meristemas) e tecidos adultos (permanentes ou diferenciados). Sobre as características destes tecidos, assinale o que for correto. 01 Nas extremidades da raiz e do caule, há o meristema apical, que leva ao crescimento da planta em comprimento, denominado meristema primário. No caule, a partir das gemas apicais e das gemas laterais, surgem novos ramos, folhas e flores. 02 O meristema secundário é responsável pelo crescimento da planta em espessura e está localizado no interior do caule e da raiz de algumas plantas. Divide-se em felogênio (forma células de preenchimento, reserva e proteção) e câmbio (produz vasos condutores de seiva). 04 A epiderme reveste as folhas e as partes jovens do caule e raiz de algumas plantas. A epiderme é geralmente uniestratificada, formada por células justapostas e coberta externamente por cutícula (constituída por cutina), impedindo a evaporação de água. 08 A proteção das folhas de arbustos é proveniente de uma camada de células especializadas, chamada de súber. Podem apresentar pelos absorventes, que auxiliam na captação de água, e acúleos, com função de retenção da umidade. 16 As espécies de plantas de grande porte possuem o meristema primário (responsável pelo crescimento em espessura) bem desenvolvido. À medida que a camada de células mais externas se acumula, elas racham e se desprendem do caule.

24. UFJF/Pism-MG 2019 O caule das plantas apresenta o meristema apical (ou gema apical). A partir dos meristemas apicais formam-se os meristemas primários, que são a protoderme, o meristema fundamental e o procâmbio. Os tecidos derivados desses meristemas são denominados “tecidos primários”. Sobre os tecidos primários das angiospermas assinale a alternativa CORRETA: a) Na epiderme, diferenciam-se estruturas, como os estômatos, que controlam a transpiração e as trocas gasosas entre a planta e o ambiente. b) O esclerênquima é um tecido de sustentação da planta, formado por células vivas, geralmente alongadas, ricas em celulose e pectina. c) O colênquima é um tecido de sustentação da planta, formado por células mortas, com parede espessada em função principalmente do depósito de lignina. d) O floema é um tecido que transporta seiva bruta, água e sais minerais a partir de estruturas como os elementos de vaso e traqueídes. e) O xilema é um tecido que transporta seiva elaborada, rica em substâncias orgânicas derivadas da fotossíntese, a partir de estruturas como células crivadas.

FRENTE 2

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25. UFJF/Pism-MG 2022 A figura abaixo representa uma planta em estado vegetativo com destaque para a caracterização, através de esquemas, de cortes transversais dos seus órgãos vegetativos (raiz, caule e folha). Com relação aos tecidos vegetais que ocorrem nesses órgãos e suas funções, analise as afirmações abaixo: ANATOMIA FOLIAR epiderme face adaxial mesofilo epiderme face abaxial feixe vascular ANATOMIA DO CAULE epiderme feixe vascular ANATOMIA DA RAIZ epiderme cilindro vascular

Fonte: modificado de https://www.freepik.com/free-vector/diagram-showing-plant-tissue-systems_13225510.htm

I.

o parênquima é um tecido de paredes com depósito de celulose, sendo encontrado no mesofilo com função fotossintetizante, e nas raízes, com a função de armazenamento. II. o esclerênquima é um tecido de paredes com depósito de suberina que atua na proteção das raízes, e também é encontrado no caule com a função de sustentação. III. a epiderme apresenta estômatos nas folhas e no caule, por onde ocorre a transpiração, e na raiz desenvolve os pelos (tricomas) responsáveis pelo aumento da superfície de absorção. IV. xilema e floema apresentam as paredes celulares lignificadas em suas células transportadoras e são responsáveis pelo transporte nos órgãos vegetais. V. o caule e a raiz possuem crescimento contínuo durante a vida da planta, pois apresentam tecidos chamados meristemas nos seus ápices. Assinale a alternativa que apresenta as informações CORRETAS sobre os tecidos vegetais: a) I, II, IV e V c) II e V e) I, III, IV e V b) I, III e V d) II, III e IV 26. UEPG-PR 2014 Entre as angiospermas, observando ao microscópio um corte transversal de raiz na zona de maturação, distinguem-se três conjuntos de células dispostos em camadas concêntricas, originados pela diferenciação dos meristemas primários: a epiderme, o córtex e o cilindro vascular. Da organização morfofuncional desses elementos, assinale o que for correto. 01 As células parenquimáticas possuem paredes celulares espessas repletas de lignina, uma substância que gera a impermeabilização da parede. 02 Imediatamente abaixo da epiderme, localiza-se o córtex, constituído por várias camadas celulares que surgem a partir do meristema fundamental e se diferenciam em parênquimas, tecidos de sustentação (colênquima e esclerênquima e endoderma). 04 A epiderme é constituída por uma única camada de células, originadas do protoderma. Ela reveste externamente a raiz jovem e fica em contato com o solo. As células da epiderme são intimamente unidas entre si, o que impede que moléculas grandes penetrem na planta. 08 Um tipo de tecido de preenchimento e reserva é o esclerênquima. As células do esclerênquima possuem paredes finas, constituídas basicamente por celulose. 16 Os elementos traqueários das angiospermas são de dois tipos: traqueídes e elementos de vaso. Ambos são constituídos de células vivas com intensa capacidade de regeneração celular e reparo de lesões. Soma: 27. UEPG-PR 2015 As células que compõem o corpo das plantas vasculares são bem diferenciadas entre si. Células semelhantes reúnem-se formando tecidos, especializados na realização de funções específicas. Os tecidos organizam-se em três sistemas fundamentais: dérmico, vascular e de preenchimento. Com relação à estrutura, organização e função desses tecidos, assinale o que for correto.

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01 O parênquima amilífero é organizado por um conjunto de células especializadas na flutuação de plantas aquáticas. 02 O sistema vascular compõe-se dos tecidos condutores (xilema e floema) e sua função primária é distribuir substâncias pelo corpo. 04 O sistema de preenchimento é formado pelos tecidos que ocupam os espaços internos da planta e que são chamados genericamente de parênquimas. 08 O sistema dérmico forma a camada mais externa do corpo das plantas vasculares, recobrindo as raízes, o caule e as folhas. Soma: 28. UPE/SSA 2018 Um problema comum na arborização pública é a ocorrência de árvores ocas, ameaçando caírem, causando algum acidente. As prefeituras constantemente recebem chamados para diagnosticar o problema. Entretanto, na maioria das vezes, deparam-se com árvores velhas com aparência sadia, sem ameaça a sua sustentação e com a copa bastante preservada e frondosa, sinal de que há vitalidade no tecido vascular, mantendo a rede de circulação de substâncias ativas. Sobre o texto, assinale a alternativa CORRETA. a) A periderme ou casca mantém o tecido do floema funcional, enquanto no alburno, o floema se torna não funcional. b) O cerne mantém-se resistente com o xilema funcional, permitindo a condução da seiva. c) A parte mais externa do xilema e próxima ao câmbio, chamada de alburno, permanece funcional. d) Parte do xilema desenvolve tecido vascular vegetal, responsável pelo transporte de água, sais minerais e compostos orgânicos produzidos pela fotossíntese. e) O cerne mantém o tecido vascular funcional, permitindo a condução da seiva elaborada.

BNCC em foco EM13CNT202

1. UFSC 2022 O trecho abaixo, extraído de um conto de Liev Tolstói, faz uma comparação entre a circulação da seiva nas árvores e a circulação do sangue no corpo humano: A casca das árvores é como as veias das pessoas: através das veias o sangue circula pelo corpo e através da casca a seiva circula pela árvore, sobe para os ramos, folhas e flores. Podemos escavar toda a parte interna de uma árvore que ela não morre, como acontece com os salgueiros velhos, mas só se a casca estiver viva a árvore continuará a viver: se a casca se for, a árvore está perdida. Se uma pessoa cortar as veias, vai morrer, primeiro porque o sangue vai escorrer para fora do corpo, e depois porque o sangue não vai mais circular pelo corpo [...]. TOLSTÓI, L. Contos completos. Vol. 2. Trad. de Rubens Figueiredo. São Paulo: Cosac & Naify, 2015. p. 216-217.

Sobre os temas abordados no trecho acima, é correto afirmar que: 01 Tolstói está correto ao afirmar que a circulação da seiva ocorre na casca, pois é nessa estrutura que a seiva sobe para os ramos, folhas e flores; por isso, histologicamente a casca é chamada de “súber”. 02 a retirada da casca das árvores faz com que elas morram, pois a subida da seiva bruta, rica em sais minerais e água, deixa de ocorrer. 04 as veias citadas por Tolstói possuem em suas paredes músculos que fazem com que elas sejam capazes de pulsar, razão pela qual, ao serem cortadas, podem levar o indivíduo à morte. 08 geralmente, nas folhas ocorre a transformação da seiva bruta em seiva elaborada. 16 nas raízes das árvores, não existe formação de casca como ocorre no caule, pois nelas não existe o meristema secundário. 32 a formação da casca nas árvores é o resultado da ação de um meristema secundário, o qual promove o crescimento transversal.

EM13CNT205 e EM13CNT303

2. Unicamp-SP 2019 A produção de celulose a partir da madeira vem crescendo no Brasil, tendo atingido um volume recorde em 2017, com exportações de 19,5 milhões de toneladas. As paredes das células da madeira contêm celulose e lignina, sendo que a primeira é o principal composto de interesse industrial, enquanto a segunda é um composto indesejável, que precisa ser removido. Geralmente, a remoção da lignina envolve digestão química com H2S, um reagente altamente poluente. As imagens apresentadas a seguir são fotos de microscopia eletrônica, em mesma escala, do tecido vegetal de dois tipos de madeira, que diferem com relação à parede celular.

FRENTE 2

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conteúdo de lignina (%)

Cada tipo (I ou II) tem ainda dois subtipos, a ou b. O gráfico a seguir mostra dados sobre esses subtipos de madeira coletados de plantas cultivadas na mesma área geográfica (solo e clima similares). 30 25 20 15 10 5 0 subtipo subtipo subtipo subtipo la lb lla llb (Adaptado de Gabriela Melo, Produção de celulose no Brasil cresce 3,8% em 2017 e atinge volume recorde, diz Ibá. UOL, 31/09/2018.)

Considerando que as quatro amostras no gráfico provêm de plantas com o mesmo tempo de desenvolvimento, qual delas seria mais desejável em termos industriais e ambientais (tendo em vista a poluição e a extensão de área plantada)? a) Subtipo Ia. b) Subtipo Ib. c) Subtipo IIa. d) Subtipo IIb. EM13CNT303

30 25 20 15 10 5 0

0

0

100

100

100

200 [DLS]

200 [DLS]

200 [DLS]

300

300

300

400

400

Matéria seca (%)

Proteína total (%)

12 10 8 6 4 2 0

0

Hemicelulose (%)

Parênquima (%)

85 80 75 70 65 60 55 50

Esclerênquima (%)

3. UFPR 2020 A grama-missioneira-gigante (um híbrido de Axonopus jesuiticus 3 A. scoparius) é utilizada para alimentação animal em pastagens da região Sul do Brasil. Para estudar formas de melhorar sua digestibilidade, foi aplicado dejeto líquido suíno (DLS), em diferentes concentrações, sobre áreas com a grama, por dois anos. Os demais parâmetros do experimento foram controlados. Os resultados observados estão apresentados nas figuras abaixo: 40 30 20 10 0

0

100

200 [DLS]

300

400

0

100

200 [DLS]

300

400

30 20 10 0

400

O componente que teve relevância para o aumento da digestibilidade em função do aumento da concentração de DLS foi: a) o parênquima. c) a hemicelulose. e) o esclerênquima. b) a matéria seca. d) a proteína total.

140

BIOLOGIA

Capítulo 15

Anatomia vegetal

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Akkalak Aiempradit/Shutterstock.com

Médica examinando uma paciente. Realizar acompanhamento médico regularmente é um hábito que ajuda na manutenção da saúde.

FRENTE 3

8 CAPÍTULO

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Circulação e imunidade Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), as doenças cardiovasculares – principalmente o infarto do miocárdio e o acidente vascular cerebral (AVC) – configuram-se como a principal causa de morte em todo o mundo: estima-se que elas tenham levado a óbito 17,9 milhões de pessoas em 2019, o que representou 32% do total de mortes naquele ano. O conhecimento sobre o sistema cardiovascular e os fatores de risco para doenças que o afetam pode contribuir com a prevenção de muitas enfermidades e resultar em diminuição desse elevado número de mortes.

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Sistema cardiovascular O principal papel desempenhado pelo sistema cardiovascular é o transporte de materiais, a exemplo dos nutrientes provenientes da digestão dos alimentos, dos hormônios produzidos pelas glândulas endócrinas, de gases, como O2 e CO2, e de resíduos metabólicos. O sistema cardiovascular também participa da defesa do organismo e do controle da temperatura corporal.

Saiba mais Como o sistema cardiovascular contribui com o controle da temperatura corporal? Quando a temperatura do ambiente está baixa, a tendência é que o corpo perca grande quantidade de calor, expondo o organismo ao risco de hipotermia. Nessa situação, vasos sanguíneos localizados mais próximos da superfície corporal sofrem constrição, o que diminui o fluxo sanguíneo na periferia do corpo e, consequentemente, a dissipação de calor. Em situações nas quais a temperatura do ambiente é alta, vasos sanguíneos periféricos dilatam; com isso, há aumento de fluxo sanguíneo próximo à superfície corporal, o que resulta em aumento da dissipação de calor para o meio externo. Esse comportamento do sistema cardiovascular tem consequências para a pressão arterial. Quando há vasoconstrição, o volume total dos vasos pelos quais o sangue circula diminui, levando ao aumento da pressão arterial. Já quando acontece vasodilatação, verificamos uma situação oposta: o volume total dos vasos aumenta, ocasionando queda da pressão arterial.

Os principais componentes do sistema cardiovascular são o sangue, os vasos sanguíneos e o coração, que serão descritos a seguir. Uma porção circulatória importante corresponde ao sistema linfático, que será apresentado mais adiante neste capítulo.

Sangue

Peter Hermes Furian/Shutterstock.com

O sangue corresponde a um tipo de tecido conjuntivo formado, basicamente, por duas porções: plasma e elementos figurados – hemácias (eritrócitos ou glóbulos vermelhos), leucócitos (glóbulos brancos) e plaquetas. O plasma corresponde à matriz líquida, com aproximadamente 90% de água, na qual os elementos figurados encontram-se suspensos. No plasma são encontrados muitos íons dissolvidos (sódio, potássio, cloreto, bicarbonato, cálcio etc.), proteínas plasmáticas (como as imunoglobulinas, que constituem os anticorpos), nutrientes (como glicose e vitaminas), resíduos metabólicos, hormônios e gases. A produção dos elementos figurados ocorre principalmente na medula óssea vermelha, situada no interior de certos ossos e rica em tecido hematopoiético. Nesse tecido, são encontradas células-tronco multipotentes, que originam os elementos figurados. ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Plasma 55%

Elementos figurados 45%

• Água • Íons • Proteínas plasmáticas • Nutrientes • Resíduos metabólicos • Hormônios • Gases

• Hemácias (eritrócitos ou glóbulos vermelhos) • Leucócitos (glóbulos brancos) • Plaquetas

Produzidos, principalmente, na medula óssea vermelha

Quando o sangue é submetido à centrifugação, o plasma e os elementos figurados são separados. O plasma corresponde a aproximadamente 55% do volume sanguíneo de uma pessoa, enquanto os elementos figurados perfazem cerca de 45%. O volume médio de sangue em uma pessoa adulta corresponde a cerca de 8% da massa corporal. Considerando-se uma pessoa com 70 kg, estima-se que ela tenha entre 5 L e 6 L de sangue.

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BIOLOGIA

Capítulo 8

Circulação e imunidade

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Saiba mais

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Célula indiferenciada mieloide

CORES FANTASIA

Hemácia

Basófilo

Célula indiferenciada linfoide

Eosinófilo

Neutrófilo

Monócito

extender_01/Shutterstock.com

Células-tronco multipotentes são aquelas que têm a capacidade de gerar um número limitado de células especializadas. Elas são diferentes das células-tronco embrionárias pluripotentes, que originam os três folhetos embrionários (endoderme, mesoderme e ectoderme), que, por sua vez, formarão todos os outros tecidos do organismo.

Linfócitos

Megacariócito Leucócitos

Plaquetas Representação esquemática da origem dos elementos sanguíneos a partir de células indiferenciadas encontradas no tecido hematopoiético.

Hemácias

FRENTE 3

Phonlamai Photo/Shutterstock.com

Também denominadas eritrócitos ou glóbulos vermelhos, as hemácias são formadas a partir de células presentes no tecido hematopoiético chamadas eritroblastos. Nos mamíferos, a formação de uma hemácia a partir de um eritroblasto envolve a perda do núcleo e das organelas citoplasmáticas, resultando em uma célula anucleada e bicôncava. No interior de uma hemácia madura, encontra-se grande quantidade de hemoglobina, pigmento respiratório proteico associado a átomos de ferro, o que faz das hemácias células especializadas no transporte de gases, sobretudo o gás oxigênio (O2). A ausência de núcleo potencializa a capacidade que as hemácias de mamíferos têm de transportar O2, uma vez que há mais espaço na célula para a hemoglobina. Já a ausência de mitocôndrias revela que não há consumo do O 2 durante o transporte. Contudo, em razão da perda do núcleo, as hemácias maduras não podem sintetizar suas proteínas, tampouco desempenhar controle metabólico. Como consequência, são células que duram relativamente pouco tempo na circulação, de 90 a 120 dias. Hemácias velhas são destruídas, principalmente no fígado e no baço, e os resíduos de degradação das moléculas de hemoglobina podem ser reaproveitados. O ferro é usado na produção de novas cadeias de hemoglobina, e o restante da molécula é metabolizado em um composto denominado bilirrubina, pigmento que fará parte da bile.

Representação de hemácias circulando por um vaso sanguíneo. O tamanho de uma hemácia é de aproximadamente 7 µm.

A quantidade de hemácias no sangue de uma pessoa saudável pode variar de acordo com alguns parâmetros, como o sexo biológico. Porém, de acordo com os valores de referência encontrados na literatura médica, em geral, há cerca de 4 milhões a 6 milhões de hemácias por mm³ de sangue.

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Existem situações nas quais esses valores podem ser alterados. Por exemplo, quando uma pessoa viaja para uma região de elevada altitude, onde o ar é rarefeito e tem menor pressão parcial de O2, a concentração desse gás no sangue torna-se baixa. Nos primeiros dias, em decorrência da menor oxigenação, a pessoa pode se sentir mal, apresentando, entre outros sintomas, dor de cabeça e bastante cansaço. No entanto, o organismo responde à redução da taxa de oxigenação aumentando a produção de hemácias (policitemia), o que melhora o transporte de gás oxigênio. Esse fenômeno corresponde a um processo de aclimatação. Há também situações nas quais a quantidade de hemácias diminui, como nos quadros de anemia, o que prejudica o transporte de O2 e os processos de liberação de energia, além de resultar em cansaço e palidez típicos. Vale salientar que a anemia também pode ser caracterizada pela redução do teor de hemoglobina.

Saiba mais Eritropoietina A produção de hemácias é estimulada por um hormônio produzido pelos rins, denominado eritropoietina (EPO). A liberação desse hormônio aumenta em situações nas quais os tecidos não estão recebendo O 2 em quantidade suficiente. Atualmente, por meio do uso da tecnologia do DNA recombinante, é possível produzir EPO em culturas de células em laboratório. A eritropoietina recombinante pode ser usada no tratamento da anemia. O fato de a EPO estimular a produção de hemácias e, consequentemente, melhorar o transporte de O2 pode instigar atletas a fazer uso desse hormônio com o objetivo de aumentar seu desempenho nas competições esportivas; contudo, atualmente, o uso da EPO é considerado doping.

Leucócitos Também conhecidos como glóbulos brancos, os leucócitos são células nucleadas que atuam na defesa do corpo. Dessa forma, têm participação importante no funcionamento do sistema imunitário, que será discutido mais adiante neste capítulo. Os leucócitos podem ser classificados em granulócitos e agranulócitos. Os granulócitos têm núcleo lobulado e citoplasma rico em grânulos que contêm substâncias importantes à atividade dessas células. Os agranulócitos não apresentam granulação evidente em seu citoplasma. O quadro a seguir apresenta exemplos de granulócitos e agranulócitos, bem como as principais funções desempenhadas por eles.

GraphicsRF.com/ Shutterstock.com

Neutrófilo

Realiza fagocitose de agentes invasores, como bactérias e vírus, protegendo o organismo contra infecções.

GraphicsRF.com/ Shutterstock.com

Eosinófilo

Atua no combate a vermes parasitas e no controle das inflamações.

GraphicsRF.com/ Shutterstock.com

Basófilo

Atua em processos alérgicos por meio da liberação de histamina (substância que promove vasodilatação) e heparina (substância com ação anticoagulante).

GraphicsRF.com/ Shutterstock.com

Granulócitos

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Linfócito

Está relacionado à formação de anticorpos e a diversas outras funções ligadas aos mecanismos de defesa.

GraphicsRF.com/ Shutterstock.com

CORES FANTASIA

Monócito

No sangue, é imaturo. Ao penetrar em outros tecidos, origina o macrófago, célula capaz de realizar fagocitose de agentes estranhos.

Agranulócitos

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BIOLOGIA

Capítulo 8

Circulação e imunidade

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Os valores de referência indicam que a quantidade de leucócitos varia de 5 mil a 10 mil células por mm3 de sangue em uma pessoa saudável. Nessas pessoas, espera-se que a quantidade aumente quando há necessidade de combater um agente infeccioso. Em contrapartida, indivíduos que exibem algum comprometimento do sistema imunitário podem ter baixa quantidade de leucócitos circulantes, resultando em vulnerabilidade do organismo a infecções oportunistas, como ocorre em pessoas soropositivas para o vírus HIV, causador da aids, quando não recebem o tratamento antirretroviral.

Plaquetas No tecido hematopoiético e nos pulmões são encontradas células chamadas megacariócitos; a fragmentação dessas células resulta na formação das plaquetas (trombócitos), elementos sanguíneos imprescindíveis à ocorrência da coagulação sanguínea – processo que evita perdas excessivas de sangue (hemorragias). Quando um vaso sanguíneo é lesionado, ocorre agregação plaquetária no local do ferimento. As plaquetas agregadas e as células danificadas do tecido liberam uma enzima ativa chamada tromboplastina, que age sobre uma proteína encontrada no plasma, denominada protrombina. Essa proteína é produzida pelo fígado na presença de vitamina K; por isso, a carência de vitamina K resulta em maiores chances de hemorragias. A tromboplastina converte a protrombina em uma enzima ativa chamada trombina, que, por sua vez, age sobre o fibrinogênio, proteína plasmática solúvel também produzida pelo fígado. A ação da trombina converte o fibrinogênio em fibrina, proteína insolúvel. O resultado desse processo é a formação de uma rede de fibrina no local da lesão, à qual elementos sanguíneos, principalmente hemácias, ficam aderidos, gerando um coágulo, que interrompe a perda de sangue. A quantidade de plaquetas por mm3 de sangue em uma pessoa saudável pode variar de 150 mil a 500 mil (valores de referência). Quando a quantidade de plaquetas está baixa, o indivíduo apresenta risco aumentado de sofrer hemorragias. Lesão em um vaso sanguíneo Agregação plaquetária

Fígado

Produção de protrombina na presença de vitamina K

Protrombina

Tromboplastina

Fibrinogênio (proteína solúvel)

Trombina

Fibrina (proteína insolúvel)

Eletromicroscopia de varredura de um coágulo sanguíneo (cada hemácia mede cerca de 7 μm; colorido artificialmente).

FRENTE 3

Science Photo Library/Fotoarena

Representação das principais passagens da coagulação sanguínea. Além da vitamina K, o cálcio (Ca2+) é fundamental para a ocorrência de muitas das reações que levam à formação do coágulo.

Atenção É possível que coágulos se formem no interior dos vasos sanguíneos, bloqueando o fluxo de sangue. Nesse caso, o coágulo é chamado de trombo. O trombo pode se deslocar do seu local de formação, comumente nas pernas, e seguir em direção a outras regiões do sistema cardiovascular. Uma situação bastante grave que envolve esse processo é o tromboembolismo pulmonar (TEP), que ocorre quando o trombo se aloja em vasos sanguíneos dos pulmões. A gravidade do TEP depende da quantidade e do tamanho dos coágulos. Em casos mais graves, o TEP pode levar a pessoa a óbito.

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Coração O impulsionamento do sangue pelo corpo é realizado pelo coração. Esse órgão apresenta uma parede muscular (miocárdio) e dois tipos de cavidade ou câmara cardíaca – átrio e ventrículo. O número de câmaras cardíacas e o grau de separação entre elas diferem entre os grupos de animais vertebrados, como será apresentado mais adiante neste capítulo. A musculatura cardíaca pode contrair (movimento de sístole) e relaxar (movimento de diástole). Quando o átrio realiza a sístole, o sangue em seu interior é enviado para o ventrículo, que se encontra relaxado, ou seja, em diástole. Quando o ventrículo entra em sístole, impulsiona o sangue por uma artéria em direção a diversas regiões do corpo. Enquanto o ventrículo está em sístole, o átrio está em diástole, recebendo sangue de veias. O coração tem dois revestimentos, um interno, que reveste as câmaras cardíacas, e outro externo. O revestimento interno é o endocárdio, e o revestimento externo corresponde a uma membrana dupla denominada pericárdio.

Vasos sanguíneos Os vasos sanguíneos são as vias pelas quais o sangue circula em, basicamente, dois sentidos: as artérias conduzem sangue dos ventrículos cardíacos para os tecidos do corpo, e as veias carregam sangue dos tecidos do corpo de volta ao coração, chegando nos átrios. O processo responsável pela formação dos vasos sanguíneos é denominado angiogênese (do grego aggèion, vaso, e genesis, formação). Todos os vasos são revestidos internamente por uma camada de células epiteliais achatadas denominada endotélio. Além do endotélio, artérias e veias são revestidas por camadas de tecido. A mais externa contém fibras elásticas, que dão elasticidade ao vaso, e colágeno, fibras proteicas que conferem resistência. Já a camada tecidual intermediária é formada de musculatura lisa, além de fibras elásticas e, por vezes, colágeno. Apesar das semelhanças quanto à organização tecidual, as paredes das artérias e das veias apresentam diferenças ligadas aos papéis desempenhados por esses vasos. As paredes das artérias são mais espessas e resistentes, adaptadas a receber sangue bombeado pelo coração sob alta pressão. A elasticidade dessas paredes permite que as artérias se ajustem às variações de pressão sanguínea em seu interior. Quando o ventrículo cardíaco relaxa, as paredes das artérias contraem, contribuindo para a manutenção do fluxo sanguíneo. Quando o ventrículo contrai, as paredes arteriais dilatam. Esse comportamento resulta nas pulsações arteriais, que possibilitam contabilizar a frequência de batimentos cardíacos em determinado intervalo de tempo. As artérias de maior calibre que partem do coração se ramificam em artérias menores, que, por sua vez, ramificam-se em arteríolas. As arteríolas continuam a se ramificar até originarem os capilares, vasos sanguíneos muito finos constituídos apenas de endotélio. Essa característica facilita as trocas de substâncias entre o sangue e os demais tecidos, que ocorrem apenas no nível dos capilares. Após a passagem pelos tecidos, os capilares reúnem-se em vênulas, que, posteriormente, organizam-se em veias. As veias conduzem o sangue de volta ao coração, trajeto chamado retorno venoso, sob pressão mais baixa que nas artérias. A parede de uma veia tem cerca de 1/3 da espessura da parede de uma artéria.

Válvula

Endotélio

CORES FANTASIA

Endotélio

Musculatura lisa e fibras elásticas Colágeno e fibras elásticas

Capilar

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Musculatura lisa e fibras elásticas Colágeno e fibras elásticas

Artéria

Veia

Vênula Arteríola

Representação esquemática da estrutura das artérias, das veias e dos capilares.

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BIOLOGIA

Capítulo 8

Circulação e imunidade

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O movimento de retorno do sangue de pés e pernas para o coração (isto é, contra a gravidade) depende da contração da musculatura lisa da parede das veias e da contração da musculatura esquelética adjacente, que comprime esses vasos e propicia o deslocamento do sangue em seu interior. Além disso, as veias apresentam as válvulas venosas, que funcionam como um mecanismo de controle do fluxo sanguíneo, permitindo que o sangue flua apenas em direção ao coração e impedindo seu retorno no sentido oposto. A ineficiência no funcionamento das válvulas resulta em veias retorcidas e dilatadas, caracterizando um quadro de varizes.

Olga Bolbot/Shutterstock.com

Músculos relaxados

Válvula aberta

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Válvula fechada

Válvulas fechadas

Músculos contraídos

Representação esquemática da interação da musculatura esquelética com as veias e do funcionamento das válvulas encontradas nas veias.

Saiba mais Trocas entre sangue e os demais tecidos nos capilares O sangue que chega à rede de capilares é proveniente de arteríolas. Por isso, na porção inicial (arterial) dessa rede, a pressão sanguínea é relativamente elevada. Essa pressão força a passagem de fluido do sangue – contendo água, glicose, aminoácidos e íons – para fora do capilar, em direção ao fluido intersticial do tecido adjacente. O fluido intersticial preenche o espaço entre as células de um tecido. Apesar de ocorrer a passagem de uma série de substâncias do sangue para os tecidos, as proteínas plasmáticas, por serem moléculas maiores, não atravessam a parede dos capilares e permanecem no sangue. Nesse contexto, uma proteína denominada albumina merece destaque. A presença da albumina no sangue faz a concentração sanguínea, ao final da rede de capilares, ser maior do que a concentração do fluido intersticial. Isso resulta em uma pressão osmótica, também denominada coloidosmótica, que faz o sangue reabsorver a maior parte do fluido que passou para os tecidos. Uma parte do fluido que extravasou do sangue não retorna para os capilares sanguíneos e gera um excesso de líquido, que é recolhido dos tecidos pelos capilares linfáticos, encontrados em praticamente todos os tecidos do organismo. Esse processo forma a linfa. Os capilares linfáticos reúnem-se em vasos linfáticos de maior calibre que desembocam em vasos sanguíneos próximos ao coração. O retorno da linfa ao sangue é importante para a manutenção da homeostase. Albumina

Capilar sanguíneo

Pressão sanguínea

Sangue

Retorno de fluido para o sangue Pressão osmótica (coloidosmótica)

FRENTE 3

Água, glicose, aminoácidos e sais

CORES FANTASIA

Alila Medical Media/Shutterstock.com

Sangue

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Fluido intersticial Capilar linfático Fluido intersticial Linfa

Representação esquemática dos fenômenos envolvidos nas trocas de substâncias entre o sangue e os demais tecidos.

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Circulação nos vertebrados

Anfíbios

A circulação em todos os animais vertebrados é do tipo fechada, ou seja, o sangue é confinado ao interior dos vasos sanguíneos. Apesar dessa semelhança, o sistema cardiovascular nos diversos grupos de vertebrados apresenta importantes diferenças que refletem o aumento de sua complexidade em algumas linhagens. Nesta seção, compararemos a circulação em vertebrados, mas, para que as diferenças entre eles sejam compreendidas, é importante conhecermos alguns conceitos ligados ao assunto. O sangue que trafega pelo sistema cardiovascular pode ser classificado de acordo com a concentração de gás oxigênio (O2) e gás carbônico (CO2). O sangue arterial é rico em O2 e pobre em CO2, enquanto o sangue venoso é rico em CO2 e pobre em O2. A circulação pode ser classificada de acordo com dois critérios: quantidade de vezes que o sangue passa pelo coração a cada ciclo que completa pelo corpo e ocorrência de mistura entre os sangues venoso e arterial. Em animais de circulação simples, o sangue passa apenas uma vez pelo coração a cada circuito completo; já na circulação dupla o sangue passa duas vezes pelo coração. Quanto à mistura de sangue, na circulação incompleta ocorre mistura entre sangues venoso e arterial em algum ponto do sistema circulatório; o que não acontece na circulação completa.

O coração dos anfíbios é tricavitário, ou seja, apresenta três câmaras – dois átrios (um direito e um esquerdo) e um ventrículo, no qual ocorre mistura de sangue arterial com venoso (circulação incompleta). Em decorrência da existência de dois átrios, o sangue passa duas vezes pelo coração, o que define a circulação dupla. Na circulação dupla, o trajeto que o sangue faz do coração aos pulmões e de volta ao coração é chamado de pequena circulação ou circulação pulmonar. Também há a grande circulação ou circulação sistêmica, que ocorre entre o coração e os demais tecidos corporais. Nos anfíbios, a maior parte das trocas gasosas ocorre por meio da pele. A artéria que conduz a mistura de sangue do ventrículo em direção às estruturas respiratórias (pulmões e pele) é denominada artéria pulmocutânea. O sangue oxigenado nos pulmões volta ao coração pelo átrio esquerdo, enquanto o sangue oxigenado na pele é direcionado a vasos sistêmicos. Dessa forma, o sangue que chega ao átrio direito apresenta mistura entre sangues arterial e venoso. No ventrículo, existem adaptações que evitam a mistura entre sangue com pouco gás oxigênio e sangue oxigenado – apenas cerca de 5% se misturam; dessa maneira, a tendência é que sangue com maior concentração de O2 siga em direção aos tecidos, e o com menor concentração de O2 siga em direção aos órgãos respiratórios.

Peixes O coração dos peixes é bicavitário, por ser dotado de duas cavidades – um átrio e um ventrículo –, e por ele passa apenas sangue venoso. O átrio recebe sangue venoso proveniente dos tecidos e o envia ao ventrículo. A contração realizada pelo ventrículo impulsiona o sangue em direção às brânquias, estruturas respiratórias nas quais ocorre a hematose (trocas gasosas); dessa forma, o sangue é oxigenado, tornando-se arterial. Das brânquias, o sangue arterial é enviado para os tecidos do corpo do peixe. Nos tecidos, o O2 é consumido e o CO2 é lançado no sangue, que se torna novamente venoso e retorna ao coração. Nos peixes, a circulação é simples e completa.

Artéria pulmocutânea

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Pulmões Pulmões

Artéria pulmocutânea

Pele

Átrio esquerdo Átrio esquerdo

Pele

Brânquias ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Ventrículo

Sangue arterial

Átrio

Sangue venoso

Átrio Átriodireito direito

Ventrículo Ventrículo

Tecidos Tecidos Sangue arterial Sangue venoso Tecidos Representação esquemática do coração (em corte) e da circulação simples e completa de peixes.

148

BIOLOGIA

Capítulo 8

Sangue com alguma mistura entre sangue venoso e arterial Representação esquemática do coração (em corte) e da circulação dupla e incompleta de anfíbios.

Circulação e imunidade

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Répteis Nos répteis escamados (lagartos e serpentes) e nos quelônios (tartarugas, jabutis e cágados), o coração é tricavitário, formado de dois átrios (um direito e um esquerdo) e um ventrículo. Já nos répteis crocodilianos, o coração é tetracavitário, ou seja, tem quatro câmaras cardíacas (dois átrios – direito e esquerdo – e dois ventrículos – direito e esquerdo) totalmente separadas. Em decorrência da presença de dois átrios, nos répteis a circulação é sempre dupla. O coração tricavitário dos répteis apresenta ventrículo parcialmente dividido pelo septo de Sabatier. Mesmo com septo, ainda ocorre mistura de sangue no coração; dessa forma, a circulação nesses animais é incompleta. O sangue venoso proveniente dos tecidos é conduzido ao átrio direito, enquanto o sangue arterial proveniente dos pulmões é levado ao átrio esquerdo. No ventrículo, ocorre mistura entre sangues venoso e arterial, e, dele, a mistura é impulsionada para o restante do corpo.

dos ventrículos no coração dos crocodilianos impede que ocorra mistura de sangues dentro do coração; contudo, pode haver mistura fora dele. Do coração dos crocodilianos partem duas artérias aortas: a que sai do ventrículo esquerdo (carregando sangue arterial) e outra que sai do ventrículo direito (carregando sangue venoso) e se curva para a esquerda. Essas aortas se conectam em dois pontos: no forame de Panizza, pequena abertura localizada na base das aortas (logo na saída do coração); e em uma comunicação na região posterior do corpo, que resulta na formação da aorta dorsal. Em decorrência dessas conexões, pode haver mistura de sangues ao longo do sistema cardiovascular dos répteis crocodilianos (ou seja, fora do coração), caracterizando essa circulação como incompleta. Forame de Panizza Aorta direita

Átrio esquerdo

Ventrículo direito Comunicação das aortas

Circulação sistêmica

Artéria pulmonar Átrio esquerdo

Ventrículo

Aorta esquerda Ventrículo esquerdo Septo ventricular (completo)

Representação esquemática do coração (em corte) de répteis crocodilianos.

Septo de Sabatier

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Tecidos

CORES FANTASIA

Sangue arterial Sangue venoso Sangue com alguma mistura entre sangue venoso e arterial Representação esquemática do coração tricavitário (em corte) e da circulação dupla e incompleta de répteis escamados e quelônios.

No coração tetracavitário dos répteis crocodilianos, o sangue venoso chega ao átrio direito proveniente dos tecidos do corpo, passa ao ventrículo direito e é conduzido em direção aos pulmões pelas artérias pulmonares. Nos pulmões, o sangue se torna arterial, voltando ao coração pelo átrio esquerdo e passando para o ventrículo esquerdo. Do ventrículo esquerdo, sai uma artéria aorta, curvada para a direita, carregando sangue oxigenado em direção aos demais tecidos do corpo. A separação total

Aves e mamíferos O coração das aves e dos mamíferos é tetracavitário. O sangue venoso chega dos tecidos do corpo pelo átrio direito e passa para o ventrículo direito, de onde é enviado aos pulmões pelas artérias pulmonares. Em decorrência das trocas gasosas, o sangue se torna arterial, retorna ao coração pelo átrio esquerdo e passa para o ventrículo esquerdo, de onde é bombeado para o restante do corpo por meio da artéria aorta. Em nenhum ponto desse circuito ocorre mistura entre sangues venoso e arterial; portanto, a circulação nas aves e nos mamíferos é dupla e completa. Em comparação com a circulação simples, a circulação dupla promove fluxo sanguíneo sob maior pressão; a circulação completa, em relação à incompleta, resulta na chegada de sangue com maior concentração de O2 aos tecidos. Essas características favorecem maiores taxas de nutrição e de oxigenação tecidual e, por isso, conferem vantagens às aves e aos mamíferos – que, na condição de animais endotérmicos, precisam manter altas taxas metabólicas, consumindo aproximadamente dez vezes mais energia que um animal ectotérmico de mesmo tamanho.

FRENTE 3

Átrio direito

CORES FANTASIA

Átrio direito

Pulmões

Circulação pulmonar

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

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ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Pulmões

Circulação pulmonar

Artéria aorta

CORES FANTASIA

GraphicsRF.com/Shutterstock.com

Átrio esquerdo

Átrio direito

Sangue arterial

Sangue venoso

Circulação Ventrículo sistêmica esquerdo

Ventrículo direito

Artérias coronárias

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Tecidos

CORES FANTASIA

Em corte Veia cava superior

Artéria aorta

Representação esquemática do coração tetracavitário (em corte) e da circulação dupla e completa de aves e mamíferos. Uma diferença anatômica entre esses dois grupos é a curvatura da aorta ao sair do coração: nas aves, a aorta curva para a direita; nos mamíferos, ela curva para a esquerda.

Aspectos da circulação humana Como mencionado anteriormente, dois fluidos principais circulam pelo corpo humano: o sangue e a linfa. O sangue circula pelos vasos sanguíneos e, com o coração, essas estruturas constituem o sistema cardiovascular humano. Já a linfa circula pelos vasos linfáticos e, juntos, esses componentes constituem o sistema linfático.

A circulação sanguínea O coração humano é, assim como em todos os mamíferos, tetracavitário. As veias cavas conduzem sangue venoso do corpo até o átrio direito – a veia cava superior conduz sangue proveniente da cabeça, do pescoço e dos membros superiores, enquanto a veia cava inferior carrega sangue dos membros inferiores e da parte inferior do tronco. Ao realizar sístole, o átrio direito envia o sangue venoso ao ventrículo direito, que impulsiona esse sangue aos pulmões por meio das artérias pulmonares. Entre átrio e ventrículo direitos existe uma valva atrioventricular, chamada valva tricúspide, que se fecha quando o ventrículo contrai, impedindo refluxo do sangue para o átrio. Após a hematose nos pulmões, o sangue arterial chega ao átrio esquerdo pelas veias pulmonares. A contração do átrio esquerdo envia o sangue ao ventrículo esquerdo – câmara com parede muscular mais espessa que a do ventrículo direito –, cuja sístole direciona o sangue, sob alta pressão, para a artéria aorta em direção a todo o corpo. Entre átrio e ventrículo esquerdos há outra valva atrioventricular (valva bicúspide ou mitral), que, assim como a valva atrioventricular direita, fecha-se na sístole ventricular, impedindo refluxo de sangue para o átrio. Além das valvas atrioventriculares, há as valvas semilunares: na saída da aorta encontra-se a valva aórtica, e na saída da artéria pulmonar está a valva pulmonar. Quando os ventrículos relaxam, as valvas semilunares fecham, evitando refluxo sanguíneo de volta aos ventrículos. Os sons característicos emitidos pelo coração são decorrentes do fechamento das valvas mencionadas.

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BIOLOGIA

Capítulo 8

Artéria pulmonar Átrio esquerdo

Átrio direito

Veias pulmonares

Veias pulmonares

Valva aórtica Valva bicúspide (mitral)

Valva pulmonar Valva tricúspide

Ventrículo esquerdo

Veia cava inferior Ventrículo direito

Representação esquemática do coração humano em vista externa e em corte, mostrando suas cavidades, suas valvas e os vasos sanguíneos que chegam e partem do coração. As setas indicam o sentido do fluxo sanguíneo.

A artéria aorta tem uma série de ramificações que originam outras artérias, como as artérias carótidas e as artérias coronárias. As carótidas conduzem sangue para a cabeça, enquanto as coronárias irrigam o próprio coração, levando O2 e nutrientes às células do miocárdio. Existem situações nas quais as artérias coronárias podem sofrer obstrução, levando o indivíduo a sofrer um infarto do miocárdio. Um infarto consiste em lesão ou morte tecidual por carência de O2, resultante do bloqueio do fluxo de sangue oxigenado em direção ao tecido cardíaco. O quadro denominado aterosclerose está intimamente ligado aos casos de infarto de miocárdio. Um fator a ser observado no desenvolvimento da aterosclerose são os níveis sanguíneos de colesterol. O colesterol desempenha uma série de papéis importantes no organismo humano, atuando, por exemplo, na manutenção da estrutura das membranas celulares e como precursor de hormônios sexuais. Na circulação sanguínea, a maior parte do colesterol é transportada em associação com duas lipoproteínas: a LDL (low-density lipoprotein, ou lipoproteína de baixa densidade) e a HDL

Circulação e imunidade

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(high-density lipoprotein, ou lipoproteína de alta densidade). A LDL fornece colesterol às células do corpo, enquanto a HDL recolhe o excesso de colesterol nos tecidos, levando-o ao fígado, onde participa da formação da bile. Indivíduos que apresentam elevada concentração de LDL em relação à concentração de HDL têm risco aumentado de desenvolver aterosclerose. Nessa condição, o revestimento arterial é danificado, o que ocasiona uma inflamação que resulta na formação de uma placa constituída principalmente de gordura e colesterol (placa de ateroma). Essa placa cresce gradualmente e se deposita na parede arterial, tornando-a espessa e enrijecida, de modo a obstruir o vaso. Pessoas com aterosclerose em desenvolvimento e que não realizam tratamento do quadro têm maior risco de sofrer, além de um infarto do miocárdio, um acidente vascular cerebral (AVC). Placa de ateroma em formação

Rompimento da placa de ateroma

ilusmedical/Shutterstock.com

Artéria normal

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

CORES FANTASIA

Representação esquemática de artéria em corte transversal com o desenvolvimento de uma placa de ateroma na aterosclerose. Como mostrado na imagem à direita, pode ocorrer o rompimento da placa, situação na qual um trombo pode se formar e agravar o quadro.

Estabelecendo relações O que significa a pressão arterial 12 por 8? Quando o ventrículo esquerdo contrai, o sangue é enviado à artéria aorta sob elevada pressão. Em pessoas saudáveis, espera-se que o valor dessa pressão, chamada pressão sistólica, seja de até 120 mmHg. Quando o ventrículo esquerdo entra em diástole, a pressão sobre a parede arterial, agora chamada pressão diastólica, diminui. Em pessoas saudáveis, a pressão diastólica deve ser menor que 80 mmHg. Dessa forma, quando a pressão é aferida e está em 12 por 8, isso significa que a pressão sistólica está em 120 mmHg, e a diastólica, em 80 mmHg. Os valores de pressão arterial podem ser influenciados por uma série de fatores, variando dentro de limites aceitáveis. Por exemplo, durante uma atividade física, a pressão arterial deve aumentar, mas, com o término da atividade, a expectativa em pessoas saudáveis é de que a pressão diminua em alguns minutos. Valores elevados da pressão arterial em repouso, isto é, iguais ou acima de 140 mmHg para a pressão sistólica e/ou iguais ou acima de 90 mmHg para pressão diastólica, podem caracterizar um quadro de hipertensão arterial, que deve ter acompanhamento médico.

Controle dos batimentos cardíacos

Nó sinoatrial

Átrio esquerdo

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Átrio direito

Nó atrioventricular

Ramos do feixe de His

Ventrículo esquerdo

Fibras de Purkinje

Ventrículo direito

Ápice do coração

FRENTE 3

Usama Nasir MD/Shutterstock.com

O coração humano, assim como o dos demais vertebrados, gera os impulsos que determinam seu batimento. Os batimentos cardíacos acontecem de acordo com o ritmo de impulsos elétricos originados pelo nó sinoatrial, ou marca-passo natural, um conjunto de células musculares cardíacas especializadas localizadas na parede do átrio direito. Os impulsos elétricos gerados pelo nó sinoatrial se propagam rapidamente pelo músculo cardíaco, resultando na contração simultânea dos átrios, e alcançam outro conjunto de células, chamado nó atrioventricular, localizado na parede entre os átrios. O nó atrioventricular atua como uma estação de transmissão a partir da qual os impulsos são direcionados para o ápice do coração por meio de ramificações do feixe de His, localizadas no septo interventricular. Dos ramos do feixe partem as fibras de Purkinje, que conduzem os impulsos pela musculatura dos ventrículos, determinando sua contração.

Representação esquemática de um coração humano em corte, com destaque para as estruturas que atuam na geração e na condução dos impulsos elétricos que resultam nos batimentos cardíacos.

O ritmo de geração de impulsos pelo nó sinoatrial pode ser influenciado pela ação do sistema nervoso autônomo, dividido nos ramos simpático e parassimpático. O ramo simpático é ativado em situações de emergência e sua ação sobre o coração resulta em aumento da frequência cardíaca. Em contrapartida, o ramo parassimpático atua em situações de relaxamento, levando à redução do ritmo cardíaco. Mais detalhes sobre o funcionamento do sistema nervoso autônomo serão apresentados mais adiante nesta coleção.

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A circulação linfática Os capilares linfáticos atuam no recolhimento do excesso de fluido tecidual (fluido ou líquido intersticial), originando a linfa, cuja composição é semelhante à do plasma sanguíneo. Os capilares linfáticos reúnem-se em vasos de maior calibre, que chegam a vasos sanguíneos próximos ao coração, lançando a linfa no sangue. No percurso da linfa encontram-se os linfonodos, órgãos nos quais são encontradas muitas células de defesa, a exemplo de linfócitos e macrófagos. Caso seja detectada a presença de agentes estranhos na linfa, como bactérias, eles são retidos nos linfonodos e uma resposta de defesa é desencadeada. Há casos de infecções nos quais os linfonodos dilatam, podendo causar dor à pessoa; linfonodos dilatados são popularmente conhecidos como ínguas. As ínguas podem ser detectadas em um exame médico por meio da palpação do pescoço e das axilas, e sua presença pode indicar que uma infecção está em curso no indivíduo. Além dos vasos linfáticos e dos linfonodos, outros órgãos componentes do sistema linfático são o timo, o baço e as tonsilas (tonsilas palatinas, ou amídalas, e tonsilas faríngeas, ou adenoides), estruturas que também atuam na defesa do corpo. O sistema linfático tem, portanto, a defesa do organismo como uma das suas funções, e seus componentes também fazem parte do sistema imunitário. A A

B B

Líquido intersticial

Capilar sanguíneo

Tonsilas

CORES FANTASIA

Timo

Linfa

Vasos linfáticos

Baço

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Vaso linfático

C C

Células do tecido Vaso linfático

Linfonodos

Linfa circulante Massas de células de defesa Linfonodo em corte

Representação esquemática do sistema linfático e seus órgãos (A). Nos detalhes à direita, representação da formação da linfa por meio do recolhimento do excesso de fluido intersticial pelos capilares linfáticos (B) e a estrutura de um linfonodo visto em corte (C).

Sistema imunitário O sistema imunitário, também chamado de imune ou imunológico, é o responsável pela defesa do organismo contra agentes invasores potencialmente prejudiciais. Os órgãos desse sistema são divididos em dois grupos: órgãos primários e órgãos secundários. Os órgãos primários são a medula óssea e o timo, estruturas ligadas à produção e à maturação de células de defesa. Algumas células de defesa são produzidas e amadurecem na medula óssea, a exemplo dos linfócitos B; enquanto outras, como os linfócitos T, são formadas na medula óssea, mas maturam no timo. ELEMENTOS FORA DE Entre os órgãos secundários, destacam-se vasos linPROPORÇÃO Tonsilas faríngeas fáticos, linfonodos, baço, apêndice cecal e tonsilas. O CORES (adenoides) FANTASIA baço é um órgão que atua como reservatório de sangue e na destruição de hemácias. Além disso, nele são encontraTonsilas das células de defesa que podem produzir anticorpos. As palatinas tonsilas são estruturas de defesa ricas em tecido linfoide (amídalas) localizadas na faringe. O sistema imunitário humano apresenta dois tipos de imunidade que participam da defesa do organismo: a inata, que compreende, como o nome diz, os mecanismos com os Representação esquemática da localização das tonsilas faríngeas e palatinas, respectivamente, na nasofaringe e na orofaringe. quais a pessoa já nasce, e a adquirida.

152

BIOLOGIA

Capítulo 8

Circulação e imunidade

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Imunidade inata A imunidade inata envolve, primeiramente, defesas de barreira, como a pele e as mucosas bucal e nasal, que evitam a entrada de agentes invasores no corpo. Algumas secreções também constituem barreiras à entrada de invasores. Por exemplo, o muco liberado nas vias respiratórias retém microrganismos patogênicos e poeira, evitando a chegada desses elementos até os pulmões. O batimento dos cílios do epitélio da traqueia conduz o muco em direção à faringe e as partículas podem, então, ser expelidas do corpo pela tosse ou deglutidas, chegando ao estômago, onde serão destruídas pelo suco gástrico, que é muito ácido. A presença de lisozima (enzima que decompõe a parede celular de bactérias) em lágrimas, secreções mucosas e saliva também é um exemplo de defesa de barreira. A imunidade inata é uma resposta rápida que atinge uma ampla diversidade de patógenos e, por isso, apresenta baixa especificidade. Em casos nos quais agentes invasores superam as defesas de barreira e invadem o organismo, a imunidade inata ainda pode atuar, por exemplo, por meio da ação de células como macrófagos e neutrófilos. Essas células reconhecem os invasores, desencadeando a fagocitose e a eliminação deles.

Resposta inflamatória Uma forma de imunidade inata é a resposta inflamatória, desencadeada após choque, atrito ou perfuração de tecidos; por exemplo, quando espetamos o dedo com um espinho. Nessas situações, células denominadas mastócitos liberam histamina na corrente sanguínea, o que causa

Patógeno

aumento do fluxo de sangue e vasodilatação, resultando em vermelhidão e aumento da temperatura na área da inflamação. A histamina promove também aumento da permeabilidade dos vasos sanguíneos da região afetada e, em consequência, fluidos do sangue extravasam para o fluido intersticial, causando inchaço. Além disso, ocorre liberação de substâncias que desencadeiam sensação de dor. O inchaço e a dor são sinais que alertam o organismo para a ocorrência da lesão. Durante a inflamação, células fagocíticas, como macrófagos e neutrófilos, deixam a corrente sanguínea e migram em direção aos tecidos lesionados, fenômeno denominado diapedese. Essas células fagocitam os possíveis agentes invasores, como bactérias. No processo inflamatório, os macrófagos liberam citocinas, substâncias que, assim como a histamina, aumentam o fluxo sanguíneo na área afetada. Após uma inflamação, pode ocorrer a formação de pus, constituído de células de defesa, bactérias mortas e restos celulares do tecido afetado. O pus fica acumulado em uma bolsa denominada abcesso. As inflamações podem ser localizadas, mas existem situações em que a resposta pode ser sistêmica, ou seja, envolver todo o corpo. Um exemplo disso é a febre. Até certo ponto, a febre é benéfica no combate a infecções, pois o aumento da temperatura corporal pode intensificar a fagocitose de agentes invasores e aumentar a velocidade das reações químicas ligadas às respostas de defesa e ao reparo dos tecidos lesionados. Contudo, há situações em que a resposta inflamatória sistêmica é bastante intensa, resultando em febre muito alta e levando até mesmo a risco de morte. ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Espinho

CORES FANTASIA

Mastócito

Moléculas sinalizadoras

Macrófago

Diapedese

Movimento de líquido

Capilar sanguíneo

Fagocitose

Neutrófilo Os mastócitos liberam histaminas como moléculas sinalizadoras, enquanto os macrófagos liberam citocinas; essas substâncias aumentam o fluxo sanguíneo na área afetada.

Os capilares sofrem vasodilatação e se tornam mais permeáveis. Ocorre diapedese e inchaço, em razão da passagem de líquido do sangue para o tecido.

Macrófagos e neutrófilos fagocitam os agentes patogênicos.

Representação esquemática dos principais acontecimentos de uma resposta inflamatória desencadeada por uma lesão na pele causada por um espinho.

FRENTE 3

Hemácias

Saiba mais Células assassinas naturais Entre as células que atuam na imunidade inata estão aquelas chamadas de células assassinas naturais ou células NK (do inglês, natural killer). Essas células são linfócitos capazes de detectar proteínas estranhas ao organismo encontradas na superfície de algumas células, como as cancerígenas e aquelas que estão infectadas por vírus. A partir do reconhecimento, as células NK liberam substâncias que matam as células portadoras das proteínas estranhas, evitando a proliferação das células cancerígenas ou a propagação do vírus.

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Imunidade adquirida A imunidade adquirida, também conhecida como imunidade adaptativa, envolve respostas mais lentas do que a imunidade inata, porém altamente específicas. Isso ocorre por meio de mecanismos capazes de reconhecer uma característica presente apenas em determinada molécula de um patógeno específico. Essa molécula, denominada antígeno, é geralmente uma proteína ou um polissacarídeo que induz resposta imune ao ser reconhecida como uma substância estranha ao organismo. A região de um antígeno que pode se ligar a um receptor nas células de defesa é chamada de epítopo. Quando o corpo é exposto pela primeira vez a um patógeno dotado de determinado antígeno, ocorre o reconhecimento e a fagocitose dele por células apresentadoras de antígenos, como os macrófagos. Essas células expõem em sua superfície partes do antígeno que serão reconhecidas pelos linfócitos T auxiliares, também chamados de linfócitos T4 ou CD4+. Substâncias liberadas pelos linfócitos T auxiliares estimulam a proliferação desses e de outros tipos de linfócito, como os linfócitos B e os linfócitos T citotóxicos (T8 ou CD8+). O estímulo sobre os linfócitos B inicia a formação de dois tipos celulares: os plasmócitos e as células B de memória. Os plasmócitos são as células que secretam anticorpos específicos contra o antígeno que foi apresentado, neutralizando o patógeno ou facilitando a ação de células fagocíticas. Os anticorpos são proteínas denominadas imunoglobulinas (Ig) e apresentam estrutura semelhante à letra Y, formada por duas cadeias polipeptídicas pesadas e duas leves. Nas extremidades do “Y” encontram-se as regiões variáveis do anticorpo, que conferem alta especificidade ao antígeno que será combatido. Sítio de ligação do antígeno

Antígeno

V

Ponte dissulfeto

CORES FANTASIA

V

V

V C

C

Cadeia leve

Cadeia pesada

Regiões variáveis

Regiões constantes

C Riyad Sbeitan/Shutterstock.com

C

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Representação esquemática da estrutura de um anticorpo. Pontes dissulfeto mantêm as cadeias leves e as pesadas unidas.

Os linfócitos B podem ser estimulados diretamente pelo antígeno ao qual o organismo foi exposto, mas isso não ocorre com os linfócitos T citotóxicos. Estes são estimulados pelas células apresentadoras de antígenos e pelos linfócitos T auxiliares, originando dois grupos de células: os linfócitos T citotóxicos ativados e as células T citotóxicas de memória. Os linfócitos T citotóxicos ativados destroem células infectadas por vírus e células de alguns tipos de câncer, por exemplo. A formação de anticorpos em resposta a um antígeno corresponde à resposta imune humoral, enquanto a ativação dos linfócitos T citotóxicos representa a resposta imune celular.

Memória imunitária A memória imunitária é a característica do sistema imunitário que promove proteção de longo prazo contra muitas doenças infecciosas. Na primeira vez que há contato do organismo com um antígeno, é desencadeada a resposta imunitária primária. Nessa resposta, além de ocorrer formação de anticorpos e a ativação de linfócitos T citotóxicos, ocorre a formação de células de memória. Essas células têm vida longa e apresentam em sua membrana os receptores que reconhecem especificamente o antígeno que foi apresentado. Caso o organismo entre em contato com o antígeno novamente, é desencadeada a resposta imunitária secundária. Na resposta secundária, as células B de memória originam plasmócitos, que produzem anticorpos específicos contra o mesmo antígeno. As células T de memória originam linfócitos T citotóxicos ativados, resultando em uma resposta muito rápida, que produz grande quantidade de anticorpos. Muitas vezes, a resposta secundária é intensa a ponto de neutralizar o antígeno de forma tão eficiente que os sintomas da doença sequer têm início.

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BIOLOGIA

Capítulo 8

Circulação e imunidade

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Patógeno (1a exposição) Fagocitose Apresentação do antígeno

Macrófago

Reconhecimento do antígeno Linfócito T auxiliar

Proliferação

Estímulo

Estímulo

Linfócitos B

Linfócitos T citotóxicos

Formação

Plasmócitos

Formação

Estímulo

Células B de memória

Secreção Anticorpos

Estímulo

Células T de memória

Estímulo

Linfócitos T citotóxicos ativados

Estímulo 2a exposição

Principais eventos ligados à resposta imune adquirida.

Velocidade da resposta imune Concentração de anticorpos no sangue (unidades aritrárias)

104

resposta imune secundária

103

resposta imune primária

102 101 100

0

7

Exposição ao antígeno

14

21

28

35

42

49

56

Exposição ao mesmo antígeno Tempo (dias)

Variação da concentração de anticorpos no sangue em função do tempo para as respostas imunes primária e secundária.

O sistema imunitário deve distinguir aquilo que é próprio do corpo daquilo que não é, isto é, reconhecer invasores potencialmente nocivos ao organismo. Quando essa distinção não é feita adequadamente, o sistema imune torna-se ativo contra moléculas do próprio corpo, causando as doenças autoimunes. A esclerose múltipla é um exemplo disso: nessa doença, a bainha de mielina, encontrada em muitos neurônios, é destruída por ação do sistema imune. Diabetes melito tipo 1 e lúpus também são exemplos de doenças autoimunes.

FRENTE 3

Atenção

Imunização passiva Imunização é o processo de desenvolvimento de proteção imunitária. A imunização passiva ocorre quando o sistema imune não é estimulado a produzir anticorpos e células de memória. Nessa situação, os anticorpos são produzidos por outro organismo e, de algum modo, transferidos para um receptor. Como o sistema imune do receptor não é ativado, a imunização é curta, persistindo apenas enquanto ocorrer a transferência de anticorpos e enquanto ainda houver anticorpos na corrente sanguínea. A imunização passiva pode ocorrer de maneira natural ou artificial.

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Uma importante via de imunização passiva natural é a transferência de anticorpos do sangue de uma mulher grávida para o feto por meio da placenta; assim, ao nascer, a criança já tem anticorpos em sua circulação. O fornecimento de anticorpos ao bebê deve continuar, pois o sistema imune do recém-nascido leva, ao menos, alguns meses para começar a produzir seus próprios anticorpos. Esse fornecimento ocorre por meio do leite materno, conferindo proteção principalmente ao trato digestório do bebê. A imunização passiva artificial corresponde à utilização de soros contendo anticorpos específicos prontos. O uso dos soros tem como objetivo o ataque imediato ao antígeno que invadiu o corpo de uma pessoa, promovendo sua cura. Um exemplo disso é o uso dos soros antiofídicos, aplicados quando uma pessoa é mordida por uma serpente peçonhenta, como a jararaca. O veneno dessa serpente pode, em pouco tempo, causar sérios danos ao organismo, como necrose, hemorragia e insuficiência renal. Como o sistema imune não é rápido o suficiente para neutralizar o veneno da jararaca a ponto de evitar esses danos, nesse tipo de situação recomenda-se o uso de um soro contendo anticorpos específicos que neutralizam rapidamente o veneno. Por se tratar de uma imunização passiva e, por isso, não envolver a formação de memória imunitária, os soros têm efeito passageiro. Assim, os anticorpos atuarão apenas enquanto estiverem disponíveis no organismo da pessoa que recebeu o soro. Caso seja picada por uma serpente da mesma espécie outras vezes, essa pessoa deverá receber novamente o soro, já que o organismo não é capaz de produzir rapidamente os anticorpos para o antígeno presente no veneno. Além dos soros antiofídicos, existem soros usados contra o veneno de outros animais peçonhentos, como aranhas e escorpiões, e soros que são usados contra certas doenças, a exemplo do soro antitetânico (utilizado em casos de tétano) e o do soro antirrábico (utilizado em casos de raiva).

