Apostila Poliedro - Biologia [Volume 4]

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Robin Bouwmeester/Shutterstock.com

A determinação da altura de uma pessoa depende da interação de muitos genes. Por isso, há grande variação fenotípica na população.

FRENTE 1

13 CAPÍTULO

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Interações e ligações gênicas Nos seres vivos, algumas características são determinadas pela interação entre dois ou mais genes e, dessa forma, representam casos de interações gênicas. A altura, na espécie humana, está entre os muitos exemplos desses casos. Um estudo genômico identificou que ao menos 180 genes afetam a altura, o que resulta na grande variação fenotípica que vemos na população. Além de componentes genéticos, fatores ambientais e comportamentais, como a nutrição, estão relacionados à determinação da altura e de outras características. Neste capítulo, trataremos de diferentes tipos de interação gênica e de casos de ligação gênica.

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Geração P

Casos de interação gênica ocorrem quando um conjunto de diferentes genes atua na determinação de uma mesma característica. Inicialmente, trataremos de casos que envolvem dois ou mais pares de alelos localizados em pares distintos de cromossomos homólogos. Portanto, esses alelos segregam-se independentemente na formação dos gametas. A

a

B

b

Determinação de uma mesma característica

AABB aabb 3 (verde) (branco)

dwi putra stock/Shutterstock.com; Eric Isselee/Shutterstock.com; Jagodka/ Shutterstock.com; Rosa Jay/Shutterstock.com

Interação gênica

AaBb AaBb 3 (verde) (verde)

Geração F1

Geração F2 A_B (verde) 9/16

A_bb (azul) 3/16

aaB_ (amarelo) 3/16

aabb (branco) 1/16

Segregação independente

Representação do cruzamento mendeliano para a herança da cor da plumagem em periquitos-australianos.

A

a

B

B

a

A

b

b

Gametas (25% de cada) Representação esquemática de uma célula com dois pares de alelos com segregação independente que interagem na determinação de uma mesma característica e dos gametas que essa célula pode formar.

Um exemplo de interação gênica é observado na determinação da cor da plumagem em periquitos-australianos (Melopsittacus undulatus), que envolve dois genes, cada um com dois alelos (A e a; B e b). As penas nessas aves podem ser verdes, azuis, amarelas ou brancas. Periquitos com ao menos um alelo dominante de cada gene (A_B_) são verdes; os que têm ao menos um alelo A e dois alelos b (A_bb) são azuis; os que carregam dois alelos a e ao menos um alelo B (aaB_) têm plumagem amarela; por fim, os de genótipo aabb têm penas brancas. Fenótipos (cor da plumagem)

Genótipos

Verde

A_B_ (AABB, AABb, AaBB ou AaBb)

Azul

A_bb (AAbb ou Aabb)

Amarela

aaB_ (aaBB ou aaBb)

Branca

aabb

Fenótipos e genótipos para a cor da plumagem em periquitos-australianos.

Considerando a sequência mendeliana clássica de cruzamentos, com origem em uma geração P, na qual periquitos verdes puros (AABB) são cruzados com periquitos brancos puros (aabb), é obtida uma geração F1 constituída apenas por periquitos de penas verdes heterozigotos (AaBb). O cruzamento entre os indivíduos da F1 resulta em uma geração F2 cuja proporção fenotípica esperada é de 9 verdes : 3 azuis : 3 amarelos : 1 branco.

6

BIOLOGIA

Capítulo 13

Atenção Apesar de a proporção obtida em F2 no exemplo da cor da plumagem em periquitos-australianos ser 9 : 3 : 3 : 1, esse é um caso que analisa a herança de uma única característica com diversos fenótipos. Assim, difere de um caso clássico de segunda lei de Mendel, que se refere à herança de duas características. Além disso, há casos de interação gênica nos quais a proporção observada em F2 é diferente de 9 : 3 : 3 : 1, como será verificado a seguir.

Genes que interagem na mesma via metabólica Alguns genes atuam na mesma via metabólica, cada um controlando uma etapa diferente dela; consequentemente, atuam na determinação de uma mesma característica. Em casos como esse, o fenótipo resulta da ação complementar dos alelos dominantes dos genes envolvidos. Esse padrão de herança, também chamado de genes complementares, é exemplificado pela cor da flor em ervilhas Pisum sativum. No século XIX, Mendel explicou a herança da cor da flor de ervilhas como um caso que envolvia somente um gene com dois alelos. Entretanto, trabalhos posteriores demonstraram que a determinação dessa herança envolve dois genes (C e P), cada um com dois alelos (C e c; P e p). A produção do pigmento que confere cor púrpura às flores depende da presença de ao menos uma dose de cada alelo dominante no genótipo (C_P_). Esses alelos determinam a produção de enzimas que catalisam etapas diferentes de uma mesma via bioquímica; portanto, ambos são necessários para que a rota metabólica da produção do pigmento se complete. Caso um dos alelos dominantes (ou ambos) esteja ausente (genótipos C_pp, ccP_ ou ccpp), a via metabólica é interrompida e a flor tem cor branca.

Interações e ligações gênicas

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Enzima 1 Substância precursora

Epistasia recessiva

Genótipo P_ Enzima 2

Substância intermediária

Substância final (pigmento púrpura)

Representação esquemática da via metabólica da formação do pigmento púrpura nas flores de ervilhas Pisum sativum. A ausência dos alelos C e/ou P inviabiliza a produção das enzimas 1 e/ou 2, respectivamente, e interrompe a rota metabólica da produção do pigmento púrpura.

Fenótipos (cor da flor)

Genótipos

Púrpura

C_P_ (CCPP, CCPp, CcPP ou CcPp)

Branca

C_pp (CCpp ou Ccpp), ccP_ (ccPP ou ccPp), ccpp

Possíveis fenótipos e genótipos para a herança da cor da flor em ervilhas Pisum sativum.

Nesse tipo de interação, a proporção fenotípica esperada em F2 é 9 : 7. Considerando o raciocínio mendeliano, de uma geração P na qual ervilhas puras com flores púrpuras (CCPP) são cruzadas com ervilhas puras de flores brancas (ccpp), é obtida uma geração F1 formada apenas por descendentes heterozigotos (CcPp) produtores de flores púrpuras. O cruzamento entre os indivíduos da F1 resulta em uma geração F2 cuja proporção fenotípica esperada é de 9 púrpuras : 7 brancas. Geração P

CCPP ccpp (púrpura) 3 (branca)

CcPp CcPp 3 (púrpura) (púrpura)

Geração F1

Quando a inibição decorre da presença de alelos recessivos do gene epistático, a epistasia é chamada de recessiva. A cor da pelagem em cães labradores envolve epistasia recessiva. Nessa herança, há dois genes envolvidos: B e E, cada um com dois alelos (B e b; E e e). O alelo B determina a produção de pigmento preto, enquanto o alelo b condiciona a formação de pigmento marrom (ou chocolate). Porém, a deposição do pigmento nos pelos, independentemente da cor, é determinada pela presença do alelo E. Dessa forma, o alelo e em homozigose (ee) impede a deposição do pigmento nos pelos e determina pelagem de cor amarela (ou dourada), evidenciando a epistasia recessiva. Observe, no quadro a seguir, os fenótipos e os genótipos relacionados a essa herança. Fenótipos (cor da pelagem)

Genótipos

Preta

B_E_ (BBEE, BBEe, BbEE ou BbEe)

Marrom

bbE_ (bbEE ou bbEe)

Amarela

_ _ee (BBee, Bbee ou bbee)

Fenótipos e genótipos para a herança da cor da pelagem em cães labradores.

Na epistasia recessiva, a proporção fenotípica esperada em F2 é 9 : 3 : 4. Cruzando, na geração P, labradores pretos homozigotos para os dois pares de alelos (BBEE) com cães amarelos duplo-homozigotos recessivos (bbee), é gerada uma F1 apenas com animais heterozigotos (BbEe), de pelo preto. O cruzamento entre os indivíduos da F1 resulta em uma geração F2 cuja proporção fenotípica esperada é de 9 pretos : 3 marrons : 4 amarelos. Geração P

C_P_ (púrpura)

C_pp (branca)

ccP_ (branca)

9/16

3/16

3/16

1/16

BbEe (preto)

Geração F1

3

BbEe (preto)

7/16

Petr Ganaj/Shutterstock.com, Tom Meaker/Shutterstock.com

9/16

ccpp (branca)

bbee (amarelo)

Representação do cruzamento mendeliano para a herança da cor da flor em Pisum sativum.

Epistasia Em interações de epistasia, um gene (denominado epistático) inibe a manifestação de outro (chamado de hipostático), localizado em outro par de cromossomos homólogos. Portanto, na epistasia, um alelo exerce sua expressão ao mesmo tempo que bloqueia a expressão de alelos de outro gene.

Geração F2

B_E_ (preto) 9/16

bbE_ (marrom) 3/16

9/16

3/16

B_ee (amarelo) 3/16

bbee (amarelo) 1/16

4/16

Eric Isselee/Shutterstock.com, Jagodka/ Shutterstock.com, MirasWonderland/ Shutterstock.com

Geração F2

BBEE 3 (preto)

Representação do cruzamento mendeliano para a herança da cor da pelagem em cães labradores.

FRENTE 1

Genótipo C_

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Saiba mais A interação por genes complementares que determinam a cor da flor de ervilhas, descrita anteriormente, pode ser considerada um caso de epistasia, especificamente uma epistasia recessiva duplicada, pois o alelo c em homozigose (cc) inibe a expressão fenotípica do alelo P, enquanto o alelo p em homozigose (pp) impede a manifestação fenotípica do alelo C.

Herança quantitativa

Epistasia dominante Em casos de epistasia dominante, basta um alelo dominante do gene epistático para que a inibição ocorra. Um exemplo ocorre na determinação da cor da flor em dedaleiras (Digitalis purpurea). Dois genes interagem nessa herança. O gene D condiciona a intensidade de pigmento nas pétalas: o alelo D determina coloração mais intensa (vermelho-escura), enquanto o alelo d determina coloração menos intensa (vermelho-clara). O gene W determina o padrão de deposição do pigmento nas pétalas: o alelo W condiciona flor com pétalas brancas, e o alelo w determina a pigmentação das pétalas. O alelo dominante W é, portanto, epistático sobre o gene D; assim, a presença desse alelo no genótipo define o fenótipo flor branca. Quando o indivíduo é homozigoto para o alelo w e carrega ao menos um alelo D (wwD_), a flor é vermelho-escura. Quando tem os alelos w e d em homozigose (wwdd), a flor é vermelho-clara. Fenótipos (cor da flor)

Genótipos

Branca

W_ _ _ (WWDD, WWDd, WWdd, WwDD, WwDd ou Wwdd)

Vermelho-escura

wwD_ (wwDD ou wwDd)

Vermelho-clara

wwdd

Fenótipos e genótipos para a herança da cor da flor em dedaleiras (Digitalis purpurea).

Geração P

WWDD (branca)

Geração F1

Geração F2

3

wwdd (vermelho-clara)

W_dd (branca) 3/16

3/16

wwdd (vermelho-clara) 1/16 1/16

Representação do cruzamento mendeliano para a herança da cor da flor em dedaleiras (Digitalis purpurea).

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BIOLOGIA

Capítulo 13

Número de fenótipos possíveis 5 número de alelos 1 1

Contribuição de cada fenótipo máximo 2 fenótipo mínimo 5 total de alelos alelo aditivo

Ole Schoener/Shutterstock.com; Irene Fox/Shutterstock.com; Vasyl Rohan/Shutterstock.com

12/16

wwD_ (vermelho-escura) 3/16

Na natureza, há uma série de casos nos quais a variação fenotípica de um caractere não é nitidamente contrastante, como aquelas que Mendel observou ao estudar a transmissão das características nas ervilhas Pisum sativum (como sementes amarelas ou verdes). Características como altura, peso e tonalidade da pele exibem fenótipos com variação contínua, isto é, com valores mensuráveis entre dois fenótipos extremos. Esses casos correspondem a um tipo de interação gênica denominada herança quantitativa (ou poligênica), caracterizada pelo efeito aditivo que alelos de dois ou mais genes têm sobre a mesma característica. Os alelos aditivos (em geral, representados por letra maiúscula) intensificam o fenótipo, enquanto os alelos não aditivos (geralmente, representados por letra minúscula) não têm esse efeito. Para ilustrar a herança quantitativa, suponhamos que a determinação da altura de uma planta hipotética envolva dois genes, A e B, cada um com dois alelos (A e a; B e b). O genótipo para a altura dessa planta contém, portanto, quatro alelos. O genótipo que determina a altura mínima é composto apenas de alelos não aditivos (aabb), enquanto o genótipo que condiciona a altura máxima é formado apenas por alelos aditivos (AABB). O número de fenótipos possíveis em uma herança poligênica é dado pela seguinte fórmula: Assim, para essa planta, há um total de cinco fenótipos possíveis para a altura. A determinação dos fenótipos depende de quanto cada alelo aditivo contribui para a intensificação do fenótipo. Essa contribuição é determinada pela seguinte fórmula:

WwDd WwDd 3 (branca) (branca)

W_D_ (branca) 9/16

A F2, nos casos de epistasia dominante, exibe a proporção fenotípica de 12 : 3 : 1. Uma geração P composta de dedaleiras brancas puras (WWDD) e dedaleiras vermelho-claras (wwdd) resulta em uma F1 constituída por plantas heterozigotas (WwDd), todas brancas. O intercruzamento entre as dedaleiras da F1 resulta em uma geração F2 cuja proporção fenotípica esperada é de 12 brancas : 3 vermelho-escuras : 4 vermelho-claras.

Supondo que, nesse caso, a altura mínima seja 2 metros e que a altura máxima seja 4 metros, temos: Contribuição de cada 5 alelo aditivo

4 metros – 2 metros 0,5 metro 5 4 alelos

Isso significa que cada alelo aditivo torna a planta 0,5 metro mais alta. Dessa forma, indivíduos com um alelo aditivo devem ter 2,5 metros de altura; plantas com dois alelos aditivos, 3 metros; e assim por diante. Fenótipos (altura da planta) 4 metros 3,5 metros 3 metros 2,5 metros 2 metros

Genótipos AABB AaBB ou AABb AAbb, aaBB ou AaBb Aabb ou aaBb aabb

Fenótipos e genótipos para a herança da altura de uma planta hipotética.

Interações e ligações gênicas

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Considerando a sequência mendeliana de cruzamentos de uma geração P, na qual plantas puras com altura máxima (AABB) são cruzadas com plantas puras de altura mínima (aabb), é obtida uma geração F composta apenas de indivíduos heterozigotos (AaBb), com  metros de altura. Em um caso como esse, cujo genótipo contém quatro alelos, o cruzamento entre os indivíduos da F resulta em geração F cuja proporção fenotípica esperada é de  ( metros) : :  (, metros) :  ( metros) :  (, metros) :  ( metros). Geração P

Geração F

AABB aabb 3 ( metros) ( metros)

Planta 

AaBb AaBb 3 ( metros) ( metros)

Planta 

Gametas produzidos pela planta  Geração F Gametas produzidos pela planta 

AB

Ab

aB

ab

AB

AABB

AABb

AaBB

AaBb

Ab

AABb

AAbb

AaBb

Aabb

aB

AaBB

AaBb

aaBB

aaBb

ab

AaBb

Aabb

aaBb

aabb

Proporção fenotípica em F:  /:  metros  /: , metros  /:  metros  /: , metros  /:  metros Representação do cruzamento mendeliano para a herança da altura de uma planta hipotética.

A análise gráfica dos resultados obtidos no cruzamento acima revela uma característica marcante das heranças quantitativas: a curva da distribuição das frequências fenotípicas tem formato similar a um sino. Isso porque os fenótipos médios são, em geral, mais comuns, enquanto os fenótipos extremos são menos frequentes.

Frequências fenotípicas

A variação fenotípica contínua é comumente influenciada por fatores ambientais. Por exemplo, a altura que uma planta atinge depende, além da sua constituição genética, da disponibilidade de água, oxigênio e nutrientes no solo. Outro exemplo, facilmente observável em humanos, é a tonalidade da pele, cuja intensidade está ligada à quantidade de melanina produzida pelos melanócitos, células da epiderme. A produção de melanina por um indivíduo depende do número de alelos aditivos contidos no genótipo: quanto mais alelos aditivos, maior é a produção de melanina e, portanto, mais escura é a pele. Contudo, quando uma pessoa de pele mais clara, isto é, com menos alelos aditivos em seu genótipo, expõe-se frequentemente ao sol, a produção de melanina aumenta e a pele escurece. Dessa forma, o ambiente influencia a natureza quantitativa das heranças poligênicas, ampliando ainda mais a variação fenotípica desses casos. Quando diversos fatores influenciam a determinação do fenótipo, a herança pode ser chamada de multifatorial.

Ligação gênica Os casos de ligação gênica, ou linkage, são situações nas quais dois ou mais pares de alelos estão localizados no mesmo par de cromossomos homólogos. Um cromossomo pode conter centenas ou milhares de genes e, nessa condição, os alelos tendem a ser herdados juntos. Assim, os resultados obtidos de cruzamentos envolvendo genes ligados são diferentes daqueles esperados na segunda lei de Mendel, cuja base é a segregação independente dos alelos.

A

a

B

b

Alelos em pares distintos de cromossomos homólogos

6 16

A

a

B

b

Alelos em linkage

Representação esquemática de duas células com genótipo duplo-heterozigoto (AaBb). À esquerda, os alelos estão em pares de cromossomos homólogos distintos, condição de ocorrência para a segregação independente. À direita, os alelos estão no mesmo par de homólogos, caracterizando o linkage. Nesse caso, na meiose, os alelos A e B, bem como os alelos a e b, tendem a permanecer juntos.

4 16

Meiose na segregação independente e na ligação gênica 1 16

Intensidade do fenótipo Distribuição das frequências fenotípicas esperadas em F2 para os casos de herança quantitativa que envolvem genótipos com quatro alelos.

Como já estudamos, em uma célula com genótipo duplo-heterozigoto, na qual os pares de alelos estão em pares de cromossomos homólogos diferentes, a meiose resulta na formação de quatro tipos de gametas quanto à composição alélica, sendo que cada tipo é formado na proporção de %. Isso porque esses pares de alelos se segregam independentemente na formação dos gametas.

FRENTE 1

Frequência

Estabelecendo relações

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24/04/2024 08:24:16

A

B

a

b

A

A a

a

B

B b

b

a

a A

A

B

B b

b

A

B

a

b

a

B

A

b

Crossing-over e ligação gênica 25%

25%

25%

O crossing-over, ou permutação, consiste na troca de segmentos correspondentes entre cromátides de cromossomos homólogos. Essa troca ocorre na prófase I da meiose, quando os homólogos estão duplicados e pareados. Como consequência da permutação, a distribuição dos alelos no par de homólogos é modificada, caracterizando um processo de recombinação gênica que aumenta a variedade de combinações alélicas possíveis nos gametas.

25%

Representação esquemática da meiose de uma célula com genótipo duplo-heterozigoto (AaBb), na qual os pares de alelos estão em pares de homólogos distintos e, por isso, segregam independentemente.

Para analisar a formação dos gametas em casos de ligação gênica, é preciso levar em conta o arranjo dos alelos no par de cromossomos homólogos. Considerando um genótipo duplo-heterozigoto, a conformação dos alelos pode ser cis ou trans. No arranjo cis, os alelos dominantes estão em um cromossomo, e os recessivos, no seu homólogo. Quando há um alelo dominante e um recessivo em cada cromossomo do par, é caracterizada a conformação trans.

A

a

A

a

B

b

b

B

Arranjo Arranjocis cis

Arranjo Arranjo trans trans

Cromossomos homólogos Quiasma (local do pareados e duplicados na crossing-over) prófase I da meiose

Cromátides recombinantes

Representação esquemática do crossing-over, resultando na recombinação de segmentos entre os cromossomos homólogos.

A permutação entre dois genes na meiose é um processo que pode ou não ocorrer. Os gametas gerados independentemente da ocorrência do crossing-over mantêm a distribuição inicial dos alelos e são denominados gametas parentais, enquanto aqueles formados com a ocorrência do crossing-over, apresentando as novas combinações alélicas, são chamados gametas recombinantes.

Representação esquemática de duas células com genótipo duplo-heterozigoto (AaBb) com genes em linkage nos arranjos cis e trans.

A

a

A

a

B

b

B

b

No caso ilustrado, o genótipo em arranjo cis pode ser representado como AB/ab ou AB , enquanto o genótipo do ab trans pode ser representado como Ab/aB ou Ab . aB Independentemente do arranjo, os alelos localizados no mesmo cromossomo tendem a ser herdados juntos. Assim, os gametas formados do heterozigoto cis são AB e ab, enquanto aqueles formados do heterozigoto trans são Ab e aB. Em ambos os casos, os gametas são formados na proporção de % cada. A

a

A

a

B

b

b

B

Meiose A B

A

b

b

50%

BIOLOGIA

Capítulo 13

B Bb b

B Bb b

A A

a

a

A A

a

B

b

b

B

B b

B

A

a

a

B

b

b

A B

b

a

A

a

a

b

B

b

Gameta Gametas Gameta parental recombinantes parental

Representação esquemática da meiose sem crossing-over (à esquerda) e com crossing-over (à direita) em um duplo-heterozigoto cis, indicando os gametas parentais e os recombinantes.

a B 50%

Representação esquemática dos tipos de gametas formados pela meiose de um heterozigoto cis, à esquerda, e trans, à direita.

10

B

A Aa a

Gametas parentais

Meiose a

A

A Aa a

Como vimos, em casos de ligação gênica nos quais não há permutação, os tipos de gametas são formados na mesma proporção. Isso não é observado quando ocorre crossing-over em casos de linkage, uma vez que, geralmente, a porcentagem de gametas recombinantes é menor que a de gametas parentais.

Interações e ligações gênicas

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23/04/2024 10:16:38

Taxa de recombinação e mapeamento genético A taxa de recombinação (TR), ou taxa de permutação, corresponde à porcentagem de gametas recombinantes formados por meio de crossing-over entre dois genes. Ela pode ser determinada por meio do cálculo a seguir. TR 5

número de gametas recombinantes ?  total de gametas

Considerando a formação de gametas a partir de  células de um indivíduo duplo-heterozigoto cis (AB/ab), suponha que em  células tenha ocorrido permutação; portanto,  células sofreram meiose sem crossing-over. Nessa situação, qual é a taxa de recombinação? Cada célula que passa por meiose gera  células-filhas. Portanto, das  células iniciais, são formadas  células, sendo  delas oriundas de meiose sem crossing-over. Das  células provenientes de meiose com permutação,  células correspondem a gametas recombinantes. Portanto, temos, nesse caso, que a taxa de recombinação é de %.

Meiose sem permutação ( células 5 %)

Gametas ()

AB ()

A

a

B

b

Meiose com permutação ( células 5 %)

ab ()

AB ()

Gametas ()

ab ()

Gametas parentais ()

Ab ()

aB ()

Gametas recombinantes ()

TR 5 número de gametas recombinantes ?  5  ?  5 % total de gametas  Representação esquemática da proporção de gametas parentais e recombinantes e o cálculo da taxa de recombinação.

A análise do caso hipotético acima permite concluir que a taxa de recombinação está atrelada à porcentagem de células nas quais ocorreu permutação. Se metade das células-filhas geradas na meiose com crossing-over corresponde a gametas recombinantes, outro caminho para determinar a taxa de recombinação é dividir a porcentagem de células que sofrem crossing-over por . % de células com permutação TR 5 5  5 %   Assim, o valor máximo para a TR é de %, observado em casos nos quais % das células têm meiose com permutação. A quebra das cromátides dos cromossomos homólogos pode ocorrer em qualquer ponto entre dois genes em linkage. Dessa forma, quanto mais distantes os genes estiverem no cromossomo, maior será a probabilidade de haver crossing-over entre eles, e mais alta será a proporção de gametas recombinantes, resultando em maior taxa de recombinação. Portanto, a taxa de recombinação indica a distância linear entre dois genes ligados e pode ser usada na construção de mapas genéticos, ou mapas cromossômicos. Em , o geneticista estadunidense Alfred Sturtevant (-) definiu uma unidade de mapa (u.m.) correlacionando a taxa de recombinação com a distância entre genes ligados. Essa definição determina que % de taxa de recombinação corresponde a  u.m. de distância entre os genes. Uma unidade de mapa pode também ser denominada um centimorgan (cM), em homenagem a Thomas Morgan (-), importante geneticista estadunidense que foi professor de Sturtevant. Há, ainda, outras possibilidades de nomenclatura das unidades de mapa, como unidade de recombinação (UR), unidade de distância (UD) ou morganídeo. A elaboração de mapas genéticos para determinação da posição dos genes em um cromossomo pode ser feita da seguinte maneira: considere, por exemplo, um cromossomo com três genes ligados, A, B e C, e que a TR entre A e B seja %, entre A e C seja %, e entre B e C seja %. Primeiro, posicionam-se no mapa os genes mais distantes, isto é, aqueles com maior taxa de recombinação. Os demais genes são colocados entre eles. Assim, é obtido o mapa genético apresentado a seguir.

A

14 u.m. B

C 23 u.m.

Representação do mapa cromossômico exemplificado.

FRENTE 1

9 u.m.

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Revisando 1. Defina interação gênica. 2. Explique a diferença na interpretação da proporção 9 : 3 : 3 : 1 em F2 obtida em certos casos de interação gênica em comparação com essa mesma proporção observada em casos clássicos de segunda lei de Mendel. 3. Explique em que consiste a interação gênica por epistasia. 4. Diferencie, conceitualmente, epistasia recessiva e epistasia dominante. 5. Compare epistasia recessiva e dominante em relação à proporção fenotípica esperada em F2. 6. Defina herança quantitativa, descrevendo como os alelos aditivos influenciam a variação dos fenótipos. 7. Defina ligação gênica. 8. Compare a formação de gametas em casos de segregação independente e de ligação gênica. Considerando um indivíduo duplo-heterozigoto (AaBb), diferencie os arranjos cis e trans dos alelos no par de cromossomos homólogos. 9. Defina taxa de recombinação e explique como esse parâmetro é usado na construção de mapas genéticos. 10. Dois genes, A e B, estão localizados no mesmo cromossomo, e a taxa de recombinação entre eles é 20%. Considerando um indivíduo heterozigoto (AaBb), em que os alelos estão em posição trans, determine quais são os gametas parentais e recombinantes que ele produz e indique em qual proporção eles são gerados.

Exercícios propostos 1. Unicamp-SP 2022 Após a transformação do meristema vegetativo em meristema floral, há o surgimento da flor. De forma genérica, uma flor é constituída por verticilos florais, que são: o cálice (constituído pelas sépalas), a corola (constituída pelas pétalas), o androceu e o gineceu. Segundo o modelo de determinação genética ABC, a identidade dos verticilos é definida pela interação de pelo menos três genes. A atividade do gene A é necessária para a formação do perianto (verticilos não reprodutivos). A atividade do gene C é necessária para a formação dos verticilos reprodutivos. A atividade do gene B está envolvida na diferenciação entre pétalas (onde o gene B está ativo) e sépalas (onde o gene B está inativo), assim como na diferenciação entre estames (onde o gene B está ativo) e carpelos (onde o gene B está inativo). Uma flor completa de angiosperma e duas flores hipotéticas (Flor I e Flor II) são apresentadas a seguir.

Flor completa

Flor I

Flor II

Assinale a alternativa que apresenta os genes ativos nas flores I e II. a) flor I: A e B; flor II: B e C. b) flor I: B e C; flor II: A e B. c) flor I: A e B; flor II: A e C. d) flor I: A e C; flor II: B e C.

12

BIOLOGIA

Capítulo 13

2. Unesp 2016 Na cobra do milharal, os alelos A/a e B/b regulam a coloração da pele. O pigmento preto é determinado pelo alelo dominante A, enquanto o alelo recessivo a não produz esse pigmento. O pigmento laranja é determinado pelo alelo dominante B, enquanto o alelo b não produz esse pigmento. A cobra selvagem produz os pigmentos preto e laranja. Cobras pretas produzem apenas pigmento preto. Cobras laranja produzem apenas pigmento laranja. Existem ainda cobras albinas, que não produzem os dois pigmentos. As figuras apresentam os quatro fenótipos possíveis de coloração da pele.

selvagem

preta

laranja

albina

Assinale a alternativa na qual os genótipos representam, respectivamente, uma cobra selvagem e uma cobra albina. a) AaBb e aabb. d) aaBB e Aabb. b) aaBb e aabb. e) Aabb e aaBb. c) AaBb e AAbb.

Interações e ligações gênicas

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Com base nessas informações, assinale a alternativa CORRETA que se refere a este tipo de interação gênica. a) Interação não epistática. b) Epistasia dominante. c) Epistasia recessiva. d) Herança poligênica. e) Pleiotropia. 4. UFU-MG 2020 Em uma determinada variedade de planta, as flores podem apresentar pigmentação incolor, azul, violeta ou roxa. Suponha-se que essa pigmentação, catalisada por quatro enzimas, seja determinada por genes com segregação independente que participam de uma mesma via metabólica hipotética, conforme representado abaixo.

Enzima 1 – lócus A Incolor

a2– Enzim B lócus Incolor Enzima 3 – lócus C

Azul

Enzima 3 – lócus C

Enzima 4 – lócus D

Roxo

Violeta

a2– Enzim B u lóc s

Considerando-se que, em plantas homozigóticas recessivas para o locus correspondente, exista a determinação de enzimas inativas que são incapazes de mediar as respectivas etapas de produção dos pigmentos, analise as afirmativas abaixo. I. Os genótipos possíveis para uma planta com flores violeta serão: AabbCcdd, AAbbCcdd, AAbbCCdd e AabbCCdd. II. Os genótipos AABbCcdd, aaBbCcDD e AaBbccdd produzem, respectivamente, flores com pigmentação roxa, incolor e azul. III. A proporção fenotípica esperada, da pigmentação das flores das plantas descendentes do cruzamento entre AAbbCCDd 3 aabbccdd, é de: 1 incolor : 1 roxa. IV. O cruzamento entre AAbbCcDD 3 aabbccdd não produzirá descendentes com pigmentação incolor das flores. Assinale a alternativa que apresenta as afirmativas corretas. a) Apenas I e II. c) Apenas I, II e III. b) Apenas III e IV. d) Apenas II e IV.