Saiba mais Produção dos soros A produção dos soros envolve algumas etapas básicas. Levando em consideração a produção do soro antiofídico, primeiro injetam-se baixas doses do veneno em um animal mamífero; nessa etapa, cavalos são bastante utilizados. O sistema imunitário do animal deve responder à presença do antígeno e produzir anticorpos específicos contra ele. A segunda etapa consiste na obtenção de sangue do cavalo, já rico em anticorpos. Em seguida, é feita a purificação do plasma sanguíneo a fim de se obter um concentrado dos anticorpos que constituirão o soro antiofídico. Por fim, é feita a devolução de componentes sanguíneos ao animal doador, para que nenhum dano grave seja causado.

Imunização ativa A imunização ativa ocorre por meio da ativação do sistema imunitário mediante o reconhecimento de um antígeno, resultando na produção de anticorpos e de células de memória. Muitas vezes, a memória imunitária gerada é de longa duração. Assim como a imunização passiva, a imunização ativa pode ocorrer de maneira natural ou artificial. A imunização ativa natural ocorre por meio do contato com o antígeno no ambiente. Por exemplo, quando uma pessoa entra em contato com o vírus da catapora pela primeira vez, é desencadeada a resposta imunitária primária. São produzidos anticorpos específicos que neutralizam os vírus, e as células de memória geradas promovem imunidade de longa duração. Caso haja contato com o vírus da catapora novamente, é desencadeada a resposta imunitária secundária, mais rápida e intensa que a primária, neutralizando os vírus da catapora antes que os sintomas da doença se desenvolvam. O uso das vacinas corresponde à imunização ativa artificial. As vacinas são constituídas de patógenos mortos, atenuados ou fragmentados, antígenos inativados ou material genético do patógeno. O objetivo da aplicação de uma vacina é estimular o sistema imunitário a produzir anticorpos e, principalmente, desenvolver memória imunitária. Assim, caso a pessoa entre em contato naturalmente com o patógeno contra o qual ela foi vacinada, será desencadeada a resposta imunitária secundária, produzindo rapidamente grande quantidade de anticorpos e evitando o desenvolvimento dos sintomas da doença, especialmente os mais graves; portanto, as vacinas têm efeito preventivo e duradouro. Em certos casos, uma vez tomada determinada vacina, a pessoa fica imunizada contra aquela doença por toda a vida, mas existem vacinas que necessitam de doses periódicas, a fim de reforçar a memória imunitária e manter o indivíduo protegido. Além disso, ao longo da evolução de um patógeno, mutações que resultam em alterações nos antígenos podem reduzir a eficácia das vacinas aplicadas anteriormente, uma vez que os anticorpos são altamente específicos para os antígenos que atacam. Nesses casos, é necessária a aplicação de novas vacinas. Por esse motivo, novas vacinas devem ser desenvolvidas anualmente contra a gripe, por exemplo.

Saiba mais Vacinas de DNA e de RNA As vacinas de DNA ou de RNA são aquelas que contêm o material genético do patógeno. Após serem injetadas no organismo humano, essas moléculas são codificadas nas células humanas, resultando na formação de proteínas do patógeno. Essa proteínas são, então, reconhecidas pelo organismo humano como estranhas ao corpo, isto é, atuam como antígenos e desencadeiam a resposta do sistema imunitário, que passa a produzir anticorpos contra o patógeno e cria memória imunitária sem que os sintomas da doença se desenvolvam.

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BIOLOGIA

Capítulo 8

Circulação e imunidade

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Revisando 1. Indique as principais funções desempenhadas pelos elementos figurados do sangue. 2. Diferencie artérias de veias com base no sentido do fluxo sanguíneo em cada um desses vasos. 3. Diferencie: a) sangue arterial de sangue venoso; b) circulação simples de circulação dupla; c) circulação incompleta de circulação completa.

Pawel Graczyk/Shutterstock.com

4. Os esquemas a seguir representam corações de animais vertebrados em corte longitudinal.

1

2

3

Identifique os grupos de vertebrados cujos corações estão representados pelos números 1, 2 e 3 e indique o(s) coração(ões) em que ocorre mistura entre sangue venoso e arterial. 5. Indique, entre os vasos que se conectam diretamente ao coração, aqueles que conduzem sangue venoso e aqueles que conduzem sangue arterial. 6. Explique os movimentos cardíacos de sístole e diástole. 7. Cite os órgãos primários e secundários que compõem o sistema imunitário. 8. Diferencie imunidade inata de imunidade adquirida. 9. Compare as respostas imunitárias primária e secundária quanto à velocidade da resposta e à quantidade de anticorpos produzidos. 10. Compare vacina e soro quanto ao tipo de imunização, à composição, à ação e ao efeito.

Exercícios propostos 1. IFPE 2019 A maioria dos corredores quer correr cada vez melhor e mais rápido. Sentir-se menos cansado, então, é o sonho de todo praticante de atividade física. Para isso, muitos recorrem ao chamado doping natural, que promete aumentar o desempenho do corpo legalmente. O treino em altitude é um desses métodos, conhecido, principalmente, por atletas e treinadores. O corpo do praticante de corrida tende a se adaptar à baixa pressão de oxigênio, criando mais hemoglobina. Se a pessoa fez a aclimatação e corre uma prova em uma altitude baixa, como ao nível do mar, seu desempenho tende a melhorar. Apesar dos pontos positivos de correr em altitude, há, também, as desvantagens. A diferença de temperatura e possíveis lesões causadas pelo resfriamento do ar não devem ser ignorados. Pode ser prejudicial por conta das condições de treino em altitude serem adversas, e, com isso, pode se perder a qualidade ou o rendimento nos treinos e, consequentemente, na performance geral. WEBRUN. Doping natural: esse método realmente funciona? Disponível em: . Acesso em: 06 maio 2019 (adaptado).

De acordo com as informações apresentadas no texto acima, é CORRETO afirmar que o doping natural pode beneficiar o atleta, pois a) aumentará o número de ATP produzido nos ribossomos dos músculos. b) haverá maior transporte de gás carbônico para os músculos. c) o corpo irá transportar mais oxigênio para os músculos. d) haverá menos glicose disponível nas células musculares. e) aumentará o número de plaquetas, que fornecem mais energia aos músculos. Suas formas recombinantes, sintetizadas em laboratório, têm sido usadas por alguns atletas em esportes de resistência na busca por melhores resultados. No entanto, a administração da EPO recombinante no esporte foi proibida pelo Comitê Olímpico Internacional e seu uso considerado doping. MARTELLI, A. Eritropoetina: síntese e liberação fisiológica e o uso de sua forma recombinante no esporte. Perspectivas Online: biológicas & saúde, v. 10, n. 3, 2013 (adaptado).

FRENTE 3

2. Enem 2019 A eritropoetina (EPO) é um hormônio endógeno secretado pelos rins que influencia a maturação dos eritrócitos.

Uma influência que esse doping poderá exercer na melhoria da capacidade física desses atletas está relacionada ao transporte de a) lipídios, para aumento do gasto calórico. b) ATP, para aumento da síntese hormonal. c) oxigênio, para aumento da produção de ATP. d) proteínas, para aumento da massa muscular. e) vitamina C, para aumento da integridade dos vasos sanguíneos.

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3. Uece 2018 Considerando as células do sangue, associe corretamente os tipos celulares com suas respectivas características, numerando a Coluna II de acordo com a Coluna I. Coluna I 1. Hemácias 2. Neutrófilos 3. Plaquetas 4. Linfócitos Coluna II  Estruturas anucleadas, com grande quantidade de hemoglobina, que transportam o oxigênio.  Células com núcleo esférico que participam dos processos de defesa produzindo e regulando a produção de anticorpos.  Granulócitos que desempenham papel crucial na defesa do organismo fagocitando e digerindo microrganismos.  Estruturas anucleadas que participam dos processos de coagulação sanguínea. A sequência correta, de cima para baixo, é: a) 2, 1, 4, 3. b) 1, 4, 2, 3. c) 4, 3, 2, 1. d) 3, 2, 1, 4. 4. FICSAE-SP 2016 No processo de respiração humana, o ar inspirado chega aos alvéolos pulmonares. O oxigênio presente no ar difunde-se para os capilares sanguíneos, combinando-se com a) a hemoglobina presente nas hemácias, e é transportado para os tecidos, sendo absorvido pelas células e em seguida utilizado na cadeia respiratória, que ocorre no citosol. b) a hemoglobina presente nas hemácias, e é transportado para os tecidos, sendo absorvido pelas células e em seguida utilizado na cadeia respiratória, que ocorre na mitocôndria. c) o plasma sanguíneo, e é transportado para os tecidos, sendo absorvido pelas células e em seguida utilizado na glicólise, que ocorre no citosol. d) o plasma sanguíneo, e é transportado para os tecidos, sendo absorvido pelas células e em seguida utilizado na glicólise, que ocorre na mitocôndria. 5. FCMMG 2017

UMA VEZ, EM BOGOTÁ Cheguei ao hotel sentindo-me lânguido. Resolvi dar uma volta no quarteirão, para ver as modas. Sobravam ponchos aconchegantes que ajudavam artificialmente a homeostase da temperatura do corpo. Quando voltei e fui para a cama, notei que quase não respirava! Forcei os pulmões e me senti melhor. Bogotá fica a uma altitude de 2 630 metros, de modo que o ar rarefeito trazia-me O2 escasso, mesmo para minhas necessidades em repouso. Se eu fosse jogar futebol, não faria um gol.

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BIOLOGIA

Capítulo 8

É por isso que os atletas chegam a esses lugares semanas antes da competição para que o organismo possa adaptar-se à altitude. PESSOA, Oswaldo Frota, BIOLOGIA vol. 1, ed. Scipione, 2008.

Constitui um dos fatores de adaptabilidade às altitudes: a) Produção de um número maior de hemácias. b) Aumento da rede capilar dos alvéolos pulmonares. c) Elevação do pH sanguíneo para acelerar o ritmo respiratório. d) Diminuição da via glicolítica anaeróbia com menor produção de ácido láctico. 6. Enem Libras 2017 O quadro indica o resultado resumido de um exame de sangue (hemograma) de uma jovem de 23 anos. Valores de referência (acima de 12 anos – sexo feminino)

Hemograma Valores encontrados Eritrócitos (3 106/mm3)

4,63

3,8 – 4,8

Plaquetas (mil/mm3)

87

150,0 – 400,0

Leucócitos totais (mil/mm3)

6,04

4,5 – 11,0

Com base nesses resultados, qual alteração fisiológica a jovem apresenta? a) Dificuldade de coagulação sanguínea. b) Diminuição da produção de anticorpos. c) Aumento dos processos infecciosos e alérgicos. d) Diminuição no transporte dos gases respiratórios. e) Aumento da probabilidade de formação de coágulo no sangue. 7. Enem 2017 Pesquisadores criaram um tipo de plaqueta artificial, feita com um polímero gelatinoso coberto de anticorpos, que promete agilizar o processo de coagulação quando injetada no corpo. Se houver sangramento, esses anticorpos fazem com que a plaqueta mude sua forma e se transforme em uma espécie de rede que gruda nas lesões dos vasos sanguíneos e da pele. MOUTINHO, S. Coagulação acelerada. Disponível em: http://cienciahoje.uol.com.br. Acesso em: 19 fev. 2013 (adaptado).

Qual a doença cujos pacientes teriam melhora de seu estado de saúde com o uso desse material? a) Filariose. b) Hemofilia. c) Aterosclerose. d) Doença de Chagas. e) Síndrome da imunodeficiência adquirida. 8. Enem 2022 O veneno da cascavel pode causar hemorragia com risco de morte a quem é picado pela serpente. No entanto, pesquisadores do Brasil e da Bélgica desenvolveram uma molécula de interesse farmacêutico, a PEG-collineína-1, a partir de uma proteína encontrada no veneno dessa cobra, capaz de modular a coagulação sanguínea. Embora a técnica não seja nova, foi a primeira

Circulação e imunidade

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JULIÃO, A. Técnica modifica proteína do veneno de cascavel e permite criar fármaco que modula a coagulação sanguínea. Disponível em: https://agencia.fapesp.br. Acesso em: 22 nov. 2021 (adaptado).

Esse novo medicamento apresenta potencial aplicação para a) impedir a formação de trombos, típicos em alguns casos de acidente vascular cerebral. b) tratar consequências da anemia profunda, em razão da perda de grande volume de sangue. c) evitar a manifestação de urticárias, comumente relacionadas a processos alérgicos. d) reduzir o inchaço dos linfonodos, parte da resposta imunitária de diferentes infecções. e) regular a oscilação da pressão arterial, característica dos quadros de hipertensão. 9. UCS-RS 2018 A coagulação sanguínea é extrema­ mente importante para a contenção de um san­ gramento no momento de uma lesão na parede de um vaso sanguíneo. Trata-se de um processo complexo que envolve algumas reações químicas catalisadas por diferentes enzimas. Considerando todo o processo de coagulação sanguínea, assinale a alternativa correta. a) Os íons Ca++ e a vitamina A são indispensáveis ao processo de contenção de um sangramento, por isso devem estar presentes na alimentação (ou serem fornecidos via complementos). b) Os leucócitos liberam a enzima tromboplastina, que catalisa a reação de conversão da protrombina em trombina. c) O fibrinogênio é uma proteína presente na circulação sanguínea, o qual, sob o efeito da trombina junto dos íons Ca++, é convertido em fibrina. d) A hemofilia é um doença hereditária relacionada ao processo de coagulação, em que o acometido possui uma alta coagulabilidade, levando a sérios riscos de formação de coágulos intravasculares. e) O coágulo, depois de ser formado e ter estancado o sangramento, deve ser desfeito pela ação da enzima protrombina, que reestabelece o fluxo normal de sangue no vaso sanguíneo. 10. UCS-RS 2016 O sangue é um tecido corporal complexo que exerce diversas funções no corpo humano, entre elas, transporte de gases, defesa contra patógenos e coagulação. Assinale a alternativa correta em relação ao sangue e seus componentes. a) As hemácias humanas são células que se dividem continuamente, mantendo um número adequado, para realização do transporte de gases. b) As plaquetas são importantes componentes do sangue responsáveis pela captura e destruição de partículas invasoras, como algumas bactérias.

c) Os megacariócitos são células que se convertem em macrófagos, importantes para os processos de fagocitose de partículas invasoras. d) O plasma sanguíneo contém uma série de substâncias destacando-se a água, proteínas, íons, hormônios, nutrientes e gases. e) Os linfócitos são tipos especializados de eritrócitos, responsáveis pela produção de anticorpos. 11. Mackenzie-SP 2019 Leia o texto, a seguir.

Cientistas descobrem função inesperada dos pulmões Cientistas da Universidade da Califórnia, em São Francisco, descobriram que os pulmões desempenham um papel que vai além da respiração. Em uma série de experimentos feita com ratos, os pesquisadores notaram que os órgãos do animal produziram mais da metade das plaquetas [...]. Durante a realização de três experimentos, eles observaram uma grande quantidade de células produtoras de plaquetas, os chamados megacariócitos, na vasculatura pulmonar do animal [...]. “A contribuição dos pulmões para a biogênese plaquetária é substancial, representando aproximadamente 50% da produção total de plaquetas (do camundongo)”, explicam os autores no estudo. Disponível em: https://exame.abril.com.br/ciencia/cientistas-descobremfuncaoinesperada-dos-pulmoes/ (acesso em 17 de set. 2018)

Tendo como base o texto, três afirmações foram realizadas. I. As plaquetas são elementos figurados do sangue, capazes de liberar a enzima tromboplastina, que desencadeia uma série de reações químicas que levam à coagulação sanguínea. II. Os megacariócitos também podem ser encontrados na medula óssea vermelha. III. Nos mamíferos, em uma única gota de sangue, geralmente há muito mais leucócitos do que plaquetas. É correto o que se afirma em a) I, apenas. b) II, apenas. c) III, apenas. d) II e III, apenas. e) I e II, apenas. 12. IFPE 2017 A hipertensão arterial é um dos problemas que afeta o sistema cardiovascular. Entre as causas mais comuns desta doença é possível destacar alimentação inadequada, estresse e vida sedentária. Algo curioso sobre um dos medicamentos usados para o controle da hipertensão arterial e que a maioria dos hipertensos não sabe é que o captopril é desenvolvido a partir de uma substância encontrada no veneno da jararaca brasileira. Sobre a hipertensão arterial e o sistema cardiovascular, podemos afirmar que a) as veias são vasos que transportam apenas sangue arterial rico em gás oxigênio. b) a pressão que o sangue exerce sobre as paredes das veias é denominada pressão arterial.

FRENTE 3

vez que o método foi usado a partir de uma toxina animal na sua forma recombinante, ou seja, produzida em laboratório por um fungo geneticamente modificado.

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c) na grande circulação, o sangue percorre um trajeto entre o coração-pulmão-coração. d) é considerada hipertensa a pessoa que apresenta uma pressão arterial de 120/80 mmHg. e) a artéria aorta é um vaso que transporta sangue arterial rico em gás oxigênio.

Pulmões

13. Mackenzie-SP 2017 No esquema as setas indicam o sentido de circulação do sangue.

Coração

Corpo (www.nsf.gov. Adaptado.)

Assinale a alternativa correta. a) Todos os vasos A apresentam, na sua parede, uma camada muscular mais reforçada do que os vasos B. b) Se os vasos C forem os dos pulmões, o vaso A será uma artéria porque transporta sangue arterial vindo dos pulmões. c) A pressão do sangue no vaso A é menor que no vaso B. d) O vaso B apresenta inúmeras válvulas para impedir o refluxo do sangue. e) No vaso C as substâncias somente passam para o meio externo, não sendo possível a passagem de substâncias para dentro do sangue nessa estrutura. 14. UCS-RS 2018 Alguns tipos de tumores podem formar estruturas esféricas de milhares de células. À medida que essa estrutura esférica cresce, as células que ficam mais internas começam a receber menos nutrientes. O que se esperaria é que elas fossem morrendo e o tumor parasse de crescer. A maioria dos tumores, porém, tem a capacidade de estimular o processo de formação de novos vasos sanguíneos, o que garante o aporte de nutrientes para suas células e seu crescimento. O processo de formação de novos vasos sanguíneos é chamado de a) gametogênese. b) angiogênese. c) vasoconstrição. d) hematopoiese. e) angioplastia. 15. FCMSCSP 2019 A figura mostra como os sistemas circulatório e respiratório se associam no corpo de determinado animal.

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BIOLOGIA

Capítulo 8

Essa forma de associação entre os sistemas ocorre em animais pertencentes ao grupo dos a) osteíctes. b) anuros. c) marsupiais. d) gastrópodes. e) condrictes. 16. CPS-SP 2017 Em 2011, médicos de um hospital em São Paulo usaram um robô, pela primeira vez, para fazer uma cirurgia cardíaca. Nessa cirurgia robótica, os médicos fizeram uma ponte de safena, por meio de um processo menos invasivo do que o habitual. O paciente submetido a essa cirurgia apresentava uma obstrução em uma das artérias coronárias, e o sangue chegava com dificuldade ao coração. Essa obstrução das artérias coronárias é característica do quadro conhecido como a) pericardite. b) infarto agudo do miocárdio. c) doença vascular periférica. d) acidente vascular cerebral. e) doença das válvulas cardíacas. 17. PUC-PR 2017 Leia o texto a seguir.

Doenças cardiovasculares causam quase 30% das mortes no País As doenças cardiovasculares são responsáveis por 29,4% de todas as mortes registradas no País em um ano. Isso significa que mais de 308 mil pessoas faleceram principalmente de infarto e acidente vascular cerebral (AVC). As doenças cardiovasculares são aquelas que afetam o coração e as artérias, como os já citados infarto e acidente vascular cerebral, e também arritmias cardíacas, isquemias ou anginas. A principal característica das doenças cardiovasculares é a presença da aterosclerose, acúmulo de placas de gorduras nas artérias ao longo dos anos que impede a passagem do sangue. (Fonte: http://www.brasil.gov.br/saude/2011/09/doencascardiovasculares-causam-quase-30-das-mortes-no-pais – Acesso: 04 de maio de 2016.)

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Dentre as principais causas da aterosclerose, destacam-se fatores genéticos, obesidade, sedentarismo, tabagismo, hipertensão e colesterol alto. Se for considerado isoladamente o fator colesterol, conclui-se que a) uma redução de HDL e um aumento de LDL reduzem o risco de infarto. b) atividade física e ingestão de gorduras de origem vegetal aumentam a quantidade de LDL reduzindo o risco de infarto. c) alimentação equilibrada e atividade física reduzem o HDL e aumentam o risco de infarto. d) proporção de HDL e LDL não tem relação direta com a alimentação, pois são moléculas de origem endógena. e) uma redução de HDL e um aumento de LDL aumentam o risco de infarto. 18. UEA-AM 2023 O sistema cardiovascular humano é composto basicamente por coração, vasos sanguíneos e sangue. O coração é responsável pelo impulsionamento do sangue para dentro dos vasos sanguíneos. Tal impulsionamento do sangue ocorre sempre de um a) ventrículo para o interior dos capilares. b) átrio para o interior dos capilares. c) átrio para o interior de uma artéria. d) átrio para o interior de uma veia. e) ventrículo para o interior de uma artéria. 19. Mackenzie-SP 2018 O esquema abaixo mostra, de forma simplificada, o caminho do sangue no corpo humano, indicado por setas. As câmaras cardíacas estão legendadas por AD (átrio direito), AE (átrio esquerdo), VD (ventrículo direito) e VE (ventrículo esquerdo) e os principais vasos sanguíneos estão numerados de 1 a 4. 2

4

AD

AE

PULMÕES

ÓRGÃOS VD

VE

1 3

Fonte da ilustração: www.planetabio.com

A artéria aorta e as veias cavas estão representadas, respectivamente, pelos números a) 2 e 1. c) 4 e 2. e) 1 e 3. b) 4 e 3. d) 2 e 3. 20. PUC-PR 2020 Observe a figura abaixo. Anatomia do coração humano

Aorta

Veia cava superior

Artéria pulmonar

FRENTE 3

Veia pulmonar Átrio direito

Átrio esquerdo

Ventrículo esquerdo

Veia cava inferior

Ventrículo direito

Músculo cardíaco

Disponível em: . Acesso em: 01/08/19.

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21. FMABC-SP 2017 Em humanos, o sangue que passa no interior da veia cava e o que passa na artéria aorta são diferentes quanto a) ao número de hemácias. b) ao número de leucócitos. c) à concentração de oxigênio. d) à quantidade de anticorpos. 22. FGV-SP 2020 Uma criança nasceu com um defeito em uma de suas valvas cardíacas. Essa valva não se fecha por completo durante a sístole cardíaca, o que ocasiona retorno de sangue arterial. O defeito nessa valva cardíaca faz com que o sangue retorne a) do átrio direito para o ventrículo direito. b) do ventrículo esquerdo para o átrio esquerdo. c) do ventrículo esquerdo para a artéria aorta. d) do ventrículo direito para o átrio direito. e) do átrio direito para as veias cavas. 23. Fuvest-SP 2015 No intestino humano, cada uma das vilosidades da superfície interna do intestino delgado tem uma arteríola, uma vênula e uma rede de capilares sanguíneos. Após uma refeição, as maiores concentrações de oxigênio, glicose e aminoácidos no sangue são encontradas nas Oxigênio

Glicose

Aminoácidos

a)

vênulas

vênulas

vênulas

b)

vênulas

vênulas

arteríolas

c)

arteríolas

arteríolas

arteríolas

d)

arteríolas

arteríolas

vênulas

e)

arteríolas

vênulas

vênulas

24. PUC-PR 2022 A utilização de agentes dopantes e aplicação no esporte estão cada vez mais avançados, atletas de renome estão sendo descobertos pelo uso de substâncias ilegais que auxiliam no desempenho esportivo. A eritropoietina (EPO) é a uma forma de doping sanguíneo muito utilizada no esporte, sendo que sua incidência é elevada em atletas de esportes de resistência por aumentar a concentração de hemácias, promovendo maior transporte de oxigênio para o tecido muscular. (Disponível em: . Acesso: 06 de set. 2021.)

Contudo a eritropoietina (EPO) é secretada naturalmente e apresenta funções muito importantes como na aclimatação à hipóxia em grandes altitudes.

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BIOLOGIA

Capítulo 8

Nesse caso, a EPO a) estimula a síntese de eritrócitos, que aumentam em número, também estimula, por consequência, a concentração de hemoglobina, otimizando o transporte de oxigênio. b) reduz a quantidade de hemoglobina circulante e aumenta o número de eritrócitos, facilitando a dissociação do oxigênio da hemoglobina. c) reduz a concentração de hemoglobina no sangue e aumenta a capacidade de transporte de oxigênio, compensando a alta pressão parcial do oxigênio em grandes altitudes (PO2). d) estimula a síntese de leucócitos, plaquetas e eritrócitos, facilitando a dissociação da hemoglobina pelo O2 reduzindo a oxigenação dos músculos esqueléticos. e) mantém constante a pressão parcial de oxigênio e de hemoglobina circulante, facilitando a aclimatação em ambientes com ar rarefeito. 25. FCMSCSP 2020 O gráfico mostra a curva de dissociação do oxigênio, a qual indica a concentração relativa de oxigênio combinado à hemoglobina humana. 100 Saturação da hemoglobina (%)

Uma droga injetada pela veia basílica pode ser detectada primeiramente no(a) a) átrio esquerdo. b) ventrículo direito. c) átrio direito. d) ventrículo esquerdo. e) artéria aorta.

X 80 Y

60 40 20 0

20

40 60 pO2 (mmHg)

80

100

De acordo com o gráfico, os pontos X e Y representam, respectivamente, o sangue contido a) no átrio direito e nos músculos. b) na veia cava e no átrio esquerdo. c) na artéria pulmonar e no ventrículo direito. d) no ventrículo esquerdo e no fígado. e) na artéria aorta e na veia pulmonar. 26. UPF-RS 2018 O sistema linfático é um importante componente do sistema imunológico, pois colabora para a proteção do nosso organismo contra bactérias e vírus invasores. Fazem parte do sistema linfático: a) amígdalas, linfonodos e paratireoides. b) baço, amígdalas e suprarrenais. c) adenoide, paratireoides e timo. d) linfonodos, baço e suprarrenais. e) baço, linfonodos e timo. 27. PUC-Rio 2019 Além do sistema circulatório, o corpo humano apresenta outro sistema de transporte de fluidos: o sistema linfático. Sobre esse sistema, é INCORRETO afirmar que

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28. PUC-PR 2021 O sistema representado abaixo integra o organismo humano. Entre os seus vários órgãos constituintes, temos o timo, localizado no tórax, acima do coração, e o baço, localizado no quadrante superior esquerdo, próximo ao estômago.

Disponível em: . Acesso em: 20/02/2020.

Os órgãos timo e baço pertencem a) ao sistema linfático e atuam na resposta imune. b) ao sistema cardiovascular e atuam na produção dos glóbulos vermelhos. c) ao sistema cardiovascular e atuam na produção dos glóbulos brancos. d) ao sistema digestório e atuam na produção dos hormônios que regulam a secreção das enzimas digestivas. e) ao sistema excretório e atuam na remoção das células sanguíneas defeituosas e envelhecidas.

29. FGV-SP 2018 A figura ilustra, parcial e simplificadamente, o mecanismo imunológico do ser humano.

(https://www.tuasaude.com. Adaptado) (As estruturas ilustradas não estão em escala.)

Com relação às estruturas indicadas por X, Y e Z, é correto afirmar que a) X corresponde às imunoglobulinas, responsáveis pelo reconhecimento dos antígenos representados por Z. b) Z corresponde às imunoglobulinas, responsáveis por neutralizar a ação dos antígenos, representados por X. c) Y corresponde às imunoglobulinas, responsáveis pelo reconhecimento dos antígenos, representados por Z. d) X corresponde aos antígenos, responsáveis pela inativação das imunoglobulinas representadas por Y. e) Z corresponde aos antígenos, responsáveis pela inativação das imunoglobulinas representadas por X. 30. Uefs-BA 2017 Apesar da enorme quantidade de receptores de antígenos, apenas uma diminuta fração é específica para determinado epítopo. Uma resposta adaptativa eficaz é possível e pode desenvolver-se por causa a) do número limitado de linfócitos nos linfonodos, tornando a ação altamente específica e direcionada. b) da proliferação de linfócitos T e B, que sofrerão diferenciações, gerando células efetoras específicas. c) da proliferação, ainda na medula, de linfócitos que se diferenciarão em linfócitos B ou linfócitos T, sem distinção. d) da presença de um único tipo de epítopo em uma célula invasora, tornando a ação do sistema imunológico altamente específica. e) da diferenciação, após a interação com o antígeno, de todos os linfócitos T-CD4 em plasmócitos.

FRENTE 3

a) o sistema linfático está envolvido no transporte de oxigênio. b) a composição da linfa se assemelha à do plasma sanguíneo. c) uma das funções do sistema linfático é a defesa do organismo. d) órgãos como linfonodos, baço e timo fazem parte do sistema linfático. e) os linfonodos concentram um tipo de leucócito denominado linfócito.

31. UFPR 2017 A candidata a uma vacina que poderá proteger os seres humanos da esquistossomose passou na fase inicial dos testes clínicos. Totalmente desenvolvida no Brasil, ela tem como alvo o verme Schistosoma mansoni, que provoca a doença. O imunizante usa uma proteína chamada de Sm14 para que o ataque do parasita no corpo humano seja neutralizado. (. Acessado em 08/08/2016.)

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Pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (UNESP) de Botucatu conseguiram autorização do Ministério da Saúde e da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) para iniciar testes em humanos do soro antiapílico (antiveneno de abelhas). O soro, composto por uma imunoglobulina heteróloga, será o primeiro do mundo. (Fonte: . Acessado em: 24/04/16.)

A proteína Sm14 e a imunoglobulina heteróloga atuam no organismo, respectivamente, como: a) anticorpo e antígeno. b) antígeno e antialérgico. c) antialérgico e anticorpo. d) antígeno e anticorpo. e) anticorpo e antialérgico. 32. CPS-SP 2019 Certas substâncias tóxicas, como a peçonha de cobras, têm efeitos fulminantes no organismo, podendo matar a pessoa antes que ela consiga produzir anticorpos suficientes para sua defesa. Nessas situações de urgência, o tratamento é feito pela injeção de soro imune, que tem grande quantidade de anticorpos específicos obtidos a partir do sangue de um animal previamente imunizado. O soro é preparado injetando-se em animais como, por exemplo, cavalos, doses sucessivas e crescentes do antígeno contra o qual se deseja obter os anticorpos específicos. Em seguida, são feitas sangrias nos cavalos para avaliar a concentração de anticorpos produzidos e presentes no plasma. Quando essa concentração atinge a quantidade desejada, é realizada a sangria final para obtenção do soro. No final do processo, hemácias, plaquetas e leucócitos retirados são devolvidos novamente aos cavalos, o que visa reduzir os efeitos colaterais provocados pelas sangrias. A aplicação do soro na vítima de picada de cobra não confere imunidade permanente, pois a memória imunitária não é estimulada, e os anticorpos injetados desaparecem da circulação em poucos dias. Sobre as várias etapas do processo de imunização descritas no texto é correto afirmar que a) a pessoa picada por cobra venenosa deverá tomar soro, pois este contém os antígenos específicos que irão neutralizar o veneno. b) a aplicação de soro ou vacina em uma vítima de picada de cobra são processos indiferentes porque ambos possuem anticorpos. c) os anticorpos específicos produzidos contra o veneno da cobra, e injetados na vítima, permanecem ativos no sangue durante toda a vida do receptor. d) o soro não possui função preventiva, sendo usado apenas como forma de tratamento, pois contém anticorpos prontos para o uso em seres humanos. e) a devolução das células sanguíneas aos animais é importante porque, como as hemácias atuam na defesa, isso impede a manifestação de processos infecciosos nos cavalos.

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BIOLOGIA

Capítulo 8

33. UEG-GO 2018 Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), acidentes por picadas de animais peçonhentos são um dos maiores problemas de saúde pública em países tropicais como o Brasil. Isso porque as ocorrências estão entre as principais intoxicações do público adulto jovem, entre 20 e 49 anos. No país, o maior número de acidentes registrado é com escorpiões, seguido por serpentes e aranhas. Em Goiás, a grande incidência desse tipo de agravo pode ser notada no Hospital de Doenças Tropicais Dr. Anuar Auad (HDT/HAA), referência em doenças infectocontagiosas e dermatológicas. Os acidentes com animais peçonhentos representam o segundo maior número de atendimento no hospital, ficando atrás apenas das assistências a pacientes portadores do vírus HIV. Todavia, a grande maioria da população desconhece os procedimentos de socorro em casos de acidente com picada de animais peçonhentos. Disponível em: . Acesso em: 22 set. 2017.

Sobre a produção e o uso dos soros em acidentes por picadas de animais peçonhentos, verifica-se que a) a escolha do soro e a quantidade independem do diagnóstico, visto que o soro antipeçonhento pode atingir um espectro humano maior para cada tipo de acidente, uma vez que antes de administrá-lo é preciso avaliar se há manifestações clínicas que indiquem que o indivíduo foi picado por um animal peçonhento. b) os soros hiperimunes heterólogos produzidos para combater complicações nesses acidentes são medicamentos que contêm anticorpos produzidos por animais não imunizados, utilizados para o tratamento de intoxicações causadas por venenos de animais, toxinas ou infecções por vírus e nematódeos. c) a validação experimental no processo de produção dos soros hiperimunes de cavalo não inviabiliza sua utilização, haja vista que a eliminação de diversos tipos de vírus, durante o fracionamento do plasma, não requer etapas mais específicas. d) o processo de produção do soro inicia-se com a manutenção da imunização de cavalos com antígenos não específicos preparados com a mistura dos venenos de serpentes, aranhas, escorpiões e lagartas para produção dos soros hiperimunes. e) o plasma obtido pelas sangrias dos cavalos é submetido a uma sequência de processos físicos e químicos para a purificação das imunoglobulinas, com emprego de testes de qualidade em diversas fases da produção e para a liberação de cada lote produzido. 34. PUC-PR 2018 Considere o texto a seguir. No final do século XIX, a descoberta dos agentes causadores de doenças infecciosas representou um passo fundamental no avanço da medicina experimental, através do desenvolvimento de métodos de diagnóstico e tratamento de doenças como a difteria, tétano e cólera. Um dos principais aspectos desse avanço foi o desenvolvimento da

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Disponível em: http://www.infobibos.com/artigos/ 2008_2/sorosvacinas/index.htm. Acesso: 17 jun. 2017.

Em caso de acidente por cobras peçonhentas, é feita a utilização a) do soro específico composto por antígenos produzidos geralmente por outros animais, como os cavalos que recebem doses adequadas de veneno liofilizado (anticorpos). Os cavalos passam a produzir antígenos (imunização passiva) e, para o indivíduo que recebe o soro, o processo de imunização é ativo. b) das vacinas específicas, processo de imunização ativo. Através da utilização de carboidratos específicos, cavalos são induzidos a produzir antígenos, que serão extraídos por um processo de sangria. Em seguida, por plasmaferese, o sangue sem antígenos é devolvido ao cavalo. c) das vacinas antiofídicas com ação múltipla, capazes de neutralizar antígenos como antibotrópicos, antielapídicos, anticrotálicos e antilaquéticos. A produção ocorre através da inoculação de anticorpos específicos em cavalos que passam a produzir as múltiplas vacinas por processos ativos. d) das vacinas específicas que são produzidas nos corpos de animais de grande porte como cavalos. Nesse processo, o animal recebe antígenos (veneno) de cobras e passa a produzir anticorpos que serão extraídos e posteriormente utilizados nas vacinas para inativar antígenos como os presentes nos venenos de cobras. e) do soro específico composto por anticorpos produzidos geralmente por outros animais como os cavalos que recebem doses adequadas de veneno liofilizado (antígenos). Os cavalos são estimulados a produzir anticorpos. Para os cavalos, o processo de imunização é ativo, já para a pessoa que utilizará o soro, o processo de imunização é passivo. 35. Cotuca-SP 2020 Leia o texto a seguir. 12 de agosto de 2019 – Surtos de sarampo continuam a se espalhar rapidamente pelo mundo, de acordo com os últimos relatórios preliminares fornecidos à Organização Mundial da Saúde (OMS), com milhões de pessoas em risco de contrair a doença. Os casos de sarampo notificados

nos primeiros seis meses de 2019 são os mais elevados desde 2006, com surtos sobrecarregando sistemas de saúde e levando a doenças graves, incapacidades e mortes em muitas partes do mundo. A quantidade é quase três vezes maior do que a registrada no mesmo período do ano passado. Disponível em: https://www.paho.org/bra/index.php?option=com_ content&view=article&id=6006:dados-preliminares-da-oms-apontamque-casos-de-sarampo-em-2019-quase-triplicaram-em-relacao-ao-anopassado&Itemid=820. Acesso em: 15/08/2019.

O aumento nos casos da doença evidenciada no texto reforça a necessidade da realização das campanhas de vacinação como medida de promoção da saúde individual e coletiva. O motivo pelo qual devemos receber diferentes vacinas ao longo de nossa vida é: a) As vacinas possuem agentes virais mortos ou atenuados, ou ainda substâncias virais que têm por finalidade formar a memória imunológica, que é específica para cada agente viral. b) As vacinas possuem anticorpos que irão realizar o combate aos agentes virais. Como os anticorpos são específicos para cada doença, torna-se necessário o recebimento de diferentes tipos de vacina. c) As vacinas possuem antígenos capazes de combater os agentes virais, eliminando, assim, a possibilidade de evolução da doença. Como muitos vírus possuem altas taxas de mutação, torna-se necessário o recebimento de diferentes tipos de vacina. d) As vacinas possuem anticorpos capazes de gerar no paciente uma memória imunológica específica ao vírus causador de cada doença. Devido à diversidade de doenças causadas por agentes virais, torna-se necessária a utilização de diferentes vacinas. e) As vacinas são produzidas a partir da administração de antígenos em cavalos. Os anticorpos são, em seguida, obtidos a partir do sangue do animal e armazenados para futura utilização nas campanhas de vacina. 36. Fuvest-SP 2019 Desde 2013, a cobertura vacinal para doenças como caxumba, sarampo, rubéola e poliomielite vem caindo ano a ano em todo o país, devido, entre outros motivos, _____I_____. Contudo, sabe-se que a vacina é o único meio de prevenir essas doenças e consiste na inoculação de _____II_____. As lacunas I e II podem ser corretamente preenchidas por: a) I. à baixa incidência dessas doenças atualmente, não representando mais riscos à saúde pública. II. anticorpos que estimulam uma resposta imunológica passiva contra uma doença específica, em pessoas saudáveis. b) I. a movimentos antivacinação, que têm se expandido pelo mundo. II. vírus patogênicos modificados em laboratório, causando a cura pela competição com os vírus não modificados da pessoa doente.

FRENTE 3

soroterapia, que consiste na aplicação no paciente de um soro contendo um concentrado de anticorpos. A soroterapia tem a finalidade de combater uma doença específica (no caso de moléstias infecciosas), ou um agente tóxico específico (venenos ou toxinas). O Dr. Vital Brazil Mineiro da Campanha, médico sanitarista, residindo em Botucatu, consciente do grande número de acidentes com serpentes peçonhentas no Estado, passou a realizar experimentos com os venenos ofídicos. Baseando-se nos primeiros trabalhos com soroterapia realizados pelo francês Albert Calmette, desenvolveu estudos sobre soros contra o veneno de serpentes, descobrindo a sua especificidade, ou seja, cada tipo de veneno ofídico requer um soro específico, preparado com o veneno do mesmo gênero de serpente que causou o acidente.

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c) I. a movimentos antivacinação, que têm se expandido pelo mundo. II. antígenos do agente patogênico, estimulando uma resposta imunológica ativa, em pessoas saudáveis. d) I. ao alto custo dessas vacinas, não coberto pelo sistema público, o que as torna inacessíveis a grande parte da população. II. antígenos do agente patogênico para garantir a cura em um curto espaço de tempo, em pessoas doentes. e) I. à baixa incidência dessas doenças atualmente, não representando mais riscos à saúde pública. II. anticorpos específicos produzidos em outro organismo, que se multiplicam e eliminam o agente patogênico, em pessoas doentes. 37. UFPR 2020 O sarampo é uma doença infecciosa grave que foi erradicada no Brasil em 2016, graças a bem-sucedidas campanhas de vacinação massiva da população. A primeira dose da vacina do sarampo deve ser aplicada às crianças com 1 ano de idade, e aos 15 meses as crianças recebem uma dose de reforço. Segundo dados do Programa Nacional de Imunizações do Ministério da Saúde, nos últimos dois anos a meta de ter 95% da população-alvo vacinada não foi alcançada. Em 2018 ocorreram novos casos de sarampo em 11 estados brasileiros. Atualmente, o Brasil não é mais considerado um país livre do vírus do sarampo. A respeito da vacina do sarampo, é correto afirmar: a) A vacina do sarampo promove uma imunização passiva artificial nas pessoas que receberam as duas doses. b) As taxas de incidência e de transmissão do sarampo diminuem juntamente com a imunidade de grupo. c) A vacinação contra o sarampo, que não era mais necessária a partir de 2016, torna-se novamente importante com os novos casos identificados a partir de 2018. d) A queda na cobertura vacinal diminui a imunidade de grupo, o que aumenta a incidência e a taxa de transmissão do sarampo na população. e) A primeira dose da vacina de sarampo introduz anticorpos específicos, e a segunda dose, antígenos, caracterizando a imunização ativa. 38. UFRGS 2019 O número de pessoas que se recusam a vacinar seus filhos, influenciadas principalmente por informações não científicas veiculadas nas redes sociais, tem crescido significativamente. Considere as seguintes afirmações sobre as vacinas. I. A volta de doenças que já haviam sido controladas no país está relacionada à resistência às vacinas, desenvolvida pelos organismos patogênicos. II. A base do funcionamento das vacinas é a produção de células de memória que facilitarão a proteção contra o patógeno, em contatos futuros. III. As vacinas consistem em anticorpos isolados de microrganismos causadores de doenças ou mesmo de microrganismos vivos. Quais estão corretas? a) Apenas I. c) Apenas III. e) I, II e III. b) Apenas II. d) Apenas II e III. 39. Enem Libras 2017 No Brasil, a incidência da esquistossomose vem aumentando bastante nos estados da Região Nordeste e em Minas Gerais. Para tentar diminuir estes números, a Fundação Oswaldo Cruz anunciou a primeira vacina do mundo contra essa doença. A expectativa é que o produto chegue ao mercado em alguns anos. Disponível em: www.fiocruz.br. Acesso em: 11 nov. 2013.

A tecnologia desenvolvida tem como finalidade a) impedir a manifestação da doença. b) promover a sobrevida do paciente. c) diminuir os sintomas da doença.

d) atenuar os efeitos colaterais. e) curar o paciente positivo.

40. Enem 2015 Tanto a febre amarela quanto a dengue são doenças causadas por vírus do grupo dos arbovírus, pertencentes ao gênero Flavivirus, existindo quatro sorotipos para o vírus causador da dengue. A transmissão de ambas acontece por meio da picada de mosquitos, como o Aedes aegypti. Entretanto, embora compartilhem essas características, hoje somente existe vacina, no Brasil, para a febre amarela e nenhuma vacina efetiva para a dengue. MINISTÉRIO DA SAÚDE. Fundação Nacional de Saúde. Dengue: Instruções para pessoal de combate ao vetor. Manual de Normas Técnicas. Disponível em: http://portal.saude.gov.br. Acesso em: 7 ago. 2012 (adaptado).

Esse fato pode ser atribuído à a) maior taxa de mutação do vírus da febre amarela do que do vírus da dengue. b) alta variabilidade antigênica do vírus da dengue em relação ao vírus da febre amarela. c) menor adaptação do vírus da dengue à população humana do que do vírus da febre amarela. d) presença de dois tipos de ácidos nucleicos no vírus da dengue e somente um tipo no vírus da febre amarela. e) baixa capacidade de indução da resposta imunológica pelo vírus da dengue em relação ao da febre amarela.

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BIOLOGIA

Capítulo 8

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41. Enem 2016 Vários métodos são empregados para prevenção de infecções por microrganismos. Dois desses métodos utilizam microrganismos vivos e são eles: as vacinas atenuadas, constituídas por patógenos avirulentos, e os probióticos que contêm bactérias benéficas. Na figura são apresentados cinco diferentes mecanismos de exclusão de patógenos pela ação dos probióticos no intestino de um animal. 2. Produção de substâncias antimicrobianas

1. Competição por nutrientes

4. Estímulo à produção de imunoglobulinas

5. Manutenção da integridade epitelial

3. Disputa por sítio de adesão

Biofilme Microvilosidade

Célula dendrítica Célula intestinal

LEGENDA Nutrientes

Patógeno

Probióticos

Imunoglobulina

McALLISTER, T. A. et al. Review: The use of direct fed microbials to mitigate pathogens and enhance production in cattle. Can. J. Anim. Sci., jan. 2011 (adaptado).

Qual mecanismo de ação desses probióticos promove um efeito similar ao da vacina? a) 5 c) 3 e) 1 b) 4 d) 2

FRENTE 3

42. UFU-MG 2020 Analise a charge abaixo.

Disponível em: http://blogdoaftm.com.br/charge-movimento-contra vacinas/. Acesso em: 10 fev. 2020.

O movimento apresentado na charge tem implicações no retorno do sarampo no Brasil, pois o uso de vacina intensifica a) a imunização passiva, estimulando a produção de antígeno contra o agente causador da doença. b) a transferência de anticorpos prontos, suprimindo a produção de células de defesa no organismo. c) a resposta imunológica, estimulando a produção de anticorpos contra o agente causador da doença. d) a produção de glóbulos vermelhos, neutralizando a resposta imunológica do agente causador da doença.

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Texto complementar

Dengue, plaquetopenia e o uso do AAS (ácido acetilsalicílico) A dengue é uma doença viral transmitida pela picada de fêmeas infectadas da espécie de mosquito Aedes aegypti. É bastante comum que indivíduos acometidos pela dengue apresentem plaquetopenia, ou seja, redução do número de plaquetas, o que aumenta o risco de a pessoa sofrer hemorragias. Há muitas evidências de que essa redução da quantidade de plaquetas seja decorrente da ação autoimune de anticorpos originados na infecção pelo vírus. Os sintomas iniciais da dengue, como dor de cabeça, dores pelo corpo e cansaço, podem ser confundidos com sintomas de gripe, e, muitas vezes, as pessoas infectadas praticam automedicação com medicamentos à base de ácido acetilsalicílico (AAS). Essa prática é bastante perigosa, uma vez que o AAS tem efeito inibidor sobre a agregação plaquetária; em outras palavras, o AAS comporta-se como um anticoagulante. Caso a pessoa com dengue exiba plaquetopenia e consuma AAS, o risco de hemorragia aumenta substancialmente. Por esse motivo, ao ler a bula de um medicamento à base de AAS, encontramos advertências do tipo: “O uso de AAS não é aconselhável quando há suspeita de dengue”. Por ser um eficiente antiagregante plaquetário, o AAS pode ser indicado na prevenção de trombose venosa profunda, embolia pulmonar, acidentes vasculares cerebrais e infarto do miocárdio. Texto elaborado para fins didáticos.

Veja os principais assuntos e conceitos trabalhados neste capítulo acessando a seção Resumindo no livro digital, na Plataforma Poliedro.

Quer saber mais? Artigos TALAMONE, R.; ACQUAVIVA, L. Momento Odontologia #: Infecções bucais podem causar outros problemas de saúde. Jornal da USP,  abr. . Disponível em: https://jornal.usp.br/podcast/momento-odontologia--infeccoes-bucaispodem-causar-outros-problemas-de-saude/. Acesso em:  dez. . O artigo aborda como infecções bucais podem causar outros problemas de saúde, inclusive no coração. SILVA, L. As vacinas de RNA contra Covid- podem alterar o DNA? Revista Arco,  fev. . Disponível em: https:// www.ufsm.br/midias/arco/vacinas-rna-contra-covid-/. Acesso em:  dez. . O texto explica como funcionam as vacinas de RNA contra a covid-, desmentindo diversas informações falsas que circularam a respeito da vacina.

Exercícios complementares 1. Unesp 2018 O professor de um cursinho pré-vestibular criou a seguinte estrofe para discutir com seus alunos sobre um dos tipos de célula do tecido sanguíneo humano. Eu sou célula passageira Que com o sangue se vai Levando oxigênio Para o corpo respirar De acordo com a composição do tecido sanguíneo humano e considerando que o termo “passageira” se refere tanto ao fato de essas células serem levadas pela corrente sanguínea quanto ao fato de terem um tempo de vida limitado, responda: a) Que células são essas e em que órgão de um corpo humano adulto e saudável são produzidas? b) Considerando a organização interna dessas células, que característica as difere das demais células do tecido sanguíneo? Em que essa característica contribui para seu limitado tempo de vida, de cerca de  dias? 2. Fasm-SP 2017 A substância CERA (ativador constante do receptor de eritropoetina) é a terceira geração de eritropoetina (EPO), hormônio que estimula a produção de eritrócitos, responsável pelo aumento da resistência muscular. a) Qual o principal órgão produtor de EPO no corpo humano adulto? Como esse hormônio atinge o local que produz eritrócitos? b) Explique a vantagem fisiológica que um atleta pode ter com o aumento da produção de eritrócitos. 3. UEM/PAS-PR 2020 Sobre o sistema circulatório dos animais, assinale o que for correto.  Basicamente o sistema circulatório atua transportando O do local de troca gasosa até as células; e nutrientes do local de digestão até as células; transporta também resíduos do metabolismo celular para o local de eliminação do organismo.  Nos animais celomados o sistema circulatório pode ser de dois tipos: aberto e fechado.

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a) Ao nível do mar, a pressão barométrica é 760 mmHg e a pressão parcial de oxigênio é 159 mmHg. Qual é a pressão parcial de oxigênio em La Paz, onde a pressão barométrica é cerca de 490 mmHg? b) Qual é o efeito da pressão parcial de oxigênio, em La Paz, sobre a difusão do oxigênio do pulmão para o sangue, em comparação com o que ocorre ao nível do mar? Como o sistema de transporte de oxigênio para os tecidos responde a esse efeito, após uma semana de aclimatação do viajante?

4. PUC-PR 2022 O aumento da afinidade entre as moléculas de Hb e O2 é diretamente proporcional ao total de moléculas de O2 ligadas às moléculas de Hb. Tal fato permite que o sangue arterial mantenha a oxigenação constante e possibilite que uma pessoa sobreviva em regiões de baixa pressão de oxigênio, tal como é o caso de locais de grande altitude (HAEBICH, 1980).

6. Unisa-SP 2016 Os eritrócitos ou hemácias são as células que estão em maior quantidade no sangue de um homem saudável. São anucleadas e ricas em hemoglobina. a) Em qual tecido de um homem adulto os eritrócitos são produzidos? Cite um órgão em que os eritrócitos adultos são destruídos. b) Baixa quantidade de eritrócitos no sangue ou deficiências nas moléculas de hemoglobina podem desencadear quadros anêmicos. Explique por que as pessoas anêmicas ficam frequentemente cansadas.

100 80 60

H+ DPG T PCO

pH 7,6

pH 7,2

2

40 20

P50 20

40 60 PO2 (mmHg)

7. Famerp-SP 2021 O oxímetro é um aparelho que, quan-

H+ DPG T PCO 2

80

100

DPG: 2,3-difosfoglicerato. T = temperatura. PCO2 = pressão parcial CO2. DPG: 2,3-difosfoglicerato. T= temperatura. PCO2= pressão parcial CO2. Gráfico: Curva de dissociação da oxi-hemoglobina Gráfico: Curva de dissociação da oxi-hemoglobina Disponível em: . Acesso: 06 de set. 2021.

Suponha um indivíduo que esteja fazendo atividade física intensa. O que ocorrerá com seu pH fisiológico no sangue e qual a vantagem para o tecido muscular? a) O pH diminui devido ao aumento da pressão parcial de CO2 e da concentração de H+, isso facilita a liberação de oxigênio para o tecido muscular. b) O pH diminui devido ao aumento da temperatura e aumento de H+, facilitando a ligação da hemoglobina ao O2. c) O pH aumenta devido ao aumento da pressão parcial de CO2, dificultando a oxigenação dos músculos. d) O pH aumenta devido ao aumento da pressão parcial de CO2, facilitando a redução da saturação da hemoglobina em relação ao O2. e) O pH não se altera graças à diminuição de DPG, isso mantém uma oxigenação uniforme dos músculos esqueléticos. 5. Fuvest-SP 2018 Uma pessoa que vive numa cidade ao nível do mar pode ter dificuldade para respirar ao viajar para La Paz, na Bolívia (cerca de 3 600 m de altitude).

do colocado na ponta do dedo de um paciente, indica o nível de oxigenação do organismo e os batimentos cardíacos. Esse aparelho funciona como uma lanterna que joga luz sobre uma folha de papel e, em seguida, mede quanto dessa luz chega ao outro lado. A folha de papel, no caso, é o dedo do paciente. Quando as hemoglobinas, proteínas que transportam o oxigênio no sangue, estão com mais oxigênio, elas absorvem mais luz infravermelha; quando estão menos oxigenadas, absorvem mais luz vermelha. A intensidade das luzes que chegam ao receptor do outro lado é traduzida em valores digitais. O nível normal é de pelo menos 95%. Em portadores de problemas pulmonares, como enfisema, e em obesos, o índice aceito é um pouco menor, em torno de 92%. (Giulia Vidale. “Na ponta dos dedos”. Veja, 20.05.2020. Adaptado.)

a) Cite o elemento figurado do sangue onde são encontradas as hemoglobinas. Qual processo metabólico utiliza o gás oxigênio na maioria das células humanas? b) Suponha que uma pessoa adulta saudável, que mora na cidade de Santos, se mude para La Paz, na Bolívia. Nos primeiros dias, o valor registrado no oxímetro provavelmente será igual, maior ou menor que 95%? Justifique sua resposta com base na adaptação do corpo humano ao ambiente de La Paz. 8. Fasm-SP 2017 As imagens representam alguns elementos figurados com funções definidas. basófilo

neutrófilo

FRENTE 3

Saturação de oxiemiglobina (%)

04 Anfíbios, répteis, aves e mamíferos possuem dupla circulação: a pulmonar e a sistêmica, ou seja, o sangue passa duas vezes pelo coração em uma volta completa pelo corpo. 08 Anfíbios, répteis, aves e mamíferos possuem dois átrios no coração. O número de ventrículos pode variar de um a dois nesses grupos. 16 O bombeamento de sangue ocorre somente no sistema circulatório fechado. Soma:

linfócito B

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

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9. UEPG-PR 2022 O sangue é um tipo de tecido conjuntivo que se caracteriza por apresentar substância intercelular líquida, a qual é denominada de plasma. No plasma, estão os elementos figurados (também denominados de células do sangue). Sobre os componentes desse tecido, assinale o que for correto. 01 A albumina é uma das proteínas presentes no plasma e é responsável pela manutenção da pressão osmótica do sangue. 02 Os linfócitos B produzem proteínas da classe das imunoglobulinas denominadas anticorpos, os quais atuam na proteção do corpo contra microrganismos e substâncias estranhas. 04 Os linfócitos T citotóxicos (ou linfócitos CD8) atuam na destruição de células invadidas por vírus. 08 As plaquetas são células nucleadas com importante função na coagulação sanguínea. 16 Os monócitos são células que podem sair dos vasos sanguíneos e se transformar em neutrófilos, células cuja função é defender o organismo contra vermes parasitas. Soma: 10. Uerj 2023 A diapedese é um processo no qual determinadas células do sangue saem da corrente sanguínea e penetram em diferentes tecidos para executar uma função que garante a sobrevivência do organismo. Essa função é denominada: a) oxigenação. c) coagulação. b) cicatrização. d) proteção. 11. Unesp 2024 Analise o gráfico que apresenta a porcentagem de células sanguíneas (hematopoiese) que diferentes órgãos humanos produzem ao longo das fases pré-natal e pós-natal.

% de células sanguíneas

Pré-natal 100

Pós-natal Medula óssea

Saco vitelino

Vértebras Esterno

60 40

0

Costelas

Baço

20

Fêmur

Tíbia 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Fase fetal (meses)

10

20

Ossos pélvicos

30

Nascimento

40

50

60

70

Idade (anos)

(https://basicmedicalkey.com. Adaptado.)

De acordo com o gráfico, as células sanguíneas são produzidas a) no início da fase pré-natal, por um anexo embrionário que reserva excretas nitrogenadas.

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BIOLOGIA

Capítulo 8

12. Famerp-SP 2022 O médico argentino René Favaloro revolucionou a cirurgia cardíaca ao criar, em 1967, a técnica da ponte de safena. Essa técnica consiste em implantar a veia safena da perna no coração para tratar uma das doenças que mais matam no mundo: a doença arterial coronariana. No entanto, a transposição de uma veia para as condições de funcionamento de uma artéria nem sempre é uma solução duradoura nem é livre de problemas. Quase metade dos implantes sofre obstrução e precisa ser substituída até uma década após a revascularização. Um dos motivos desse problema tem relação com um processo inflamatório no endotélio. (Pesquisa Fapesp, setembro de 2021. Adaptado.)

a) Em qual vaso sanguíneo, citado no texto, são encontradas as valvas? Qual a função dessas estruturas? b) Em relação à pressão arterial, a que condição a veia safena implantada no coração estará submetida? Qual a importância da irrigação sanguínea do miocárdio pelas artérias coronárias? 13. Fuvest-SP 2022 A figura sintetiza, de forma simplificada, a variação da pressão sanguínea (mmHg), da velocidade de circulação sanguínea (cm/s) e da área total (cm2) em relação aos diversos tipos de vasos do sistema sanguíneo humano (artérias, arteríolas, capilares, vênulas e veias): Pressão sanguínea (mmHg)

Área total (cm2)

Velocidade (cm/s)

Artérias

Fígado

80

b) no final da fase pré-natal, pela medula óssea amarela e pela medula óssea vermelha. c) na fase pré-natal, por um órgão responsável pela produção de sais biliares. d) na fase pós-natal, por órgãos do sistema locomotor ligados a músculos lisos. e) na fase pós-natal e a partir dos 30 anos de idade, pelos ossos do sistema esquelético axial.

Valores progressivos

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

Arteríolas

Capilares

Vênulas

Veias

Tipos de vasos

Com base na figura, é correto afirmar que a) a velocidade aumenta nas vênulas, o que permite às hemoglobinas descarregarem o O2. b) a pressão sanguínea cai nos capilares, vênulas e veias pela presença de válvulas nesses vasos. c) a pressão diminui a partir dos capilares, o que evita acidentes vasculares em vasos menores. d) a área aumenta na região dos capilares, o que permite maior eficiência nas trocas gasosas. e) a velocidade é inversamente proporcional à área por conta do batimento sistólico do coração.

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14. Unicamp-SP A alimentação rica em gordura, o sedentarismo e o consumo de cigarro são hábitos presentes na sociedade atual, sendo responsáveis, em parte, pela hipertensão arterial, que, por sua vez, favorece o acúmulo de placas de gordura na parede interna das artérias, causando a aterosclerose. a) O que ocorre com o fluxo sanguíneo nas artérias em que há acúmulo de placas de gordura? Justifique. b) Em situação normal, quando o sangue bombeado pelo coração passa pelas artérias, esses vasos sofrem alterações estruturais, que permitem sua adaptação ao aumento de pressão. Explique como as artérias se alteram para se adaptar a esse aumento da pressão arterial. Que componente da parede da artéria permite essa adaptação? 15. Unicamp-SP 2023 O primeiro órgão semelhante ao coração surgiu em nossa história biológica há mais de 500 milhões de anos e passou por muitas mudanças. a) Complete a tabela do quadro de resolução com a indicação da classe de animal vertebrado que apresenta a estrutura do coração correspondente ao esquematizado pelas figuras de I a IV.

a) Identifique os grupos de vertebrados cujos corações estão representados pelos esquemas 1, 2, 3 e 4. b) Descreva o sentido do fluxo sanguíneo no interior de cada um desses corações e indique se neles ocorre mistura de sangue arterial e venoso. 17. UEL-PR 2016 Além do transporte de gases, a circulação sanguínea transporta outros solutos, calor e nutrientes. Cada classe de vertebrados tem um tipo muito uniforme de circulação, mas as diferenças entre as classes são substanciais, principalmente quando se comparam os vertebrados aquáticos com os terrestres. As figuras a seguir representam dois tipos de circulação sanguínea observados em vertebrados. A letra V representa os ventrículos e a letra A representa os átrios. As setas indicam a direção do fluxo sanguíneo. Organismo X

V Legenda:

A

sangue com alta pressão parcial de O2. sangue com baixa pressão parcial de O2.

Organismo Y

A

A

Aorta V

V Aorta

Classe III III IV -

Capilares que irrigam órgãos e tecidos corporais

16. Fuvest-SP 2018 Os quatro esquemas representam cortes longitudinais de corações de vertebrados.

1

2

3

4

www.cardio-research.com. Adaptado.

Com base na figura e nos conhecimentos sobre circulação sanguínea, responda aos itens a seguir. a) Que órgãos são representados pelos números 1 e 2? b) Cite uma classe animal à qual pode pertencer o organismo X e outra à qual pode pertencer o organismo Y. c) Que vantagens apresenta a circulação dupla completa, no organismo Y, em relação à circulação encontrada no organismo X?

FRENTE 3

b) O surgimento do coração de quatro câmaras e suas subestruturas subjacentes foi um evento crítico na evolução dos vertebrados. Indique um benefício do coração com ventrículos totalmente divididos e associe esse benefício com a rápida expansão e sucesso dos mamíferos.

(Adaptado de: . Acesso em: 31 jul. 2015.)

18. UEPG-PR 2020 Sistemas circulatórios, com vasos e mecanismos de bombeamento do fluido circulatório (sangue), ocorrem na generalidade dos animais celomados. A seguir estão representados esquemas de sistema circulatório aberto e fechado. Sobre o assunto, assinale o que for correto.

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A

20. Fepar-PR 2017 A imagem a seguir apresenta um esquema ilustrativo da circulação humana. Observe-a atentamente e faça o que se pede.

Coração Hemoceles (espaços sanguíneos nos órgãos)

Coração

B

Capilares nos órgãos

01 O sistema circulatório, representado na figura A, é chamado de aberto ou lacunar, pois os vasos terminam em espaços ou lacunas denominados hemoceles. 02 Anelídeos e moluscos cefalópodes (polvos e lulas) possuem circulação fechada. Nesse caso, o sangue corre sempre no interior dos vasos. 04 Nos animais que apresentam sistema circulatório fechado (figura B), as trocas entre o sangue e o fluido que banha as células são feitas através das paredes dos capilares que oferecem resistência mínima à difusão. 08 Os animais vertebrados, com exceção dos peixes, apresentam sistema circulatório fechado (figura B) com o sangue correndo sempre dentro de vasos sanguíneos. 16 O sistema circulatório dos artrópodes e dos moluscos (exceção dos cefalópodes) compõe-se de vasos que despejam sangue em cavidades ou lacunas entre os órgãos e de um coração, conforme representado na figura A.

a) Supondo que um eritrócito parta do ponto 1, descreva a trajetória que ele percorreria até chegar ao cólon descendente e retornar ao mesmo ponto 1. b) Levando em consideração que não ocorre perfusão do sangue para as paredes das cavidades cardíacas, explique como ocorre a nutrição e a oxigenação adequada do miocárdio. c) Como o coração impede o refluxo de sangue das cavidades inferiores para as superiores? 21. Uninove-SP 2016 A figura mostra uma representação do coração humano.

X

Soma: 19. FMJ-SP 2022 (Adapt.) Analise a figura que ilustra a atividade branquial de um peixe. Fluxo de água

Arco branquial

Rede de capilares Vasos sanguíneos Sangue arterial Sangue venoso

Filamentos branquiais

(https://courses.lumenlearning.com)

O desenho apresenta um erro quanto à indicação do sentido de um líquido. Qual é o erro? Explique sucintamente o mecanismo que permite as trocas gasosas nas brânquias.

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BIOLOGIA

Capítulo 8

Y

a) Qual a importância da estrutura apontada pela seta Y? Qual cavidade cardíaca recebe sangue proveniente dos pulmões, por meio das veias pulmonares? b) Qual o nome da estrutura apontada pela seta X? Explique qual a sua importância para o metabolismo humano. 22. Uema 2015 A velocidade de circulação do sangue nos vasos varia dependendo do seu diâmetro. Quanto maior o diâmetro e mais próximo do coração, menor será a velocidade de circulação de sangue por ele, como no caso da aorta. De outra forma, quanto menor o diâmetro e mais longe do coração, maior será a velocidade de circulação do sangue. Com base no texto, justifique a taxa alta de mortalidade em indivíduos com rompimento da aorta.

Circulação e imunidade

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23. FGV-SP 2022 A hipertensão pulmonar tromboembólica crônica (HPTEC) é uma doença vascular relativamente rara, resultante de um coágulo na artéria pulmonar. O que já está relativamente estabelecido sobre a doença é que, nos portadores, há uma disfunção nas células endoteliais dos vasos pulmonares que facilita a formação de coágulos, reduz o fluxo sanguíneo e sobrecarrega uma das câmaras do coração. (www.agencia.fapesp.br. Adaptado.)

A HPTEC é uma doença vascular associada a uma disfunção nas células do epitélio pavimentoso a) simples e que sobrecarrega o ventrículo direito do coração. b) estratificado e que sobrecarrega o ventrículo direito do coração. c) simples e que sobrecarrega o ventrículo esquerdo do coração. d) estratificado e que sobrecarrega o átrio esquerdo do coração. e) simples e que sobrecarrega o átrio esquerdo do coração. 24. UFSC 2018 A micrografia abaixo mostra o corte de uma artéria pulmonar em cujo interior podem ser visualizadas várias hemácias.

O coração apresenta duas câmaras superiores, denominadas de átrios cardíacos, e duas inferiores, os ventrículos cardíacos. 02 O átrio cardíaco esquerdo recebe sangue rico em gás oxigênio proveniente dos pulmões, enquanto o átrio cardíaco direito recebe sangue rico em gás carbônico, proveniente do resto do corpo. 04 O sistema cardiovascular humano é fechado, com circulação dupla: (i) circulação pulmonar ou pequena circulação (trajeto: coração ñ pulmões ñ coração); e, (ii) circulação sistêmica ou grande circulação (trajeto: coração ñ sistemas corporais ñ coração). 08 O relaxamento de uma câmara cardíaca é chamado diástole, é quando a câmara se enche de sangue; já na sístole, a câmara se contrai e ocorre o bombeamento de sangue para fora do coração. 16 Quando o sangue é bombeado pelos ventrículos, ele penetra nas artérias sob alta pressão, as paredes arteriais então relaxam-se e aumentam de volume, diminuindo a pressão em seu interior. Caso não haja este relaxamento das artérias, a pressão sanguínea pode subir, com risco de ruptura de suas paredes. Soma: 26. CUSC-SP 2018 Analise a ilustração de um ciclo cardía­co humano no qual as setas pretas indicam o sentido do fluxo sanguíneo. Momento I Diástole ventricular

Momento II Sístole atrial

Disponível em: . Acesso em: 25 mar. 2018.

25. UEPG-PR 2016 Além de transportar alimentos, gases, excreções e hormônios, a circulação sanguínea tem ainda função de defesa contra agentes infecciosos e manutenção da temperatura corporal. Assinale o que for correto sobre os componentes e características do sistema cardiovascular. 01 As paredes do coração humano são constituídas por tecido muscular estriado cardíaco (miocárdio).

Momento III Sístole ventricular (José Mariano Amabis e Gilberto Rodrigues Martho. Biologia dos organismos, 2004. Adaptado.)

a) O lado direito do coração recebe sangue por qual vaso sanguíneo? Qual o destino do sangue bombeado pelo lado direito do coração? b) Em qual dos três momentos ilustrados a pressão hidrostática nos vasos sanguíneos atinge os valores mais altos? Justifique sua resposta. 27. FCMSCSP 2018 O dispositivo de suporte circulatório é uma bomba mecânica implantável que ajuda o coração a bombear o sangue em pessoas que têm corações enfraquecidos ou insuficiência cardíaca. A imagem mostra como o dispositivo é acoplado ao coração e o mecanismo interno da bomba que impulsiona o sangue arterial. A placa impulsora move verticalmente o diafragma flexível, que promove a entrada de sangue na bomba ao descer e a saída de sangue ao subir.

FRENTE 3

Sobre as hemácias e sua localização nas artérias, é correto afirmar que: 01 são produzidas diretamente pelos tecidos hematopoiéticos situados no baço. 02 são consideradas células permanentes, pois possuem um ciclo de vida longo. 04 são células binucleadas. 08 são ricas em uma proteína que possui em sua estrutura um átomo de ferro. 16 a artéria pulmonar que aparece na micrografia transporta sangue venoso. Soma:

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(http://rebelem.com. Adaptado.)

a) A bomba substitui o funcionamento de qual câmara cardíaca? Justifique sua resposta. b) As peças 1 e 2 indicadas na figura são análogas às valvas (válvulas) do coração humano. Qual dessas peças é análoga à valva que se situa entre duas câmaras cardíacas? Explique a função dessa valva. 28. FMJ-SP 2018 (Adapt.) O coração humano bombeia sangue para todo o corpo. Em uma pessoa em repouso, a frequência cardíaca média varia de 60 a 100 batimentos por minuto (bpm). As contrações cardíacas são desencadeadas pelo nodo sinoatrial, também conhecido como marca-passo natural. a) Qual tecido compõe o nodo sinoatrial? Como se denomina a contração cardíaca? b) A frequência cardíaca pode ser aumentada por um dos ramos do sistema nervoso autônomo (SNA). Que ramo é esse? 29. FCMSCSP 2022 Vacinas gênicas são uma nova realidade para a humanidade. Consistem em introduzir no organismo humano partículas de DNA ou de RNA que têm informações bioquímicas do micro-organismo patogênico e que devem estimular a resposta imune. Uma dessas vacinas é a de RNA mensageiro, a qual contém moléculas de RNA, envoltas por uma capa lipídica, as quais conseguem penetrar nas células humanas. Essas moléculas de RNA mensageiro, por sua vez, contêm uma sequência genética para a síntese de um antígeno presente normalmente na superfície do micro-organismo, os quais se quer prevenir. a) Quais estruturas celulares são as responsáveis pela tradução da molécula de RNA mensageiro viral que é introduzido no organismo humano pela vacina gênica? A tradução desse RNA mensageiro levará a síntese de que tipo de substância orgânica? b) Uma vez administrada a vacina de RNA mensageiro, quais tipos de linfócitos serão estimulados pela presença dos antígenos virais sintetizados no organismo humano? Normalmente a imunidade obtida pelas vacinas de RNA mensageiro dura um longo tempo. Por que isso ocorre? 30. Fuvest-SP 2021 Analise a resposta imunológica à infecção do organismo pelo coronavírus do tipo SARS-CoV-2, associado à COVID-19, a variação na quantidade de vírus no organismo, os sintomas (quando presentes) e as possibilidades de diagnóstico da infecção por dois métodos (X e Y) ao longo de 20 dias após a infecção.

Abbas, et al. Imunologia Celular e Molecular, 2011, e J. Bras. Patol. Med. Lab., https://doi.org/10.5935/1676-2444.20200049. Adaptados.

a) Cite uma função da febre nos primeiros 5 dias da infecção por SARS-CoV-2. b) Dos métodos citados, identifique e justifique aquele mais indicado para o diagnóstico da infecção por SARS-CoV-2 pela presença de anticorpos. Segundo o gráfico apresentado, em qual dia após a infecção o diagnóstico será mais preciso utilizando este método?

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BIOLOGIA

Capítulo 8

Circulação e imunidade

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c) A resposta imunológica à infecção por SARS-CoV-2 pode causar inflamação pulmonar. Isso resulta em acúmulo de líquido nos pulmões, o que prejudica a troca gasosa, diminuindo a saturação de oxigênio no sangue. Como o acúmulo de líquidos nos pulmões interfere na troca gasosa? O que acontece com o pH do sangue quando ocorre diminuição da saturação de oxigênio? 31. Unicamp-SP 2024 A enzima lactase tem capacidade de hidrolisar lactose em galactose e glicose. A presença de lactase ativa na vida adulta é uma característica autossômica dominante. Alelos diferentes do gene MCM6 determinam a alta ou a baixa expressão de lactase ativa: o alelo T determina alta quantidade de lactase ativa, enquanto o alelo C determina baixa quantidade de lactase ativa. a) Um experimento de reação em cadeia da polimerase (PCR) foi realizado para a identificação dos alelos do gene MCM6 em três indivíduos (1, 2 e 3). Neste experimento, uma região do gene é amplificada; na sequência, os pedaços do DNA resultantes são avaliados em um aparato de eletroforese, conforme figura abaixo. Na figura, são avaliados os indivíduos 1, 2 e 3, sendo que os pedaços de DNA de cada um deles são indicados pelos traços mais claros nas canaletas verticais da figura. Se o indivíduo possui um alelo C, é verificado um pedaço de DNA de 216 pares de bases (pb). Se um alelo T está presente, são verificados dois pedaços de DNA, sendo um de 126 pb e outro de 90 pb, respectivamente. Considerando um casal formado pelos indivíduos 1 e 3, qual é a probabilidade de o(a) filho(a) desse casal apresentar alta expressão de lactase ativa? Justifique sua resposta.

(Adaptado de: ARROYO, M. et al. The Open Biology Journal, Sharjah, v. 3, p.66-71, 2010.)

b) A Organização Mundial de Saúde (OMS) recomenda que os bebês sejam alimentados exclusivamente com leite materno até os 6 meses de idade. Explique a importância da amamentação para a imunidade dos bebês. 32. Famema-SP 2019 Postos de saúde foram montados em shoppings e escolas em diversos municípios do país para aumentar o percentual de crianças vacinadas contra a poliomielite (ou paralisia infantil) e o sarampo, doenças que podem levar a óbito. A vacinação é a única forma de impedir a propagação do sarampo, que voltou a circular no país, e evitar a reintrodução do agente causador da poliomielite. Mesmo aqueles que já receberam as doses devem ser vacinados. FRENTE 3

(https://g1.globo.com. 11.08.2018. Adaptado.)

a) Os agentes causadores do sarampo e da poliomielite são acelulares, ou seja, são formados por um agregado de moléculas. A qual grupo de micro-organismos pertencem os agentes causadores dessas doenças? Cite uma das principais moléculas orgânicas que compõem minimamente esses micro-organismos. b) Caso uma pessoa vacinada entre em contato com o agente causador da doença, quais células de memória do sistema imunológico humoral serão ativadas? Como essas células realizam uma rápida defesa do organismo? 33. Uerj 2018 Nas doenças autoimunes, ocorre um ataque generalizado das células do sistema imunológico contra os tecidos do próprio corpo. Pesquisas mostraram que, durante uma resposta autoimune, determinadas células do sistema imunológico se agregam em tecidos linfoides secundários para produzir anticorpos. Considerando esse processo, indique se a resposta imune pode ser classificada como humoral ou celular. Justifique sua resposta. Nomeie, ainda, as células do sistema imunológico responsáveis pela produção de anticorpos.

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na etapa final de ensaios clínicos da primeira vacina no mundo contra esquistossomose. O imunizante é o primeiro desenvolvido contra um helminto. A vacina contém a proteína modificada Sm14, presente no Schistosoma. Essa proteína desempenha um papel importante no transporte de ácidos graxos necessários para as funções celulares do parasita. No entanto, uma alteração na Sm14 impede o transporte desses ácidos. Como o parasita depende deles para sobreviver e não é capaz de produzi-los por si só, essa mudança impede sua proliferação.

b) Em relação à produção de soro antiofídico, caracterize o tipo de imunização, a molécula efetora produzida pelo organismo do cavalo e a substância presente no veneno da cobra. 38. Unifesp 2019

Quem tem alergia ao ovo pode tomar a vacina da gripe? Gl0ck/Shutterstock.com

34. FMJ-SP 2024 A Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz) está

(www.folha.uol.com.br, 08.06.2023. Adaptado.)

a) A qual filo pertence o agente causador da esquistossomose? Que animal é o hospedeiro intermediário do Schistosoma? b) O que a proteína Sm14 provoca no corpo humano que resulta na imunidade adaptativa? O que deve ocorrer com essa proteína caso uma pessoa imunizada pela vacinação seja infectada pelo parasita? 35. Unicamp-SP 2022 (Adapt.) É #FAKENEWS que resultado negativo em teste de anticorpos indique que a vacina Coronavac não funciona. Circula, nos grupos de Whatsapp, um vídeo – de autor não identificado – cujo conteúdo explora conceitos e métodos inexatos de desenvolvimento de vacina, indica remédio sem eficácia comprovada para covid-19 e traz informações incorretas sobre a vacina produzida pelo Butantan. (Fonte: https://www1.folha.uol.com.br/equilibrioesaude/2021/06/ementira-que-resultado-negativo-em-teste-de-anticorpos-indica-quecoronavc-não-funciona.shtml. Acessado em: 31/08/2021.)

Qual é a célula responsável pela produção de anticorpos no organismo? Considerando que a resposta imune desenvolvida pela vacinação não depende apenas de anticorpos, explique o mecanismo de resposta imune desconhecido pelo autor do vídeo, incluindo um tipo celular envolvido. 36. Unicamp-SP 2021 (Adapt.) Em 11 de março de 2020 a Organização Mundial de Saúde declarou a pandemia da Covid-19, uma doença causada pela infecção pelo novo coronavírus (SARS-CoV-2). No mundo, até 22/01/2021, mais de 97 milhões de casos foram confirmados em 192 paí­ses e regiões, contabilizando mais de 2 milhões de mortes. (Fonte: WHO director-general’s opening remarks at the media briefing on COVID-19 - 11 mar 2020; COVID-19 Dashboard by the Center for Systems Science and Engineering at Johns Hopkins University. Acessado em 22/01/2021.)

Vários laboratórios estão envolvidos no desenvolvimento de vacinas para a Covid-19, com a utilização de diferentes estratégias. Explique como ocorre a imunização ativa pela vacinação no indivíduo. 37. UFPR 2020 O uso de vacinas e de soro antiofídico é importante para a Saúde Pública. Ambos se relacionam com o sistema imunológico dos pacientes. a) Caracterize a prevenção da contaminação por agentes infecciosos quanto ao tipo de imunização, à molécula efetora produzida pelo organismo que recebeu a vacina e à substância presente na vacina.

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BIOLOGIA

Capítulo 8

Se fizerem parte dos grupos de risco, os alérgicos podem (e devem) tomar a vacina. Por anos, os médicos contraindicaram o imunizante para quem está proibido de ingerir esse alimento. Mas as recomendações mudaram no ano passado. “Nos últimos anos, tivemos avanços na produção da vacina que permitiram reduzir substancialmente os traços de ovo na produção das doses”, esclarece a coordenadora do Departamento Científico de Imunização da Associação Brasileira de Alergia e Imunologia. Com essa evolução, a probabilidade de um evento adverso alérgico ficou muito pequena, quase nula. (https://saude.abril.com.br, 31.05.2018. Adaptado.)

a) Explique por que, no processo de produção da vacina, são utilizados ovos embrionados nos quais os vírus são inoculados. b) Excluídos os casos dos alérgicos ao ovo, muitas pessoas ainda relutam em se vacinar contra a gripe, alegando, erroneamente, que o vírus presente na vacina pode causar a doença no vacinado. Explique por que essa alegação é incorreta e explique por que a vacina protege o vacinado contra a gripe. 39. UFPR 2018 A raiva é uma zoonose viral que se caracteriza como uma encefalite progressiva aguda e letal. Todos os mamíferos são suscetíveis ao vírus da raiva e, portanto, podem transmiti-la. É considerada um problema de saúde pública, principalmente em países em desenvolvimento. O uso da vacina e do soro são parte do programa de profilaxia da raiva. Produto I: preparado a partir de plasma de equinos hipersensibilizados com vírus rábico. Produto II: preparado a partir de vírus da raiva, cultivados sobre células. Após o crescimento em cultura de células, os vírus são concentrados, inativados e purificados. Considerando os produtos I e II acima descritos, qual deles é um soro e qual é uma vacina? Justifique sua resposta. 40. Unesp 2017

Autorizados testes em humanos de soro contra picadas de abelhas A Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) autorizou o teste em humanos de um soro antiveneno, conhecido como soro antiapílico, que pode aumentar

Circulação e imunidade

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as chances de uma pessoa sobreviver a um ataque de abelhas. O produto foi desenvolvido por pesquisadores do Centro de Estudos de Venenos e Animais Peçonhentos (Cevap) da Unesp de Botucatu, em parceria com o Instituto Vital Brazil, de Niterói-RJ. O medicamento é recebido por via intravenosa e é capaz de mitigar os problemas causados pelas picadas de abelhas africanizadas, as mais comuns no Brasil. Quando um adulto é picado por mais de 200 insetos, o corpo recebe uma quantidade de veneno suficiente para causar lesões nos rins, fígado e coração, debilitando esses órgãos. A maioria das mortes acontece pela falência dos rins. www.unesp.br, 15.03.2016. Adaptado.

O mecanismo de defesa gerado por esse linfócito T gd a) utiliza a butirofilina como antígeno para fagocitar. b) estimula memória dos anticorpos específicos. c) depende de células apresentadoras de antígeno. d) não induz a memória imunológica. e) proporciona englobamento do protozoário de forma passiva. 42. PUC-PR 2022 A Sociedade Brasileira de Imunizações (SBIm) realizou em outubro de 2020 um webmeeting sobre a importância da vacinação de adolescentes para a saúde pública. Leia a seguir o texto disponível no site do Ministério da Saúde a respeito desse encontro:

Cite, em três etapas, os principais procedimentos realizados no processo de produção do soro. Explique por que o soro antiapílico é mais indicado que uma vacina para o tratamento de uma pessoa que tenha sofrido um ataque de abelhas. 41. PUC-PR 2022 Leia a seguir.

Nova estratégia para controlar a malária Um tipo de linfócito pouco estudado mata a célula infectada com parasitas por fagocitose ou injetando toxinas. Protozoário Plasmodium falciparum, parasita unicelular que causa a forma mais letal de malária, e mais comum na África, consegue driblar o sistema imune alojando-se dentro das hemácias, um tipo de célula do sangue que não consegue sinalizar para o sistema de defesa que está infectada... Todos os linfócitos, com exceção do T gd, se apoiam no MHC para localizar alvos dentro da célula do hospedeiro. “Mas o linfócito T gd usa outra proteína, chamada butirofilina, para se conectar à célula infectada” ... A butirofilina ativada, por sua vez, promove a multiplicação dos linfócitos T gd, o que, em tese, reforçaria o sistema imune contra o P. falciparum. Mas a resposta não é suficiente para eliminar o parasita porque não ativa o sistema imune adquirido. Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/nova-estrategia-paracontrolar-a-malaria/. Acesso: 06 de set. 2021

Sobre a temática exposta no texto, assinale a alternativa CORRETA a) Os programas de vacinação realizados em diversos países reduziram muito a incidência de diferentes doenças virais imunopreveníveis, levando à erradicação de muitas doenças como varíola, difteria e coqueluche. b) Na imunização passiva, diversas fontes de antígenos podem ser utilizadas para a produção de anticorpos pelo organismo, como patógenos mortos ou atenuados, partes de micro-organismos e genes que codificam toxinas inativas. Todos esses agentes induzem uma lenta e forte resposta primária. c) A vacina contra o HPV é indicada para crianças e adolescentes de faixa etária dos 9 aos 14 anos e protege contra diferentes tipos de cânceres, causados pelo papilomavírus humano, como o de pênis, de colo de útero, de mama, de ânus e de boca. d) O processo da vacinação ou imunização é a indução da resposta imune primária e à memória imunológica, a partir da exposição do organismo ao patógeno, do qual a vacina foi produzida. e) Dentre as vacinas ofertadas para os adolescentes, está a tríplice viral que, além da caxumba e da difteria, protege também contra o sarampo, doença que pode levar a óbito e que acumula nos últimos anos milhares de casos confirmados.

FRENTE 3

A representante do PNI [Programa Nacional de Imunizações], Ana Goretti, ressaltou a importância da vacinação para essa faixa etária. “O adolescente é afetado por ambientes externos. A idade de experimentação o deixa vulnerável e, além disso, há a crença de que nada afeta a saúde do adolescente, ou seja, eles acreditam que não estão expostos às doenças e por isso são resistentes à vacinação”, explicou. A especialista alertou que doenças como o sarampo, a meningite e a rubéola afetam a saúde dos adolescentes, que podem ser também importantes transmissores dessas doenças dentro de casa. A Sociedade Brasileira de Imunizações chamou a atenção para o desafio que é manter em dia a carteira vacinal do adolescente. Isso porque, além dos tabus em relação às vacinas que compõem da caderneta do adolescente, hoje em dia os jovens são o alvo principal das fake news.

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BNCC em foco EM13CNT303

1. OBB 2019 Estamos chegando cada vez mais perto da cura da AIDS. Apenas dois dias depois de cientistas terem anunciado a existência de uma segunda pessoa que pode ter vencido o vírus HIV, foi revelado um terceiro paciente que possivelmente teria sido totalmente curado da doença. O anúncio desse terceiro avanço ocorreu na última terça-feira (5), durante a Conferência Sobre Retrovírus e Infecções Oportunistas, em Seattle, nos Estados Unidos. O chamado “paciente de Düsselforf”, segundo um time de especialistas dos Países Baixos, foi submetido ao mesmo tipo de transplante de medula óssea pelo qual passaram os outros dois pacientes que também teriam sido curados. O primeiro registro de que um homem teria se livrado do vírus HIV ocorreu em 2007. O caso foi inicialmente apelidado de “paciente de Berlim”; mas o homem acabou sendo identificado como Timothy Ray Brown, de 52 anos, que atualmente vive em Palm Springs, na Califórnia, Estados Unidos. Diagnosticado com leucemia, Brown teria enfrentado dois transplantes de células-tronco após os médicos não verem progresso com a quimioterapia. O doador que possibilitou o transplante tinha uma mutação na proteína CCR5, o sítio primário de ligação do HIV com as células T. Assim, o paciente teve de enfrentar uma dosagem de medicamentos imunossupressores e sofreu uma série de complicações; chegou a ficar em coma induzido e quase morreu. Fonte: https://revistagalileu.globo.com/Ciencia/Saude/noticia/2019/03/tres-pessoas-ja-teriam-se-curado-de-hiv-no-mundo-anunciam-medicos.html

O transplante de medula óssea foi responsável pela cura dos pacientes infectados pelo HIV pois a medula com a mutação CCR5 produz: a) linfócitos capazes de produzir anticorpos específicos contra o HIV. b) maior quantidade de hemácias, aumentando o metabolismo energético do paciente. c) macrófagos que atuam de maneira mais eficaz na fagocitose do HIV. d) maior quantidade de plaquetas, reduzindo o risco de hemorragias no paciente. e) linfócitos que não podem ser infectados pelo HIV. EM13CNT302

2. João, um homem de 31 anos, foi ao Pronto Atendimento de um hospital, pois apresentava, há 2 dias, os seguintes sintomas: febre (ao redor de 39 °C), dores nas articulações e na cabeça, bastante cansaço e manchas avermelhadas espalhadas pelo corpo. Prontamente, o profissional que o atendeu suspeitou de dengue. Diante dessa suspeita, foi feita uma coleta de sangue para avaliar a quantidade de plaquetas, leucócitos e hemácias no sangue de João, e o resultado é apresentado a seguir: Valores de referência

Resultado do exame

Hemácias

4 – 5,6 milhões/mm3

4,8 milhões/mm3

Plaquetas

150 – 500 mil/mm3

63 mil/mm3

Leucócitos

5 – 11 mil/mm3

7 mil/mm3

Baseando-se no resultado do exame, espera-se que João, em decorrência da dengue, apresente problemas a) no transporte de gás oxigênio. b) na produção de anticorpos. c) na coagulação sanguínea. d) no equilíbrio ácido-base do sangue. e) no transporte de monóxido de carbono. EM13CNT306

3. Um torcedor estava assistindo a um jogo do seu time do coração no estádio recém-construído do clube. A tensão do jogo e a emoção de estar no novo estádio fez com que a frequência cardíaca do torcedor aumentasse bastante, ficando acima de 100 bpm (batimentos por minuto) e chegando, em alguns momentos, a quase 160 bpm. Como isso acontecia com frequência, o torcedor procurou orientação especializada, e o médico que o atendeu receitou a ele um medicamento beta-bloqueador, substância que diminui a ação do sistema nervoso simpático sobre o coração. Explique por que a administração de beta-bloqueadores pode ser indicada em casos como o apresentado.

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BIOLOGIA

Capítulo 8

Circulação e imunidade

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Grekov’s/Shutterstock.com

Ingerir ao menos dois litros de água por dia está entre os hábitos que ajudam a manter a saúde.

FRENTE 3

9 CAPÍTULO

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Excreção Ingerir água do mar desidrata? Os rins são os órgãos responsáveis por eliminar do organismo algumas substâncias, como o excesso de sais que ingerimos. Contudo, esses órgãos são limitados quanto à capacidade de concentrar a urina. Como a quantidade de sais na água do mar é muito grande, o processo de eliminação do excesso salino, nesse caso, acarreta uma perda de água maior do que aquela que foi ingerida. Estima-se que, para cada litro de água do mar ingerida, o corpo utilizaria 1,3 litro de água na eliminação do excesso de sais, levando ao risco de desidratação.

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Introdução Os mecanismos de excreção são os responsáveis pela eliminação dos resíduos metabólicos, pelo controle das concentrações de solutos e pelo equilíbrio entre ganho e perda de água. Nesse sentido, a excreção configura-se como uma atividade básica que contribui diretamente com a homeostase. Água e sais minerais em excesso, gás carbônico, íons H+ e excretas nitrogenadas estão entre os resíduos que são eliminados por meio de estruturas excretoras. Nos animais vertebrados, os rins são os principais órgãos que atuam na excreção, mas outras estruturas também participam desse processo: as glândulas sudoríferas (encontradas exclusivamente nos mamíferos), por exemplo, eliminam água, sais minerais e ureia por meio do suor. Os pulmões também participam da excreção, uma vez que são os responsáveis pela eliminação do gás carbônico.

Resíduos nitrogenados As excretas nitrogenadas, ou resíduos nitrogenados, são geradas por processos do metabolismo celular, a partir da decomposição de substâncias orgânicas que contêm átomos de nitrogênio em sua estrutura, como aminoácidos e bases nitrogenadas. O nitrogênio retirado desses compostos é encontrado sob a forma de amônia (NH3), que, por ser altamente tóxica, é suportada apenas em concentrações relativamente baixas. Existem animais que eliminam a amônia diretamente, enquanto outros convertem essa excreta em resíduos menos tóxicos antes da sua eliminação. Os animais que eliminam diretamente a amônia são denominados amoniotélicos. Além de bastante tóxica, a amônia é muito solúvel em água, características que fazem com que a excreção desse resíduo tenha grande exigência hídrica, sendo mais comum em organismos que vivem em ambientes aquáticos. Poríferos, cnidários, equinodermos, larvas de anfíbios e peixes ósseos são exemplos de animais amoniotélicos. Por exigir grande quantidade de água, a eliminação direta de amônia não é favorável a animais que correm maior risco de desidratação, a exemplo da maioria dos animais terrestres e de certas espécies marinhas. Em alguns desses casos, a amônia é convertida, no fígado, em um resíduo nitrogenado menos tóxico – a ureia. Sobretudo devido à sua menor toxicidade, a excreção prioritária de ureia resulta em economia de água por parte do organismo e em produção de urina mais concentrada; contudo, a formação dessa substância a partir da amônia consome energia. Os animais que eliminam majoritariamente ureia são denominados ureotélicos, a exemplo de peixes cartilaginosos, anfíbios adultos e mamíferos. Entre os principais resíduos nitrogenados excretados pelos animais, o menos tóxico e menos solúvel em água é o ácido úrico. Sua eliminação, sob a forma de uma pasta concentrada, resulta em maior economia de água. A excreção de ácido úrico consome em torno de 2% da quantidade de água necessária para eliminar a mesma quantidade de nitrogênio sob a forma de amônia. Apesar da grande economia hídrica, a excreção de ácido úrico demanda ainda mais

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BIOLOGIA

Capítulo 9

energia do que a excreção de ureia. Os animais que eliminam principalmente ácido úrico são chamados uricotélicos, a exemplo dos insetos, da maioria dos répteis e das aves. Amônia

Ureia

Ácido úrico

Toxicidade

Alta

Intermediária

Baixa

Gasto de água

Alto

Intermediário

Baixo

Custo energético

Baixo

Intermediário

Alto

Exemplos de animais que eliminam o resíduo nitrogenado

Poríferos, cnidários, equinodermos, larvas de anfíbios e peixes ósseos.

Peixes cartilaginosos, anfíbios adultos e mamíferos.

Insetos, maioria dos répteis e aves.

Quadro comparativo das características relacionadas à excreção dos principais resíduos nitrogenados nos animais.

Estabelecendo relações O metabolismo e a dieta de um animal influenciam na quantidade de resíduo nitrogenado produzida por ele. Os animais endotérmicos têm taxa metabólica mais alta e um consumo maior de alimento do que os animais ectotérmicos; dessa forma, espera-se que os endotérmicos produzam proporcionalmente mais resíduos nitrogenados do que os ectotérmicos. Em relação à dieta, os animais carnívoros, cuja ingestão de proteínas é elevada, produzem mais excretas nitrogenadas em comparação com os animais herbívoros, cuja dieta é composta de menos proteínas e maior quantidade de carboidratos.

Sistema urinário humano Na espécie humana, assim como nos demais vertebrados, os rins correspondem aos principais órgãos excretores. A seguir, são apresentados detalhes do sistema urinário humano.

Morfologia O sistema urinário humano tem dois rins, cada um com aproximadamente 10 centímetros de comprimento, responsáveis pela produção da urina. De cada rim, parte um ducto denominado ureter, que conduz a urina até a bexiga urinária, onde esse líquido é temporariamente armazenado. A eliminação da urina ocorre por meio da uretra. Na análise morfológica de um rim em corte longitudinal, é possível distinguir duas regiões: o córtex renal, região externa, e a medula renal, região interna. A urina produzida nos rins é recolhida pela pelve renal. Os componentes do sistema urinário estão associados a vasos sanguíneos, que têm importância fundamental para o processo de formação da urina. Partindo da artéria aorta, artérias renais ramificam-se em arteríolas, que levam sangue oxigenado aos rins. Os capilares formados a partir das arteríolas se organizam em vênulas, que se reúnem nas veias renais. Conduzindo sangue venoso, as veias renais desembocam na veia cava inferior.

Excreção

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Veia cava inferior

ilusmedical/Shutterstock.com

Artéria renal Medula renal Veia renal Rim Artéria aorta

Córtex renal

Ureter

Pelve renal

Bexiga Ureter Uretra CORES FANTASIA ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Representação esquemática do sistema urinário humano e dos vasos sanguíneos que irrigam os rins, com detalhe de um rim em corte longitudinal. No corpo feminino, a uretra se abre para o meio externo por um orifício localizado próximo à vagina. No corpo masculino, a uretra (que conduz urina e sêmen) se abre para o meio externo por um orifício localizado na extremidade do pênis.

Cada rim tem aproximadamente 1 milhão de unidades funcionais denominadas néfrons, nas quais ocorre a produção de urina. Um néfron é constituído de um longo tubo com extremidade cega denominada cápsula glomerular (cápsula de Bowman ou cápsula renal). O tubo do néfron é dividido em três regiões principais: o túbulo contorcido proximal, a alça néfrica (alça de Henle) e o túbulo contorcido distal. Um ducto coletor recebe o fluido proveniente de muitos néfrons, transportando-o em direção à pelve renal. Na cápsula glomerular, desemboca uma arteríola aferente que origina um emaranhado de capilares denominado glomérulo renal (glomérulo de Malpighi), o qual é abrigado pela cápsula glomerular. Os capilares glomerulares reúnem-se em uma arteríola eferente que, posteriormente, ramifica-se em uma rede de capilares que envolve o longo tubo do néfron. Mais adiante, os capilares reúnem-se em vênulas. Túbulo contorcido distal

Túbulo contorcido proximal

Cápsula glomerular

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Glomérulo renal Arteríola eferente

Ducto coletor

Capilares

FRENTE 3

Arteríola aferente

Alça néfrica

Representação esquemática de um néfron e dos vasos sanguíneos associados. A cápsula glomerular e os túbulos contorcidos proximal e distal localizam-se no córtex renal, enquanto a alça néfrica e o ducto coletor são encontrados predominantemente na medula renal.

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Formação da urina

Estabelecendo relações

A urina formada nos néfrons é o resultado da ocorrência de três processos.

•

•

Filtração glomerular: o sangue circula nos capilares do glomérulo sob pressão relativamente alta. Em decorrência disso, componentes do sangue passam para o interior da cápsula glomerular, formando um fluido chamado filtrado glomerular, que contém água, sais, ureia, glicose, aminoácidos, certas vitaminas hidrossolúveis e outras moléculas pequenas, como metabólitos hormonais. Os capilares e as células da cápsula não são permeáveis a moléculas grandes; dessa forma, proteínas plasmáticas não devem ser encontradas no filtrado glomerular. Reabsorção tubular: a maior parte dos componentes presentes no filtrado é reabsorvida pelo sangue durante seu trajeto pelo néfron. A reabsorção tubular promove a recuperação de compostos que seriam eliminados por meio da urina, mas que ainda podem ser utilizados pelo corpo. Esse processo envolve transporte passivo (sem gasto de energia) e transporte ativo (com gasto de energia). Trata-se de um mecanismo seletivo que permite aos rins controlar a eliminação das substâncias de forma independente, em função das necessidades do organismo.

− No túbulo contorcido proximal, ocorre reabsor-

ção de íons, como sódio (Na1), cloreto (Cℓ2) e potássio (K1), água e nutrientes, como glicose e aminoácidos.

− Na alça néfrica, constituída dos ramos descendente e ascendente, a reabsorção depende da permeabilidade das paredes. O ramo descendente é pouco permeável a sais e outros solutos, mas bastante permeável à água, o que possibilita a continuidade da reabsorção dessa substância. Como a reabsorção da água ocorre por osmose, é importante que a concentração de solutos do fluido intersticial que banha os túbulos do néfron seja maior do que a concentração do filtrado. Já o ramo ascendente da alça néfrica é impermeável à água, mas reabsorve NaCℓ, o que contribui para a manutenção da osmolaridade relativamente alta do fluido intersticial em relação ao filtrado.

− No túbulo contorcido distal, são reabsorvidos água e sais.

− No ducto coletor, ocorre, principalmente, reabsorção de água. A permeabilidade dos túbulos renais à ureia é limitada. Por isso, grande parte da ureia filtrada não retorna ao sangue, sendo eliminada na urina. osmolaridade: corresponde à quantidade de partículas dissolvidas em um determinado volume de solvente.

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BIOLOGIA

Capítulo 9

As células dos túbulos renais, na face voltada para o canal pelo qual passa o filtrado, apresentam microvilosidades, que são especializações da membrana plasmática que aumentam a superfície de contato da célula com o meio, potencializando a reabsorção. Além disso, essas células têm grande quantidade de mitocôndrias, o que possibilita a manutenção de altas taxas de respiração celular. Esse processo libera a energia usada na reabsorção por transporte ativo de substâncias.

•

Secreção tubular: nesse processo, amônia, ácido úrico, H1, K1, drogas, toxinas e outros componentes presentes no sangue que circula pelos capilares são secretados para o interior dos túbulos proximal e distal do néfron. A secreção tubular de H1, por exemplo, contribui para o controle do pH sanguíneo.

Volume urinário Em pessoas saudáveis, cerca de 1 600 L de sangue fluem pelos rins, resultando na formação de aproximadamente 180 L de filtrado por dia. Cerca de 99% desse total é reabsorvido, restando em torno de 1,5 L de urina, a ser eliminada diariamente. Baseando-se nos três processos básicos de formação da urina, o volume urinário diário pode ser expresso da seguinte forma: filtração Volume reabsorção 5 2 glomerular urinário tubular

1

secreção tubular

Atenção Espera-se que toda a glicose do filtrado glomerular seja reabsorvida. Portanto, em condições normais, a glicose não deve ser eliminada na urina. Situações nas quais essa eliminação ocorre sugerem que a pessoa apresenta algum problema renal relacionado à reabsorção da glicose ou que está com diabetes melito, doença relacionada ao excesso de glicose no sangue. Essa enfermidade será detalhada mais adiante nesta coleção.

Controle hormonal da formação da urina Considerando os diversos hormônios relacionados à regulação da formação da urina, são detalhadas, a seguir, as ações do hormônio antidiurético (ADH), ou vasopressina, e da aldosterona. HORMÔNIO ANTIDIURÉTICO (ADH) OU VASOPRESSINA O ADH é produzido pelo hipotálamo (componente do sistema nervoso central) e secretado pela neuroipófise (porção posterior da hipófise, uma glândula endócrina). Esse hormônio age sobre os túbulos distais e, principalmente, sobre os ductos coletores, aumentando a reabsorção de água (em direção ao sangue) por meio do aumento da permeabilidade dos ductos coletores. Dessa forma, quando o nível de ADH é alto, ocorre redução do volume urinário, e

Excreção

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Saiba mais Existem outros hormônios ligados à produção de urina. Um deles é o paratormônio (PTH), produzido pelas glândulas paratireoides. O PTH aumenta a reabsorção de cálcio (Ca21) em resposta à queda dos níveis desse íon no fluido extracelular, reduzindo, portanto, a eliminação de cálcio pela urina. Outro exemplo é o fator natriurético atrial (FNA), hormônio produzido pelos átrios cardíacos em resposta à elevação da pressão arterial. Ele inibe a reabsorção de NaCℓ, reduz a liberação de aldosterona e aumenta a diurese (eliminação de urina), ações que resultam em redução da pressão sanguínea.

Osmorregulação Muitos seres vivos precisam controlar a quantidade de água e a concentração de solutos nos fluidos corporais. Os mecanismos que atuam nessa regulação e no equilíbrio entre ganho e perda hídrica são denominados osmorreguladores. A seguir, são apresentados alguns exemplos de osmorregulação para facilitar a compreensão e a aplicação desse conceito.

Como visto no livro 1 desta coleção, os protozoários que habitam a água doce apresentam uma organela osmorreguladora denominada vacúolo contrátil (ou pulsátil). A célula dos protozoários é hipertônica em relação ao meio dulcícola e recebe água do ambiente por osmose. Esse ganho contínuo de água expõe o protozoário ao risco de lise (ruptura), mas o vacúolo contrátil elimina o excesso hídrico que a célula recebe, regulando a concentração de solutos e a quantidade de água no meio intracelular. Assim, diz-se que o vacúolo pulsátil promove a osmorregulação do protozoário.

Vacúolos contráteis

Protozoários do gênero Paramecium (com comprimento que varia entre 50 µm e 300 µm) apresentam vacúolos contráteis.

Saiba mais Na membrana que delimita o vacúolo pulsátil, são encontradas bombas de prótons. Por transporte ativo, isto é, com gasto de energia, esses complexos bombeiam prótons do citoplasma do protozoário para o interior do vacúolo; isso faz com que o interior da organela fique hipertônico em relação ao citoplasma. Nessa situação, por osmose, o excesso de água presente no citoplasma passa para o interior do vacúolo, de onde é eliminado da célula pelas contrações da organela.

Animais de água doce Os fluidos corporais nos animais de água doce são hipertônicos em relação ao meio. Nesse contexto, duas tendências podem ser prejudiciais: ganho de água por osmose e perda de sais por difusão. Para estudar a osmorregulação em animais dulcícolas, vamos analisar aspectos relativos aos peixes ósseos. Nesses animais, o ganho de água por osmose é excessivo, por isso a ingestão de água é bastante reduzida (acontecendo apenas durante a alimentação) e a urina é volumosa e diluída. O grande volume de urina elimina o excesso de água, mas também elimina sais, aumentando a perda desses componentes, que já ocorre naturalmente por difusão. Nessas condições, os peixes ósseos realizam absorção ativa de sais pelas brânquias, processo que repõe os sais perdidos e controla a concentração de solutos nos fluidos corporais.

FRENTE 3

ALDOSTERONA A aldosterona é um hormônio produzido pelo córtex das glândulas endócrinas suprarrenais (ou adrenais), localizadas sobre os rins. A aldosterona atua nos néfrons, aumentando a reabsorção de sódio (Na1). Com isso, a osmolaridade do sangue sobe e a reabsorção de água por osmose aumenta, o que eleva a pressão arterial. A aldosterona também contribui para o controle dos níveis sanguíneos de íons potássio (K1): quando a concentração de K1 está elevada, a aldosterona estimula a secreção desse íon nos túbulos do néfron e, consequentemente, sua eliminação pela urina.

Protozoários de água doce

Eric Grave/Science Source/Easypix Brasil

a urina se torna concentrada. Sob risco de desidratação, o corpo aumenta a liberação de ADH, maximizando a reabsorção de água nos rins e preservando a água no corpo. Em outros casos, a produção de ADH pode ser inibida. Quando um indivíduo ingere grande quantidade de água, por exemplo, o excesso hídrico poderia reduzir a osmolaridade do sangue e prejudicar o organismo. Nesse sentido, a produção de ADH é inibida, o que resulta em redução da reabsorção renal de água, tornando a urina mais volumosa e diluída. O consumo de álcool também inibe a produção de ADH, aumentando a perda de água por meio da urina, o que expõe o indivíduo ao risco de desidratação. Além de fatores externos, há fatores internos que comprometem a produção, a liberação ou a ação do ADH. É o que ocorre, por exemplo, no diabetes insipidus, doença na qual o volume urinário produzido em um único dia pode chegar a 18 L. O ADH também é chamado de vasopressina devido à sua ação sobre os vasos sanguíneos, que ocasiona a vasoconstrição periférica. Isso ocorre, por exemplo, em casos de queda da pressão arterial e redução do volume sanguíneo, decorrentes de hemorragia. Em conjunto com a reabsorção de água pelos rins, essa ação do ADH contribui para o controle da pressão arterial.

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Legenda

Ganho de água por osmose.

Eliminação de urina diluída e abundante contendo sais.

Água Sal

Representação esquemática da osmorregulação em peixes ósseos de água doce.

Animais marinhos A maioria dos animais marinhos é osmoconformadora, ou seja, é isotônica em relação ao meio externo. Não há saldo de ganho ou perda de água por osmose, uma vez que a água atravessa a membrana celular em ambos os sentidos em taxas iguais. Contudo, há espécies osmorreguladoras, ou seja, que apresentam mecanismos de ajuste do equilíbrio hídrico e salino. Os animais marinhos osmorreguladores, a exemplo de muitos peixes ósseos, perdem água para o meio por osmose, ficando expostos ao risco de desidratação. A perda de água é compensada pela ingestão de água do mar com alta concentração de sais. A eliminação do excesso de sais ocorre por meio da produção de urina bastante concentrada e de modo ativo (com gasto de energia) pelas brânquias.

Perda de água por osmose.

Glândulas de sal Ductos das glândulas de sal Narina

CORES FANTASIA ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Excreção do excesso de sais

Representação esquemática da localização das glândulas de sal em aves marinhas. Ekaterina Gerasimchuk/Shutterstock.com

Eliminação ativa de sais pelas brânquias.

Aquisição de água e sais pela alimentação e pela ingestão direta de água do mar.

ureia pode ser tóxica, mas os peixes cartilaginosos produzem o óxido de trimetilamina (OTMA), uma substância que protege o animal dos possíveis efeitos danosos da ureia e contribui com a manutenção de uma osmolaridade próxima à da água do mar. Por meio da alimentação, os condrictes obtêm água e sais, substâncias também recebidas por difusão; o excesso de água, sais e ureia é eliminado por meio da urina, produzida em pequena quantidade. Também ocorre eliminação ativa de sais pelas brânquias. Répteis marinhos, como tartarugas, e certas aves ingerem grande quantidade de sais na alimentação associada à água do mar. Nesses animais, existem as glândulas de sal – estruturas que, por meio do transporte ativo de íons, produzem secreção com alta concentração salina, eliminando, dessa forma, o excesso de sais. Nas aves, as glândulas de sal estão localizadas na cabeça e a solução salina é expelida pelas narinas; nas tartarugas, a solução salina é eliminada próximo aos olhos.

Agami Photo Agency/Shutterstock.com

Absorção ativa de sais pelas brânquias.

Ekaterina Gerasimchuk/Shutterstock.com

Ingestão de água (em pequena quantidade) e sais pela alimentação.

Legenda Água Sal

Eliminação de sais e pequena quantidade de água por meio da urina concentrada.

Representação esquemática da osmorregulação em peixes ósseos de água salgada.

Os peixes cartilaginosos marinhos apresentam um mecanismo osmorregulador particular, que os torna praticamente isotônicos em relação à água do mar: esses animais são capazes de manter alta concentração de ureia em seus fluidos corporais, característica conhecida como uremia fisiológica. Em elevadas concentrações, a

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BIOLOGIA

Capítulo 9

Tartaruga eliminando solução salina próximo aos olhos.

Excreção

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Revisando 1. Explique a importância da excreção. 2. Explique a origem dos resíduos nitrogenados. 3. Com base no quadro a seguir, indique as informações relativas aos principais resíduos nitrogenados encontrados nos animais que completam corretamente as lacunas. Amônia

Intermediário

Baixo

Alta

Gasto de água Custo energético

Ácido úrico

2

1

Baixo

3

Intermediário

5

Um exemplo de animal que elimina o resíduo nitrogenado

6

ilusmedical/Shutterstock.com

4. Na figura a seguir, identifique as estruturas apontadas pelas linhas de 1 a 4.

1

2

3

4

4

6. A formação da urina envolve a ocorrência de alguns processos, a exemplo da filtração glomerular e da reabsorção tubular. Explique em que consiste o processo de filtração glomerular e explique a importância do processo de reabsorção tubular. 7. Além da filtração glomerular e da reabsorção tubular, outro processo ligado à formação da urina é a secreção tubular. Explique em que consiste a secreção tubular. 8. O ADH (hormônio antidiurético) atua nos néfrons e está ligado à produção de urina. Explique a ação do ADH sobre a formação da urina. 9. Explique como um peixe ósseo que habita a água doce realiza sua osmorregulação. 10. Ao ingerir água do meio, um peixe ósseo que habita o ambiente marinho ingere grande quantidade de sais. Explique como esse peixe elimina o excesso de sais ingeridos.

Exercícios propostos 1. Unicamp-SP 2016 Em relação à forma predominante de excreção dos animais, é correto afirmar que a) peixes são animais amoniotélicos, aves e répteis são ureotélicos e mamíferos são uricotélicos. b) a ureia é altamente tóxica e insolúvel em água, sendo a principal excreta das aves. c) peixes, exceto os condrictes, são amoniotélicos e aves e répteis adultos são ureotélicos. d) a amônia é altamente tóxica e necessita de um grande volume de água para ser eliminada.

2. UPF-RS 2016 Além de manterem o balanço de sais e água, os animais precisam eliminar de seu fluido extracelular os produtos do metabolismo. Proteínas e ácidos nucleicos, por exemplo, contêm nitrogênio e, por isso, sua metabolização gera produtos nitrogenados, além de água e dióxido de carbono. Os animais excretam tais produtos nitrogenados de diferentes formas. Assinale a alternativa que relaciona corretamente os grupos de animais ao principal tipo de produto nitrogenado que excretam.

FRENTE 3

Toxicidade

Ureia

5. A imagem a seguir é uma ilustração esquemática de um néfron. Identifique as estruturas apontadas pelas linhas de 1 a 6.

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Animais

Principal produto nitrogenado excretado

a)

Insetos, répteis e aves

Ácido úrico

b)

Mamíferos e anfíbios adultos

Amônia

c)

Invertebrados aquáticos e peixes ósseos

Ureia

d)

Aves, répteis e mamíferos

Ácido úrico

e)

Mamíferos e aves

Ureia

3. Enem 2018 O deserto é um bioma que se localiza em regiões de pouca umidade. A fauna é, predominantemente, composta por animais roedores, aves, répteis e artrópodes. Uma adaptação, associada a esse bioma, presente nos seres vivos dos grupos citados é o(a) a) existência de numerosas glândulas sudoríparas na epiderme. b) eliminação de excretas nitrogenadas de forma concentrada. c) desenvolvimento do embrião no interior de ovo com casca. d) capacidade de controlar a temperatura corporal. e) respiração realizada por pulmões foliáceos. 4. PUC-Rio 2017 Com relação à excreção nos animais vertebrados, NÃO é correto afirmar que: a) diversos animais aquáticos, incluindo peixes e larvas de anuros, excretam amônia que, apesar de ser muito tóxica, também é muito solúvel em água. b) diversos animais terrestres como mamíferos e adultos de anfíbios excretam ureia, que é menos tóxica que a amônia e, portanto, pode ser eliminada de forma mais concentrada. c) a maioria dos répteis (incluindo as aves) excreta ácido úrico, que é muito solúvel em água. d) não é considerada como excreção a eliminação de restos de comida pelas fezes. e) parte da excreção nos mamíferos se dá através do suor. 5. PUC-SP 2017 Foi recomendada uma dieta especial a uma pessoa que precisa reduzir os níveis de ácido úrico no sangue. Nesse caso, é recomendável que essa pessoa reduza o consumo de alimentos como a) laranja, limão e outras frutas cítricas. b) manteiga e frituras em geral. c) carne, leite e ovos. d) doces e massas. 6. UPF-RS 2015 No sistema urinário do corpo humano, são _____________ que realizam a filtração do sangue. O processo de eliminação de urina acontece em duas etapas: primeiro, a urina trazida _______________ acumula-se ____________; depois, ocorre a micção, com a eliminação da urina através ________________. As informações que completam corretamente os espaços estão na alternativa: a) os rins / pela uretra / na bexiga / dos ureteres. d) os ureteres / pela uretra / na bexiga / dos arteríolos. b) os arteríolos / pelos ureteres / na bexiga / da uretra. e) os rins / pelos ureteres / na bexiga / da uretra. c) os rins / pelas veias / na bexiga / dos ureteres. 7. UEL-PR 2019 Os rins, pelo processo de filtração, excretam, além dos fármacos, substâncias provenientes do metabolismo. Com base nos conhecimentos sobre anatomia e fisiologia renal, atribua (V) verdadeiro ou (F) falso às afirmativas a seguir.  epois do sangue filtrado pelos rins, cabe aos néfrons a função de reabsorver substâncias importantes para o D metabolismo do organismo, como água, ureia, sais, ácido úrico e hormônios. A baixa pressão sanguínea nos capilares do glomérulo renal força a saída de fluxo sanguíneo para o ducto coletor, formando um fluido denominado filtrado tubular ou urina. A glicose, os aminoácidos, as vitaminas e grande parte dos sais do filtrado glomerular, em condições normais, são reabsorvidos pelas células da parede do túbulo contorcido proximal e devolvidos ao sangue. No néfron, ocorre a filtração, em que a pressão do sangue expulsa do glomérulo a água e as pequenas moléculas dissolvidas no plasma, como sais, moléculas orgânicas simples e ureia, para a cápsula. Quando ingerimos muita água, a produção do hormônio antidiurético (ADH) é estimulada, aumentando a per­ meabilidade do túbulo proximal e do ducto coletor. Assinale a alternativa que contém, de cima para baixo, a sequência correta. a) V, V, F, F, V. b) V, V, V, F, F. c) V, F, V, F, V. d) F, F, V, V, F. e) F, F, F, V, V.

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BIOLOGIA

Capítulo 9

Excreção

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8. Mackenzie-SP 2019 Dentro de cada rim humano, há cerca de um milhão de néfrons, consideradas as principais estruturas filtradoras de sangue do corpo humano. O esquema abaixo mostra de forma sucinta as principais partes de um único néfron. glomérulo renal

tubo contorcido proximal

5

tubo contorcido distal

4 reabsorção de água

2

1 cápsula renal

ADH tubo coletor

3

filtrado glomerular urina

Fonte da ilustração: http://www.planetabio.com. br/excrecao.html (acesso em 04 de abr. 2019)

alça néfrica

É correto afirmar que em a) 1 ocorre o processo de filtração glomerular, em que moléculas de grande peso molecular se deslocam, por difusão, dos capilares sanguíneos para o interior da cápsula renal (ou néfrica). b) 2 se desloca o filtrado glomerular, cuja concentração é superior à concentração da urina, que se forma no final do processo. c) 3 se desloca o filtrado glomerular que, à medida que se desloca pelo restante dos túbulos renais, vai adquirindo menores quantidades de ureia e ácido úrico. d) 4, 5 e no tubo coletor, ocorre ação do hormônio antidiurético (ADH), responsável pelo aumento do processo de reabsorção passiva de água. e) 5 ocorre reabsorção passiva de glicose, aminoácidos e sais minerais contidos no interior do filtrado glomerular. 9. Unicamp-SP 2015 O hormônio ADH (antidiurético), produzido no hipotálamo e armazenado na hipófise, é o principal regulador fisiológico do equilíbrio hídrico no corpo humano. Assinale a alternativa correta. a) A redução na ingestão de água aumenta a pressão osmótica do sangue. O ADH atua nos rins, aumentando a reabsorção de água e diminuindo a pressão osmótica do sangue. b) O aumento na ingestão de água aumenta a pressão osmótica do sangue. O ADH atua nos rins, aumentando a reabsorção de água e diminuindo a pressão osmótica do sangue. c) A redução na ingestão de água diminui a pressão osmótica do sangue. O ADH atua nos rins, aumentando a reabsorção de água e aumentando a pressão osmótica do sangue. d) O aumento na ingestão de água diminui a pressão osmótica do sangue. O ADH atua nos rins, diminuindo a reabsorção de água e aumentando a pressão osmótica do sangue. 10. Fuvest-SP 2014 O mecanismo de reabsorção renal da glicose pode ser comparado com o que acontece numa esteira rolante que se move a uma velocidade constante, como representado na figura abaixo. Quando a concentração de glicose no filtrado glomerular é baixa (A), a “esteira rolante” trabalha com folga e toda a glicose é reabsorvida. Quando a concentração de glicose no filtrado glomerular aumenta e atinge determinado nível (B), a “esteira rolante” trabalha com todos os compartimentos ocupados, ou seja, com sua capacidade máxima de transporte, permitindo a reabsorção da glicose. Se a concentração de glicose no filtrado ultrapassa esse limiar (C), como ocorre em pessoas com diabetes melito, parte da glicose escapa do transporte e aparece na urina. Glomérulo

Glomérulo FRENTE 3

Glomérulo

Urina = glicose

A

Sangue

Urina

B

Sangue

Urina

C

Sangue

Hickman et al., Integrated Principles of Zoology, Mc Graw Hill, 2011. Adaptado.

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Analise as seguintes afirmações sobre o mecanismo de reabsorção renal da glicose, em pessoas saudáveis: I. Mantém constante a concentração de glicose no sangue. II. Impede que a concentração de glicose no filtrado glomerular diminua. III. Evita que haja excreção de glicose, que, assim, pode ser utilizada pelas células do corpo. Está correto apenas o que se afirma em a) I. d) I e II. b) II. e) I e III. c) III. 11. Mackenzie-SP 2014 A respeito do funcionamento dos néfrons, é correto afirmar que a) o hormônio antidiurético (ADH) diminui a produção de urina porque diminui a pressão do sangue nos capilares dos glomérulos. b) a filtração ocorrida nos glomérulos transforma sangue venoso em sangue arterial. c) no túbulo contorcido distal ocorre a maior parte da reabsorção de água. d) a ausência de proteínas na urina de uma pessoa normal se deve à reabsorção dessa molécula no túbulo contorcido proximal. e) tanto no túbulo contorcido proximal quanto no túbulo contorcido distal ocorre transporte ativo. 12. UFRR 2023 O rim é o principal órgão excretório dos vertebrados. Sua unidade funcional é o néfron cujo papel é excretar excesso de água e conservar solutos necessários. Um néfron é esquematizado na figura a seguir.

1

2

4

5 3

Assinale a afirmativa INCORRETA acerca do funcionamento dessa estrutura em indivíduos saudáveis: a) Em 1, a pressão do sangue força a filtração no glomérulo com a passagem de água, glicose, aminoácidos, proteínas e células para o filtrado glomerular. b) Em 2, osmose, difusão e transporte ativo devolvem substâncias como água, glicose, aminoácidos e íons do filtrado para os capilares sanguíneos. c) Em 3, ocorre osmose e reabsorção de água do filtrado glomerular para os capilares sanguíneos. d) Em 4, o transporte ativo executado pelas células do túbulo remove excretas dos capilares, lançando-as no filtrado. e) Ao sair de 5, a urina produzida, formada predominantemente por água, ureia e outros solutos, é conduzida ao ureter. 13. UCS-RS 2022 A pandemia de COVID-19 não impactou apenas a vida das pessoas infectadas pelo SARS-CoV-2 e de seus familiares. Pacientes em tratamento para diversas doenças, bem como pessoas na fila de espera por um transplante de órgão também tiveram problemas no acesso a serviços de saúde nos últimos dois anos. No Brasil, por exemplo, o número de doadores de órgãos caiu 13% no segundo semestre de 2021, em comparação com o ano anterior, e o número de pessoas que necessitava de transplante de órgão ou tecido superou 53 mil no mesmo período. Entre os pacientes adultos, a maioria aguarda por um transplante de rim, o órgão responsável pela filtração do sangue e formação de urina, entre outras funções. Fonte: Mais de 50 mil pessoas esperam na fila para serem transplantadas no Brasil. CNN Brasil. Disponível em: https://www.cnnbrasil.com.brmais-de-50-mil-pessoas-esperam-na-fila-paraserem-transplantadas-no-brasil/. Acesso em: 20 mar. 2022.

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BIOLOGIA

Capítulo 9

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Sobre os rins e os processos fisiológicos associados a eles, é correto afirmar que a) a filtração do sangue ocorre nos néfrons, que estão ligados à cápsula de Bowman, nos ureteres, para onde é direcionado o sangue filtrado. b) o hormônio antidiurético (ADH), responsável pelo controle de volume e de concentração da urina, é produzido nos glomérulos renais. c) a produção do ADH é inibida em situações em que o organismo está desidratado. d) a principal excreta nitrogenada eliminada na urina pelos seres humanos é o ácido úrico. e) algumas substâncias, como água e certos íons (durante o processo de formação da urina), podem ser reabsorvidas, retornando do túbulo néfrico para capilares sanguíneos. 14. Uece 2023 Em relação ao sistema excretor humano, escreva V ou F conforme seja verdadeiro ou falso o que se afirma nos itens abaixo. Os néfrons são estruturas presentes nos rins em grande quantidade. A uretra faz a comunicação dos rins com a bexiga. Ureia, ácido úrico e amônia são substâncias encontradas na urina. A bexiga é um órgão muscular com capacidade elástica que armazena a urina. Está correta, de cima para baixo, a seguinte sequência: a) F, F, F, V. b) V, V, V, F.

c) V, F, V, V.

d) F, V, F, F.