5. UFPR 2018 Em uma espécie de mamíferos, a cor da pelagem é influenciada por dois genes não ligados. Animais AA ou Aa são marrons ou pretos, dependendo do genótipo do segundo gene. Animais com genótipo aa são albinos, pois toda a produção de pigmentos está bloqueada, independentemente do genótipo do segundo gene. No segundo gene, o alelo B (preto) é dominante com relação ao alelo b (marrom). Um cruzamento entre animais AaBb irá gerar a seguinte proporção de prole quanto à cor da pelagem: a) 9 pretos – 3 marrons – 4 albinos. b) 9 pretos – 4 marrons – 3 albinos. c) 3 pretos – 1 albino. d) 1 preto – 2 marrons – 1 albino. e) 3 pretos – 1 marrom. 6. Fuvest-SP 2018 Nos cães labradores, a cor da pelagem preta, chocolate ou dourada depende da interação entre dois genes, um localizado no cromossomo 11 (alelos B e b) e o outro, no cromossomo 5 (alelos E e e). O alelo dominante B é responsável pela síntese do pigmento preto e o alelo recessivo b, pela produção do pigmento chocolate. O alelo dominante E determina a deposição do pigmento preto ou chocolate nos pelos; e o alelo e impede a deposição de pigmento no pelo. Dentre 36 cães resultantes de cruzamentos de cães heterozigóticos nos dois lócus com cães duplo-homozigóticos recessivos, quantos com pelagem preta, chocolate e dourada, respectivamente, são esperados? a) 0, 0 e 36. d) 18, 0 e 18. b) 9, 9 e 18. e) 18, 18 e 0. c) 18, 9 e 9. 7. UFU-MG 2015 Em uma determinada raça de cão há três possibilidades de cores de pelo: preta, amarela e marrom. O alelo M é responsável pela cor preta, e seu alelo recessivo, pela cor marrom. O gene E, não alélico de M, condiciona o depósito de pigmento preto ou marrom no pelo. Já o alelo recessivo (e) impede esse depósito, originando o pelo amarelo. No cruzamento entre dois cães dessa raça, um de pelo preto heterozigoto para os dois pares de genes e outro marrom descendente de uma mãe amarela, espera-se na descendência uma proporção fenotípica de: a) 6 pretos: 2 amarelos. b) 3 pretos: 3 marrons: 2 amarelos. c) 3 pretos: 5 marrons. d) 4 pretos: 3 marrons: 1 amarelo. 8. Mackenzie-SP 2018 Em cães labradores, a cor da pelagem é determinada por dois pares de alelos de segregação independente. O gene dominante B condiciona pelagem preta, enquanto que seu alelo recessivo, b, condiciona pelagem marrom. Localizados em outro par de cromossomos, o gene E permite a produção de pigmentos, enquanto que seu alelo e (quando em homozigose) tem efeito epistático sobre B e b, não permitindo a produção correta de pigmentos, o que determina a cor “dourada” da pelagem.

FRENTE 1

3. UFJF/Pism-MG 2021 Há vários tipos de interação gênica, e dentre os exemplos mais conhecidos está o da forma da crista em algumas raças de galinha, dos experimentos de Bateson e Punnett. Eles observaram quatro tipos básicos de crista (noz, ervilha, rosa e simples), e verificaram que o cruzamento entre galos e galinhas com crista rosa e com crista ervilha produziam outro tipo de crista, que eles chamaram de “noz”. Perceberam assim que não havia dominância entre a crista rosa e a crista ervilha. Neste exemplo, a interação entre os genes ocorre, mas em nenhum momento um gene impede a expressão de outro.

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9. Acafe-SC 2023 Em genética existem situações em que ocorre um processo em que um gene mascara ou interrompe a ação de outro gene não alelo, configurando um caso de interação gênica. Um exemplo clássico é o que ocorre na plumagem das galinhas, onde o alelo C determina a plumagem colorida e o alelo c a branca, e onde o alelo I, impedirá a plumagem colorida. Neste sentido, estão configuradas a ação de um gene que exercerá uma ação inibitória e outro que sofrerá a inibição. Assinale a alternativa que relaciona, respectivamente, a nomenclatura gênica que descreve a ação dos genes mencionados: a) Epistático – Hipostático b) Dominante – Heteropostático c) Epistasia – Polialelia d) Homeopostático – Heteropostático 10. UFPR 2023 A cor da pele em humanos é uma característica quantitativa, constituindo um traço adaptativo, cuja variação possui relação com o território ocupado e com o tempo em que isso se deu. Considerando as informações apresentadas, assinale a alternativa correta. a) Considerando a distribuição de uma característica quantitativa em uma população, a maioria dos indivíduos irá se concentrar nos extremos de uma curva normal e poucos indivíduos irão se concentrar no centro da curva. b) Fenótipos quantitativos variam muito em uma população devido à interação de recessividade e dominância entre um par de alelos de um gene que controla a característica. c) A grande variação fenotípica das características quantitativas se deve em parte a uma base genética poligênica. d) Em uma população, as características qualitativas em comparação às quantitativas são as mais frequentes, já que as características podem ser facilmente distinguidas em classes, como por exemplo a estatura dos indivíduos. e) As características quantitativas possuem padrões de herança definidos, que podem ser obtidos a partir de cruzamentos mendelianos. 11. IFBA 2017 O processo de formação do povo brasileiro é histórico, cultural e biológico. A determinação da cor da pele representa um caso de herança poligênica e sua expressão sofre interferência das condições do ambiente.

14

BIOLOGIA

Capítulo 13

Sobre o mecanismo de herança poligênica é correto afirmar: a) A expressão da característica para pigmentação da pele representa um caso de epistasia, em que um gene neutraliza a ação daquele que não é o seu alelo. b) As variações da pigmentação da pele podem ser explicadas pela quantidade de genes que apresentam efeitos cumulativos. c) Alterações ambientais provocam modificações nos genes responsáveis pela expressão da característica, sendo responsáveis pelas variações de pigmento no conjunto populacional. d) Todas as variações da pigmentação da pele podem ser explicadas por um par de alelos que podem se expressar em homozigose ou heterozigose. e) Por se tratar de uma expressão de dominância e recessividade, na herança poligênica, os genótipos homozigotos recessivos comportam-se como genes letais, portanto, não se expressam no conjunto da população. 12. PUC-RS 2020 Observe a distribuição genotípica de indivíduos em uma população hipotética. Distribuição genotípica da população 250 200

AaBb AAbb aaBB

150 100

AaBB AABb

50

AABB

Aabb aaBb aabb

0

Espera-se que, nesta população, a proporção de gametas produzidos contendo, pelos menos, um gene dominante seja de aproximadamente a) 1/3 b) 2/3 c) 3/4 d) 3/8 13. FCMSCSP 2018 Em uma espécie de leguminosa, o comprimento das vagens é determinado por dois genes que segregam independentemente, cada um deles com dois alelos, e varia segundo a presença de alelos dominantes no genótipo. O gráfico estabelece as proporções das cinco classes fenotípicas obtidas a partir do cruzamento entre plantas duplo-heterozigotas. 60 Número de indivíduos

Um macho de cor marrom e uma fêmea de cor dourada, ao serem cruzados por um tratador, produziram ao longo de suas vidas um total de 32 filhotes, sendo alguns pretos, outros marrons e outros, ainda, dourados. Dentre os 32 filhotes gerados a partir do casal de labradores, o número esperado de machos de coloração preta é a) 4. d) 16. b) 5. e) 20. c) 8.

50 40 30 20 10 0

5 7 9 11 13 Comprimento da vagem (cm)

Interações e ligações gênicas

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14. Udesc 2016 A altura de uma determinada planta é determinada por dois genes de efeito aditivo, A e B e seus respectivos alelos a e b. Os alelos A e B acrescentam 0,30 m às plantas e os alelos a e b, 0,15 m. Ao se cruzarem plantas AABB com plantas AaBb pode-se esperar a frequência entre os descendentes de: a) 25% com 2,40 m; 50% com 2,10 m e 25% com 1,90 m. b) 75% com 2,10 m e 25% com 1,40 m. c) 50% com 1,20 m e 50% com 0,60 m. d) 25% com 1,20 m e 75% com 0,60 m. e) 25% com 1,20 m; 50% com 1,05 m e 25% com 0,90 m. 15. Unicamp-SP 2013 Considere um indivíduo heterozigoto para dois locos gênicos que estão em linkage, ou seja, não apresentam segregação independente. A representação esquemática dos cromossomos presentes em uma de suas células somáticas em divisão mitótica é: a) A A A A

A A A A

a a a a

a a a a

B B B B

B B B B

b b b b

b b b b

b) A A

A A

a a a a

A A A A

a a a a

b b b b a a a a

B B B B

b b b b

c)

B B B B A A A A

A A A A

a a a a

d)

A A A A

A A A A

a a a a

a a a a

B B B B

b b b b

B B B B

b b b b

B B B B

B B B B

b b b b

b b b b

16. Unesp 2023 Rio Claro, Araraquara e São José do Rio Preto, cidades paulistas às margens da rodovia Washington Luiz, possuem câmpus da Unesp. O mesmo acontece em relação às cidades de Botucatu, Bauru e Araçatuba, localizadas às margens da rodovia Marechal Rondon.

O mapa apresenta a localização dessas cidades no estado de São Paulo.

(www.google.com.br. Adaptado.)

Considere que a rodovia Washington Luiz e a rodovia Marechal Rondon representam dois cromossomos não homólogos nas células da linhagem germinativa de um organismo diploide, que as cidades citadas ocupam loci gênicos ao longo desses cromossomos e que a distância entre essas cidades seja proporcional à distância em unidades de recombinação (UR), ou centimorgans. Os cromossomos homólogos àqueles representados por cada uma dessas rodovias seriam os acostamentos que correm ao lado de cada uma delas. Nessa analogia, a) Botucatu, Bauru e Araçatuba são alelos de um mesmo gene, assim como Rio Claro, Araraquara e São José do Rio Preto são alelos de outro gene. b) a distância, em UR, entre Rio Claro e Botucatu é menor que a distância, em UR, entre Bauru e São José do Rio Preto. c) a probabilidade de permutação cromossômica entre os alelos de Botucatu e Araçatuba é maior que a probabilidade de permutação cromossômica entre os alelos de Rio Claro e Araraquara. d) Araraquara e Bauru são alelos de um mesmo gene, e esse gene está localizado entre aquele cujos alelos são Botucatu e Rio Claro e outro cujos alelos são Araçatuba e São José do Rio Preto. e) os genes Botucatu, Bauru e Araçatuba apresentam a mesma sequência de nucleotídeos, que é diferente daquela compartilhada pelos genes Rio Claro, Araraquara e São José do Rio Preto. 17. UFU-MG 2016 Nos camundongos, o gene e, recessivo, produz pelos encrespados, e seu alelo dominante, pelos normais. Em outro par de genes alelos, o gene recessivo a produz fenótipo albino, enquanto seu alelo dominante produz fenótipo selvagem. Quando camundongos diíbridos foram cruzados com camundongos albinos e de pelos encrespados, foram obtidos 79 camundongos de pelos encrespados e selvagens, 121 com pelos encrespados e albinos, 125 de pelos normais e selvagens e 75 com pelos normais e albinos.

FRENTE 1

Sobre os genótipos em cada uma das classes fenotípicas, é correto afirmar que as plantas com vagens a) de qualquer um dos fenótipos têm pelo menos um alelo dominante em seu genótipo. b) de 7 cm têm o mesmo número de alelos dominantes que aquelas com vagens de 11 cm. c) de 9 cm têm maior número de alelos dominantes que aquelas com vagens de outros fenótipos. d) de 5 cm são duplo-homozigotas e aquelas com vagens de 13 cm são duplo-heterozigotas. e) de 13 cm são duplo-homozigotas dominantes e as de 5 cm são duplo-homozigotas recessivas.

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e e A

E E a

A

a

Qual esquema representa a posição dos genes no diíbrido? a)

E E A

e e a

A

a

c)

b)

e e A

e e A

A

A

d) e e A

E E a

A

a

E E A

E E a

A

a

18. FPP-PR 2020 Suponha um indivíduo heterozigoto para quatro locus gênicos, distribuídos conforme a imagem. e e O mecanismo de herança desses genes segue prine e A A cípios básicos já estabelecidos e está relacionado ao A A comportamento dos cromossomos durante a meiose.

E E A

E E a

A

a

A

a C

B

b I II

A

I

I II

I

a

B

b I II

I

I II

I

C

c

D

d

I II

I

I II

I

https://planetabiologia.com/nucleo-celular-funcao-e-estrutura/

Sobre o processo de meiose dos genes representados acima, é CORRETO afirmar que a) os pares de genes Aa e Bb estão em ligação, em posição trans. b) os pares de genes Aa, Bb, Cc e Dd possuem segregação independente entre eles. c) os pares Aa e Cc podem participar do crossing-over, gerando novas combinações. d) se não houver crossing-over entre eles, serão formados apenas dois tipos de gametas. e) todos os genes representados obedecem à Primeira Lei de Mendel. 19. FGV-SP 2024 Um geneticista interessado em compreender a herança dos genes B e Q cruzou indiví­ duos heterozigotos para os dois genes com indivíduos duplamente homozigotos recessivos. Na geração F1, foram obtidos como resultado os seguintes números de indivíduos:

16

BIOLOGIA

Capítulo 13

Genótipos da F1

Número de indivíduos

bbqq

410

bbQq

90

Bbqq

90

BbQq

410

Considerando que o tamanho da amostra era adequado à pesquisa em questão, o geneticista concluiu que o mecanismo de herança destes genes era um caso a) regido pela Segunda Lei de Mendel, sendo 82% a frequência de indivíduos homozigotos na F1. b) de genes ligados, sendo a taxa de permutação de 9% e a distância entre os genes de 18 UR. c) regido pela Segunda Lei de Mendel, sendo que 25% dos gametas produzidos pelos indivíduos parentais heterozigotos são BQ. d) de genes ligados, sendo a taxa de permutação de 18% e a distância entre os genes de 18 UR. e) de genes ligados, sendo a taxa de permutação de 9% ce a distância entre os genes de 82 UR.

20. Uefs-BA 2018 Em tomateiros, os genes a e c encontram-se ligados. O cruzamento entre um tomateiro de genótipo AaCc e outro de genótipo aaCC origiD d nou plantas adultas em proporção genotípica de 43% I II I AaCC, I II I43% aaCc, 7% AaCc e 7% aaCC. A distância entre os genes a e c nos cromossomos do tomateiro é a) 7 UR. b) 14 UR. c) 43 UR. d) 50 UR. e) 86 UR. 21. FCMSCSP 2019 No tomateiro, o alelo G determina flor amarela e o alelo g, flor branca. O alelo M determina fruto vermelho e o alelo m, fruto amarelo. Uma planta que produz flores brancas e frutos amarelos foi cruzada com uma planta duplo-heterozigótica. As sementes obtidas foram cultivadas e deram origem a tomateiros com a proporção fenotípica mostrada na tabela: Proporção fenotípica

Cor da flor

Cor do fruto

42%

Amarela

Amarela

8%

Amarela

Vermelha

42%

Branca

Vermelha

8%

Branca

Amarela

O arranjo dos genes ligados e a distância entre eles no tomateiro duplo-heterozigótico são a) Gm/gM e 16 UR. b) GM/gm e 42 UR. c) GM/gm e 8 UR. d) GM/gm e 16 UR. e) Gm/gM e 8 UR.

Interações e ligações gênicas

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Texto complementar

Herança quantitativa e o triângulo de Pascal Na herança quantitativa, a proporção fenotípica esperada em F2 pode ser obtida usando o triângulo de Pascal, que fornece a frequência para cada fenótipo na linha cujo número (n) corresponde ao total de alelos envolvidos na determinação da herança. Observe a representação do triângulo de Pascal, a seguir, como exemplo: no cruzamento entre indivíduos heterozigotos para uma herança poligênica que envolve quatro alelos, o total de fenótipos é igual a cinco, e a proporção fenotípica esperada em F2 é encontrada na linha n 5 4 do triângulo de Pascal, na qual há cinco coeficientes binomiais.

1 1 1

(p 1 q)4 5 1p4 1 4p3q 1 6p2q2 1 4pq3 1 1q4

 p4: genótipo com 4 alelos aditivos

frequência 5 1/16

 p3q: genótipo com 3 alelos aditivos e 1 não aditivo

frequência 5

n50

 p2q2: genótipo com 2 alelos aditivos e 2 não aditivos

frequência 5

1

 4pq3: genótipo com 1 alelo aditivo e 3 não aditivos

frequência 5

1 2

Considerando a aplicação do triângulo de Pascal ao binômio (p 1 q)n, sendo n o número total de alelos no genótipo, p o número de alelos aditivos e q o número de alelos não aditivos, para uma herança cuja determinação envolve quatro alelos, temos:

n51

n52

1 3 3 1 n53 1 4 6 4 1 n54 1 5 10 10 5 1 n 5 5 1 6 15 20 15 6 1 n 5 6

Representação do triângulo de Pascal com destaque para a linha n 5 4, que contém a proporção fenotípica esperada na descendência em F2 de casos nos quais 4 alelos participam da determinação da herança.

5 4/16

5 6/16 5 4/16

 q4: genótipo com 4 não aditivos

frequência 5 1/16

Nesses casos, a aplicação do triângulo de Pascal possibilita determinar rapidamente a proporção fenotípica esperada em F2, evitando a construção de quadros de Punnett com muitas recombinações alélicas, como em situações em que há seis ou mais alelos envolvidos no condicionamento da herança. 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 LEMOS, Simone. Primeiro sequenciamento do genoma, 20 anos atrás, representou um marco no estudo da genética. Jornal da USP, abr. 2021. Disponível em: https://jornal.usp.br/atualidades/primeiro-sequenciamento-do-genoma-20-anos-atras-representouum-marco-no-estudo-da-genetica/. Acesso em: 7 mar. 2024. As pesquisadoras Mayana Zatz e Ester Cerdeira Sabino comentam como foi revolucionário o momento do primeiro sequenciamento do genoma humano.

1. UEM-PR 2021 Suponha que certa característica de uma espécie de mamífero é determinada por dois pares de genes autossômicos A, a e B, b com quatro fenótipos possíveis f1, f2, f3 e f4. Nesse contexto, f1 ocorre se o indivíduo possui pelo menos um gene dominante em cada par (A_B_); f2 ocorre se o indivíduo possui um par de genes recessivos para o primeiro par e um gene dominante para o segundo (aaB_); f3 ocorre se o indivíduo possui um gene dominante para o primeiro par e um par de genes recessivos para o segundo par (A_bb); e f4 ocorre se o indivíduo possui somente genes recessivos com respeito aos dois pares (aabb). Considerando ainda que, em uma população monitorada dessa espécie, 64% dos indivíduos têm genótipo AaBB, 16% dos indivíduos têm genótipo AaBb, 16% dos indivíduos têm genótipo aaBB e os 4% restantes têm genótipo aaBb e que essa proporção é a mesma para o sexo masculino e para o sexo feminino, assinale o que for correto. 01 Um casal de indivíduos dessa população monitorada não pode gerar indivíduos com fenótipo f4. 02 Não foram encontrados indivíduos com fenótipo f3 nem com fenótipo f4 nessa população. 04 Escolhido aleatoriamente, um casal dessa espécie tem menos de 10% de chance de ter um descendente com genótipo aa para o primeiro par de genes. 08 O fenótipo mais predominante na população é f1. 16 A chance de nascer um indivíduo com fenótipo f3 de um casal escolhido aleatoriamente nessa população é inferior a 1%. Soma:

FRENTE 1

Exercícios complementares

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2. UFSC 2023 Em ervilhas da espécie Lathyrus odoratus, a cor de suas flores (brancas ou coloridas) está relacionada à ação de dois genes A (alelos A e a) e B (alelos B e b). Quando presentes simultaneamente os alelos A e B, as flores são coloridas; quando presentes em outros genótipos, as plantas apresentam flores brancas. Foram cruzadas duas plantas duplo-heterozigotas e obtidos 96 descendentes. Sobre o texto acima, é correto afirmar que: 01 trata-se de um caso de interação gênica, pois existe a interferência de um gene sobre a manifestação do outro. 02 o caso das ervilhas Lathyrus odoratus é um exemplo clássico da Segunda Lei de Mendel. 04 do cruzamento de duas plantas duplo-heterozigotas obteremos 50% dos descendentes de cor branca e 50% de coloridos. 08 dos 96 descendentes obtidos desse cruzamento espera-se 42 plantas com flores brancas. Soma: 3. UFSC 2019 O esquema abaixo representa vias metabólicas dos aminoácidos fenilalanina e tirosina. Sabe-se que: − Os alelos recessivos “a”, “b” e “d” não possuem a informação genética necessária para a produção das enzimas “A”, “B” e “D”, respectivamente. − Indivíduos com o genótipo “dd” possuem uma doença conhecida como fenilcetonúria, responsável por diversas complicações devido ao nível de acúmulo da fenilcetona, que danifica tecidos moles, especialmente os do cérebro. Entre as complicações, pode-se citar: retardo mental, falha em andar ou falar, convulsões, hiperatividade, tremor, microcefalia e atraso no desenvolvimento.

4. Famerp-SP 2019 A cor da pelagem em camundongos é determinada por dois genes. A pelagem preta é determinada pelo alelo M e a pelagem marrom é determinada pelo alelo m. O alelo B permite o depósito de pigmento marrom ou preto e o alelo b não permite a deposição de pigmentos, determinando a pelagem branca. Os genes envolvidos estão em diferentes pares de cromossomos homólogos. a) Quais são os possíveis fenótipos dos descendentes gerados do cruzamento entre uma fêmea MMbb e um macho mmBb? b) Em um cruzamento-teste, uma fêmea branca foi cruzada com um macho preto, gerando descendentes de pelagens preta, branca e marrom, sendo que cada um deles apresentava apenas uma cor. Quais os genótipos dessa fêmea e desse macho? Qual a probabilidade de nascer um filhote marrom na descendência gerada desse cruzamento-teste? 5. UFU-MG 2016 O padrão da cor da pelagem em cães labradores depende de dois pares de genes, conforme o esquema representado a seguir. Há três cores possíveis de pelagem: preta, marrom e dourada. A pelagem dourada é resultante da não deposição de pigmentos. Alelo B Enzima B

Substância precursora (incolor)

Enzima b

ALELO “A”

Enzima “D”

FENILALANINA GENÓTIPO “dd”

Enzima “A” ALELO “D”

FENILCETONÚRIA (PKU)

Enzima “B” MELANINA

FENILCETONAS

Considerando apenas as informações presentes nas vias metabólicas apresentadas, responda: a) Um geneticista afirmou, após a análise de testes genéticos específicos, que determinado casal de albinos só poderia ter filhos com capacidade de produzir melanina (filhos não albinos). Qual é o genótipo desse casal? b) Sabe-se que um casal não possui a doença PKU, assim como nenhum de seus respectivos pais; contudo, ambos apresentam um irmão com a doença. Qual a probabilidade de esse casal gerar uma criança com o genótipo da doença fenilcetonúria? c) Construa um heredograma de acordo com as normas usuais da Genética indicando os genótipos de todos os indivíduos referidos no item “b”.

18

BIOLOGIA

Capítulo 13

Alelo b

Enzima E Produto Deposição final do pigmento marrom marrom Enzima e (não funcional) Alelo e

DIIDROXIFENILALANINA ALELO “B”

Enzima E Deposição Produto do pigmento final preto preto Enzima e (não funcional) Alelo e Alelo E

Aminoácidos ingeridos na alimentação TIROSINA

Alelo E

A partir das informações, responda: a) Qual é o tipo de interação gênica envolvida no padrão de cor da pelagem nesses cães? b) Qual é a probabilidade de um casal BbEe 3 Bbee ter um descendente marrom? c) Uma fêmea marrom cruzou com um macho dourado e teve filhotes com pelagem preta e filhotes com pelagem dourada, na mesma proporção. Quais os genótipos do casal e dos filhotes? 6. Unicid-SP 2017 Em cães labradores, a determinação genética para coloração da pelagem é condicionada por dois pares de alelos não ligados. O alelo B condiciona coloração preta e o alelo b condiciona coloração marrom. O alelo E permite a pigmentação preta ou marrom do pelo e o alelo e não permite, condicionando a coloração dourada. Trata-se de um caso típico de epistasia.

Interações e ligações gênicas

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Genótipo

Fenótipo

B_E_

Preto

bbE_

Chocolate

B_ee

Amarelo

bbee

Amarelo

01 A cor da pelagem do cão labrador é um exemplo de epistasia recessiva e ocorre quando um par de alelos recessivos inibe a ação de alelos de outro par. 02 O cruzamento entre uma fêmea de pelagem preta e genótipo BBEE e um macho de pelagem amarela e genótipo bbee resulta em todos os descendentes amarelos. 04 O cruzamento entre labradores pretos e com genótipos BbEe resulta em uma prole com uma proporção fenotípica esperada de 9/16 pretos, 3/16 chocolates, e 4/16 amarelos. 08 Cem por cento de descendentes com cor de pelagem preta são esperados a partir de um cruzamento de fêmeas e machos que possuem genótipo bbEE. Soma: 8. FMJ-SP 2018 Em determinada raça de cães, o gene A é epistático sobre os genes B e b. Na ausência do gene A, o gene B determina a pelagem preta e o alelo b determina pelagem marrom. Esses pares de genes se localizam em cromossomos diferentes. Do cruzamento de um macho preto com uma fêmea branca, cujo pai era preto homozigoto, foram obtidos oito filhotes, sendo um deles marrom. a) Qual é o genótipo do filhote marrom? Qual o genótipo do parental preto homozigoto? b) De acordo com as probabilidades, quantos filhotes pretos espera-se encontrar nessa ninhada? Indique o genótipo da fêmea branca utilizada no cruzamento.

10. UEPG-PR 2022 Existe um grande número de características em que a herança dos fenótipos é contínua, denominada herança quantitativa. Nesse tipo de herança, dependendo do número de genes atuantes, obtém-se maior ou menor variação fenotípica, a qual se manifesta de maneira contínua. Abaixo, está representado um gráfico com uma curva de variação contínua para uma determinada característica. Com o auxílio desse gráfico, identifique algumas características da herança contínua e assinale o que for correto.

A

B Variação fenotípica

Fonte: LOPES, S.; ROSSO, S. BIO. Vol. 2. 2a. ed. São Paulo: Saraiva, 2010.

01 Em 1910, foi proposta a hipótese dos fatores múltiplos para explicar a herança dos caracteres que apresentam distribuição contínua. Essa hipótese é fundamentada no fato de que uma característica é influenciada por um grande número de genes, cada um contribuindo com um pequeno efeito para o fenótipo. 02 Posteriormente à hipótese dos fatores múltiplos, foi proposta a substituição do termo fatores múltiplos por poligenes, que são genes com pequeno efeito em um caráter particular que podem suplementar uns aos outros produzindo efeitos quantitativos que podem ser mensuráveis. 04 Como observado no gráfico, a distribuição de uma característica de herança quantitativa segue uma curva do tipo normal, em que os fenótipos extremos são encontrados em menor quantidade, enquanto os intermediários ocorrem mais frequentemente.

FRENTE 1

7. UEPG/PSS-PR 2022 A tabela a seguir apresenta a correspondência entre os genótipos e fenótipos para a cor da pelagem em cães da raça labrador. Nesse caso, o alelo dominante B codifica o pigmento preto e o alelo recessivo b, o pigmento marrom, que dá a cor chocolate. Os alelos do outro loco interferem na deposição do pigmento. O alelo dominante E permite a deposição do pigmento no pelo, enquanto o alelo recessivo e impede essa deposição. Analise as alternativas a seguir e assinale o que for correto.

9. Uerj 2020 Uma espécie de borboleta apresenta asas coloridas, quando o gene A é funcional, ou asas brancas, quando o animal é homozigoto recessivo. O gene B, localizado em outro cromossomo, apresenta ação epistática sobre o gene A, impedindo a pigmentação das asas; já o alelo b não impede a expressão do gene A. Admita uma borboleta fêmea de asas brancas que foi acasalada com dois machos, I e II, ambos de asas coloridas. O cruzamento com o macho I produziu apenas borboletas de asas coloridas; o cruzamento com o macho II gerou 50% de borboletas de asas coloridas e 50% de asas brancas. Apresente os genótipos tanto da borboleta fêmea quanto dos dois machos. Suponha que o cruzamento entre um casal de borboletas, heterozigoto para os dois genes, tenha gerado um total de 112 descendentes. Determine o número de descendentes que possuem asas coloridas.

No de indivíduos

a) Com relação aos dois pares de alelos, quais os genótipos que condicionam a pelagem dourada nos labradores? b) Considere o cruzamento entre um labrador macho preto e um labrador fêmea marrom. Desse cruzamento nasceram seis filhotes: três pretos, dois marrons e um dourado. Qual a probabilidade do nascimento de um filhote com pelagem dourada em um próximo cruzamento entre esses mesmos parentais? Justifique sua resposta.

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11. UFSC 2018 (Adapt.) Fatores limitantes se alteram constantemente, sendo necessária a existência de programas de melhoramento genético para a seleção de cultivares com características agronômicas superiores. Em um modelo hipotético composto por três genes que possuem segregação independente, um geneticista cruzou dois cultivares parentais contrastantes (P1 e P2). − P1: AABBDD [cultivar com a melhor absorção de nitrogênio e suscetível ao oídio]. Os alelos “A” e “B” possuem um efeito aditivo equivalente, caracterizando uma herança quantitativa. O efeito aditivo se manifesta pela redução da necessidade da concentração de nitrogênio no solo. Esse cultivar necessita de uma concentração de 4% em massa no fertilizante. O alelo “D” torna a planta suscetível ao oídio (doença causada pelo fungo Erysiphe difusa). − P2: aabbdd [cultivar com a pior absorção de nitrogênio e resistente ao oídio]. Esse cultivar necessita de uma concentração de 12% em massa no fertilizante. O alelo “d”, quando em homozigose, torna a planta resistente ao oídio. Desse cruzamento foi obtida a geração F1, com a qual foi realizada a autofecundação que deu origem à geração F2 com o total de 192 plantas. a) Qual a concentração necessária, em percentual, de nitrogênio nos fertilizantes para as plantas da geração F1? b) No total de plantas obtidas na geração F2, em quantas delas se esperam as seguintes características: menor necessidade de concentração de nitrogênio no fertilizante e resistência ao oídio? 12. FMJ-SP 2021 Em uma determinada espécie vegetal existe uma variedade de planta que produz frutos com 120 g e existe outra variedade de planta que produz frutos com 240 g. Quando essas duas variedades são cruzadas entre si, as plantas resultantes produzem frutos com 180 g e estas, quando cruzadas entre si, geram plantas que podem ser separadas em classes fenotípicas distintas, como ilustra o gráfico.

20

BIOLOGIA

Capítulo 13

% Plantas

08 A herança quantitativa diz que uma característica é determinada por um gene. Nesse tipo de herança, as classes fenotípicas são bem definidas em apenas duas classes, como plantas altas e plantas baixas, por exemplo. 16 Uma característica de herança quantitativa é o resultado do acúmulo dos efeitos dos genes somado à ação dos fatores ambientais. Exemplo: o gráfico se encaixa no modelo de herança para a produção de leite de vacas, em que, além de vários genes, cada um contribuindo um pouco para o fenótipo, há a ação de fatores ambientais, como a temperatura e a dieta, por exemplo. Soma:

120

140

160 180 200 220 Massa dos frutos (g)

240

a) Qual tipo de herança genética exemplifica o resultado apresentado? O que caracteriza esse tipo de herança? b) Determine o genótipo da planta que produz frutos de 180 g, gerada do cruzamento entre duas plantas com fenótipos extremos. Se houver um cruzamento entre uma planta que produz frutos de 140 g com uma planta que produz frutos de 220 g, qual a proporção de plantas geradas cujos frutos terão 180 g? 13. USCS-SP 2016 A coloração dos grãos de trigo é um típico exemplo de herança quantitativa. Seus fenótipos variam entre vermelho-escuro, vermelho médio, vermelho, vermelho-claro e branco. Considere a presença de apenas dois pares de alelos, com segregação independente, responsáveis pela coloração dos grãos de trigo e utilize as letras A, a, B e b para representar os alelos envolvidos. Entre os genes A e B ocorre uma interação não alélica aditiva. a) Esquematize o cruzamento entre uma planta produtora de grãos vermelho-escuros e uma planta produtora de grãos brancos, indicando os genótipos parentais e a proporção fenotípica esperada em F1. b) Duas plantas parentais produtoras de grãos vermelhos, com genótipos diferentes, foram intercruzadas diversas vezes. Em todos os cruzamentos realizados, o resultado obtido foi sempre de 100% de plantas produtoras de grãos vermelhos. Justifique os resultados obtidos nos cruzamentos, indicando os genótipos das plantas parentais e da geração F1. 14. UFU-MG 2017 Numa determinada espécie de milho, a altura da planta varia de 150 cm a 300 cm. Cruzando-se linhagens homozigóticas que produzem plantas com altura de 150 cm e linhagens homozigóticas que produzem plantas com altura de 300 cm, obteve-se uma geração F1 que, autofecundada, originou sete fenótipos. Com base nos dados apresentados, responda: a) Quantos genes efetivos estão atuando na herança da altura do milho? b) Quantos centímetros cada gene efetivo adiciona ao fenótipo mínimo? Qual a altura dos descendentes da geração F1? c) A geração F2 resultou em 384 plantas. Quantas dessas possuem uma altura de 250 cm?

Interações e ligações gênicas

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Genótipos dos descendentes

Proporções

AaBb

4%

aabb

4%

Aabb

46%

aaBb

46%

a) O resultado obtido revela que as proporções não estão de acordo com a segunda lei de Mendel. Qual deveria ser a proporção esperada para cada descendente de acordo com essa lei? Qual o motivo do resultado obtido? b) Qual a frequência de células que sofreram recombinação presentes na planta duplo-heterozigota? Indique, na figura apresentada a seguir, como estariam dispostos os genes em uma célula somática de um dos descendentes parentais.

16. Unifesp 2022 Determinada espécie vegetal apresenta dois pares de genes, dos quais o alelo A determina a formação de um fruto redondo e o alelo a determina um fruto alongado. Já o alelo B determina a cor vermelha do fruto e o alelo b determina a cor branca. Uma planta duplo-heterozigota foi cruzada com uma planta duplo-recessiva, o que resultou numa descendência de 1/4 de plantas com frutos redondos e vermelhos, 1/4 de plantas com frutos redondos e brancos, 1/4 de plantas com frutos alongados e vermelhos e 1/4 de plantas com frutos alongados e brancos. a) Qual o genótipo da planta descendente que produziu frutos redondos e brancos? De acordo com os dados do texto, com qual lei de Mendel as proporções fenotípicas estão relacionadas? b) Caso os dois alelos dominantes estivessem em um mesmo cromossomo e os alelos recessivos estivessem no cromossomo homólogo, e não ocorresse permutação, qual seria o resultado fenotípico esperado na descendência das plantas utilizadas no cruzamento? Caso tivesse ocorrido uma permutação, que resultados fenotípicos observados na descendência poderiam evidenciar tal fenômeno? 17. UEPG-PR 2021 A Lei de Ligação Gênica foi proposta por Morgan no início do século XX. O esquema a seguir representa os genes A e B ligados em um par de cromossomos homólogos. A distância entre os genes é de 10 cM (centimorgans ou unidades de mapa).

Em relação à Lei de Ligação Gênica e ao que está demonstrado no esquema, assinale o que for correto. A

B

a

b

a

b

10 cM

01 No esquema, os alelos dominantes dos dois genes (A e B) estão em um cromossomo enquanto os recessivos (a e b) estão no outro. Nesse caso, o duplo-heterozigoto (AaBb) está em configuração cis. 02 Nesse exemplo, é esperada a seguinte proporção gamética: 45% AB, 5% Ab, 5% aB e 45% ab. Os gametas AB e ab são ditos parentais, enquanto os gametas Ab e aB são recombinantes. 04 Nesse exemplo, é demonstrado que os genes A e B estão ligados a 10 cM e, pela Lei de Ligação Gênica, jamais poderia haver recombinantes entre eles. 08 Na Lei de Ligação Gênica, a taxa de recombinação (crossing-over) é inversamente proporcional à distância entre os genes. Dessa forma, quanto menor a distância entre dois genes, maior é a taxa de recombinação entre eles. 16 No exemplo, são esperados 80% de gametas parentais e 20% de gametas recombinantes. Soma: 18. Unicamp-SP 2022 Embora a teoria cromossômica mendeliana da hereditariedade estivesse bem fundamentada na década de 1920, buscavam-se evidências celulares de que os cromossomos trocavam partes (crossing-over). Essas evidências justificariam porque algumas observações diferiam do esperado pela segregação independente de cromossomos. a) Diversos estudos sobre a genética de milho, conduzidos por Lowell Fitz Randolph, buscaram identificar evidências celulares do crossing-over em metáfase I. Entretanto, quando Bárbara McClintock investigou o crossing-over em paquíteno (uma das subfases da prófase I), a pesquisadora obteve sucesso junto ao microscópio. Explique uma razão do sucesso nos experimentos de Bárbara McClintock. Cite uma importância do crossing-over. b) A tabela a seguir representa a proporção fenotípica de indivíduos (geração F1), após o cruzamento, em um experimento realizado em milho. Sendo os genes responsáveis pelos fenótipos F, G e H ligados nesta sequência, o que é possível inferir sobre a distância entre os genes? Justifique. Considere que f, g e h representam estados fenotípicos alternativos para os caracteres controlados pelos genes responsáveis por F, G e H, respectivamente. A partir das informações fornecidas e de seus conhecimentos sobre genética e biologia celular, explique por que as frequências observadas diferem do que seria esperado, considerando-se a Segunda Lei de Mendel.

FRENTE 1

15. FCMSCSP 2023 Em determinada espécie vegetal, os alelos A/a e B/b determinam diferentes fenótipos. Foi realizado um cruzamento entre uma planta duplo-heterozigota com outra duplo-recessiva e obteve-se o seguinte o resultado:

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Frequência

Fenótipo

40%

FGH

40%

fgh

2,5%

Fgh

2,5%

fGH

7,5%

FGh

7,5%

fgH

19. Unifesp 2017 Em tomateiros, o alelo dominante A condiciona frutos vermelhos e o alelo recessivo a condiciona frutos amarelos. O alelo dominante B condiciona flores amarelas e o alelo recessivo b, flores brancas. Considere que em uma planta adulta os alelos A e B estão em um mesmo cromossomo e distantes 15 unidades de recombinação (UR), da mesma forma que os alelos a e b, conforme mostra a figura. A

B

a

b 15 UR

a) Quais os gametas recombinantes produzidos por essa planta? b) Qual a porcentagem esperada de gametas recombinantes produzidos por essa planta? Do cruzamento dessa planta com uma planta duplo-homozigótica recessiva foram geradas 1 000 sementes. Quantas sementes originarão plantas com frutos vermelhos e flores brancas? 20. UFU-MG 2018 Em uma aula de biologia sobre conceitos clássicos da genética, uma professora apresentou duas situações de cruzamentos em ervilha de cheiro (Lathyrus odoratus) – Situação A, e em uma espécie de tomateiro (Solanum lycopersicum) – Situação B, conforme esquema a seguir. Situação A

Situação B

Flor Púrpura/Pólen Alongado 3 Flor Vermelha/Pólen Redondo (PpLl)          (ppll)

Fruto Arredondado/Folha Normal 3 Fruto Oval/Folha Manchada (AaMm)          (aamm)

Descendentes Flor Púrpura/Pólen Alongado (481) Flor Vermelha/Pólen Alongado (52) Flor Púrpura/Pólen Redondo (51) Flor Vermelha/Pólen Redondo (480)

Descendentes Fruto Oval/Folha Manchada (74) Fruto Arredondado/Folha Manchada (125) Fruto Oval/Folha Normal (129) Fruto Arredondado/Folha Normal (72) Genética na escola, v. 12, n. 1, 2017 (adaptado).

Considerando-se as situações descritas, pergunta-se: a) qual mecanismo de herança genética explica as frequências observadas de descendentes na situação A e B? b) qual a taxa de permutação entre os genes e qual a posição que eles estão nos cromossomos na situação B? c) na situação A, quais os tipos de gametas produzidos por uma ervilha de cheiro duplamente heterozigota para Flor Púrpura/Pólen Alongado? 21. Famerp-SP 2016 A figura ilustra uma célula animal de uma fêmea com 2n 5 2.

22

BIOLOGIA

A

a

b

B

Capítulo 13

a) Caso essa célula sofra meiose sem permutação, qual será a constituição gênica de cada gameta formado? b) Suponha que apenas 36% das células germinativas dessa fêmea entrem em meiose e sofram permutação entre os genes em questão. Qual a porcentagem de gametas recombinantes contendo somente genes recessivos? Qual foi a taxa de permutação?

Interações e ligações gênicas

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BNCC em foco EM13CNT301

1. UFJF/Pism-MG 2018 A produção de flores no Brasil não enfrenta crise em 2016 e deve continuar crescendo e fechar o ano com 5% de crescimento. Em 2015, a produção e o comércio faturaram juntos R$ 6,1 bilhões, registrando 8% de crescimento. http://g1.globo.com/economia/agronegocios/agro-a-industria-riqueza-dobrasil/noticia/2016/09/producao-de-flores-cresce-no-brasil-em-2016.html)

Um produtor de flores, na tentativa de atender ao mercado, realizou cruzamentos entre variedades de orquídeas. Indivíduos completamente heterozigotos com flores de coloração variegada foram cruzados. Na descendência, ele observou 48 indivíduos que possuíam flores de cor variegada (27), roxa (9) e branca (12). Pergunta-se: a) Que tipo de herança explica os resultados obtidos? b) Apresente o genótipo dos genitores. Apresente os genótipos da descendência com a proporção de cada um deles. Utilize as letras A e B para simbolizar cada gene. c) O produtor recebeu uma encomenda de  flores brancas e  flores roxas. Considerando que em cada cruzamento são obtidos  indivíduos, qual o número mínimo de cruzamentos a serem realizados para ele atender à demanda? EM13CNT202

2. UEM-PR 2021 Sobre a determinação da cor da pele humana, assinale o que for correto.  A expressão gênica para a pigmentação da pele representa um caso de epistasia, em que um gene neutraliza a ação daquele que não é seu alelo.  A variação da cor da pele humana depende da maior ou menor quantidade de sol a que uma pessoa se expõe e da quantidade de melanina que apresenta. Trata-se de um caso de herança quantitativa.  Por se tratar de uma expressão de dominância e recessividade, na herança poligênica os genótipos homozigotos recessivos se comportam como genes letais, portanto não se expressam no conjunto da população.  As variações da pigmentação da pele podem ser explicadas pela quantidade de genes que apresentam efeitos cumulativos.  Alterações ambientais provocam modificações nos genes responsáveis pela expressão da característica e são responsáveis pelas variações de pigmentação no conjunto populacional.

3. UPE 2015 O tomate Solanum lycopersicum tem 12 pares de cromossomos, e sua flor é hermafrodita, ocasionando percentual de cruzamento natural inferior a 5%. A geração parental foi submetida a cruzamento por meio de uma polinização cruzada artificial, utilizando a parte feminina da flor de uma planta selvagem para cruzamento com a parte masculina de outra, com características recessivas, resultando em uma F1 duplo-heterozigota. No quadro a seguir, observamos: a representação esquemática do cromossomo 2 de tomate com dois genes, seus respectivos alelos e características fenotípicas; os resultados da prole de um cruzamento de tomates duplo-heterozigotos (F1) com duplo-homozigotos. 

R - vermelho

r - amarelo

Wf - flor amarela

wf - flor branca

Percentual F2

Fenótipo

41%

Fruto vermelho e flor amarela

41%

Fruto amarelo e flor branca

9%

Fruto vermelho e flor branca

9%

Fruto amarelo e flor amarela

(Griffiths et al. 2008. Introdução à genética. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan. Adaptada)

Com base nessas informações, conclui-se que a) o cruzamento-teste de plantas duplo-heterozigotas F mostra a formação de quatro tipos de gametas em proporções esperadas para uma distribuição do tipo independente. b) o desvio nas proporções ocorre por causa da ligação entre o gene para a cor do fruto e o gene para a cor das flores que distam % centimorgans. c) o resultado de gametas apresentado para a prole F configura arranjo do tipo trans para o cromossomo  dos indivíduos da F. d) os gametas portadores dos alelos R/Wf e r/wf ocorrem em percentual maior que os não parentais R/wf e r/Wf, evidenciando a ligação. e) parte da prole F mostra fenótipo recombinante em maior frequência, indicando que os alelos dos dois genes se recombinaram na F, e a distância entre eles é de % unidade de recombinação. FRENTE 1

Soma:

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Science History Images / Alamy /Fotoarena

Thomas Hunt Morgan (1866-1945) foi um ilustre geneticista. Por suas contribuições para os estudos genéticos, Morgan recebeu, em 1933, o prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina.

FRENTE 1

14 CAPÍTULO

Herança relacionada ao sexo Usando moscas da espécie Drosophila melanogaster como organismo-modelo, o geneticista estadunidense Thomas Hunt Morgan (-) realizou valiosas contribuições aos estudos genéticos. Entre elas, pesquisas sobre as heranças ligadas ao sexo, que são determinadas por genes localizados no cromossomo X. Na espécie humana, uma variedade de fenótipos apresentam esse padrão de herança, como é o caso do daltonismo e da hemofilia. Neste capítulo, além da herança ligada ao sexo, trataremos de outras características cuja herança está relacionada ao sexo do indivíduo, além da diversidade de sistemas de determinação cromossômica do sexo em diferentes espécies.

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Determinação cromossômica do sexo A observação das espécies dioicas, isto é, aquelas em que os indivíduos têm sexos separados, possibilita apontar numerosas diferenças morfológicas e fisiológicas entre machos e fêmeas. Apesar dessas diferenças marcantes, é comum que nesses casos a base cromossômica de determinação sexual seja relativamente simples. A seguir, trataremos dos sistemas de determinação cromossômica do sexo.

O sexo dos descendentes dependerá, assim, da constituição do espermatozoide: quando um espermatozoide X participa da fecundação, o descendente terá sexo feminino (XX); quando envolver um espermatozoide Y, o descendente terá sexo masculino (XY). 50% de espermatozoides X Sexo masculino (XY)

Meiose 50% de espermatozoides Y

Sistema XY Seres humanos e outros mamíferos, assim como muitas espécies de plantas vasculares, têm seu sexo determinado pelo sistema XY. Nos seres humanos, por exemplo, as células do corpo são diploides (2n) com 46 cromossomos, isto é, 23 pares: 22 pares de cromossomos autossomos e 1 par de cromossomos sexuais (heterossomos ou alossomos). Indivíduos do sexo feminino têm um par de cromossomos X, enquanto o sexo masculino é determinado pela presença de um cromossomo Y e um cromossomo X. A representação escrita do cariótipo deve considerar a quantidade de autossomos (A) e os tipos de cromossomo sexual presentes. Assim, no cariótipo humano, temos:

Power And Syred/ Science Photo Library/ Fotoarena

Sexo feminino 5 44A 1 XX Sexo masculino 5 44A 1 XY

Sexo feminino (XX)

100% de óvulos X 22A 1 X

22A 1 X

44A 1 XX ( )

22A 1 Y

44A 1 XY ( )

Representação esquemática da determinação cromossômica do sexo em humanos, conforme a constituição dos gametas. O sexo heterogamético é o masculino, que define qual será o sexo dos descendentes.

Atenção Os cromossomos X e Y têm genes exclusivos, localizados em regiões denominadas diferenciais ou heterólogas, mas também apresentam regiões homológas (pseudoautossômicas), isto é, com genes correspondentes. As regiões homólogas permitem o pareamento desses cromossomos na meiose e podem sofrer crossing-over. Região homóloga

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Região diferencial do X

X

Y

Região diferencial do Y

Região homóloga

Na meiose em indivíduos do sexo feminino ocorre a segregação do par XX, resultando em gametas que são do mesmo tipo quanto ao cromossomo sexual: todos carregam um cromossomo X. Assim, o sexo feminino é classificado como sexo homogamético (do grego homo, o mesmo). Em indivíduos do sexo masculino, a meiose segrega o par XY, formando espermatozoides diferentes de acordo com o cromossomo sexual que carregam: 50% dos gametas com um cromossomo X e os outros 50%, um Y. Portanto, o sexo masculino é denominado sexo heterogamético (do grego heteros, diferença).

Sistema X0 Gafanhotos, grilos, baratas e percevejos são exemplos de insetos cuja determinação sexual ocorre pelo sistema X0. Nesse caso, apenas o cromossomo sexual X está presente. As fêmeas têm dois cromossomos sexuais (XX), e os machos têm apenas um (X0). Dessa forma, 100% dos óvulos produzidos pelas fêmeas carregam um cromossomo X, caracterizando-as como o sexo homogamético, enquanto nos machos, 50% dos espermatozoides têm um cromossomo X e os outros 50% não contêm nenhum cromossomo sexual, definindo os machos como o sexo heterogamético.

FRENTE 1

Eletromicrografia de varredura do cariótipo humano de um indivíduo do sexo masculino, incluindo os cromossomos sexuais X e Y. O cromossomo Y é muito menor do que o cromossomo X. (Aumento de 1 850 vezes.)

Representação esquemática dos cromossomos sexuais humanos, cada um com uma região diferencial e duas regiões homólogas em suas extremidades.

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50% de espermatozoides X Macho (X0) 50% de espermatozoides sem cromossomo sexual Fêmea (XX)

100% de óvulos X

X

X

0

XX ( )

X0 ( )

O fator preponderante para definir se uma larva diploide (2n) originará uma abelha operária, fêmeas estéreis ou uma rainha é a alimentação: a princípio, todas as larvas são alimentadas com uma secreção produzida pelas operárias jovens chamada geleia real. Porém, a partir de certo momento, as larvas que formarão as operárias, e também aquelas que originarão os zangões, são alimentadas principalmente com mel e pólen, enquanto as larvas destinadas a originar rainhas são alimentadas com geleia real durante todo o seu desenvolvimento. Zangão (n)

Rainha (2n)

Representação esquemática da determinação do sexo pelo sistema X0, de acordo com as possibilidades de encontros gaméticos. Assim como no sistema XY, o sexo heterogamético é o macho, que define qual será o sexo dos descendentes.

50% de óvulos Z Fêmea (ZW) 50% de óvulos W

Macho (ZZ)

100% de espermatozoides Z

Z

Z

W

ZZ ( )

ZW ( )

Representação esquemática da determinação sexual pelo sistema ZW, de acordo com as possibilidades de encontros gaméticos. Diferentemente dos sistemas XY e X0, no sistema ZW o sexo heterogamético é a fêmea, que define qual será o sexo dos descendentes.

Sistema haplodiploide (n/2n) O sistema haplodiploide é constatado na maioria das espécies de abelhas. Nesse caso, a ploidia está diretamente ligada com a determinação do sexo: em geral, as fêmeas são diploides (2n) e os machos são haploides (n). Na organização em castas da sociedade das abelhas, a abelha rainha (2n) é uma fêmea fértil que produz seus óvulos haploides (n) por meiose. Uma parte dos óvulos passa por partenogênese, processo pelo qual um óvulo não fecundado se desenvolve e origina um novo organismo adulto. Os organismos gerados por partenogênese são haploides (n) e correspondem aos machos, denominados zangões, que produzem espermatozoides haploides (n) por mitose. Quando óvulos produzidos pela rainha são fecundados por espermatozoides gerados pelos zangões, formam-se ovos fertilizados diploides (2n), que originarão abelhas fêmeas. BIOLOGIA

Capítulo 14

Óvulo (n)

Mitose Fecundação

Espermatozoide (n)

Zigoto (2n)

Partenogênese og gênese ê Mel e pólen

Gele G leia real rre eall Geleia

Zangão (n) Operária (2n) Rainha (2n) Representação esquemática da reprodução e da determinação do sexo em abelhas. A diferenciação das fêmeas em operárias e rainha se dá por meio da alimentação.

Saiba mais Determinação do sexo pela temperatura do ambiente Na diferenciação sexual de tartarugas marinhas, a temperatura à qual os ovos são expostos durante sua incubação determina a formação de embriões machos ou fêmeas. Há uma média de temperatura, denominada temperatura pivotal, variável de acordo com cada espécie, na qual é obtida uma proporção de metade de filhotes machos e metade de fêmeas. Temperaturas maiores do que a pivotal aumentam a proporção de filhotes fêmeas. Por exemplo, em tartarugas-de-couro (Dermochelys coriacea), temperaturas na faixa entre 28 ºC e 30 ºC favorecem a formação e a atividade da enzima aromatase, que converte testosterona (hormônio masculino) em estradiol (hormônio feminino). Temperaturas mais baixas, entre 24 ºC e 28 ºC, favorecem o nascimento de machos. Dessa forma, eventos que resultam em aumento da temperatura do ambiente, a exemplo da intensificação do efeito estufa, podem resultar em desequilíbrio na proporção entre machos e fêmeas nessas espécies de animais, colocando-as sob risco de extinção. IrinaK/Shutterstock.com

Observado em aves, em certos peixes e em alguns insetos, como borboletas e mariposas, o sistema ZW envolve os cromossomos sexuais Z e W. Nesse sistema, as fêmeas têm o par sexual ZW e correspondem ao sexo heterogamético, uma vez que 50% dos óvulos gerados por elas carregam o cromossomo Z e os outros 50% contêm o cromossomo W. Os machos são ZZ; portanto, 100% dos espermatozoides formados por eles carregam o cromossomo Z, caracterizando-os como o sexo homogamético.

26

CORES FANTASIA

Meiose

Sistema ZW

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Fêmea adulta de tartaruga-de-couro (Dermochelys coriacea; mede até 1,8 m de comprimento) voltando para o mar depois de depositar seus ovos na areia de uma praia.

Herança relacionada ao sexo

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Herança relacionada ao sexo A seguir, estudaremos casos de heranças genéticas que afetam os sexos masculino e feminino de maneira desigual na espécie humana.

Herança ligada ao cromossomo X Denominada herança ligada ao sexo, a herança ligada ao X é condicionada por genes localizados na região diferencial do cromossomo X. Em indivíduos do sexo masculino, há apenas um cromossomo X; assim, o genótipo quanto a um gene ligado ao cromossomo X é denominado hemizigoto (do grego hemi, metade), pois apresenta apenas um alelo do referido gene (XAY ou XaY). Indivíduos do sexo feminino, por carregarem dois cromossomos X, podem ser homozigotos (XAXA ou XaXa) ou heterozigotos (XAXa).

recessivo. Dessa forma, espera-se que, na geração seguinte, metade dos filhos masculinos dessas mães portadoras apresente o fenótipo recessivo. Por fim, caso uma mãe seja afetada pelo fenótipo recessivo, todos os seus descendentes do sexo masculino também serão. XAXA

I

XaY 1

II

2

XAY

Em heredogramas, o círculo com um ponto no centro representa indivíduo portador de alelo recessivo ligado ao sexo.

XAXa

XAY

1

2

3

2 XAY

3 XAXa

Daltonismo

Sexo masculino

Sexo feminino

Genótipo

Fenótipo

Genótipo

Fenótipo

XDY

Visão normal

XDXD

Visão normal

X dY

Daltônico

XDXd (portadora)

Visão normal

XdXd

Daltônica

Genótipos e respectivos fenótipos para o daltonismo.

No caso de heranças recessivas ligadas ao X, em geral, a frequência de indivíduos do sexo masculino afetados pela condição recessiva é maior do que a frequência de indivíduos do sexo feminino. O motivo dessa diferença é que, para que um indivíduo do sexo feminino expresse o fenótipo recessivo, seria necessário carregar duas cópias do alelo, recebendo uma cópia de cada genitor, enquanto um indivíduo do sexo masculino manifesta a característica ao apresentar apenas uma cópia do alelo recessivo que, obrigatoriamente, é fornecida por sua mãe.

Atenção Lembre-se de que, na espécie humana, o sexo masculino é o heterogamético (XY); portanto, em indivíduos do sexo masculino, certamente o cromossomo Y foi fornecido pelo pai e o cromossomo X veio da mãe.

Outro aspecto marcante dessa herança é que todos os descendentes de sexo feminino não afetados gerados de pai com fenótipo recessivo serão portadores do alelo

III 1 X aY

4 XAXA

Heredograma mostrando a transmissão do daltonismo ao longo de três gerações. O daltonismo é um distúrbio recessivo ligado ao cromossomo X.

Hemofilia Assim como o daltonismo, a hemofilia é um exemplo de herança recessiva ligada ao X. Trata-se de um distúrbio em que há deficiência na coagulação sanguínea, determinado pelo alelo h ligado ao X. O tipo mais comum de hemofilia (hemofilia A) é caracterizado pela ausência ou disfunção do fator VIII de coagulação, substância que participa da formação de protrombina no fígado. Dessa forma, a formação do coágulo é comprometida e o indivíduo afetado tem risco aumentado de sofrer hemorragias. Nos indivíduos do sexo masculino, o genótipo XHY condiciona coagulação normal, enquanto aqueles que são XhY apresentam hemofilia. Indivíduos femininos XHXH ou XHXh exibem coagulação normal, enquanto aqueles cujo genótipo é XhXh são hemofílicos. Sexo masculino

Sexo feminino

Genótipo

Fenótipo

Genótipo

Fenótipo

XHY

Coagulação normal

XHXH

Coagulação normal

XhY

Hemofílico

XHXh (portadora)

Coagulação normal

XhXh

Hemofílica

Genótipos e seus respectivos fenótipos para a hemofilia.

Por se tratar do mesmo padrão de herança do daltonismo, todas as características descritas anteriormente a respeito das heranças recessivas ligadas ao sexo valem para a hemofilia.

Hipofosfatemia A hipofosfatemia pode ser definida como uma forma de raquitismo resistente à vitamina D e configura-se como

FRENTE 1

O daltonismo tem herança recessiva determinada pelo alelo d ligado ao X. Nessa condição, os afetados são incapazes de distinguir cores, sobretudo o vermelho e o verde. Indivíduos masculinos com genótipo XDY têm visão normal para cores, enquanto aqueles que são XdY são daltônicos. Nos indivíduos femininos, os genótipos XDXD ou XDXd determinam visão normal, enquanto XdXd condiciona o daltonismo.

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um caso de herança dominante determinada pelo alelo A ligado ao cromossomo X. Pessoas de sexo masculino com genótipo XaY não são afetadas, mas aqueles que são XAY manifestam a condição. Indivíduos do sexo feminino com genótipos XAXA ou XAXa manifestam a hipofosfatemia, enquanto os que são XaXa não são afetados. Sexo masculino Genótipo X Y XY

Genótipo A A

Afetado

a

1

2

II 1

2

1

2

3

4

Fenótipo

A a

X X ou X X

Não afetado

a a

XX

III

Afetada Não afetada

I XAY 2

XAXa 3

X aY 4

X aY 5

III XaXa 1

XAXa 2

X aY 3

XAY 4

Heredograma mostrando a transmissão da hipofosfatemia ao longo de três gerações. A hipofosfatemia é um distúrbio dominante ligado ao cromossomo X.

Herança ligada ao cromossomo Y Denominada herança restrita ao sexo ou herança holândrica (do grego holos, todo, e andros, macho), a herança ligada ao Y é determinada por genes localizados na região diferencial do cromossomo Y, afetando, portanto, apenas indivíduos do sexo masculino, que recebem esses genes, invariavelmente, de seus pais. Um exemplo de gene holândrico é o gene SRY, também chamado fator determinante testicular, responsável pela formação dos testículos – as gônadas masculinas – durante o desenvolvimento embrionário. Portanto, a manifestação de caracteres sexuais masculinos é uma característica ligada ao cromossomo Y, exibindo o padrão esperado de transmissão de pai para descendente do sexo masculino. A perda ou a inativação do gene SRY em decorrência de mutações pode resultar em um indivíduo cromossomicamente XY, mas com fenótipo feminino.

28

BIOLOGIA

Capítulo 14

5

Heredograma mostrando a transmissão do gene SRY, um exemplo de gene ligado ao cromossomo Y, que é transmitido dos pais apenas aos descendentes masculinos.

Herança influenciada pelo sexo Na herança influenciada pelo sexo, a expressão de certos genes autossômicos varia de acordo com o sexo do indivíduo. Nesses casos, um alelo tem caráter dominante em um sexo, e no outro se comporta como recessivo. A calvície, por exemplo, é determinada pelo alelo C1, enquanto a ausência de calvície é condicionada pelo alelo C2. O alelo C1 é dominante no sexo masculino e recessivo no sexo feminino; dessa forma, para que um indivíduo do sexo masculino expresse a calvície, basta a presença de uma dose do alelo C1, e para a calvície se expressar no sexo feminino, o indivíduo deve carregar esse alelo em condição de homozigose.

II XAXa 2

4

1

No caso de heranças dominantes ligadas ao X, a frequência de indivíduos do sexo masculino que expressam a característica dominante é menor do que a frequência de indivíduos do sexo feminino. Isso ocorre porque apenas uma combinação genotípica resulta em indivíduos masculinos afetados, enquanto a característica se manifesta em indivíduos femininos homozigotos dominantes ou heterozigotos. Nesse tipo de herança, todos os indivíduos de sexo feminino descendentes de pai afetado serão também afetados. Outro aspecto é que descendentes do sexo masculino de mães não afetadas certamente não serão afetados.

XaXa 1

3

IV

Genótipos e seus respectivos fenótipos para a hipofosfatemia.

XaY 1

5

Sexo feminino

Fenótipo

A

I

Fenótipo Genótipo

Sexo masculino

Sexo feminino

C1C1

Calvo

Calva

C1C2

Calvo

Sem calvície

C2C2

Sem calvície

Sem calvície

Genótipos e seus respectivos fenótipos para a calvície, que se expressa de maneiras diferentes entre os sexos masculino e feminino.

Herança mitocondrial Em uma célula eucariótica, o DNA nuclear contém a maior parte dos genes. No entanto, também é encontrado DNA nas mitocôndrias e, em plantas e algas, nos cloroplastos. Os genes presentes no DNA dessas organelas são herdados independentemente dos genes nucleares, constituindo um caso especial de herança. A herança dos genes de organelas é classificada como uniparental, isto é, os descendentes herdam os genes de organelas apenas de um dos genitores, geralmente a mãe, determinando um padrão de herança materna. Considerando a herança mitocondrial nos animais, na formação do zigoto o espermatozoide praticamente não tem contribuição citoplasmática, ou seja, as mitocôndrias presentes nos descendentes são provenientes apenas do gameta feminino. Assim, o DNA mitocondrial (mtDNA) é fornecido apenas pela mãe, caracterizando a herança materna desses genes.

Herança relacionada ao sexo

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1

2

II 2

1

3

4

5

6

III 1

2

3

4

Heredograma mostrando a transmissão de uma herança determinada por gene localizado no DNA mitocondrial.

Saiba mais Herança limitada ao sexo A herança limitada ao sexo é condicionada por genes autossômicos que se manifestam em apenas um dos sexos. Um exemplo disso é a hipertricose auricular (produção excessiva de pelos nas orelhas), que já foi considerada uma herança holândrica por ser observada apenas em indivíduos do sexo masculino. Porém, atualmente se sabe que a hipertricose auricular é uma característica autossômica que se expressa apenas no sexo masculino. Outro exemplo de herança limitada ao sexo corresponde aos genes autossômicos que condicionam a produção de leite em bovinos, que se manifestam apenas nas fêmeas.

As fêmeas de mamíferos, por serem XX, apresentam o dobro de cópias dos genes ligados ao X em relação aos machos, que são XY. Caso ambos os cromossomos X fossem plenamente ativos, as fêmeas expressariam o dobro de produtos proteicos provenientes desses genes em comparação aos machos, o que acarretaria desequilíbrios fisiológicos entre os sexos. A inativação do cromossomo X ocorre no início do desenvolvimento pelo mecanismo de compensação de dose, descrito em 1961 pela geneticista inglesa Mary Frances Lyon (1925-2014). O mecanismo permite que a quantidade de produtos proteicos derivados do cromossomo X seja equivalente entre machos e fêmeas de mamíferos. A inativação do X é aleatória, isto é, a chance de ocorrer no cromossomo X paterno ou no cromossomo X materno é a mesma. Todos os descendentes de uma célula na qual ocorreu a inativação do X paterno mantêm a inativação desse cromossomo; o mesmo ocorre em relação à inativação do X materno. Portanto, a inativação do X, além de aleatória, é fixa. Estima-se que 50% das células de um indivíduo do sexo feminino tenham o X paterno inativo, enquanto os demais 50% têm o X materno inativo, determinando nos tecidos femininos a formação de um mosaico constituído de dois tipos de células: aquelas cuja cromatina sexual é derivada do X materno e aquelas nas quais ela é formada a partir do X paterno.