15. PUC-PR 2021 Uma substância que se ligue de modo reversível ao H+ é denominada substância tampão. O valor de pH encontrado no líquido extracelular é aproximadamente 7,4. O principal tampão extracelular existente no organismo humano é o CO2/HCO3–. Por exemplo, quando em um organismo saudável ocorrer um aumento de H+ derivado dos ácidos voláteis, os rins podem excretar mais H+ na urina tendo por objetivo a) restaurar o equilíbrio. b) provocar alcalose metabólica. c) provocar acidose metabólica. d) acentuar o desequilíbrio ácido base. e) restaurar o pH ácido do meio extracelular. 16. PUC-RS 2016 A água é o componente mais abundante do corpo humano, sendo responsável por aproximadamente 70% do peso total do corpo. Durante o exercício físico, o calor gerado pelo metabolismo aumenta a temperatura do corpo. O sistema nervoso detecta esse aumento de temperatura e desencadeia a liberação de suor, constituído principalmente de água. A água presente no suor carrega eletrólitos dissolvidos e esfria o corpo ao evaporar, por isso deve ser reposta para a manutenção da homeostase do organismo e para o funcionamento normal dos órgãos, dos tecidos e das células. Sobre o metabolismo da água no corpo humano, considere as afirmativas: I. O corpo, durante o exercício físico, perde água proveniente de fluidos extra e intracelulares. II. A hiper-hidratação pode ser danosa para o corpo, já que pode ocorrer uma diluição excessiva dos eletrólitos se o rim não excretar o excesso de fluidos. III. A ingestão de bebidas isotônicas tem como finalidade reduzir a queima de substâncias energéticas no organismo, provocando a diminuição da temperatura corporal. Está/Estão correta(s) apenas a(s) afirmativa(s) a) I. b) III.

c) I e II.

d) I e III.

e) II e III.

17. Unesp 2021 Leia os versos da canção “Tenho sede”, composta por Anastácia e Dominguinhos.

FRENTE 3

Traga-me um copo d’água, tenho sede E essa sede pode me matar Minha garganta pede um pouco d’água E os meus olhos pedem o teu olhar A planta pede chuva quando quer brotar O céu logo escurece quando vai chover Meu coração só pede o teu amor Se não me deres, posso até morrer

A canção menciona a escassez de água, que pode afetar tanto os animais quanto as plantas. Um hormônio humano e um hormônio vegetal que atuam para a economia de água nesses organismos e uma figura de linguagem que aparece nesses versos são, respectivamente, a) vasopressina, ácido abscísico e pleonasmo. b) vasopressina, ácido abscísico e hipérbole. c) tiroxina, giberelina e hipérbole.

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d) tiroxina, giberelina e pleonasmo. e) vasopressina, giberelina e pleonasmo.

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18. Emescam-ES 2023

O álcool é a droga mais pesada de todas? Há quem diga que sim e que não. Mas ninguém discorda: o alcoolismo é um problema muito maior que as outras drogas – e seus efeitos são devastadores. Disponível em: https://super.abril.com.br/ciencia/o-alcool-e-a-drogamais-pesada-de-todas/. Acesso em: 8 ago. 2022 (adaptado).

Entre as ações dessa substância no metabolismo, pode-se afirmar que ela atua no organismo humano a) diminuindo a liberação de insulina pelo pâncreas, uma vez que não é fonte de energia. b) diminuindo o processo de reabsorção de água nos néfrons, deixando a urina menos concentrada. c) estimulando o sistema nervoso e ativando as respostas motoras a estímulos ambientais. d) estimulando a liberação de bile pelo fígado para regular a sua degradação. Texto para responder à questão 19. A salinidade da água é um fator fundamental para a sobrevivência dos peixes. A maioria deles vive em condições restritas de salinidade, embora existam espécies como o salmão, que consegue viver em ambientes que vão da água doce à água do mar. Há peixes que sobrevivem em concentrações salinas adversas, desde que estas não se afastem muito das originais. Considere um rio que tenha passado por um processo de salinização. Observe na tabela suas faixas de concentração de cloreto de sódio. Trecho do rio

Concentração de NaCℓ (mol – L–1)

W

< 0,01

X

0,1 − 0,2

Y

0,4 − 0,5

Z

≥ 0,6*

*isotônica à água do mar

19. Uerj 2015 Considere um peixe em estresse osmótico que consegue sobreviver eliminando mais urina e reab­ sorvendo mais sais do que em seu habitat original. Esse peixe é encontrado no trecho do rio identificado pela seguinte letra: a) W b) X c) Y d) Z Leia o texto para responder à questão 20. De onde vem o mundo? De onde vem o universo? Tudo o que existe tem que ter um começo. Portanto, em algum momento, o universo também tinha de ter surgido a

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BIOLOGIA

Capítulo 9

partir de uma outra coisa. Mas, se o universo de repente tivesse surgido de alguma outra coisa, então essa outra coisa também devia ter surgido de alguma outra coisa algum dia. Sofia entendeu que só tinha transferido o problema de lugar. Afinal de contas, algum dia, alguma coisa tinha de ter surgido do nada. Existe uma substância básica a partir da qual tudo é feito? A grande questão para os primeiros filósofos não era saber como tudo surgiu do nada. O que os instigava era saber como a água podia se transformar em peixes vivos, ou como a terra sem vida podia se transformar em árvores frondosas ou flores multicoloridas. Adaptado de: GAARDER, J. O Mundo de Sofia. Trad. de João Azenha Jr. São Paulo: Companhia das Letras, 1995. p.43-44.

20. UEL-PR 2015 Ambientes dulcícolas e marinhos possuem condições físico-químicas distintas que influenciaram a seleção natural para dar origem, respectivamente, aos peixes de água doce e aos peixes de água salgada, os quais possuem adaptações fisiológicas para sobreviverem no ambiente em que surgiram. Considerando a regulação da concentração hidrossalina para a manutenção do metabolismo desses peixes, pode-se afirmar que os peixes de água doce eliminam ____________ quantidade de urina ____________ em comparação com os peixes marinhos, que eliminam ____________ quantidade de urina ____________. Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do enunciado. a) grande, diluída, pequena, concentrada. b) grande, concentrada, grande, diluída. c) grande, concentrada, pequena, diluída. d) pequena, concentrada, grande, diluída. e) pequena, diluída, grande, concentrada. 21. FICSAE-SP 2017 Os peixes cartilaginosos são animais ureotélicos, uma vez que produzem ureia como excreta nitrogenada. Entretanto, os rins desses peixes reabsorvem a ureia em vez de eliminá-la na urina, como fazem os mamíferos. Dessa forma, a concentração de ureia no sangue de tubarões e raias chega a ser 100 vezes maior que a observada no sangue de mamíferos. Isso explica o fato de os fluídos corporais desses peixes serem ligeiramente mais concentrados que a própria água do mar. Assim, é correto afirmar que os peixes cartilaginosos a) reutilizam a ureia retida no corpo para fabricar novos aminoácidos e, por isso, requerem menos alimentos proteicos que os mamíferos. b) convertem a ureia retida no corpo em ácido úrico, um tipo de excreta mais facilmente eliminado em ambientes aquáticos. c) por osmose, ganham água do meio e, para evitar o excesso de água em seus fluidos corporais, os rins a eliminam pela urina. d) por osmose, perdem água para o meio, e têm que dispor de mecanismos fisiológicos que evitem a desidratação no ambiente marinho.

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Texto complementar

Hemodiálise O que é hemodiálise? Hemodiálise é um procedimento através do qual uma máquina [...] filtra o sangue, ou seja, faz parte do trabalho que o rim doente não pode fazer. O procedimento libera o corpo dos resíduos prejudiciais à saúde, como o excesso de sal e de líquidos. Também controla a pressão arterial e ajuda o corpo a manter o equilíbrio de substâncias como sódio, potássio, ureia e creatinina. As sessões de hemodiálise são realizadas geralmente em clínicas especializadas ou hospitais.

Quem necessita fazer esse tratamento? A hemodiálise está indicada para pacientes com insuficiência renal aguda ou crônica graves. A indicação de iniciar esse tratamento é feita pelo seu médico especialista em doenças dos rins (o nefrologista), que avalia o seu organismo através de: • consulta médica, investigando os sintomas e examinando o corpo; • dosagem de ureia e creatinina no sangue; • dosagem de potássio no sangue; • dosagem de ácidos no sangue; • quantidade de urina produzida durante um dia e uma noite (urina de 24 horas); • cálculo da porcentagem de funcionamento dos rins ( de creatinina e ureia); • avaliação de anemia (hemograma, dosagem de ferro, saturação de ferro e ferritina); • presença de doença óssea. Através da consulta é possível começar o tratamento com remédios que podem controlar os sintomas e estabilizar a doença. Em casos em que os remédios não são suficientes e a doença progride, pode ser necessário iniciar a hemodiálise. Esta decisão é tomada em conjunto com o paciente e o médico nefrologista.

Como funciona a hemodiálise?

O dialisador remove os produtos residuais do sangue

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

O sangue é bombeado da fístula arteriovenosa para o dialisador O sangue filtrado é bombeado do dialisador para a fístula arteriovenosa

Draw Man/Shutterstock.com

Basicamente, na hemodiálise a máquina recebe o sangue do paciente por um acesso vascular, que pode ser um cateter (tubo) ou uma fístula arteriovenosa, e depois é impulsionado por uma bomba até o filtro de diálise (dialisador). No dialisador, o sangue é exposto à solução de diálise (dialisato) através de uma membrana semipermeável que retira o líquido e as toxinas em excesso e devolve o sangue [...] para o paciente pelo acesso vascular. Uma fístula arteriovenosa (FAV) [...] pode ser feita com as próprias veias do indivíduo ou com materiais sintéticos [...], preparada por uma pequena cirurgia no braço ou perna. É realizada uma ligação entre uma pequena artéria e uma pequena veia, com a intenção de tornar a veia mais grossa e resistente, para que as punções com as agulhas de hemodiálise possam ocorrer sem complicações. A cirurgia é feita por um cirurgião vascular e com anestesia local. O ideal é que a fístula seja feita de preferência de dois a três meses antes de se começar a fazer hemodiálise.

Veia Artéria

O cateter de hemodiálise é um tubo colocado em uma veia no pescoço, tórax ou virilha, com anestesia local. O cateter é uma opção geralmente temporária para os pacientes que não têm uma fístula e precisam fazer diálise. Os principais problemas relacionados ao uso do cateter são a obstrução e a infecção, o que muitas vezes obriga a retirada do cateter e o implante de um novo cateter para continuar as sessões de hemodiálise. CORES FANTASIA

FRENTE 3

Fístula anteriovenosa

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

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Quanto tempo o paciente necessita ficar na máquina para fazer a hemodiálise? O tempo varia de acordo com o estado clínico do paciente e, em geral, é de quatro horas, três ou quatro vezes por semana. Dependendo da situação clínica do paciente esse tempo varia de três a cinco horas por sessão e pode ser feita duas, três, quatro vezes por semana ou até mesmo diariamente. O médico nefrologista avaliará o paciente para que seja escolhida a melhor forma de tratamento para o mesmo. Para assegurar que a diálise esteja adequada, o médico nefrologista faz revisões mensais inclusive com o emprego de exames laboratoriais. Se a diálise não estiver adequada, ajustes serão feitos na forma como a sua hemodiálise está sendo feita, atingindo então o desempenho esperado. O paciente em tratamento através da hemodiálise não deve faltar às sessões. Em caso de não poder comparecer a uma sessão, deve avisar assim que possível a sua clínica de hemodiálise.

Fazer hemodiálise dói? Quais são os desconfortos que o paciente pode sentir? A maioria dos pacientes faz hemodiálise através da fístula, como dito anteriormente. Essa é a melhor forma de acesso ao sangue do paciente; entretanto, para iniciar a hemodiálise é necessário realizar a punção da mesma com as agulhas e esse procedimento causa dor leve. Na maioria das sessões de hemodiálise o paciente não sentirá nada, mas, algumas vezes, pode ocorrer uma queda da pressão arterial, câimbras ou dor de cabeça. Por estes motivos, a sessão de hemodiálise é sempre realizada na presença de um médico e uma equipe de enfermagem. Geralmente esses sintomas acontecem quando o paciente tem muito líquido para remover do seu corpo naquela sessão de hemodiálise. Dessa forma, é importante seguir as recomendações da equipe médica para evitar o ganho excessivo de peso entre os dias das sessões de hemodiálise, e assim, ter uma sessão confortável.

Quais são as vantagens de se fazer hemodiálise para tratar a doença renal avançada? Ao iniciar o tratamento o paciente perceberá uma melhora significativa nos sintomas que apresentava, como: falta de apetite, indisposição, cansaço, náuseas, dentre outros. Adicionalmente, serão reduzidas as restrições dietéticas que o paciente fazia antes de começar a fazer hemodiálise e o paciente perceberá, em geral, uma melhora na sua qualidade de vida.

Quem faz hemodiálise pode comer e beber à vontade? A hemodiálise substitui a função dos rins de quem tem doença renal crônica avançada, porém a hemodiálise não substitui as funções renais por completo, pois os rins não são apenas meros filtros de sangue. Eles exercem várias outras funções no organismo, como: controle de água corporal, controle no nível de sais minerais, controle dos ácidos (pH) no organismo, controle da pressão arterial, síntese de hormônios que estimulam a produção do sangue e controle da saúde dos ossos através da produção de vitamina D. Então, seguir as recomendações de alimentação que a equipe elaborou é fundamental para o sucesso do tratamento. A quantidade de líquidos ou de alimentos que pode ser ingerida varia de pessoa para pessoa e depende do estado nutricional do paciente, da quantidade de urina que o paciente ainda produz e de outros fatores, como a presença de doenças associadas (exemplo, o diabetes). As clínicas de diálise têm nutricionistas, enfermeiros e médicos para consultas e para tirar dúvidas.

O paciente que faz hemodiálise pode trabalhar? Vários pacientes em hemodiálise trabalham, mas isso depende das condições clínicas de cada um e do horário das sessões. O governo, através de lei Federal, auxilia financeiramente pacientes portadores de doença renal crônica em diálise. As clínicas de diálise dispõem de assistentes sociais que podem orientar os pacientes para conseguir esse benefício.

O paciente que faz hemodiálise pode viajar? Pode, sim. As clínicas de diálise não só no Brasil, mas também em outros países, compartilham um sistema chamado hemodiálise em trânsito. Ou seja, se o paciente deseja viajar, a clínica do paciente entra em contato com as clínicas do local de destino, as informações são passadas e durante a estadia naquela cidade o paciente continua seu tratamento. Uma vez formalizado o processo entre as duas clínicas, o paciente poderá viajar; é recomendável que o paciente ou seu familiar, antes da viagem, entre em contato com a clínica que vai lhe receber, para informar exatamente quando chegará, quais medicações precisará levar com ele, entre outras coisas. O QUE é hemodiálise?. Sociedade Brasileira de Nefrologia, [s.d]. Disponível em: https://www.sbn.org.br/orientacoes-e-tratamentos/tratamentos/hemodialise/. Acesso em: 14 dez. 2023.

Veja os principais assuntos e conceitos trabalhados neste capítulo acessando a seção Resumindo no livro digital, na Plataforma Poliedro.

Quer saber mais?

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BIOLOGIA

Capítulo 9

Texto NEVES, U. Primeiro transplante de rim de porco geneticamente alterado para humano é testado com sucesso nos Estados Unidos. Portal PEBMED, nov. 2021. Disponível em: https://pebmed.com.br/primeiro-transplantede-rim-de-porco-geneticamente-alterado-para-humano-e-testado-com-sucesso-nos-estados-unidos/. Acesso em: 14 dez. 2023. Conheça o caso de transplante de rim de porco geneticamente alterado para humano.

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Exercícios complementares 1. Unifesp 2015 Ao longo da evolução dos metazoários, verifica-se desde a ausência de um sistema excretor específico até a presença de sistemas excretores complexos, caso dos rins dos mamíferos. As substâncias nitrogenadas excretadas variam segundo o ambiente em que os animais vivem: vários grupos excretam a amônia, que é altamente tóxica para o organismo, enquanto outros eliminam excretas menos tóxicas, como a ureia e o ácido úrico. a) Correlacione cada tipo de excreta predominante (amônia, ureia ou ácido úrico) com um exemplo de vertebrado que excrete tal substância e o ambiente em que ocorre, se terrestre ou aquático. b) Cite um grupo animal que não apresenta um sistema excretor específico e explique como se dá a excreção de produtos nitrogenados nessa situação. 2. Uerj 2023 A ureia é produzida pelo organismo a partir da amônia, por meio de um conjunto de reações químicas conhecido como ciclo da ureia. Disfunções clínicas podem interferir diretamente nesse ciclo, comprometendo ainda mais a saúde dos indivíduos. Uma dessas disfunções é: a) insuficiência pulmonar. c) baço aumentado. b) apendicite aguda. d) cirrose hepática. 3. FCMSCSP 2023 (Adapt.) A aquaponia é uma técnica que une a aquicultura (criação de peixes) e a hidroponia (cultivo de plantas em água com nutrientes). Essa técnica permite que excretas nitrogenadas dos peixes sejam aproveitadas na forma de macronutrientes pelos vegetais e que a água seja devolvida limpa para o tanque dos animais. Considere que no tanque existam tilápias. Microrganismos que metabolizam excretas nitrogenadas Água limpa

Cascalho

Bomba

Água com resíduos

4. Fuvest-SP 2020 O catabolismo de proteínas e ácidos nucleicos gera grupos aminos que, quando acumulados no organismo, são tóxicos e precisam ser excretados na forma de ácido úrico, amônia ou ureia. a) Ordene ácido úrico, amônia e ureia do mais para o menos tóxico, considerando os animais em geral. b) Dentre os três compostos, qual é o mais abundante na excreção de um peixe ósseo de água doce e qual é o mais abundante na urina do ser humano? c) Há uma relação entre a osmolaridade sanguínea (i), a secreção do hormônio antidiurético (ADH) (ii), o volume reabsorvido de água (iii) e o volume de urina (iv). O que ocorre com os itens (i) a (iv) quando uma pessoa bebe água excessivamente? Responda diretamente na tabela abaixo se cada item “aumenta” ( ò ), “diminui” ( ô ), ou “permanece inalterado” ( = ). Item

FRENTE 3

Cite um composto orgânico nitrogenado obtido pelos seres humanos ao consumirem a carne dessas tilápias. Em geral, qual a principal excreta nitrogenada eliminada pelas tilápias?

ò ,ô,5

(i) osmolaridade sanguínea (ii) secreção do hormônio antidiurético (ADH) (iii) volume reabsorvido de água (iv) volume de urina

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5. FMP-RJ 2019 (Adapt.) A camada muscular da bexiga é denominada músculo detrusor. Suas fibras musculares estendem-se em todas as direções e, quando contraí­das, podem aumentar a pressão nesse órgão, sendo, por conseguinte, uma etapa importante para o esvaziamento da bexiga. Saindo da bexiga, a uretra atravessa uma camada de músculo denominado esfíncter externo da bexiga. Esse músculo está sob o controle voluntário do sistema nervoso, e pode ser utilizado conscientemente para impedir a micção, mesmo quando controles involuntários procuram esvaziar a bexiga.

08 Quando a concentração do plasma é baixa, a produção do hormônio ADH (antidiurético) é inibida e, consequentemente, ocorre menor reabsorção de água nos ductos coletores, possibilitando a eliminação do excesso de água. Assim, a urina fica mais diluída. 16 O sangue chega ao glomérulo sob alta pressão, propiciando a passagem de elementos do plasma para a cápsula renal, processo denominado de filtração. O filtrado glomerular contém principalmente água, ureia, sais, aminoácidos, glicose, além de outras substâncias. Soma:

Músculo detrusor Orifício do ureter Esfíncter interno

Esfíncter externo Uretra

a) Os rins participam do controle hídrico ao eliminar uma urina diluída ou uma urina concentrada. Explique qual é o efeito do hormônio ADH, também chamado de vasopressina, sobre a permeabilidade à água nos epitélios do ducto coletor e do túbulo distal do néfron e sobre o volume de urina excretado. b) A ureia é o principal produto nitrogenado excretado pelo ser humano. Cite a principal excreta nitrogenada eliminada pelos animais ovíparos terrestres e compare a sua toxidade em relação à ureia. 6. UEPG-PR 2017 O sistema urinário humano é constituí­ do por dois rins, além das vias uriníferas. A respeito da fisiologia e características deste sistema, assinale o que for correto. 01 O álcool estimula a secreção dos hormônios aldosterona e ADH (antidiurético), aumentando assim a eliminação de urina e reabsorção de água pelos ductos coletores. 02 Nos túbulos néfricos, acontece o processo de reab­sorção de algumas substâncias, tais como glicose, aminoácidos e sais, além de grande parte da água. 04 Havendo necessidade de reter água no corpo, a urina fica mais concentrada em função da maior reabsorção de água. Quando há água em excesso no corpo, a urina fica menos concentrada em função da menor reabsorção de água.

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BIOLOGIA

Capítulo 9

7. Uerj 2017 O diabetes insipidus (DI), que provoca sede excessiva, aumento da diurese e diluição da urina, pode se apresentar de duas formas: – DI central, causado pela deficiência no eixo hipotálamo-neuroipófise; – DI nefrogênico, decorrente de problemas nos néfrons. Para a realização de um exame, três indivíduos, um saudável e dois pacientes com DI, foram submetidos à privação de água por algumas horas. Em certo momento, com a osmolaridade do sangue elevada, os pacientes com DI receberam injeção de um medicamento análogo ao hormônio antidiurético (ADH). Analisou-se o volume de urina em função do aumento da osmolaridade do sangue nos indivíduos, antes e depois da adição do medicamento. Observe os resultados no gráfico: administração do medicamento volume de urina

Ureter

osmolaridade do sangue paciente 1 paciente 2 paciente saudável Adaptado de slideshare.net.

Explique a redução do volume de urina em função da osmolaridade sanguínea no indivíduo saudável. Em seguida, identifique o paciente que apresenta DI central, justificando sua resposta.

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8. FCMSCSP 2023 As figuras ilustram dois néfrons, um encontrado nos rins de roedores que vivem numa floresta tropical e o outro encontrado nos rins de roedores que vivem no deserto. Roedor de floresta tropical

Roedor de deserto Túbulo distal

Túbulo distal

Ducto coletor

Túbulo proximal

Túbulo proximal

Alça néfrica

Ducto coletor Alça néfrica

a) Qual fenômeno fisiológico permite a passagem de substâncias do sangue para a cápsula renal? Cite uma diferença, quanto à composição, entre o sangue e o líquido encontrado no interior da cápsula renal. b) Que vantagem a alça néfrica mais longa confere ao roedor de deserto? Como o hormônio aldosterona atua na elevação da pressão arterial? 9. UEM-PR 2015 Sobre a estrutura e o funcionamento do sistema excretor humano, é correto afirmar que 01 a unidade funcional do rim é o néfron, que se apresenta envolvido por uma extensa rede de capilares sanguíneos. 02 em condições normais, a urina é composta por água, amônia, glicose e sais. 04 na medida em que o filtrado glomerular percorre o túbulo proximal, ocorre a reabsorção de algumas substâncias, como glicose, aminoácidos e vitaminas, que voltam para a corrente sanguínea. 08 elimina excretas nitrogenadas e mantém o equilíbrio hidrossalino do organismo. 16 uma pessoa, com dieta balanceada, passará a excretar maior quantidade de ureia se aumentar em sua dieta a quantidade de proteínas. Soma:

Sangue

FRENTE 3

10. Fuvest-SP 2013 Logo após a realização de provas esportivas, parte da rotina dos atletas inclui a ingestão de água e de bebidas isotônicas; também é feita a coleta de urina para exames antidoping, em que são detectados medicamentos e drogas, eventualmente ingeridos, que o corpo descarta. As bebidas isotônicas contêm água, glicose e sais minerais, apresentando concentração iônica semelhante à encontrada no sangue humano. No esquema ao lado, os números de 1 a 4 indicam processos, que ocorrem em um néfron do rim humano.

Sangue Filtração Reabsorção ativa Reabsorção passiva Secreção tubular de íons H+ e K+ Urina

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a) Qual(is) número(s) indica(m) processo(s) pelo(s) qual(is) passa a água? b) Qual(is) número(s) indica(m) processo(s) pelo(s) qual(is) passam as substâncias dissolvidas, detectáveis no exame antidoping? c) Após uma corrida, um atleta, em boas condições de saúde, eliminou muito suor e muita urina e, depois, ingeriu bebida isotônica. Entre os componentes da bebida isotônica, qual(is) não será(ão) utilizado(s) para repor perdas de substâncias eliminadas pela urina e pelo suor? Justifique sua resposta. 11. Famerp-SP 2021 Na figura, as letras U, W, X, Y e Z indicam algumas das principais regiões que integram o néfron humano. Considerando a fisiologia do néfron de uma pessoa saudável, na região a) Z ocorre a reabsorção de grande quantidade de água para o sangue, facilitada pela ação de um hormônio produzido no hipotálamo. b) Y existem as mesmas substâncias que são encontradas no plasma sanguíneo, como proteínas, glicose, água e sais. c) X ocorre a filtração glomerular, que depende da diferença de pressão osmótica entre as artérias e a cápsula. d) U ocorre a reabsorção de sais minerais, glicose, aminoácidos, ureia e água por transporte ativo. e) W existem substâncias como os íons e os elementos figurados do sangue, que são reabsorvidos por osmose.

X

Arteríola eferente Arteríola aferente

W Y

Vênula

Z

U Capilar peritubular

(https://socratic.org. Adaptado.)

12. Famema-SP 2022 (Adapt.) Na membrana das células do túbulo renal, existem proteínas – chamadas SGLT2 – cuja função é transportar a glicose do interior do túbulo para o interior das células durante a etapa de reabsorção. Um fármaco que bloqueia a ação das proteínas SGLT2 vem sendo usado para o tratamento de diabetes mellitus tipo 2. De que forma esse bloqueio contribui para que o indivíduo atinja os níveis normais de glicose no sangue?

volume urinário concentração de ADH

13. UAM-SP 2017 O gráfico ilustra o comportamento do mecanismo hormonal humano para o controle do volume urinário, ao longo de oito horas de um experimento laboratorial.

concentração de ADH

volume urinário 0

2

4

6

8 tempo (h) (http://nocaminhodaenfermagem.blogspot.com.br. Adaptado)

Considerando a ação fisiológica do hormônio estudado nas estruturas renais e as informações fornecidas pelo gráfico, é correto afirmar que: a) em oito horas de experimento, ocorre a diminuição da permeabilidade dos capilares do glomérulo e da cápsula néfrica. b) em duas horas de experimento, ocorre o aumento da permeabilidade dos tubos proximais, da alça néfrica e dos tubos coletores. c) em duas horas de experimento, ocorre a diminuição da permeabilidade dos capilares do glomérulo e dos tubos proximais. d) em duas horas de experimento, ocorre a diminuição da permeabilidade da alça néfrica, dos tubos distais e dos tubos coletores. e) nos minutos iniciais do experimento, ocorre o aumento da permeabilidade dos capilares do glomérulo e da cápsula néfrica.

196

BIOLOGIA

Capítulo 9

Excreção

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Microvilosidades Lâmina basal

1

Lúmen

Lúmen

Lúmen

Núcleo

4

2

3

(Christopher D. Moyes et al. Princípios de fisiologia animal, 2010. Adaptado)

a) Indique a região que realiza a maior parte da reabsorção dos solutos e da água contidos no filtrado glomerular. Justifique a sua indicação, baseando-se na morfologia das células. b) O hormônio antidiurético (ADH) e o paratormônio atuam nos rins. Qual o principal efeito fisiológico de cada um desses hormônios nos rins? 15. FMJ-SP 2019 Na urina humana é possível encontrar ureia, creatinina, água, sais e íons, entre outras substâncias eliminadas pelos milhares de néfrons existentes no órgão urinário. a) Grande parte da amônia produzida pelo corpo humano é convertida em ureia, que é o principal resíduo nitrogenado excretado na urina. Qual órgão é responsável pela produção da ureia? Por que excretar amônia seria uma dificuldade adaptativa para o ser humano? b) Pessoas saudáveis produzem cerca de 180 L de filtrado glomerular no interior dos néfrons e somente 1,5 L de urina é formada. Qual é a explicação para essa diferença de volume? Cite um hormônio secretado pelas glândulas suprarrenais que controla a função renal. 16. FGV-SP 2019 A figura ilustra o início da formação da urina em um néfron humano. Os algarismos indicam os processos fisiológicos responsáveis pela diurese. Glomérulo

Cápsula de Bowman

Grupo A

Grupo B

sangue

urina

sangue

urina

Adaptado de bioscience.org.

Indique a organela específica responsável pela osmorregulação em organismos unicelulares de água doce. A partir dos gráficos, identifique o grupo de peixes que vive no ambiente marinho, justificando sua resposta com base na concentração de sais presente na urina desses animais. 18. Unicid-SP 2017 As glândulas lacrimais de alguns animais marinhos, como a tartaruga, são adaptadas a esse ambiente e auxiliam no importante processo fisiológico osmorregulador. Em contrapartida, a presença de narinas indica que o sistema respiratório é adaptado ao ambiente terrestre. FRENTE 3

5

17. Uerj 2019 A osmorregulação é um mecanismo de controle das taxas de água e de sais, visando à manutenção da homeostase. Em organismos unicelulares de água doce, a osmorregulação é realizada por uma organela específica; já em organismos vertebrados, essa função é desempenhada, principalmente, pelos rins. Nos peixes ósseos, por exemplo, esse órgão atua de forma diferente em ambientes marinhos e de água doce. Observe nos gráficos a concentração de sais, em mg/L no sangue e na urina de dois grupos de peixes ósseos, A e B, que vivem em ambientes distintos:

Concentração de sais

Lúmen

Célula Célula principal intercalada

a) 1 corresponde à filtração glomerular e depende da pressão hidrostática na arteríola aferente. b) 2 corresponde à secreção no tubo proximal e depende do transporte passivo de substâncias. c) 3 corresponde à reabsorção no tubo distal e depende do transporte ativo de substâncias. d) 4 corresponde ao fluxo do sangue livre de produtos nitrogenados filtrados nos processos 1, 2 e 3. e) 5 corresponde ao fluxo da urina formada após os processos 1, 2, 3 e 4.

Concentração de sais

14. FICSAE-SP 2019 A figura ilustra células, com diferentes morfologias, localizadas em certas regiões de um néfron e no ducto coletor existente no rim humano. Essas regiões estão indicadas de 1 a 4 na figura.

1

2

3

4

(www.biomedicinapadrao.com.br. Adaptado)

Com base na fisiologia renal, o processo indicado pelo algarismo

(http://ultimosegundo.ig.com.br)

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a) O que é osmorregulação? Cite o principal órgão responsável por esse processo. b) Considerando o sistema respiratório das tartarugas marinhas, em que local ocorre a hematose nesse animal? Como é transportada a maior porção do gás oxigênio absorvido? 19. UFG-GO 2014 Leia a frase a seguir. A riqueza influencia-nos como a água do mar. Quanto mais se toma, maior é a sede. SCHOPENHAUER, Arthur. Disponível em: . Acesso em: 13 maio 2014.

Considerando a análise fisiológica, explique por que em: a) humanos a relação proporcional, explicitada no texto, está correta. b) Chondrichthyes marinhos essa relação não é válida.

taxa de absorção intestinal

20. Uerj Foram utilizados, em um experimento, dois salmões, X e Y, de mesmo sexo, peso e idade. O salmão X foi aclimatado em um aquário contendo água do mar, e o salmão Y, em um aquário similar com água doce. As demais condições ambientais nos dois aquários foram mantidas iguais e constantes. Observe, no gráfico a seguir, os resultados das medidas, nesses peixes, de dois parâmetros em relação ao íon Na+: taxa de absorção intestinal e taxa de excreção pelo tecido branquial.

2

1

0

taxa de excreção branquial

Considerando o exposto, explique: a) as diferenças encontradas entre os peixes nos valores dos parâmetros medidos e identifique o tipo de aclimatação que corresponde aos pontos 1 e 2 do gráfico; b) a atuação do rim no processo de controle hídrico de salmões adaptados em água do mar e em água doce. 21. Famema-SP 2021 Paramécios de água doce frequentemente recebem água do meio por osmose e poderiam sofrer lise e morrer se não fossem as organelas osmorreguladoras. Estas removem a água excedente de dentro da célula e a expulsam para o meio ambiente. O funcionamento destas organelas envolve a participação de bombas de prótons, que lançam esses íons para o interior dessas estruturas osmorreguladoras. a) Cite a organela osmorreguladora presente nos paramécios. Qual a tonicidade do hialoplasma dos paramécios, em relação à tonicidade da água do meio ambiente, que os fazem deixar a organela ativa? b) Em que local da organela osmorreguladora estão localizadas as bombas de prótons? Explique sucintamente como atuam essas bombas de prótons.

BNCC em foco EM13CNT302

1. É comum praticantes de musculação aliarem exercícios realizados nas academias à suplementação alimentar, a exemplo da suplementação proteica, a fim de que o desenvolvimento muscular seja acelerado. Contudo, estratégias inadequadas de nutrição podem comprometer a saúde e, inclusive, o desempenho. Um estudo realizado por Liliana M. Baumgartner, Isabel Fernandes e Cássia R. B. Nascimento (2020) avaliou a concentração urinária de ureia em homens praticantes de musculação e que fazem uso de suplementos proteicos. Os participantes foram submetidos ao exame de urina em dois momentos, com intervalo de uma semana entre eles. O primeiro teste (US) foi coletado

198

BIOLOGIA

Capítulo 9

Excreção

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1 600

na situação usual de atividade física e ingestão de suplemento proteico; o segundo teste (SS) foi coletado após os participantes ficarem uma semana sem ingerir o suplemento proteico, realizando a atividade física de costume (com a mesma frequência e intervalos de exercícios do primeiro teste). O resultado dos testes é mostrado no gráfico ao lado.

US

1 400

SS

Ureia mg/dL

1 200

Aponte em qual situação (com ou sem o uso de suplemento proteico) a concentração urinária de ureia foi maior. Justifique seu apontamento.

1 000 800 600 400

Alteração da concentração de ureia na urina de praticantes de musculação, com e sem ingestão de suplementos proteicos.

200 0

EM13CNT205

2. UFPR 2017 Em mamíferos, o controle osmorregulatório envolve diversos mecanismos neurais e endócrinos. Quando ocorre diminuição da ingestão de sódio, há redução do volume sanguíneo, com consequente redução da pressão arterial. A redução da pressão arterial leva a um aumento da produção de angiotensina II, que, por sua vez, atuará em diversos órgãos, conforme quadro abaixo: ADRENAIS Ingestão de sódio

Volume sanguíneo

Pressão arterial

HIPÓFISE

Angiotensina II

ARTERÍOLAS

Com base no exposto, assinale a alternativa que apresenta o efeito da angiotensina II nas adrenais, na hipófise e nas arteríolas. Secreção de aldosterona pelas adrenais

Secreção de vasopressina (ADH) pela hipófise

Diâmetro das arteríolas

a)

aumento

aumento

vasodilatação

b)

diminuição

diminuição

vasodilatação

c)

diminuição

aumento

vasodilatação

d)

diminuição

diminuição

vasoconstrição

e)

aumento

aumento

vasoconstrição

EM13CNT303

3. O camundongo da espécie Pseudomys hermannsburgensis é encontrado no deserto australiano e consegue sobreviver sem ingerir água, alimentando-se de sementes. Para analisar as adaptações desta espécie ao ambiente seco, um experimento laboratorial foi realizado. Camundongos foram alimentados com dieta padronizada: sementes contendo 10% de seu peso composto de água. Em seguida, os animais foram submetidos a duas situações. Na situação A, tiveram acesso ilimitado à água. Na situação B, foram expostos a condições semelhantes às de seu hábitat, ficando 35 dias sem consumo direto de água. Ao término de cada situação, os pesquisadores mediram a osmolaridade do sangue e da urina, bem como as concentrações sanguínea e urinária de ureia de cada camundongo. Os dados obtidos estão apresentados na tabela a seguir. Osmolaridade média (mOsm/L)

Concentração média de ureia (mM)

Urina

Sangue

Urina

Sangue

Ilimitado (situação A)

490

350

330

7,6

Nenhum (situação B)

4 700

320

2 700

11

FRENTE 3

Acesso à água

Fonte: MACMILLEN, R. E. et al. Water economy and energy metabolism of the sandy inland mouse, Leggadina hermannsburgensis. Journal of Mammalogy, [s. l.], v. 53, n. 3, p. 529-539, 27 set. 1972.

A partir da interpretação desses dados, apresente uma possível justificativa para: a) a grande variação na osmolaridade e na concentração média de ureia na urina entre as situações A e B. b) a menor variação da osmolaridade do sangue em relação à osmolaridade da urina entre as situações analisadas.

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MattLphotography/Shutterstock.com

Representação de uma rede formada por neurônios, as principais células do sistema nervoso.

FRENTE 3

CAPÍTULO

10

Controle nervoso A falta de algumas substâncias no cérebro podem causar transtornos diversos, como a doença de Parkinson (uma enfermidade degenerativa relacionada a uma falha de comunicação entre os neurônios), a depressão e episódios de ansiedade. As substâncias em questão são os neurotransmissores, como a dopamina, a noradrenalina, a serotonina e a acetilcolina. Eles são essenciais para o funcionamento do sistema nervoso e, por essa razão, é comum que o tratamento de alguns transtornos, como os citados, envolva o uso de medicamentos que atuam sobre neurotransmissores nas sinapses nervosas ou sobre as vias sinalizadoras em que estão envolvidos.

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Introdução Todas as atividades básicas realizadas pelo organismo – nutrição, excreção, circulação e digestão – contribuem para a manutenção da homeostase e devem ocorrer de forma coordenada e integrada. Os sistemas responsáveis pelo controle dessas atividades são o sistema nervoso e o sistema endócrino, que exercem, inclusive, controle recíproco um sobre o outro. Neste capítulo, trataremos de detalhes a respeito do funcionamento do sistema nervoso. A análise do sistema endócrino será feita mais adiante nesta coleção.

Células nervosas O sistema nervoso recebe informações dos meios externo e interno, as interpreta e emite as respostas adequadas de acordo com os estímulos recebidos. A compreensão do funcionamento do sistema nervoso depende do entendimento das células que constituem o tecido nervoso – neurônios e gliócitos.

Neurônios Os neurônios são células capazes de receber e transmitir informações, sejam elas do próprio organismo, sejam do meio externo, sob a forma de sinais elétricos denominados impulsos nervosos. A transferência de informações de uma célula para outra depende de sinais químicos e ocorre sob a atuação de substâncias denominadas neurotransmissores. A estrutura celular diferenciada dos neurônios auxilia no desempenho de suas funções. O núcleo e a maior parte das organelas estão localizados em uma região denominada corpo celular. Associados ao corpo celular, dois tipos de prolongamentos podem ser observados, os dendritos e um axônio. Os dendritos são extensões intensamente ramificadas que recebem informações de outros neurônios, enquanto o axônio é o prolongamento que conduz os impulsos nervosos em direção a outras células e cuja extremidade apresenta ramificações terminais que constituem o telodendro. Dessa forma, a condução dos impulsos nervosos em um neurônio acontece no sentido dendrito corpo celular axônio. Existem neurônios cujo axônio encontra-se envolvido por gliócitos (células da glia), a exemplo das células de Schwann. Essas células produzem o estrato mielínico, ou bainha de mielina, que é constituído principalmente por lipídios e atua como um isolante elétrico. Entre as células de Schwann, existem pequenos espaços chamados nódulos de Ranvier. Em neurônios mielinizados, ou seja, dotados de bainha de mielina, a condução do impulso nervoso é mais rápida, enquanto nos neurônios amielinizados (sem mielina), a condução é mais lenta.

Célula de Schwann

Corpo celular

Nódulo de Ranvier Núcleo da célula de Schwann

Tefi/Shutterstock.com

Núcleo do neurônio

Dendritos

Axônio

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Bainha de mielina

Célula de Schwann

CORES FANTASIA

FRENTE 3

Ramificações terminais do axônio Representação esquemática de um neurônio típico dotado de bainha de mielina. As setas indicam o sentido da transmissão do impulso nervoso pelo neurônio.

Sinapse nervosa Quando um impulso nervoso chega às terminações axônicas, ocorre a entrada de íons cálcio (Ca2+) na célula. O aumento da concentração de Ca2+ faz com que vesículas contendo neurotransmissores fundam-se à membrana plasmática do neurônio, resultando na liberação desses neurotransmissores na fenda sináptica (estreita região localizada entre o neurônio e outra célula neuronal). O neurônio que libera os neurotransmissores na fenda sináptica é a célula pré-sináptica. Após serem lançados na fenda sináptica, os neurotransmissores difundem-se em direção à célula seguinte, chamada pós-sináptica, e se ligam a um receptor localizado na membrana plasmática, o que resulta na ativação dessa célula. Por envolver a participação de neurotransmissores, esse tipo de sinapse nervosa é chamado sinapse química.

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simurggdesign/Shutterstock.com

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

CORES FANTASIA

Vesícula contendo neurotransmissor

Canal de Ca2+

Membrana da célula pré-sináptica Entrada de Ca2+

Fenda sináptica

Membrana da célula pós-sináptica

Receptores específicos dos neurotransmissores

Representação esquemática de uma sinapse nervosa, mostrando a liberação de neurotransmissores na fenda sináptica.

Há uma variedade de substâncias que atuam como neurotransmissores. Acetilcolina, por exemplo, é importante para o estímulo da contração dos músculos, para a memória e o aprendizado. Adrenalina (epinefrina), noradrenalina (norepinefrina), serotonina, dopamina, endorfinas e GABA (ácido gama-aminobutírico) também são exemplos de compostos que atuam na neurotransmissão. Serotonina e dopamina são neurotransmissores ligados ao sono, ao humor e à atenção; as endorfinas atuam como analgésicos naturais; o GABA é um inibidor do sistema nervoso – o álcool presente em bebidas alcoólicas, inicialmente, potencializa o efeito do GABA, aumentando o efeito inibitório no cérebro e resultando em sensação de relaxamento. Detalhes sobre o efeito da adrenalina e da noradrenalina serão apresentados mais adiante neste capítulo.

Geração e condução do impulso nervoso A geração e a condução dos impulsos nervosos ao longo dos neurônios envolvem alterações na permeabilidade da membrana plasmática da célula a certos íons, especialmente sódio (Na+) e potássio (K+). Assim como em qualquer célula, os íons estão distribuídos de maneira desigual entre o meio intracelular e o meio extracelular. Em um neurônio que não está conduzindo

qualquer impulso, ou seja, um neurônio em repouso, a concentração de Na+ é maior fora da célula, enquanto a concentração de K+ é maior no interior da célula. A diferença de concentração de Na+ e K+ entre os meios intra e extracelular resulta no movimento desses íons pelos canais iônicos (há canais específicos para cada íon). O neurônio em repouso tem muitos canais de potássio abertos, enquanto os canais de sódio, em geral, permanecem fechados. Nesse contexto, há uma tendência de saída de potássio, resultando em um meio intracelular com carga negativa. Esses fenômenos geram uma diferença de potencial (ddp), chamada potencial de membrana, cuja manutenção envolve a ação da bomba de sódio e potássio, uma via de transporte ativo. No neurônio em repouso, a ddp é, em média, de −70 mV (milivolts), sendo denominada potencial de repouso. As modificações na permeabilidade da membrana plasmática aos íons Na+ e K+ alteram o potencial de repouso. Estímulos levam à abertura dos canais de sódio, resultando em difusão maciça desses íons para o interior da célula; o resultado desse fenômeno é denominado despolarização, que se trata de uma inversão da polaridade da membrana, fazendo com que a ddp atinja cerca de +35 mV. Após a despolarização, o potencial de membrana é denominado potencial de ação, e determina a geração de um impulso nervoso. Pouco tempo após a abertura, os canais de sódio são inativados, bloqueando a entrada de Na+ na célula. Em contrapartida, a maioria dos canais de potássio abre, resultando em rápida saída de K+ e iniciando a repolarização da região despolarizada. A saída de K+ leva à hiperpolarização (ddp de até −90 mV), mas, com o fechamento dos canais de potássio e com a ação da bomba de sódio e potássio, o potencial de repouso é restabelecido e mantido até que outro estímulo desencadeie uma nova despolarização. Quando um potencial de ação é gerado em uma determinada região da membrana, a entrada de Na+ despolariza a região adjacente, o que ocasiona um potencial de ação nessa região. Esse processo ocorre em cadeia ao longo do comprimento da célula, resultando na condução do impulso nervoso em direção às terminações axônicas.

Saiba mais Sinapse elétrica Nesse tipo de sinapse, são encontradas junções gap, ou junções comunicantes, que permitem ao impulso nervoso passar diretamente de uma célula à outra, sem a intermediação de neurotransmissores. As junções gap são canais formados por proteínas de membrana que envolvem um poro pelo qual ocorre fluxo de substâncias entre as células vizinhas. Sinapses elétricas ocorrem, por exemplo, entre células do músculo cardíaco.

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Representação esquemática de uma sinapse elétrica.

202 BIOLOGIA

Capítulo 10

Sinal elétrico

Célula pré-sináptica

Sinal elétrico Sinal elétrico

Junção comunicante

Célula pós-sináptica

Controle nervoso

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Axônio

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

+ + –

Na+

+ + –

+ – –

+ – –

+ – –

+ – –

Membrana plasmática + + – – Citosol – –

+

+

+

+

+

+

Entrada de Na+, gerando o potencial de ação.

+ –

K+

Potencial de ação – –

+ –

+

Atenção + –

+ –

+ –

+ –

+ Na+ – – – – – – + + – – + + + + + + K+ Deslocamento do potencial de ação + Saída de K , promovendo para a região adjacente da membrana. a repolarização da faixa que estava despolarizada.

K

+

+ –

+ –

+ –

–

–

–

–

+

+

+

+

K+

+ –

Potencial de ação – – + + –

+ Na+ + –

Repetição das despolarizações e repolarizações ao longo do neurônio. + + – – –

–

+

+

Representação esquemática da condução do impulso nervoso em um neurônio, enfatizando o fluxo dos íons na despolarização e na repolarização.

Potencial de membrana (mV)

Potencial de membrana no impulso nervoso +40

0 Despolarização

Repolarização

-40 -60 -80

Repouso

Hiperpolarização 0

1

2

3

Como a intensidade das sensações varia se a geração dos impulsos nervosos obedece à lei do tudo ou nada? Uma dor, por exemplo, pode ser mais ou menos intensa, dependendo de quantos neurônios são excitados por um estímulo e da quantidade de impulsos nervosos gerados. Dessa forma, quanto mais neurônios são estimulados e quanto maior é a quantidade de estímulos gerados, mais intensa deve ser a sensação percebida pelo indivíduo.

Saiba mais Tipos de condução do impulso nervoso A condução do impulso nervoso nos neurônios pode ser de dois tipos: contínua ou saltatória. A condução contínua é aquela que ocorre em neurônios sem bainha de mielina (neurônios amielinizados). Nesse caso, os potenciais de ação devem percorrer toda a extensão da membrana do neurônio; por isso, a propagação do impulso na condução contínua é relativamente lenta, ocorrendo em velocidade de aproximadamente 2 m/s. A condução saltatória ocorre em neurônios com bainha de mielina (neurônios mielinizados). Nesses neurônios, o contato da membrana com o meio extracelular ocorre apenas nos nódulos de Ranvier, região onde estão os canais de sódio; dessa forma, a despolarização ocorre em um nódulo de Ranvier e segue pelo interior do neurônio até o próximo nódulo (setas azuis do esquema a seguir), e assim por diante. Essa condução é denominada saltatória porque o potencial de ação “salta” entre os nódulos de Ranvier ao longo do neurônio; a velocidade de propagação do impulso nervoso pode ultrapassar os 100 m/s.

Restabelecimento do repouso

Célula de Schwann Região despolarizada (nódulo de Ranvier) Bainha de mielina

4 Tempo (ms)

Estímulo Gráfico da variação da diferença de potencial (ddp) na membrana de um neurônio durante o impulso nervoso.

Durante a repolarização e no início do restabelecimento do potencial de repouso, os canais de sódio permanecem inativos. Dessa forma, mesmo que outro estímulo ocorra nesse intervalo, um novo impulso nervoso não é gerado. Esse intervalo no qual novos impulsos não podem ser gerados é denominado período refratário. Para desencadear o potencial de ação na membrana de um neurônio, o estímulo deve ter uma intensidade mínima; a menor intensidade de um estímulo capaz de

Corpo celular ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

CORES FANTASIA

– – – + + + + + + – – –

+ – – +

+ – – +

Axônio

Representação esquemática da condução saltatória do impulso nervoso em um neurônio mielinizado.

FRENTE 3

Potencial de ação – –

LDarin/Shutterstock.com

CORES FANTASIA

desencadear um impulso nervoso é chamada estímulo limiar ou limiar de excitação. Estímulos cuja intensidade não atingem o limiar, ou seja, que não resultam na geração do impulso nervoso, são denominados estímulos sublimiares. A resposta ao estímulo nos neurônios obedece à lei do tudo ou nada, isto é, estímulos iguais ou maiores que o limiar de excitação desencadeiam potenciais de ação iguais, de mesma velocidade e cuja ddp na membrana da célula tem a mesma variação. Em outras palavras, os impulsos ocorrem completamente ou não ocorrem.

Tipos de neurônios Os neurônios podem ser classificados em diferentes tipos, de acordo com critérios distintos. Nesta seção, faremos uma classificação funcional dos neurônios, diferenciando-os em três tipos: sensoriais, motores e associativos.

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Os neurônios sensoriais são aqueles que conduzem as informações captadas por receptores sensoriais, como os presentes nos órgãos dos sentidos, para os centros de interpretação, localizados nas estruturas do sistema nervoso central, a exemplo do cérebro. Eles constituem a via aferente de condução da informação. Neurônios motores conduzem impulsos nervosos do sistema nervoso central em direção aos órgãos efetores, como os músculos e as glândulas, constituindo a via eferente de condução da informação. Os neurônios associativos são encontrados em estruturas do sistema nervoso central (encéfalo e medula espinal). Esses neurônios transmitem o impulso conduzido pelos neurônios sensoriais para os neurônios motores, sendo importantes na coordenação das respostas dadas de acordo com os estímulos recebidos. Mais adiante neste capítulo, a atuação desses tipos de neurônios será detalhada na descrição dos reflexos.

Organização do sistema nervoso O sistema nervoso dos vertebrados está dividido em sistema nervoso central (SNC) e sistema nervoso periférico (SNP). O SNC é constituído pelo encéfalo e pela medula espinal. Essas estruturas atuam no processamento e na interpretação dos estímulos recebidos dos meios interno e externo ao corpo, além de elaborar respostas adequadas. O SNP é composto de todas as estruturas nervosas fora da porção central, como nervos (cranianos e espinais), gânglios nervosos e receptores sensoriais. Os componentes do SNP conectam todas as partes do corpo ao SNC. A seguir, enfatizaremos o sistema nervoso humano. Sistema nervoso central (SNC)

Encéfalo

Nervos cranianos

Medula espinal

Gânglios fora do SNC Nervos espinais

Célula de Schwann Capilar sanguíneo Oligodendrócito Micróglia Astrócito Neurônio Representação esquemática dos principais gliócitos encontrados no sistema nervoso.

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Estabelecendo relações Esclerose múltipla e bainha de mielina A esclerose múltipla (EM) é uma condição crônica caracterizada pela perda progressiva da bainha de mielina, processo denominado desmielinização, que prejudica a condução dos impulsos nervosos nos neurônios mielinizados. Na EM, é observado um intenso processo inflamatório que resulta em certas incapacidades, pois, nos locais de inflamação, surgem cicatrizes que não desempenham o mesmo papel do tecido nervoso original. Entre os sintomas mais comuns da EM estão fadiga, alterações na fala, distúrbios visuais, problemas de equilíbrio e coordenação e transtornos cognitivos, emocionais e sexuais.

204 BIOLOGIA

Capítulo 10

S K Chavan/Shutterstock.com

Gliócitos Os gliócitos, também denominados células da glia ou neuroglia, são células do tecido nervoso importantes para a nutrição, a defesa e a sustentação dos neurônios. A quantidade de gliócitos excede em várias vezes a quantidade de neurônios no sistema nervoso humano. Um exemplo de gliócito já foi mencionado, a célula de Schwann. Outros exemplos são: os oligodendrócitos, gliócitos com muitos prolongamentos associados aos axônios de diferentes neurônios, e que formam bainha de mielina em neurônios do sistema nervoso central; a micróglia é uma célula de defesa do tecido nervoso; e os astrócitos estabelecem a ligação entre os neurônios e os vasos sanguíneos, contribuindo para a oxigenação e a nutrição dos neurônios.

Sistema nervoso periférico (SNP)

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Representação esquemática da organização do sistema nervoso humano, dividido em SNC e SNP.

Atenção Nervos são fibras compostas de feixes de prolongamentos de neurônios, axônios e/ou dendritos, enquanto gânglios nervosos são conjuntos de corpos celulares de neurônios fora do SNC.

Sistema nervoso central Encéfalo As principais partes do encéfalo são o cérebro, o diencéfalo, o tronco encefálico e o cerebelo, sendo todos protegidos pelos ossos da caixa craniana. O cérebro corresponde à maior porção do encéfalo. A região mais externa do cérebro, denominada córtex cerebral, atua no controle voluntário da contração muscular e corresponde ao centro da aprendizagem, linguagem, memória, raciocínio, processamento de informações sensoriais, consciência etc. O cérebro é dividido em dois hemisférios – direito e esquerdo – que se comunicam por meio do corpo caloso. O hemisfério direito controla as atividades do lado esquerdo do corpo, enquanto o hemisfério esquerdo controla o lado direito. O córtex cerebral apresenta dobras, chamadas sulcos e giros (circunvoluções) cerebrais, que aumentam sua área superficial. Ele é constituído pela substância cinzenta, onde há, principalmente, corpos celulares de neurônios.

Controle nervoso

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Abaixo do córtex, na região mais interna do cérebro, encontra-se a substância branca, formada de prolongamentos neuronais e responsável por conduzir e receber informações do córtex. ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Substância cinzenta

Corpo caloso

Vasilisa Tsoy/Shutterstock.com

Substância branca

Representação esquemática de um cérebro em corte frontal mostrando a distribuição das substâncias cinzenta e branca.

Estabelecendo relações O cérebro corresponde a, aproximadamente, % da massa corporal. Contudo, é um órgão que exibe alta atividade metabólica, o que demanda grande quantidade de gás oxigênio e nutrientes, fornecidos por um intenso fluxo sanguíneo (cerca de  mL/min). O consumo de gás oxigênio pelo cérebro corresponde a cerca de % do total consumido por todo o organismo.

No diencéfalo são encontrados o tálamo e o hipotálamo. O tálamo recebe e classifica as informações sensoriais que chegam ao encéfalo. Depois de passar pelo tálamo, essas informações são direcionadas a regiões específicas do cérebro, onde são processadas. O hipotálamo, região localizada sob o tálamo, atua no controle da temperatura corporal, da fome, da sede, dos impulsos sexuais e das emoções. Uma importante região do tronco encefálico é o bulbo, ou medula oblonga, porção ligada à medula espinal. O bulbo participa da regulação dos movimentos respiratórios e dos batimentos cardíacos e atua no controle dos reflexos cranianos, a exemplo da tosse e do vômito. O cerebelo corresponde à estrutura encefálica que coordena os movimentos, o equilíbrio e a postura, e participa da aprendizagem e da memória referente a habilidades motoras, coordenando e integrando os comandos motores enviados pelo cérebro. O cerebelo está localizado na porção posterior do encéfalo. Cérebro

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Corpo caloso

Tálamo Hipotálamo

FRENTE 3

Diencéfalo

Tefi/Shutterstock.com

CORES FANTASIA

Tronco encefálico Bulbo Medula espinal

Cerebelo

Representação esquemática de um encéfalo em corte mediano, indicando suas principais partes e sua ligação com a medula espinal, promovida pelo bulbo.

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Medula espinal A medula espinal encontra-se protegida pelas vértebras, que formam a coluna vertebral. Na medula espinal, a substância branca está localizada mais externamente, enquanto a substância cinzenta é mais interna, ou seja, trata-se de uma distribuição contrária àquela observada no cérebro. Essa distribuição é condizente com a função da medula espinal: conectar o SNC aos neurônios sensoriais e motores do SNP. ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

B

CORES FANTASIA

A

Substância cinzenta Substância branca Representação esquemática da diferença na distribuição das substâncias branca e cinzenta na medula espinal (A) e no cérebro (B).

Além de conduzir informações para o encéfalo e dele para outras regiões, a medula espinal pode atuar de forma independente do encéfalo, controlando alguns reflexos. Atos reflexos, ou simplesmente reflexos, são respostas simples, rápidas e involuntárias desencadeadas por estímulos específicos. Os reflexos são importantes para a proteção do corpo em situações de perigo. Existem reflexos que são inatos, como o de afastar a mão de uma superfície quente, antes mesmo da percepção de que está quente; e reflexos que são adquiridos ou aprendidos, a exemplo daqueles que envolvem o ato de dirigir ou de praticar algum esporte regularmente. Denominamos reflexo espinal (medular) aquele cuja resposta é desencadeada na substância cinzenta da medula espinal. O conjunto de estruturas envolvidas com a sua execução é chamado arco reflexo. O reflexo de afastar a mão rapidamente de uma superfície aquecida e o reflexo patelar são exemplos de reflexo espinal. O reflexo patelar ocorre quando há um estímulo no tendão patelar, na altura do joelho. O estímulo gera impulsos nervosos que são conduzidos por um neurônio sensitivo até a medula espinal, chegando a essa estrutura por meio da raiz dorsal (sensitiva). Em seguida, o impulso é transmitido para um neurônio motor, deixando a medula pela raiz ventral (motora), que conduz os impulsos da medula espinal até a musculatura responsável por movimentar a perna. Estímulo do tendão patelar

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Raiz dorsal Neurônio sensitivo

Medula espinal

CORES FANTASIA

Neurônio motor Músculo

Raiz ventral

Extensão da perna Substância branca

Substância cinzenta

Representação esquemática das principais estruturas envolvidas com a execução do reflexo patelar.

206 BIOLOGIA

Capítulo 10

Controle nervoso

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Existem reflexos dos quais participam um ou mais neurônios associativos, ou interneurônios. Um neurônio associativo recebe impulsos conduzidos pelo neurônio sensitivo e os encaminha ao neurônio motor, que estimula a contração do músculo efetuador do movimento. Esse tipo de arco reflexo é aquele que ocorre quando tocamos uma superfície aquecida e afastamos a mão, ou quando pisamos em um objeto pontiagudo e retiramos a perna.

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Receptor sensorial Neurônio sensitivo Medula espinal

Raiz dorsal

Substância branca

Neurônio associativo

Neurônio motor

Substância cinzenta

Raiz ventral

Representação esquemática de um arco reflexo espinal em que há participação de neurônio associativo.

Meninges Além da proteção óssea promovida pela caixa craniana e pelas vértebras, as estruturas do SNC estão protegidas por membranas denominadas meninges. A meninge mais externa, denominada dura-máter, é a mais resistente; a aracnoide, localizada abaixo da dura-máter, é a meninge intermediária; e, em contato direto com o tecido nervoso, está a meninge denominada pia-máter, na qual são encontrados muitos vasos sanguíneos que fornecem gás oxigênio e nutrientes às estruturas do SNC. Entre a aracnoide e a pia-máter há um espaço preenchido pelo líquido cerebrospinal, também chamado de líquido cefalorraquidiano ou líquor. Esse líquido contribui para a proteção mecânica do SNC, uma vez que funciona como um amortecedor. Além disso, atua no transporte de substâncias, como nutrientes e neurotransmissores. Cérebro Osso craniano

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Dura-máter Aracnoide Espaço contendo líquido cerebrospinal

CORES FANTASIA

Meninges

Pia-máter

FRENTE 3

Osso craniano

Tecido nervoso

Vaso sanguíneo

Representação esquemática da disposição das meninges e da localização do líquido cerebrospinal.

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Sistema nervoso periférico O SNP é responsável por transmitir informações captadas nos receptores sensoriais espalhados pelo corpo para o SNC. As informações sensoriais chegam ao SNC por meio dos neurônios que constituem as vias aferentes. Após o processamento e a interpretação das informações, as respostas seguem para os órgãos efetores de resposta por meio dos neurônios que constituem as vias eferentes.

Componentes do SNP Os componentes do SNP são os nervos, os gânglios nervosos e os receptores sensoriais. Os nervos podem ser classificados de acordo com os neurônios que os constituem e em função das estruturas do SNC com as quais estão ligados. Os nervos sensitivos, ou aferentes, que levam informações ao SNC, são aqueles formados somente por neurônios sensoriais; nervos motores ou eferentes, que levam estímulos aos órgãos efetores, possuem apenas neurônios motores; e os nervos mistos são formados pelos dois tipos de neurônios. Os nervos ligados ao encéfalo são denominados nervos cranianos – nos humanos, existem 12 pares de nervos cranianos que podem ser sensitivos, motores ou mistos –, enquanto os nervos ligados à medula espinal são os nervos espinais ou raquidianos – no organismo humano, são encontrados 31 pares de nervos espinais, todos eles mistos.