Cromatina sexual Em 1949, ao estudar o núcleo de células masculinas e femininas de mamíferos, os canadenses Murray Barr (1908-1995) e Ewart Bertram (1923-2022) descobriram que na periferia do núcleo das células femininas havia um corpo denso inexistente no núcleo das células masculinas. Esse corpo é denominado cromatina sexual ou corpúsculo de Barr, e sua presença ou ausência permite identificar o sexo de um indivíduo com base na observação direta do núcleo de suas células. A quantidade de cromatinas sexuais esperada em cada célula é dada pelo total de cromossomos X menos 1; portanto, em células femininas (XX), como observado por Barr, espera-se encontrar uma cromatina sexual, enquanto em células masculinas (XY), essa estrutura não deve ser observada. Estudos posteriores mostraram que a cromatina sexual corresponde a um dos cromossomos X altamente condensado e majoritariamente inativo; o outro cromossomo X continua geneticamente ativo. ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Cromatina

Cromatina sexual sexual À esquerda, representação esquemática de uma célula com cromatina sexual, portanto extraída de indivíduo de sexo feminino sem alterações no número de cromossomos. À direita, representação de uma célula desprovida de cromatina sexual, portanto obtida de indivíduo de sexo masculino sem alterações cromossômicas.

X paterno Zigoto

Cromatina sexual do X materno

X materno Divisões celulares iniciais

Inativação aleatória do X

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Cromatina sexual do X paterno

Tecido em mosaico

Representação esquemática da inativação aleatória e fixa do cromossomo X e da formação de tecidos em mosaico em mamíferos do sexo feminino.

A inativação aleatória do cromossomo X pode se refletir no fenótipo de algumas características com herança ligada ao sexo. Por exemplo, na displasia ectodérmica hipoidrótica, herança recessiva ligada ao cromossomo X na maioria dos casos, o indivíduo afetado apresenta ausência parcial ou completa de glândulas sudoríferas, o que resulta em diminuição da sudorese (produção de suor), provocando elevação da temperatura corporal. Por se tratar de uma

FRENTE 1

I

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herança ligada ao X, espera-se que essa condição não se manifeste em indivíduos femininos heterozigotos. Contudo, é possível que esses indivíduos exibam algum grau de sintomas da displasia ectodérmica hipoidrótica, o que é explicado pela inativação aleatória do cromossomo X. Nesses casos, é observada maior proporção de células com o cromossomo X portador do alelo dominante inativo, formando a cromatina sexual; consequentemente, há maior proporção de células com o cromossomo X portador do alelo recessivo ativo, determinando o surgimento de sintomas. Em mulheres heterozigotas, existem áreas da pele com glândulas sudoríferas e regiões nas quais essas glândulas são poucas ou ausentes. Nessas mulheres, mesmo que sejam gêmeas monozigóticas, as áreas nas quais as glândulas sudoríferas estão ausentes ou em menor quantidade não são necessariamente as mesmas, fenômeno também explicado pela inativação aleatória do X que ocorre em cada uma delas. O mesmo princípio pode ser aplicado a indivíduos do sexo feminino quanto ao daltonismo e à hemofilia, isto é, mulheres heterozigotas para essas heranças recessivas ligadas ao cromossomo X podem ter sintomas dessas condições em decorrência do fenômeno explicado por Lyon.

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Pelecom com pouca Pele pouca ou ou nenhuma nenhuma glândula sudorífera glândula sudorífera

Pelecom comglândulas glândula Pele sudoríferas sudorífera

Representação esquemática de gêmeas monozigóticas com genótipo heterozigoto para a displasia ectodérmica hipoidrótica. As áreas de pele normal e aquelas com pouca ou nenhuma glândula sudorífera não são as mesmas em decorrência do fenômeno da inativação aleatória do cromossomo X.

Revisando 1. Quanto aos humanos e seus cromossomos: a) aponte o sistema de determinação cromossômica do sexo. b) indique o total de cromossomos encontrado em uma célula diploide normal. c) mencione o par de cromossomos sexuais encontrado, respectivamente, em indivíduos do sexo masculino e do sexo feminino. d) aponte qual é o sexo heterogamético e qual é o sexo homogamético. 2. Diferencie as regiões diferenciais (heterólogas) e homólogas dos cromossomos sexuais. 3. No sistema ZW, o sexo heterogamético corresponde àquele observado no sistema XY? Justifique sua resposta. 4. Explique como se dá a determinação do sexo em abelhas e como ocorre a formação dos machos nessas espécies. 5. UEPG-PR 2022 A hemofilia é uma doença caracterizada pela ausência de uma das proteínas que agem na coagulação do sangue. Existem vários tipos de hemofilia, sendo a mais comum a hemofilia A, uma herança ligada ao cromossomo X recessiva. A seguir, está representado um cruzamento entre uma mulher heterozigótica e um homem normal. Complete a tabela com as combinações genotípicas e assinale o que for correto.

30

BIOLOGIA

Capítulo 14

Gametas XH Gametas

Y

XH Xh

01 Nesse cruzamento, a mãe portadora tem probabilidade de gerar descendentes do sexo feminino hemofílicas. 02 Os filhos do sexo masculino poderão ser normais (XHY) ou hemofílicos (XhY), em igual proporção. 04 No cruzamento, descendentes hemofílicos dos sexos masculino e feminino são esperados em igual proporção, ou seja, 25% cada. 08 A proporção genotípica esperada desse cruzamento é: 25% XHXH, 25% XHXh, 25% XHY e 25% XhY. 16 Entre as meninas resultantes desse cruzamento, a probabilidade de uma filha ser portadora do alelo da hemofilia é de 50%. Soma: 6. Em casos de herança recessiva ligada ao cromossomo X, espera-se que qual sexo, masculino ou feminino, tenha maior percentual de indivíduos afetados? E em casos de herança dominante? Justifique sua resposta. 7. Explique a herança influenciada pelo sexo.

Herança relacionada ao sexo

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8. Explique por que a herança do DNA mitocondrial é considerada um caso de herança materna. 9. Explique em que consiste a cromatina sexual. 10. Com base no par de cromossomos sexuais em humanos e no mecanismo de compensação de dose, explique por que nas células de indivíduos do sexo masculino não há cromatina sexual.

Exercícios propostos Comportamento do casal pode definir sexo do bebê, dizem pesquisadores Muitas pessoas sonham não só com o nascimento de um bebê, mas com o sexo dele. Não é possível escolher se você vai gerar uma menina ou um menino, mas alguns pesquisadores sugerem que alguns fatores, como fazer sexo exatamente no dia da ovulação, ou a frequência das relações sexuais, aumentariam a chance de ter uma criança de determinado sexo. (Ivonete Lucirio. https://universa.uol.com.br, 06.08.2012. Adaptado.)

A notícia traz hipóteses ainda em discussão entre especialistas, mas o que o conhecimento biológico tem como certo é que, na espécie humana, o sexo da prole é definido no momento da fecundação e depende da constituição cromossômica do a) espermatozoide, que é definida na meiose I da gametogênese do pai e a mãe não tem participação na determinação do sexo da prole. b) óvulo, que é definida na meiose II da gametogênese da mãe e o pai não tem participação na determinação do sexo da prole. c) espermatozoide, que é definida na meiose II da gametogênese do pai e a mãe não tem participação na determinação do sexo da prole. d) óvulo e do espermatozoide, que são definidas na meiose II da gametogênese de ambos os genitores e o pai e a mãe participam, conjuntamente, da determinação do sexo da prole. e) óvulo, que é definida na meiose I da gametogênese da mãe e o pai não tem participação na determinação do sexo da prole. 2. UCS-RS 2021 As aves, alguns répteis, alguns peixes e alguns insetos apresentam o sistema ZZ-ZW de determinação cromossômica do sexo. A particularidade, nesse sistema, que o diferencia do sistema de determinação cromossômica do sexo nos humanos, é que o padrão de herança é inverso, isto é, o sexo heterogamético é o feminino. Suponha que a característica da presença de uma listra preta nas penas das aletas do Pinguim-de-Magalhães é determinada por um alelo dominante ligado ao cromossomo sexual. A partir de um cruzamento entre um animal ZbZb com um animal ZBW, e posteriormente o cruzamento de F1 entre si, é correto afirmar que

a) as fêmeas, em F1, nunca terão a listra preta nas penas das aletas. b) todas as fêmeas, em F2, terão a listra preta nas penas das aletas. c) metade dos machos, em F1, terá a listra preta e metade não terá a listra preta nas penas das aletas. d) nenhuma das fêmeas, em F2, terá a listra preta e metade dos machos terá a listra preta nas penas das aletas. e) todos os machos, em F2, terão a listra preta nas penas das aletas. 3. UFRGS 2019 Nas galinhas, existe um tipo de herança ligada ao cromossomo sexual que confere presença ou ausência de listras (ou barras) nas penas. Galos homozigotos barrados (ZBZB) foram cruzados com galinhas não barradas (ZbW) resultando em uma F1 de galos e galinhas barradas. Considerando uma F2 de 640 aves, a proporção fenotípica esperada será de a) 480 galos barrados, 80 galinhas não barradas e 80 galinhas barradas. b) 80 galos barrados, 80 galinhas não barradas e 480 galinhas barradas. c) 40 galos barrados, 80 galinhas não barradas e 520 galinhas barradas. d) 320 galos barrados, 160 galinhas não barradas e 160 galinhas barradas. e) 160 galos barrados, 160 galinhas não barradas e 320 galinhas barradas. 4. FCMMG 2020 Leia o texto abaixo: Uma colmeia dispõe, em média, de 50 mil abelhas, que trabalham de maneira organizada e hierárquica. A rainha é responsável por gerar descendentes após copular com os zangões. Da maioria dos ovos gerados, derivam as operárias, fêmeas inférteis que compõem 96% da colmeia. Os zangões vivem até noventa dias e nascem de óvulos não fecundados. (PUJOL, L. Operação Zangão. Piauí, agosto de 2019. Adaptado.)

Em relação a essa espécie, é CORRETO afirmar que: a) O cromossomo sexual é XX e XY. b) As operárias são haploides (n). c) Os zangões são haploides (n). d) A rainha é triploide (3n).

FRENTE 1

1. Unesp 2020

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5. FCMMG 2017 Conhecendo a constituição e o funcionamento dos diferentes indivíduos de uma sociedade de abelhas, podemos afirmar, EXCETO: a) Os zangões são haploides, pois se originam pelo processo de Partenogênese. b) Os óvulos produzidos por uma abelha rainha são frutos de uma divisão mitótica. c) A diferença entre abelhas operárias e rainhas se verifica antes mesmo do nascimento, através da alimentação especial. d) A abelha rainha mais velha poderá produzir apenas zangões se esgotar seu estoque de espermatozoides. 6. Famerp-SP 2019 Analise o heredograma que apresenta uma família com algumas pessoas afetadas por uma doença.

Doentes Sem a doença

A partir do heredograma, conclui-se que a doença em questão é determinada por gene a) dominante ligado ao cromossomo X. b) mitocondrial. c) recessivo ligado ao cromossomo Y. d) dominante autossômico. e) recessivo ligado ao cromossomo X. 7. FGV-SP 2022 No heredograma, todos os símbolos escuros representam indivíduos que expressam uma disfunção metabólica recessiva classificada como herança genética relacionada ao sexo. Túlio

Rita João

Mauro

Lara

Paulo

A disfunção metabólica em Paulo é resultante de um alelo recessivo herdado de a) Túlio. c) João. e) Mauro. b) Rita. d) Lara.

32

BIOLOGIA

Capítulo 14

8. Udesc 2023 Para um dado caráter ligado ao sexo, Adriana apresenta genótipo XMXm, Roberta XMXM e Vagner XmY. Analise as proposições sobre os possíveis graus de parentesco, em relação à informação acima. I. Roberta e Vagner podem ser filhos de Adriana. II. Vagner, Roberta e Adriana podem ser irmãos, filhos de um mesmo casal. III. Vagner pode ser pai de Adriana e irmão de Roberta. IV. Adriana e Vagner podem ser filhos de Roberta. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras. b) Somente a afirmativa III é verdadeira. c) Somente a afirmativa II é verdadeira. d) Somente a afirmativa I é verdadeira. e) Somente as afirmativas I, II e IV são verdadeiras. 9. UFU-MG 2018 O daltonismo é um distúrbio moderado ligado ao cromossomo X que se caracteriza pela cegueira para as cores verde e vermelha. Considerando-se o cruzamento de uma mulher carreadora do alelo para o daltonismo ao se casar com um homem de visão normal, as chances de as filhas desse casal serem carreadoras é de a) 50%. c) 100%. b) 25%. d) 0%. 10. UPF-RS 2017 Carlos e Juliana, ambos com visão normal, tiveram três filhos: um menino daltônico com tipo sanguíneo AB, um menino com visão normal e tipo sanguíneo O e uma menina com visão normal e tipo sanguíneo B. Considerando o fenótipo dos filhos, podemos concluir que: a) Juliana é portadora de um alelo recessivo do gene que codifica para o daltonismo e Carlos não tem esse alelo; Carlos tem tipo sanguíneo AB e Juliana tem tipo sanguíneo B. b) Juliana é portadora de um alelo recessivo do gene que codifica para o daltonismo e Carlos não tem esse alelo; um deles tem tipo sanguíneo A e o outro tem tipo sanguíneo B. c) Carlos tem um alelo recessivo do gene que codifica para o daltonismo e Juliana não tem esse alelo; um deles tem tipo sanguíneo A e o outro tem tipo sanguíneo B. d) Carlos e Juliana têm um alelo recessivo do gene que codifica para o daltonismo; ambos têm tipo sanguíneo AB. e) Juliana é portadora de um alelo recessivo do gene que codifica para o daltonismo e Carlos não tem esse alelo; Carlos tem tipo sanguíneo O e Juliana tem tipo sanguíneo AB. 11. Unesp 2017 Uma professora de Biologia explicava a seus alunos que o daltonismo para a cor verde é determinado por um gene recessivo ligado ao sexo. Paulo e Luísa, um casal de gêmeos que estudava na mesma sala, disseram que eram daltônicos para a cor verde. A professora perguntou se outras pessoas da família também eram daltônicas e os gêmeos

Herança relacionada ao sexo

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responderam que outras duas pessoas tinham o mesmo tipo de daltonismo. Para descobrir quais eram essas pessoas, a professora fez mais algumas perguntas aos gêmeos e descobriu que eles não tinham outros irmãos, que seus pais eram filhos únicos e que seus avós ainda eram vivos. As outras duas pessoas daltônicas da família eram a) o pai e o avô materno dos gêmeos. b) a mãe e a avó materna dos gêmeos. c) a mãe e a avó paterna dos gêmeos. d) o pai e a mãe dos gêmeos. e) o avô materno e a avó paterna dos gêmeos. 12. Uece 2020 Em relação à hemofilia, escreva V ou F conforme seja verdadeiro ou falso o que se afirma a seguir:  A pessoa com hemofilia não produz um fator necessário para a coagulação sanguínea.  O principal tipo de hemofilia humana é causado por uma mutação recessiva ligada ao cromossomo X.  Os homens hemofílicos herdam a mutação das mães, mas nunca a transmitem aos filhos.  Todas as pessoas afetadas pela hemofilia são do sexo masculino. Está correta, de cima para baixo, a seguinte sequência: a) V, V, V, F. b) V, F, V, F. c) F, V, F, V. d) F, F, F, V. 13. FMC-RJ 2021 Há alguns relatos de alteração na coagulação em pessoas com quadro grave de coronavírus; portanto, é importante que a equipe de saúde esteja ciente de que o paciente possui hemofilia, caso precise de internação. Disponível em: https://abraphem.org.br/o-covid19-e-a-hemofilia/ Acesso em: 22 maio 2020. Adaptado.

A figura a seguir mostra o heredograma de uma família em que apenas os indivíduos do sexo masculino II-3, III-5 e IV-1 são hemofílicos. I 1

2

II 1

2

3

4

5

6

3

4

5

6

d) Os indivíduos I-1, II-6 e III-1 são normais e portadores do gene mutado. e) As mães I-2, II-1, II-5, III-2 são portadoras do gene mutado, apesar do fenótipo normal. 14. FMC-RJ 2023 João apresentava uma característica física (fenotípica) de transmissão genética. Com isso, ele resolveu fazer uma busca sobre a distribuição da característica na família dele. João não encontrou a mesma característica fenotípica no pai, nem na mãe, nem nas suas duas irmãs. No ramo paterno da família, João analisou duas gerações anteriores a dele e não encontrou nenhum caso, assim como nos três irmãos da mãe dele, nos filhos e filhas deles. Por outro lado, apesar de as duas irmãs da mãe dele e de as filhas delas também não apresentarem o fenótipo, dois primos dele, filhos de uma das tias, também compartilhavam a mesma característica com ele. João conversou com a avó materna dele e descobriu que o seu avô materno e o pai da mãe dele também tinham a mesma característica. João organizou as informações no papel, esquematizou um heredograma e descobriu que a característica genética estudada por ele era transmitida por herança a) ligada ao X recessivo. b) ligada ao X dominante. c) ligada ao cromossomo Y. d) autossômica dominante. e) autossômica recessiva. O texto e o heredograma são bases da questão 15. A imunodeficiência combinada grave é uma condição que pode ser autossômica recessiva ou recessiva ligada ao X. Espera-se que as imunodeficiências sejam causadas por mutações nos genes das imunoglobulinas, que estão localizados nos cromossomos 2, 14 e 22. No entanto, essa doença pode ser ligada ao cromossomo X, pois a produção de anticorpos necessita não apenas de genes estruturais intactos para essas proteínas, mas também de células B que funcionem adequadamente, cujo desenvolvimento bem-sucedido deve exigir outras numerosas etapas geneticamente controladas. O heredograma abaixo mostra o padrão de segregação da imunodeficiência combinada grave ligada ao cromossomo X da família do paciente Pablo. READ, Andrem; DONNAI, Dian. Genética Clínica: uma nova abordagem. Porto Alegre: Artmed, 2008, p. 183-184. [adaptado]

III 1

2

1

2

José

Maria

IV

Rafael

Helena

Pedro

Aurora

Camila

Igor

Pablo

Rodrigo

João

FRENTE 1

A correta análise do heredograma, conduz à seguinte conclusão: a) A doença é transmitida por herança autossômica recessiva. b) A doença é transmitida por herança autossômica dominante. c) O heredograma é um caso típico de herança sexual ligada ao cromossomo Y.

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15. Udesc 2019 Desconsiderando o fenômeno da inativação do cromossomo X nas mulheres heterozigotas e que nas gerações apresentadas não ocorreram mutações, nem erro de segregação, a probabilidade de o casal formado por Rafael e Helena ter um descendente normal (sem a imunodeficiência combinada grave ligada ao X), é de: a) 37,5% c) 87,5% e) 12,5% b) 75% d) 25%

18. Fuvest-SP 2020 Analise a seguinte genealogia de uma doença:

16. Fuvest-SP 2021 A genealogia a seguir representa uma família em que aparecem pessoas afetadas por adrenoleucodistrofia. A mulher III.2 está grávida e ainda não sabe o sexo do bebê. I 1

2

II 1

2

3

1

2

III Legenda: Homem não afetado

3

Homem afetado

Mulher não afetada

A relação correta entre o padrão de herança desta forma de adrenoleucodistrofia e a probabilidade de que a criança seja afetada é: Padrão de herança

Probabilidade de ser afetada

a)

Ligado ao X recessivo

50% caso seja menino

b)

Ligado ao X recessivo

25% caso seja menino

c)

Ligado ao Y

100% caso seja menino

d) Autossômico recessivo

75% em qualquer caso

e) Autossômico recessivo

12,5% em qualquer caso

17. UCPel-RS 2017 Características mendelianas podem ser determinadas por loci em um cromossomo autossômico ou nos cromossomos sexuais X ou Y. Analise o padrão de herança abaixo: − afeta qualquer sexo, porém mais mulheres do que homens; − geralmente pelo menos um dos pais é afetado; − mulheres são mais moderadas e variavelmente afetadas que homens; − o filho de uma mulher afetada, independentemente de seu sexo, tem chance de 50% de ser afetado; − para um homem afetado, todas as suas filhas serão afetadas, mas seus filhos não. O padrão de herança acima é a) autossômico dominante. b) dominante ligado ao X. c) autossômico recessivo. d) recessiva ligada ao X. e) mitocondrial.

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BIOLOGIA

Capítulo 14

homem não afetado

homem afetado

mulher não afetado

mulher afetado

Foi levantada a hipótese de que a doença possui padrão de herança dominante ligada ao cromossomo X. O que levou a tal conclusão foi a a) incidência da doença em mulheres e homens. b) transmissão do alelo mutante apenas às filhas de um homem afetado. c) presença de pessoas afetadas em todas as gerações. d) transmissão do alelo mutante às filhas e aos filhos de uma mulher afetada. e) presença de pelo menos um dos genitores afetados. 19. Fuvest-SP 2017 Nos heredogramas apresentados nas alternativas, ocorrem pessoas que têm alterações na formação do esmalte dos dentes (  e ). Os heredogramas em que as alterações do esmalte dos dentes têm herança ligada ao cromossomo X dominante e recessiva, estão representados, respectivamente, em a)

b)

c)

d)

e)

Herança relacionada ao sexo

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20. Uece 2018 Os cromossomos sexuais não são completamente homólogos, portanto deve-se esperar que os padrões de herança relacionados ao sexo sejam diferentes daqueles dos cromossomos autossômicos. Em relação à herança de genes localizados nos cromossomos sexuais, é correto afirmar que a) na herança ligada ao cromossomo X, os genes estão localizados em uma região homóloga ao cromossomo Y. b) na herança limitada ao sexo, os genes expressam-se em ambos os sexos, porém de forma diferente, de acordo com o sexo do portador. c) a herança holândrica é determinada por genes que ocorrem no cromossomo Y, fora da região homóloga ao cromossomo X. d) a expressão dos genes autossômicos, na herança influenciada pelo sexo, é determinada pela presença ou ausência de hormônios sexuais. 21. Fempar-PR 2024 Os gatos domésticos (Felis catus) possuem número diploide de 38 cromossomos, sendo dois deles os cromossomos sexuais, representados por X e Y (as fêmeas são homogaméticas). A pelagem tortoiseshell, popularmente conhecida como escaminha, é estabelecida geneticamente e é caracterizada pela presença de pelos pretos e pelos laranjas, mesclados ao longo de todo o corpo do animal. A herança das cores preto ou laranja é determinada por genes codominantes (respectivamente, B e O) localizados no cromossomo X. Assim, a presença de ambos os alelos determina a produção de pelos das duas cores (o padrão escaminha). Considerando a herança do tipo de pelagem descrita acima, analise as afirmativas a seguir. I. A probabilidade de nascer um filhote macho com pelagem laranja, a partir do cruzamento entre uma fêmea escaminha e um macho preto, é igual a 0%. II. O padrão de distribuição das cores preto e laranja pode variar de uma fêmea escaminha para outra, pois é resultante da inativação aleatória de um dos cromossomos X (de origem materna ou paterna), que ocorre no início do desenvolvimento embrionário de mamíferos. III. Gatos machos podem apresentar pelagem escaminha, caso sejam portadores de alguma alteração genética, como por exemplo, a presença de um cromossomo X extra, que resulta em um cariótipo 39, XXY. Está correto o que se afirma em a) I, apenas. b) II, apenas. c) III, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III.

Texto complementar

Distrofia muscular de Duchenne A distrofia muscular de Duchenne (DMD) é uma doença progressiva muscular com herança recessiva ligada ao cromossomo X, apresentando, portanto, maior frequência em indivíduos do sexo masculino. Os afetados pela DMD não produzem distrofina, uma proteína que participa da contração muscular. O comprometimento muscular ocorre, em geral, primeiramente em músculos das pernas, causando redução da força muscular, contraturas e dificuldade para caminhar. Com o passar do tempo, os músculos dos braços são acometidos, bem como a musculatura respiratória e cardíaca. Assim, a sobrevivência de indivíduos em estágio avançado da DMD pode depender de suporte ventilatório e cardíaco. A DMD não tem cura, e seu tratamento envolve fisioterapia, uso de aparelhos ortopédicos que previnem contratura muscular e administração diária de corticosteroides a partir dos cinco anos de idade, a exemplo da prednisona. Esses medicamentos melhoram a força e mantêm a atividade cardíaca e pulmonar, levando ao prolongamento de até 15 anos na sobrevida do paciente. Contudo, o uso prolongado de corticosteroides tem efeitos colaterais como ganho de peso e problemas ósseos. Há casos nos quais procedimentos cirúrgicos são indicados visando ao alívio da tensão e de dores musculares. 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 TESTE de daltonismo (Teste de Ishihara). Tabela de cores. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=2FkYGo_VzOg. Acesso em: 12 mar. 2024. O vídeo apresenta diversas variações do teste de Ishihara, usado para detectar daltonismo.

FRENTE 1

Texto WEI-HAAS, M. Estudo controverso aponta a origem do homem moderno. National Geographic. Disponível em: https://www. nationalgeographicbrasil.com/historia/2019/10/estudo-controverso-aponta-a-origem-do-homem-moderno. Acesso em: 12 mar. 2024. O artigo relata um estudo sobre evolução humana com base em uma série de evidências; entre elas, a transmissão do DNA mitocondrial e o DNA do cromossomo Y.

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Exercícios complementares 1. Famerp-SP 2021 As figuras ilustram células pertencentes a três indivíduos: uma criança e seus genitores. Em cada célula está representado um par de cromossomos sexuais, com os pares de alelos e seus respectivos locos. A distância entre os locos é de 26 UR. A

a

A

M

m

M

X

X

Rainha

Óvulo Zigoto

X

Y

M X

3. FMJ-SP 2019 O esquema representa, de forma simplificada, a formação dos indivíduos em uma colmeia de abelhas. Zangão

a Criança

Apresente os genótipos possíveis desses machos azuis. Calcule, ainda, para cada um desses genótipos, a porcentagem de pombos de coloração azul na prole, independentemente do sexo.

Y

a) O alelo dominante no genótipo da criança foi herdado de qual dos seus genitores? Qual fenômeno permitiu que a composição genotípica da criança fosse diferente da dos genitores? b) Com relação aos genes representados, qual a porcentagem esperada de ovócitos portadores apenas de alelos recessivos gerados pela mulher? Explique por que a localização dos genes representados na célula da mulher não está relacionada à Segunda Lei de Mendel. 2. Uerj 2018 Em pombos, o sexo é determinado pelos cromossomos Z e W, sendo as fêmeas heterozigóticas ZW e os machos homozigóticos ZZ. A coloração das penas desses animais é definida por três genes ligados ao cromossomo Z. Observe a imagem, que representa o padrão de dominância desses genes no cruzamento dos pombos.

Zangão

Adaptado de learn.genetics.utah.edu.

36

BIOLOGIA

Capítulo 14

Operária

Espermatozoide

a) Qual a ploidia de um zangão? Qual divisão celular ocorre nos zangões para gerar espermatozoides? b) Suponha que uma rainha triplo-heterozigota seja cruzada com um zangão recessivo para os mesmos genes. Quantos genótipos diferentes podem ter os zangões gerados por essa rainha? Qual a probabilidade de esse cruzamento gerar uma fêmea triplo-heterozigota? 4. Fuvest-SP 2017 Um homem recebeu, quando recém-nascido, o diagnóstico de síndrome da imunodeficiência combinada grave, com herança recessiva ligada ao cromossomo X. Aos dois meses de idade, foi submetido a transplante de células-tronco obtidas de medula óssea e não apresenta mais os sintomas da doença. a) Existe possibilidade de esse homem transmitir o alelo mutante, que causa a doença, para as crianças que vier a ter? Justifique sua resposta. b) Como o transplante de células-tronco de medula óssea pôde levar à cura da doença? c) A identidade quanto aos antígenos do sistema HLA (Human Leukocyte Antigen) é avaliada para que se determine a compatibilidade entre um doador e um receptor de medula óssea. Esses antígenos são determinados por um conjunto de genes ligados (haplótipo) localizados no cromossomo . São representados, a seguir, o genótipo de um candidato a transplante de medula óssea e os genótipos de seus genitores, quanto a esse haplótipo.

Pai

A partir dessas informações, considere o cruzamento entre fêmeas de pombos vermelhos com machos azuis.

Rainha

Mãe

Candidato ao transplante

Esse candidato ao transplante pode ter maior identidade de haplótipos com um irmão do que com seus genitores? Justifique sua resposta.

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6. UFRR/Pism 2023 O heredograma mostra o padrão de herança de uma doença ligada ao sexo. I

1

II

2

1

2

3

4

5

6

III 1

2

1

2

3

4

IV

5

6 homem afetado homem normal mulher normal

Assinale a alternativa que contém apenas indivíduos normais portadores obrigatórios do alelo para a doença, em cada geração indicada. G II

G III

a)

1e4

2e6

b)

1e5

2e4

c)

4e5

2e4

d)

1e5

4e6

e)

5

2, 4 e 6

7. FICSAE-SP 2022 A retinite pigmentosa (RP) descreve várias alterações herdadas da retina que, juntas, constituem a causa hereditária mais comum de cegueira humana, afetando uma em 3 000 a 4 000 pessoas. Os primeiros sintomas clínicos da RP são observados à medida que as células fotorreceptoras começam a morrer, causando cegueira noturna. Outros tecidos começam a se degenerar, entre eles os dos vasos sanguíneos, importantes estruturas para as células da retina. Sabe-se que a RP pode ser causada por diferentes genes, em diferentes cromossomos. Em diferentes famílias, dependendo do

afetado, a degeneração da visão pode ter herança do tipo autossômica dominante, do tipo autossômica recessiva ou, ainda, na forma de herança recessiva ligada ao sexo. (Lynn B. Jorde, John C. Carey e Michael J. Bamshad. Genética Médica, 2010. Adaptado.)

a) Cite um dos tipos de células fotorreceptoras presentes na retina. Por que os vasos sanguíneos são importantes para as células da retina? b) Analise as figuras e os heredogramas. I

I

Família Oliveira

II III IV

Cromossomos 3 Família Andrade

X Y Família Castro

Em um caso em que a RP é de herança autossômica dominante, cite em qual dos loci apresentados nos cromossomos (3, X e Y) estaria o alelo para essa característica. Uma das famílias dos heredogramas apresenta RP determinada por alelo ligado ao sexo. Analise a família que se enquadra nesse caso e calcule a probabilidade de o próximo filho do casal ser um menino com a RP. 8. UEPG-PR 2017 Na maioria das espécies, os cromossomos sexuais possuem genes para determinação de sexo, além de outras informações. Assinale o que for correto a respeito dos cromossomos sexuais e das heranças ligadas ao sexo. 01 No homem, metade dos espermatozoides possui o cromossomo X e a outra metade o Y, sendo o sexo masculino heterogamético. Nas fêmeas, todos os óvulos apresentam cromossomo X, sendo então classificadas como homogaméticas. 02 O daltonismo é uma herança ligada ao sexo. Uma mulher de visão normal (XDXD) casada com um homem daltônico (XdY) não terá nenhum filho(a) daltônico(a). 04 Na espécie humana há uma doença hereditária, a distrofia molecular de Duchenne, em que ocorre a degeneração e atrofia dos músculos. Essa doença é condicionada por um alelo mutante recessivo, localizado no cromossomo X. 08 A hemofilia é uma herança ligada ao sexo. Uma mulher com coagulação normal, mas portadora de um alelo mutante (XHXh) casa-se com um homem com coagulação normal (XHY). A possibilidade dos(as) filhos(as) deste casal são de 100% de coagulação normal. 16 Homens daltônicos (XdY) terão todos os seus filhos do sexo masculino também daltônico, independente do genótipo da mulher.

FRENTE 1

5. Enem PPL 2016 Os indivíduos de uma população de uma pequena cidade, fundada por uma família de europeus, são, frequentemente, frutos de casamentos consanguíneos. Grande parte dos grupos familiares dessa localidade apresenta membros acometidos por uma doença rara, identificada por fraqueza muscular progressiva, com início aos 30 anos de idade. Em famílias com presença dessa doença, quando os pais são saudáveis, somente os filhos do sexo masculino podem ser afetados. Mas em famílias cujo pai é acometido pela doença e a mãe é portadora do gene, 50% da descendência, independentemente do sexo, é afetada. Considerando as características populacionais, o sexo e a proporção dos indivíduos afetados, qual é o tipo de herança da doença descrita no texto? a) Recessiva, ligada ao cromossomo X. b) Dominante, ligada ao cromossomo X. c) Recessiva, ligada ao cromossomo Y. d) Recessiva autossômica. e) Dominante autossômica.

Soma:

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9. FCMSCSP 2019 Beatriz apresenta visão normal e tem um irmão com daltonismo. Os irmãos são filhos de um casal com visão normal. Beatriz pretende engravidar de seu noivo, que também é daltônico. a) Em quais células do olho humano o gene mutante para esse distúrbio se manifesta? Estas células compõem qual tecido do olho? b) Qual a probabilidade de a criança gerada por Beatriz e seu noivo ser menina e daltônica? 10. UEPG/PSS-PR 2020 A hemofilia A é uma doença genética humana ligada ao cromossomo X recessiva. Sobre o assunto, assinale o que for correto. 01 Um casal cuja mulher é não hemofílica (homozigota) e o homem possui hemofilia, apresenta a seguinte possibilidade na descendência: meninas normais e heterozigotas (50%) e meninos normais (50%). 02 Devido ao gene estar localizado no cromossomo X, mulheres hemofílicas são mais frequentes do que homens que possuem esta doença. 04 Um cruzamento entre mulher heterozigota e homem não hemofílico detém a seguinte possibilidade na descendência: 25% de meninas normais e homozigotas; 25% de meninas normais e heterozigotas; 25% de meninos normais e 25% de meninos hemofílicos. 08 A descendência de um casal cuja mulher é hemofílica e o homem não hemofílico resulta na probabilidade: meninas hemofílicas (50%) e meninos normais (50%). Soma: 11. UEL-PR 2019 Lorenzo foi diagnosticado com Doença de Huntington (DH), uma doença autossômica dominante que promove a degeneração gradativa do cérebro humano. O heredograma a seguir mostra a presença da doença ao longo das gerações na família de Lorenzo. Lorenzo

BIOLOGIA

Capítulo 14

13. Fasm-SP 2016 Raquel está gestando um casal de gêmeos. O pai dos bebês é seu primo, filho da irmã da mãe de Raquel. O único irmão de Raquel morreu ainda jovem, portador da Distrofia de Duchenne, uma doença genética recessiva, degenerativa e incapacitante, ligada ao sexo. a) Qual a probabilidade de o menino vir a desenvolver a doença? Qual a probabilidade de a menina vir a desenvolver a doença? b) Se Raquel estivesse grávida de outro rapaz, não aparentado a ela e em cuja família não houvesse histórico da doença, a probabilidade de os gêmeos virem a desenvolver a doença estaria diminuída? Justifique sua resposta. 14. FMJ-SP 2023 Analise os heredogramas correspondentes a três famílias diferentes, 1, 2 e 3. As pessoas destacadas em cada família apresentam uma condição genética específica que foi determinada por uma mutação no cromossomo sexual Y, por mutação no DNA mitocondrial ou por uma herança autossômica recessiva, não necessariamente nessa ordem. Família 2

?

Com base no texto, no heredograma e nos conhecimentos sobre o tema, responda aos itens a seguir. a) Marcos, o neto de Lorenzo, casou-se e quer ter duas filhas. Qual é a probabilidade de Marcos ter uma filha afetada pela DH e, a seguir, uma filha normal? Explique como chegou a essa conclusão. b) Assim como a DH, a hemofilia é uma doença genética humana transmitida ao longo das gerações. Na hemofilia, a proporção de indivíduos do sexo masculino afetados pela doença é maior que a proporção de indivíduos do sexo feminino.

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12. Famerp-SP 2023 A distrofia muscular progressiva do tipo Duchenne é determinada por um alelo recessivo ligado ao sexo. É uma condição genética mais comum nos indivíduos do sexo masculino e afeta sobretudo os músculos esqueléticos prejudicando os movimentos do corpo. Progressivamente a condição vai se agravando e leva ao óbito precoce. a) Cite o cromossomo sexual onde é encontrado o alelo recessivo que determina a distrofia muscular. Por que o sexo biológico masculino é considerado heterogamético? b) Suponha um casal com dois filhos biológicos, Giovana e Murilo, sendo Murilo o único da família que tem a distrofia muscular. Qual a probabilidade de Giovana gerar uma criança de sexo biológico masculino com a distrofia muscular? Demonstre os seus cálculos probabilísticos.

Família 1

Afetados pela DH Normais

Considerando o padrão de herança da hemofilia, explique por que ocorre essa diferença na proporção de indivíduos afetados pela doença.

?

? Família 3

?

Herança relacionada ao sexo

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a) Em qual família a condição genética foi determinada por um gene localizado no cromossomo sexual Y? Justifique sua resposta com informações contidas no heredograma da família escolhida. b) Considerando a família cujas pessoas possuem a condição genética determinada por uma mutação no DNA mitocondrial, qual a probabilidade de o casal da segunda geração dessa família ter uma criança com a mutação no DNA mitocondrial? Justifique sua resposta com base na herança que caracteriza essa condição genética. 15. FMJ-SP 2024 Integrantes de uma família apresentam raquitismo hipofosfatêmico, condição genética causada por um alelo dominante ligado ao sexo. Essa condição genética reduz a reabsorção do fosfato nos túbulos renais, o que compromete a formação dos ossos. Com base nos dados fornecidos pela família, um geneticista elaborou o heredograma a seguir. 1

5

2

6

3

7

8 12

4

9

10

11 Raquitismo hipofosfatêmico

a) Qual o genótipo da mulher 3 quanto à herança genética em questão? Qual descendente gerado pela mulher 3 é homozigoto recessivo? b) De acordo com os dados, o geneticista concluiu que uma pessoa dessa família não é descendente biológico de um dos casais. Cite o número que representa essa pessoa e justifique, com base no tipo de herança genética do raquitismo hipofosfatêmico, a razão dessa incongruência. 16. Unicamp-SP 2018 O heredograma abaixo representa o padrão de herança, em uma única família, de uma doença genética humana. Os indivíduos doentes são representados em preto, enquanto os indivíduos não doentes são indicados em branco. Nessa família, a doença é causada por apenas um loco gênico, localizado em um dos dois tipos de cromossomos sexuais. No conjunto dos indivíduos da família, esse loco apresenta dois alelos, A1 e A2.

= homens = mulheres

a) O loco gênico envolvido nessa doença está no cromossomo X ou no cromossomo Y? Considerando que um dos alelos é dominante, o alelo que promove o aparecimento da doença nos indivíduos afetados (alelo A1) é dominante ou recessivo em relação ao alelo A2? Explique como você chegou às suas conclusões. b) Pesquisas recentes analisaram as alterações causadas nos neurônios de indivíduos doentes pelo alelo A1. Nessas pesquisas, fibroblastos coletados da pele de pessoas afetadas foram utilizados para produzir células-tronco pluripotentes (iPSC). As iPSC foram então utilizadas para gerar neurônios. Por que células-tronco podem originar neurônios? Por que não seria adequado aos pesquisadores estudar os efeitos neuronais do alelo A1 diretamente nos fibroblastos coletados da pele dos indivíduos afetados?

17. UEM/PAS-PR 2021 Sobre os cromossomos sexuais e a determinação do sexo nos animais, assinale o que for correto. 01 A determinação do sexo nos animais é definida pela constituição cromossômica e genética dos indivíduos. 02 Na determinação do sexo, os mamíferos são espécies dioicas cujas fêmeas possuem um par de cromossomos homólogos (XX) e cujos machos possuem somente um cromossomo correspondente ao das fêmeas (X) e um tipicamente masculino (Y). 04 Nas abelhas melíferas a partenogênese de óvulos fecundados origina fêmeas. 08 Os genes responsáveis pela hemofilia estão localizados no cromossomo Y humano, caracterizando a transmissão dessa doença como herança ligada ao sexo. 16 Nos mamíferos o gene SRY localiza-se nos autossomos. Soma:

FRENTE 1

(Inspirado em Maria C. N. Marchetto e outros, A model for neural development and treatment of Rett Syndrome using human induced pluripotent stem cells. Cell, Cambridge, v. 143, p. 527–539, nov. 2010. Pesquisa realizada pela equipe do brasileiro Alysson Muotri, ex-aluno da UNICAMP e atualmente professor da Universidade da Califórnia, San Diego, EUA.)

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18. UFSC 2020 Cada heredograma a seguir representa uma história familiar relacionada a determinada doença rara do ser humano (cada uma proveniente exclusivamente de um modo de herança diferente, que pode ser autossômico dominante, autossômico recessivo, ligado ao Y, recessivo ligado ao X e mitocondrial). Os indivíduos que possuem uma dessas doenças, independentemente da herança, são destacados nos heredogramas com símbolos cheios.

Heredograma E I 1 II 1

2

3

4

II 1

2

3

4

5

6

7

8

III 2

3

4

6

5

7

8

9

10

1

2

3

11

IV 4

5

Heredograma B I 1

2

II 1

2

3

4

5

III 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

IV 1

2

3

4

5

Heredograma C I 1

2

II 1

2

3

4

5

6

7

8

III 1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11

4

5

6

7

8

12

IV 1

2

3

9

Heredograma D I 2

1 II 4

3

2

1

5

6

7

III 3

2

1

4

5

6

7

8

IV 1

40

2

BIOLOGIA

3

1

2

3

3 Capítulo 14

4

5

6

9

10

4

4

5

IV 1

1

1

2

III

Heredograma A I

2

2

Sobre os heredogramas apresentados e com base nos conhecimentos de Genética, é correto afirmar que: 01 o modo mais provável de herança do heredograma B é o mitocondrial, pois se observa a transmissão da doença das mães afetadas para a prole, o que não ocorre em relação aos pais afetados. 02 o modo de herança do heredograma E é recessivo ligado ao X, pois apenas indivíduos do sexo feminino são afetados. 04 o modo de herança ligado ao Y é observado no heredograma A, porém a doença do heredograma C possui um padrão em que não se descarta a possibilidade de haver esse modo de herança. 08 a doença presente no heredograma D pode ter uma herança autossômica dominante ou recessiva, porém é mais provável que seja uma herança autossômica recessiva por se tratar de uma doença rara e pelo fato de os indivíduos sem a doença não serem portadores do alelo raro responsável pela manifestação da doença. 16 o heredograma C possui o modo de herança recessivo ligado ao X, porém não se descarta a possibilidade de ele ser dominante ligado ao X ou autossômico. 32 a probabilidade de a próxima criança do casal III-3 e III-4 do heredograma E ser afetada e ser do sexo feminino é de 25%. 64 é possível que apenas um indivíduo da primeira geração do heredograma E tenha um único alelo raro que foi transmitido aos seus descendentes; o encontro desse alelo é promovido pelo casamento consanguíneo, resultando em indivíduos com a doença na quarta geração. Soma: 19. Famerp-SP 2020 Ao se analisar o núcleo de uma célula de uma mulher com 23 pares de cromossomos, nota-se a presença de uma cromatina sexual aderida ao envoltório nuclear durante a intérfase. a) Qual cromossomo sexual corresponde a essa cromatina? Cite a fase da interfase em que é mais provável visualizar a cromatina sexual. b) A formação da cromatina sexual pode igualar a quantidade de proteínas existentes nas células de um homem e de uma mulher. Baseando-se na atividade dos genes, explique por que, com a formação da cromatina sexual nas mulheres, a quantidade de proteínas seria semelhante nas células dos homens e das mulheres.

Herança relacionada ao sexo

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20/04/2024 09:29:04

20. UEL-PR 2022 Analise a figura a seguir.

Gameta masculino

Gameta feminino

Cromossomo X de Zigoto origem paterna

Cromossomo X de origem materna

Com base na figura e nos conhecimentos sobre a inativação aleatória do cromossomo X nas fêmeas de mamíferos, considere as afirmativas a seguir. I. A cromatina condensada, estrutura conhecida como corpúsculo de Bahr, é visível tanto no gameta feminino quanto no masculino. II. A divisão que origina as células possuidoras de um dos cromossomos inativados ocorre quando os cromossomos homólogos duplicados se separam. III. As fêmeas heterozigotas apresentam proporções iguais de expressão do cromossomo X de origem paterna e materna. IV. Os alelos que determinam a cor da pelagem das fêmeas de gatos domésticos estão localizados no cromossomo X. 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. 21. Uerj 2024 Considere apenas os seguintes genes dentre os vários envolvidos na determinação das cores em pelos de gatos: Gene

Característica do pelo

B

cor laranja

b

X

cor preta

S

manchas brancas

X

Sabe-se que, enquanto os dois primeiros genes são ligados ao cromossomo X, o gene S localiza-se em um cromossomo autossômico cuja forma recessiva ss não produz manchas brancas. Sabe-se, também, que fêmeas não quiméricas com padrão cromossômico normal apresentam sempre um dos cromossomos X inativado na forma de um corpúsculo de Barr. Aponte os possíveis genótipos de uma fêmea tricolor. Explique, ainda, por que machos de padrão cromossômico normal não são tricolores.

FRENTE 1

nature.com

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BNCC em foco EM13CNT302

EM13CNT301

1. OBB 2017 Morgan cruzou fêmeas de Drosophila com olhos brancos (w) e corpo amarelo (e) com machos de olhos vermelhos (w+) e corpo silvestre (e+). Na F1 as fêmeas eram fenotipicamente como seus pais e os machos como suas mães. Os indivíduos da F1 foram cruzados entre si, obtendo 2105 descendentes, cujos caracteres fenotípicos eram: Fenótipo

Sexo

Olhos

Corpo

Machos

Fêmeas

Branco

Amarelo

543

474

Vermelho

Silvestre

547

512

Branco

Silvestre

6

11

Vermelho

Amarelo

7

5

Considerando que os genes estejam ligados, eles se encontram: a) no cromossomo X a 1,37 uM. b) no cromossomo X a 12,5 uM. c) em um cromossomo tipo autossômico a 1,37 uM. d) no cromossomo Y a 12,5 uM. e) em um cromossomo tipo autossômico a 12,5 uM.

3. UPE/SSA 2016 Rose pagou regiamente a um laboratório de Genética Animal para fazer uma clonagem de sua gata calicó de pelagem tricolor (branca com manchas amarelas e pretas). O cromossomo X porta o alelo CB para a cor preta ou o alelo CA para a cor amarela, e a cor branca é condicionada por outro gene. Rose ficou decepcionada ao receber o clone, pois a gatinha, apesar de compartilhar o mesmo DNA da sua mascote Marie, não apresentava variegação de pelagem idêntica.

Marie - mascote Fonte: http://www.reddit.com Acesso em: julho 2015.

EM13CNT205

2. Unifesp 2023 Leonardo da Vinci não se casou nem teve filhos. Ele teve 22 meios-irmãos. Os historiadores italianos Alessandro Vezzosi e Agnese Sabato encontraram 14 pessoas vivas que têm parentesco com da Vinci. O objetivo dos historiadores era encontrar parentes do sexo masculino que possuíam o mesmo cromossomo sexual. Esse cromossomo foi passado pelo pai aos filhos e permaneceu praticamente inalterado por 25 gerações. Em 2016, cientistas já haviam identificado 35 parentes vivos de Leonardo da Vinci, mas a maior parte deles estava vinculada à linhagem materna. Os pesquisadores pretendem reconstruir o genoma do artista e explorar as relações entre o genoma da família e algumas características de da Vinci, como o fato de ele ser canhoto. (https://super.abril.com.br. Adaptado.)

a) Cite o cromossomo sexual que os pesquisadores pretendem identificar nos parentes do sexo masculino de Leonardo da Vinci. Qual a quantidade de cromossomos nucleares que compõem o genoma de Leonardo da Vinci? b) Que material genético extranuclear deve ser utilizado para a análise de parentesco por meio da linhagem materna? Considere que a habilidade de escrever com a mão esquerda seja determinada por um par de alelos autossômicos recessivos e que os pais de Leonardo da Vinci eram destros. Caso os pais de Leonardo da Vinci viessem a ter mais dois descendentes, qual a probabilidade de eles gerarem uma menina canhota e outra menina destra?

42

BIOLOGIA

Capítulo 14

Clone - gatinha Fonte: http://www.fanpop.com Acesso em: julho 2015.

Qual alternativa explica o ocorrido? a) A gatinha é diferente da mãe biológica (Marie), pois a gata que a gestou possui genoma distinto, contribuindo com um dos X. b) A inativação do X fez a gatinha heterozigota expressar um dos alelos em certas áreas do corpo, e o outro alelo, nas demais regiões, de forma aleatória. c) Para haver sucesso na clonagem, o espermatozoide e o óvulo precisariam ter sido de um tio e de Marie, respectivamente, para que os cromossomos X possuíssem alelos diferentes. d) Como a herança é multifatorial, além dos genes implicados, a dieta deveria ter sido cuidadosamente planejada para se obter o mesmo padrão de pelagem. e) A condensação dos cromossomos X ocorre após o primeiro ano de idade, logo o padrão da pelagem só estará definido após esse período.

Herança relacionada ao sexo

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18/04/2024 17:52:04

INSPARA/Instituto Inspiração Paradesportiva

Fernanda Hashijumie Fava, atleta brasileira com síndrome de Down. Ela integra a equipe de nado artístico adaptado do Instituto Inspiração Paradesportiva (Inspara).

FRENTE 1

15 CAPÍTULO

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Mutações e genética de populações Segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), cerca de 300 mil brasileiros têm síndrome de Down. Essa condição é decorrente de uma mutação caracterizada pela presença de um cromossomo a mais nas células das pessoas acometidas. Em 2006, o dia 21 de março passou a ser designado Dia Mundial da Síndrome de Down, com o objetivo de conscientizar a sociedade sobre as necessidades das pessoas com a síndrome e desmistificar preconceitos ligados a elas. Entre os assuntos tratados neste capítulo, são discutidos diferentes tipos de mutação, inclusive aquela que resulta na síndrome de Down.

18/04/2024 16:56:52

Aspectos gerais das mutações No Livro 1 desta coleção, foram apresentados importantes aspectos relacionados às mutações, dada sua estreita relação com a teoria moderna da evolução. A seguir, revisaremos esses aspectos gerais para, depois disso, desenvolver a análise detalhada das mutações gênicas e cromossômicas. As mutações são definidas como alterações no material genético dos seres vivos, podendo ocorrer no DNA ou no RNA, como no caso de certos vírus. Essas alterações ocorrem aleatoriamente e ao acaso, então não têm uma finalidade ou intencionalidade e são consideradas a fonte primária de variabilidade genética nas populações, pois resultam em material genético novo sobre o qual os mecanismos evolutivos atuarão. Quanto à origem, as mutações podem ser espontâneas, quando ocasionadas por erros naturais durante os processos de replicação do material genético, como a duplicação do DNA, na fase S da interfase no ciclo celular. Elas também podem ser induzidas por uma série de fatores mutagênicos como radiação UV e X, nicotina, certos agrotóxicos, vírus HPV etc. A ocorrência de mutações pode acarretar a redução da capacidade de sobrevivência e/ou do potencial reprodutivo de uma espécie, caracterizando uma mutação negativa (por exemplo, aquelas que aumentam as chances do desenvolvimento de câncer). É possível, no entanto, que uma mutação resulte em vantagens à sobrevivência e/ou à reprodução de uma espécie, sendo, portanto, uma mutação positiva (por exemplo, aquelas que tornam bactérias resistentes a um antibiótico). Há, ainda, as mutações neutras, que não afetam a sobrevivência nem a reprodução de um ser vivo. Para que uma mutação tenha consequência evolutiva, é importante que ela seja transmitida aos descendentes. Nos animais, por exemplo, para que uma mutação seja passada aos descendentes, ela deve ocorrer nas células precursoras dos gametas, denominadas células germinativas; caso aconteça nas células somáticas, ou seja, aquelas que não formam gametas, a mutação não tem efeito evolutivo por não ser herdável.

Mutações gênicas Mutações gênicas são aquelas que alteram a sequência de bases nitrogenadas de um gene, podendo ou não alterar a sequência ou a composição de aminoácidos da proteína resultante da expressão gênica. Essas alterações podem ocorrer por substituição, deleção ou inserção de nucleotídeos.

Substituição Essa categoria de mutação gênica consiste na troca de um par de nucleotídeos por outro, o que altera a sequência de bases nitrogenadas do gene. Uma substituição pode causar alterações na estrutura primária da proteína e afetar as atividades celulares. Os efeitos da modificação da sequência de aminoácidos na proteína podem ser brandos, mas existem substituições que resultam em consequências severas. A anemia falciforme é um desses casos, pois resulta da substituição de um par de bases no gene que codifica uma das cadeias da hemoglobina, fazendo que haja troca de um único aminoácido por outro: um ácido glutâmico (Glu) é trocado por uma valina (Val). DNA da hemoglobina normal Fita ativa

DNA da hemoglobina mutante

3'

C T C

5'

3'

C  A C

5'

5'

G A G

3'

5'

G  T G

3'

RNAm 5'

Transcrição G A G

Transcrição

RNAm 3'

5'

G  U G

Tradução

3'

Tradução

Hemoglobina normal

Hemoglobina falciforme

Glu

Val

Representação esquemática da mutação causadora da anemia falciforme, que consiste na substituição de um par de bases no gene de uma das cadeias da hemoglobina. Essa substituição resulta em alteração de um aminoácido na cadeia polipeptídica.

Inserção e deleção Inserção e deleção correspondem, respectivamente, a acréscimo e perda de pares de nucleotídeos em um gene. É comum essas mutações determinarem efeitos mais graves à estrutura proteica do que as mutações por substituição. A intensidade dos efeitos depende do local do gene em que a mutação ocorreu e da quantidade de bases inseridas ou deletadas. Por exemplo, a inserção ou a deleção de apenas um nucleotídeo no início do gene pode acarretar a alteração de muitos códons desde o ponto da mutação em diante, o que modifica profundamente a sequência de aminoácidos e a estrutura primária da proteína. Caso a mutação ocorra bem próximo ao final do gene, a proteína será menos afetada.

44

BIOLOGIA

Capítulo 15

Mutações e genética de populações

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23/04/2024 10:20:05

Fita ativa

DNA 3'

T A C T T C A A A C C G

5'

5'

A T G A A G T T T G G C

3'

A U G A A G U U U G G C

3'

RNAm 5'

Met

Proteína

Lis

Phe

Gli

Inserção

Deleção A

C extra

ausente

3'

T A C

C

T T C A A A C C G

5'

3'

T A C T T C A A A C C G

5'

5'

A T G

G

A A G T T T G G C

3'

5'

A T G A A G T T T G G C

3'

U

G extra 5' A U G

G

Met

A A G U U U G G C Glu

Val

3'

5'

ausente

A U G A A G U U G G C

Trp

Met

Lis

3'

Leu

Representação esquemática de uma inserção e de uma deleção a partir de um gene hipotético e suas consequências na proteína produzida. As siglas representam os seguintes aminoácidos: Met – metionina, Lis – lisina, Phe – fenilalanina, Gli – glicina, Glu – ácido glutâmico, Val – valina, Trp – triptofano e Leu – leucina.

Saiba mais Mutações sinônimas e mutações sem sentido Uma mutação pode levar à alteração na sequência de aminoácidos de uma proteína. Contudo, nem sempre isso acontece, pois o código genético é degenerado, isto é, dois ou mais códons podem codificar o mesmo aminoácido. Segunda base nitrogenada

CUU C CUC Leucina (Leu) CUA CUG

CCU CCC Prolina (Pro) CCA CCG

AUU AUC Isoleucina (Ile) A AUA Metionina (Met); AUG Códon de início

ACU ACC Treonina (Tre) ACA ACG

GUU G GUC Valina (Val) GUA GUG

GCU GCC Alanina (Ala) GCA GCG

A UAU Tirosina (Tir) UAC UAA Códon de UAG término CAU Histidina (His) CAC CAA Glutamina (Gln) CAG

G UGU UGC UGA UGG

Cisteína (Cis) Códon de término Triptofano (Trp)

CGU CGC Arginina (Arg) CGA CGG

AAU Asparagina (Asn) AGU Serina (Ser) AAC AGC AAA Lisina (Lis) AAG

AGA AGG Arginina (Arg)

GAU Aspartato (Asp) GAC

GGU GGC Glicina (Gli) GGA GGG

GAA Glutamato (Glu) GAG

U C A G U C A G U C A G U

Terceira base nitrogenada

C UUU Fenilalanina (Fen) UCU UUC UCC Serina (Ser) U UCA UUA Leucina (Leu) UCG UUG

Terceira base nitrogenada

Primeira base nitrogenada

U

C A G

Assim, por exemplo, se a sequência 3' –CGA– 5' na fita ativa do DNA for modificada para 3' –CGG– 5', o códon no RNAm passa de GCU para GCC, mas o aminoácido inserido nesse local da tradução será o mesmo: a alanina. Isto é, a informação genética mudou, mas o seu significado continua o mesmo, o que caracteriza uma mutação sinônima (ou mutação silenciosa), que não tem efeito sobre o funcionamento da célula. Entre os 64 códons, três são códons de parada. Essas trincas não codificam aminoácidos, mas são importantes uma vez que sinalizam que a tradução do RNAm deve ser encerrada. Uma mutação que altera o códon de um aminoácido para um códon de parada é denominada mutação sem sentido, e sua ocorrência causa o término prematuro da tradução, resultando na formação de uma cadeia de aminoácidos menor do que a que seria codificada anteriormente à mutação.

FRENTE 1

Tabela com os 64 códons correspondentes ao código genético. À exceção da metionina e do triptofano, todos os aminoácidos são codificados por dois ou mais códons, por isso o código genético é degenerado.

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Mutações cromossômicas Mutações cromossômicas correspondem a alterações na estrutura ou no número de cromossomos de um organismo. Sua ocorrência pode causar condições ou distúrbios em diferentes níveis de gravidade, como será verificado a seguir.

Alterações estruturais Alterações estruturais nos cromossomos são, basicamente, de quatro tipos: deleção, duplicação, inversão e translocação. Uma deleção consiste na perda de parte de um cromossomo, e seu efeito dependerá do tamanho do segmento deletado: quanto maior a deleção, mais genes são perdidos e, consequentemente, espera-se que os efeitos da mutação sejam mais graves. Há casos de grandes deleções que inviabilizam o desenvolvimento. Na espécie humana, a síndrome de cri du chat (síndrome do choro ou miado de gato) é causada por uma deleção que ocorre no braço curto do cromossomo 5. Nessa condição, as crianças afetadas produzem choro semelhante ao miado de um gato em decorrência de alterações na região da laringe. Outras manifestações da síndrome são cabeça anormalmente pequena, face arredondada e atraso no desenvolvimento cognitivo. A mutação por duplicação é caracterizada pela presença de uma cópia extra de um segmento do cromossomo. Em seres humanos, diversas duplicações de sequências simples se estendem pelo genoma. Essas repetições funcionam como marcadores moleculares no mapeamento genético, sendo utilizadas em exames de DNA. Detalhes sobre os exames de DNA serão apresentados no próximo capítulo deste livro. Na inversão, um segmento cromossômico aparece com sua orientação invertida. Nesse tipo de mutação, a quantidade de material genético não é alterada, portanto, se a inversão não causar quebras dentro dos genes, espera-se que não haja alterações fenotípicas. Uma translocação corresponde à troca de segmentos entre cromossomos não homólogos. Nesse caso, a quantidade de material genético não é alterada, mas a translocação pode causar efeitos graves ao organismo. Mutações cromossômicas estruturais Deleção

A B C D E

A B C E

Duplicação

F G H

F G H

A B C D E

F G H

A B C B C D E

F G H

Translocação

A B C D E

F G H

M N O P Q

R

Inversão

A B C D E

F G H

A D C B E

F G H M N O C D E

A B P Q

F G H

R

Quadro comparativo das mutações cromossômicas estruturais.

Atenção Translocação não é um caso de crossing-over. Enquanto na translocação a troca de segmentos ocorre entre cromossomos não homólogos, no crossing-over a troca acontece entre cromátides de cromossomos homólogos.

Alterações numéricas As alterações no número de cromossomos são basicamente de dois tipos: euploidias e aneuploidias. As euploidias modificam conjuntos inteiros de cromossomos, interferindo na ploidia normal das células de um organismo. As aneuploidias alteram partes dos conjuntos cromossômicos, afetando, por exemplo, apenas um par de cromossomos.

46

BIOLOGIA

Capítulo 15

Mutações e genética de populações

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18/04/2024 16:56:53

Euploidias Situações nas quais os organismos têm mais de dois conjuntos cromossômicos são denominadas poliploidias. Casos que envolvem três conjuntos cromossômicos são chamados de triploidias (n); quatro conjuntos, tetraploidias (n); cinco conjuntos cromossômicos, pentaploidias (n); e assim por diante. ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Célula 2n 5 4 (diploide)

Célula 3n 5 6 (triploide)

Célula 4n 5 8 (tetraploide)

CORES FANTASIA

Célula 6n 5 12 (hexaploide)

Representação esquemática de alguns casos de poliploidias.

Poliploidias são relativamente comuns entre as plantas. Uma parcela considerável dos vegetais cultivados para consumo humano é poliploide; por exemplo, há bananas triploides (n), batatas tetraploides (n), trigo hexaploide (n) e morangos octoploides (n). Nos vegetais, em geral, quanto maior a ploidia, maior o tamanho do organismo; isso pode aumentar o valor comercial do cultivo, o que incentiva a execução de trabalhos genéticos que buscam a obtenção de plantas poliploides. Quando um membro de uma espécie tipicamente diploide (n) tem somente um conjunto de cromossomos (n), ele é denominado monoploide; um exemplo de monoploidia é o zangão, macho das abelhas, originado por partenogênese.