Organização funcional do SNP Quanto ao funcionamento, o SNP é dividido em dois: SNP somático e SNP autônomo. O SNP somático atua, sobretudo, no controle de atividades voluntárias, como levar uma caneta até o papel para fazer uma anotação, abrir uma torneira, caminhar, sentar etc. Os neurônios do SNP somático conduzem os impulsos nervosos diretamente à musculatura esquelética, que, na maioria das situações, funciona de maneira voluntária. É importante salientar que, em certos reflexos, a exemplo do reflexo patelar coordenado pela medula espinal, o movimento é involuntário. O SNP autônomo, também denominado visceral, controla atividades involuntárias e está organizado em duas partes – simpática e parassimpática – que atuam de forma antagônica e/ou complementar na regulação do funcionamento das mesmas estruturas. O antagonismo dessas partes é justificado pelos neurotransmissores que atuam em cada uma delas. A atividade da parte simpática envolve a ação da adrenalina e da noradrenalina, enquanto a atividade da parte parassimpática envolve a ação da acetilcolina. A ativação da parte simpática está ligada à preparação do corpo para enfrentar situações de emergência, como uma luta ou uma fuga, enquanto a parte parassimpática é ativada em situações de calma e relaxamento. Divisão parassimpática

Divisão simpática

Contração das pupilas

Dilatação das pupilas

Estímulo da secreção das glândulas salivares

Inibição da secreção das glândulas salivares Gânglios simpáticos

Relaxamento dos brônquios nos pulmões

Diminuição da frequência cardíaca

Aumento da frequência cardíaca

Estímulo da atividade estomacal e intestinal

Inibição da atividade estomacal e intestinal

Estímulo da atividade pancreática

Torácica

Inibição da atividade pancreática

Estímulo da vesícula biliar

Estímulo da liberação de glicose pelo fígado, inibição da vesícula biliar

Lombar Promoção do esvaziamento da bexiga Promoção da ereção dos órgãos genitais

CORES FANTASIA

Estímulo da medula suprarrenal Sacral

Inibição do esvaziamento da bexiga Promoção da ejaculação e contração vaginal

Alila Medical Media/Shutterstock.com

Contração dos brônquios nos pulmões

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Representação esquemática das partes parassimpática e simpática do sistema nervoso autônomo, com exemplos de ações antagônicas promovidas por elas. Esse esquema também aponta as regiões do SNC das quais essas divisões provêm. As vias simpáticas têm origem nas regiões torácica e lombar da medula espinal, enquanto as vias parassimpáticas originam-se do tronco encefálico e da porção sacral da medula espinal.

208 BIOLOGIA

Capítulo 10

Controle nervoso

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Órgãos dos sentidos Os órgãos dos sentidos são componentes do sistema nervoso dotados de estruturas receptoras de estímulos. Os receptores encontrados nesses órgãos captam informações que são convertidas em impulsos nervosos. Por meio de nervos sensitivos, esses impulsos são conduzidos ao SNC, onde as informações são processadas, resultando na elaboração de uma resposta adequada de acordo com o estímulo recebido. Os receptores sensoriais podem captar estímulos de naturezas diferentes. Por exemplo, os quimiorreceptores são sensíveis a substâncias químicas. Há também os mecanorreceptores, que detectam movimentos e variações de pressão, e os fotorreceptores, sensíveis a variações de luz. Existem, ainda, os termorreceptores e os eletrorreceptores, estruturas sensíveis, respectivamente, a variações de temperatura e à presença de campos elétricos.

Tato Os receptores ligados ao tato encontram-se distribuídos por toda a superfície corporal, sendo a pele o principal órgão relacionado ao tato. Esses receptores são sensíveis a diferentes tipos de estímulo, como vibração, temperatura e pressão. Apesar de estarem distribuídos pela superfície de todo o corpo, alguns locais, como as mãos e os lábios, têm maior concentração de receptores táteis.

Gustação (paladar) Os receptores que detectam o gosto são encontrados nas papilas gustatórias (linguais ou gustativas), estruturas dispostas principalmente na língua. Esses receptores são estimulados por substâncias químicas que se dissolvem sobre a língua, detectando, tradicionalmente, quatro gostos básicos: doce, salgado, ácido e amargo. Atualmente, considera-se a existência de um quinto gosto básico, o umami, palavra que deriva do japonês e significa “saboroso; gosto delicioso”. O umami é encontrado, por exemplo, em tomates, cogumelos, queijos, especialmente os mais maturados, e carnes. Temperos industrializados muitas vezes usam substâncias que potencializam o umami, como o glutamato monossódico, aumentando a palatabilidade dos alimentos.

Saiba mais Gosto e sabor Enquanto o termo “gosto” se refere especificamente aos cinco gostos básicos captados pelo sentido da gustação, o termo “sabor” tem uma definição mais complexa, pois ele envolve a sensação causada pela combinação do gosto e do aroma de um alimento, ou seja, abrange os sentidos da gustação e do olfato. É por isso que pessoas que, por algum motivo, são impossibilitadas de sentir aromas também têm dificuldade em sentir sabores.

Olfato Os receptores do olfato, denominados células receptoras olfatórias, estão localizados no epitélio que reveste a porção superior da cavidade nasal. Essas células são estimuladas por substâncias químicas que adentram a cavidade nasal quando inalamos o ar e se dissolvem sobre o epitélio, gerando impulsos nervosos que são conduzidos pelo nervo olfatório. Os impulsos chegam ao cérebro por meio do bulbo olfatório e as informações odoríferas são interpretadas no córtex olfatório. ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Axel_Kock/Shutterstock.com

Cavidade nasal

CORES FANTASIA

Células receptoras olfatórias

FRENTE 3

Alila Medical Media/Shutterstock.com

Bulbo olfatório

Células epiteliais Cílios

Substâncias odorizantes

Muco

Representação esquemática das estruturas ligadas ao sentido do olfato em humanos.

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Audição A orelha humana é um conjunto de estruturas ligadas à percepção dos sons (audição) e ao equilíbrio. A estrutura da orelha é dividida em três regiões: orelha externa, orelha média e orelha interna. A orelha externa é constituída pelo pavilhão auditivo, que atua na captação das ondas sonoras, e pelo meato acústico (auditivo) externo, responsável por direcionar o som para o tímpano, também denominado membrana timpânica, resultando em sua vibração. O tímpano é um componente da orelha média, região na qual são encontrados três ossículos – na sequência, martelo, bigorna e estribo –, que transmitem e amplificam as vibrações em direção à orelha interna. A orelha média se abre na tuba auditiva, canal que se liga à faringe e que iguala a pressão entre a orelha média e a atmosfera. A manutenção de pressões iguais em ambos os lados do tímpano é fundamental para que a captação das ondas sonoras seja eficiente. A orelha interna consiste em uma rede de canais e câmaras, denominada labirinto, preenchida por um líquido. O labirinto apresenta duas regiões: o aparelho vestibular, que atua no equilíbrio, e a cóclea, estrutura determinante da audição. O aparelho vestibular é constituído pelos canais semicirculares e por câmaras denominadas utrículo e sáculo. No epitélio que reveste internamente essas estruturas, existem células sensoriais ciliadas que detectam a movimentação do líquido em seu interior; esse estímulo resulta na geração de impulsos nervosos que são encaminhados ao cérebro por meio do nervo vestibular, informando-o sobre a posição do corpo no espaço. A cóclea é uma estrutura espiralada, semelhante à concha de um caracol, preenchida por um líquido. Os ossículos presentes na orelha média transmitem as vibrações até a janela do vestíbulo ( janela oval), membrana localizada na superfície da cóclea. Quando o estribo vibra contra a janela do vestíbulo, são criadas ondas de pressão no líquido dentro da cóclea, estimulando as células ciliadas mecanorreceptoras que compõem o órgão de Corti, ou órgão espiral. Esse processo resulta na geração de impulsos nervosos que são encaminhados ao cérebro por meio do nervo auditivo. No córtex cerebral, ocorre a interpretação dos estímulos e a determinação dos sons. Osso Orelha média

Orelha externa

Orelha interna

Estribo Martelo Bigorna

Nervo auditivo

Nervo vestibular

Medical Art Inc/Shutterstock.com

Nervo auditivo Órgão de Corti Cóclea

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Tuba auditiva Janela do vestíbulo

CORES FANTASIA

EreborMountain/Shutterstock.com

Células ciliadas Membrana timpânica Meato acústico externo

Pavilhão auditivo

Canais semicirculares

Representação esquemática das estruturas da orelha humana ligadas à determinação da audição e ao equilíbrio.

Visão Os órgãos fotossensíveis responsáveis pela visão são os olhos. Trata-se de estruturas complexas alojadas e protegidas pelas órbitas oculares localizadas no crânio. O olho humano é constituído de três camadas teciduais: esclera ou esclerótica (camada mais externa), coroide (camada intermediária) e retina (camada mais interna). A esclera, popularmente chamada de “branco do olho”, é rígida e tem em sua porção frontal uma região transparente denominada córnea, que permite a passagem da luz. A esclera encontra-se ligada a músculos que possibilitam a movimentação voluntária do globo ocular, aumentando o campo de visão. Internamente à esclera, encontra-se a coroide, tecido rico em vasos sanguíneos. Na parte frontal da coroide está a íris, região com pigmentos (a “cor dos olhos”) e dotada de uma abertura chamada pupila. Alterações no tamanho da íris permitem regular a quantidade de luz que passa pela pupila em direção ao interior do olho. Na sequência, está a retina, camada mais interna do globo ocular, onde são encontradas as células fotorreceptoras – bastonetes e cones. Os bastonetes são células sensíveis à luz, o que possibilita a percepção de variações na intensidade luminosa; já os cones são os fotorreceptores que proporcionam a identificação das cores. A informação visual captada pelos fotorreceptores é transmitida ao nervo óptico e conduzida ao cérebro, onde é processada e interpretada.

210

BIOLOGIA

Capítulo 10

Controle nervoso

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yusufdemirci/Shutterstock.com

As câmaras oculares são preenchidas por líquidos, de modo a fornecer suporte às estruturas do olho. Um deles é o humor aquoso, presente na câmara formada entre a córnea e a íris; o outro é chamado de humor vítreo, que preenche a cavidade posterior ao cristalino. O cristalino (ou lente do olho) corresponde a uma lente biconvexa localizada atrás da pupila. Juntamente com a córnea, o cristalino converge os raios luminosos para a retina, onde a imagem deve ser formada. ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Esclera

Músculo ciliar

Coroide

CORES FANTASIA

Córnea

Retina

Humor aquoso

Nervo óptico

Pupila Cristalino Íris Humor vítreo Representação esquemática dos principais componentes do olho humano.

Os músculos ciliares mantêm o cristalino em uma posição estável e podem alterar a sua forma, ajustando o foco da lente em função da distância dos objetos em relação ao olho. Quando o objeto está distante, os músculos ciliares esticam o cristalino, diminuindo sua espessura. Conforme o objeto se aproxima do olho, os músculos ciliares reduzem a tensão sobre o cristalino, resultando em aumento da sua espessura e permitindo a focalização do objeto.

Alguns problemas de visão Existem problemas visuais que afetam a formação da imagem na retina. Na miopia, por exemplo, a imagem é formada antes da retina, resultando em dificuldade para enxergar objetos distantes. Já na hipermetropia, a imagem é formada depois da retina, causando problemas para focalizar objetos próximos. No astigmatismo, irregularidades na córnea ou no cristalino fazem com que a luz seja focalizada em diferentes pontos da retina, resultando na formação de imagens distorcidas. A perda da elasticidade do cristalino leva à presbiopia, popularmente chamada de vista cansada. Nessa situação, a capacidade de acomodação do cristalino é afetada, prejudicando a visão de objetos próximos. Há ainda problemas ligados à passagem da luz pelas estruturas oculares, a exemplo da catarata, caracterizada pela diminuição da transparência do cristalino.

Revisando

3 4

FRENTE 3

1

Aldona Griskeviciene/Shutterstock.com

1. No esquema de um neurônio típico a seguir, identifique as estruturas indicadas de 1 a 4.

2

2. Existem neurônios, denominados amielinizados, que são desprovidos de bainha de mielina. Indique, em relação aos neurônios com bainha de mielina, se a condução do impulso nervoso nos neurônios amielinizados é mais rápida ou mais lenta. Justifique sua resposta. 3. Explique como os neurotransmissores atuam na transmissão de impulsos nervosos entre neurônios. 4. Explique a diferença entre potencial de repouso e potencial de ação na membrana dos neurônios.

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5. Mencione os principais componentes do sistema nervoso central (SNC) e do sistema nervoso periférico (SNP). 6. Indique as principais funções do hipotálamo, do bulbo e do cerebelo. 7. Descreva o caminho que o estímulo percorre no reflexo patelar, desde seu recebimento até a efetuação da resposta. 8. O sistema nervoso periférico autônomo é dividido em duas partes. Indique que partes são essas e mencione em que tipo de situação cada uma delas deve ser ativada. 9. Dentre os componentes da orelha humana, mencione aquele que determina a audição e aquele que está relacionado ao equilíbrio. 10. Cones e bastonetes são células fotorreceptoras encontradas na retina. Explique em que essas células diferem quanto à sua atividade fotorreceptora.

Exercícios propostos 1. Uece 2019 O prolongamento geralmente curto e bastante ramificado que recebe a maioria dos impulsos nervosos que chegam aos neurônios é denominado de a) corpo celular. c) extrato mielínico. b) axônio. d) dendrito. 2. Cefet-MG 2019 O filme “O óleo de Lorenzo” conta a história real de um menino de oito anos que possui uma doença rara chamada Adrenoleucodistrofia. Essa doença, ligada ao cromossomo X, resulta de alterações em uma proteína transportadora de membrana dos peroxissomos, organelas responsáveis pela degradação dos ácidos graxos. Uma vez alterada, a proteína não consegue mais realizar sua função e os ácidos graxos de cadeia longa, que deveriam entrar nos peroxissomos para serem degradados, acumulam-se nos tecidos cerebrais, destruindo a bainha de mielina que envolve o axônio dos neurônios. Disponível em: . Acesso em: 01 de out. 2018.

Dessa forma, essa doença resulta em problemas relacionados à a) formação do axônio. b) proliferação dos neurônios. c) condução do impulso nervoso. d) degradação dos ácidos graxos de cadeia longa. 3. Mackenzie-SP 2014 B C D

E

A

Assinale a alternativa correta a respeito da célula representada acima. a) A seta A indica os dendritos, responsáveis por emitir impulsos nervosos para outra célula. b) A bainha de mielina está apontada pela seta C e tem como função acelerar a condução dos impulsos nervosos. c) A estrutura D é mais abundante na substância cinza do sistema nervoso. d) A seta B é o principal componente dos nervos. e) Em E ocorre a produção dos neurotransmissores. 4. FMABC-SP 2021 A bainha de mielina é produzida pelas células de Schwann. Trata-se de estrutura proteica presente nos neurônios dos animais vertebrados relacionada à propagação do impulso nervoso. Não é uma estrutura contínua, pois existem pequenos espaços em que essa bainha não ocorre ao longo do neurônio. A relação entre a bainha de mielina e a propagação de impulso pode ser caracterizada pelo fato de a bainha a) estar presente na sinapse, na passagem do impulso nervoso entre os neurônios. b) ser a principal estrutura produtora de neurotransmissores do impulso nervoso. c) ser responsável por acelerar a velocidade de propagação do impulso nervoso. d) ser a responsável por gerar o potencial de ação do impulso nervoso nos neurônios. e) determinar o sentido de propagação do impulso nervoso, a partir do corpo celular.

212

BIOLOGIA

Capítulo 10

Controle nervoso

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5. PUC-Rio 2020 Considere as afirmativas abaixo acerca do impulso nervoso. I. O impulso se inicia quando os neurotransmissores atingem os dendritos. II. Após se propagar pelos dendritos, o impulso se propaga pelo axônio até chegar ao corpo celular. III. A etapa final do impulso nervoso envolve a liberação de neurotransmissores pelas extremidades do axônio. Está correto o que se afirma em a) II, apenas. d) II e III, apenas. b) I e II, apenas. e) I, II e III. c) I e III, apenas. 6. PUC-Campinas 2021 As plantas têm nome científico e nome popular. O uso somente do nome popular pode provocar confusão, pois há mais de uma planta com o mesmo nome popular, com diferenças na composição química e no uso terapêutico. A erva-cidreira, a erva-doce e o anis são alguns exemplos. Com o nome de erva-doce há duas espécies: Foeniculum vulgare Mill. e Pimpinella anisum L. Elas têm frutos morfologicamente similares (aquênios) e ambas contêm anetol no óleo essencial, o que explica a similaridade no aroma. Mas há componentes específicos a cada uma que conferem outros efeitos terapêuticos. As duas espécies diferem no aspecto morfológico, especialmente no porte, cor das flores e forma das folhas. (Disponível em: https://www.grupocultivar.com.br. Adaptado)

O anetol possui semelhança estrutural com neurotransmissores como a dopamina, compostos importantes para a transmissão do impulso nervoso. Os neurotransmissores são armazenados em vesículas localizadas a) nas fendas sinápticas. d) nos axônios. b) nas células da glia. e) nas células de Schwann. c) nos dendritos. 7. FGV-SP 2020 A figura mostra a distribuição dos íons Na+ e K+ na membrana plasmática de um neurônio, mediante estímulo externo, em três diferentes momentos que se sucedem. Meio externo

Íons Na+ Íons K+

Membrana plasmática Citoplasma

Canais de sódio (Na+)

Canais de potássio (K+) Entrada de Na+ Saída de K+

(José M. Amabis e Gilberto R. Martho. Biologia das células, 3a edição. Adaptado.)

d) polarização, despolarização e repolarização. e) despolarização, repolarização e polarização.

8. Uece 2017 Pesquisa realizada na Universidade de Cambridge com participação de pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos, cujo resultado foi publicado na revista Nature Neuroscience, revelou que o trajeto neural também é mediado por sinais mecânicos, relacionados com o grau de rigidez do tecido.

FRENTE 3

Os momentos 1, 2 e 3 correspondem, respectivamente, a a) repolarização, polarização e despolarização. b) despolarização, polarização e repolarização. c) repolarização, despolarização e polarização.

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

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

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9. Mackenzie-SP 2017 No sistema nervoso humano a) as meninges revestem o encéfalo enquanto que a medula espinal é revestida somente pelas vértebras. b) os nervos que saem do encéfalo controlam somente funções voluntárias. c) a substância cinza abriga todos os corpos celulares dos neurônios. d) o líquor é encontrado no interior das meninges, da medula espinal e do cérebro. e) os neurônios exercem seu controle somente através da geração de impulsos nervosos. 10. Mackenzie-SP 2016

1

5

2

4 3

A respeito da figura acima, assinale a alternativa correta. a) A estrutura 4 é responsável pelo controle das frequências cardíaca e respiratória. b) A estrutura 5 é rica em corpos celulares de neurônios. c) A estrutura 2 é responsável pelo equilíbrio do corpo, juntamente com os canais semicirculares. d) A estrutura 3 é o bulbo, responsável pela sensação de olfato. e) Todos os neurônios da estrutura 1 são encontrados na região cortical. 11. UFRGS 2013 A coluna da esquerda, abaixo, lista cinco estruturas que fazem parte do sistema nervoso; a da direita, características de três dessas estruturas. Associe adequadamente a coluna da direita à da esquerda. 1. bulbo 2. cerebelo 3. hipófise 4. hipotálamo 5. medula espinhal

 responsável pelo controle das É funções motoras do corpo. Possui grupos de neurônios envolvidos no controle de respiração e circulação. Possui o centro do controle para manutenção da temperatura corporal. A sequência correta de preenchimento, de cima para baixo, é a) 3 – 5 – 4. d) 2 – 1 – 4. b) 2 – 4 – 3. e) 5 – 1 – 3. c) 3 – 5 – 1.

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BIOLOGIA

Capítulo 10

12. PUC-PR 2019 Todos os animais possuem a capacidade de detectar e responder a mudanças no seu hábitat. Mesmo organismos unicelulares, como o Paramecium, têm a capacidade de realizar tarefas básicas da vida: achar comida, evitar tornar-se comida e encontrar um parceiro. No entanto, esses organismos unicelulares não possuem um encéfalo ou um centro de integração evidente. Eles utilizam o potencial de membrana em repouso existente em células vivas e muitos dos mesmos canais iônicos de animais mais complexos para coordenar as suas atividades diárias. SILVERTHORN, DEE UNGLAUB. Fisiologia Humana: uma abordagem integrada/ p. 275, 7a ed. – Porto Alegre: Artmed, 2017.

Sobre a estrutura, funcionamento e evolução do sistema nervoso nos animais, marque a alternativa CORRETA. a) Os primeiros animais a desenvolverem um sistema nervoso centralizado foram os vermes nematoides. b) Os vermes segmentados, como as minhocas, apresentam aglomerados de corpos celulares, os gânglios nervosos, restritos à região da cabeça. c) A evolução de uma região nervosa central portadora de áreas especializadas para a visão, para a olfação e a gustação ocorreu a partir do filo cordata. d) Uma estrutura encefálica importante nos animais vertebrados é o cerebelo, responsável pela coordenação dos movimentos e pelo equilíbrio. e) Nos poríferos, está presente uma rede difusa de neurônios, sem haver, contudo, um centro de controle identificável. 13. Uefs-BA 2018 Uma pessoa esbarrou em um fio elétrico desencapado, reagiu abruptamente e, de maneira inconsciente, afastou o braço do fio. A sequência de acionamento dos neurônios que participaram dessa ação reflexa no corpo é a) neurônios associativos – neurônios sensoriais – neurônios motores. b) neurônios motores – neurônios sensoriais – neurônios associativos. c) neurônios motores – neurônios associativos – neurônios sensoriais. d) neurônios sensoriais – neurônios motores – neurônios associativos. e) neurônios sensoriais – neurônios associativos – neurônios motores. 14. UFT-TO 2023 Nos seres humanos o sistema nervoso central é formado pelo encéfalo e pela medula espinal, e o sistema nervoso periférico é formado pelos nervos e gânglios nervosos. O encéfalo inclui o cérebro, o cerebelo e o tronco encefálico. Considerando a anatomia e a fisiologia do sistema nervoso, analise as afirmativas a seguir: I. O cérebro está relacionado com a interpretação dos estímulos sensoriais, memória, consciência, linguagem, cognição e funções motoras. II. Os atos reflexos são ações voluntárias da musculatura esquelética, gerados pela intermediação do encéfalo, ao espetar o dedo, por exemplo.

Controle nervoso

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III. A medula espinal é um tubo longo, contínuo ao tronco encefálico, que repassa os impulsos nervosos ao encéfalo. IV. Os nervos que conduzem impulsos dos órgãos sensoriais para o sistema nervoso central são chamados de motores ou eferentes. De acordo com as afirmativas, assinale a alternativa CORRETA. a) Apenas as afirmativas I e III estão corretas. b) Apenas as afirmativas II e IV estão corretas. c) Apenas as afirmativas I e IV estão corretas. d) Todas as afirmativas estão corretas.

c) pelo suor frio que está associado à reação de estresse, sendo sua produção e liberação controladas pelo sistema nervoso autônomo simpático via acetilcolina, adrenalina e noradrenalina. d) pelo aumento dos batimentos cardíacos que revela a ativação do sistema nervoso autônomo simpático, provocado pela ação da noradrenalina e da adrenalina circulante. e) por todas as reações, como dilatação da pupila, tremores, sudorese e taquicardia, que são ativadas tanto pelo sistema nervoso autônomo simpático quanto pelo parassimpático, mediadas pela acetilcolina.

15. UFRR/PSS 2023 Pode-se definir um sistema nervoso

17. UEL-PR 2021 Considerando o sistema nervoso dos seres humanos, percebe-se que essa estrutura ora apresenta fronteiras bem delimitadas entre os seus constituintes, ora se apresenta difundida pelos demais sistemas corpóreos. Esse arcabouço tem por função o controle da relação entre o organismo e o meio em que vive na tentativa de estabelecer uma condição de homeostase interna. Com base nos conhecimentos sobre o sistema nervoso, assinale a alternativa correta. a) O Sistema Nervoso Parassimpático estimula o cerebelo a produzir neurotransmissores que preparam um animal, por exemplo, para enfrentar um perigo, deixando-o pronto para lutar ou fugir. b) O coração é estimulado pelo Sistema Nervoso Autônomo Simpático e inibido pelo Sistema Nervoso Autônomo Parassimpático, enquanto que, na musculatura do tubo digestório, ocorre o inverso. c) O Sistema Nervoso Central Somático, formado pelo encéfalo e por glândulas, tem por funções receber, integrar e relacionar os impulsos elétricos provenientes do ambiente externo. d) O hipotálamo é uma região da medula que tem por função ajustar os impulsos elétricos produzidos pelo cérebro, de forma a coordenar os movimentos, a postura, o equilíbrio e o tônus muscular do corpo. e) Os nervos que conduzem os impulsos elétricos produzidos pelo Sistema Nervoso Central têm por funções controlar as contrações dos músculos liso e cardíaco e também a liberação de hormônios, como a melatonina.

como um conjunto organizado de células (neurônios e células gliais) especializado para a condução repetitiva de sinais elétricos nas e entre as células. Esses sinais passam de células sensoriais e neurônios para outros neurônios e, então, para músculos, glândulas ou outros órgãos que executam ações. (Hill, R.W. et al. Fisiologia Animal. 2ª Ed. São Paulo: Artmed, 2012)

Em relação à organização do sistema nervoso humano é CORRETO afirmar que: a) possui vários tipos de neurônios distribuídos igualmente entre sistema nervoso central e sistema nervoso periférico. b) o sistema nervoso periférico controla processos fisiológicos involuntários enquanto o sistema nervoso central executa os movimentos conscientes. c) o sistema nervoso periférico recebe informação das células sensoriais e as transmite para os músculos e glândulas do corpo. d) simpática e parassimpática são divisões do sistema nervoso central autônomo. e) o sistema nervoso periférico compreende todos os prolongamentos e corpos celulares que se localizam fora do encéfalo e da medula espinhal. 16. UPE 2014 Observe a charge a seguir:

18. Emescam-ES 2023

(Disponível em: http://cartuminas.blogspot.com.br/2011_01_01_archive.html.)

De acordo com as reações apresentadas pelo corpo do indivíduo, essas podem ser justificadas a) pela dilatação da pupila que está associada aos efeitos do sistema nervoso autônomo parassimpático por causa da ação da noradrenalina e do cortisol. b) pelo tremor que expressa uma reação de luta e fuga, tanto do sistema nervoso autônomo simpático quanto do parassimpático, mediada pela ação do cortisol.

As células ciliadas são consideradas os receptores sensoriais do sistema auditivo e estão localizadas no ouvido interno. Porém, elas morrem com o tempo ou quando somos expostos a muito barulho, e não voltam a crescer.

FRENTE 3

Surdez poderá ser revertida em novo tratamento de cientistas do MIT

Disponível em: https://exame.com/ciencia/surdez-podera-ser-revertidaterapia-regenerativa/.Acesso em: 8 ago. 2022 (adaptado).

Esses receptores são fundamentais para a audição porque a) captam as vibrações dos ossículos do ouvido, transferindo a informação sonora para o nervo auditivo.

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b) captam a vibração do tímpano, transferindo a informação sonora para o nervo auditivo. c) percebem a movimentação do líquido coclear, transferindo a informação sonora para o nervo auditivo. d) percebem a movimentação do líquido dos canais semicirculares, transferindo a informação sonora para o nervo auditivo. 19. Enem 2017 A retina é um tecido sensível à luz, localizado na parte posterior do olho, onde ocorre o processo de formação de imagem. Nesse tecido, encontram-se vários tipos celulares específicos. Um desses tipos celulares são os cones, os quais convertem os diferentes comprimentos de onda da luz visível em sinais elétricos, que são transmitidos pelo nervo óptico até o cérebro. Disponível em: www.portaldaretina.com.br. Acesso em: 13 jun. 2012 (adaptado).

Em relação à visão, a degeneração desse tipo celular irá a) comprometer a capacidade de visão em cores. b) impedir a projeção dos raios luminosos na retina. c) provocar a formação de imagens invertidas na retina. d) causar dificuldade de visualização de objetos próximos. e) acarretar a perda da capacidade de alterar o diâmetro da pupila. 20. Enem 2015 Entre os anos de 1028 e 1038, Alhazen (lbn al-Haytham: 965-1040 d.C.) escreveu sua principal obra, o Livro da Óptica, que, com base em experimentos, explicava o funcionamento da visão e outros aspectos da ótica, por exemplo, o funcionamento da câmara escura. O livro foi traduzido e incorporado aos conhecimentos científicos ocidentais pelos europeus. Na figura, retirada dessa obra, é representada a imagem invertida de edificações em tecido utilizado como anteparo.

Zewail, A. H. Micrographia of twenty-first century: from camera obscura to 4D microscopy. Philosophical Transactions of the Royal Society A, v. 368, 2010 (adaptado)

Se fizermos uma analogia entre a ilustração e o olho humano, o tecido corresponde ao(à) e) cristalino a) íris c) pupila d) córnea b) retina 21. Enem 2022 No processo de captação da luz pelo olho para a formação de imagens estão envolvidas duas estruturas celulares: os cones e os bastonetes. Os cones são sensíveis à energia dos fótons, e os bastonetes, à quantidade de fótons incidentes. A energia dos fótons que compõem os raios luminosos está associada à sua frequência, e a intensidade, ao número de fótons incidentes. Um animal que tem bastonetes mais sensíveis irá a) apresentar daltonismo. b) perceber cores fora do espectro do visível. c) enxergar bem em ambientes mal iluminados. d) necessitar de mais luminosidade para enxergar. e) fazer uma pequena distinção de cores em ambientes iluminados.

Textos complementares

Lobos cerebrais Como vimos, o córtex cerebral está ligado ao desempenho de uma série de atividades, como o controle voluntário da contração muscular, a aprendizagem, a linguagem, a memória, o raciocínio, o processamento de informações sensoriais, a consciência, além de outras. O córtex cerebral é organizado em quatro regiões, denominadas lobos, que definem áreas responsáveis por funções específicas. São eles: frontal, temporal, occipital e parietal. Lobo frontal

Lobo parietal

Lobo temporal

Refluo/Shutterstock.com

Lobo occipital

CORES FANTASIA

Representação esquemática da localização dos lobos cerebrais.

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BIOLOGIA

Capítulo 10

Controle nervoso

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Os lobos frontais coordenam a atividade da musculatura esquelética, linguagem, resolução de problemas, tomada de decisões, comportamentos, pensamentos, entre outras funções. Os lobos temporais, localizados nas regiões laterais do cérebro, contemplam as regiões de interpretação de estímulos auditivos e de compreensão da linguagem. Na parte superior do córtex, encontram-se os lobos parietais, onde é feita a integração de informações sensoriais e onde é interpretada a sensação do toque. Por fim, os lobos occipitais, localizados na porção posterior do cérebro, abrangem as áreas de associação visual. Texto elaborado para fins didáticos.

Plasticidade neuronal A organização geral do sistema nervoso central é determinada durante o desenvolvimento embrionário. Contudo, as conexões entre os neurônios podem ser modificadas ao longo da vida, estrutural e funcionalmente, quando o indivíduo é exposto a novas experiências e situações. Essa característica do sistema nervoso é denominada plasticidade neuronal e ocorre, sobretudo, nas sinapses existentes entre os neurônios. Nesse sentido, sinapses que participam de circuitos que interligam informações de maneiras úteis e eficientes tendem a ser mantidas, enquanto aquelas que transmitem informações descontextualizadas devem ser perdidas. A plasticidade neuronal é tomada como um mecanismo essencial que permite aprendizagem ao longo de toda a vida e que possibilita avanços importantes em casos de lesões cerebrais. Texto elaborado para fins didáticos.

Veja os principais assuntos e conceitos trabalhados neste capítulo acessando a seção Resumindo no livro digital, na Plataforma Poliedro.

Quer saber mais? Texto BOEHM, C. Estudo da Unicamp apresenta novo alvo para tratar esquizofrenia. Agência EBC, . Disponível em: https://agenciabrasil.ebc.com.br/saude/noticia/-/estudo-da-unicamp-apresenta-novo-alvo-para-tratar-esquizofrenia. Acesso em:  dez. . Estudo da Unicamp apresenta novo alvo para o tratamento da esquizofrenia, mostrando relação entre a doença e um distúrbio de célula cerebral. Vídeo Alzheimer. Drauzio Varella. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=ArFbR-wKSI. Acesso em:  dez. . O médico Drauzio Varella explica os sintomas e as principais causas da doença de Alzheimer.

Exercícios complementares

FRENTE 3

1. Unicamp-SP 2019 Os microtúbulos, parte do citoesqueleto, estão envolvidos em diversas etapas da diferenciação de neurônios, incluindo a origem e a função de seus prolongamentos celulares – dendritos e axônios. As proteínas associadas aos microtúbulos (MAPs) têm funções essenciais nas células neuronais, podendo ser divididas em três famílias – MAP1, MAP2 e tau. a) Cite pelo menos dois papéis dos microtúbulos em uma célula eucariótica, diferentes daqueles mencionados acima. As distribuições subcelulares de tau, MAP2 e um tipo de MAP1 (MAP1B) durante a diferenciação neuronal são representadas na figura abaixo. Na fase 4, qual MAP é encontrada em maior quantidade nos dendritos?

Legenda: Fase 1-2: célula precursora neural, com prolongamentos do tipo lamelipódio e futuros neuritos; Fase 3: neurônio com polaridade, com axônios e neuritos; Fase 4: neurônio maduro, com dendritos formados a partir dos neuritos e axônio ramificado. Os gráficos de barra representam a quantidade de MAPs, conforme legenda no painel C. (Fonte: L. Penazzi e outro, Chapter Three – Microtubule Dynamics in Neuronal Development, Plarticity, and Neurodegeneration. International Review of Cell and Molecular Biology, Kidlington, v. 321, p. 89-169, 2016.)

b) Qual é a principal função dos axônios? Plasticidade neuronal é a capacidade do sistema nervoso de se modificar estrutural e funcionalmente ao longo de seu desenvolvimento, ou quando sujeito a novas experiências. De que forma os dendritos e os axônios participam ativamente desse processo?

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2. Famema-SP 2018 O tecido nervoso é formado por neurônios, que transmitem as informações dos órgãos dos sentidos ao encéfalo, onde são interpretadas. Um neurônio apresenta três regiões básicas: axônio, dendritos e corpo celular. a) Ordene as três regiões básicas do neurônio na sequência de propagação do impulso nervoso, desde o momento em que o neurônio é estimulado até chegar à sinapse. Cite a estrutura óssea que protege o encéfalo humano. b) A comunicação entre dois neurônios ocorre quimicamente por meio da sinapse. Que características das regiões pré-sinápticas e pós-sinápticas garantem que a transmissão do impulso nervoso seja unidirecional?

vizinha, por onde se dá a transmissão do impulso nervoso, é chamada de fenda sináptica. Soma: 5. UEPG-PR 2017 Abaixo está uma representação esquemática do neurônio. Assinale o que for correto sobre estas células e sobre o tecido do qual fazem parte. 2

3

3. FMJ-SP 2016 O sistema nervoso é formado por bilhões de neurônios, que possibilitam a condução do impulso nervoso em um único sentido. Cada neurônio, por sua vez, é constituído por três regiões específicas, sendo que apenas uma delas é envolvida pelo estrato mielínico (bainha de mielina). a) Cite as três regiões do neurônio que permitem a propagação do impulso nervoso num sentido único. Qual é a vantagem da presença do estrato mielínico na condução do impulso nervoso? b) Explique como um neurônio consegue “se comunicar” com outro neurônio sem ter contato físico. 4. UEPG-PR 2018 Quando um neurônio é estimulado, ocorre uma onda de alterações elétricas que percorre a membrana do neurônio, dos dendritos em direção ao axônio. Assinale o que for correto a respeito da propagação do impulso nervoso. 01 A alteração elétrica é chamada de despolarização, a qual consiste em uma inversão brusca de cargas em uma pequena área da membrana plasmática. Nesse local, a superfície interna da membrana torna-se momentaneamente mais positiva que a externa. 02 As alterações elétricas na membrana plasmática do neurônio, durante o impulso nervoso, ocorrem devido às mudanças temporárias em sua permeabilidade aos íons sódio e aos íons potássio. 04 A alteração (inversão) da carga elétrica da membrana plasmática durante a despolarização é chamada de potencial de ação. Enquanto uma área despolarizada da membrana está se repolarizando, outra imediatamente à sua frente está se despolarizando. 08 Durante o processo de despolarização da membrana plasmática, a superfície interna da membrana torna-se momentaneamente mais negativa que a externa. Na fase de repolarização ocorre o inverso, ou seja, a superfície interna torna-se bem mais positiva que a externa. 16 Ao atingir a extremidade de um axônio, o impulso nervoso deve ser transmitido a outro neurônio. A região de proximidade entre o axônio e a célula

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BIOLOGIA

Capítulo 10

1

4 5

botões sinápticos 6

7

Adaptado de: Linhares, S.; Gewandsznajder, F. Biologia hoje. 15a ed. Volume 1. Editora Ática. São Paulo, 2010.

01 Em 3 podemos observar o corpo celular, onde estão localizados o citoplasma e o núcleo (2), e por onde emergem ramificações denominadas dendritos (1). Em 4, podemos identificar o axônio, o qual termina em ramificações, os telodendros (7). 02 A velocidade de condução do impulso nervoso é maior nos axônios (4) com células de Schwann e bainha de mielina (5). A troca de cargas elétricas não ocorre em regiões de mielina e sim nos nódulos de Ranvier (6), razão pela qual a condução é dita saltatória. 04 O impulso nervoso ao longo do neurônio segue o seguinte caminho: entra pelo dendrito (7), passa pelo corpo celular (4) e sai pelo axônio (3). 08 Ao atingir as ramificações finais do axônio, o impulso nervoso provoca a exocitose de partículas sinápticas, com a liberação de neurotransmissores. 16 Nos axônios (3), podemos distinguir bem a célula de Schwann (2), responsável por sintetizar bainha de mielina, que preenche toda essa região. Os telodendros (1), recebem mensagens dos órgãos do sentido ou de outros neurônios. Soma:

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6. UEM-PR 2023 No corpo humano os impulsos elétricos podem ser gerados por células do sistema nervoso e também por algumas células do coração. Sobre o assunto, assinale o que for correto. 01 Em ambos os casos, a eletricidade é possível graças à presença do corpo celular, que conduz os impulsos para o axônio. 02 O nódulo sinoatrial é responsável pela geração do ritmo cardíaco. 04 Um neurônio está em repouso quando os canais transportadores de íons de sódio (Na+) estão abertos e ocorre transporte passivo desse íon para o interior da célula e a despolarização da membrana. 08 Os gliócitos atuam como isolante elétrico, possibilitando uma maior velocidade na ação dos neurotransmissores. 16 As fibras de Purkinje são responsáveis por retardar os impulsos brevemente, possibilitando que o sangue localizado no interior dos ventrículos seja direcionado aos átrios antes de sua contração. Soma: 7. FICSAE-SP 2023 Os gráficos mostram duas situações relacionadas às respostas neurais desencadeadas por estímulos somáticos. O gráfico I mostra as respostas à dor de dente em cinco grupos de pessoas: quatro grupos receberam diferentes analgésicos, K, Y, Z e W, e um grupo, o controle, recebeu um placebo. Os cinco grupos foram monitorados ao longo de 8 horas quanto à sensação de alívio da dor de dente, quantificada por meio de uma escala que varia de zero, correspondente à ausência de dor, a dez, correspondente à dor mais intensa. O gráfico II mostra a resposta de um neurônio sensorial a um estímulo.

Gráfico Gráfico I I

Gráfico II

Gráfico II Potencial de membrana (mV)

Alívio da dor

10 Placebo Y

K

5 Z W 1

2

3

4 5 Tempo (horas)

6

7

+30 2

0

–55 –70

3

1

8 Tempo (https://theory.labster.com. Adaptado.)

a) Considerando o gráfico I, qual dos analgésicos teve maior eficiência no alívio da dor de dente nas pessoas testadas? Em qual órgão do sistema nervoso central a sensação de dor é interpretada? b) Considerando o gráfico II, que número associado à curva indica o período de abertura dos canais de sódio presentes na membrana plasmática de um neurônio sensorial estimulado? Em relação ao potencial de membrana, explique o resultado que deve ocorrer caso um neurônio esteja sob o efeito de um analgésico eficaz.

FRENTE 3

8. Unesp 2013 A lei tornou-se mais rigorosa com aqueles que dirigem embriagados: entrou em vigor no dia 21 de dezembro de 2012 a Lei 12.760/12, conhecida como a Nova Lei Seca.

(www.brasil.gov.br)

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Pela nova lei, a verificação da ingestão de álcool pelo motorista pode se dar pelo teste de alcoolemia, cujo resultado é fornecido pelo etilômetro, um aparelho conhecido popularmente como “bafômetro”, e também pela constatação da alteração da capacidade psicomotora do motorista. Considerando a fisiologia humana, explique, em linhas gerais, como o álcool ingerido pelo motorista pode chegar ao etilômetro, no qual é detectado. Considerando a ação do álcool sobre o sistema nervoso central, explique o porquê dos movimentos lentos e da alteração da fala, característicos daqueles que o ingerem.

Potencial de membrana (mV)

9. Fuvest-SP 2018 O gráfico representa modificações elétricas da membrana de um neurônio (potencial de membrana), mostrando o potencial de ação gerado por um estímulo, num dado momento. +40

0 Y

W

-40 -60 -80

X

Z 0 Estímulo

1

2

3

4

Tempo (ms)

a) Identifique, nesse gráfico, as fases indicadas pelas letras X, Y, W e Z. b) A esclerose múltipla é uma doença autoimune, em que ocorre dano à bainha de mielina. Que efeito tem essa desmielinização sobre a condução do impulso nervoso? 10. UCS-RS 2021 O tecido nervoso é responsável por executar funções de comunicação e coordenação no corpo dos vertebrados, recebendo informações, processando-as e enviando respostas. Ele é formado por um conjunto de células altamente especializadas, que desempenham diferentes funções. Em relação aos componentes do tecido nervoso, é correto afirmar que a) os neurônios, cujos corpos celulares estão localizados na substância branca da medula espinhal, são responsáveis pela interpretação das informações recebidas. b) os gliócitos, ou células gliais, estão presentes nos gânglios, e podem ser motores ou sensitivos. c) a bainha de mielina, estrutura responsável pelo isolamento do corpo celular dos neurônios presentes no encéfalo, é formada pelas células de Schwann. d) os astrócitos são um tipo de célula glial e são responsáveis pela nutrição e sustentação física dos neurônios. e) os neurônios sensitivos, também chamados de aferentes, são aqueles que conduzem informações até os órgãos-alvo, gerando, por exemplo, a contração de um músculo do movimento corporal. 11. UEM-PR 2015 Nos vertebrados, o sistema nervoso central é formado pelo encéfalo e pela medula espinhal. Nesse grupo de animais o encéfalo é muito desenvolvido, formando o grande centro de comando do corpo. Sobre as funções relacionadas às diferentes regiões do encéfalo, é correto afirmar que 01 o hipotálamo é o centro das expressões emocionais. Atua, também, no controle da temperatura corporal, do balanço hídrico, do apetite, e interfere nas atividades dos órgãos viscerais. 02 o bulbo atua no controle das funções automáticas vitais, como a respiração, a digestão e os batimentos cardíacos. 04 o tálamo atua na coordenação dos movimentos do corpo, no equilíbrio e no tônus muscular. 08 o mesencéfalo atua na homeostase, no controle hormonal e nas emoções. 16 o cerebelo atua na regulação do estado de consciência, de alerta e de atenção. Soma: 12. UPF-RS 2018 Um indivíduo bateu a cabeça durante um acidente e teve uma lesão no lobo encefálico frontal. Devido a essa lesão, é de se esperar que esse indivíduo apresente a) dificuldade em reconhecer sons. b) alterações no tato e na capacidade de sentir dor. c) alterações na visão. d) alterações no equilíbrio. e) dificuldades para articular a fala.

220 BIOLOGIA

Capítulo 10

Controle nervoso

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13. UFPR 2014 A figura 1 apresenta um esquema da organização do sistema nervoso autônomo e a figura 2 um esquema da sinapse entre o axônio de um neurônio motor e uma fibra muscular estriada esquelética ( junção neuromuscular). FIGURA 1 Neurônio pré-ganglionar simpático

Neurônio pré-ganglionar parassimpático

FIGURA 2

Neurônio pós-ganglionar simpático

Neurônio pós-ganglionar parassimpáico

Neurotransmissor 1 Neurônio motor somático

Neurotransmissor 3

Fibra muscular esquelética

Neurotransmissor 2

a) Nomeie os neurotransmissores ,  e . b) Qual é o efeito do neurotransmissor  sobre fibras musculares estriadas cardíacas? c) Qual é o efeito do neurotransmissor  sobre fibras musculares estriadas cardíacas? 14. FCMSCSP 2022 Analise a figura que ilustra um dos tipos de inervação que ocorre no corpo de uma pessoa saudável.

(https://slideplayer.com. Adaptado.)

a) Cite o nome do órgão do sistema nervoso central (SNC) que está parcialmente representado nessa figura. Qual estrutura óssea protege esse órgão? b) A toxina botulínica do tipo A está sendo usada nas aplicações estéticas para reduzir rugas e marcas de expressão e atua na inervação somática que faz sinapses com certos músculos. Em qual tipo de nervo periférico a toxina atua? Explique o que essa toxina provoca na junção neuromuscular, mencionando o resultado que causa no músculo. 15. Famema-SP 2023 A figura ilustra a inervação do coração humano. O número 1 representa o nervo vago e o número 2 representa o nervo do sistema nervoso autônomo simpático. Ambos os nervos atuam de forma antagônica.

 FRENTE 3



(https://theory.labster.com)

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a) O sistema nervoso autônomo simpático libera, em determinadas situações, a noradrenalina no tecido do coração. Qual o efeito da noradrenalina sobre os batimentos cardíacos? Por que esse efeito é considerado involuntário? b) Que neurotransmissor é liberado pelo nervo vago? Por que as contrações do músculo cardíaco ocorrem independentemente da ação dos nervos do sistema nervoso autônomo? 16. UFU-MG 2017 A orelha humana capta informações sobre duas variáveis importantes: o volume do som e o tom que estão relacionados às ondas sonoras. a) A percepção humana do volume (altura do som) de uma onda sonora é sua amplitude ou altura. Qual a relação dessa amplitude com os potenciais de ação nos neurônios? b) A detecção das frequências das ondas ocorre em qual parte da orelha interna? 17. UFSC 2017 Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), cerca de 1,1 bilhão de jovens em todo o mundo corre o risco de sofrer perda auditiva devido à exposição a níveis sonoros prejudiciais causada por seus hábitos diários, como o uso de fones de ouvido. Os adolescentes e os jovens adultos, com idade entre 12 e 35 anos, estão expostos a riscos pelo uso excessivo de dispositivos de áudio. O volume desses dispositivos pode variar entre 75 e 136 decibéis no nível máximo. O gráfico abaixo demonstra a relação entre o volume máximo e o tempo de exposição ao som que a OMS considera segura à saúde auditiva. 115 105

Decibéis (dB)

100 95 90 85 80

0

30

60

90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 Tempo em minutos

Disponível em: e . Acesso em: 2 ago. 2016.

Sobre os assuntos relacionados ao texto e aos dados apresentados, é correto afirmar que: 01 o risco à saúde auditiva provocado pela intensidade do som em relação ao tempo de exposição é o mesmo de alguém que ouve quinze minutos de música a 100 dB e de um operário que trabalha duas horas e trinta minutos a 85 dB. 02 sons de alta intensidade ou infecções podem causar perda auditiva. 04 a tuba auditiva é um canal que equilibra a diferença entre a pressão atmosférica e a pressão no interior da orelha média. 08 a surdez é um fenótipo resultante das interações com o meio ambiente, não havendo casos de origem hereditária. 16 a orelha interna é constituída pela cóclea e por canais semicirculares, estruturas responsáveis pela percepção das ondas mecânicas do som. 32 a percepção dos sons ocorre na orelha interna, sem a participação do nervo auditivo, pois a sua localização próxima ao cérebro facilita a transmissão dos impulsos nervosos ao centro de audição do córtex cerebral. Soma: 18. UEM/PAS-PR 2020 Com relação à visão, aos defeitos da visão, à estrutura e composição do olho humano, assinale o que for correto. 01 Na retina, que contém células bastonetes e cones, é formada uma imagem invertida do objeto observado. 02 Os bastonetes são células fotorreceptoras menos sensíveis à luz visível do que os cones, e têm a capacidade de discriminar diferentes comprimentos de onda. 04 Na hipermetropia, que pode ser corrigida com o uso de lentes convergentes, o globo ocular é mais curto que o normal, fazendo que a imagem seja formada depois da retina.

222 BIOLOGIA

Capítulo 10

Controle nervoso

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08 A incapacidade de distinguir tons de vermelho e verde (daltonismo) está associada a defeitos genéticos que afetam os cones da retina. 16 A lente, ou cristalino, é uma estrutura proteica que se assemelha a uma lente biconvexa que pode ser modificada pela ação de músculos ciliares, de modo a focalizar a imagem corretamente no fundo do bulbo do olho. Soma: 19. UFSC 2012 A figura abaixo representa um corte longitudinal do olho humano. Nervo de óptico Canais potássio (K+)

I

II

IV

Íris

III

Sobre as estruturas assinaladas acima e sua função, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01 A imagem de um objeto se forma por completo na estrutura III. 02 Em III temos a camada pigmentada do olho. 04 A estrutura I corresponde a uma lente chamada cristalino. 08 A abertura indicada em II é a córnea e pode ser transplantada entre seres humanos. 16 A estrutura IV é composta por células fotossensíveis, os cones e os bastonetes. 32 A miopia e a hipermetropia decorrem da formação incorreta da imagem na estrutura I. 64 A íris atua regulando a quantidade de luz que penetra no interior do globo ocular. Soma: 20. Cefet-MG 2019 Usar a tecnologia para melhorar a vida de pessoas com deficiência tem sido um dos objetivos de trabalhos apresentados pelo CEFET-MG em eventos científicos locais. Estudantes do Curso Técnico em Equipamentos Biomédicos desenvolveram o projeto “Vision DC – Diferenciador de cédulas de dinheiro para deficientes visuais”, orientados pelo professor Renato Zanetti. O aparelho informa a cor das cédulas através de um alto falante ou fone de ouvido, identificando, assim, o valor das notas. 27a Mostra Específica de Trabalhos e Aplicações do CEFET-MG. Disponível em: Acesso em: 22 Set 2018.

21. Feevale-RS 2016 Nossos olhos são capazes de captar uma enorme quantidade de informações do meio ambiente, que são enviadas ao encéfalo, para serem processadas e colocadas em uso. Considere verdadeiras (V) ou falsas (F) as afirmações sobre o olho humano. Todo o olho é coberto por uma camada protetora de tecido conjuntivo fibroso, chamada córnea, visível e conhecida como a parte branca do olho. A íris é uma parte colorida do olho que apresenta, em seu centro, um orifício chamado pupila, por onde entra a luz. O olho possui uma camada que reveste internamente a câmara ocular, chamada retina, formada, principalmente, por bastonetes e cones.

FRENTE 3

O aparelho que diferencia as cédulas, desenvolvido pelos estudantes do CEFET-MG, substitui a função a) da íris. b) da cóclea. c) dos cones. d) dos canais semicirculares.

Marque a alternativa que preenche corretamente os quadrados, de cima para baixo. a) V – V – V b) F – F – F c) F – V – V d) V – F – V e) V – V – F

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BNCC em foco EM13CNT104

1. PUC-PR 2015 Leia o fragmento de texto abaixo, publicado em 08/06/2014 na Folha de São Paulo.

Bem-vindo ao trans-humanismo Como definir um ser humano? É o corpo? O jeito de ser? A capacidade de autorreflexão, de compaixão? A mente? Talvez todas essas coisas e outras mais? O que parece óbvio para maioria das pessoas vai ficar cada vez menos, com o avanço da nossa relação cada vez mais simbiótica com aparelhos e instrumentos. Trans-humanismo é definido como a possibilidade de a raça humana evoluir além de suas limitações mentais e físicas, especialmente através da intervenção da ciência e da tecnologia. Pode parecer coisa de ficção científica: pessoas com asas violetas, ou capazes de levantar um carro com uma mão, ou com uma memória prodigiosa. Se sua definição do que é ser humano é purista, ou seja, sem intervenção de fontes externas, é bom abrir os olhos: quase ninguém mais é. Tomemos, por exemplo, os remédios. Se tomamos um remédio que muda nossa química, por exemplo, se temos depressão ou pressão alta, já não somos os mesmos. Somos produto de quem éramos mais o remédio. O trans-humanismo não aparece apenas no cinema, serve também para aliviar o sofrimento humano. Para muitos, essa é sua maior motivação. A apropriação pelo corpo da química farmacêutica muda nossa natureza. Mesmo vitaminas, fazem a mesma coisa, mudando nossos corpos para termos um sistema imunológico mais resistente, ou mais energia etc. Disponível em: . Acesso em: 19.03.2015

De acordo com o autor, um remédio tomado para depressão, por exemplo, alteraria nossa química e seria um bom exemplo do trans-humanismo. Sobre os efeitos desse tipo de medicamento no sistema nervoso central, assinale a alternativa CORRETA. a) Esses medicamentos podem agir impedindo a recaptação de neurotransmissores em uma fenda sináptica. b) Esses medicamentos aumentam a quantidade de neurotransmissores na junção neuromuscular. c) Esses medicamentos não alteram a quantidade de substâncias químicas, mas apenas o tipo de neurotransmissor liberado. d) Esses medicamentos atuam através da liberação de hormônios, estando mais relacionados ao sistema endócrino que ao nervoso. e) A efetividade do tratamento não depende da concentração do medicamento usado, mas sim de sua farmacodinâmica e farmacocinética. EM13CNT104

2. OBB 2017 O número de indivíduos que sofrem com patologias associadas ao consumo abusivo de etanol tem aumentado significativamente no último século. Como consequência desse fato, os custos associados ao tratamento do alcoolismo, bem como das doenças associadas a ele também têm aumentado, onerando o sistema de saúde e se tornando um problema de saúde pública de grande relevância atualmente. Os mecanismos moleculares que desencadeiam muitas dessas doenças não estão completamente esclarecidos. O tecido hepático é o mais afetado pelo etanol e as mitocôndrias têm sido apontadas como alvos cruciais na toxicidade hepática induzida pelo álcool... Disponível em: http://www.bibliotecadigital.unicamp.br/document/?code=000911628&fd=y Acesso em: 21 nov 2015.

Sobre o álcool etílico (etanol), seus efeitos e organelas citoplasmáticas envolvidas é correto afirmar: a) O álcool etílico apresenta, conforme o texto acima, efeito citotóxico ao fígado, comprometendo a ação das mitocôndrias, organelas formadas por dupla membrana, com DNA, RNA e ribossomos próprios presentes nas cristas mitocondriais. b) O etanol é degradado no fígado pelas vesículas do retículo endoplasmático granuloso e pelos peroxissomos. Durante esse processo atuam diversas enzimas, como a peroxidase e a catalase. c) O etanol é um subproduto do processo de fermentação anaeróbia de certos microrganismos, como as leveduras, processo em que a molécula de glicose, monossacarídeo produzido na respiração, é degradada produzindo CO2. d) O etanol, droga lícita e psicotrópica, tem ação depressora do sistema nervoso central. Provoca diminuição nos reflexos dos motoristas de automóveis, estando o seu consumo associado a vários acidentes. e) O álcool etílico provoca inibição na liberação do ADH ou vasopressina, hormônio de secreção neurohipofisária e de produção hipotalâmica. Dessa forma ocorre um aumento na eliminação de água pela urina, por estimular a reabsorção tubular.

224 BIOLOGIA

Capítulo 10

Controle nervoso

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EM13CNT302

3. Enquanto doença, a depressão é considerada um distúrbio afetivo, por vezes suficientemente intenso a ponto de afetar negativamente o desempenho de funções e de reduzir o interesse e o prazer do indivíduo por atividades em geral. O transtorno depressivo pode ser desencadeado ou agravado por situações estressantes, como as vividas durante a pandemia de covid-19. A imagem a seguir mostra dados relativos à depressão no Brasil levantados entre abril e maio de 2020, ou seja, durante a pandemia de covid-19.

Depressão na pandemia por idade Frequência por faixa etária em % 9,6 16,4 19,2 22,4

Nunca

18-29 30-39

28,6

40-49 36,9 41 42,3 41,9 43,8

Poucas vezes

50-59 60+

44,6 37,9 34,7 31,6

Muitas vezes 24,3 8,9 Sempre

4,7 3,8 4,1 3,4

Fonte: FIOCRUZ; UFMG; UNICAMP. In: DANTAS, C. Pesquisa indica renda afetada, alta da depressão e mais consumo de álcool e tabaco no Brasil pós-pandemia. G1, 29 maio 2020. Disponível em: https://g1.globo.com/bemestar/viva-voce/noticia/2020/05/29/pesquisa-indicarenda-afetada-alta-da-depressao-e-mais-consumo-de-alcool-e-tabaco-no-brasil-pos-pandemia.ghtml. Acesso em: 19 jan. 2024.

Quando o transtorno depressivo é diagnosticado, um tratamento adequado deve ser iniciado, muitas vezes, por meio do uso de medicamentos. Um exemplo de medicamento que pode ser indicado nesses casos é o cloridrato de clomipramina, que é usado para tratar, além da depressão, distúrbios do humor. O cloridrato de clomipramina aumenta a disponibilidade natural de certas substâncias no cérebro, como a noradrenalina e a serotonina, ou faz seus efeitos durarem mais tempo. Acerca das informações apresentadas, julgue as afirmativas a seguir como verdadeiras (V) ou falsas (F). A faixa etária menos afetada pela depressão no período analisado foi a de pessoas entre 18 e 29 anos. As pessoas com mais de 60 anos representam o maior percentual de indivíduos que se sentiram sempre deprimidos no período analisado. Noradrenalina e serotonina são exemplos de neurotransmissores que atuam nas sinapses nervosas existentes entre os neurônios presentes no cérebro. O aumento da disponibilidade de noradrenalina pode resultar em redução acentuada do ritmo cardíaco e respiratório.

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Gabarito

Capítulo 10 — Introdução à Genética Revisando 1. O gene é um segmento do DNA que contém a informação para a síntese de uma proteína. O estudo da hereditariedade consiste no estudo da transmissão do DNA e suas características entre gerações. 2. Os cromossomos homólogos devem ser do mesmo tamanho, seus centrômeros devem estar na mesma posição e devem ter os mesmos genes, no mesmo locus. 3. O genótipo é a constituição genética do indivíduo, em relação a genes e alelos. Já o fenótipo é a expressão desse genótipo, e sofre também as influências do meio em que o indivíduo está. 4. A probabilidade é o cálculo das chances de ocorrência de um evento. Ela é calculada pela razão entre a chance de ocorrer um evento favorável e a chance de todos os eventos possíveis. Quando os eventos são independentes e ocorrem ao mesmo tempo, suas probabilidades são multiplicadas; quando são mutuamente exclusivos, suas probabilidades devem ser somadas. 5. No cruzamento mendeliano, a F1 é formada apenas por indivíduos heterozigotos. Em um cruzamento entre esses indivíduos heterozigotos, os genótipos esperados da F2 são um homozigoto dominante, dois heterozigotos e um homozigoto recessivo, com a proporção 1:2:1. Em relação aos fenótipos, os indivíduos de genótipos homozigoto dominante e heterozigoto apresentam o fenótipo dominante, enquanto apenas os homozigotos recessivos apresentam o fenótipo recessivo, resultando na proporção fenotípica de 3:1. 6. a) Os indivíduos I-1 e I-2 não são afetados e têm uma filha afetada; portanto, ambos são heterozigotos (Aa), e a filha é homozigota recessiva (aa). Os indivíduos II-1 e II-2 não são afetados, então, apresentam o alelo A, mas não é possível determinar seus genótipos. O indivíduo II-4 não é afetado, mas seu genótipo não pode ser determinado (pode ser AA ou Aa). A mulher III-1 é filha de uma mulher aa, então, é heterozigota (Aa). Por ser afetado, o indivíduo III-2 é homozigoto recessivo (aa). b) Os genótipos do casal III-1 e III-2 são Aa e aa, respectivamente. Assim, a probabilidade de eles gerarem um indivíduo portador do distúrbio (aa) do sexo masculino é de 1/4, ou 25%. 7. Os gêmeos monozigóticos são gerados a partir de um único zigoto. Os gêmeos dizigóticos são formados a partir de zigotos diferentes, cada um gerado por uma fecundação diferente. 8. Em um caso de alelos letais, se o genótipo homozigoto dominante for letal, a proporção fenotípica será de 2:1, com dois indivíduos (os heterozigotos) apresentando o fenótipo dominante e apenas um apresentando o fenótipo recessivo. 9. Na dominância incompleta, o genótipo heterozigoto apresenta uma característica intermediária em relação aos fenótipos dominante e recessivo. Na codominância, o genótipo heterozigoto expressa ambas as características, simultaneamente. 10. O efeito pleiotrópico se dá quando a expressão de um único gene determina mais de uma característica.