Saiba mais Origem das poliploidias Sobretudo em vegetais, poliploidias viáveis podem ocorrer ELEMENTOS CORES FORA DE FANTASIA espontaneamente na natureza, caracterizando um procesPROPORÇÃO so de especiação simpátrica, isto é, a formação de novas espécies sem isolamento geográfico. As poliploidias também podem ser propositalmente obtidas por geneticistas: organismos triploides são gerados de cruzamentos entre Célula 4n 5 8 Gameta 2n 5 4 Fecundação um indivíduo tetraploide (n) e um diploide (n). A união (tetraploide) (diploide) entre o gameta n gerado pelo tetraploide com o gameta n gerado pelo diploide forma um zigoto triploide. Célula 3n 5 6 Os tetraploides originam-se da duplicação de uma ploidia (triploide) n para n. Esse fenômeno pode ocorrer espontaneamente em decorrência de falhas na divisão celular, mas também pode ser induzido por meio da aplicação de Célula 2n 5 4 Gameta n 5 2 substâncias, a exemplo da colchicina, que interrompem (diploide) (haploide) a formação dos microtúbulos na divisão celular. Como Representação esquemática da obtenção de zigoto triploide a partir do estudamos no livro , a separação dos cromossomos é cruzamento entre um parental tetraploide e outro diploide. feita pelas fibras do fuso, constituídas de microtúbulos de tubulina. Dessa maneira, o uso de substâncias como a colchicina bloqueia a divisão celular por impedir a formação das fibras do fuso. Com o passar do tempo, um envoltório nuclear se forma ao redor do conjunto de cromossomos duplicados que, posteriormente, originam cromossomos simples. Ao final do processo, a célula apresentará quatro representantes de cada cromossomo, sendo, portanto, tetraploide (n).

2n 5 4

Formação dos cromossomos simples

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

4n 5 8

Representação esquemática da formação de uma célula tetraploide (4n) a partir de uma célula diploide (2n), em decorrência do tratamento com colchicina.

CORES FANTASIA

FRENTE 1

Replicação do DNA

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20/04/2024 09:39:22

Aneuploidias Em geral, as aneuploidias envolvem apenas um cromossomo: o indivíduo aneuploide tem um cromossomo a mais ou um cromossomo a menos em relação ao número padrão de cromossomos da espécie. Em organismos diploides (2n), os casos em que há ausência de um cromossomo são denominados monossomias, e sua representação é 2n 2 1. Nas situações em que existe um cromossomo a mais, a aneuploidia é chamada trissomia, sendo representada por 2n 1 1. Quando ocorre a perda de ambos os cromossomos de um par de homólogos, a mutação corresponde a uma nulissomia (2n 2 2). Estima-se que as aneuploidias ocorram em até 25% das concepções humanas, resultando muitas vezes em aborto espontâneo. Caso o desenvolvimento avance, é comum o indivíduo exibir um conjunto de características específicas em decorrência do número anômalo de cromossomos. ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

CORES FANTASIA

2n 5 4

2n − 1 5 3 (Monossomia)

2n − 2 5 2 (Nulissomia)

2n 1 1 5 5 (Trissomia)

Representação esquemática das aneuploidias a partir de uma célula 2n = 4.

A maior causa de aneuploidias é a não disjunção (não separação) de cromossomos homólogos na meiose I ou de cromátides-irmãs na meiose II. Em decorrência da não disjunção meiótica, há formação de gametas n 1 1 e n 2 1. Se um gameta n 1 1 é fertilizado por um gameta n não alterado, é gerado um descendente trissômico (2n 1 1). A fertilização de um gameta n 2 1 por um gameta n resulta em um indivíduo com monossomia (2n 2 1). Outra possibilidade é a fusão de um gameta n 2 1 com outro n 2 1, resultando em uma nulissomia. ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

CORES FANTASIA

Meiose I

Meiose II

n

n

n

n

Representação esquemática de uma meiose normal em uma célula 2n.

48

BIOLOGIA

Capítulo 15

Mutações e genética de populações

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ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

n+1

Meiose I

Meiose I

Meiose II

Meiose II

n+1

n–1

n

n–1

Representação esquemática de uma meiose em célula 2n em que houve não disjunção de um par de cromossomos homólogos na meiose I.

n

n–1

CORES FANTASIA

n+1

Representação esquemática de uma meiose em célula 2n em que houve não disjunção de cromátides-irmãs na meiose II.

Saiba mais Aneuploidias também podem ser originadas pela não disjunção de cromátides-irmãs na mitose. Essa falha pode ocorrer à medida que as células se dividem durante o desenvolvimento. O resultado disso é que a aneuploidia não será observada no organismo todo, mas apenas em algumas partes. ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

CORES FANTASIA

Mitose normal

Mitose normal

Mitose anormal

Aneuploidias

Representação esquemática de mitoses normais e de uma mitose anormal ao longo do desenvolvimento de um organismo diploide.

Na espécie humana, qualquer monossomia de um cromossomo autossomo é deletéria e resulta em morte ainda no período intrauterino. Em relação ao cromossomo X, alguns monossômicos são viáveis, produzindo uma condição denominada síndrome de Turner. Nesse caso, o indivíduo apresenta 44 autossomos e apenas um X, totalizando 45 cromossomos. A representação do cariótipo de pessoas com síndrome de Turner é 44A (autossomos) 1 X0. Os indivíduos afetados são do sexo feminino e, entre diversas características, têm baixa estatura, pele frouxa entre o pescoço e os ombros, ovários pouco desenvolvidos e ausência de menstruação. São letais as monossomias em que está presente apenas o cromossomo Y.

FRENTE 1

MONOSSOMIAS EM HUMANOS

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TRISSOMIAS EM HUMANOS

Genética de populações

•

Síndrome do duplo Y: essa condição afeta indivíduos do sexo masculino, sendo definida pela presença de um cromossomo Y extra (44A 1 XYY). Pessoas com a síndrome têm desenvolvimento normal, são férteis e tendem a ter altura um pouco acima da média populacional.

•

Síndrome do triplo X: caracterizada pela presença de um cromossomo X extra (44A 1 XXX), essa mutação afeta apenas indivíduos do sexo feminino. Em geral, pessoas triplo X não têm alterações fenotípicas, motivo pelo qual muitos casos permanecem sem diagnóstico. Isso pode ser justificado, sobretudo pelo fato de apenas um cromossomo X permanecer plenamente ativo em decorrência da formação da cromatina sexual nos demais.

Uma população é um conjunto de indivíduos de mesma espécie que habitam a mesma área geográfica. A genética de populações corresponde ao estudo da distribuição e da frequência das variações genéticas (genotípicas e gênicas) nas populações e dos fatores que atuam sobre elas. Geneticamente, uma população pode ser caracterizada por meio da análise de seu pool gênico, isto é, o conjunto de todos os alelos para todos os loci cromossômicos em todos os seus integrantes.

Síndrome de Down: a principal causa dessa condição é a presença de um cromossomo 21 a mais, por isso também é chamada de trissomia do 21. Como se trata de uma trissomia autossômica, afeta ambos os sexos (47, XY,121 ou 47, XX,121). A manifestação fenotípica da síndrome de Down inclui, entre outras expressões, estatura baixa, traços faciais característicos (por exemplo, face achatada e alargada, olhos inclinados e nariz curto), comprometimento do desenvolvimento e cardiopatia congênita. Quanto à fertilidade, indivíduos femininos podem ser férteis, enquanto indivíduos masculinos são estéreis, salvo raras exceções. A incidência da síndrome de Down aumenta com o avanço da idade dos genitores, sobretudo da mãe.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

XX

XY

17

18

19

20

21

22

Representação esquemática do cariótipo de um indivíduo com síndrome de Down, independentemente do sexo.

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BIOLOGIA

Capítulo 15

Thày Bùi Phúc Trach - CVA (CC BY-SA 4.0)/ Wikimedia Commons

•

Em 1908, o britânico Godfrey Harold Hardy (1877-1947) e o alemão Wilhelm Weinberg (1862-1937) propuseram, de modo independente, o conceito que, posteriormente, seria conhecido como equilíbrio populacional de Hardy-Weinberg. Para eles, uma população em equilíbrio é aquela na qual as frequências gênicas e genotípicas permanecem constantes ao longo das gerações. Isso possibilita que sejam feitas previsões acerca das frequências gênicas (ou alélicas) e genotípicas nas populações nas gerações seguintes. Album/ Fotoarena

Síndrome de Klinefelter: é resultado da presença de um cromossomo X extra em indivíduos masculinos (44A 1 XXY). Apesar da formação de cromatina sexual a partir de um dos X, os acometidos têm testículos muito pequenos, são estéreis, podem ter desenvolvimento de seios, além de outras características femininas, como o padrão de distribuição dos pelos pubianos. Outras manifestações possíveis são: estatura alta, comprometimento do desenvolvimento cognitivo e osteoporose.

Alila Medical Media/Shutterstock.com

•

Os trabalhos de Hardy-Weinberg

Godfrey Harold Hardy (1877-1947).

Willheim Weinberg (1862-1937).

Para que tal equilíbrio seja possível, uma série de condições deve ser satisfeita: 1. A população deve ser muito grande. Essa condição é necessária porque quanto menor a população, maior a chance de alterações ao acaso das frequências gênicas e genotípicas. Essas variações ao acaso são denominadas deriva genética. Por exemplo, em uma população com mais de 1 bilhão de pessoas, como a da China e a da Índia, se 10 indivíduos com fenilcetonúria (condição autossômica recessiva) morrem ao acaso em decorrência de um furacão, a frequência do alelo recessivo não muda. Considerando agora uma população pequena, com 100 indivíduos, dos quais 20 têm fenilcetonúria, a morte de 10 afetados pela condição modificaria significativamente a frequência do alelo recessivo e do genótipo homozigoto recessivo nessa população. 2. A população deve ser pan-mítica, isto é, os cruzamentos devem ocorrer ao acaso, uma vez que, se houver a tendência de indivíduos cruzarem com determinado subgrupo da população, as frequências gênicas e genotípicas podem ser alteradas. Assim, para que se mantenha o equilíbrio, não pode haver cruzamentos consanguíneos.

Mutações e genética de populações

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A análise das condições para a manutenção do equilíbrio de Hardy-Weinberg leva à conclusão de que ele se aplica apenas a populações idealizadas, pois, na natureza, qualquer modificação de uma dessas exigências afetaria o equilíbrio. Assim, ele só seria observado em populações que não estariam evoluindo, pois qualquer alteração nas frequências gênicas ou genotípicas corresponde a uma mudança evolutiva. Portanto, a aplicação das ideias de Hardy-Weinberg configura-se como uma ferramenta de avaliação da evolução de uma população ao analisar a distribuição e a frequência das variações genéticas. Por exemplo: considere uma população de insetos com 1 000 indivíduos que está atacando uma plantação; desse total, suponha que 900 indivíduos são sensíveis a certo inseticida, enquanto 100 são resistentes a ele. Quando o inseticida é aplicado sobre essa população a fim de controlar a praga, ele atua como um agente de seleção natural, eliminando os sensíveis, enquanto os resistentes tendem a permanecer e passam a predominar. Assim, a frequência do gene que determina a resistência ao inseticida aumenta, e a frequência do gene que condiciona a sensibilidade diminui. Temos, aqui, uma situação em que a população evoluiu, e a evidência disso é justamente a alteração das frequências gênicas. Os trabalhos de Hardy-Weinberg envolvem uma demonstração matemática, denominada teorema, ou equação, de Hardy-Weinberg. Para compreender esse teorema, considere uma população hipotética em equilíbrio gênico composta de 500 mamíferos cuja cor dos pelos é condicionada por um gene autossômico com dois alelos: o alelo dominante B determina pelagem preta, e o alelo recessivo b condiciona pelagem branca. Suponha que 320 animais sejam homozigotos dominantes (BB) de pelo preto, 160 sejam heterozigotos (Bb) de pelo preto e 20 tenham pelo branco, sendo homozigotos recessivos (bb). Sabendo que em 500 indivíduos há um total de 1 000 alelos envolvidos, é possível determinar as frequências gênicas e genotípicas. Em 320 indivíduos BB, há 640 alelos B; em 160 animais Bb, há 160 alelos B. Portanto, o alelo B representa 800 alelos (640 1 160). A frequência do alelo dominante é convencionalmente designada por p. Assim, temos: p 5 800/1 000 5 0,8 (80%) Aplicando raciocínio similar, em 160 animais Bb, há 160 alelos b; em 20 bb, há 40 alelos b. Portanto, o alelo b representa 200 alelos(160 1 40). A frequência do alelo recessivo é convencionalmente designada por q. Assim, temos: q 5 200/1 000 5 0,2 (20%)

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A soma das frequências alélicas deve ser igual a 1 (100%) , ou seja, p 1 q 5 1. Portanto, para o exemplo apresentado, basta o conhecimento de uma das frequências para que a outra seja determinada, uma vez que: se p 1 q 5 1

p512qeq512p

O uso dos dados fornecidos possibilita a determinação das frequências genotípicas na população. Assim, temos: Frequência de BB 5 320/500 5 0,64 (64%) Frequência de Bb 5 160/500 5 0,32 (32%) Frequência de bb 5 20/500 5 0,04 (4%) Porém, a obtenção das frequências genotípicas pode ser feita pelo uso das frequências alélicas. A frequência de um alelo equivale à probabilidade de ele estar presente em um gameta. Desse modo, a probabilidade de um gameta masculino carregar o alelo B é p 5 0,8, assim como a probabilidade de o gameta feminino conter o alelo B é p 5 0,8. A probabilidade de que um mamífero da próxima geração seja homozigoto dominante (BB) é o produto dessas probabilidades. Assim, a frequência de BB é p2 5 5 0,8 ? 0,8 5 0,64 (64%). Aplicando o mesmo raciocínio, a frequência esperada de indivíduos homozigotos recessivos (bb) é q2 5 5 0,2 ? 0,2 5 0,04 (4%). Quanto à formação de heterozigotos, há dois caminhos: o alelo B pode ser fornecido pelo gameta masculino, e o alelo b pode vir pelo gameta feminino, resultando em uma frequência esperada de p ? q; ou o alelo B pode ser proveniente do gameta feminino, e o b ser fornecido pelo gameta masculino, o que tem probabilidade igual a p ? q. A probabilidade de que um descendente na próxima geração seja heterozigoto é (p ? q) 1 (p ? q) 5 2pq 5 0,32 (32%). Como esperado, a soma das frequências genotípicas é igual a 1 (100%): p21 2pq 1 q2 5 1, o que equivale a (p 1 q)2. Gametas B p 5 0,8

b q 5 0,2

B p 5 0,8

BB p ? p 5 0,8 ? 0,8 p² 5 0,64

b q 5 0,2

Bb p ? q 5 0,8 ? 0,2 p ? q 5 0,16

Bb p ? q 5 0,8 ? 0,2 p ? q 5 0,16

Gametas

bb q ? q 5 0,2 ? 0,2 q² 5 0,04

Frequências gênicas em uma população hipotética de mamíferos e suas frequências genotípicas esperadas na próxima geração.

Frequências gênicas

f(B) 5 p f(b) 5 q

p1q51

Frequências genotípicas

f(BB) 5 p2 f(Bb) 5 2pq f(bb) 5 q2

p2 1 2pq 1 q2 5 1

FRENTE 1

3. Ausência de mutações, pois, em decorrência delas, nova informação genética é gerada na população, e o pool gênico é modificado. 4. Ausência de migrações, uma vez que a entrada ou a saída de indivíduos de uma população altera as frequências. Por exemplo, se houver imigração de indivíduos com fenilcetonúria para uma população, a frequência do alelo recessivo tende a aumentar. 5. Ausência de seleção natural. Quando há diferenças na capacidade de sobrevivência e no potencial reprodutivo de indivíduos com diferentes genótipos, a ação da seleção natural favorecerá os mais adaptados às condições do meio, resultando em alteração das frequências gênicas e genotípicas.

Síntese do teorema de Hardy-Weinberg.

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As frequências alélicas podem ser obtidas a partir das frequências genotípicas. Se f(BB) 5 p2, então f(B) 5 øp2. No mesmo caminho, se f(bb) 5 q2, temos f(b) 5 øq2. No exemplo, temos: f(BB) 5 0,64, portanto f(B) 5 ø0,64 5 0,8 f(bb) 5 0,04, portanto f(b) 5 ø0,04 5 0,2

Estabelecendo relações O teorema de Hardy-Weinberg é aplicável às heranças ligadas ao cromossomo X. Por exemplo, em humanos, os indivíduos masculinos são hemizigotos para os genes ligados ao cromossomo X, isto é, apresentam apenas uma cópia desses genes. Dessa forma, para o sexo masculino, as frequências genotípicas são iguais às frequências gênicas. Já para o sexo feminino, as frequências genotípicas em relação aos genes ligados ao cromossomo X podem ser calculadas da mesma maneira que uma herança autossômica, pois esses indivíduos têm duas cópias desses genes. Considere, por exemplo, que, em uma população em equilíbrio de Hardy-Weinberg, 8% dos indivíduos masculinos são daltônicos. O daltonismo é uma herança recessiva ligada ao cromossomo X. Assim, temos: Sexo masculino Genótipo

Fenótipo

Frequência gênica 5 Frequência genotípica

XDY

Sem daltonismo

f ¯XD ˘ 5 0,92 (92%) 5 p

X dY

Daltônico

f ¯Xd˘ 5 0,08 (8%) 5 q

Aplicando o teorema de Hardy-Weinberg para o sexo feminino, temos: Sexo feminino Genótipo

Fenótipo

Frequência genotípica

XDXD

Sem daltonismo

f ¯XDXD˘ 5 p2 5 0,92 ? 0,92 5 0,8464 (84,64%)

XDXd

Sem daltonismo

f ¯XDXd ˘ 5 2pq 5 2 ? 0,92 ? 0 ? 08 5 0,1472 (14,72%)

XdXd

Daltônica

f ¯ XdXd ˘ 5 q2 5 0,08 ? 0,08 5 0,0064 (0,64%)

Portanto, a frequência esperada de indivíduos femininos com daltonismo nessa população é de apenas 0,64%. O teorema de Hardy-Weinberg também pode ser usado em heranças que envolvem alelos múltiplos. Por exemplo, a determinação dos tipos sanguíneos quanto ao sistema ABO envolve três alelos: IA, IB e i. IA IB i

Alelos

aglutinogênio A aglutinogênio B ausência de aglutinogênio

Grupo sanguíneo (fenótipo)

Genótipos

A

I AI A ou I Ai

B

I BI B ou I Bi

AB

I AI B

O

ii

Quadro dos fenótipos e dos genótipos do sistema ABO.

Aplicando o teorema a esse caso, temos: Frequências gênicas

Frequências genotípicas

f ¯ IA ˘ 5 p f ¯IB ˘ 5 q f (i) 5 r

f ¯IAIA˘ 5 p2 f ¯IAi ˘ 5 2pr f ¯IB IB˘ 5 q2 f ¯ IBi ˘ 5 2qr f ¯ IA IB˘ 5 2pr f (ii) 5 r2

p1q1r51

p2 1 q2 1 r2 1 2pq 1 1 2pr 1 2qr 5 1

Teorema de Hardy-Weinberg aplicado a um caso de alelos múltiplos envolvendo três alelos.

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BIOLOGIA

Capítulo 15

Mutações e genética de populações

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Revisando 1. Explique o que são mutações e como sua ocorrência relaciona-se com a evolução das espécies. 2. As mutações gênicas podem ser classificadas, basicamente, em mutações por substituição, por deleção ou por inserção. Descreva cada uma dessas formas de mutação gênica. 3. Indique os tipos de mutações cromossômicas estruturais. 4. As mutações cromossômicas numéricas podem ser classificadas em euploidias e aneuploidias. Diferencie essas formas de mutações cromossômicas. 5. Indique os problemas relacionados à ocorrência de aneuploidias que podem ocorrer durante a formação dos gametas. 6. Monossomias e trissomias são exemplos de aneuploidias. Diferencie esses casos. 7. Síndrome de Down, síndrome de Turner e síndrome de Klinefelter são exemplos de aneuploidias. Indique a fórmula cromossômica que representa essas alterações cromossômicas na espécie humana. 8. Defina população em equilíbrio de Hardy-Weinberg. 9. Explique como a ação da seleção natural altera o equilíbrio gênico em uma população. 10. Considere uma população em equilíbrio de Hardy-Weinberg na qual a frequência do alelo dominante (A) de um locus com dois alelos seja 0,5. A partir desse dado, determine a frequência esperada de indivíduos heterozigotos para esse locus.

Exercícios propostos 1. FGV-SP 2017 O trecho a seguir foi retirado do livro A Origem das Espécies, escrito pelo naturalista Charles Darwin. Alguns naturalistas defendem que todas as variações estão ligadas à reprodução sexuada, o que é certamente um erro. Citei, em outra obra, uma extensa lista de plantas que os jardineiros chamam “plantas anômalas”, isto é, plantas nas quais se vê surgir, de repente, um broto apresentando qualquer caráter novo e, por vezes, diferente por completo de outros brotos da mesma planta. (http://ecologia.ib.usp.br/. Adaptado)

Darwin desconhecia as leis sobre hereditariedade, porém estava correto em afirmar que nem todas as variações estão ligadas ao ato da reprodução sexuada. O surgimento repentino de características, com origem não sexuada, completamente distintas em alguns brotos da mesma planta é explicado atualmente a) pelas interações gênicas, tais como a epistasia e a pleiotropia. b) pela segregação independente de cromossomos na meiose. c) pelo processo de permutação na prófase 1 da meiose. d) pela manifestação de alelos recessivos em homozigose. e) pelas mutações genéticas, aleatórias e espontâneas. 2. UFGD-MS 2022

PARA GERAR VARIANTES, VÍRUS REQUER TEMPO E OPORTUNIDADE Natália Pasternak

Disponível em: https://www.revistaquestaodeciencia.com.br/questao-de-fato/2021/03/10/para-gerar-variantes-virus-requer-tempo-e-oportunidade. Acesso em: 05 ago. 2021.

Considerando o texto e os conhecimentos de evolução e genética, assinale a alternativa correta. a) A mudança de um nucleotídeo de uma molécula de RNA do vírus sempre modifica a estrutura de sua proteína, pois para cada códon há um aminoácido específico.

FRENTE 1

O surgimento de variantes do novo coronavírus trouxe, de carona, dúvidas, especulações e até teorias de conspiração. Mutações e variantes fazem parte da vida normal de todo microrganismo. Qualquer pessoa que tenha trabalhado em um laboratório de microbiologia já teve a oportunidade de ver a evolução acontecendo em tempo real. Variantes deste vírus, portanto, não são nenhuma surpresa. […]. Mas se tivéssemos feito a lição de casa, usando máscaras, evitando aglomerações e cumprido o distanciamento, seria muito mais difícil surgirem variantes e, caso surgissem, que se propagassem. Variantes não devem ser usadas como desculpas por governantes para se eximir da responsabilidade de conter a pandemia.

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b) Quanto maior for o tempo de replicação dos vírus, menor a probabilidade do surgimento de novas variantes. c) É possível que a seleção natural aja sobre variantes do novo coronavírus, selecionando aquelas que tenham mutações que aumentam sua transmissão. d) Conhecimentos evolutivos não têm relação com o estabelecimento de estratégias de diminuição da transmissão do novo coronavírus, como o uso de máscaras e de vacinas. e) Os vírus produzem mutações para se adaptarem quando são submetidos a condições desfavoráveis a eles. 3. Unesp 2021 Uma comunidade de equatorianos com nanismo apresenta a rara Síndrome de Laron, também observada em populações judias do Mediterrâneo. Pessoas com essa síndrome carregam uma mutação no gene que determina a produção de uma proteína que compõe o receptor do hormônio de crescimento (GH). O hormônio circula no sangue da pessoa, mas o organismo não reage a ele, o que impede o desenvolvimento pleno de seus corpos. (Hugo Aguilaniu. https://cienciafundamental.blogfolha.uol.com.br, 02.04.2020. Adaptado.)

A mutação responsável pela Síndrome de Laron compromete a) o equilíbrio do pH do meio intracelular, provocando a desnaturação das proteínas do receptor do hormônio. b) a formação de vesículas de secreção no complexo golgiense, que contêm as proteínas do receptor do hormônio. c) a polimerização adequada dos aminoácidos das proteínas do receptor do hormônio, realizada pelos ribossomos. d) a transcrição do RNA mensageiro, responsável pela informação da produção das proteínas do receptor do hormônio. e) a conformação estrutural das proteínas do receptor do hormônio, presente na membrana plasmática da célula. 4. PUC-PR 2020 Leia o trecho a seguir que foi retirado da reportagem de Richard Gray, do site da BBC Brasil. Viktor Sushko, vice-diretor-geral do Centro Nacional de Pesquisa Médica de Radiação, descreve o desastre de Chernobyl como o “maior desastre antropogênico da história da humanidade”. O órgão estima que cerca de 5 milhões de cidadãos da antiga União Soviética, incluindo 3 milhões na Ucrânia, tenham sido afetados pelo desastre de Chernobyl. Na Bielorrússia, outras 800 mil pessoas também foram atingidas pela radiação. Disponível em: . Acesso em: 01/08/2019.

Estabelecer relação entre a exposição à radiação e os efeitos na saúde a longo prazo não é uma tarefa fácil. No entanto, é possível afirmar que a radiação a) desenvolve câncer nas crianças que nasceram de pais que foram expostos, visto que apenas as células germinativas são afetadas. b) altera o genoma das pessoas que foram expostas durante o desastre e também das crianças que nasceram dos pais que foram expostos. c) causa mutação especificamente em cromossomos de mulheres em idade reprodutiva. d) provoca deleções de todas as bases nitrogenadas que compõem o DNA das pessoas expostas e das crianças que nasceram de pais expostos. e) prejudica apenas o processo de replicação do DNA, em que a célula é impedida de realizar a divisão celular. 5. Enem PPL 2018 Em pacientes portadores de astrocitoma pilocítico, um tipo de tumor cerebral, o gene BRAF se quebra e parte dele se funde a outro gene, KIAA1549. Para detectar essa alteração cromossômica, foi desenvolvida uma sonda que é um fragmento de DNA que contém partículas fluorescentes capazes de reagir com os genes BRAF e KIAA1549 fazendo cada um deles emitir uma cor diferente. Em uma célula normal, como os dois genes estão em regiões distintas do genoma, as duas cores aparecem separadamente. Já quando há a fusão dos dois genes, as cores aparecem sobrepostas. Disponível em: http://agencia.fapesp.br. Acesso em: 3 out. 2015.

A alteração cromossômica presente nos pacientes com astrocitoma pilocítico é classificada como a) estrutural do tipo deleção. d) numérica do tipo aneuploidia. b) numérica do tipo euploidia. e) estrutural do tipo translocação. c) numérica do tipo duplicação. 6. FCMMG 2022 Leia o trecho abaixo. Atualmente o café é cultivado em 54 países e existem cerca de 25 espécies, mas apenas duas têm interesse econômico. São elas: Coffea arabica – tetraploide, possui 44 cromossomos e é autofértil e Coffea canephora – diploide, possui 22 cromossomos e é autoestéril. (MARCELINA, C; COUTO, C. Sou Barista. São Paulo: Editora Senac, 2018. Adaptado)

Com base nas informações apresentadas, é CORRETO afirmar que: a) Coffea arabica e Coffea canephora apresentam para cada característica pela herança mendeliana, pelo menos, 4 pares de genes. b) Coffea arabica apresenta na célula do esporo 22 cromossomos e Coffea canephora, 11 cromossomos. c) Coffea arabica ao cruzar com a Coffea canephora pode produzir descendentes férteis sem a interferência humana. d) Coffea arabica, ao se autocruzar, produz frutos todos geneticamente iguais, e Coffea canephora não produz frutos.

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BIOLOGIA

Capítulo 15

Mutações e genética de populações

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7. Acafe-SC 2020 Genética é uma área da Biologia que estuda os mecanismos da hereditariedade, ou seja, como ocorre a transmissão de características de um indivíduo aos seus descendentes. Em relação aos conceitos básicos de genética, relacione as colunas. (1) Gene alelo Alteração cromossômica numérica em que todo o conjunto (2) Epistasia cromossômico é alterado. (3) Euploidia  Condição em que um alelo de um gene bloqueia a (4) Aneuploidia expressão dos alelos de outro gene. (5) Polialelia Alteração cromossômica numérica que afeta, na maioria das vezes, um único par de cromossomos. Forma alternativa de um mesmo gene que ocupa o mesmo loco em cromossomos homólogos. Três ou mais formas alélicas diferentes para um mesmo locos. A sequência correta, de cima para baixo, é: a) 5 – 4 – 1 – 3 – 2 b) 3 – 2 – 4 – 1 – 5

c) 3 – 5 – 2 – 1 – 4 d) 4 – 2 – 3 – 1 – 5

8. Facisb-SP 2022 As células somáticas de moscas Drosophila melanogaster possuem quatro pares de cromossomos. A análise do núcleo dos espermatozoides resultantes de uma mesma célula germinativa permitiu concluir que, durante a divisão celular, não houve disjunção das cromátides de apenas um dos cromossomos. As quantidades de moléculas de DNA encontradas nos espermatozoides analisados equivalem a a) 3 e 4. b) 2 e 4. c) 4 e 5. d) 3 e 5. e) 3, 4 e 5. 9. Mackenzie-SP 2019 Considere a não separação das cromátides-irmãs do cromossomo sexual X durante a espermatogênese humana, mais precisamente na anáfase II da meiose. Nesse caso, a partir de um único espermatócito I (espermatócito primário), a proporção de espermatozoides anômalos produzidos capazes de gerar uma criança com síndrome de Turner (cariótipo 45, X0), caso um deles venha a fecundar um ovócito normal, será de a) 1/8 b) 1/4 c) 3/8 d) 1/2 e) 3/4 10. PUC-PR 2018 Considere o texto a seguir.

Síndrome 47, XYY Apesar da constituição cromossômica 47, XYY não estar associada a nenhum fenótipo obviamente anormal, ela despertou grande interesse médico e científico após observar-se que a proporção de homens XYY era bem maior entre os detentos de uma prisão de segurança máxima, sobretudo entre os mais altos, do que na população em geral (JACOBS et al., 1968). Cerca de 3% dos homens em penitenciárias e hospitais de doentes mentais possuem cariótipo 47, XYY; no grupo com altura acima de 1,80 m, a incidência é bem maior (mais de 20%). Dentre os meninos nativivos, a frequência do cariótipo 47, XYY é de cerca de 1 em 1 000. LEITE, L. Síndrome 47, XYY. Disponível em:. Acesso: 17 de jun. 2017.

Marque a alternativa com a hipótese mais adequada para explicar a síndrome 47, XYY. a) Não disjunção das cromátides-irmãs paternas do cromossomo Y na meiose I. b) Não disjunção dos cromossomos homólogos maternos na meiose I. c) Não disjunção das cromátides-irmãs maternas na meiose II. d) Não disjunção das cromátides-irmãs paternas do cromossomo Y na meiose II. e) Não disjunção dos cromossomos homólogos paternos ou maternos na meiose I.

12. UEL-PR 2019 A síndrome de Down, que afeta um em cada mil recém-nascidos, não é uma doença, mas a mais comum das alterações cromossômicas. Trata-se de uma condição genética que vem acompanhada de algumas peculiaridades para as quais os pais devem estar atentos desde o nascimento da criança. A pessoa com síndrome de Down faz parte do universo da diversidade humana e tem muito a contribuir com desenvolvimento de uma sociedade inclusiva. Assinale a alternativa que representa, corretamente, um cariótipo de portador da síndrome de Down. a) 45, X. c) 47, XXY. e) 47 1 XY 1 18 b) 46, X. d) 47, XY 1 21

FRENTE 1

11. UFJF/Pism-MG 2020 Um filme argentino lançado no ano de 2007 conta a história de Alex, um menino que, devido a uma alteração genética, apresenta características físicas femininas. Qual é a aneuploidia observada em Alex e o nome desta síndrome? a) XY0 e Síndrome de Down. d) XYY e Síndrome do XYY. b) XXXY e Síndrome do triplo X. e) XXY e Síndrome de Klinefelter. c) X0 e Síndrome de Turner.

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13. UFRGS 2019 Pessoas que apresentam Síndrome de Down são em geral trissômicas para o cromossomo 21. Esse problema ocorre predominantemente devido à não disjunção do par cromossômico na a) anáfase I da meiose. b) prófase II da meiose. c) metáfase da mitose. d) telófase I da meiose. e) metáfase II da meiose. 14. Uece 2019 As anomalias cromossômicas podem ser de dois tipos: anomalias numéricas e anomalias estruturais. Considerando essas anomalias, assinale a afirmação verdadeira. a) A síndrome de Down, causada principalmente pela trissomia do cromossomo , é um exemplo de alteração cromossômica numérica do tipo aneuploidia. b) As anomalias estruturais que envolvem alteração na estrutura de um conjunto extra de cromossomo são denominadas de aneuploidias. c) As anomalias numéricas caracterizadas pela ausência ou adição de um cromossomo são denominadas de poliploidias. d) As anomalias estruturais do tipo poliploidias identificadas na espécie humana são espontaneamente abortadas ou têm viabilidade restrita ao nascer. 15. Uece 2022 Considerando a genética das populações, assinale a afirmação verdadeira. a) A frequência genotípica é a proporção dos diferentes alelos de um gene na população. b) A genética das populações estuda a origem da variação e como ela é transmitida dentro dessas populações. c) A frequência alélica é a porcentagem dos diferentes genótipos para o gene considerado na população. d) A genética das populações estuda a distribuição das comunidades nas populações e as interações em que participam. 16. PUC-Rio 2023 Em uma população, em equilíbrio de Hardy-Weinberg, o alelo dominante de um locus autossômico dialélico apresenta frequência 0,7. Qual será a frequência esperada de heterozigotos para esse locus? a) , d) , b) , e) , c) , 17. Enem 2020 Os frutos da pupunha têm cerca de 1 g em populações silvestres no Acre, mas chegam a 70 g em plantas domesticadas por populações indígenas. No princípio, porém, a domesticação não era intencional. Os grupos humanos apenas identificavam vegetais mais saborosos ou úteis, e sua propagação se dava pelo descarte de sementes para perto dos sítios habitados. DÓRIA, C. A.; VIEIRA, I. C. G. Iguarias da floresta. Ciência Hoje, n. 310, dez. 2013.

56

BIOLOGIA

Capítulo 15

A mudança de fenótipo (tamanho dos frutos) nas populações domesticadas de pupunha deu-se porque houve a) introdução de novos genes. b) redução da pressão de mutação. c) diminuição da uniformidade genética. d) aumento da frequência de alelos de interesse. e) expressão de genes de resistência a patógenos. 18. Acafe-SC 2019 Em 1908, os cientistas Hardy e Weinberg formularam um teorema que estabeleceu um modelo para o comportamento dos genes nas populações naturais. No esquema a seguir, estão representados, de acordo com o princípio Hardy-Weinberg, os alelos A e a em diferentes gerações. No eixo horizontal, estão indicadas as frequências alélicas p e q e, no eixo vertical, as frequências genotípicas. Os três possíveis genótipos são representados pelos diferentes glifos. 1 AA 0,8

aa

q² Aa

p²

2pq

0,6 0,4 0,2 0 p

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

q

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

Fonte: https://pt.wikipedia.org

Acerca das informações contidas no esquema e nos conhecimentos relacionados ao tema, é correto afirmar, exceto. a) Em qualquer geração, a frequência do alelo A somada à frequência do alelo a é sempre igual. b) Do cruzamento Aa 3 Aa, com frequência de p 5 5 , e q 5 ,, espera-se que % dos descendentes sejam heterozigotos. c) Se a população estiver em equilíbrio de Hardy-Weinberg e for composta por  indivíduos, com a frequência do alelo A de , e do alelo a de , o número esperado de portadores dos fenótipos dominante e recessivo é, respectivamente,  e . d) Em uma população em equilíbrio de Hardy-Weinberg com frequência dos genótipos AA, Aa e aa de, respectivamente,  ,   e   a frequência do alelo A é de ,. 19. UEG-GO 2020 Na população humana, fatores diversos determinam proporções infinitas de combinações genotípicas. Se considerarmos que a capacidade de enrolar a língua em “U” é determinada por um alelo dominante R, imagine que, numa população de 1 000 indivíduos, 51% das pessoas enrolam a língua (RR e Rr), ao passo que 49% apresentam genótipo rr e,

Mutações e genética de populações

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portanto, não são capazes de enrolar a língua em “U”. Admitindo que essa população esteja em equilíbrio de Hardy-Weinberg, as frequências dos alelos R e r são, respectivamente: a) , e , b) , e , c) , e , d) , e , e) , e ,

21. FCMSCSP 2020 Em uma população em equilíbrio gênico, a frequência do alelo a é de 60%. No heredograma, Maria, que apresenta o fenótipo recessivo, se casa com Fred, que apresenta fenótipo dominante. Dois anos depois, ela está grávida.

20. PUC-Rio 2020 Em uma população que está em equilíbrio de Hardy-Weinberg, a frequência de homens daltônicos é de 10%. Sabendo que o daltonismo é uma condição recessiva ligada ao cromossomo X, qual a frequência esperada de mulheres daltônicas nessa população? a) ,% c) ,% e) % b) ,% d) %

Maria

Fred ?

A probabilidade de Maria gerar, nessa gestação, uma criança com genótipo idêntico ao seu será de a) %. c) %. e) %. b) %. d) %.

Texto complementar

Translocação robertsoniana A maior parte dos casos de síndrome de Down é decorrente de aneuploidias derivadas de falhas na segregação dos cromossomos ou das cromátides-irmãs durante a meiose na formação dos gametas. Entretanto, uma pequena parcela de casos dessa síndrome resulta de uma translocação, ou seja, uma mutação cromossômica estrutural, em um dos genitores. Translocações podem produzir descendentes que têm material genético extra, por exemplo, uma translocação que envolva o cromossomo 21 pode gerar indivíduos com material extra desse cromossomo. A translocação que resulta em síndrome de Down é denominada translocação robertsoniana, fenômeno que produz descendentes com uma cópia praticamente completa do cromossomo 21, o que é suficiente para caracterizar a síndrome. Genitor com a Este cromossomo é perdido. translocação

Quebras

14 14

21 21 Genitor com a translocação

Genitor sem alteração ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Genitor sem alteração

Representação esquemática da translocação envolvendo o cromossomo 14 e o cromossomo 21.

Gameta com o cromossomo derivado da translocação e um cromossomo 21

Genitor com a translocação

Gameta sem alteração

Genitor sem alteração

Gameta eta com o cromossomo cromossom Genitor sem alteração derivado vado da translocação e

Genitor com a translocação

CORES FANTASIA

Gameta sem alteração

um cromossomo 2 21

Descendente com síndrome de Down

Genitor nitor sem alteração Gameta com o cromossomo

Gameta ameta sem alteração

derivado da translocação e descendência com síndrome de Down a partir da fecundação de um gameta Representação esquemática da formação de um cromossomo 21 gerado por um genitor com a translocação robertsoniana com um gameta proveniente de um genitor sem alteração. Nesse caso, o genitor alteração fornece uma cópia cromossomo 21, enquanto o outro genitor fornece uma cópia completa Gameta com osem cromossomo Gameta semdoalteração do cromossomo 21 mais um cromossomo dotado de um grande segmento desse cromossomo. Embora não ocorra a Descendente com derivado da translocação e trissomia completa do 21, é produzido o fenótipo da síndrome de Down. síndrome de Down

FRENTE 1

Genitor com a translocação

um cromossomo 21

Texto elaborado para fins didáticos.

57 003048_pv_pvv_al_cnt_bio_3_vol4_liv_043_064_bio_f1_c15.indd Gameta com o cromossomo Gameta sem alteração

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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? Textos MENEZES, M. Detecção de bactérias resistentes a antibióticos triplicou na pandemia. Portal Fiocruz,  nov. . Disponível em: https://portal.fiocruz.br/noticia/deteccao-de-bacterias-resistentes-antibioticos-triplicou-na-pandemia. Acesso em:  mar. . Desde sua descoberta, o uso de antibióticos no tratamento das infecções bacterianas salvou milhões de vidas. Contudo, atualmente, há uma preocupação quanto a isso: a seleção de linhagens bacterianas resistentes aos antibióticos disponíveis. A reportagem trata do aumento da taxa de detecção de bactérias resistentes a antibióticos durante a pandemia de covid-. ZATZ, M. Resistência ao HIV reacende debates éticos da edição gênica. Jornal da USP,  mar. . Disponível em: https://jornal.usp.br/atualidades/resistencia-ao-hiv-reacende-debates-eticos-da-edicao-genica/. Acesso em:  mar. . Uma mutação por deleção, conhecida como CCRΔ, confere resistência ao vírus HIV, causador da aids. Será que é possível editar o gene CCR para que uma pessoa se torne resistente ao HIV? A professora Mayana Zatz, do Departamento de Genética e Biologia Evolutiva do Instituto de Biociências da USP (Universidade de São Paulo), comenta as questões éticas ligadas a esse tema.

Exercícios complementares 1. UEPG/PSS-PR 2022 Segundo a teoria evolutiva, os principais fatores que atuam sobre o conjunto de genes de uma população são mutação, recombinação genética, migração, seleção natural e deriva genética. Em relação a esses fatores, assinale o que for correto.  As mutações ocorrem ao acaso e são consideradas fonte da variabilidade genética.  A migração de indivíduos permite que se estabeleça fluxo gênico entre populações distintas e, assim, que ocorra o compartilhamento da variação existente nelas.  As mutações podem ser consideradas vantajosas no genoma em que ocorrem quando conferem aumento na sobrevivência e/ou na reprodução. Dessa forma, suas frequências aumentam por seleção.  Durante a pandemia da covid-, o uso indiscriminado de antibióticos gerou a mutação da forma mais infecciosa do vírus no Brasil. Soma: 2. UFRGS 2020 George W. Beadle e Edward L. Tatum, na década de 1940, realizaram experimentos com o mofo do pão, Neurospora crassa, observando uma rota metabólica para a síntese de arginina. Esse fungo tem o genoma haploide na maior parte do seu ciclo de vida. Para realizar a investigação, os cientistas provocaram mutações na cepa do tipo selvagem, por meio de raios X, e colocaram diferentes tipos de mutantes em meios de cultivo mínimo, com nutrientes básicos originais, e em meios com diferentes suplementos. O quadro abaixo mostra os resultados obtidos pelos pesquisadores: o sinal “1” indica que houve crescimento da colônia de fungos, e o sinal “2” indica que não houve crescimento. Cepa Selvagem Mutante 1 Mutante 2 Mutante 3

Suplementos adicionados ao meio Meio de cultivo mínimo 1

2

2

2

Apenas ornitina 1

Apenas citrulina

Apenas arginina

1

1

2

2

1

1

2

1

1

1

1

Com base nos dados apresentados, é correto afirmar que a) a cepa mutante  apresenta mutação no gene que codifica a enzima, a qual converte citrulina em arginina. b) o experimento indica que há quatro genes envolvidos na produção de uma enzima que permite a conversão direta de um precursor inicial em arginina. c) a cepa mutante  apresenta mutação no gene que codifica a enzima, a qual converte o precursor em ornitina. d) o crescimento da colônia na cepa mutante , apenas com a adição de arginina no meio, indica que ela consegue converter a citrulina e a ornitina em arginina. e) a cepa selvagem apresenta mutações em todos os genes que codificam as enzimas.

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BIOLOGIA

Capítulo 15

Mutações e genética de populações

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das Nações Unidas (ONU), António Guterres, é urgente que se faça um acordo sobre a desmilitarização de um perímetro ao redor da maior usina nuclear da Europa, em Kiev, Ucrânia, de modo a garantir a segurança. O presidente ucraniano, Volodymyr Zelensky, afirmou que existe risco de os ataques militares provocarem o pior acidente nuclear do mundo, maior que o de Chernobyl. (www.bbc.com, 11.08.2022. Adaptado.)

Caso ocorra uma explosão nuclear, o vazamento de material radioativo é extremamente perigoso para a saúde de todos os seres vivos porque a) provoca mutações gênicas aleatórias. b) estimula a formação de pinossomos. c) bloqueia a penetração de gás O2 nas células. d) induz a produção de moléculas de ATP. 4. Fuvest-SP 2024

Barata tem cheiro? Esses insetos são controversos até quanto ao odor que liberam. Há pessoas que garantem sentir cheiro de barata. Essa habilidade é conferida pela presença de uma proteína codificada pelo gene TAAR5, que se expressa no epitélio olfativo, e que é ativada pela trimetilamina, uma substância que é liberada por baratas para comunicação entre indivíduos. O gene TAAR5 localiza-se no cromossomo 6 humano. Uma mutação que leva à substituição de um aminoácido serina por uma prolina reduz a capacidade do ser humano de detectar a trimetilamina. Somente pessoas que possuem a mutação em homozigose não sentem cheiro de barata. Modificado de https://www.uol.com.br/vivabem/noticias/ redacao/2023/08/03/barata-tem-cheiro.amp.htm/.

a) Cite uma característica morfológica exclusiva e comum a todos os animais da mesma classe das baratas. b) Qual é o padrão de herança da habilidade de sentir o cheiro de barata? Justifique a sua resposta. c) Em que molécula ocorrem as mutações que repercutem em alteração na estrutura de proteínas? Qual foi o nucleotídeo substituído que gerou a mutação? Note e adote: Considere os seguintes códons do RNAm que codificam a serina: UCU/UCC/UCA/UCG Considere os seguintes códons do RNAm que codificam a prolina: CCU/CCC/CCA/CCG

5. UEPG-PR 2020 As modificações que ocorrem no material genético de uma célula são chamadas de mutações, podendo ser de dois tipos: gênicas ou cromossômicas. Assinale o que for correto sobre as mutações. 01 Qualquer tipo de mutação que ocorra no DNA de uma célula é sempre maléfica, pois leva a célula ao processo de apoptose (ou morte celular), que tem consequências devastadoras para o metabolismo do indivíduo.

02 As mutações que afetam o número de cromossomos são aquelas que ocorrem nas linhagens germinativas e não são transmitidas à prole. Nesse caso, a mutação leva à alteração da cadeia polipeptídica. 04 Há mutações gênicas que não alteram o aminoácido que será posto naquele sítio mutado durante a síntese da cadeia polipeptídica. Nesse caso, a substituição de uma base nitrogenada resulta em um códon para o mesmo aminoácido. Essa situação ilustra a propriedade de código genético degenerado, quando um mesmo aminoácido pode ser codificado por mais de uma trinca (códon). 08 A deleção cromossômica é um tipo de mutação em que um cromossomo perde um segmento em função de quebras, ocasionando assim a perda de um ou muitos genes, o que pode alterar significativamente as condições do indivíduo. Soma: 6. Famerp-SP 2024 Analise o cariograma de uma pessoa.

1

2

3

6

7

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5

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X

Y

(https://teaching.ncl.ac.uk)

a) Quantos cromossomos autossomos existem em uma célula somática dessa pessoa? Por que os cromossomos sexuais nessa pessoa não são homólogos? b) Suponha que durante a meiose houve troca de segmentos cromossômicos entre os cromossomos 10 e 14. Cite o tipo de mutação cromossômica estrutural que ocorreu nesse caso. Por que essa alteração não pode ser considerada uma permutação (crossing-over)? 7. Uerj 2024 Diversos vegetais são capazes de produzir novas espécies na natureza, a partir de uma população de indivíduos distribuídos por uma mesma área. Isso pode ocorrer por meio do aumento do número total de cromossomos de alguns indivíduos na geração seguinte. Nomeie a especiação descrita acima e, também, o tipo de alteração cromossômica observada no conjunto dos cromossomos desses indivíduos. Em seguida, explique por que essa alteração pode favorecer a agricultura.

FRENTE 1

3. UEA-AM 2024 Para o secretário-geral da Organização

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8. UFSC 2019

SITUAÇÃO 2: Não disjunção na meiose II

SITUAÇÃO 1: Não disjunção na meiose I MEIOSE I

MEIOSE II

FECUNDAÇÃO

ZIGOTO

MEIOSE I

MEIOSE II

FECUNDAÇÃO

ZIGOTO

Gameta A1

Zigoto A1

Gameta A2

Zigoto A2

Gameta B1

Zigoto B1

Gameta B2

Zigoto B2

Célula P1

Célula P2 Gameta C1

Zigoto C1

Gameta C2

Zigoto C2

Gameta D1

Zigoto D1

Gameta D2

Zigoto D2

Com base no quadro e nos conhecimentos sobre divisão celular, é correto afirmar que: 01 a probabilidade de gerar um gameta com uma alteração cromossômica numérica é maior na situação 2 do que na situação 1. 02 o resultado de uma não disjunção na meiose é a produção de gametas com falta ou com excesso de cromossomos, não havendo a possibilidade de gerar um gameta normal. 04 caso ocorresse a não disjunção das cromátides nos dois cromossomos durante uma mitose, formar-se-iam duas células, uma com a mesma quantidade de cromossomos do zigoto A2 e a outra com a mesma quantidade de cromossomos do zigoto B2. 08 na espécie humana, todas as alterações cromossômicas numéricas são compatíveis com a vida. 16 as alterações cromossômicas numéricas representadas no quadro são classificadas como aneuploidias. 32 o resultado de uma não disjunção das cromátides na mitose é a produção de duas células, uma com falta e a outra com excesso de cromossomos. Soma: 9. Unifesp 2022 Na fertilização in vitro, o procedimento mais comum é o ovócito II ser colocado em contato com os espermatozoides para que a fertilização ocorra espontaneamente. Em casos específicos, pode ser feita a injeção intracitoplasmática, quando um espermatozoide é artificialmente introduzido no citoplasma do gameta feminino. Quando um homem não produz espermatozoides viáveis, pode ser feita a injeção de uma espermátide no citoplasma do ovócito II, mas não a injeção de um espermatócito II. A figura representa, de forma simplificada, a espermatogênese humana. n

n

n

n

n

n

n

n

n Meiose I 2n

Meiose II

Espermatócito I n Espermatócitos II

Espermátides

a) Em qual gônada ocorre a espermatogênese humana? Em qual fase da meiose I diferenciam-se os gametas que terão o cromossomo X dos que terão o cromossomo Y? b) Por que, na fertilização in vitro, a injeção intracito-plasmática não pode ser feita com um espermatócito II? Que tipo de mutação numérica teria um embrião inviável que resultasse de uma fertilização entre um espermatócito II e um ovócito II com 23 cromossomos? 10. UEM-PR 2017 Quanto à determinação do sexo, a espécie humana pertence ao sistema XY, cujas fêmeas têm duas séries de autossomos (2A) e cromossomos sexuais iguais (sexo homogamético), enquanto os machos têm duas séries de autossomos (2A) e cromossomos sexuais diferentes (sexo heterogamético). Sobre o assunto e considerando os erros nos cromossomos sexuais (sem considerar os autossomos), assinale a(s) alternativas(s) correta(s).

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BIOLOGIA

Capítulo 15

Mutações e genética de populações

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01 Se um espermatozoide com apenas um cromossomo X fecundar um gameta feminino com dois cromossomos X, o zigoto resultante terá três cromossomos X, originando um indivíduo com fenótipo feminino e estéril, e com retardo mental, conhecido como síndrome de Turner. 02 Se um espermatozoide com apenas um cromossomo Y fecundar um gameta feminino com dois cromossomos X, o zigoto resultante terá três cromossomos sexuais XXY, resultando em um indivíduo com fenótipo masculino, com atrofia testicular e esterilidade, quadro conhecido como síndrome de Klinefelter. 04 Na espécie humana, a presença de quantidade adequada de cromossomos X é importante na determinação da fertilidade, e é o pai quem determina o sexo da prole. 08 Se um espermatozoide com um cromossomo Y fecundar um gameta feminino sem cromossomo sexual algum, o zigoto resultante originará um homem estéril, de baixa estatura, com graus variados de retardo mental, caracterizando a síndrome de Y0. 16 Se um espermatozoide com apenas um cromossomo X fecundar um gameta feminino que não possui cromossomo X algum, o zigoto formado não se desenvolverá. Soma: 11. UEPG/PSS-PR 2021 A alteração no número e/ou na morfologia dos cromossomos pode levar às chamadas síndromes cromossômicas humanas. Nas imagens abaixo, são apresentados dois cariótipos humanos que apresentam alteração do número normal de cromossomos para a espécie. Nessas imagens, os cromossomos sexuais XX ou XY estão em destaque nos quadros.

Em relação às síndromes cromossômicas apresentadas, assinale o que for correto. 01 Em (I), está representado um cariótipo descrito como 2n 5 45, X0 ou 2n 5 45, X. Indivíduos que possuem esse cariótipo são do sexo feminino e apresentam a síndrome de Turner. 02 Um indivíduo que sofre meiose anormal, sem a disjunção (separação) correta dos cromossomos sexuais para a formação dos gametas, pode explicar a origem das alterações demonstradas em ambos os cariótipos. 04 Indivíduos que possuem os cariótipos representados em (I e II) são do sexo masculino e não apresentam alterações fenotípicas. 08 Na imagem (II), está representado um cariótipo de indivíduo do sexo masculino com Síndrome de Klinefelter (2n 5 47, XXY). Soma: 12. FCMSCSP 2018 Paula tem Síndrome de Turner e é irmã gêmea de Marisa, que tem características fenotípicas da Síndrome do Triplo X. Análises genéticas confirmaram que as irmãs são gêmeas monozigóticas e que Marisa tem três cromossomos sexuais X. a) Qual o número diploide de cromossomos de Paula e qual o número diploide de cromossomos de Marisa? b) Considerando os eventos de divisão celular, explique como o zigoto, comum às duas irmãs, pôde gerar uma criança com síndrome de Turner e a outra criança com Síndrome do Triplo X. 13. Famema-SP 2022 A deuteranomalia, um tipo de daltonismo, ocorre quando há uma alteração em um tipo de cone, célula da retina responsável pela percepção das cores. A deuteranomalia é uma anomalia genética cuja herança está ligada à região não homóloga do cromossomo X. FRENTE 1

(Adaptado de https://bcc.ime.usp.br/tccs/2014/atakata/docs/Daltonismo_v3.pdf)

Considere a seguinte situação: Uma mulher e seu companheiro têm a visão normal em relação à percepção das cores. No entanto, a mulher é filha de um homem que apresenta deuteranomalia, e o homem, filho de mãe heterozigota para a deuteranomalia.

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a) Qual a chance desse casal ter uma criança com deuteranomalia? Demonstre através de um cruzamento. b) O casal teve uma criança com síndrome de Klinefelter e daltônica. O médico da família disse que, provavelmente, o problema ocorreu na meiose produtora do óvulo que deu origem à criança. Explique como isso poderia ser possível. Indique em sua explicação o genótipo da criança. 14. Famerp-SP 2018 Pesquisadores da Universidade de Massachusetts, EUA, demonstraram que seria possível tratar a Síndrome de Down silenciando o cromossomo extra encontrado na pessoa com a doença. O princípio se baseia em aplicar o mecanismo natural que ocorre nas células somáticas das mulheres, em que um dos cromossomos fica inativado, formando o corpúsculo de Barr. (Veja, 24.07.2013. Adaptado.)

a) Qual cromossomo extra a pessoa com Síndrome de Down apresenta nas células anormais? Esse cromossomo é classificado como autossômico ou sexual? b) Caso o hipotético mecanismo para o tratamento da síndrome tenha sucesso, com qual aspecto morfológico o cromossomo extra ficaria quando inativado? Por que esse mecanismo pode ser um tratamento ou uma forma de minimizar os sintomas da Síndrome de Down? 15. 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. Em uma criação de coelhos, as frequências dos genes citados são: C 5 0,2; cch 5 0,3; ch 5 0,3 e c 5 0,2. Indique a frequência esperada do fenótipo chinchila nessa população, sabendo que que C > cch > ch > c. a) 20% d) 12% b) 9% e) 39% c) 18% 16. FMJ-SP 2024 Uma população de roedores em equilíbrio de Hardy-Weinberg apresenta 49% de indivíduos com pelagem castanha e a porcentagem restante é de indivíduos de pelagem preta. Sabendo-se que a pelagem castanha é condicionada por um par de alelos autossômicos recessivos, é possível prever as porcentagens dos genótipos dos demais indivíduos. a) Em uma população em equilíbrio de Hardy-Weinberg, como devem estar as frequências genotípicas ao longo das gerações? Por que não se considera a existência de mutações em uma população em equilíbrio de Hardy-Weinberg? b) Considerando os dados fornecidos, determine, respectivamente, a porcentagem de indivíduos homozigotos dominantes e a porcentagem de indivíduos heterozigotos nessa população. 17. FGV-SP 2023 As frequências de grupos sanguíneos dos sistemas ABO e Rh são variáveis entre as diversas populações do mundo. No estudo de uma determinada população, verificou-se que a frequência do fenótipo sanguíneo O é 0,45. Já em relação ao sistema Rh, a frequência do alelo dominante é 0,80. Tendo em conta estas informações, nessa população, a frequência de pessoas do grupo O e Rh1 (positivas) é, aproximadamente, a) 32%. d) 28%. b) 14%. e) 45%. c) 43%. 18. UFSC 2023 No final de abril de 1986, aconteceu o maior acidente nuclear da história, na usina nuclear de Chernobyl, localizada na região norte da Ucrânia. Mikhail Gorbachev, secretário-geral do Partido Comunista da União Soviética à época, em pronunciamento sobre o desastre, acusou o Ocidente de tentar “desacreditar” a URSS e convidou o presidente dos EUA, Ronald Reagan, para reunião com o fito de “banir as experiências nucleares”. Os anos de administração de Gorbachev foram marcantes não apenas pelo acidente nuclear de Chernobyl, mas também por medidas que alteraram o panorama da Guerra Fria.

Analise o estudo hipotético a seguir. Informações gerais: Um estudo fenotípico de uma determinada população de peixe do Rio Pripyat, localizado na Ucrânia, realizado cinco anos antes da instalação da usina de Chernobyl. Posteriormente ao acidente, foram realizados outros dois estudos na mesma localidade, em 2000 e em 2022, com a mesma espécie de peixe coletada anteriormente, determinando as frequências alélicas e genotípicas. A expressão alélica estudada corresponde à capacidade de armazenamento de gordura corporal. Essa característica confere aos peixes uma vantagem de sobrevivência em condições adversas. Expressão alélica: • O alelo A1 confere aos peixes o armazenamento de grande quantidade de gordura corporal.

• • 62

O alelo A2 confere aos peixes o armazenamento de baixa quantidade de gordura corporal. Os peixes que apresentam os alelos em heterozigose possuem uma capacidade intermediária de armazenamento de gordura.

BIOLOGIA

Capítulo 15

Mutações e genética de populações

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Frequências alélicas e fenotípicas: Dados anteriores*

Ano 2000

A1

0,2

0,4

A2

0,8

A1A1

0,04

A1A2

0,32

A2A2

0,64

Ano 2022

Frequência alélica

Frequência genotípica

0,81

* Os dados anteriores foram estabelecidos a partir do estudo fenotípico realizado cinco anos antes da implantação da usina de Chernobyl.

Sobre o estudo de caso, responda às perguntas abaixo. a) Qual é a frequência do alelo A2 em 2000? b) Informe as frequências do genótipo heterozigoto na população em 2022. Deixe o seu raciocínio explicitado. c) Desde o início da coleta de dados, antes do acidente nuclear até 2022, ocorreu na população de peixe (1) mutação pontual; (2) mutação por deleção; (3) mutação por repetição; (4) seleção estabilizadora; (5) seleção direcional ou (6) seleção disruptiva? Justifique a sua resposta. 19. FMJ-SP 2018 Uma população em equilíbrio gênico deve apresentar algumas condições, tais como população numerosa, acasalamentos randômicos, ser reprodutivamente isolada de outras populações e inexistência de alterações que levem a introdução de novas variações genéticas. a) Cite um fenômeno que contribui para o surgimento de novas variações genéticas numa população. Cite um fenômeno que possibilita o fluxo gênico entre a mesma população de diferentes áreas geográficas. b) Uma população em equilíbrio gênico apresenta 800 indivíduos com as frequências alélicas A 5 40% e a 5 60%. Suponha que essa população seja integralmente deslocada para outra região com 4200 indivíduos da mesma espécie, mas com frequências alélicas A 5 60% e a 5 40%, e que permaneçam unidos por muito tempo, sem que ocorra nenhum tipo de processo evolutivo. Quais serão as frequências alélicas nessa população miscigenada? Apresente os cálculos. 20. Famerp-SP 2022 O teorema de Hardy-Weinberg aplica-se à população infinitamente grande, que deve ser panmítica e sobre a qual não ocorram os fatores evolutivos. Caso essas condições aconteçam, as frequências gênicas e genotípicas permanecem constantes ao longo de várias gerações. a) Cite dois fatores evolutivos que alteram a frequência gênica. b) Suponha que uma população esteja em equilíbrio gênico para o caráter tipo sistema sanguíneo ABO, na qual a frequência do alelo IA seja 0,3 e do alelo i seja 0,4. Calcule a frequência de indivíduos do tipo sanguíneo B heterozigotos e de indivíduos do tipo AB nessa população.

Grupo

Genótipos

Frequências

A

IAIA e IAi

p2 1 2pr

B

IBIB e IBi

q2 1 2qr

AB

IAIB

2pq

O

ii

r2

A porcentagem de doadores compatíveis para alguém do grupo B nessa população deve ser de a) 11%. d) 36%. b) 19%. e) 60%. c) 26%.

FRENTE 1

21. Enem 2020 Uma população encontra-se em equilíbrio genético quanto ao sistema ABO, em que 25% dos indivíduos pertencem ao grupo O e 16%, ao grupo A homozigotos. Considerando que: p 5 frequência de IA; q 5 frequência de IB; e r 5 frequência de i, espera-se encontrar:

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BNCC em foco EM13CNT202

1. UCS-RS 2022 O desenvolvimento de novas variantes do vírus SARS-CoV-2 é um dos principais problemas enfrentados pela comunidade científica na tentativa de conter o avanço da COVID-19. A cada nova variante descoberta surge o receio de que seja mais transmissível ou mesmo mais letal, ou ainda que as vacinas possam não ser eficientes nesses casos, visto que foram desenvolvidas a partir de um vírus com informação genética um pouco diferente. As novas variantes surgem devido a um processo chamado de mutação genética ou mutação gênica. Em relação à mutação gênica e ao contexto acima, é correto afirmar que a) o aumento da transmissão do vírus corresponde a mais pessoas contaminadas, representando uma maior multiplicação do vírus, o que leva a uma estabilização da informação genética viral. b) a mutação genética é um processo natural, em que ocorrem alterações do código de bases nitrogenadas e, se a mutação conferir uma vantagem ao portador, ela pode ser preservada pela seleção natural. c) as mutações não ocorrem espontaneamente, sendo apenas induzidas por agentes externos, chamados de mutagênicos, como radiações não ionizantes, como os raios X e raios gama. d) mesmo o genoma humano possuindo bilhões de pares de bases, a taxa de mutações é muito baixa, devido aos mecanismos de reparo de RNA, que ocorrem durante o processo de transcrição. e) a variabilidade genética da população humana diminui devido aos processos de mutação e recombinação gênica, tornando o código genético humano cada vez mais uniforme. EM13CNT203

2. UFU-MG 2021 O acúmulo de danos, de erros e de instabilidades genômicas, que envolve a molécula de DNA e as intempéries sofridas por ela como, por exemplo, a radiação solar ou a poluição do ar, tem sido alvo de interesse de pesquisadores(as) brasileiros(as). Essas pesquisas mostram que tais acúmulos têm provocado mutação, morte celular, senescência e inflamação, desdobrando-se em diminuição da capacidade de regeneração, em declínio da funcionalidade do organismo, em degeneração exacerbada, em impactos na comunicação celular e perda progressiva da eficiência de processos fisiológicos e em alterações nas respostas teciduais e celulares. Revista genética na escola, v.16, n.1, 2021. (Adaptado)

De acordo com o exposto, o principal interesse dos(as) pesquisadores(as) está associado ao processo de investigação, denominado a) envelhecimento celular. b) recombinação genética. c) divisão celular meiótica. d) regeneração tecidual. EM13CNT301

3. Unesp 2017 Em uma ilha isolada, havia uma população de roedores cuja cor da pelagem era determinada pelos alelos A e a. O alelo dominante determinava pelagem escura e o alelo recessivo determinava pelagem clara. A proporção genotípica para cada 100 indivíduos era de 50 homozigotos recessivos, 30 homozigotos dominantes e 20 heterozigotos. Um terremoto local separou a ilha em duas porções de terra, uma maior e outra menor, e cada uma ficou com a metade da população inicial de roedores, sem que houvesse fluxo de animais entre as porções. Casualmente, na porção menor, não havia roedores de pelagem clara e as condições ambientais mudaram drasticamente. Uma geração depois, nasceram inúmeros roedores de pelagem clara nessa ilha. Após décadas, biólogos constataram que a população da ilha menor constituía uma nova espécie. Qual a frequência do alelo recessivo na população da ilha antes do terremoto? Por que, uma geração depois, nasceram inúmeros roedores de pelagem clara na ilha menor? Explique como a seleção natural contribuiu para a formação da nova espécie de roedores na ilha menor.