Exercícios propostos 1. C

5. B

2. B

6. A

3. C

7. A

4. B

8. B

226 BIOLOGIA

26. B

9. B

Frente 1

10. E

27. A

11. A

28. C

12. B

29. C

13. B

30. B

14. D

31. C

15. A

32. A

16. B

33. A

17. D

34. D

18. B

35. D

19. B

36. B

20. D

37. B

21. D

38. B

22. A

39. D

23. E

40. A

24. A

41. C

25. B

42. C

Exercícios complementares 1. Soma: 01 1 02 1 08 1 16 5 27

2. Soma: 01 1 02 1 08 5 11 3. Soma: 02 1 08 5 10

4. Soma: 01 1 08 5 09

5. A

6. a)

A curva 1, pois a conversão da tirosina em melanina pela tirosinase só ocorre nas extremidades do corpo do gato, que devem ser mais frias do que a temperatura retal.

b) No cruzamento 1 (ss × ss), todos os filhotes serão siameses (ss). No cruzamento 2, a probabilidade de o filhote preto ser heterozigoto é de 2/3. 7. a)

A homozigose é a presença de dois alelos iguais para o mesmo locus, sejam eles dominantes ou recessivos. A porcentagem de homozigotos na S3 é de 87,5%.

b) As anteras (produtoras de pólen) devem ser removidas das flores antes da maturação do gineceu, para que não ocorra a autofecundação. A polinização deve ser feita manualmente, utilizando plantas homozigotas dominantes e homozigotas recessivas, resultando em 100% das plantas heterozigotas. 8. a)

Os genótipos BB e Bb determinam a coloração preta, e o genótipo bb determina a coloração branca.

b) A probabilidade é de 9/64, ou 14%. c) 9. a)

A probabilidade é de 3/64, ou 4,6%. O pâncreas produz as enzimas do suco pancreático e os hormônios insulina e glucagon. Por isso, a insuficiência pode afetar a digestão de nutrientes e a concentração de glicose no sangue.

b) Provavelmente, trata-se de herança autossômica recessiva, já que só há uma pessoa afetada, filha de pais não afetados e descendente de um casamento consanguíneo, que, em geral, tem maior probabilidade de gerar descendentes com fenótipos recessivos. c)

A glicina é substituída por valina (1) quando ocorre troca da segunda base nitrogenada, de GGA por GUA; por alanina (2) quando ocorre troca da segunda base nitrogenada, de GGA por GCA; e por códon de parada (3) quando ocorre troca da primeira base nitrogenada, de GGA por UGA. Um códon de parada prematuro faz com que a síntese da proteína seja interrompida sem que a sequência de aminoácidos esteja completa, afetando a estrutura primária da proteína.

Gabarito

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10. a) As mitocôndrias sintetizam moléculas de ATP, que fornecem energia às células. As fibras musculares e os neurônios têm alta demanda energética, pois são células de intensa atividade metabólica, então, são gravemente afetadas pela redução na quantidade de mitocôndrias. b) Apesar de a doença afetar as mitocôndrias, ela é causada por uma mutação em um gene autossômico, não mitocondrial. Provavelmente, a mãe não é afetada porque o alelo dessa mutação é recessivo e ela é heterozigota (Aa), assim como o pai. A probabilidade de esse casal gerar outra criança com a mesma síndrome é de 1/4. 11. Soma: 01 1 02 5 03

12. a) O pâncreas é responsável pela produção das enzimas do suco pancreático, as quais auxiliam o processo de digestão no duodeno e, com o prejuízo causado pela fibrose cística, vários nutrientes deixam de ser digeridos e absorvidos pelo organismo. b) A probabilidade de o casal gerar uma criança com fibrose cística é de 1/120. 13. Soma: 04 1 08 5 12

14. Soma: 01 1 04 1 16 5 21

15. a) A cor vermelha é a dominante, pois o cruzamento 3 formou apenas plantas de flores vermelhas. b) Por serem resultantes do cruzamento entre linhagens com dois fenótipos diferentes, é provável que as plantas produzidas pelo cruzamento 3 sejam todas heterozigotas (genótipo Bb). A autofecundação dessas plantas resultaria em 75% de flores vermelhas (BB e Bb) e 25% de flores brancas (bb). 16. Cruzamentos consanguíneos (como entre primos-irmãos) têm maior chance de gerar descendentes que manifestam fenótipos recessivos, pois o alelo recessivo pode estar presente nos dois genitores, que não manifestam a doença, caso sejam heterozigotos. A probabilidade de Darwin e Emma terem um filho com a doença é de 1/16.

17. As cabras 1 e 2 têm genótipo recessivo (aa), e tanto a cabra 3 quanto o bode são heterozigotos (Aa). 18. D 19. E 20. Soma: 01 21. C 22. D 23. a) Do cruzamento de um homem heterozigoto (Aa) com uma mulher albina (aa) podem nascer filhos não albinos (Aa) e albinos (aa). b) A chance de nascer uma criança albina é de 1/4, ou 25%. 24. C

27. D

25. A

28. B

26. B 29. a) O material biológico coletado é o sangue. A galactose é encontrada no leite e em seus derivados. b) A mulher é duplamente homozigota recessiva (gg e ff ). A probabilidade de o irmão dela ser portador dos alelos responsáveis pelas doenças (Gg e Ff ) é de 4/9. 30. Soma: 01 1 04 1 16 5 21

31. a) Os gêmeos com mesmo perfil genético são denominados monozigóticos ou univitelinos. Eles poderiam ser distinguidos por impressões digitais, pela íris ou por alguma característica fenotípica diferenciada entre eles, como uma cicatriz. b) Gêmeos monozigóticos são gerados pela fecundação de um óvulo por um espermatozoide, dando origem a um zigoto que começa a se dividir por mitoses até que se separa em duas massas celulares distintas, sendo que cada uma dará origem a um dos gêmeos.

32. a) A proporção 2:1 ocorre quando há um gene letal que, em homozigose, causa a morte do indivíduo. Nesse caso, os gatos homozigotos dominantes morrem. b) Os parentais têm genótipo Bb, os descendentes Manx têm genótipo Bb, e os normais, bb. 33. Soma: 01 1 02 1 04 1 08 1 16 5 31 34. E

35. B 36. a) As crianças clinicamente normais podem ter genótipo homozigoto recessivo ou heterozigoto ( já que a alteração não se manifesta em 30% de heterozigotos). b) A probabilidade de a criança não apresentar as alterações é de 65%. 37. a) São certamente heterozigotos: I-2, II-1, II-5 e III-2. b) A probabilidade é de 40%, considerando que II-5 se case com uma mulher sem a doença – já que o alelo dominante é raro e ela não tem parentesco com a família afetada. 38. O cruzamento-teste é feito entre um indivíduo de fenótipo dominante – no caso, a fêmea de pelagem preta – e um de fenótipo recessivo – o macho de pelagem branca. A presença de filhotes pretos e brancos indica que a fêmea é heterozigota (Bb). Os filhotes pretos têm genótipo Bb, e os brancos, bb.

BNCC em foco 1. B

2. B

3. B

Capítulo 11 — Alelos múltiplos e grupos sanguíneos Revisando 1. Alelos múltiplos são casos em que genes apresentam mais de dois alelos para uma característica. Esses alelos surgem por mutações que ocorrem nos alelos já existentes, resultando em novas variações. 2. Sangue tipo A: contém aglutinogênio A e aglutinina anti-B; sangue tipo B: contém aglutinogênio B e aglutinina anti-A; sangue tipo AB: contém aglutinogênios A e B e não contém aglutininas; sangue tipo O: não contém aglutinogênios e contém aglutininas anti-A e anti-B. 3. A afirmação está correta. Uma pessoa de sangue tipo A tem aglutinina anti-B e pode receber sangue do tipo O, já que este não apresenta nenhum aglutinogênio em suas hemácias. Entretanto, não pode receber sangue de uma pessoa do tipo AB, pois as aglutininas anti-B do receptor atacariam o aglutinogênio B do sangue recebido. 4. Indivíduo 1: sangue tipo AB; indivíduo 2: sangue tipo A; indivíduo 3: sangue tipo B; indivíduo 4: sangue tipo O. 5. Uma mulher de sangue tipo AB apresenta, obrigatoriamente, genótipo IAIB, ou seja, ela não teria como transmitir um alelo i a uma criança de sangue O (genótipo ii). 6. O tipo sanguíneo Rh+ contém antígeno Rh nas hemácias e não tem anticorpos anti-Rh no plasma. Já o tipo sanguíneo Rh– não contém antígeno Rh e tem anticorpos anti-Rh no plasma. 7. O sangue tipo O– corresponde ao doador universal, pois não apresenta nenhum antígeno na membrana de suas hemácias e, portanto, não desencadeia respostas imunes pelo organismo do receptor. Já o tipo AB+ corresponde ao receptor universal, pois não apresenta anticorpos (anti-A, anti-B ou anti-Rh) e, portanto, não desencadeia resposta imune ao sangue recebido. 8. Pessoas com sangue Rh+ podem ter genótipo RR ou Rr. Pessoas com sangue Rh– têm genótipo rr.

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9. A eritroblastose fetal, também conhecida como doença hemolítica do recém-nascido (DHRN), é um distúrbio decorrente da incompatibilidade entre o sangue materno e o do filho. Ela ocorre quando anticorpos anti-Rh da mãe Rh– (cujo sistema imune já foi sensibilizado) atravessam a placenta a atacam as hemácias do feto, caso este seja Rh+. 10. A doença é prevenida aplicando-se na mãe um soro com anticorpos anti-Rh, que neutralizam hemácias Rh+ provenientes do bebê, impedindo que o sistema imunitário da mulher seja sensibilizado.

Exercícios propostos 1. A

15. E

2. B

16. E

3. A

17. B

4. E

18. A

12. E 13. A 14. a) As hemácias são fundamentais para o transporte de gases no sangue, garantindo a oxigenação dos tecidos. O envoltório de carboidratos presente na membrana plasmática das hemácias é o glicocálice. b) O sangue AB é considerado um receptor universal porque não apresenta aglutininas (anti-A e anti-B) no plasma; portanto, não reage a aglutinogênios de outros tipos sanguíneos. A probabilidade de o descendente do casal ter sangue tipo O é de 1/6. 15. A 16. B 17. a) O padrão de herança é autossômico recessivo. b) A probabilidade de o indivíduo III-3 ter sangue do tipo O é de cerca de 16,66%.

5. B

19. B

6. B

20. A

7. B

21. D

8. A

22. C

9. C

23. D

10. C

24. B

19. B

11. A

25. B

12. E

26. D

20. a) O pai de João tem sangue tipo A, uma vez que só tem aglutininas anti-B no plasma. A probabilidade de João ter uma irmã com sangue tipo O é de 1/8, ou 12,5%.

13. C

27. B

14. A

28. A

c) O indivíduo II-2 (genótipo iirr). d) O indivíduo III-4 tem sangue do tipo B–. Portanto, ele pode receber sangue dos tipos B– e O–, o que corresponde a 14 litros entre as bolsas de sangue disponíveis. 18. Soma: 02 1 04 1 08 1 32 5 46

b) Como João nasceu com eritroblastose fetal, a mãe já foi sensibilizada pelo fator Rh e produziu anticorpos anti-Rh. Assim, é possível que esses anticorpos causem a aglutinação do sangue do feto, caso ele tenha sangue Rh positivo.

Exercícios complementares 1. D ch

h

ch a

h a

2. a) Proporção genotípica: 1 CC : 1 CC : 1 C C : 1 C C . Proporção fenotípica: 2 aguti : 1 chinchila : 1 himalaia. b) A probabilidade é de 1/4. Cch

C Ch

CCh

CchCh

a

a

CchCa

C

CC

3. a) O cruzamento resultaria em descendentes com pelagem selvagem e chinchila. b) O cruzamento entre esses coelhos gera descendentes férteis. Para que formassem espécies diferentes, deveria haver isolamento reprodutivo entre eles. Os diferentes alelos surgiram por meio de mutações em alelos preexistentes. 4. a) O macho tem genótipo wawv, e a fêmea tem genótipo wvwt. b) Espera-se que 50 besouros dessa prole sejam verdes. A frequência do alelo wt é de 50%. 5. E 6. Soma: 01 1 04 5 05

7. C

8. Soma: 04 1 08 5 12

9. A

10. a) Quando presentes, os aglutinogênios são encontrados na membrana plasmática das hemácias. O grupo sanguíneo AB tem os aglutinogênios A e B. b) A probabilidade de a criança ser do sexo feminino e ter sangue tipo O é de 1/12. 11. a) Os pais de Fernando têm genótipo IAi. Como eles têm um filho com sangue tipo O, ambos devem ser heterozigotos, pois transmitiram o alelo i a esse filho. b) A probabilidade de a criança de Fernando e Isabel ter sangue tipo O é de 1/6.

228 BIOLOGIA

21. a) O genótipo da irmã de Talita é IBi, porque recebeu um alelo IB do pai (IAIB) e um alelo i da mãe (ii). Talita tem sangue Rh positivo, o que a impede de gerar um filho com eritroblastose fetal, já que ela não produz anticorpos anti-Rh. b) O sangue do pai de Aline sofreria aglutinação de imediato, porque ele é do grupo B, e ela, do grupo A. Aline tem aglutinina anti-B no plasma sanguíneo, anticorpo que reagiria com o aglutinogênio B das hemácias do pai. 22. a) Bruna é considerada receptora universal para o sistema ABO. O critério utilizado é a ausência de anticorpos (aglutininas) no sangue tipo AB, como é o caso de Bruna. b) Deve ser administrado soro com anticorpos anti-Rh na mãe. Os anticorpos atacam as hemácias do filho, prevenindo que o sistema imunitário da mãe crie memória imunitária para a produção de anticorpos anti-Rh. 23. Soma: 01 1 16 5 17

24. a) Cláudia tem sangue tipo B2, e Tom tem sangue tipo A+. b) Saulo tem genótipo iirr, e Lúcia tem genótipo IAIBRr (ela recebeu um alelo r de sua mãe). 25. A

27. B

26. C

28. D

BNCC em foco 1. Soma: 02 1 04 1 16 5 22

2. F; V; F; V

3. O termo “vacina” se refere a um tipo de imunobiológico que desencadeia uma resposta imune contra o(s) antígeno(s) presente(s) nela. Considerando a finalidade da “vacina” para a prevenção da eritroblastose fetal, não se poderia administrar antígenos que desencadeiam uma resposta imune na mãe. O tratamento adequado se faz por meio de soro com imunoglobulinas anti-Rh para evitar que o sistema imune da mãe gere uma resposta imunitária.

Gabarito

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Capítulo 12 — Segunda lei de Mendel Revisando 1. A segunda lei de Mendel descreve a segregação independente de pares de fatores (alelos) localizados em pares de cromossomos homólogos diferentes durante a gametogênese. 2. Inicialmente, ocorre o pareamento dos cromossomos homólogos (metáfase I) na região equatorial da célula. Em seguida, há a separação aleatória dos pares de homólogos (anáfase I) – cada cromossomo de um par vai para uma célula-filha. 3. O número de combinações de alelos possíveis é dado pela expressão matemática 2n, em que n representa o número de pares de alelos em heterozigose no genótipo. 4. Genótipo AaBBCCDd: há 2 pares de alelos em heterozigose (n 5 2). Temos, portanto, 2n 5 4 possíveis gametas diferentes. Genótipo AaBbcc: há 2 pares de alelos em heterozigose (n 5 2). Temos, portanto, 2n 5 4 possíveis gametas diferentes. Genótipo aaBb: há 1 par de alelos em heterozigose (n 5 1). Temos, portanto, 2n 5 2 possíveis gametas diferentes.

5. Tipos de gameta de AaBBCCDd: ABCD, aBCD, ABCd e aBCd. Tipos de gameta de AaBbcc: ABc, Abc, aBc e abc. Tipos de gameta de aaBb: aB e ab.

6. Os fenótipos de sementes amarelas e lisas são dominantes sobre os fenótipos de sementes verdes e rugosas. 7. A proporção fenotípica esperada em F1 é de 9/16 plantas com sementes amarelas e lisas, 3/16 com sementes amarelas e rugosas, 3/16 com sementes verdes e lisas e 1/16 com sementes verdes e rugosas. A probabilidade de se ter descendentes com sementes verdes e lisas em F2 é de 3/16. 8. O número esperado de ervilhas com sementes amarelas e lisas é 9 ? 1 600 5 900. 16 9. A probabilidade de ser formado um descendente com sementes verdes e rugosas (vvrr) é de 1/4, ou 25%. 10. A probabilidade de o casal gerar um descendente com genóti1 1 1 1 1 po aaBbCCDd é de ? ? ? 5 . 4 2 2 2 32

Exercícios propostos 1. A

8. A

2. E

9. B

3. A

10. E

4. A

11. B

5. C

12. A

6. E

13. C

7. B

14. D

Exercícios complementares 1. a) A segunda lei de Mendel trata da segregação independente de pares de genes localizados em cromossomos não homólogos. Esse processo maximiza o número de combinações de alelos, o que aumenta a variabilidade genética na formação dos gametas e, consequentemente, nos organismos. b) Outro processo responsável pela geração de variabilidade é o crossing over ou permutação gênica, isto é, a troca entre segmentos de cromossomos homólogos. 2. Soma: 01 1 02 1 04 5 07

3. Soma: 04 1 16 5 20

4. Soma: 01 1 16 5 17

5. Soma: 16 6. Soma: 01 1 04 5 05

7. São esperados 99 descendentes machos e com o mesmo fenótipo dos pais. 8. Soma: 64 9. a) A probabilidade de se obterem filhotes brancos com pelos curtos é de 50%. b) A fêmea produz apenas gametas bS, e o macho produz gametas BS, Bs, bS e bs. c) A probabilidade de nascer um filhote com pelagem longa é zero, pois a fêmea é homozigota dominante, então não poderia gerar descendentes com o caráter recessivo. 10. a) O processo descrito por Mendel está relacionado à prática do melhoramento genético, que tem como vantagem a seleção de genes relacionados a características desejadas, como a resistência a doenças e pragas, o que aumenta a produtividade dos cultivares. b) A partir da terceira geração, do cruzamento entre descendentes aabb com aabb (Y), serão originados descendentes apenas com características a e b da espécie Y. 11. a) O genótipo de Paula é duplo-recessivo (mmgg), e seus pais são duplo-heterozigotos (MmGg). b) A probabilidade de o irmão de Paula ser duplo-heterozigoto é de 4/9 (deve-se excluir a probabilidade de ele ter uma ou ambas as doenças). A probabilidade de Paula ter uma irmã com as duas doenças é de 1/32. 12. a)  Os possíveis genótipos de um animal aguti com olhos negros são: aaBB e aaBb. Um animal Aabb tem pelos amarelos e olhos cor de mel. b) A probabilidade de nascer um indivíduo aguti com olhos cor de mel (aabb) é 1/12, e a de ele ser macho é de 1/2. Portanto, 1 1 1 a probabilidade pedida é de ? 5 . 12 2 24 13. a) As linhagens são da mesma espécie, pois o cruzamento entre os indivíduos resultou em descendentes férteis. b) As sementes usadas eram de linhagens puras (homozigotas) e, portanto, as espigas geradas por essas sementes manifestaram apenas as características determinadas pelo genótipo das sementes. A safra seguinte resultou do cruzamento entre algumas dessas espigas, gerando indivíduos híbridos (heterozigotos), que manifestaram características diferentes daquelas presentes na primeira safra. 14. a) A probabilidade é de 1/64. b) A probabilidade é de 1/16. c) A probabilidade é de 1/64.

BNCC em foco 1. Soma: 02 1 04 1 08 5 14

2. D

3. Região vc: ...GAA...

...TAA...

...CTT...

...ATT...

Região vf: ...AGC...

...AGA...

...TCG...

...TCT...

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Frente 2 Capítulo 13 — Plantas I

21. D 22. C 23. B 24. B

Revisando

25. D

1. Presença de embrião pluricelular dependente de tecido materno.

26. B

2. O amido é o carboidrato de reserva energética, e a celulose constitui a parede celular das plantas.

28. A

27. B

3. Embriófita: planta cujo embrião pluricelular desenvolve-se no organismo materno, dependendo dele para se nutrir. Traqueófita: planta que tem tecidos condutores de seiva. Espermatófita: planta que produz sementes.

Exercícios complementares

4. (I) Tecidos condutores de seiva; (II) sementes e pólen; (III) flores e frutos.

3. a) Plantas avasculares não têm tecidos de condução de seiva (xilema e floema), como as briófitas. Vasculares ou traqueófitas são as plantas com tecidos de condução de seiva, como as pteridófitas, gimnospermas e angiospermas.

5. As briófitas são avasculares, e o transporte de substâncias é lento. Isso justifica o seu pequeno porte. Além disso, elas não produzem lignina, molécula importante para o enrijecimento da parede celular, que favorece o aumento de porte nas plantas. São exemplos as hepáticas, os musgos e os antóceros. 6. A fase dominante é a gametofítica. Elas não conquistaram completamente o ambiente terrestre porque necessitam de água para a fecundação. 7. a) (A) Esporângio diploide; (B) esporos haploides; (C) oosfera haploide; (D) zigoto diploide. b) (I) Meiose; (II) fecundação. 8. Os tecidos vasculares (xilema e floema) realizam transporte rápido de seiva, o que permite maior crescimento das plantas. A lignina torna a parede celular mais forte e resistente, o que permite que a planta suporte mais peso e cresça mais. 9. Gimnosperma significa semente nua, não envolvida por fruto. A polinização ocorre pelo vento (anemofilia), e a fecundação ocorre por meio do tubo polínico, estrutura proveniente do grão de pólen que transporta os gametas masculinos até o feminino. 10. A semente de um pinheiro tem embrião diploide (2n), que origina uma nova planta; endosperma haploide (n), fonte de nutrientes para o embrião nos primeiros dias de vida; e tegumento ou casca diploide (2n), que protege o embrião contra perda de água e patógenos.

Exercícios propostos 1. D 2. C 3. A

b) Araucária é uma gimnosperma, que produz sementes, mas não flores. Samambaia é uma pteridófita, que não produz flores nem sementes. Ipê-amarelo é uma angiosperma, que produz flores e sementes. 4. Soma: 04 1 16 5 20

5. A aquisição 1 representa tecidos vasculares, que conferem maior velocidade no transporte de seiva. A aquisição 2 é a semente, que confere maior proteção ao embrião e possibilidade de dispersão da planta. A aquisição 3 representa flores e frutos. A flor facilita a polinização e a formação de sementes, enquanto o fruto protege a semente e facilita a sua dispersão. 6. Soma: 02 7. Se a fase dominante do ciclo reprodutivo é a haploide (gametófito), essa planta pertence ao grupo das briófitas, plantas que se desenvolvem melhor em locais úmidos, como florestas tropicais, já que são avasculares e precisam de água para a fecundação. A meiose está representada pela letra B, pois ocorreu redução da ploidia na produção dos esporos haploides (n) pelo esporófito diploide (2n). 8. a)  No musgo, o hadroma conduz seiva inorgânica, função desempenhada pelo xilema nas plantas vasculares. Já o leptoma transporta seiva orgânica, função desempenhada pelo floema nas plantas vasculares. b) Uma vantagem é a maior velocidade no transporte de água, sais minerais e matéria orgânica. A lignina auxilia na sustentação da planta e na manutenção das células durante o transporte de seiva pelo xilema. 9. Soma: 02 1 04 1 08 5 14

4. E

10. Soma: 01 1 02 1 08 1 16 5 27

5. A

11. Soma: 01 1 02 1 04 1 08 5 15

6. D

12. Soma: 01 1 16 5 17

7. D

13. a) A etapa C representa a meiose, pois ocorre no esporófito (2n) para formação dos esporos (n).

8. D 9. D

b) A dispersão ocorre pelos esporos, que são transportados para longas distâncias e germinam, formando gametófitos. Essa planta se desenvolve em ambiente que tenha água, fundamental para que ocorra a fecundação.

10. D 11. A 12. D

14. Soma: 08

13. D

15. Soma: 01 1 02 1 08 1 16 5 27

14. D

16. Soma: 01 1 02 1 04 1 08 5 15

15. A

17. Soma: 01 1 04 1 08 5 13

16. B

18. C

17. A

19. a) As araucárias, que crescem sob pleno sol, absorvem água do solo pelas raízes e a transportam até as folhas pelo xilema. Já os musgos, que vivem em lugares úmidos, absorvem água por todo o corpo por osmose e a distribuem célula a célula.

18. A 19. A 20. D

230 BIOLOGIA

1. Soma: 01 1 02 1 04 1 08 1 16 5 31

2. Soma: 01 1 04 1 08 5 13

Gabarito

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b)

2. A: pedicelo; B: pétala; C: antera; D: estigma; E: ovário; F: sépala.

Grupos de plantas

Planta representante

Novidade evolutiva

Briófita

Musgos

—

Pteridófita

Samambaias

Vasos condutores de seiva

Gimnosperma

Araucária

Sementes e pólen

Angiosperma

Pitangueira

Flores e frutos

20. a) Podem ser citados o surgimento dos óvulos, do grão de pólen e do tubo polínico, a dependência do gametófito, a diferenciação de megagametófito e microgametófito, a redução do número de megásporos, a retenção e proteção do megásporo, a formação do tegumento e o endosperma. b) As sementes protegem e nutrem o embrião e facilitam a dispersão das espécies no ambiente terrestre. 21. Soma: 01 1 02 1 04 5 07

22. C

23. D 24. A 25. a) Briófitas e pteridófitas. b) Tubo polínico. A dispersão das sementes permite a ocupação de novos ambientes pelas plantas e diminui a competição entre os descendentes e deles com a planta-mãe. 26. Soma: 01 1 04 5 05

3. No grão de pólen, são encontradas a célula generativa, que se divide e forma os gametas masculinos (células espermáticas), e a célula do tubo, que origina o tubo polínico. 4. Na dupla fecundação, uma célula espermática (n) se une à oosfera (n) e origina o zigoto (2n), que forma o embrião (2n). A outra célula espermática se une aos dois núcleos polares (n 1 n) da célula central, formando uma célula triploide, que dá origem ao endosperma secundário (3n). 5. Na enxertia, um ramo de uma planta (enxerto), é inserido no caule de outra planta (porta-enxerto). Uma das vantagens dessa técnica é que as raízes do porta-enxerto ajudam no desenvolvimento mais rápido do enxerto. 6. As principais fases são: floração, polinização, fecundação, formação dos frutos e das sementes, dispersão das sementes e germinação das sementes. 7. Em A, está representada a autopolinização: o grão de pólen é transportado para o estigma da mesma flor ou para outras flores da mesma planta. Em B, está representada a polinização cruzada: o pólen é transportado para flores de outras plantas da mesma espécie. 8. O mecanismo mais comum é a autoincompatibilidade. Se um grão de pólen cai e se prende ao estigma de flores da mesma planta, um mecanismo bioquímico impede o pólen de germinar e fecundar a oosfera. 9. Flores polinizadas pelo vento: alta produção de pólen, que é leve e seco; ausência de néctar; cor e odor não atraentes; estigma grande e exposto. Flores polinizadas por morcegos: abertura noturna; odor atraente; grande produção de néctar. 10.

27. C

Monocotiledôneas

Eudicotiledôneas

Sementes

Um cotilédone

Dois cotilédones

1. a) A: presença de embrião dependente da planta-mãe para proteção e nutrição; B: presença de semente.

Flores

Trímeras

Pentâmeras ou tetrâmeras

b) Presença de celulose na parede celular, cloroplastos com duas membranas, clorofilas a e b, reserva de amido no interior de plastídios, ciclo diplobionte, fotossíntese oxigênica, gametângios e esporângios revestidos por células protetoras estéreis.

Folhas

Nervuras paralelas

Nervuras reticuladas

Caules

Feixes vasculares dispersos

Feixes vasculares em anel

Sistema radicular

Fasciculado

Pivotante

Pólen

Uma abertura

Três aberturas

28. D

BNCC em foco

c) A fase haploide é denominada gametófito, e a fase diploide é denominada esporófito. Ao longo da evolução das plantas, ocorreu redução do tamanho e da duração da fase gametofítica e aumento de tamanho e duração da fase esporofítica. 2. Soma: 01 1 08 5 09

3. a) Briófitas e pteridófitas: as estruturas reprodutivas dessas plantas não são evidentes. b) Ocorreu um desenvolvimento da fase esporofítica, que se torna dominante no ciclo reprodutivo a partir de pteridófitas. Nas espermatófitas, os gametófitos são reduzidos e dependentes do esporófito. A fecundação ocorre no corpo materno sem a necessidade de água, fator decisivo para a conquista do ambiente terrestre pelas espermatófitas.

Exercícios propostos 1. C 2. B 3. C 4. B 5. D 6. D 7. C 8. A 9. B

Capítulo 14 — Plantas II Revisando 1. As estruturas reprodutivas exclusivas são os frutos e as flores. Os frutos são órgãos importantes para proteção e dispersão das sementes, aumentando as chances de sobrevivência no ambiente terrestre. As flores podem ser polinizadas por animais, o que aumenta a ocorrência de fecundação cruzada.

10. A 11. C 12. A 13. B 14. E 15. D 16. E

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12. a) A dupla fecundação é característica das angiospermas. Os gametas masculinos são os núcleos espermáticos, e o feminino é a oosfera.

17. C 18. C 19. D

b) O endosperma formado terá genótipo AAa, pois é formado por dois núcleos polares (que carregam o alelo A) e um núcleo espermático (que carrega o alelo a).

20. E 21. C 22. D

13. A reprodução sexuada aumenta a variabilidade genética das plantas, o que aumenta a resistência da população diante de mudanças ambientais e garante a formação de sementes. Já a reprodução assexuada favorece a produção em alta escala de plantas com características desejáveis, garantindo uniformidade e alta qualidade dos indivíduos.

23. A 24. B 25. C 26. E 27. C

14. Soma: 01 1 02 1 04 1 08 5 15

28. A

Exercícios complementares 1. a) O fruto protege o embrião e facilita a dispersão das sementes. b) O endosperma também está presente nas gimnospermas. Nas angiospermas, o endosperma é triploide, e isso garante maior taxa metabólica e maior produção de energia, o que o torna mais eficaz como tecido de reserva do que o endosperma haploide de gimnospermas. 2. Trecho 1: “Essa estrutura protege e nutre o embrião e permite que ele sobreviva em ambientes com condições desfavoráveis, facilitando sua dispersão”. Trecho 2: “Essa grande diversidade de espécies de angiospermas deve-se à presença de flores, que permitem a ocorrência da fecundação cruzada, aumentando a variabilidade genética, e de frutos, que protegem as sementes, favorecendo a dispersão”. 3. a) A planta pertence ao grupo das angiospermas, que, além das flores, produzem frutos. b) As árvores do Cerrado têm raízes profundas, que alcançam os lençóis freáticos; caules com casca grossa e troncos retorcidos, que protegem a planta do fogo; caules subterrâneos, que rebrotam após as queimadas e que acumulam nutrientes; folhas com estômatos na superfície inferior, cutícula grossa, tricomas ou pelos, que reduzem a perda de água por transpiração. 4. a) Os frutos são órgãos exclusivos das angiospermas. b) Após a fecundação dupla, formam-se a semente e o endosperma triploide. c) Os frutos protegem as sementes e favorecem a dispersão das plantas. 5. Soma: 02 1 08 5 10

6. D

7. a) A dupla fecundação e a formação de endosperma triploide ocorrem apenas em angiospermas. b) O genótipo do endosperma será Aaa. O endosperma é formado pelo encontro de um gameta masculino, que terá um alelo A, com os dois núcleos polares formados no óvulo, os quais têm cada um, um alelo a. 8. C 9. Soma: 01 1 02 1 04 1 08 1 16 5 31

10. O número haploide de cromossomos é n = 12. Como as células do albume (endosperma) são triploides (3n), elas devem ter 36 cromossomos. 11. a) A estrutura é o grão de pólen, que pode ser transportado até o estigma da flor de outra planta, possibilitando a fecundação cruzada e, consequentemente, favorecendo o aumento da variabilidade genética das plantas. b) O fruto auxiliou a disseminação das angiospermas no ambiente terrestre. Frutos protegem a semente e são, muitas vezes, atrativos para animais, que os ingerem e transportam as sementes para locais distantes da planta-mãe.

232

BIOLOGIA

15. a) Reprodução por propagação vegetativa. A folha tem células meristemáticas, que se proliferam e se diferenciam, formando brotos que originam novos indivíduos. b) Os indivíduos produzidos a partir de uma folha são geneticamente iguais ao parental, enquanto os que se desenvolvem de sementes são geneticamente diferentes dos organismos parentais. A reprodução por sementes é mais vantajosa, pois garante variabilidade genética na população, aumentando as chances de sobrevivência caso ela seja submetida a alterações ambientais ou pragas. 16. As laranjeiras na área II apresentarão maior resistência, devido à variabilidade genética das sementes (produzidas por reprodução sexuada).

17. Em populações que se reproduzem por autofecundação, a variabilidade genética é menor, o que as torna mais suscetíveis a alterações ambientais. Assim, mecanismos que evitam a autofecundação foram selecionados por garantir variabilidade genética às populações. 18. a) Muitas das sementes e frutos utilizados como alimento são formados pela polinização das plantas. Com o declínio dos polinizadores, a polinização e a produção desses alimentos podem ser prejudicadas. b) A polinização pode ser realizada por insetos (entomofilia), por aves (ornitofilia), por morcegos (quiropterofilia), pelo vento (anemofilia) e pela água (hidrofilia). 19. a) As abelhas polinizam as flores do tomateiro. O odor liberado pelas flores deve ter atraído as abelhas, já que, nesse lote, as flores foram cobertas com gaze opaca e porosa. b) As sementes em desenvolvimento produzem hormônios, como a auxina, que estimulam o crescimento do ovário, que origina um fruto. Nesse sentido, quanto maior for o número de sementes, maior será a produção de auxina e, consequentemente, maior será o tamanho do fruto formado. 20. E 21. a) Os mecanismos que podem ser citados são: posições diferentes dos estames e do estigma (impedindo o grão de pólen de chegar à parte feminina); amadurecimento das partes femininas e masculinas em épocas distintas; e incompatibilidade genética dos gametas (impedindo a união dos gametas da mesma planta). b) Os mecanismos que evitam a autopolinização favorecem a fecundação cruzada, o que aumenta a variabilidade genética da população. 22. B 23. Soma: 01 1 04 1 08 5 13

24. a) O número 3 (estigma). O número 5 (ovário). b) Na flor, os estames estão abaixo do estigma, o que impede que os grãos de pólen cheguem ao estigma e realizem autofecundação. Uma abelha pode carregar os grãos de pólen de uma flor a outra, promovendo a polinização e a fecundação cruzada.

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25. As anteras, estruturas produtoras de pólen, devem ser removidas das flores hermafroditas para que não ocorra a autopolinização. Dessa forma, a polinização deve ser feita manualmente e, de preferência, entre plantas sabidamente homozigotas dominantes (AA) e plantas homozigotas recessivas (aa), o que resultará em 100% de plantas heterozigotas. 26. a) As plantas e os animais polinizadores têm entre si uma relação de mutualismo, na qual ambos os organismos são beneficiados: as plantas são polinizadas e os animais se alimentam do néctar das flores. b) O conjunto 1 refere-se às eudicotiledôneas; e o conjunto 2 refere-se às monocotiledôneas, nas quais os vasos condutores estão dispersos no caule. c) No conjunto 1, as folhas têm nervuras reticuladas. No conjunto 2, as folhas têm nervuras paralelas. 27. Soma: 01 1 02 1 04 1 08 5 15 28. Soma: 01 1 04 1 08 5 13

BNCC em foco 1. a) A planta pertence ao grupo das angiospermas. O fruto da Casuarina se parece com a pinha, o estróbilo das plantas gimnospermas, grupo ao qual pertencem os pinheiros. b) As árvores do gênero Casuarina e os pinheiros produzem grãos de pólen, que são transportados para as partes ou plantas femininas, nas quais ocorre a fecundação. O surgimento dos grãos de pólen tornou as gimnospermas e angiospermas totalmente independentes da água para a reprodução. 2. a) I: antera; II: grão de pólen; III: pistilo ou carpelo. b) O processo ilustrado é a polinização. Com a chegada do grão de pólen até a estrutura III, a planta A é fecundada. c) Quando o grão de pólen é transportado para flores diferentes, ocorre a fecundação cruzada, processo que aumenta a variabilidade genética da população. d) As flores de algumas angiospermas apresentam pétalas com cores chamativas, liberam odores e têm néctar, características que atraem os insetos polinizadores.

7. As células do colênquima são vivas, com parede primária de espessamento irregular e sem lignina. As células do esclerênquima, por outro lado, são mortas, com parede secundária de espessamento regular e com lignina. 8. Xilema: transporte de seiva inorgânica; floema: transporte de seiva orgânica. 9. As células do xilema são os elementos de vaso, e as do floema, os elementos de tubo crivado. 10. A batata e a mandioca têm parênquima amilífero, o qual armazena amido. O cacto tem parênquima aquífero, o qual armazena água.

Exercícios propostos 1. A 2. A 3. C 4. B 5. A 6. C 7. A 8. D 9. E 10. B 11. C 12. E 13. E 14. E 15. B 16. D 17. B 18. D 19. D 20. A 21. C

3. a) O grupo de plantas evolutivamente mais próximo da flor primordial é o 13. O foco da pesquisa foram as moléculas de DNA.

22. D

b) Ela pertence ao grupo das eudicotiledôneas, as quais têm flores pentâmeras, ou seja, elementos florais em números múltiplos de 5.

25. B

23. C 24. D 26. C 27. D 28. E

Capítulo 15 — Anatomia vegetal Revisando 1. Os tecidos adultos das plantas podem ser agrupados em: sistema dérmico (revestimento), sistema vascular (transporte de seiva) e sistema fundamental (fotossíntese, armazenamento e preenchimento). 2. Indiferenciadas; totipotentes; alta atividade mitótica; parede fina. 3. Anéis de crescimento são padrões de círculos concêntricos formados no xilema secundário de árvores lenhosas. Eles indicam a idade da planta e permitem inferir as condições climáticas a que a planta estava submetida quando eles foram formados. 4. (A) cerne; (B) alburno; (C) câmbio; (D) floema secundário; (E) felogênio; (F) súber. 5. A cutícula reduz a perda de água e evita a proliferação de microrganismos. Os estômatos são responsáveis pelas trocas gasosas e pela transpiração vegetal. 6. A epiderme é um tecido vivo, com apenas uma camada de células. Já o súber é um tecido morto, com várias camadas de células.

Exercícios complementares 1. A célula utilizada é a meristemática, pois é indiferenciada e totipotente, ou seja, pode originar todos os tipos de tecidos da planta. Esse tipo de célula pode ser encontrado nas extremidades dos caules e das raízes e nas gemas axilares. 2. Soma: 01 1 16 5 17

3. a) O corte B inibirá o crescimento da raiz. b) O corte B remove o meristema subapical da raiz. Os tecidos meristemáticos promovem o crescimento da planta. 4. a)  Meristemas, ou tecidos meristemáticos. Nas raízes em crescimento primário, são encontrados nas extremidades, protegidos pela coifa. Nos caules em estrutura primária, são encontrados nas gemas apicais e axilares. b) O câmbio e o felogênio são os meristemas responsáveis pelo crescimento secundário. O súber, produzido pelo felogênio, é responsável pela proteção da planta contra altas temperaturas, já que é formado por várias camadas de células mortas que atuam como um isolante térmico.

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5. Soma: 04 1 08 5 12

6. a) Os tecidos meristemáticos são formados por células indiferenciadas, totipotentes e com grande capacidade de multiplicação. Assim, elas têm o potencial de formar novas plantas. b) O processo é a mitose, no qual uma célula-mãe se divide e origina duas células-filhas idênticas, que se multiplicam e dão origem às estruturas da planta formada na etapa 3. 7. a) Os anéis de crescimento são formados pela variação na atividade do câmbio vascular, dando origem a novos feixes de vasos xilemáticos constituintes dos anéis. A formação desses anéis sofre influência do clima: na primavera e no verão, os vasos do xilema formados são mais largos e, no início do outono, mais finos. Essa variação forma os anéis de crescimento. b) A análise não seria possível, pois as monocotiledôneas não têm câmbio vascular nem crescimento secundário. Além disso, a disposição dos feixes vasculares no caule é difusa, sem formação de um anel. 8. A palavra continuará a 1,5 m do solo, pois o crescimento em altura ocorre apenas nas extremidades da planta, nas regiões meristemáticas. 9. Soma: 01 1 02 1 04 5 07

10. a) O tecido de revestimento é formado da protoderme, enquanto o de preenchimento é formado do meristema fundamental. b) As células do colênquima são vivas e têm parede celular de celulose. Já as do esclerênquima são mortas e impregnadas de lignina na parede celular. c) O vacúolo armazena substâncias, como nutrientes e água, e toxinas. 11. Soma: 04 1 08 1 16 5 28

12. C 13. C

14. O tecido condutor é o xilema (ou lenho). A substância que dá mais rigidez às paredes das células é a lignina. O xilema é responsável pelo transporte de seiva inorgânica das raízes para as folhas e pela sustentação da planta. 15. a) Como a bactéria se estabelece nos vasos do xilema, ela prejudica o transporte de seiva inorgânica (água e sais minerais) das raízes até as folhas. b) O xilema maduro é, naturalmente, formado por células mortas. Então, isso não é consequência da presença das bactérias. 16. B 17. a) O colênquima é um tecido formado por células vivas, que promove sustentação e flexibilidade dos ramos e caules. O esclerênquima é um tecido formado por células mortas e impregnadas por lignina, por isso é mais rígido, e responsável apenas pela sustentação dos ramos e caules. b) Com a ruptura da extremidade de um ramo, há quebra na dominância apical, ativando o tecido meristemático das gemas laterais, que garantem o crescimento de novos ramos. 18. a) O câmbio forma o xilema e o floema. b) O súber é um tecido de revestimento externo, que protege e impermeabiliza o caule. O órgão humano análogo ao súber é a pele. 19. Soma: 04 1 08 5 12

20. Soma: 01 1 02 1 04 1 08 1 16 5 31 21. Soma: 02 1 04 1 16 5 22

22. Soma: 04 1 08 1 16 5 28 23. Soma: 01 1 02 5 03 24. A

25. B

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BIOLOGIA

26. Soma: 04 27. Soma: 02 1 04 1 08 5 14 28. C

BNCC em foco 1. Soma: 08 1 32 5 40

2. C 3. E

Frente 3 Capítulo 8  Circulação e imunidade Revisando 1. Os elementos figurados do sangue são as hemácias, responsáveis pelo transporte de gás oxigênio; os leucócitos, células do sistema imune, responsáveis pela defesa do organismo; e as plaquetas, fragmentos celulares cuja função é a coagulação sanguínea. 2. As artérias recebem o sangue vindo do coração sob alta pressão, enquanto as veias levam o sangue de volta ao coração, vindo de outras partes do corpo, sob uma pressão menor. 3. a) O sangue arterial é rico em O2 e pobre em CO2, e é proveniente das estruturas em que ocorrem as trocas gasosas, como pulmões e brânquias. O sangue venoso é rico em CO2 e pobre em O2, e é oriundo dos tecidos do corpo. b) Nos animais de circulação simples, o sangue passa pelo coração apenas uma vez a cada volta completa que dá pelo corpo. Já nos animais de circulação dupla, o sangue passa pelo coração duas vezes: uma quando vem do corpo e outra quando vem dos pulmões, para ser bombeado para o corpo todo. c) Na circulação incompleta, há mistura de sangue venoso com arterial no coração e, na completa, essa mistura não ocorre. 4. O coração 1 pode pertencer a aves ou mamíferos; o coração 2 pertence a anfíbios, e o coração 3 pertence a répteis não crocodilianos. A mistura de sangue venoso com arterial ocorre nos corações 2 e 3. 5. As veias cavas e as artérias pulmonares conduzem sangue venoso. Já as veias pulmonares e a artéria aorta transportam sangue arterial. 6. A sístole é o movimento de contração da musculatura das câmaras cardíacas, responsável por bombear o sangue. A diástole é o relaxamento da musculatura das câmaras, que ocorre quando elas se enchem de sangue. 7. Os órgãos primários são a medula óssea e o timo; e os secundários são os linfonodos, os vasos linfáticos, o baço e as tonsilas. 8. A imunidade inata é a primeira barreira de defesa do corpo e está presente em todos os animais; trata-se de uma resposta rápida e não específica, que abrange grande diversidade de patógenos. Já a imunidade adquirida é mais lenta, mas altamente específica, sendo observada apenas nos vertebrados. 9. A resposta imunitária primária, que ocorre quando há a primeira exposição ao antígeno, é mais lenta e produz pequena quantidade de anticorpos. A resposta secundária ocorre quando há nova exposição ao mesmo antígeno, e é mais rápida, com maior produção de anticorpos. 10. A vacina promove a imunização ativa, pois gera uma resposta do sistema imunitário, por meio da inoculação de antígenos no organismo. Ocorrem a produção de anticorpos e a formação de células de memória, garantindo a memória imunitária contra esse antígeno. O soro promove a imunização passiva, pois é composto de anticorpos prontos, então não gera resposta imunitária no organismo nem memória imunitária. É administrado quando já houve infecção pelo antígeno.

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Exercícios propostos 1. C 2. C 3. B 4. B

b) Com o aumento da produção de hemácias, há mais células disponíveis para transportar oxigênio até os músculos do atleta, o que permite maior produção de ATP pela respiração celular e, consequentemente, melhora no desempenho físico. 3. Soma: 01 1 02 1 04 1 08 5 15

5. A

4. A

6. A

5. a) A pressão parcial de oxigênio em La Paz é de 102,5 mmHg.

7. B 8. A 9. C 10. D 11. E 12. E 13. C 14. B 15. B 16. B 17. E 18. E 19. B 20. C 21. C 22. B 23. E 24. A 25. D 26. E 27. A 28. A 29. B 30. B 31. D

b) A menor pressão parcial de oxigênio de La Paz dificulta a difusão desse gás do pulmão para o sangue, pois sua concentração nos alvéolos é menor do que ao nível do mar. Após uma semana de aclimatação, há um aumento na produção de hemácias, o que normaliza o aporte de oxigênio aos tecidos. Além disso, há aumento da ventilação pulmonar e maior produção de hemoglobina. 6. a) As hemácias são produzidas na medula óssea vermelha, presente no interior de alguns ossos, e são destruídas no fígado ou no baço. b) A baixa quantidade de hemácias prejudica o transporte de O2 e a oxigenação dos tecidos, reduzindo a taxa de respiração celular; então, a produção de energia pelo corpo é menor, o que deixa as pessoas anêmicas cansadas. 7. a) As hemoglobinas são encontradas nas hemácias. O gás oxigênio é utilizado na respiração celular aeróbica. b) Nos primeiros dias, o valor do oxímetro será menor que 95%, pois, em grandes altitudes, como em La Paz, o ar é rarefeito e a disponibilidade de O2 é menor, o que dificulta a ligação desse gás com a hemoglobina e a oxigenação dos tecidos. Após o período de aclimatação, o corpo aumenta a produção de hemácias, elevando as taxas de transporte de oxigênio em grandes altitudes. 8. a) O linfócito B participa do mecanismo específico de defesa, pois é responsável pelo reconhecimento dos diferentes antígenos e pela produção dos anticorpos, que são proteínas específicas para cada tipo de antígeno. b) A histamina estimula a dilatação dos vasos sanguíneos em uma resposta inflamatória; e a heparina é uma substância anticoagulante, ou seja, que evita a coagulação do sangue. 9. Soma: 01 1 02 1 04 5 07

32. D

10. D

33. E

11. C

34. E

12. a) As valvas são encontradas em veias de médio e grande portes. Elas garantem o fluxo unidirecional do sangue nos tecidos em direção ao coração, impedindo o retorno sanguíneo dentro das veias.

35. A 36. C 37. D 38. B 39. A 40. B 41. B 42. C

Exercícios complementares 1. a) As células descritas são as hemácias, produzidas na medula óssea, presente no interior de ossos longos. b) As hemácias são células anucleadas, o que torna seu tempo de vida limitado, pois a ausência do núcleo com o DNA impede que sintetizem proteínas. Assim, elas só sobrevivem enquanto tiverem proteínas para serem consumidas. 2. a) A EPO é produzida principalmente pelos rins, e é levada até a medula óssea (onde serão produzidas as hemácias) pela corrente sanguínea.

b) A veia safena implantada no coração será submetida a uma pressão hidrostática idêntica à que ocorria no segmento da artéria coronária que foi substituída. A veia receberá uma pressão maior do que recebia originalmente, pois artérias recebem sangue com maior pressão do que veias. A irrigação sanguínea do miocárdio é vital para assegurar o aporte de oxigênio e nutrientes para o tecido cardíaco, a fim de manter o correto funcionamento metabólico das células cardíacas. 13. D 14. a) Nas artérias com acúmulo de placas de gordura há redução e até mesmo interrupção do fluxo sanguíneo, já que a gordura vai obstruindo o vaso, diminuindo seu diâmetro e dificultando a passagem do sangue. b) Ao receber o sangue bombeado, as artérias se dilatam e aumentam o diâmetro interno, graças ao tecido muscular liso e às fibras elásticas que compõem esses vasos. 15. a)  I: anfíbios; II: mamíferos; III: répteis não crocodilianos; IV: aves.

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b) O coração com quatro câmaras impede a mistura de sangue arterial com sangue venoso, o que aumenta o aporte de oxigênio aos tecidos. Essa característica favorece a manutenção da elevada taxa metabólica dos mamíferos, animais que, por serem endotérmicos, têm alta demanda metabólica. A endotermia é uma característica fundamental para a expansão dos mamíferos por diferentes regiões do planeta, inclusive aquelas com baixas temperaturas médias. 16. a) 1: aves ou mamíferos; 2: anfíbios; 3: peixes; 4: répteis não crocodilianos. b) 1 – O sangue venoso chega pelo átrio direito, passa para o ventrículo direito e vai para os pulmões por meio das artérias pulmonares. O sangue arterial volta pelo átrio esquerdo, passa para o ventrículo esquerdo e vai para o corpo por meio da artéria aorta. Não há mistura de sangue.

22. Apesar de o sangue circular na artéria aorta com velocidade baixa, a pressão sanguínea nesse vaso é muito alta, já que ele recebe o sangue oxigenado com alta pressão, bombeado diretamente do coração. O rompimento desse vaso causa uma grave hemorragia e impede a oxigenação dos tecidos. 23. A 24. Soma: 08 1 16 5 24

25. Soma: 01 1 02 1 04 1 08 1 16 5 31

26. a) O lado direito do coração recebe sangue das veias cavas e o bombeia para os pulmões, pela artéria pulmonar. b) A pressão hidrostática nos vasos sanguíneos é maior no momento III, quando ocorre a contração dos ventrículos, que bombeiam o sangue para dentro das artérias com muita força, gerando alta pressão sanguínea.

2 – O sangue venoso chega no átrio direito e passa para o ventrículo, do qual é bombeado para ser oxigenado. O sangue oxigenado volta pelo átrio esquerdo e vai novamente para o ventrículo, do qual será bombeado para o corpo. O sangue venoso e o arterial se misturam no ventrículo, sendo que uma parte vai ser oxigenada e outra vai para o corpo.

27. a) A bomba substitui o funcionamento do ventrículo esquerdo, pois ele é o responsável por bombear o sangue arterial para a artéria aorta, que vai distribuí-lo por todo o corpo.

3 – O sangue venoso chega pelo átrio, passa pelo ventrículo e é bombeado para ser oxigenado nas brânquias. Não há mistura de sangue.

28. a) O nó (ou nodo) sinoatrial é um conjunto de células especiais, presentes no átrio direito, portanto são formadas pelo tecido muscular estriado cardíaco, como o restante do coração. A contração cardíaca é denominada sístole.

4 – O sangue venoso chega no átrio direito e passa para o ventrículo, do qual é bombeado para os pulmões. O sangue oxigenado volta pelo átrio esquerdo e vai para o ventrículo, do qual será bombeado para o corpo. O sangue venoso e o arterial se misturam no ventrículo, já que ele é apenas parcialmente dividido. 17. a) O número 1 indica as brânquias, e o 2 indica os pulmões. b) O organismo X pode pertencer à classe dos peixes, e o organismo Y pode pertencer à classe das aves ou dos mamíferos. c) Com a circulação dupla completa, há maior aporte de oxigênio para as células, já que não há mistura de sangue venoso com arterial. A maior oxigenação das células permite um aumento da produção de energia e, com isso, a produção de calor permite que a temperatura interna permaneça constante. 18. Soma: 01 1 02 1 04 1 16 5 23

19. O erro apresentado na ilustração é o sentido do fluxo de água. Nas lamelas branquiais a água flui no sentido oposto ao fluxo de sangue venoso. Dessa forma, o sangue rico em gás carbônico entra em contato com a água com maior teor de oxigênio dissolvido.

20. a) O eritrócito sairia do átrio direito (ponto 1) e iria para o ventrículo direito, o qual o bombearia para a artéria pulmonar, em direção aos pulmões. Ele retornaria pelas veias pulmonares, entraria no átrio esquerdo, passaria para o ventrículo esquerdo e sairia pela artéria aorta. Chegaria à artéria intestinal, passaria para a veia intestinal e para a veia cava, a qual o levaria de volta ao átrio direito. b) A nutrição e a oxigenação do miocárdio ocorrem por meio das artérias coronárias, ramificações da artéria aorta. c) O refluxo é impedido pela presença das valvas cardíacas. A valva tricúspide impede o refluxo do sangue do ventrículo direito para o átrio direito, e a valva bicúspide impede o refluxo do sangue do ventrículo esquerdo para o átrio esquerdo. 21. a) A estrutura apontada por Y é a valva tricúspide, responsável por impedir o refluxo de sangue do ventrículo direito para o átrio direito. O sangue vindo dos pulmões pelas veias pulmonares chega ao átrio esquerdo. b) A seta X indica o septo interventricular. Essa estrutura separa os ventrículos, impedindo que ocorra mistura do sangue venoso com o arterial, condição fundamental para manter a alta oxigenação do sangue e, consequentemente, dos tecidos humanos.

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b) A peça 2, que é análoga à valva bicúspide, encontrada entre o átrio e o ventrículo esquerdos. A função dessa valva é evitar o refluxo do sangue arterial.

b) A frequência cardíaca é aumentada pelo sistema nervoso autônomo simpático. 29. a) Os ribossomos são responsáveis pela tradução do RNA mensageiro. A tradução produz proteínas. b) Os linfócitos que são estimulados são os linfócitos B. Alguns linfócitos B se tornam células de memória, que serão responsáveis pela resposta em futuras exposições ao antígeno. 30. a) A febre é o aumento da temperatura corporal, uma resposta fisiológica do organismo que permite maior atividade das células do sistema imune, tornando o combate ao agente invasor mais rápido. b) O método mais indicado para diagnóstico pela presença de anticorpos é o X, que se mostra mais eficiente a partir de 7 dias após a infecção, até em torno do 20o dia, que é o tempo que leva para que os plasmócitos produzam os anticorpos e aumentem sua quantidade no plasma sanguíneo. A maior precisão por esse método é em torno do 20o dia, quando a quantidade de anticorpos no plasma é maior. c) O acúmulo de líquidos nos pulmões dificulta a difusão do gás oxigênio dos alvéolos para dentro dos capilares sanguíneos e do gás carbônico do sangue para os alvéolos, pois aumenta a distância entre as estruturas pulmonares e os vasos sanguíneos. A diminuição da saturação do oxigênio causa um aumento na concentração de CO2, que reage com a água, formando ácido carbônico, que se dissocia e libera H+, diminuindo o pH do sangue. 31. a) A leitura da figura permite concluir que o indivíduo 1 tem genótipo CC, enquanto o indivíduo 3 tem genótipo TT. Assim, todos os(as) filhos(as) desse casal terão genótipo TC, que determina alta expressão de lactase ativa, uma vez que o alelo T é dominante. b) No início da vida, bebês não produzem seus próprios anticorpos. Assim, a amamentação é fundamental para passar anticorpos da mãe para o bebê, promovendo um processo de imunização passiva natural. 32. a) Os agentes causadores dessas doenças são vírus, formados principalmente por proteínas e ácidos nucleicos. b) As células de memória ativadas são os linfócitos B. Ao reconhecer os antígenos, eles iniciam uma rápida e numerosa produção de anticorpos, além da formação de mais células de memória.

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33. A resposta imune é humoral, pois é mediada por moléculas presentes no sangue e ocorre pela formação de anticorpos específicos. Os anticorpos são produzidos pelos plasmócitos, formados a partir dos linfócitos B. 34. a) O Schistosoma mansoni pertence ao filo dos platelmintos e tem como hospedeiro intermediário o caramujo do gênero Biomphalaria. b) A proteína Sm14 atua como antígeno: ela é reconhecida como um elemento estranho ao organismo e induz uma resposta imune. Serão produzidos anticorpos e células de memória específicos contra a proteína Sm14. Assim, caso uma pessoa imunizada seja infectada pelo parasita, as células B de memória serão acionadas e anticorpos contra a proteína serão rapidamente produzidos. 35. Quando um antígeno invade o organismo, os linfócitos B reconhecem o invasor e formam os plasmócitos, que produzem anticorpos. Além dos anticorpos, a imunização pelas vacinas envolve os linfócitos T citotóxicos, que destroem as células infectadas por vírus. 36. A vacina introduz no organismo o antígeno viral, que gera uma resposta imune, com produção de anticorpos e de células de memória. Quando o indivíduo imunizado entra em contato com o antígeno de maneira natural, a resposta imune secundária é rápida, com produção de muitos anticorpos que combatem o antígeno, geralmente antes de os sintomas da doença se manifestarem. 37. a) A vacinação é um tipo de prevenção porque desencadeia uma imunização ativa artificial, devido à produção de anticorpos pelo organismo, que destruirão os antígenos presentes na vacina. b) Na utilização do soro, ocorre uma imunização passiva artificial, pois o indivíduo recebe os anticorpos produzidos pelo cavalo, que atuarão sobre o antígeno presente no veneno da cobra. 38. a)  Para a produção da vacina, é necessário que ocorra a multiplicação dos vírus, os quais dependem de uma célula hospedeira para se multiplicar. Assim, os ovos embrinados fornecem as células nas quais ocorre a multiplicação dos vírus. b) A alegação é incorreta porque as vacinas são feitas com fragmentos dos vírus, ou seja, eles estão inativos e não vão causar a doença nas pessoas que estão saudáveis. Ao receber a vacina, o sistema imune reconhece o antígeno e estimula a produção de anticorpos e células de memória. Caso o organismo seja atacado pelo mesmo vírus, a produção de anticorpos será mais rápida e o combate à infecção, mais eficiente. 39. O produto I é um soro e o II é uma vacina. O soro é preparado a partir do plasma de equinos que foram expostos ao vírus rábico, geraram uma resposta imune e produziram anticorpos, que são purificados e preparados para a utilização. As vacinas contêm os vírus da raiva inativados ou atenuados, que se reproduziram em culturas de células e, ao serem injetados em um indivíduo, estimulam uma resposta imune e a produção de anticorpos. 40. A primeira etapa é a extração do veneno das abelhas. Na segunda etapa, o veneno é inoculado em animais, como cavalos, que passam a produzir anticorpos específicos contra esse veneno. Na terceira etapa, os anticorpos são separados do plasma e purificados, para serem utilizados como soro antiapílico. No tratamento de uma pessoa que tenha sofrido um ataque de abelhas, o soro é mais eficiente porque contém os anticorpos prontos, que são injetados na pessoa e rapidamente neutralizam as toxinas. Caso a pessoa tomasse a vacina, não haveria tempo suficiente para a produção de anticorpos, antes de o veneno começar a causar danos no organismo.

BNCC em foco 1. E 2. C 3. O aumento da frequência cardíaca é estimulado pelo sistema nervoso simpático, que pode ter sua ação diminuída pela ação do medicamento betabloqueador, que evita o aumento dos batimentos a valores muito altos.

Capítulo 9  Excreção Revisando 1. A excreção é responsável por eliminar do corpo os metabólitos nitrogenados e outros resíduos que podem ser tóxicos para o animal, e também excretar o excesso de água e sais, auxiliando na osmorregulação. 2. Os resíduos nitrogenados são provenientes da digestão de compostos que contêm nitrogênio, como as proteínas e os ácidos nucleicos. 3. Toxicidade Gasto de água Custo energético Um exemplo de animal que elimina o resíduo nitrogenado

Amônia Alta Alto

Ureia Intermediária Intermediário

Ácido úrico Baixa Baixo

Baixo

Intermediário

Alto

Peixes ósseos (outro exemplo seriam os girinos)

Mamíferos (outros Répteis, exemplos aves (outro seriam anfíbios exemplo seria os insetos) adultos e os condrictes)

4. 1 5 rim; 2 5 ureter; 3 5 bexiga urinária; 4 5 uretra.

5. 1 5 glomérulo renal; 2 5 cápsula glomerular; 3 5 túbulo contorcido proximal; 4 5 alça néfrica; 5 5 túbulo contorcido distal; 6 5 ducto coletor.

6. A filtração ocorre quando a pressão sanguínea empurra componentes do sangue através do glomérulo, até chegar na cápsula glomerular. Esse processo forma o filtrado glomerular, que contém água, sais minerais, vitaminas, glicose, resíduos nitrogenados e outras substâncias. Como o filtrado contém substâncias que são úteis ao organismo, ao longo da passagem pelo néfron, elas são reabsorvidas, retornam para o sangue e são utilizadas pelo organismo.

7. A secreção tubular é a passagem de algumas substâncias presentes nos capilares dos túbulos renais, como drogas e toxinas, diretamente para o interior dos túbulos proximal e distal. 8. O ADH aumenta a reabsorção de água nos túbulos distais e nos ductos coletores. Esse processo reduz o volume de urina e a deixa mais concentrada. 9. Os líquidos corporais de um peixe de água doce são hipertônicos em relação ao ambiente; por isso, esses animais ganham água por osmose e perdem sais por difusão. Para manter a osmorregulação, os peixes dulcícolas eliminam grande quantidade de água na urina e obtêm sais pela alimentação e pela absorção ativa através das brânquias. 10. O excesso de sais é eliminado por transporte ativo pelas brânquias e pelos rins, formando um pequeno volume de urina muito concentrada.

Exercícios propostos 1. D

41. D

2. A

42. D

3. B

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4. C

O paciente com DI nefrogênico apresenta problemas no néfron, então, mesmo com a aplicação do medicamento semelhante ao ADH, não ocorre reabsorção de água, e o volume de urina permanece alto, como no paciente 2.

5. C 6. E 7. D

8. a) A passagem de substâncias é determinada pela pressão sanguínea. O sangue tem hemácias e proteínas, ausentes no líquido do interior da cápsula.

8. D 9. A 10. C

b) A alça mais longa possibilita maior reabsorção de água no ducto coletor. Isso gera urina mais concentrada, o que possibilita economia de água. A aldosterona aumenta a reabsorção de sódio, o que eleva a pressão sanguínea.

11. E 12. A 13. E

9. Soma: 01 1 04 1 08 1 16 5 29

14. C

10. a) A água passa pelo processo de filtração (1) no glomérulo renal e pela reabsorção passiva (3).

15. A 16. C

b) As drogas que podem ser detectadas no exame antidoping são secretadas para os túbulos renais pela secreção tubular (4).

17. B 18. B 19. C

c) A glicose não é utilizada para repor as perdas de substâncias, pois em uma pessoa saudável nem a urina nem o suor têm glicose na sua composição.

20. A 21. C

11. A

Exercícios complementares 1. a) A amônia, devido à sua elevada toxicidade, tem alta demanda hídrica para sua eliminação; dessa forma, é excretada por vertebrados de ambientes aquáticos, como peixes ósseos e larvas de anfíbios. A ureia e o ácido úrico são menos tóxicos do que a amônia, tendo menor exigência hídrica em sua excreção; sendo assim, são resíduos majoritariamente eliminados por vertebrados terrestres, como mamíferos e anfíbios adultos, que eliminam principalmente ureia, e répteis (incluindo as aves), que excretam majoritariamente ácido úrico. b) Podem ser citados os poríferos e os cnidários, que liberam seus resíduos por difusão. 2. D 3. A carne da tilápia tem proteínas, compostos orgânicos nitrogenados que podem ser consumidos por seres humanos. A principal excreta nitrogenada eliminada pelas tilápias (peixes ósseos) é a amônia. 4. a) A amônia é o composto mais tóxico, seguido da ureia e, por último, o ácido úrico, o menos tóxico dos três. b) A amônia é mais abundante na excreção dos peixes ósseos, e a ureia, na urina do ser humano. Item

c)

(i) o  smolaridade sanguínea (ii) s ecreção do hormônio antidiurético (ADH) (iii) v olume reabsorvido de água (iv) volume de urina

ò, ô, Ê ô

ô ô ò

5. a) O hormônio ADH aumenta a permeabilidade à água dos epitélios do ducto coletor e do túbulo distal do néfron, fazendo com que a reabsorção de água seja maior, o que reduz o volume de urina excretado. b) Os ovíparos terrestres, como répteis e aves, excretam ácido úrico, composto menos tóxico que a ureia. 6. Soma: 02 1 04 1 08 1 16 5 30

7. No indivíduo saudável, a privação de água aumentou a osmolaridade do sangue e isso estimulou a liberação do hormônio ADH. O hormônio aumentou a reabsorção de água nos néfrons, reduzindo o volume de urina. O paciente 1 tem DI central, pois ele não produz ADH, mas, quando recebe o medicamento, ocorre a reabsorção de água nos rins e o volume de urina diminui.

238 BIOLOGIA

12. Conforme o fármaco bloqueia a ação das proteínas SGLT2, não há reabsorção de glicose para a corrente sanguínea, estabilizando os níveis de glicemia. 13. D 14. a) A maior parte da reabsorção dos solutos e da água ocorre em 1, no túbulo proximal, que apresenta epitélio com microvilosidades que aumentam a superfície de absorção. b) O ADH atua aumentando a reabsorção de água nos túbulos distais e no ducto coletor, reduzindo o volume de urina eliminado. O paratormônio atua aumentando a reabsorção de íons cálcio do filtrado para o sangue. 15. a) A produção de ureia ocorre no fígado. A amônia é um composto tóxico para o organismo e deve ser diluída em um grande volume de água, o que poderia se configurar como uma dificuldade adaptativa para um animal terrestre, como o ser humano. b) A maior parte da água e dos solutos do filtrado é reabsorvida ao longo do néfron, por isso o volume de urina é relativamente baixo em relação ao volume do filtrado. Um hormônio que pode ser citado é a aldosterona, que estimula a reabsorção de Na+ nos néfrons. 16. A 17. Nos organismos unicelulares de água doce, o vacúolo contrátil é responsável pela osmorregulação, pois elimina o excesso de água que entra por osmose. O grupo B corresponde aos peixes marinhos, animais que perdem água por osmose e repõem parte dela ingerindo água do mar, o que faz com que a urina tenha alta concentração de sais, que devem ser eliminados do corpo. 18. a) Osmorregulação é a manutenção do equilíbrio osmótico do organismo por meio do controle das concentrações de água e sais, garantindo condições favoráveis à ocorrência das reações metabólicas. Nos animais vertebrados, os rins são os principais responsáveis pela osmorregulação. b) A hematose ocorre nos alvéolos pulmonares, e o gás oxigênio é transportado pelo sangue, ligado à hemoglobina (proteína constituinte das hemácias). 19. a) A ingestão de água do mar aumenta a concentração de sódio e a osmolaridade do sangue, promovendo a sensação de sede e a liberação de ADH. Esses processos tendem a aumentar a oferta de água para a corrente sanguínea e, consequentemente, diminuir a osmolaridade do sangue. Por isso, quanto mais água do mar for ingerida, maior será a sensação de sede.

Gabarito

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b) Os peixes cartilaginosos são marinhos e possuem alta concentração de ureia no sangue, o que os mantém isotônicos em relação à água do mar. Sendo assim, não há grande perda de água nem são ativados mecanismos de reposição, como a sede. 20. a) O salmão Y absorve água por osmose, o que reduz a sua ingestão; por isso sua taxa de absorção intestinal de Na+ é baixa e sua taxa de excreção branquial também, como mostra o ponto 1. Já o salmão X está hipotônico em relação à água do mar, então, perde água por osmose e deve fazer a reposição bebendo a água salgada; assim, a taxa de absorção intestinal de sódio é alta, o que o leva a eliminar esse sal pelas brânquias, como mostra o ponto 2. b) No peixe de água salgada, o rim elimina baixo volume de urina, mantendo maior quantidade de água no corpo, já que o peixe perde bastante água por meio da osmose. O peixe de água doce ganha água por osmose; assim, é produzido grande volume de urina pelos rins, eliminando o excesso de água.

3. A chegada do potencial de ação ativa a liberação dos neurotransmissores do neurônio pré-sináptico para a fenda sináptica. Os neurotransmissores se ligam aos receptores na membrana dos dendritos do neurônio pós-sináptico. 4. O potencial de repouso é encontrado em neurônios que não estão conduzindo impulsos nervosos. Nessa condição, a membrana tem carga interna negativa e carga externa positiva. O potencial de ação ocorre quando há inversão da polaridade (despolarização) da membrana, assim que o neurônio recebe um estímulo que ativa a abertura dos canais iônicos, que permitem a entrada maciça de íons sódios na célula. A abertura de canais de sódio gera uma mudança na distribuição de cargas, tornando o meio interno positivo e o meio externo negativo. 5. O sistema nervoso central é composto do encéfalo e da medula espinal, enquanto o periférico é formado pelos nervos cranianos e espinais, pelos gânglios nervosos e por receptores sensoriais.

21. a) A organela osmorreguladora é o vacúolo pulsátil (ou contrátil). Os paramécios são hipertônicos em relação à água do meio em que vivem e ganham água por osmose, o que ativa a organela e a eliminação do excesso absorvido.

6. O hipotálamo atua no controle da temperatura corporal, da fome, da sede, dos impulsos sexuais e das emoções. O bulbo é o centro de controle dos movimentos respiratórios e dos batimentos cardíacos. O cerebelo coordena os movimentos, o equilíbrio e a postura.

b) As bombas de prótons estão na membrana da organela. Elas utilizam a energia do ATP para bombear prótons para o interior do vacúolo pulsátil, que se torna hipertônico. A água presente no hialoplasma entra na organela por osmose, e o excesso hídrico é liberado para o ambiente.

7. O estímulo é percebido pelo neurônio sensorial, que transmite a informação para a medula espinal. Na medula, o estímulo chega aos neurônios motores, que atuam sobre o músculo, gerando a movimentação da perna, efetuando a resposta.

BNCC em foco 1. De acordo com o gráfico, a maior concentração de ureia foi encontrada na situação com ingestão do suplemento proteico usual (US). A ureia é obtida pela degradação dos aminoácidos, moléculas que formam as proteínas, que estavam em excesso no corpo. Quando os atletas não consomem o suplemento proteico, a disponibilidade de compostos nitrogenados é menor, resultando em menor produção e eliminação de ureia. 2. E 3. a) Na situação A, a urina é pouco concentrada, pois os animais tinham muita água disponível e eliminaram o excesso dela pela urina. Assim, a osmolaridade da urina é baixa e a concentração de ureia também. Na situação B, a baixa disponibilidade de água levou o organismo dos animais a reter esse líquido, resultando em uma urina altamente concentrada. Por isso, a osmolaridade e a concentração de ureia na urina são altas. b) Os rins atuam na regulação hídrica do corpo dos animais, mantendo a concentração de sais e a quantidade de água no sangue adequadas ao funcionamento do organismo. Por meio da alteração na concentração da urina, isto é, do controle da quantidade de água eliminada do corpo, os rins mantêm a osmolaridade adequada, o que justifica os valores próximos entre as situações A e B.

8. O sistema nervoso autônomo é dividido em simpático, que é ativado em uma situação de estresse, gerando uma resposta de “luta ou fuga”, e parassimpático, ativado em momentos de descanso ou de digestão. 9. A cóclea é a estrutura responsável pela audição, e os canais semicirculares são responsáveis pelo equilíbrio. 10. Os bastonetes são células sensíveis à luz e possibilitam a percepção de variações na intensidade luminosa. Os cones proporcionam a identificação de cores.

Exercícios propostos 1. D 2. C 3. B 4. C 5. C 6. D 7. E 8. A 9. D 10. C 11. D 12. D

Capítulo 10  Controle nervoso Revisando

13. E 14. A 15. E

1. O número 1 corresponde ao corpo celular, o número 2 corresponde aos dendritos, o 3, ao axônio e o 4, à bainha de mielina.

16. D

2. A condução do impulso nervoso nos neurônios amielinizados é mais lenta, pois deve passar por toda a extensão da membrana. Já nos neurônios com a bainha de mielina, ela é mais rápida, pois ocorre aos saltos, uma vez que o impulso passa apenas pelas regiões sem a bainha.

18. C

17. B 19. A 20. B 21. C

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Exercícios complementares 1. a) Os microtúbulos participam do transporte de organelas e componentes celulares, da organização das fibras de fuso nas divisões celulares e da formação de cílios e flagelos. De acordo com a figura, na fase 4 é encontrada a MAP2 em maior quantidade nos dendritos. b) Os axônios são responsáveis pela condução dos impulsos nervosos gerados pelo neurônio até a célula pós-sináptica. Os dendritos são as regiões dos neurônios que recebem os estímulos nervosos. Assim, as duas estruturas são responsáveis por estabelecer novas conexões por meio das sinapses, aumentando a rede de comunicação entre as células nervosas, caracterizando a plasticidade neuronal, propriedade que consiste em modificações nas ramificações e nas conexões estabelecidas entre os neurônios. 2. a) A propagação do impulso nervoso ocorre quando o estímulo chega aos dendritos, é transmitido ao corpo celular e depois ao axônio, cuja região terminal libera os neurotransmissores, formando as sinapses. O encéfalo humano é protegido pelo crânio. b) As células pré-sinápticas liberam vesículas contendo os neurotransmissores na fenda sináptica. Nas células pós-sinápticas, há receptores de membrana, aos quais os neurotransmissores se ligam, gerando um impulso nervoso nessa célula. 3. a) A propagação do impulso nervoso ocorre do dendrito para o corpo celular e deste para o axônio. O estrato mielínico aumenta a velocidade da condução do impulso nervoso. b) Os neurônios se comunicam por meio das sinapses. Um neurônio, chamado pré-sináptico, libera neurotransmissores pela região terminal de seu axônio, em um espaço chamado fenda sináptica. Esses neurotransmissores se ligam a receptores presentes na membrana dos dendritos do neurônio pós-sináptico, e o estímulo é transmitido. 4. Soma: 01 1 02 1 04 1 16 5 23 5. Soma: 01 1 02 1 08 5 11 6. Soma: 02 1 08 5 10

7. a) O analgésico W apresentou a maior eficiência no alívio das dores, pois corresponde à curva que se mantém mais próxima do 0. A sensação de dor é interpretada pelo cérebro. b) O número 2 indica o período de abertura dos canais de sódio na membrana plasmática do neurônio. O analgésico deve manter o estado polarizado (potencial de repouso 270 mV) da membrana plasmática ao impedir a abertura dos canais de sódio. Assim, a formação de um potencial de ação (despolarização) e a propagação do impulso nervoso aos centros de recepção de dor no cérebro são impedidas. 8. Após ser ingerido, parte do álcool é absorvida pelo estômago e parte é absorvida pelo duodeno, chegando à corrente sanguínea. Por meio da circulação, ele chega aos pulmões e, quando a pessoa sopra no etilômetro, o álcool é detectado. O álcool

240 BIOLOGIA

atua no sistema nervoso inibindo as regiões responsáveis pela coordenação motora, como o cerebelo, afetando os movimentos, os reflexos e o equilíbrio. Por isso, uma pessoa que bebe apresenta movimentos lentos e alteração da fala. 9. a) X: fase de repouso; Y: fase de despolarização; W: fase de repolarização; Z: fase de hiperpolarização. b) A desmielinização do neurônio reduz a velocidade da condução do impulso nervoso, pois o impulso precisa percorrer toda a extensão do axônio. 10. D 11. Soma: 01 1 02 5 03

12. E

13. a)  Neurotransmissor 1: noradrenalina; neurotransmissor 2: acetilcolina; neurotransmissor 3: acetilcolina. b) A acetilcolina (neurotransmissor 3) atua reduzindo a frequência dos batimentos cardíacos. c) A noradrenalina (neurotransmissor 1) atua aumentando a frequência dos batimentos cardíacos. 14. a) O órgão representado é a medula espinal. A coluna vertebral protege essa estrutura. b) A toxina atua em nervos motores do sistema nervoso periférico somático. A toxina impede a liberação de acetilcolina, provocando paralisia muscular. 15. a)  A noradrenalina causa aumento da frequência cardíaca. Não é possível controlar a frequência cardíaca voluntariamente, uma vez que o miocárdio é um tecido de contração involuntária. b) O nervo vago libera acetilcolina. As contrações do músculo cardíaco são geradas por impulsos elétricos originados pelo nó sinoatrial. Por isso, elas ocorrem independentemente da ação dos nervos do sistema nervoso autônomo. 16. a) Se a amplitude sonora for muito baixa, ela não atinge o potencial limiar e não há geração de impulsos nervosos. O som só é percebido em amplitudes sonoras que estão acima do limiar de excitação, que geram o estímulo e promovem transmissão do impulso nervoso na percepção do som. b) A detecção das frequências das ondas ocorre na cóclea. 17. Soma: 02 1 04 5 06

18. Soma: 01 1 04 1 08 1 16 5 29 19. Soma: 16 1 64 5 80

20. C 21. C

BNCC em foco 1. A 2. D 3. F; F; V; F

Gabarito

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Biologia — Frente 1 — Capítulo 10 Exercícios propostos 1. Imed-RS 2015 Sabe-se que determinada doença hereditária que afeta humanos é causada por uma mutação de caráter dominante em um gene localizado em um cromossomo autossomo. Três indivíduos foram investigados e abaixo estão os alelos encontrados para este locus: Indivíduo

Alelos encontrados para o locus

Fenótipo

1

Alelo 1 e Alelo 1

Normal

2

Alelo 2 e Alelo 2

Afetado

3

Alelo 1 e Alelo 2

Afetado

Sabendo dessas informações, assinale a alternativa correta: a) O alelo 1 é dominante sobre o alelo 2. b) O alelo 2 é dominante sobre o alelo 1. c) Os dois alelos são codominantes.

d) Os indivíduos 2 e 3 são heterozigotos. e) O indivíduo 3 é homozigoto.

2. UFRGS 2017 O conjunto de fenótipos possíveis, a partir de um determinado genótipo sob diferentes condições ambientais, é denominado a) adaptação individual. d) pleiotropia. b) seleção sexual. e) norma de reação. c) homeostasia. 3. UFRGS 2018 Observe a ilustração abaixo, que indica o genótipo de uma característica monogênica Mendeliana em um indivíduo.

Adaptado de: https://clubedabiologia.wordpress.com/. Acesso em: 26 set. 2017.

Com relação ao que aparece na ilustração, é correto afirmar que a) o indivíduo é heterozigoto para a característica monogênica indicada e pode formar 50% dos gametas A e 50% dos gametas a. b) caso esse indivíduo tenha um filho gerado com outra pessoa de igual genótipo, a probabilidade de o filho ser heterozigoto é de 25%. c) esse genótipo é um exemplo de expressão de uma característica recessiva. d) quatro células haploides serão formadas na proporção de 1 : 2 : 1, ao final da meiose II desse indivíduo. e) as letras representam alelos para características diferentes e ocupam lócus diferentes nos cromossomos homólogos. 4. Uece 2015 A probabilidade de heterozigotos a partir de um cruzamento entre indivíduos heterozigotos é de a) 100% c) 25% b) 50% d) 75% BIOLOGIA

FRENTE 1

1

Exercícios complementares 1. UEPG-PR 2014 A genealogia abaixo apresenta uma família afetada por uma herança autossômica recessiva. Sobre o assunto, assinale o que for correto. I 1

2

3

4

1

2

3

4

1

2

II

III

homem afetado

homem normal

mulher afetada

mulher normal

Adaptado de: Amabis, J.M.; Martho, G.R. Biologia das populações: genética, evolução biológica, ecologia. 2. ed. Volume 3. Editora Moderna. São Paulo. 2004.

01 Não existe possibilidade da mulher III 1 ser heterozigota. 02 Se o homem I 1 fosse casado com a mulher I 4, todos seus descendentes seriam afetados. 04 Se a mulher III 2 casar com homem normal para essa característica, todas as possibilidades para os descendentes serão para indivíduos afetados. 08 Os indivíduos II 1, II 2, II 3 e II 4 são heterozigotos. 16 Nas heranças autossômicas recessivas, o gene mutado deve estar localizado no cromossomo X. Soma: 2. Fuvest-SP 2014 A fenilcetonúria é uma doença que tem herança autossômica recessiva. Considere a prole de um casal de heterozigóticos quanto à mutação que causa a doença. a) Qual é a probabilidade de o genótipo da primeira criança ser igual ao de seus genitores? b) Qual é a probabilidade de as duas primeiras crianças apresentarem fenilcetonúria? c) Se as duas primeiras crianças forem meninos que têm a doença, qual é a probabilidade de uma terceira criança ser uma menina saudável? d) Se a primeira criança for clinicamente normal, qual é a probabilidade de ela não possuir a mutação que causa a fenilcetonúria? 3. Unicamp-SP A anemia falciforme é uma doença genética autossômica recessiva, caracterizada pela presença de hemácias em forma de foice e deficiência no transporte de gases. O alelo responsável por essa condição é o HbS, que codifica a forma S da globina b. Sabe-se que os indivíduos heterozigotos para a HbS não têm os sintomas da anemia falciforme e apresentam uma chance 76% maior de sobreviver à malária do que os indivíduos homozigotos para o alelo normal da globina b (alelo HbA). Algumas regiões da África apresentam alta prevalência de malária e acredita-se que essa condição tenha influenciado a frequência do alelo HbS nessas áreas. a) O que ocorre com a frequência do alelo HbS nas áreas com alta incidência de malária? Por quê? b) O heredograma ao lado se refere a uma família com um caso de anemia falciforme. Qual é a probabilidade de o casal em questão ter outro(a) filho(a) com anemia falciforme? Explique.

Com anemia falciforme Sem anemia falciforme BIOLOGIA

FRENTE 1

2

4. UEM-PR João e Roberta se casaram. Ambos são normais e têm casos de albinismo na família. Como planejam ter filhos, resolveram procurar um geneticista para tirarem suas dúvidas. João informou que sua mãe era homozigota dominante e seu pai era normal, porém seu avô paterno era albino. Roberta informou que seus pais eram normais, porém tem uma irmã albina. Considerando essas informações e que o albinismo tipo 1, na espécie humana, é condicionado por um alelo recessivo, assinale o que for correto. 01 João e Roberta apresentam a mesma probabilidade de serem portadores do alelo para o albinismo. 02 A probabilidade de João ser portador do alelo para o albinismo é de 50%. 04 A probabilidade de o avô e de a avó paternos de Roberta serem homozigotos dominantes é de 25%. 08 Se o casal tiver um filho albino, a probabilidade de o segundo filho ser albino será de 1/4. 16 Se o casal tiver um filho albino, a probabilidade de o segundo filho ser homozigoto é a mesma de ele ser heterozigoto. Soma: 5. UFPR No heredograma abaixo, os indivíduos afetados por uma anomalia genética apresentam-se pintados de preto.

I:1

II:5

II:6

III:1

I:2

II:7

III:2

I:3

II:8

II:1

III:3

II:2

I:4

II:3

II:4

III:4

a) Proponha uma hipótese para explicar geneticamente essa anomalia, abordando o número de genes envolvidos e o tipo de interação alélica e de herança cromossômica (sexual ou autossômica). b) Indique os genótipos dos indivíduos afetados e de seus pais. Indivíduo afetado

Genótipo

Pais

II:1

I:1

II:3

I:2

II:5

I:3

III:2

I:4

III:3

II:8

Genótipo

6. Uece 2015 O cruzamento entre uma planta de ervilha rugosa (rr) com uma planta de ervilha lisa (RR) tem como descendente em F1 a) apenas plantas lisas. b) mais plantas rugosas do que plantas lisas. c) 50% de plantas lisas e 50% de plantas rugosas. d) apenas plantas rugosas. 7. Uece 2015 Em relação à anomalia gênica autossômica recessiva albinismo (aa), qual será a proporção de espermatozoides que conterá o gene A em um homem heterozigoto? a) 25% c) 100% b) 75% d) 50% 8. Uece 2015 A cada nascimento de um ser humano a probabilidade de ser do sexo feminino ou do sexo masculino é representada corretamente pela seguinte porcentagem: a) 100% c) 25% b) 75% d) 50% BIOLOGIA

FRENTE 1

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9. Uepa 2014 A simbologia técnica é uma das formas de comunicação usada pelo ser humano. Na representação simbólica da família a seguir, observa-se a presença de indivíduos normais para a visão e míopes. Ao analisar o heredograma, conclui-se que: 2

1

3

4

6

5

7

a) b) c) d) e)

8

os casais 1-2 e 5-6 são híbridos. os indivíduos do sexo masculino são heterozigotos. os indivíduos do sexo feminino são recessivos. o indivíduo de número 5 é homozigoto dominante. o casal 5-6 tem probabilidade nula de ter descendentes normais.

10. UEM-PR Com base nos fundamentos da primeira lei de Mendel e nos conceitos comumente usados em genética, é correto afirmar: 01 Cruzamentos onde há ausência de dominância, o híbrido apresentará fenótipo diferente dos dois indivíduos puros, sendo em F2 a proporção fenotípica igual à proporção genotípica. 02 Um caráter é considerado congênito se estiver presente no indivíduo desde o nascimento, independente de sua causa ser genética ou ambiental. 04 O cruzamento entre um coelho albino e um coelho cinza, de linhagens puras, irá formar na geração F1 3/4 de descendentes cinza e 1/4 de descendentes albinos. 08 Herança monogênica ocorre em casos em que mais do que um par de alelos de um gene estão envolvidos na herança da característica F. 16 O cruzamento de um indivíduo heterozigoto dominante com outro recessivo, para um caráter, resultará em 75% de indivíduos com genótipo dominante e 25% com genótipo recessivo. Soma:

BIOLOGIA

FRENTE 1

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Biologia — Frente 1 — Capítulo 11 Exercícios propostos 1. UEM-PR 2015 Sobre Genética, assinale o que for correto. 01 Uma pessoa sem aglutininas anti-A e anti-B no plasma e que possui os aglutinogênios A e B nas hemácias pertence ao grupo sanguíneo AB. 02 Segundo a lei da segregação ou primeira lei de Mendel, os alelos de um gene separam-se por ocasião da formação dos gametas. 04 Cromossomos homólogos são os que apresentam mesmo tamanho, mesma forma e mesmos genes para as mesmas características. 08 A ausência de dominância é a situação em que dois alelos, combinados em diferentes genótipos, produzem um mesmo fenótipo. 16 Um organismo ou célula que possua apenas um conjunto cromossômico característico de sua espécie é denominado recessivo. Soma: 2. UEM-PR 2015 Ricardo tem o tipo sanguíneo A e seus pais o tipo AB. Ricardo teve com sua esposa, Lívia, um filho com o tipo sanguíneo A. Os pais de Lívia têm o tipo sanguíneo B, seu avô paterno tem o tipo AB, sua avó paterna o tipo A e os avós maternos o tipo AB. Com base nas informações acima e nos conhecimentos de Genética, assinale o que for correto. 01 Ricardo é homozigoto (IAIA) e transmitiu um gene IA para o seu filho. 02 A avó paterna de Lívia é heterozigota. 04 O tipo sanguíneo dos pais de Ricardo apresenta aglutininas anti-A e anti-B. 08 Lívia é heterozigota, recebeu o gene i de seu pai, e o transmitiu a seu filho. 16 Lívia não pode receber sangue do marido, pois ele possui aglutinogênio A, que reagiria com as aglutininas do sangue dela. Soma: 3. UEPG-PR 2015 Cerca de 85% das pessoas possuem em suas hemácias o antígeno Rh (iniciais de Rhesus, o gênero de macaco no qual esse antígeno foi inicialmente descoberto). Indivíduos que possuem este antígeno são chamados de Rh positivas (Rh+) e as que não possuem são Rh negativas (Rh−). O alelo D (dominante) determina Rh+ e o alelo d (recessivo) determina Rh−. O fator Rh está envolvido com a eritroblastose fetal ou doença hemolítica do recém-nascido. Em relação à genética do fator Rh e à eritroblastose fetal, assinale o que for correto. 01 Uma mulher dd casada com homem DD terá todos seus filhos(as) de fator Rh positivo. 02 Os anticorpos anti Rh de um segundo filho Rh positivo atacam as hemácias da mãe Rh negativo causando a eritroblastose fetal. 04 A eritroblastose fetal pode ocorrer em filhos com Rh negativo de mães também Rh negativo. 08 O primeiro filho de genótipo Dd de uma mulher Rh negativo pode sensibilizar a mãe. Alguns dias antes do nascimento e principalmente durante o parto, uma parte do sangue do feto escapa para o organismo materno, que é estimulado a produzir anticorpo anti-Rh. 16 A eritroblastose fetal só ocorre nos casos de gestações em que a mulher é Rh positivo e o homem tem genótipo dd. Soma:

Exercícios complementares 1. UEMG 2014 Dois gêmeos idênticos (monozigóticos), A e B, foram criados separados, por pessoas diferentes e em ambientes diferentes. Após vinte anos, apresentavam as seguintes características, conforme o quadro: Característica Altura Grupo sanguíneo Peso Cor da pele

Gêmeo A 1,75 m B Rh+ 81 kg branca

Gêmeo B 1,70 m B Rh+ 72 kg morena

Com base nos dados apresentados, é CORRETO afirmar que a característica que foi determinada exclusivamente pelo genótipo, não sofrendo nenhuma influência do ambiente, foi a(o) a) altura. c) peso. b) grupo sanguíneo. d) cor da pele. BIOLOGIA

FRENTE 1

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2. UTFPR Em casos de transfusões de sangue pode ocorrer a incompatibilidade, isto é, aglutinação entre os glóbulos vermelhos. Isto se deve à presença de diferentes tipos de aglutinogênios nas hemácias e aglutininas no plasma. Porém, no sistema ABO, há um tipo sanguíneo que poderá receber sangue de qualquer tipo, sendo chamado de receptor universal. Qual é o tipo de sangue e a que se deve esta propriedade? Assinale a alternativa que contém a resposta correta. a) Tipo A, ausência de anti-B. b) Tipo B, ausência de anti-A. c) Tipo O, ausência de qualquer tipo de aglutinina. d) Tipo AB, ausência de aglutininas anti-A e anti-B. e) Tipo O, presença dos dois tipos de aglutinogênios. 3. UEL-PR Um menino tem o lobo da orelha preso e pertence a uma família na qual o pai, a mãe e a irmã possuem o lobo da orelha solto. Esta diferença não o incomodava até começar a estudar genética e aprender que o lobo da orelha solto é um caráter controlado por um gene com dominância completa. Aprendeu também que os grupos sanguíneos, do sistema ABO, são determinados pelos alelos IA, IB e i. Querendo saber se era ou não filho biológico deste casal, buscou informações acerca dos tipos sanguíneos de cada um da família. Ele verificou que a mãe e a irmã pertencem ao grupo sanguíneo O e o pai, ao grupo AB. Com base no enunciado é correto afirmar que a) a irmã é quem pode ser uma filha biológica, se o casal for heterozigoto para o caráter grupo sanguíneo. b) ambos os irmãos podem ser os filhos biológicos, se o casal for heterozigoto para os dois caracteres. c) o menino é quem pode ser um filho biológico, se o casal for heterozigoto para o caráter lobo da orelha solta. d) a mãe desta família pode ser a mãe biológica de ambos os filhos, se for homozigota para o caráter lobo da orelha solta. e) o pai desta família pode ser o pai biológico de ambos os filhos, se for homozigoto para o caráter grupo sanguíneo. 4. Unicamp-SP No início do século XX, o austríaco Karl Landsteiner, misturando o sangue de indivíduos diferentes, verificou que apenas algumas combinações eram compatíveis. Descobriu, assim, a existência do chamado sistema ABO em humanos. No quadro abaixo são mostrados os genótipos possíveis e os aglutinogênios correspondentes a cada tipo sanguíneo. Tipo sanguíneo

Genótipo

Aglutinogênio

A

IAIA ou IAi

A

B

IBIB ou IBi

B

AB

IAIB

AeB

O

ii

Nenhum

a) Que tipo ou tipos sanguíneos poderiam ser utilizados em transfusão de sangue para indivíduos de sangue tipo A? Justifique. b) Uma mulher com tipo sanguíneo A, casada com um homem com tipo sanguíneo B, tem um filho considerado doador de sangue universal. Qual a probabilidade de esse casal ter um(a) filho(a) com tipo sanguíneo AB? Justifique sua resposta. 5. Uespi Joana sofreu um acidente de trânsito e necessita de transfusão sanguínea. Contudo, o hospital não possui seu tipo sanguíneo, “AB-negativo”, ou sangue em estoque do tipo “O”. Uma alternativa possível seria receber sangue de pessoas com os genótipos: a) IAi e Rr b) IBi e rr c) IAIB e RR d) IAi e RR e) IAIB e Rr

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6. UFTM-MG Um casal e sua filha única fizeram o teste para descobrir as tipagens sanguíneas, os resultados foram indicados nas lâminas. soro anti-A

Pai soro anti-B

soro anti-Rh

soro anti-A

Hemácias aglutinadas

Mãe soro anti-B

soro anti-A

Filha soro anti-B

soro anti-Rh

soro anti-Rh

Hemácias não aglutinadas

Em relação aos resultados obtidos, responda: a) Qual deles, pai, mãe ou filha, pode ser considerado doador universal para o sistema ABO? Justifique sua resposta. b) Sabendo que a mãe nunca recebeu sangue em uma transfusão, explique por que a filha não teria a possibilidade de desenvolver a eritroblastose fetal. 7. UEM-PR Sobre grupos sanguíneos da espécie humana, é correto afirmar: 01 Uma pessoa do grupo sanguíneo B pode receber sangue de pessoas que pertençam aos grupos sanguíneos B e AB e doar para pessoas dos grupos A e O. 02 Um casal, em que o pai tem o grupo sanguíneo do tipo AB e a mãe do tipo O, pode ter um filho com sangue do tipo A. 04 Indivíduos do grupo sanguíneo A apresentam aglutininas anti B, que reagem com o aglutinogênio A. 08 No sistema MN de grupos sanguíneos não há restrições a transfusões não consecutivas, pois os anticorpos para os aglutinogênios M e N não ocorrem naturalmente no plasma dos indivíduos. 16 Para prevenir a eritroblastose fetal, pouco depois do parto do primeiro filho Rh+, a mãe Rh− deve receber uma aplicação de anticorpos anti Rh, provenientes de pessoas Rh− sensibilizadas. Soma:

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FRENTE 1

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Biologia — Frente 1 — Capítulo 12 Exercício proposto 1. Udesc 2016 Em uma espécie de inseto, o tamanho e a formação das asas são determinados geneticamente. O gene que “determina o tamanho das asas” (longas, curtas ou intermediárias) possui dois alelos sem relação de dominância entre si. O gene que determina o desenvolvimento das asas também possui dois alelos; o dominante determina o aparecimento das asas, o recessivo a ausência destas. Vários casais de insetos, duplo heterozigoto, são cruzados e obtém-se um total de 2 048 descendentes. Assinale a alternativa que indica, deste total, o número esperado de insetos com asas intermediárias. a) 128 insetos. b) 384 insetos. c) 768 insetos. d) 512 insetos. e) 1 024 insetos.

Exercícios complementares 1. UEPG-PR 2015 A tabela (xadrez mendeliano) abaixo apresenta parte da resolução de um problema sobre diibridismo ou segunda lei de Mendel. Nesta, uma fêmea de porquinho-da-índia, de pelo curto e preto, heterozigota para as duas características é cruzada com um macho de pelo curto (heterozigoto) e branco. Resolva e analise os resultados deste cruzamento na tabela, encontre as proporções genotípicas e fenotípicas e assinale o que for correto. Genótipo dos pais

LlBb Curto e preto

Llbb Curto e branco

Gametas

LB, lb, Lb, lB

Lb, lb

Descendentes Proporção genotípica Proporção fenotípica

01 Neste cruzamento são esperados 25% dos descendentes de pelo branco. 02 Uma proporção esperada de 9/16 indivíduos é encontrada para pelo curto e preto neste cruzamento. 04 Este cruzamento mostra que pelo preto tem dominância incompleta em relação a pelo curto. 08 Neste cruzamento, as características pelo longo e pelo branco são recessivas. 16 A proporção fenotípica deste cruzamento é 3/8 de pelos curtos e pretos, 3/8 de pelos curtos e brancos, 1/8 de pelos longos e pretos e, 1/8 de pelos longos e brancos. Soma: 2. UEM-PR 2014 Considere três pares de alelos em cromossomos distintos, que determinam as seguintes características na espécie humana: A  ñ pele normal a  ñ albino

M  ñ visão normal

m  ñ miopia

L  ñ lobo normal l  ñ

lobo colado

Um homem heterozigoto para pele, para visão e para lobo da orelha casou-se com uma mulher albina, míope e heterozigota para o lobo da orelha. Sobre a descendência desse casal, é correto afirmar que 01 a possibilidade de nascer um menino albino, com visão normal e lobo da orelha normal é 3/32. 02 a probabilidade de nascer uma criança míope, independentemente do sexo, será de 50%. 04 um dos descendentes do sexo masculino poderá ter o genótipo AA, mm, ll. 08 a probabilidade de um descendente com pigmentação de pele normal ser homozigoto é de 1/4. 16 o homem pode produzir 23 gametas distintos referentes a essas três características. Soma:

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Biologia — Frente 2 — Capítulo 13 Exercícios propostos 1. Unicamp-SP 2014 Cladogramas são diagramas que indicam uma história comum entre espécies ou grupos de seres vivos. Os números 3 e 4 no cladograma apresentado abaixo correspondem, respectivamente, aos seguintes grupos vegetais: 1

2

3

4

Flores Frutos Sementes Vasos condutores de seiva

a) angiospermas e gimnospermas. b) pteridófitas e gimnospermas.

c) pteridófitas e briófitas. d) gimnospermas e angiospermas.

2. UEMG 2016 A classificação dos seres vivos se baseia em uma série de características anatômicas, morfológicas, fisiológicas, bioquímicas, evolutivas, etc. Analise esse cladograma que mostra as principais aquisições evolutivas na classificação das plantas.

O critério presença de sementes estaria indicado corretamente pelo número: a) 1. b) 2. c) 3.

d) 4.

3. PUC-Rio 2014 O cladograma abaixo representa as relações filogenéticas dos principais grupos vegetais. A linha inclinada é uma representação do tempo, e os ramos laterais apontam a ocorrência de importantes eventos evolutivos: Algas verdes (grupo externo) Briófitas Pteridófitas Gimnospermas Angiospermas III II I

BIOLOGIA

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No cladograma, os símbolos I, II e III representam, respectivamente, o surgimento de: a) vasos condutores, flores e frutos, sementes. b) sementes, flores e frutos, vasos condutores. c) flores e frutos, vasos condutores, sementes. d) vasos condutores, sementes, flores e frutos. e) flores e frutos, sementes, vasos condutores. 4. Enem A imagem representa o processo de evolução das plantas e algumas de suas estruturas. Para o sucesso desse processo, a partir de um ancestral simples, os diferentes grupos vegetais desenvolveram estruturas adaptativas que lhes permitiram sobreviver em diferentes ambientes. Embriófitas (Reino Plantae)

Briófitas

Alga verde ancestral

Pteridófitas Gimnospermas

Sementes aladas Grãos de pólen Esporófito dominante Gametófito Vasos condutores dominante Arquegônio

Angiospermas Flores Frutos

Disponível em: http://biopibidufsj.blogspot.com. Acesso em: 29 fev. 2012 (adaptado).

Qual das estruturas adaptativas apresentadas contribuiu para uma maior diversidade genética? a) As sementes aladas, que favorecem a dispersão aérea. b) Os arquegônios, que protegem o embrião multicelular. c) Os grãos de pólen, que garantem a polinização cruzada. d) Os frutos, que promovem uma maior eficiência reprodutiva. e) Os vasos condutores, que possibilitam o transporte da seiva bruta.

Exercícios complementares 1. Unesp Um turista chega a Curitiba (PR). Já na estrada, ficou encantado com a imponência dos pinheiros-do-paraná (Araucaria angustifolia). À beira da estrada, inúmeros ambulantes vendiam sacos de pinhões. Um dos vendedores ensinou-lhe como prepará-los: — Os frutos devem ser comidos cozidos. Cozinhe os frutos em água e sal e retire a casca, que é amarga e mancha a roupa. O turista percebeu que embora os pinheiros estivessem frutificando (eram muitos os ambulantes vendendo seus frutos), não havia árvores com flores. Perguntou ao vendedor como era a flor do pinheiro, a cor de suas pétalas, etc. Obteve por resposta: — Não sei, não, senhor! a) O que o turista comprou são frutos do pinheiro-do-paraná? Justifique. b) Por que o vendedor disse não saber como são as flores do pinheiro? 2. UEL-PR 2018 A Araucária, árvore símbolo do Estado do Paraná, é uma gimnosperma. Com base nessas informações, esquematize e descreva o ciclo reprodutivo dessa planta.

BIOLOGIA

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Biologia — Frente 2 — Capítulo 14 Exercício proposto 1. Unesp As figuras apresentam diferentes mecanismos que um agricultor pode empregar para promover a propagação vegetativa de algumas espécies vegetais.

(Sônia Lopes e Sérgio Rosso. Bio. Adaptado.)

Sobre esses quatro métodos de propagação vegetativa, pode-se afirmar corretamente que: a) apenas um deles permite que uma mesma planta produza frutos de duas espécies diferentes. b) na estaquia, a gema apical da estaca deve ser mantida, sem o que não haverá o desenvolvimento das gemas laterais. c) na mergulhia, a nova planta produzirá apenas a parte vegetativa, e não desenvolverá frutos ou sementes. d) na alporquia, a nova planta será um clone da planta que lhe deu origem, exceto pelo fato de não poder desenvolver a reprodução sexuada. e) na enxertia, é importante que o tecido meristemático do enxerto não entre em contato com o tecido meristemático do porta-enxerto, sob o risco de não se desenvolver.

Exercícios complementares 1. Unicamp-SP O esquema a seguir representa o mais recente sistema de classificação do Reino Plantae.

briófitas

Reino Plantae Traqueófitas Espermatófitas pteridófitas gimnospermas angiospermas

III II I

a) Os algarismos romanos representam a aquisição de estruturas que permitiram a evolução das plantas. Quais são as estruturas representadas por I, II e III? Qual a função da estrutura representada em I? b) A dupla fecundação é característica das angiospermas. Em que consiste e quais os produtos formados com a dupla fecundação?

BIOLOGIA

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2. UFMG (Adapt.) Observe o fenômeno ilustrado nesta figura:

Considerando as informações contidas nessa figura e outros conhecimentos sobre o assunto: a) EXPLIQUE a importância do fenômeno ilustrado para as Angiospermas. b) CITE o destino, após a fecundação, das peças florais que se seguem. Sépalas e pétalas: Estames: Ovário: c) O desenvolvimento dos frutos foi fundamental para o sucesso evolutivo das Angiospermas. JUSTIFIQUE essa afirmativa. 3. Unicamp-SP A polinização das angiospermas é feita por agentes abióticos (vento e água) ou por vários tipos de animais. Nesse processo se observa relação entre as características florais e os respectivos agentes polinizadores. a) Considerando as informações sobre as flores das quatro espécies apresentadas na tabela a seguir, escolha, para cada uma delas, o possível agente polinizador dentre os seguintes: vento, morcego, beija-flor e abelha. Características florais Espécies

Período de abertura da flor

Corola (pétalas)

Perfume

Néctar

1

diurno

vermelha

ausente

abundante

2

diurno

ausente ou branco-esverdeada

ausente

ausente

3

noturno

branca

desagradável

abundante

4

diurno

amarela

agradável

presente ou ausente

b) Explique o papel do grão de pólen no processo de formação de sementes. 4. Unifesp A tabela apresenta as características gerais de duas importantes classes de Angiospermas. CARACTERÍSTICAS CLASSE I

CLASSE II

Sementes com dois cotilédones

Sementes com um cotilédone

Folhas com nervuras ramificadas

Folhas com nervuras paralelas à nervura principal

Estruturas florais geralmente em número múltiplo de 4 ou 5

Estruturas florais geralmente em número múltiplo de 3

Sistema radicular pivotante

Sistema radicular fasciculado

Feixes vasculares dispostos em anel

Feixes vasculares dispersos

Considerando as Classes I e II representadas na tabela, a) dê, para cada uma dessas classes, um exemplo de planta cultivada e escreva sobre sua importância econômica. b) a rotação de culturas envolvendo uma importante família de plantas pertencentes à Classe I e uma importante família de plantas pertencentes à Classe II, e a adubação verde são práticas agrícolas de grande relevância ecológica. Dê dois exemplos de plantas normalmente usadas na adubação verde e na rotação de culturas, e mostre qual a importância dessas práticas. BIOLOGIA

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Biologia — Frente 2 — Capítulo 15 Exercícios propostos 1. PUC-Rio Considerando a histologia vegetal – ciência que estuda os tecidos biológicos vegetais – é errado afirmar que: a) os tecidos de revestimento dos vegetais são hipoderme e endoderme. b) os tecidos de condução dos vegetais são xilema e floema. c) os tecidos de sustentação dos vegetais são colênquima e esclerênquima. d) os meristemas são responsáveis por formar os tecidos das plantas. e) os tecidos que atuam no armazenamento de subs­tâncias, na fotossíntese e no transporte de substâncias a curta distância são os parênquimas. 2. UFSM-RS Segundo alguns autores, o “Abaporu”, de Tarsila do Amaral, homenageia o povo sofrido dos trabalhadores da época; o sol inclemente e o cacto representam, ali, sua dura rotina. Essa planta se adapta bem ao meio ambiente. Em geral, dispensa as folhas para a fotossíntese e armazena água para sobreviver. Que tecido vegetal está envolvido nesses dois processos fisiológicos? a) Parênquima. d) Periderme. b) Xilema. e) Esclerênquima. c) Meristema.

Exercícios complementares 1. UFG-GO 2014 A biotecnologia envolve várias técnicas que utilizam seres vivos visando desenvolver produtos ou processos para melhoria da qualidade de vida. Essas técnicas podem ser usadas para obtenção de alimentos, drogas, sistemas de produção, entre outros. Um exemplo é a cultura de células in vitro, técnica biotecnológica que pode utilizar tanto células animais quanto vegetais. Para a cultura in vitro há necessidade de usar meio de cultura que contém nutrientes (água, minerais, vitaminas e açúcares) necessários para sobrevivência, crescimento e proliferação celular. Pequenas alterações nesse meio podem acarretar modificações fisiológicas e metabólicas. Disponível em: . Acesso em: 2 abr. 2014. (Adaptado).

Para a utilização da técnica biotecnológica referida no texto, o material vegetal precisa apresentar totipotência, que é a capacidade celular de reconstituir um organismo inteiro. Assim, um tecido com essa capacidade e uma habilidade celular deste tecido são, respectivamente, a) esclerênquima e alongamento. d) súber e alongamento. b) parênquima e divisão. e) floema e divisão. c) xilema e diferenciação. 2. UFPR Uma das características que se desenvolveu nas plantas vasculares e que possibilitou a ocupação do ambiente terrestre foi o surgimento de um tecido eficiente no transporte de água, denominado xilema. Esse tecido é complexo, com vários tipos celulares adaptados para o transporte de água a curta e/ou longa distância. Considere o transporte de água das raízes até as folhas do pinheiro-do-paraná (Araucaria angustifolia), que pode atingir até 35 metros de altura. Identifique e explique duas características que as células xilemáticas apresentam para manter a eficiência do transporte a longa distância (das raízes até as folhas). 3. UFJF-MG Para a sua sobrevivência, as plantas vasculares precisam superar condições ambientais adversas. Alguns problemas encontrados pelas plantas e as soluções utilizadas por elas para superar tais limitações são apresentados a seguir. Problema: I. Proteção contra agentes lesivos e contra a perda de água II. Sustentação III. Preenchimento de espaços IV. Transporte de materiais V. Execução de movimentos orientados

Solução: 1. Esclerênquima e colênquima 2. Fitormônios 3. Xilema e floema 4. Epiderme e súber 5. Parênquimas

A associação correta entre o Problema e a Solução encontrada pelas plantas é: a) I-1; II-3; III-5; IV-4; V-2. d) I-4; II-1; III-5; IV-3; V-2. b) I-2; II-4; III-3; IV-1; V-5. e) I-5; II-2; III-4; IV-3; V-l. c) I-3; II-5; III-2; IV-l; V-4. BIOLOGIA

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Biologia — Frente 3 — Capítulo 8 Exercícios propostos 1. Cefet-MG 2018 Pesquisadores da Universidade da Califórnia descobriram que os pulmões desempenham um papel muito mais complexo no corpo de mamíferos do que pensávamos. Experimentos com ratos mostraram que esses órgãos produzem mais de 10 milhões de plaquetas por hora, o que equivale à maioria em circulação nesses animais. De acordo com a pesquisa, um conjunto de células-tronco sanguíneas residem no tecido pulmonar, fabricando esses fragmentos celulares. (Disponível em: . Acesso em: 01 out de 2017.) (adaptado)

A capacidade de produzir esses elementos figurados do sangue faz com que os pulmões também tenham função na(o) a) síntese de proteínas. b) defesa do organismo. c) transporte de oxigênio. d) coagulação do sangue. 2. Enem 2016 A formação de coágulos sanguíneos em veias e artérias é um dos fatores responsáveis pela ocorrência de doenças cardiovasculares, como varizes, infarto e acidentes vasculares cerebrais. A prevenção e o tratamento dessas doenças podem ser feitos com drogas anticoagulantes. A indústria farmacêutica estimula a pesquisa de toxinas animais com essa propriedade. Considerando as adaptações relacionadas aos hábitos alimentares, os animais adequados ao propósito dessas pesquisas são os(as) a) moluscos fitófagos. b) moscas saprófagas. c) pássaros carnívoros. d) morcegos frugívoros. e) mosquitos hematófagos. 3. UAM-SP 2015 A figura ilustra um dos locais utilizados para a implantação de um marca-passo e de seus cabos-eletrodos conectados ao coração.

cabo-eletrodo

cabo-eletrodo

(www.clinicacdc.com.br)

A análise da figura permite afirmar corretamente que os cabos-eletrodos estão conectados a) às válvulas cardíacas que coordenadamente regulam o fluxo de entrada e saída de sangue dos átrios e ventrículos. b) ao átrio direito e ao ventrículo direito, sendo o último o responsável pelo fluxo de sangue rico em CO2 em direção aos pulmões. c) aos ventrículos, câmaras cardíacas responsáveis pelo bombeamento de sangue com alta pressão em direção à artéria aorta. d) ao átrio esquerdo e ao ventrículo esquerdo, sendo o último o responsável pelo fluxo de sangue rico em O2 em direção à artéria aorta. e) aos átrios, câmaras cardíacas responsáveis pelo bombeamento de sangue rico em CO2 em direção aos pulmões. BIOLOGIA

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4. Mackenzie-SP 2015 A respeito do coração, assinale a alternativa correta. a) Os nódulos atrioventricular e sinoatrial são responsáveis pelo controle do ritmo cardíaco. b) As valvas são responsáveis por estimular a contração do miocárdio. c) A contração do miocárdio é completamente independente da ação do sistema nervoso. d) A oxigenação desse órgão é feita pelo sangue que circula em seu interior. e) Todo sangue que sai do coração é arterial. 5. UFSC 2019 Em agosto, o Brasil iniciou uma campanha de vacinação infantil em massa contra o sarampo e a poliomielite em meio a um quadro que causa apreensão. As taxas de imunização de crianças contra 17 doenças, entre elas o sarampo, atingiram em 2017 os níveis mais baixos em muitos anos. Não se descarta como causa da queda na vacinação a influência de notícias falsas, fake news, que circulam nas redes sociais. Os movimentos antivacina ganharam força depois que o cirurgião Andrew Wakefield publicou, em 1998, na Lancet, respeitada revista da área médica, um trabalho insinuando que a tríplice viral (contra sarampo, caxumba e rubéola) estaria associada ao autismo. Estudos posteriores refutaram a conexão e mostraram que Wakefield tinha ações de uma empresa que propunha o uso de outra vacina. Sua licença médica foi cassada, mas o estrago estava feito e ressurgiram surtos de sarampo na Europa. Revista Pesquisa FAPESP. Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/2018/08/17/as-razoes-da-queda-na-vacinacao/. [Adaptado]. Acesso em: 30 ago. 2018.

Sobre vacinação, vacinas e sistema imunológico, é correto afirmar que: 01 a produção de anticorpos específicos como reação ao processo de vacinação tem início com a ativação das linhagens de células vermelhas. 02 o calendário nacional de vacinação prevê a imunização de crianças de até 2 anos, não existindo recomendação de vacinação na faixa etária de 9 a 20 anos. 04 anticorpos são células modificadas com a função específica de destruir determinado antígeno. 08 antígenos são substâncias capazes de induzir uma resposta imune. 16 as células responsáveis pela especificidade da resposta imune são encontradas no sangue, na linfa e nos órgãos linfoides. 32 a resposta imune é igual para todas as pessoas, uma vez que os anticorpos não variam em sua especificidade. 64 as imunoglobulinas das classes IgM, IgA, IgD, IgE e IgG são proteínas produzidas por células linfocitárias. Soma:

Exercícios complementares 1. Fasm-SP 2016 O sangue humano é formado pelo plasma, que contém água, gases, excretas, proteínas, e pelos elementos figurados, tais como eritrócitos, leucócitos e plaquetas. a) Além dos componentes citados do plasma, há um monossacarídeo que, quando em excesso, pode ser um indicativo de diabetes. Qual é esse monossacarídeo? Qual é a importância desse monossacarídeo para o metabolismo celular? b) Dos elementos figurados, qual deles realiza a diapedese? Explique como esse processo ocorre. 2. FMJ-SP 2018 Pesquisadores estão realizando testes decisivos de uma vacina contra a esquistossomose, doença causada por um verme que coloca em risco a saúde de 200 milhões de pessoas no mundo. Eles identificaram a presença da proteína Sm14 (cuja sigla é originária das letras do nome do verme) na superfície do parasita. Essa proteína garante que o verme obtenha lipídios do ser humano. A vacina contendo essa proteína faz com que o organismo das pessoas vacinadas produza anticorpos que atuam contra a presença do parasita, bem como colabora com a atividade das células especializadas no combate ao invasor. (Folha de S.Paulo, 27.08.2016. Adaptado.)

a) Qual é a espécie do agente etiológico da esquistossomose? Qual é a principal forma de contágio dessa doença no meio ambiente? b) Existem leucócitos humanos que produzem anticorpos e leucócitos que combatem vermes. Cite os leucócitos que exercem essas funções.

BIOLOGIA

FRENTE 3

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3. UFG-GO 2014 A Figura I corresponde a uma etapa da ação da vitamina K no processo de coagulação sanguínea, enquanto a Figura II mostra o efeito da interação entre derivados da cumarina, classe de medicamentos anticoagulantes orais, e da vitamina K. Figura I

O2

Protrombina

CO2 Carboxilação

Trombina + Ca2+ coagulação sanguínea

Vitamina K ativa (vit. K-H2)

2,3 - epoxi-redutase da vitamina K

Vitamina K inativa (vit. K-O)

Bloqueio da 2,3-epoxi-redutase da vitamina K (%)

Figura II 50

derivados da cumarina derivados da cumarina na presença de vitamina K

Quantidade de derivados da cumarina

Considerando o exposto e a análise das figuras, explique: a) a ação da enzima 2,3-epoxi-redutase da vitamina K e sua importância no processo de coagulação sanguínea; b) o porquê da recomendação terapêutica para a diminuição do consumo de alimentos ricos em vitamina K em um indivíduo que está fazendo uso de derivados da cumarina. 4. Fuvest-SP As figuras a seguir ilustram um experimento realizado por William Harvey, cientista inglês do século XVII, que desvendou aspectos importantes da circulação sanguínea humana. Harvey colocou um torniquete no braço de uma pessoa, o que fez certos vasos sanguíneos tornarem-se salientes e com pequenas protuberâncias globosas (Fig. 1). Ele pressionou um vaso em um ponto próximo a uma protuberância e deslizou o dedo em direção à mão (de O para H na Fig. 2) de modo a espremer o sangue. O vaso permaneceu vazio de sangue entre O e H, enquanto a pressão sobre esse último ponto foi mantida.

Figura 1

Figura 2

a) 1. Que vasos sanguíneos estão mostrados nos desenhos do experimento de Harvey? 2. P  or que eles se tornaram salientes com a colocação do torniquete? b) Por que o vaso permaneceu vazio, entre a protuberância O e o ponto H, enquanto a pressão sobre esse último ponto foi mantida? BIOLOGIA

FRENTE 3

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5. PUC-RS 2016 Analise o esquema sobre o mecanismo de sinalização celular envolvido nos processos de defesa imune dos seres humanos e as afirmativas que seguem.

Adaptado de: David Sadava, Craig Heller, Gordon Orians, William Purves, and David Hillis. Vida: A Ciência da Biologia – Vol. 1. ArtMed, 2009.

I.

A produção de imunoglobulinas por alguns tipos de leucócitos está relacionada à estimulação de receptores específicos em sua membrana plasmática. II. A resposta imunológica específica depende da ativação de determinados genes dos linfócitos, que ocorrem depois que fatores de transcrição são fosforilados. III. A resposta imunológica inespecífica pode ser prejudicada se os macrófagos tiverem os seus receptores CD14 e Toll alterados por alguma mutação genética. Está/Estão correta(s) a(s) afirmativa(s) a) I, apenas. b) III, apenas. c) I e II, apenas.

d) II e III, apenas. e) I, II e III.

6. EBMSP-BA 2018 O sistema imunológico humano serve como uma proteção ou uma barreira que preserva o corpo contra seres indesejáveis ou substâncias estranhas, denominados antígenos, que podem invadir o corpo. As respostas imunológicas a esses antígenos constituem mecanismos de defesa essenciais para os organismos. Sobre esse assunto, explique a diferença entre a forma de ação da imunidade humoral em relação à imunidade celular.

BIOLOGIA

FRENTE 3

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Biologia — Frente 3 — Capítulo 9 Exercícios propostos 1. UFU-MG 2016 Os animais podem ser classificados em amoniotélicos, ureotélicos ou uricotélicos, de acordo com o tipo de sua excreta nitrogenada. Em relação à afirmativa, considere a tabela a seguir. Animal

Tipo de excreta

I

Ureia

II

Amônia

III

Ácido úrico

Os animais I, II e III são, respectivamente, a) pardal, rã e macaco. b) baiacu, macaco e pardal.

c) macaco, gavião e baiacu. d) sapo, baiacu e gavião.

2. FGV-SP No interior dos rins existem milhares de néfrons que, a partir da filtragem do sangue, têm como função a formação da urina. Um exame de urina específico pode detectar substâncias ilícitas utilizadas por atletas, usuários de drogas e dependentes químicos. A figura traz o processo de formação da urina no néfron. Filtração glomerular

Reabsorção de substâncias úteis

Eliminação ativa de excretas

Arteríola eferente Arteríola aferente

Capilares sanguíneos

Glomérulo Cápsula renal renal

Túbulo contorcido proximal

Túbulo contorcido distal Ducto coletor

H₂O

Corpúsculo renal

H₂O Reabsorção de água Alça néfrica Urina para o ureter

(Amabis e Martho, Fundamentos da Biologia Moderna)

A droga A apresenta peso molecular que permite sua passagem pelos capilares sanguíneos, e a droga B é eliminada somente em função de gasto energético. As drogas A e B são encontradas no interior do néfron, respectivamente, a partir a) do túbulo proximal e do ducto coletor. d) da cápsula renal e do túbulo distal. b) do túbulo proximal e da alça néfrica. e) da cápsula renal e da alça néfrica. c) da alça néfrica e do túbulo distal. 3. Udesc Analise as proposições em relação ao problema osmótico nos peixes. I.

Os peixes ósseos marinhos possuem o sangue com pressão osmótica superior à da água do mar. Sendo assim, os peixes ganham água e perdem sais minerais por osmose. II. Os peixes de água doce perdem sais minerais por difusão nas brânquias, pelo fato de a pressão osmótica ser menor na água doce do que a pressão do sangue dos peixes. Sendo assim, a água entra, por osmose, no sangue dos peixes. III. Para que as hemácias do sangue dos peixes de água doce não sofram hemólise, eles eliminam muita urina diluída. IV. Os peixes ósseos marinhos não bebem muita água, pelo fato de a pressão osmótica do sangue ser superior à da água do mar. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. b) Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras. c) Somente as afirmativas I e IV são verdadeiras.

d) Somente as afirmativas I, III e IV são verdadeiras. e) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. BIOLOGIA

FRENTE 3

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Exercício complementar 1. Fuvest-SP 2014 Em mamíferos saudáveis, a concentração de excreta nitrogenada difere na urina de herbívoros comedores de grama e de carnívoros estritos. a) Que excreta nitrogenada está presente na urina dos animais de cada um desses grupos? b) Em qual desses grupos de animais a concentração de excreta nitrogenada é maior? Justifique sua resposta.

BIOLOGIA

FRENTE 3

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Biologia — Frente 3 — Capítulo 10 Exercícios propostos 1. UEL-PR 2015 Analise a figura a seguir.

(A Criação do Homem. Capela Sistina. Michelângelo Buonarroti – Vaticano 1508-1512.)

Os fisiologistas Barreto e Oliveira (2004) identificam, na obra Criação de Michelangelo, o contorno do formato do cérebro humano. O cérebro e a medula espinhal são centros nervosos. BARRETO, G.; OLIVEIRA, M. G. A Arte Secreta de Michelangelo. São Paulo: ARX, 2004.

Considerando a origem do impulso nervoso no arco-reflexo, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o percurso da condução nos neurônios sensorial e motor. a) No neurônio sensorial, o estímulo se propaga na direção do axônio para o corpo celular e deste para o dendrito, do mesmo modo que no neurônio motor. b) No neurônio sensorial, o estímulo se propaga na direção do axônio para o corpo celular e deste para o dendrito, sendo o inverso no neurônio motor. c) No neurônio sensorial, o estímulo se propaga na direção do dendrito para o axônio e deste para o corpo celular, sendo o inverso no neurônio motor. d) No neurônio sensorial, o estímulo se propaga na direção do dendrito para o corpo celular e deste para o axônio, sendo o inverso no neurônio motor. e) No neurônio sensorial, o estímulo se propaga na direção do dendrito para o corpo celular e deste para o axônio, do mesmo modo que no neurônio motor. 2. Fuvest-SP 2014 Na telefonia celular, a voz é transformada em sinais elétricos que caminham como ondas de rádio. Como a onda viaja pelo ar, o fio não é necessário. O celular recebe esse nome porque as regiões atendidas pelo serviço foram divididas em áreas chamadas células. Cada célula capta a mensagem e a transfere diretamente para uma central de controle. www.física.cdcc.usp.br. Acessado em 22/07/2013. Adaptado.

No que se refere à transmissão da informação no sistema nervoso, uma analogia entre a telefonia celular e o que ocorre no corpo humano a) é completamente válida, pois, no corpo humano, as informações do meio são captadas e transformadas em sinais elétricos transmitidos por uma célula, sem intermediários, a uma central de controle. b) é válida apenas em parte, pois, no corpo humano, as informações do meio são captadas e transformadas em sinais elétricos que resultam em resposta imediata, sem atingir uma central de controle. c) é válida apenas em parte, pois, no corpo humano, as informações do meio são captadas e transformadas em sinais elétricos transferidos, célula a célula, até uma central de controle. d) não é válida, pois, no corpo humano, as informações do meio são captadas e transformadas em estímulos hormonais, transmitidos rapidamente a uma central de controle.

BIOLOGIA

FRENTE 3

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3. CPS-SP 2014 O órgão dos sentidos responsável pela audição é a nossa orelha, também chamada comumente de ouvido. Orelha média

Orelha externa

Orelha interna

Canais semicirculares Tímpano Ossículos

Cóclea

Conduto auditivo Mastoide

Tuba auditiva (centrootorrinodf.com.br/anatomia/ouvido.php Acesso em: 13.09.2013.)

Os problemas de ouvido são muito comuns com viajantes que enfrentam variações de altitude, pois as alterações de pressão, durante essas viagens, fazem com que os indivíduos fiquem com a sensação de ter os ouvidos tapados, o que provoca dificuldade auditiva e dor. Assim, por exemplo, quando alguém desce a serra em direção ao litoral, e a pressão atmosférica aumenta, ficando maior do que a pressão interna da sua orelha média, o tímpano é empurrado para dentro dificultando a audição. Essa situação, no entanto, é temporária porque na orelha média há um canal flexível chamado de tuba auditiva que se comunica com a faringe (garganta), por isso ao bocejar ou engolir saliva, ocorre a abertura das tubas nas orelhas, o que equilibra as pressões dos dois lados (anterior e posterior) de cada membrana timpânica e faz com que a dor e a sensação de surdez cessem. Baseando-se no texto, é correto afirmar que a) a função da tuba auditiva é conduzir as ondas sonoras até a faringe. b) o ar que entra pela orelha externa sai pela garganta, quando o viajante desce a serra. c) o tímpano se deforma e é empurrado para dentro, sempre que o viajante sobe a serra. d) a orelha externa se comunica com a garganta, a fim de melhorar a sensação do paladar. e) a tuba auditiva ajuda a igualar a pressão em ambos os lados da membrana timpânica.

BIOLOGIA

FRENTE 3

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Exercícios complementares 1. Uema 2015 A maior parte do axônio é envolvida por uma camada de natureza lipídica chamada de bainha mielínica que funciona como isolante elétrico, aumentando a velocidade de condução do impulso nervoso. Algumas doenças, como, por exemplo, a síndrome de Guillain-Barré, têm origem na destruição da bainha de mielina com perda gradual da atividade motora. Fonte: LINHARES, Sergio; GEWANDJNAJDER, Fernando. Biologia hoje. São Paulo: Ática, 2011.

Explique como a destruição da bainha de mielina afeta a atividade muscular. 2. UFSC 2013 O neurônio é uma célula altamente especializada, didaticamente dividida em três regiões: dendritos, corpo celular e axônio, conforme a figura abaixo. 1

2

1: dendritos 2: corpo celular 3: axônio

3 Meio intracelular: K+: 150 mM Na+: 15 mM Meio extracelular: K+: 15 mM Na+: 200 mM Compilado de: GUYTON & HALL. Tratado de fisiologia médica, 11. ed. Rio de Janeiro: Editora Elsevier, 2006.

Considere o esquema de uma célula neural e assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01 Um neurônio em repouso apresenta concentrações dos íons de sódio e potássio semelhantes às encontradas no meio extracelular. 02 Se colocado em meio hipotônico, o neurônio acima terá uma entrada passiva de água por osmose, sendo a homeostase celular facilmente restabelecida por bombas de água que ocorrem em toda membrana plasmática. 04 Quando o impulso nervoso ocorre, há abertura dos canais de sódio e ocorre grande influxo deste íon para o interior da célula através de transporte ativo. 08 O impulso nervoso ocorre sempre no sentido 3 2 1. 16 Se colocado em meio hipertônico, o neurônio acima terá saída de água por osmose, um tipo de transporte de membrana que utiliza ATP. 32 Em um neurônio em repouso, a superfície interna da membrana plasmática é eletricamente negativa em relação à superfície externa. Soma: 3. UEM-PR 2015 Com base nos conhecimentos sobre o sistema nervoso humano, assinale o que for correto. 01 O lobo frontal coordena movimentos como andar de bicicleta, mantendo o restante do corpo em equilíbrio, e também recebe informações visuais. 02 A medula espinhal elabora respostas simples a determinados estímulos, tais como retirar a mão após um choque elétrico. 04 Ao ingerir algum alimento, o sistema nervoso somático entra em ação estimulando o estômago a produzir o suco digestivo. 08 Situações de estresse, como em um estado de perigo, são associadas ao sistema nervoso central e à adrenalina. 16 O sistema nervoso periférico autônomo simpático é diretamente responsável pela palidez facial e pelas mãos geladas, características nos episódios de sustos. Soma:

BIOLOGIA

FRENTE 3

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Gabarito Frente 1 b) Como o casal teve um filho de sangue tipo O (doador universal), tanto o pai quanto a mãe devem ser heterozigotos. Assim, a probabilidade de terem uma criança de sangue tipo AB é de 1/4, ou 25%.

Capítulo 10 Exercícios propostos 1. B

3. A

2. E

4. B

Exercícios complementares 1. Soma: 02 1 08 5 10 2. a) A probabilidade de o genótipo da primeira criança ser igual ao de seus genitores é 1/2, ou 50%. b) A probabilidade de as duas primeiras crianças terem fenilcetonúria é de 1/16. c) A probabilidade de o casal ter uma menina saudável é de 3/8. d) Se a criança for clinicamente normal, a chance de ela não ter o gene mutante é 1/3. 3. a) A frequência do alelo HbS aumenta nessas áreas, já que os indivíduos heterozigotos sobrevivem à malária e transmitem o alelo a seus descendentes. b) O casal não tem anemia falciforme, mas ambos transmitiram o alelo HbS a seu primeiro filho, o que indica que são heterozigotos. Assim, a probabilidade de gerarem outro filho com a doença é de 1/4. 4. Soma: 02 1 08 1 16 5 26

5. a)  Trata-se de herança monogênica autossômica recessiva. A condição é causada por alelo recessivo, pois os casais I:1, I:2, I:3 e I:4 não são afetados, mas tiveram filhos afetados, ou seja, eles são heterozigotos e esses filhos são recessivos. Trata-se de uma doença autossômica, pois, em cada cruzamento, há filhos e filhas afetadas na mesma proporção. b) Todos os indivíduos afetados têm genótipo aa. Todos os pais desses indivíduos têm genótipo Aa, já que não são afetados, mas transmitiram o alelo recessivo a seus filhos. 6. A 7. D 8. A 9. A 10. Soma: 01 1 02 5 03

Capítulo 11 Exercícios propostos 1. Soma: 01 1 02 1 04 5 07

2. Soma: 01 1 02 1 08 1 16 5 27 3. Soma: 01 1 08 5 09

Exercícios complementares 1. B 2. D 3. C 4. a) Poderia ser usado sangue dos tipos A e O, já que o sangue do tipo A contém os mesmos aglutinogênios do indivíduo receptor, e o sangue do tipo O não contém aglutinogênios nas hemácias. Assim, nenhum desses tipos geraria uma reação imune por parte do organismo do receptor.

5. B 6. a) A filha pode ser considerada doadora universal para o sistema ABO, pois suas hemácias não têm aglutinogênios A nem B. b) Se a mãe não foi sensibilizada por contato com o antígeno Rh antes da gravidez, o corpo dela não reagiria ao sangue da filha, mesmo que houvesse contato durante o parto. A produção de anticorpos e a criação de memória imunitária são lentas no primeiro contato do organismo com um determinado antígeno. Por isso, a filha não desenvolveria a eritroblastose fetal. 7. Soma: 02 1 08 1 16 5 26

Capítulo 12 Exercício proposto 1. C

Exercícios complementares 1. Soma: 08 1 16 5 24

2. Soma: 01 1 02 1 16 5 19

Frente 2 Capítulo 13 Exercícios propostos 1. D

3. D

2. C

4. C

Exercícios complementares 1. a) Não, o pinhão é a semente do pinheiro-do-paraná. Essa planta é uma gimnosperma e não produz fruto. b) Os pinheiros são gimnospermas, plantas que não produzem flor. 2. A araucária, assim como todas as plantas, tem ciclo diplobionte, isto é, com alternância de gerações. A geração haploide (gametófito) é reduzida e representada pelo tubo polínico (gametófito masculino), que produz as células espermáticas, e pelo saco embrionário (gametófito feminino), que produz a oosfera. A geração diploide (esporófito) é duradoura e representada pela árvore, que produz micrósporos e megásporos nos estróbilos.

Capítulo 14 Exercício proposto 1. A

Exercícios complementares 1. a) Em I, estão representados os vasos condutores de seiva; em II, as sementes; e em III, as flores e os frutos. Os vasos condutores de seiva realizam o transporte de água, sais minerais e matéria orgânica pela planta.

BIOLOGIA

GABARITO

23

b) A dupla fecundação ocorre quando um dos núcleos espermáticos do grão de pólen fecunda a oosfera, formando um zigoto diploide, que dá origem ao embrião. O outro núcleo espermático une-se a dois núcleos polares, formando o endosperma, um tecido de reserva triploide. 2. a) A polinização das flores é um processo de reprodução sexuada que promove a fecundação cruzada e garante variabilidade genética às populações. b) Após a fecundação, as sépalas e as pétalas caem, os estames são degradados e o ovário se desenvolve, formando o fruto. c) O fruto protege a semente e facilita a sua dispersão e a ocupação de novos ambientes. 3. a) Espécie 1: beija-flor; espécie 2: vento; espécie 3: morcego; espécie 4: abelha. b) Chegando ao estigma, o grão de pólen forma o tubo polínico, no qual estão os núcleos espermáticos (gametas masculinos). No saco embrionário, um dos núcleos espermáticos se une à oosfera, formando o zigoto, que se desenvolverá no embrião envolvido pela semente. O outro núcleo espermático se funde aos núcleos polares femininos e forma o endosperma triploide, tecido de reserva nutritiva que compõe a semente. 4. a) Classe I (eudicotiledôneas): podem ser citados o feijão, a soja e as árvores frutíferas, bastante usados na alimentação humana. Classe II (monocotiledôneas): podem ser citados o milho e o arroz, utilizados na alimentação humana; e a cana-de-açúcar, que é usada na produção de etanol. b) As leguminosas (classe I), como o feijão e a soja, são utilizadas na adubação verde, pois se associam a bactérias fixadoras de nitrogênio e aumentam a quantidade de nutrientes nitrogenados no solo. E as gramíneas (classe II), como a aveia e as pastagens, são usadas na rotação de culturas, uma prática que favorece a fertilização do solo, a ciclagem de nutrientes e o controle da erosão.

2. a) O agente etiológico da esquistossomose é um verme platelminto, da espécie Schistosoma mansoni. O contágio ocorre por meio da penetração da larva cercária na pele em uma pessoa que entrou em uma “lagoa de coceira”, que estava contaminada com as larvas desse verme. b) Os leucócitos que produzem os anticorpos são os plasmócitos; os que combatem os vermes são os eosinófilos. 3. a) A enzima 2,3-epoxi-redutase é responsável pela redução da vitamina K inativa, originando a forma ativa, que participa do processo de coagulação sanguínea mediando a conversão da protrombina em trombina, enzima responsável pela formação da fibrina, compondo a rede de fibras do coágulo. b) Um indivíduo que esteja usando derivados da cumarina precisa evitar alimentos que promovam a coagulação sanguínea, já que essa substância tem ação anticoagulante. Na presença da vitamina K, o bloqueio da 2,3-epoxi-redutase é reduzido, como mostra o gráfico da figura II, e o funcionamento dessa enzima permite a ocorrência da coagulação do sangue. 4. a) 1. Nos experimentos de Harvey são mostradas as veias, que podem ser identificadas pelas saliências com protuberâncias globosas, que são as válvulas venosas. 2. Eles se tornaram salientes devido ao acúmulo do sangue causado pela interrupção do fluxo sanguíneo em decorrência da colocação do torniquete. b) Com o deslizamento do dedo de O para H, o sangue foi deslocado para outro trecho da veia, e, devido à presença de uma válvula (identificada pela protuberância), não retornou para o trecho OH. 5. E 6. A imunidade humoral atua por meio da produção de anticorpos pelos plasmócitos; os anticorpos são específicos para cada tipo de antígeno. Na imunidade celular, ocorre a ativação de linfócitos T citotóxicos, leucócitos que destroem células infectadas, por exemplo, por vírus.

Capítulo 15 Exercícios propostos 1. A

b) A diapedese é realizada pelos leucócitos, as células de defesa. Esse processo consiste na passagem dos leucócitos, presentes no sangue, através da parede dos vasos sanguíneos, em direção aos tecidos nos quais está ocorrendo uma inflamação.

2. A

Exercícios complementares 1. B 2. As células xilemáticas têm parede celular lignificada (rígida), o que garante resistência mecânica ao tecido, permitindo a variação de pressão necessária para o transporte de água; células mortas, que permitem que o fluxo de água ocorra sem obstáculos; e comunicações celulares, que permitem o fluxo contínuo de água. 3. D

Frente 3 Capítulo 8 Exercícios propostos 1. D 2. E

Capítulo 9 Exercícios propostos 1. D 2. D 3. E

Exercício complementar 1. a) Por serem mamíferos, a excreta nitrogenada de ambos é a ureia. b) A concentração de excreta nitrogenada é maior nos carnívoros estritos, pois se alimentam de carne, alimento rico em proteínas. As proteínas são formadas pelos aminoácidos, compostos nitrogenados, cuja degradação gera amônia, responsável pela produção de ureia. Os herbívoros se alimentam de vegetais, alimentos ricos em carboidratos e pobres em proteínas.

3. B 4. A 5. Soma: 08 1 16 1 64 5 88

Exercícios complementares 1. a) O monossacarídeo é a glicose, utilizada na respiração celular para a produção de ATP. A glicose armazena grande quantidade de energia em suas ligações químicas.

Capítulo 10 Exercícios propostos 1. E 2. C 3. E BIOLOGIA

GABARITO

24

Exercícios complementares 1. A bainha de mielina é um isolante elétrico que envolve o axônio de muitos neurônios, exceto em algumas regiões, chamadas de nódulos de Ranvier. O impulso nervoso passa pelo axônio saltando por esses nódulos, o que faz com que a velocidade da transmissão do impulso seja maior. Com a destruição da bainha de mielina, o impulso nervoso passa por toda a extensão do axônio de forma mais lenta, o que pode causar a perda da atividade motora, já que pode afetar os neurônios que transmitem os impulsos para os músculos. 2. Soma: 32 3. Soma: 02 1 08 1 16 5 26

BIOLOGIA

GABARITO

25

BIOLOGIA

FRENTE 1

Capítulo 10 — Introdução à Genética • Genética: estudo dos genes e da transmissão das características ao longo das gerações de seres vivos (hereditariedade).

• Fundamentos: trabalhos realizados por Gregor Mendel. Conceitos básicos em Genética • Cromossomos: formados por uma molécula de DNA e por proteínas associadas.

− Contêm os genes, sequências de bases nitrogenadas cuja expressão resulta na formação de proteínas.

• Cromossomos homólogos: têm mesmo tamanho, mesma posição do centrômero e mesma sequência gênica.

Primeira lei de Mendel e herança monogênica • Herança monogênica ou mendeliana: condicionada por apenas um gene.

• Mendel estudou a transmissão de caracteres da planta da ervilha (Pisum sativum).

• O cruzamento entre plantas de linhagens puras (homozigotas) constitui a geração parental (P).

• A descendência produzida pela geração parental corresponde à primeira geração filial (F1 ou híbrida).

− 100% de F1 tem genótipo heterozigoto e fenótipo dominante. • Da autopolinização das plantas obtidas em F1, tem-se a segunda geração filial (F2).

− Um locus gênico em um par de cromossomos homólogos

− Proporção genotípica: 25% homozigotos dominantes, 50%

deve ter o mesmo gene, mas pode apresentar diferentes formas gênicas, chamadas alelos.

− Proporção fenotípica: 75% dominantes, 25% recessivos

• Cromossomos autossômicos: − Seus genes condicionam as heranças autossômicas. − Nas heranças autossômicas, a frequência de machos e de fêmeas portadores de uma característica é aproximadamente a mesma.

• Cromossomos sexuais: − Relacionados à determinação do sexo. − Em seres humanos, um par de cromossomos X (XX) determina o sexo biológico feminino, enquanto um cromossomo X e um Y (XY) determina o sexo biológico masculino.

• Genótipo: corresponde à composição alélica de uma célula ou de um indivíduo.

− Homozigoto (ou puro), quando os alelos são iguais. − Heterozigoto (ou híbrido), quando os alelos do par são diferentes.

• Alelo dominante: basta que esteja presente em um dos cromossomos do par de homólogos para que seu estado seja manifestado.

• Alelo recessivo: só manifesta seu estado quando em dupla (nos dois cromossomos do par de homólogos).

• Fenótipo: é a forma detectável e passível de descrição assumida por uma característica.

− O fenótipo manifestado por uma característica é o resultado da interação entre a expressão da informação genética e o ambiente.

Noções de probabilidade • Conceito de probabilidade (P): P=

número de eventos favoráveis número de resultados possíveis

Eventos independentes

• A ocorrência de um evento não afeta a probabilidade de outro ocorrer.

• É utilizada a regra da multiplicação (ou regra do “e”). Eventos mutuamente exclusivos

• A ocorrência de um evento exclui a probabilidade de outro acontecer.

• É utilizada a regra da adição (ou regra do “ou”).

heterozigotos e 25% homozigotos recessivos (1 : 2 : 1). (3 : 1).

• Primeira lei de Mendel: uma característica é determinada por um par de fatores hereditários (genes alelos), que se separam (segregam) na formação das células reprodutivas, os gametas, que devem carregar apenas um dos fatores.

Análise de heredogramas • Heredogramas: representações gráficas dos membros de grupos familiares que permitem analisar a transmissão de caracteres genéticos ao longo das gerações.

• Símbolos e convenções: − as gerações são representadas por algarismos romanos dispostos à esquerda do heredograma;

− os membros de cada geração são indicados em algarismos arábicos, da esquerda para a direita, em ordem de nascimento por casal de genitores;

− o sexo masculino é representado por um quadrado; − o sexo feminino é representado por um círculo; − um cruzamento é representado por um traço simples (quando se trata de um cruzamento consanguíneo, o traço é duplo).

− símbolos preenchidos indicam indivíduos afetados pelo fenótipo cuja herança é analisada.

Cruzamento-teste • Para determinar o genótipo de indivíduos que expressam fenótipo dominante, cruzam-se esses indivíduos com outros de fenótipo recessivo.

• Exemplo: cobaia de pelo preto (B_) 3 cobaia de pelo branco (bb). − 50% de cobaias pretas e 50% de cobaias brancas: nesse caso, a cobaia de pelo preto tem genótipo Bb.

− 100% dos descendentes com pelagem preta: nesse caso, se o número de descendentes for suficientemente grande, a cobaia preta tem genótipo BB.

Gemelaridade • Gêmeos monozigóticos ou univitelinos: − Provêm de um único zigoto. − Resultantes da divisão precoce do embrião nas duas pri-

FRENTE 1

Resumindo

meiras semanas de desenvolvimento. BIOLOGIA

FRENTE 1

1

− Indivíduos de mesmo sexo que, ao longo do desenvolvimento, geralmente compartilham a mesma placenta.

• Gêmeos dizigóticos, bivitelinos ou fraternos: − Provêm de dois zigotos, gerados por duas fecundações distintas.

Codominância

• Indivíduos heterozigotos manifestam os dois fenótipos determinados por cada alelo simultaneamente.

• Exemplo: herança da cor da pelagem em bovinos da raça shorthorn.

− São tão geneticamente diferentes quanto irmãos gerados

Genótipo

em gestações únicas e independentes.

− Podem ser do mesmo sexo ou de sexos opostos; cada feto geralmente tem sua própria placenta.

Variações da primeira lei de Mendel

Fenótipo

VV

Pelagem vermelha

VB

Pelagem ruão (mesclada)

BB

Pelagem branca

• Proporções fenotípica e genotípica em F2: 1 : 2 : 1.

Alelos letais

• Causam a morte de um organismo. • Exemplo: cor da pelagem em camundongos. − Alelo C é letal em homozigose. − O cruzamento entre camundongos heterozigotos gera progênie com proporção fenotípica de 2 : 1, pois os animais CC morrem antes do nascimento.

Dominância incompleta

• Indivíduos heterozigotos manifestam fenótipo intermediário em relação aos dos homozigotos.

• Exemplo: cor da flor da planta maravilha (Mirabilis jalapa).

Pleiotropia

• A expressão de um alelo influencia a determinação de duas ou mais características de um organismo.

• Exemplo: na determinação da cor da pelagem em camundongos, o alelo C, em heterozigose, condiciona pelagem amarela e, em homozigose, determina a morte do animal.

Variações da expressão fenotípica

• Expressividade variável: a expressão de um alelo resulta na determinação de múltiplos padrões de fenótipos.

− Exemplo: polidactilia (o indivíduo afetado pode ter até quatro dedos a mais, distribuídos entre mãos e pés).

• Penetrância incompleta: apenas uma parcela dos indivíduos

Genótipo

Fenótipo

VV

Flor vermelha

VB

Flor cor-de-rosa

BB

Flor branca

portadores de um genótipo expressa o fenótipo correspondente.

− Exemplo: polidactilia (o alelo dominante tem penetrância

• Proporções fenotípica e genotípica em F2: 1 : 2 : 1.

Capítulo 11 — Alelos múltiplos e grupos sanguíneos

de aproximadamente 60%).

Transfusões sanguíneas

• Em transfusões incompatíveis, as aglutininas do receptor agem

Alelos múltiplos • Casos em que um gene apresenta mais de duas formas alé-

sobre os aglutinogênios do doador, causando aglutinação do sangue.

licas em uma população.

• Cada indivíduo tem no máximo dois alelos (caso da primeira

O

lei de Mendel).

• O surgimento de novos alelos se deve à ocorrência de mutações gênicas.

• Exemplo: cor da pelagem em coelhos. Genótipos CC, Ccch, Cc h ou Cca

Chinchila

cchcch, cchch ou cchca

Himalaia

c hc h ou c hca

Albino

caca

A

Grupos sanguíneos do sistema ABO • Sistema com quatro grupos (ou tipos) sanguíneos: A, B, AB e O. Grupo sanguíneo

Aglutinogênio na hemácia

Aglutinina no plasma

A

A

Anti-B

B

AB

Representação das transfusões sanguíneas possíveis quanto ao sistema ABO.

Tipagem

B

B

Anti-A

AB

AeB

–

• Teste que mistura amostras de sangue com dois tipos de soro:

O

–

Anti-A e Anti-B

um com anticorpos anti-A e outro com anticorpos anti-B. BIOLOGIA

FRENTE 1

FRENTE 1

Fenótipo Selvagem ou aguti

2

Grupo sanguíneo

Reação com soro anti-A

Reação com soro anti-B

A

Aglutina

Não aglutina

B

Não aglutina

Tipagem

• Teste que mistura amostras de sangue com soro anti-Rh. Grupo sanguíneo

Reação com anti-Rh

+

Aglutina

Rh

Aglutina

Rh–

Não aglutina

AB

Aglutina

Aglutina

O

Não aglutina

Não aglutina

Determinação genética

• Caso de dominância completa contemplado pela primeira

Determinação genética

• Caso de alelos múltiplos (I A e I B são codominantes e i é recessivo em relação aos dois alelos).

lei de Mendel. Grupo sanguíneo (fenótipo)

Genótipos

Rh+

RR ou Rr

• Alelos envolvidos: Grupo sanguíneo (fenótipo)

Genótipos

A

I AI A ou I Ai

Rh

–

rr

Eritroblastose fetal

B

I I ou I i

• Também chamada de doença hemolítica do recém-nascido

AB

I AI B

• Quadro decorrente da incompatibilidade quanto ao sistema

O

ii

B B

B

Sistema Rh • Sistema com dois grupos sanguíneos: Rh+ e Rh–. Grupo sanguíneo

Antígeno Rh

Anticorpos anti-Rh

Rh+

Presente

Ausentes

Rh–

Ausente

Presentes, caso tenha ocorrido contato com hemácias Rh+

Transfusões

• No sistema Rh, também se devem levar em conta as possíveis reações entre as hemácias do doador e o plasma do receptor. Rh–

Rh+

Representação das transfusões sanguíneas possíveis quanto ao sistema Rh.

Sangue O–: doador universal. Sangue AB+: receptor universal.

(DHRN). Rh entre o sangue da mãe e o do feto.

• Anticorpos anti-Rh da mãe Rh– atravessam a placenta e atacam as hemácias Rh+ do feto.

• Condições de ocorrência: − mãe Rh– e previamente sensibilizada ao antígeno Rh, por meio de transfusão de sangue incorreta ou no parto de uma criança Rh+ anterior; − feto Rh+; − pai Rh+.

• Consequências: − liberação de eritroblastos no sangue do feto; − anemia; − icterícia (amarelamento da pele); − danos neurológicos; − em certos casos, morte. • Tratamento: − fototerapia (“banhos de luz”); − transfusão com sangue Rh–. • Prevenção: − administração de soro anti-Rh na mulher Rh–.

Capítulo 12 — Segunda lei de Mendel

Os trabalhos de Mendel: análise de um cruzamento di-híbrido • Características inicialmente usadas por Mendel: cor (amarela ou verde) e textura (lisa ou rugosa) da semente em ervilhas Pisum sativum.

• Relação de dominância entre os alelos: − V (sementes amarelas) > v (sementes verdes); − R (sementes lisas) > r (sementes rugosas). BIOLOGIA

FRENTE 1

FRENTE 1

Definição da segunda lei de Mendel • Análise simultânea da transmissão de duas ou mais características. • Também chamada de lei da segregação independente. • Segregação independente: − ocorre quando dois ou mais pares de alelos estão localizados em pares de cromossomos homólogos distintos; − resulta em maior número de combinações alélicas nos gametas; − o número de combinações alélicas possível nos gametas é igual a 2n, sendo n o número de heterozigoses no genótipo.

3

• Cruzamento mendeliano Geração P

x

Gametas

Geração F1

VVRR

vvrr

VR

vr x

Planta 1 VvRr

Planta 2 VvRr

Geração F2

VR ¼

Vr ¼

vR ¼

vr ¼

VVRR

VVRr

VvRR

VvRr

VVRr

VVrr

VvRr

Vvrr

VvRR

VvRr

vvRR

vvRr

VvRr

Vvrr

vvRr

vvrr

N. Vinoth Narasingam/Shutterstock.com

Gametas produzidos pela planta 2

VR ¼

Gametas produzidos pela planta 1

Vr ¼

vR ¼

vr ¼

F2 Mendel podem ser calculadas usando a regra da multipli• As probabilidades de combinações possíveis Proporção em F2 na fenotípica segunda em lei de

cação (ou regra do “e”). Por exemplo:

9/16 amarela e lisa (V_R_)

Vv 3 Vv VV

Vv

Rr 3 Rr

3/16 amarela e rugosa (V_rr) Vv

3/4 sementes amarelas

3/16 verde e lisa (vvR_) vv RR

Rr

1/16 verde e rugosa (vvrr) 3/4 sementes 1/4 sementes verdes lisas

Rr

rr 1/4 sementes rugosas

− Aplicando a regra da multiplicação, temos:

FRENTE 1

P (semente amarela e lisa) 5 3/4 ? 3/4 5 9/16 P (semente amarela e rugosa) 5 3/4 ? 1/4 5 3/16 P (semente verde e lisa) 5 1/4 ? 3/4 5 3/16 P (semente verde e rugosa) 5 1/4 ? 1/4 5 1/16

BIOLOGIA

FRENTE 1

4

Resumindo

BIOLOGIA

FRENTE 2

Capítulo 13 — Plantas I Reino Plantae Características gerais

• Pluricelulares: corpo formado por diversas células organizadas em tecidos diferenciados.

• Nutrição autótrofa: realizam fotossíntese. • Ciclo diplobionte: duas fases adultas (gametofítica e esporofítica). • Células eucarióticas: presença de núcleo e de organelas membranosas.

de rizoides, cauloides e filoides). Gametângios haploides

Gametas produzidos

Anterídios (masculinos)

Anterozoides

Arquegônios (femininos)

Oosferas

• Esporófito: − transitório (vida curta) e dependente do gametófito; − estrutura: pé, uma seta e uma cápsula (esporângio).

Parede celular formada predominantemente por celulose.

Reprodução

Plasmodesmos: pontes citoplasmáticas entre as células.

• Assexuada: − fragmentação do talo; − formação de propágulos (gemas). • Sexuada: − ciclo diplobionte; − geração gametofítica dominante; − anterozoides nadam até as oosferas; − dependência de água para a fecundação; − esporófito cresce no gametófito feminino; − dispersão dos esporos ocorre pelo vento; − germinação dos esporos e formação de protonemas.

Vacúolo central: controle do balanço hídrico da célula. Cloroplastos: plastídio com pigmentos fotossintéticos. Pigmentos fotossintéticos: clorofilas (dos tipos a e b) e carotenoides.

• Reserva energética: amido (cloroplastos e amiloplastos). Novidades evolutivas

• Gametângios e esporângios pluricelulares: gametas e esporos são revestidos por uma camada de células estéreis protetoras.

• Esporos com esporopolenina: resistência no ambiente terrestre seco.

• Embriões dependentes da mãe para proteção e nutrição. Classificação

• Embriófitas: o embrião dependente da planta-mãe para proteção e nutrição.

• Traqueófitas ou vasculares: possuem tecidos condutores de seiva (xilema e floema). Ex.: pteridófitas, gimnospermas e angiospermas.

• Espermatófitas: possuem semente. Ex.: gimnospermas e angiospermas.

• Antófitas: possuem flor. Ex.: angiospermas. • Atraqueófitas ou avasculares: sem tecidos condutores de seiva (xilema e floema). Ex.: briófitas.

• Talófitas: sem raiz, caule e folhas. Ex.: briófitas. • Cormófitas: possuem raiz, caule e folhas. Ex.: pteridófitas, gimnospermas e angiospermas.

• Criptógamas: sem estruturas de reprodução evidentes. Ex.: briófitas e pteridófitas.

• Fanerógamas: possuem estruturas de reprodução evidentes. Ex.: gimnospermas e angiospermas.

Briófitas

Importância

• Pioneiras na sucessão ecológica primária. • Musgos são bioindicadores da qualidade do ar. • Turfeiras: fonte de energia em algumas regiões. Pteridófitas Características gerais

• Traqueófitas: têm tecidos vasculares (xilema e floema) que realizam o transporte rápido e eficiente de água e outros nutrientes.

• Lignina na parede celular: enrijecimento e resistência. • Esporófito: − dominante e duradouro (vida longa); − pluriesporangiado: diversos esporângios; − soro: conjunto organizado de esporângios. • Gametófito: − reduzido e transitório (vida curta); − bissexuado ou monoico (presença de anterídios e arquegônios).

Características gerais

Reprodução

• Atraqueófitas ou avasculares: sem xilema e floema. • Transporte lento de substâncias: célula para célula pelos plas-

• Assexuada: − brotamento; − fragmentação do rizoma. • Sexuada: − ciclo diplobionte; − geração esporofítica dominante;

modesmos.

• Ausência de lignina na parede celular. • Gametófito: − dominante e duradouro (vida longa);

FRENTE 2

• • • • •

− estrutura: taloso (achatado e laminar) ou folhoso (presença

BIOLOGIA

FRENTE 2

1

− − − −

dispersão dos esporos ocorre pelo vento; há germinação dos esporos e formação de gametófitos; anterozoides nadam até as oosferas; dependência de água para a fecundação.

Importância

• • • •

Florestas do Carbonífero: formação de carvão mineral. Ornamentais: samambaia, selaginela, chifre-de-veado e avenca. Samambaiaçu: produção de xaxim. Samambaias aquáticas: aumento da produtividade nos arrozais.

− semente: tegumento (2n) + embrião (2n) + endosperma primário (n).

Reprodução

• Fase esporofítica dominante. • Fase gametofítica reduzida e dependente do esporófito. − Gametófito masculino: grão de pólen ( jovem) e tubo polínico (maduro).

− Gametófito feminino: saco embrionário. • Pinheiros são monoicos (maioria) ou dioicos (ex.: pinheiro-brasileiro).

Gimnospermas

• Estróbilo masculino produz pólen; estróbilo feminino produz

Características gerais

• Anemofilia: polinização pelo vento. • Pólen germina no óvulo e forma o tubo polínico: independên-

• • • •

Sementes nuas não envolvidas por frutos. Embriófitas e traqueófitas. Espermatófitas: presença de semente. Heterosporia: esporos com tamanhos diferentes. Ex.: micrósporo e megásporo.

• Pólen e tubo polínico: − pólen: célula do tubo (n) + célula generativa (n) + asas; − tubo polínico: transporte de células espermáticas até a oosfera.

• Óvulo e semente: − óvulo: estrutura pluricelular que possui a oosfera (gameta

óvulos.

cia de água para a fecundação.

• Óvulo fecundado forma semente. • Dispersão das sementes pelo vento ou por animais. • Germinação da semente em condições favoráveis. Importância

• Formação da Taiga e da Floresta das Araucárias. • Pinhões: fonte de alimento. • Reflorestamento com pinheiros: produção de madeira, celulose e resina.

feminino);

Características gerais das angiospermas • Angiospermas: sementes envolvidas pelos frutos. • Embriófitas, traqueófitas, espermatófitas e antófitas. • Dupla fecundação. • Endosperma secundário triploide. • Flores e frutos. Estrutura da flor

• Partes: pedicelo + receptáculo + órgãos florais. • Órgãos florais: sépalas, pétalas, estames e pistilos. • Verticilo: conjunto concêntrico de órgãos florais de mesmo tipo. − Cálice: conjunto de estames. − Corola: conjunto de pétalas. − Androceu: conjunto de estames. − Gineceu: conjunto de pistilos. Formação do pólen

• Local: anteras (dentro dos sacos polínicos). • Grão de pólen: parede + célula do tubo (n) + célula generativa (n). Formação do saco embrionário

• Local: óvulos (dentro dos megasporângios). • Saco embrionário: 1 oosfera (n) + 2 sinérgides (n) + 3 antípodas (n) + 1 célula central (n + n) com dois núcleos polares.

Reprodução Reprodução assexuada

• Acontece em órgãos vegetativos, como caules e folhas. • Tipos: estaquia, alporquia, mergulhia e enxertia. Reprodução sexuada

• Fase esporofítica dominante. • Fases: floração, polinização, fecundação, formação das sementes e posterior dispersão e germinação delas.

• Dupla fecundação: − fecundação 1: uma célula espermática (n) se une à oosfera (n) formando o zigoto (2n). Após diversas divisões mitóticas, o zigoto se transforma no embrião (2n);

− fecundação 2: uma célula espermática se une aos dois núcleos polares (n + n) da célula central formando uma célula triploide (3n) que, após diversas divisões mitóticas, forma o tecido nutritivo triploide denominado endosperma secundário ou albume.

• Formação da semente e do fruto: − óvulo fecundado: origina uma semente; − ovário desenvolvido: se transforma em fruto. Polinização • Processo de transporte do pólen da antera até o estigma

FRENTE 2

Capítulo 14 — Plantas II

das flores.

• Tipos: autopolinização e polinização cruzada.

BIOLOGIA

FRENTE 2

2

Autopolinização

• O grão de pólen é transportado para o estigma da mesma flor ou para outras flores da mesma planta. • Baixa variabilidade genética. Polinização cruzada

• • • •

O grão de pólen é transportado para o estigma de flores de outras plantas da mesma espécie. Alta variabilidade genética. Agentes polinizadores: abióticos (vento) e bióticos (animais). Anemofilia:

− − − − −

polinização pelo vento; flores pouco vistosas, pequenas e agrupadas em inflorescências; ausência de néctar e de odor atraente; grande produção de pólen leve, seco, pulverulento e sem ornamentações; estigmas grandes, expostos e plumosos.

• Ornitofilia: − polinização por aves; − flores com coloração chamativa e pétalas unidas que formam um tubo floral longo; − produção de néctar; − ausência de odores atrativos e abertura diurna. • Quiropterofilia: − polinização por morcegos; − flores se abrem à noite, são grandes e produzem forte odor atraente; − ausência de coloração atrativa e grande produção de néctar. • Entomofilia: − polinização por insetos; − flores com abertura diurna e noturna; − produção de néctar e pólen suculento; − produção de forte odor atraente. Classificação Caule

Raiz

Pólen

Trímera

Com bainha e nervuras paralelas

Feixes vasculares dispostos de forma difusa

Fasciculada

1 abertura

Eudicotiledôneas

1 cotilédone

2 cotilédones

Pentâmera

Com pecíolo e nervuras reticuladas

Feixes vasculares dispostos em anel

Pivotante

3 aberturas

FRENTE 2

Folha

Imagens: Jakinnboaz/Shutterstock.com, Incomible/Shutterstock.com

Flor

Monocotiledôneas

Semente

Representação esquemática das principais diferenças entre monocotiledôneas e eudicotiledôneas.

BIOLOGIA

FRENTE 2

3

Capítulo 15 — Anatomia vegetal

• Utilização: determinação da idade das plantas e indicação de

Organização do corpo da planta • Tecido: conjunto integrado de células com funções, estruturas

Tecidos adultos

• Tipos de tecidos vegetais: meristemáticos e adultos. • Sistema de tecidos: dérmico (revestimento), vascular (transporte de seiva) e fundamental (fotossíntese, armazenamento e sustentação).

Tecidos meristemáticos • Função: crescimento da planta. • Classificação: apicais e laterais. • Características das células meristemáticas: − indiferenciadas; − totipotentes; − intensa atividade mitótica; − parede celular delgada; − abundância de mitocôndrias. Meristemas apicais

• Função: crescimento primário (em comprimento). • Localização: nas extremidades dos caules e das raízes e nas gemas axilares. Meristema primário

Tecidos formados

Protoderme

Epiderme

Meristema fundamental

Parênquima, colênquima e esclerênquima

Procâmbio

Floema primário e xilema primário

Quadro comparativo com os meristemas primários e os tecidos formados por eles.

Meristemas laterais

• Função: crescimento secundário (em diâmetro). • Localização: cilindros internos de células meristemáticas que se estendem ao longo do caule e das raízes. Meristemas laterais Felogênio

Câmbio

Tecidos formados Súber (externo) Feloderme (interno) Floema secundário (externo) Xilema secundário (interno)

Quadro comparativo com os meristemas secundários e os tecidos formados por eles.

Anéis de crescimento

• Localização: xilema secundário. • Estrutura do anel: lenho primaveril + lenho estival.

Epiderme

• Localização: todos os órgãos vegetais jovens (estrutura primária).

• Características: − células vivas e sem cloroplastos; − camada única de células. • Anexos epidérmicos: − cutícula: proteção contra perda de água; − estômatos: trocas gasosas e transpiração; − tricomas: secreção de substâncias e proteção contra perda de água.

Súber

• Localização: raízes e caules lenhosos (estrutura secundária). • Características: − células mortas; − várias camadas de células; − suberina na parede celular. • Anexo do súber: − lenticelas: trocas gasosas. Colênquima

• Função: sustentação. • Características: − células vivas e alongadas; − parede primária com espessamento irregular; − ausência de lignina na parede celular. Esclerênquima

• Função: sustentação. • Características: − células mortas; − parede secundária com espessamento regular; − presença de lignina na parede celular; − ausência de protoplasto. • Tipos celulares: fibras e esclereides. Xilema

• Função: transporte de seiva inorgânica. • Características das células condutoras: − mortas e cilíndricas; − parede secundária lignificada. • Tipos de células condutoras: − traqueídes (sem placa perfurada), presentes em traqueó­ fitas;

− elementos de vaso (com placa perfurada), presentes em

FRENTE 2

e origens comuns.

condições climáticas remotas.

angiospermas.

BIOLOGIA

FRENTE 2

4

Floema

Parênquima

• Função: transporte de seiva orgânica. • Características das células condutoras: − vivas e cilíndricas; − parede primária e sem lignina. • Tipos de células condutoras: − célula crivada (sem placa crivada), presente em pteridófitas

• Fundamental: preenchimento de espaços internos. • Clorofiliano: fotossíntese. • Reserva: armazenamento. − amilífero: amido; − aquífero: água; − aerífero: ar.

e gimnospermas;

− elemento de tubo crivado (com placa crivada), presente

FRENTE 2

em angiospermas.

BIOLOGIA

FRENTE 2

5

BIOLOGIA

FRENTE 3

Capítulo 8 — Circulação e imunidade

Anfíbios

Sistema cardiovascular

• Coração tricavitário. • Circulação dupla e incompleta. • Nas circulações duplas, o trajeto do sangue pode ser dividido

• Transporte de materiais. • Defesa do organismo. • Controle da temperatura corporal. Componentes

• Sangue: tecido conjuntivo constituído pelo plasma e pelos elementos figurados (hemácias, leucócitos e plaquetas), que são produzidos na medula óssea vermelha, rica em tecido hematopoiético.

− Hemácias: anucleadas e bicôncavas; formadas a partir dos eritroblastos; ricas em hemoglobina; especializadas no transporte de gás oxigênio; em razão da ausência de núcleo, perduram de 90 a 120 dias; são destruídas no fígado e no baço; a quantidade em pessoas saudáveis é de 4 a 6 milhões/mm³ de sangue.

− Leucócitos: células nucleadas que atuam na defesa do corpo; classificados em granulócitos e agranulócitos; a quantidade em pessoas saudáveis é de 5 mil a 10 mil/mm³ de sangue.

− Plaquetas: fragmentos celulares formados a partir dos megacariócitos; atuam na coagulação sanguínea; a quantidade em pessoas saudáveis é de 150 mil a 500 mil/mm³ de sangue.

• Coração − Responsável pelo bombeamento do sangue. − Formado pelo miocárdio (músculo cardíaco). − Movimentos: sístole (contração) e diástole (relaxamento). − Câmaras (cavidades): átrios e ventrículos. − Revestimentos: endocárdio e pericárdio. • Vasos sanguíneos: vias por onde circula o sangue. − Artérias: conduzem sangue dos ventrículos cardíacos para

em pequena circulação (circulação pulmonar) e grande circulação (circulação sistêmica).

Répteis

• Nos répteis escamados e nos quelônios, o coração é tricavitário. Artéria aorta • Nos répteis crocodilianos, o coração é tetracavitário. • Escamados, quelônios e crocodilianos apresentam circulação dupla e incompleta.

• Nos crocodilianos, pode ocorrer mistura entre sangue venoso e arterial pelo forame de Panizza e no encontro da aorta direita com a aorta esquerda.

Aves e mamíferos

• Coração tetracavitário. • Circulação dupla e completa. • Artérias A circulação dupla e completa favorece maiores taxas de nucoronárias trição e de oxigenação dos tecidos, característica vantajosa às

aves e aos mamíferos, uma vez que são animais endotérmicos e têm altas taxas metabólicas.

Aspectos da circulação humana

• Coração humano

Em corte

Veia cava superior

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Artéria aorta Artéria pulmonar Átrio esquerdo

Átrio direito

Veias pulmonares

Veias pulmonares

Valva aórtica

os tecidos do corpo; têm parede mais espessa e resistente; suportam pressões sanguíneas mais altas.

− Veias: carregam sangue dos tecidos do corpo de volta ao

Valva pulmonar

coração, chegando nos átrios (processo chamado retorno venoso, que ocorre sob pressão mais baixa); têm constituição tecidual semelhante a das artérias, porém a parede é mais fina e menos resistente; os fatores que contribuem para o retorno venoso são: contração da musculatura lisa presente na parede do vaso, contração da musculatura esquelética adjacente à veia, comprimindo o vaso e deslocando o sangue em seu interior, e presença de válvulas venosas.

Valva tricúspide

− Capilares: vasos muito finos que permitem a troca de materiais entre sangue e demais tecidos; originam-se da ramificação de arteríolas e unem-se formando vênulas.

Circulação nos vertebrados Peixes

• Coração bicavitário. • Circulação simples e completa.

CORES FANTASIA

GraphicsRF.com/Shutterstock.com

Funções

Valva bicúspide (mitral) Ventrículo esquerdo

Veia cava inferior Ventrículo direito

Representação do coração humano em corte, mostrando as cavidades, as valvas e os vasos sanguíneos que chegam e partem do órgão. As setas indicam o sentido do fluxo sanguíneo.

• Controle dos batimentos cardíacos − O coração gera os impulsos elétricos que determinam seu

FRENTE 3

Resumindo

batimento.

− A estrutura que origina os impulsos é o nó sinoatrial (marca-­ -passo). Esses impulsos determinam a contração dos átrios e atingem o nó atrioventricular.

− Do nó atrioventricular, os impulsos seguem pelas ramificações do feixe de His e se propagam pelas fibras de Purkinje, resultando na contração dos ventrículos. BIOLOGIA

FRENTE 3

1

− Influência do sistema nervoso autônomo: o ramo simpá-

• A primeira exposição a um patógeno dotado de determinado

tico é ativado em situações de emergência e ocasiona aumento da frequência cardíaca; o ramo parassimpático atua em situações de relaxamento, levando à redução do ritmo cardíaco.

antígeno resulta na produção de anticorpos (imunoglobulinas) específicos no combate ao antígeno; na ativação de células de defesa que atacam células infectadas; e na formação de células de memória imunitária.

• Circulação linfática − Os capilares linfáticos recolhem o excesso de fluido teci-

• Memória imunitária é a característica do sistema imunitário que

dual, originando a linfa.

− Os linfonodos são órgãos nos quais são encontradas muitas células de defesa.

promove proteção de longo prazo contra muitas infecções.

• Resposta imunitária primária: − desencadeada na primeira vez em que há contato com um antígeno;

− Caso seja detectada a presença de agentes estranhos na

− envolve produção de anticorpos específicos, ativação de

linfa, eles são retidos nos linfonodos, e uma resposta de defesa é desencadeada.

linfócitos T citotóxicos e formação de células de memória;

que também atuam na defesa do corpo.

Sistema imunitário • Atua na defesa do organismo contra agentes invasores potencialmente prejudiciais.

Componentes

• Órgãos primários − Medula óssea. − Timo. • Órgãos secundários − Vasos linfáticos. − Linfonodos. − Baço. − Apêndice cecal. − Tonsilas. Imunidade inata

• Resposta rápida que atinge uma ampla diversidade de patógenos.

• Apresenta baixa especificidade. • Defesas de barreira: pele, mucosas, muco, suco gástrico, enzima lisozima.

• Resposta inflamatória: desencadeada após choque, atrito ou perfuração de tecidos; por exemplo, quando espetamos o dedo com um espinho.

Imunidade adquirida

• Envolve respostas mais lentas, porém altamente específicas. • Antígenos: macromoléculas presentes nos patógenos que são reconhecidas como estranhos ao organismo; esse reconhecimento induz resposta imune.

− células de memória têm vida longa e carregam na membrana os receptores que reconhecem especificamente o antígeno que foi apresentado.

• Resposta imunitária secundária: − desencadeada em contatos posteriores com o antígeno que induziu a resposta primária;

− em comparação à resposta primária, a resposta secundária é muito mais rápida e produz maior quantidade de anticorpos.

Formas de imunização

• Imunização passiva − O sistema imunitário não é estimulado a produzir anticorpos e células de memória.

− Os anticorpos são produzidos por outro organismo e transferidos para um receptor.

− Imunização com efeito passageiro. − Imunização passiva natural: transferência de anticorpos do sangue de uma mulher grávida para o feto por meio da placenta e fornecimento de anticorpos por meio do leite materno.

− Imunização passiva artificial: soro (ex.: soros antiofídicos) composto de anticorpos específicos prontos que atacam o antígeno; tem efeito curativo e passageiro.

• Imunização ativa − Ocorre ativação do sistema imunitário mediante o reconhecimento de um antígeno, resultando na produção de anticorpos e de células de memória.

− Muitas vezes, a memória imunitária gerada é de longa duração.

− Imunização ativa natural: ocorre quando a pessoa entra em contato com o antígeno no ambiente.

− Imunização ativa artificial: vacinas (composição: patógenos mortos, atenuados ou fragmentados, toxinas inativadas ou material genético do patógeno); formam memória imunitária e têm efeito preventivo e duradouro. FRENTE 3

− Timo, baço e tonsilas são estruturas do sistema linfático

Capítulo 9 — Excreção Excreção Função: eliminar resíduos metabólicos (como excretas nitrogenadas e CO2) e substâncias em excesso (como água, sais minerais e íons H+); controlar as concentrações de solutos e equilibrar o ganho e a perda de água.

Resíduos nitrogenados • Originados da decomposição de substâncias orgânicas compostas por átomos de nitrogênio, como aminoá­cidos e bases nitrogenadas; a decomposição resulta na formação de amônia (NH3), substância altamente tóxica. BIOLOGIA

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• Classificação dos animais quanto ao tipo de excreta nitrogenada: − amoniotélicos: excretam amônia; − ureotélicos: excretam principalmente ureia; − uricotélicos: excretam principalmente ácido úrico. Toxicidade

Amônia

Ureia

Ácido úrico

Alta

Intermediária

Baixa

Gasto de água

Alto

Intermediário

Baixo

Custo energético

Baixo

Intermediário

Alto

Exemplos

Poríferos, cnidários, equinodermos, larvas de anfíbios e peixes ósseos.

Peixes cartilaginosos, anfíbios adultos e mamíferos.

Insetos, maioria dos répteis e aves.

Sistema urinário humano • Composto de dois rins; de cada rim, parte um duto (ureter) que conduz a urina até a bexiga urinária; a eliminação da urina ocorre por meio da uretra; da artéria aorta, artérias renais ramificam-se em arteríolas, levando sangue oxigenado aos rins; os capilares formados a partir das arteríolas se organizam em vênulas, que se reúnem nas veias renais; as veias renais desembocam na veia cava inferior.

• Cada rim possui aproximadamente 1 milhão de unidades funcionais denominadas néfrons, nas quais ocorre a produção de urina. Um néfron é constituído de cápsula glomerular; túbulo contorcido proximal; alça néfrica; e túbulo contorcido distal.

Formação da urina • Três processos estão diretamente envolvidos na formação da urina: − filtração glomerular: componentes presentes no sangue passam para o interior da cápsula glomerular, resultando no filtrado glomerular, que contém água, sais, ureia, glicose, aminoácidos, certas vitaminas hidrossolúveis e outras moléculas pequenas;

− reabsorção tubular: a maior parte dos componentes presentes no filtrado é reabsorvida de volta ao sangue durante o trajeto pelo néfron;

− secreção tubular: amônia, ácido úrico, H+, K+, drogas, toxinas e outros componentes presentes no sangue que circula dentro dos capilares são secretados para o interior dos túbulos proximal e distal do néfron.

• O volume urinário diário pode ser expresso da seguinte forma: Volume urinário = (filtração glomerular – reabsorção tubular) + secreção tubular

Controle hormonal da formação da urina

• Vasopressina ou hormônio antidiurético (ADH): − age sobre os túbulos distais e, principalmente, sobre os ductos coletores; − aumenta a reabsorção de água; − reduz o volume urinário; − aumenta a concentração da urina; − a produção de ADH é inibida pelo consumo excessivo de água e pela ingestão de álcool, resultando em aumento da eliminação de água pela urina;

− sob risco de desidratação, o organismo libera ADH, maximizando a reabsorção de água nos rins; − o diabetes insipidus é uma condição na qual a produção, a liberação ou a ação do ADH é reduzida, ocasionando aumento do

Osmorregulação • Corresponde ao controle da quantidade de água e da concentração de solutos nos fluidos corporais. Os mecanismos osmorre-

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volume urinário e sede intensa.

• Aldosterona: − age nos néfrons, aumentando a reabsorção de Na+. Provoca elevação da pressão arterial.

guladores variam de acordo com os grupos de seres vivos.

• Protozoários de água doce − Têm vacúolo contrátil (ou pulsátil) como estrutura osmorreguladora, que atua na eliminação do excesso de água recebido do meio por osmose.

• Animais de água doce − Tendem a ganhar água por osmose e a perder sais por difusão. − Produzem urina volumosa e diluída, eliminando e excesso de água, mas aumentando a perda de sais. − A reposição de sais é feita por absorção ativa pelas brânquias. BIOLOGIA

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• Animais marinhos − Tendem a perder água para o meio por osmose, ficando expostos ao risco de desidratação.

− A perda de água é compensada pela ingestão de água do mar com alta concentração de sais.

− O excesso de sais é excretado pela urina concentrada e

− Peixes cartilaginosos, principalmente por conta da manutenção da alta concentração de ureia em seus fluidos corporais (uremia fisiológica), são praticamente isotônicos em relação à água do mar.

− Répteis marinhos, como tartarugas e certas aves, eliminam o excesso de sais por meio das glândulas de sal.

pela eliminação ativa através das brânquias.

Capítulo 10 — Controle nervoso

• Neurônios motores (via eferente): conduzem impulsos nervosos

Sistema nervoso • Os sistemas responsáveis pelo controle das atividades bási-

• Neurônios associativos: são encontrados em estruturas do

do sistema nervoso central em direção aos órgãos efetores.

cas realizadas pelo corpo humano são o sistema nervoso e o sistema endócrino.

• O sistema nervoso recebe informações captadas dos meios externo e interno, as interpreta e emite as respostas adequadas de acordo com os estímulos recebidos.

Gliócitos

• Os gliócitos são células do tecido nervoso importantes para a nutrição, a defesa e a sustentação dos neurônios.

• Um exemplo de gliócito é a célula de Schwann, que produz

• Células capazes de receber e transmitir informações sob a forma de sinais elétricos denominados impulsos nervosos.

• A condução dos impulsos nervosos em um neurônio acontece corpo celular

axônio.

• A transferência de informações entre neurônios depende de substâncias denominadas neurotransmissores.

• Em neurônios mielinizados, ou seja, com bainha de mielina, a condução do impulso nervoso é mais rápida, enquanto nos neurônios amielinizados, a condução é mais lenta.

Sinapse nervosa

• Quando um impulso nervoso chega às terminações axônicas, ocorre liberação dos neurotransmissores na fenda sináptica.

• Os neurotransmissores se ligam a receptores específicos na membrana da célula pós-sináptica.

Geração e condução do impulso nervoso

as bainhas de mielina.

Organização do sistema nervoso

• O sistema nervoso dos vertebrados está dividido em sistema nervoso central (SNC) e sistema nervoso periférico (SNP).

Sistema nervoso central Encéfalo Estrutura encefálica

Funções

Cérebro: dividido em dois hemisférios – direito e esquerdo – que se conectam por meio do corpo caloso. O hemisfério direito controla as atividades do lado esquerdo do corpo, enquanto o hemisfério esquerdo controla as do lado direito.

Controle voluntário da contração muscular. Corresponde ao centro de aprendizagem, linguagem, memória, raciocínio, processamento de informações sensoriais, consciência etc. Tálamo: via de entrada de informações sensoriais em direção ao cérebro.

• Neurônio em repouso: não está conduzindo impulso. Apresenta potencial de repouso de cerca de −70 mV.

• Estímulos levam à abertura dos canais de sódio, resultando na

Diencéfalo

entrada desses íons na célula, causando a despolarização da membrana e fazendo com que a ddp atinja cerca de +35 mV. Esse potencial de membrana é denominado potencial de ação, determinando a geração de um impulso nervoso. +

• Repolarização: causada pela rápida saída de K , levando à hiperpolarização (ddp de até −90 mV). Com o fechamento dos canais de potássio e a ação da bomba de sódio e potássio, o potencial de repouso é restabelecido e mantido até que outro estímulo desencadeie uma nova despolarização.

• A entrada de Na+ em uma região leva à despolarização da região adjacente da membrana do neurônio, resultando na geração de um potencial de ação nessa região.

Tipos de neurônio

• Neurônios sensoriais (via aferente): conduzem as informações captadas por receptores sensoriais em direção aos centros de interpretação localizados nas estruturas do sistema nervoso central.

Hipotálamo: controle da temperatura corporal, da fome, da sede, dos impulsos sexuais e das emoções.

Bulbo

Regulação dos movimentos respiratórios e dos batimentos cardíacos e controle de certos reflexos.

Cerebelo

Coordenação dos movimentos, equilíbrio e postura.

• No cérebro, o córtex cerebral (porção mais externa) é constituído de substância cinzenta (corpos celulares de neurônios), enquanto a porção interior é constituída de substância branca (prolongamentos neuronais).

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Neurônios

no sentido dendrito

sistema nervoso central (encéfalo e medula espinal). Esses neurônios transmitem o impulso conduzido pelos neurônios sensoriais para os neurônios motores.

Medula espinal

• Protegida pela coluna vertebral. • Na medula espinal, a substância branca localiza-se mais externamente, enquanto a substância cinzenta é mais interna.

BIOLOGIA

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motores do SNP e, atuando de forma independente, exerce controle sobre certos tipos de reflexos.

Reflexos

• Atos reflexos, ou simplesmente reflexos, são respostas simples, rápidas e involuntárias desencadeadas por estímulos específicos.

• Arco reflexo é o conjunto de estruturas envolvidas com a execução de um ato reflexo.

• O reflexo de afastar a mão rapidamente de uma superfície aquecida e o reflexo patelar são exemplos de reflexos espinais.

Meninges

• As meninges são membranas protetoras do SNC. São elas: dura-máter, aracnoide e pia-máter.

• O líquido cerebrospinal, localizado entre a aracnoide e a pia-máter, atua na proteção mecânica do SNC e no transporte de substâncias, como nutrientes e neurotransmissores.

Sistema nervoso periférico • Constituído de nervos, gânglios nervosos e receptores sensoriais.

• O SNP é o responsável por transmitir ao SNC as informações captadas nos receptores sensoriais espalhados pelo corpo e por conduzir impulsos gerados no SNC aos órgãos efetores, como músculos e glândulas.

• SNP somático: atua no controle de atividades voluntárias. • SNP autônomo: controla atividades involuntárias. − Formado pelas partes simpática e parassimpática. − Essas partes atuam de forma antagônica na regulação do funcionamento das mesmas estruturas.

− A atividade da parte simpática envolve a ação da adrenalina e da noradrenalina, enquanto o efeito da parte parassimpática envolve a ação da acetilcolina.

− A parte simpática é ativada em situações de emergência, enquanto a parte parassimpática é ativada em situações de calma e relaxamento.

Órgãos dos sentidos Tato

• Os receptores táteis encontram-se distribuídos por toda a superfície corporal.

• Receptores sensíveis a diferentes tipos de estímulo, como vibração, temperatura e pressão.

• Há maior concentração de receptores táteis em certos locais, como na ponta dos dedos e na região dos lábios.

Gustação

• Os receptores que detectam o gosto são encontrados nas papilas gustativas, estruturas dispostas principalmente na língua.

• Os receptores gustativos são estimulados por substâncias químicas que se dissolvem sobre a língua.

Olfato

• As células receptoras olfatórias estão localizadas no epitélio que reveste a cavidade nasal.

• As células receptoras olfatórias são estimuladas por substâncias químicas que se dissolvem sobre o epitélio nasal, gerando impulsos nervosos que são conduzidos pelo nervo olfatório.

• Os impulsos chegam ao cérebro por meio do bulbo olfatório, e as informações odoríferas são interpretadas no córtex olfatório.

Audição

• A orelha humana é um conjunto de estruturas ligadas à percepção dos sons (audição) e ao equilíbrio. A estrutura da orelha é dividida em três regiões: orelha externa, orelha média e orelha interna.

• Orelha externa − Pavilhão auditivo: capta as ondas sonoras. − Meato acústico (auditivo) externo: direciona o som para o tímpano.

• Orelha média − Tímpano. − Ossículos – martelo, bigorna e estribo: transmitem e amplificam as vibrações em direção à orelha interna.

− Tuba auditiva: liga a orelha média à faringe. • Orelha interna (rede de canais e câmaras preenchida por líquido, denominada labirinto).

− Aparelho vestibular: responsável por informar o cérebro sobre a posição do corpo no espaço.

− Cóclea: estrutura que determina a audição. Visão

• O olho humano é constituído por três camadas teciduais: esclera ou esclerótica (camada mais externa), coroide (camada média) e retina (camada mais interna).

• Esclera: camada rígida e dotada, em sua porção frontal, de região transparente denominada córnea, a qual permite a passagem da luz.

• Coroide: rica em vasos sanguíneos, possui, na parte frontal, a íris, região pigmentada, e uma abertura chamada pupila. Alterações no tamanho da íris regulam a quantidade de luz que passa pela pupila em direção ao interior do olho.

• Retina: com células fotorreceptoras – cones e bastonetes. Os bastonetes são sensíveis a variações na intensidade luminosa, enquanto os cones permitem a identificação das cores.

• Cristalino: lente biconvexa localizada atrás da pupila; converge os raios luminosos sobre a retina, onde a imagem deve ser formada.

BIOLOGIA

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FRENTE 3

• A medula espinal conecta o SNC aos neurônios sensoriais e

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