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BIOLOGIA

Capítulo 15

Mutações e genética de populações

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PopTika/Shutterstock.com

A manipulação dos genes presentes no DNA humano já é uma realidade graças a técnicas da Biotecnologia.

FRENTE 1

16 CAPÍTULO

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Biotecnologia O desenvolvimento científico e tecnológico trouxe a humanidade a um ponto em que é possível proporcionar mais saúde e qualidade de vida às pessoas por meio de técnicas de manipulação genética. Sabe-se cada vez mais sobre o DNA humano e as informações que ele carrega a respeito de cada indivíduo. Porém, há diversas questões morais e éticas envolvidas na aplicação dessas técnicas. Você acharia justo manipular o DNA de seus descendentes para que eles tivessem mais talento ou melhor desempenho em determinadas atividades? Neste capítulo, vamos conhecer a tecnologia envolvida com a manipulação do DNA.

20/04/2024 09:47:06

Introdução à Biotecnologia

Células-tronco embrionárias

A Biotecnologia pode ser descrita como uma área do conhecimento científico na qual a Biologia e a tecnologia se integram para benefício da humanidade. No cotidiano, vários produtos e serviços podem ser obtidos por meio da Biotecnologia, como vacinas, soros, antibióticos, plantas transgênicas, biodigestão, pães, iogurtes, etanol e biodiesel. A Biotecnologia é praticada pela humanidade há milhares de anos, quando microrganismos eram utilizados para a produção de pães e bebidas alcoólicas. Atualmente, recebem grande destaque os estudos envolvendo células-tronco, clonagem e Engenharia Genética (organismos transgênicos, terapia gênica, edição Genética e perfil genético).

As células-tronco embrionárias são encontradas somente nas fases iniciais do desenvolvimento embrionário e podem originar todos os tecidos existentes no corpo do organismo. Com relação à capacidade de diferenciação, podem ser classificadas em dois tipos: totipotentes e pluripotentes. As células-tronco totipotentes são capazes de formar todos os tipos celulares existentes no organismo, inclusive anexos embrionários e placenta. Em humanos, essas células são encontradas no embrião na fase de mórula, por volta do 4o dia após a fecundação. As células-tronco pluripotentes também são capazes de formar todos os tipos celulares existentes no organismo, com exceção dos anexos embrionários e da placenta. Em humanos, essas células são encontradas na massa celular interna, também conhecida como embrioblasto, presente no embrião na fase de blastocisto, por volta do 5o dia após a fecundação.

Células-tronco As células-tronco são células indiferenciadas, capazes de se reproduzir indefinidamente e de originar diversos tipos celulares. Dessa forma, as células-tronco podem tanto gerar novas células-tronco quanto gerar novos tipos celulares que compõem os diferentes tecidos existentes no organismo. Assim, muitas pesquisas são desenvolvidas para que as células-tronco sejam utilizadas no reparo de lesões nos tecidos, como na ocorrência de um infarto cardíaco, ou para curar doenças genéticas, como no caso do diabetes.

Atenção Um dos desafios associados à utilização de células-tronco é controlar o processo de diferenciação, para evitar que elas formem um tecido diferente do esperado, ou mesmo que passem a se multiplicar descontroladamente, dando origem a um câncer.

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Designua/Shutterstock.com

Blastocisto

Célula-tronco

Células epiteliais

Miócitos

Hemácias Condrócito Representação esquemática da capacidade de diferenciação das células-tronco e da localização delas no blastocisto.

Em condições experimentais, as células-tronco podem ser induzidas a se diferenciar em tipos celulares específicos. Por exemplo, células-tronco embrionárias de camundongo podem se transformar em neurônios quando recebem moléculas derivadas da vitamina A. A classificação das células-tronco pode considerar diferentes critérios. Com relação à localização, por exemplo, elas podem ser de dois tipos: embrionárias ou somáticas. Já com relação à capacidade de diferenciação, podem ser divididas em três tipos: totipotentes, pluripotentes ou multipotentes.

66

BIOLOGIA

Capítulo 16

Células-tronco somáticas No corpo de um organismo adulto são encontradas as células-tronco somáticas, também conhecidas como células-tronco adultas, capazes de substituir células especializadas danificadas ou mortas nos diferentes órgãos. São classificadas como células-tronco multipotentes, pois são capazes de formar apenas alguns tipos celulares do organismo, ao contrário das células-tronco embrionárias. Podem ser encontradas no cordão umbilical, na medula óssea, na pele, no cérebro, no fígado e no tecido adiposo. Embora tenham capacidade limitada de diferenciação, uma vantagem das células-tronco somáticas é que elas não são rejeitadas se forem aplicadas no mesmo organismo doador, já que são geneticamente idênticas às células existentes em seu corpo.

Estabelecendo relações O transplante de medula óssea é uma técnica que utiliza células-tronco hematopoiéticas para o tratamento de pacientes com doenças relacionadas ao sangue, como leucemias e linfomas. Na medula óssea existem células-tronco hematopoiéticas capazes de formar todos os tipos de célula sanguínea, além de outros tipos celulares do corpo humano. Dessa forma, o transplante contribui para a reposição de células sanguíneas e corporais nos pacientes que recebem o transplante.

Biotecnologia

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18/04/2024 14:10

Células-tronco embrionárias

Células-tronco somáticas

CORES FANTASIA

Embrioblasto

Blastocisto

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Medula óssea

Extração e cultivo de células-tronco Multiplicação Meios de cultivo diferentes Diferenciação

Hepatócito

Células sanguíneas

Neurônio

CAMPBELL, N. A. et al. Biology: a global approach. 12. ed. Harlow: Pearson, 2020. Representação esquemática dos processos de extração, cultivo e diferenciação das células-tronco embrionárias e somáticas.

Do ponto de vista médico, as células-tronco embrionárias são mais promissoras que as somáticas, pois são totipotentes ou pluripotentes, ou seja, podem formar todos os tipos celulares do organismo adulto. No entanto, a única forma de obter essas células é a partir de embriões humanos, o que instiga discussões éticas, religiosas e políticas na sociedade. No Brasil, a coleta e a utilização de células-tronco embrionárias seguem regras estabelecidas pela Lei da

Biossegurança (no 11.105, de 2005): essas células são coletadas de embriões humanos congelados produzidos por meio de fertilização in vitro, doados com o consentimento de casais para essa finalidade. A utilização dessas células para a regeneração de tecidos humanos, entretanto, pode resultar em rejeição imunológica, devido à incompatibilidade genética entre essas células e o organismo receptor. Uma estratégia para eliminar essa rejeição seria coletar as células-tronco de embriões humanos obtidos por clonagem terapêutica (que será tratada adiante). Outra maneira, que não esbarra nas discussões bioéticas, seria a produção de células-tronco pluripotentes induzidas a partir de células somáticas do próprio paciente.

Células-tronco pluripotentes induzidas Em 2006, o cientista japonês Shinya Yamanaka (1962-) conseguiu transformar fibroblastos da pele humana e de roedores em células-tronco pluripotentes induzidas ou iPSCs (do inglês, induced pluripotent stem cells), sendo laureado com o prêmio Nobel de Medicina, em 2012, por essa conquista. Para que essa transformação fosse possível, o cientista reprogramou o relógio biológico das células utilizando retrovírus modificados para inserir nos fibroblastos cópias extras de quatro genes reguladores que atuam nas células-tronco. Os testes científicos indicam que as iPSCs são capazes de formar todas as células do corpo humano, tendo a mesma versatilidade das células-tronco embrionárias. A expectativa é que, com o passar do tempo, essa técnica possa ser utilizada para a produção de iPSCs personalizadas, que ficarão prontamente disponíveis ao paciente para a cura de suas doenças genéticas ou lesões teciduais. Além disso, essa técnica contorna a maioria das objeções éticas e religiosas relacionadas à pesquisa e à utilização das células-tronco embrionárias, uma vez que as iPSCs são obtidas sem o uso de embriões humanos.

Células somáticas (fibroblastos)

Doador/paciente

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Reprogramação Retrovírus modificados

Adipócitos

Células sanguíneas

Neurônios

Epitélio

Meletios Verras/Shutterstock.com

Diferenciação

Hepatócitos

Representação esquemática dos processos de formação e diferenciação das células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs).

FRENTE 1

iPSCs

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Clonagem O termo “clonagem” é utilizado para se referir ao processo de reprodução assexuada dos seres vivos, no qual são produzidos descendentes geneticamente iguais ao organismo parental. Como exemplo desse tipo de reprodução há a bipartição, realizada por bactérias e protozoários; e o brotamento, realizado por esponjas-do-mar e cnidários. Nas últimas décadas, entretanto, os cientistas desenvolveram e aprimoraram métodos para a clonagem de organismos adultos mais complexos, como animais vertebrados e plantas, a partir de culturas de células desses organismos.

Clonagem reprodutiva A clonagem reprodutiva de animais é uma técnica que visa produzir clones de organismos adultos. Uma das vantagens dessa técnica é produzir clones de animais que tenham determinadas características vantajosas de interesse humano. Além disso, ela pode ajudar a proteger uma espécie ameaçada de extinção ao produzir clones que contribuem para aumentar as populações naturais existentes. Em 1996, os biólogos britânicos Keith Campbell (1954-2012) e Ian Wilmut (1944-2023) produziram o primeiro clone de um mamífero adulto, a ovelha Dolly. Para isso, eles utilizaram células somáticas, retiradas das glândulas mamárias de uma ovelha adulta da raça finn dorset. Após ciclos sucessivos de divisões celulares, as células mamárias foram transferidas para um meio de cultivo com poucos nutrientes, para que ocorresse a reprogramação nuclear necessária. Em seguida, pulsos elétricos foram utilizados para estimular a fusão das células das glândulas mamárias com ovócitos sem núcleo (o núcleo havia sido retirado previamente), extraídos de uma ovelha fêmea da raça scottish blackface. Essa técnica é atualmente conhecida como transferência nuclear de célula somática ou SCNT (do inglês, somatic cell nuclear transfer). As células diploides resultantes da fusão entre os núcleos das células mamárias e os ovócitos sem núcleo foram estimuladas (por pulsos elétricos e fatores de crescimento) a formar embriões, que foram inseridos no útero de ovelhas da raça scottish blackface para possibilitar o desenvolvimento dos clones. Dos 277 embriões que foram implantados, apenas um completou com sucesso o desenvolvimento e deu origem à ovelha Dolly. Ovelha doadora de ovócitos (raça scottish blackface)

Ovelha doadora de células mamárias (raça finn dorset)

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Células mamárias em meio de cultura com poucos nutrientes

Ovócito sem núcleo

Yahya White (CC BY 4.0)

Ovelha clone (Dolly, raça finn dorset)

Ovelha mãe de aluguel (raça scottish blackface)

Remoção do núcleo Mitocôndria

Transferência nuclear

Mitocôndria

Embrião Mitocôndria Núcleo da célula mamária HILLIS, D. M. et al. Life: the science of Biology, 2020. Representação esquemática do processo de clonagem reprodutiva para a produção da ovelha Dolly.

Análises moleculares revelaram que a ovelha Dolly era geneticamente igual à ovelha da raça finn dorset, doadora da célula mamária da qual foi retirado o núcleo que formou o embrião. O DNA mitocondrial da Dolly, porém, era igual ao da ovelha da raça scottish blackface, doadora do ovócito.

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BIOLOGIA

Capítulo 16

Biotecnologia

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Desde a clonagem da ovelha Dolly, cientistas do mundo todo realizaram a clonagem de vários outros mamíferos, como roedores, gatos, vacas, cachorros, cavalos e até mesmo primatas. Os resultados desses experimentos revelaram que os clones nem sempre têm aparência e comportamento idênticos aos dos animais clonados, corroborando a ideia de que o ambiente também tem papel significativo no desenvolvimento do organismo e na determinação do seu fenótipo. Na maioria dos experimentos de clonagem de animais, apenas alguns embriões completaram o desenvolvimento até o nascimento; e, dos clones nascidos vivos, vários apresentaram problemas de saúde. Vale a pena ressaltar que, apesar de ser tecnicamente possível, a clonagem reprodutiva humana não é permitida em nenhum país do mundo.

Clonagem terapêutica Uma solução para a rejeição imunológica das células-tronco nos pacientes seria a clonagem terapêutica, técnica na qual embriões poderiam ser produzidos por meio de procedimentos semelhantes aos realizados para a produção da ovelha Dolly. Nesse caso, seria utilizado o núcleo da célula somática de um paciente para gerar embriões clonados dele mesmo. As células-tronco retiradas desses embriões clonados seriam cultivadas e estimuladas a se transformar em tecidos especializados, que poderiam então ser implantados nas regiões lesionadas do paciente. Após a implantação, as células ajudariam no processo de regeneração tecidual do local em que fossem implantadas. Nesse caso, não ocorreria rejeição pelo sistema imunitário, já que as células implantadas seriam geneticamente iguais às células do paciente.

Engenharia Genética O conhecimento cada vez mais aprimorado em relação à estrutura e ao funcionamento do DNA possibilitou o surgimento de uma área bastante promissora da Biologia, denominada Engenharia Genética. Também conhecida como tecnologia do DNA recombinante ou manipulação genética, a Engenharia Genética é uma poderosa ferramenta utilizada para produzir novas combinações gênicas, pertencentes ou não a organismos da mesma espécie. Para o desenvolvimento da Engenharia Genética, são necessárias técnicas que envolvem extração, manipulação, inserção, amplificação e sequenciamento de DNA. Muitas enzimas são necessárias para a manipulação do DNA in vitro, como as endonucleases ou enzimas de restrição, cuja descoberta deu início à tecnologia do DNA recombinante. As enzimas de restrição são produzidas por procariontes, como as bactérias, e protegem esses organismos dos vírus bacteriófagos. Essas enzimas reconhecem e fragmentam o DNA viral, impedindo a infecção. Atualmente, são conhecidas centenas de enzimas de restrição, comercializadas para diversos laboratórios pelo mundo. Elas funcionam como uma tesoura molecular, pois reconhecem e cortam sítios específicos do DNA, denominados sítios de restrição, que têm uma sequência palíndromo de nucleotídeos. Ao localizar os sítios de restrição, as enzimas de restrição cortam a molécula de DNA, e as pontas dos fragmentos resultantes podem se complementar com outros fragmentos cortados pela mesma enzima. CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Sítio de restrição

DNA Células totipotentes

Ovócito II sem núcleo Fusão

Ali DM/Shutterstock.com

Clivagem

Blastocisto Núcleo da célula somática retirada do doador

Cultura de células pluripotentes

Fragmento de DNA

Fragmento de DNA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Medula óssea

Células nervosas

Jose Luis Calvo/ Shutterstock.com

Kateryna Kon/ Shutterstock.com

David A Litman/ Shutterstock. com

CORES FANTASIA

Músculo cardíaco

Representação esquemática da clonagem terapêutica para reconstituição tecidual em ser humano. Na parte inferior, fotomicrografias de três exemplos de tecido (coloridas artificialmente).

Para que ocorra a ligação entre os fragmentos de DNA, é necessária a utilização de outra enzima, denominada DNA-ligase, capaz de restabelecer as ligações nucleotídicas. Na maioria dos casos, são utilizados vetores genéticos, como plasmídeos ou vírus, para auxiliar a inserção de genes de interesse nas células-alvo. Quando um gene de interesse é cortado e inserido em plasmídeo bacteriano, é formado um DNA recombinante, que é então inserido em uma bactéria. À medida que a bactéria se reproduz por bipartição, o DNA recombinante vai se multiplicando, até que bilhões de cópias sejam produzidas. As moléculas de DNA recombinante produzidas são clones da molécula inserida, motivo pelo qual essa técnica é conhecida como clonagem molecular.

FRENTE 1

Representação esquemática do modo de ação da enzima de restrição.

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Uma conquista da clonagem molecular foi a possibilidade de produzir proteínas humanas, como hormônios ou enzimas, por meio de bactérias. Depois de identificar e isolar o gene responsável pela produção de insulina, no final da década de 1970, cientistas estadunidenses produziram plasmídeos recombinantes com esse gene e os inseriram em bactérias, tornando-as capazes de produzir o hormônio idêntico ao humano. Atualmente, toda a insulina comercializada e utilizada no mundo é produzida por bactérias transgênicas, isto é, que carregam o gene humano da insulina. Bactéria

Célula eucariótica DNA recombinante

DNA

CORES FANTASIA

Célula vegetal

2 1

Plasmídeo

DNA recombinante

Gene de interesse

Gene de interesse

6

4 Mudas

Células vegetais 5

Plasmídeo DNA

Bactéria transgênica Proteína de Interesse

Proteína

Gene de Interesse ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

CAMPBELL, N. A. et al. Biology: a global approach. 12. ed. Harlow: Pearson, 2020.

Representação esquemática da formação do DNA recombinante e de uma bactéria transgênica, aplicada na produção de uma proteína de interesse econômico.

Atenção Para uma bactéria produzir insulina humana, é necessário que ela receba o gene humano sem íntrons, pois organismos procariontes não realizam o splicing, isto é, o processamento do RNA mensageiro.

70

3

Bactéria

Planta transgênica

Gene de Interesse

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Agrobacterium tumefaciens

Representação esquemática da produção de uma planta transgênica por meio da bactéria Agrobacterium tumefaciens. (1) O gene de interesse é inserido no plasmídeo da bactéria, formando o DNA recombinante. (2) O DNA recombinante é inserido na bactéria. (3) A bactéria introduz o gene de interesse na célula vegetal. (4) A célula vegetal transgênica prolifera em laboratório, por meio do uso de fatores de crescimento e hormônios. (5) São produzidas mudas a partir das células cultivadas em laboratório. (6) As mudas se desenvolvem e formam plantas transgênicas, que expressam a característica determinada pelo gene de interesse.

Uma grande polêmica com relação ao cultivo de plantas transgênicas está nos possíveis riscos ao ambiente, como danos a espécies nativas e plantações orgânicas (contaminação por meio de pólen transgênico), aumento do uso de herbicidas e surgimento de superpragas. Além disso, quando usadas como alimento, as plantas transgênicas podem oferecer riscos para a humanidade e a criação de animais, como aumento dos casos de alergia e resistência aos antibióticos. Outro ponto polêmico em torno do cultivo de transgênicos tem cunho social: as grandes indústrias acabam monopolizando a produção agrícola, deixando pouco espaço no mercado para agricultores familiares.

Organismos transgênicos

Terapia gênica

Organismos transgênicos, também conhecidos como organismos geneticamente modificados (OGMs), são aqueles que recebem, incorporam e expressam genes de outras espécies ou variedades de seres vivos. Nessa técnica, um gene de interesse, com alguma característica vantajosa, é inserido em um organismo, que passa a apresentar essa característica. Na produção de plantas transgênicas, por exemplo, é muito utilizado o plasmídeo da bactéria Agrobacterium tumefaciens. Por meio da técnica da transgenia, são produzidas diversas plantas transgênicas que cada vez mais ganham espaço nas plantações brasileiras. No país, 93% da soja produzida é alterada geneticamente, da mesma maneira que 82% do milho e 62% do algodão. Plantas transgênicas podem ser mais resistentes a pragas agrícolas (vírus, fungos ou lagartas), herbicidas (glifosato) ou períodos de seca. Além disso, essas plantas podem apresentar aumento de produtividade agrícola ou até mesmo do valor nutricional, dependendo dos genes que recebem. Veja a seguir como ocorre a produção de uma planta transgênica.

A terapia gênica, também conhecida como geneterapia, é o tratamento de doenças genéticas por meio da introdução de uma ou mais cópias de genes saudáveis nas células dos pacientes. Para a inserção desses genes nas células-alvo, é necessária a utilização de vetores, geralmente vírus humanos modificados (como o adenovírus e o HIV), já que eles são especializados em invadir células e introduzir nelas seu material genético. Após a inserção dos genes saudáveis nos vetores virais, a terapia gênica pode ser realizada de duas maneiras: pela técnica ex vivo ou pela in vivo. Na técnica ex vivo, os vetores virais modificados entram em contato com células extraídas e cultivadas do paciente, como as da medula óssea, para que elas sejam geneticamente alteradas e, mais tarde, reintroduzidas em seu próprio organismo. Na técnica in vivo, os vetores virais modificados são inoculados diretamente no paciente, em específico na região-alvo do tratamento. Após a inserção dos vírus ou das células geneticamente modificadas no paciente, espera-se que ocorra uma alta

BIOLOGIA

Capítulo 16

Biotecnologia

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expressão dos genes saudáveis nas regiões-alvo, contribuindo para o quadro de melhoria clínica do paciente. Por um lado, há resultados satisfatórios e positivos obtidos por diversos pacientes tratados, alguns até mesmo curados de doenças genéticas. Por outro, essa técnica ainda apresenta alguns desafios. Um deles é evitar que os genes inseridos nos pacientes afetem a expressão de outros genes nas células-alvo. Outro desafio é evitar que os genes inseridos ou os vetores virais desencadeiem o surgimento de outras doenças no paciente, como o câncer. Além desses desafios técnicos, é fundamental ressaltar os questionamentos bioéticos envolvidos na utilização da terapia gênica, uma vez que ela pode deixar de ser aplicada apenas ao tratamento de doenças e passar a ser usada para a substituição de qualquer característica não desejada.

Edição genética Na última década, foi desenvolvida uma técnica, denominada edição genética ou sistema CRISPR-Cas9, que possibilita corrigir os genes que causam determinadas doenças genéticas. Em 2018, cientistas reportaram resultados bastante promissores na edição genética do gene responsável pela anemia falciforme. O grande potencial terapêutico dessa técnica rendeu, em 2020, o prêmio Nobel de Química para a microbiologista francesa Emmanuelle Charpentier (1968-) e para a bióloga molecular estadunidense Jennifer Doudna (1964-), que contribuíram para o desenvolvimento dela. A técnica de edição genética consiste em produzir um RNA-guia que tenha uma sequência complementar ao gene disfuncional e posteriormente associar esse RNA-guia à enzima Cas9. No núcleo da célula, o RNA-guia entra em pareamento com o gene disfuncional, e a enzima Cas9 corta, nos sítios de clivagem, as duas fitas do DNA. Essas fitas podem, então, ser reparadas pela célula de duas maneiras.

VectorMine/Shutterstock.com

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

RNA-guia Clivagem

Impressão digital de DNA O genoma humano contém sequências específicas não codificantes denominadas VNTRs (do inglês, variable number of tandem repeats), que consistem em repetições curtas de nucleotídeos (como CACACA ou GTGTGT), em padrões únicos em cada indivíduo, assim como as impressões digitais. Assim, é possível utilizar enzimas de restrição para cortar o DNA de uma pessoa, produzindo fragmentos que são amplificados com a técnica de PCR (veja o Texto complementar) e analisados em eletroforese. O padrão específico de bandas obtidas na eletroforese é comparável a um código de barras ou uma impressão digital de DNA, já que é exclusivo para cada pessoa. Por esse motivo, essa técnica tem sido amplamente utilizada na identificação de criminosos ou em casos de determinação de paternidade. Fonte de Na eletroforese, moléculas de DNA de diferentes tamaenergia nhos de são inseridas em um gel de polímeros e submetidasÂnodo Cátodo Mistura a uma corrente elétrica, o que faz com que elas migrem moléculas dedo DNA de para o ânodo. As moléculas maiores são retidas cátodo diferentes pela trama de polímeros e ficam mais próximas do cátotamanho Gel do, enquanto as menores ficam mais próximas do ânodo. Assim, as moléculas de DNA são separadas por comprimento, formando as bandas. Cada banda contém moléculas de DNA de mesmo tamanho. CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Fonte de energia

Cátodo

Ânodo

Moléculas maiores de DNA

Gel Moléculas menores de DNA

Cas9

Pareamento do RNA-guia com o gene

CAMPBELL, N. A. et al. Biology: a global approach. 12. ed. Harlow: Pearson, 2020. Representação esquemática da técnica de eletroforese em gel para a separação de moléculas de DNA.

DNA

Nucleotídeos inseridos seguindo o modelo

Nucleotídeos inseridos incorretamente

Desligamento do gene

Já quando um modelo do gene saudável é fornecido, enzimas de reparo realizam a correção da sequência de nucleotídeos do gene disfuncional, tornando-o funcional e ativo.

Correção do gene

Vamos imaginar agora uma situação em que a paternidade de uma criança precisa ser determinada entre dois homens. Primeiro, é preciso verificar e marcar as bandas da criança que foram herdadas da mãe (indicadas em vermelho no esquema abaixo). As demais bandas da criança (indicadas em amarelo no esquema) foram herdadas de seu pai, que certamente é o homem 2, já que as bandas dele coincidem com as da criança. Mãe Mãe

Criança Criança

Homem 1 1 Homem

Homem 22 Homem

Quando um modelo do gene saudável não é fornecido, enzimas de reparo inserem ou deletam nucleotídeos nas fitas de DNA, causando o desligamento do gene disfuncional (efeito knock out).

Representação esquemática da técnica de impressão digital de DNA sendo utilizada em um teste de paternidade.

FRENTE 1

Representação esquemática da edição genética utilizando o sistema CRISPR-Cas9.

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Revisando 1. O que são células-tronco? Onde podemos encontrá-las no corpo humano? 2. Como são produzidas as células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs)? 3. Descreva a contribuição genética das ovelhas fornecedoras de células para a formação da ovelha Dolly (clone). 4. Qual é a importância dos vetores genéticos? Cite os dois mais utilizados na Engenharia Genética. 5. O que são enzimas de restrição? Que organismos produzem essas enzimas e que função elas exercem neles? 6. Como é possível uma bactéria produzir insulina humana? Descreva resumidamente essa técnica da Engenharia Genética. 7. Aponte vantagens e desvantagens do cultivo e da utilização de plantas transgênicas para alimentação. 8. O que é terapia gênica? 9. Qual é o papel da enzima Cas9 e do RNA-guia na edição genética pela técnica CRISPR-Cas9? 10. O que são VTNRs? Como eles são aplicados em testes de paternidade ou na identificação de criminosos?

Exercícios propostos

2. UFJF/Pism-MG 2020 O espermatozoide fecunda o óvulo e forma uma única célula denominada zigoto. O zigoto sofre várias clivagens e forma a mórula, que evolui a blástula. Algumas pesquisas utilizando embriões visam isolar células-tronco nesse estágio de desenvolvimento porque elas apresentam potencial: a) totipotente, diferenciando-se em alguns poucos tipos celulares. b) pluripotente, tendo potencial mais restrito de diferenciação do que as células multipotentes. c) totipotente, apresentando capacidade de diferenciação limitada em relação as células pluripotentes. d) pluripotente, sendo mais restritas à capacidade de diferenciação do que as totipotentes e apresentando potencial maior em relação às multipotentes. e) pluripotente, tendo capacidade de diferenciação maior do que as totipotentes e apresentando potencial mais restrito em relação às multipotentes. 3. UEL-PR Pesquisas recentes mostraram que células-tronco retiradas da medula óssea de indivíduos com problemas cardíacos foram capazes de reconstituir o músculo do coração, o que abre perspectivas de tratamento para pessoas com problemas cardíacos.

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BIOLOGIA

Capítulo 16

Células-tronco também podem ser utilizadas no tratamento de doenças genéticas, como as doenças neuromusculares degenerativas. A expectativa em torno da utilização das células-tronco decorre do fato de que essas células a) incorporam o genoma do tecido lesionado, desligando os genes deletérios. b) eliminam os genes causadores da doença no tecido lesionado, reproduzindo-se com facilidade. c) alteram a constituição genética do tecido lesionado, pelo alto grau de especialização. d) sofrem diferenciação, tornando-se parte integrante e funcional do tecido lesionado. e) fundem-se com o tecido lesionado, eliminando as possibilidades de rejeição imunológica. 4. UFPA 2016

Reprodução

1. Udesc 2023 Células-tronco são indiferenciadas e capazes de originar outros tipos celulares de diferentes tecidos do corpo. Assinale a alternativa que corresponde às células-tronco capazes de se diferenciar em qualquer um dos tipos de célula do corpo de um adulto. a) células do cordão umbilical b) totipotentes c) multipotentes d) células da medula óssea vermelha e) pluripotentes

Adaptado de: Understanding stem cells, www.nationalacademies.org/stemcells.

Biotecnologia

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5. Acafe-SC 2021 Biotecnologia é a área de estudo e desenvolvimento de seres modificados em laboratório com o intuito de promover o aprimoramento de técnicas em vários setores. A respeito do tema, analise as afirmações a seguir. I. Os estudos da genética, da biologia molecular e da biologia celular deram suporte para o desenvolvimento da engenharia genética, tecnologia que controla o DNA recombinante das espécies, permitindo a criação de produtos chamados de transgênicos. II. No Brasil, a lei da biossegurança permite o uso, mediante autorização dos pais, de células-tronco embrionárias obtidas de embriões humanos, produzidos por fertilização in vitro e que estejam congelados há mais de três anos, para fins de pesquisa e terapia. III. Biotecnologia branca é utilizada na saúde para o desenvolvimento de novos tratamentos ou remédios. As manipulações genéticas podem ajudar no diagnóstico de doenças ou nos processos de cura. IV. As células-tronco, comprovadamente, podem ser usadas para o tratamento de doenças do sangue, tais como: leucemias, linfomas e anemias malignas. V. O biodiesel é único biocombustível de origem agrícola produzido no Brasil. Todas as afirmações estão corretas em: a) I – II – IV b) I – II – V c) III – IV – V d) II – III – IV

6. FMP-RJ 2017 Há 20 anos, em julho de 1996, nascia a ovelha Dolly, o primeiro mamífero clonado por transferência nuclear de células somáticas (TNCS). O núcleo utilizado no processo de clonagem da ovelha Dolly foi oriundo de uma célula diploide de uma ovelha chamada Bellinda, da raça Finn Dorset. Uma outra ovelha, denominada Fluffy, da raça Scottish Blackface, foi doadora do óvulo que, após o processo de enucleação, foi usado para receber este núcleo. Uma terceira ovelha, Lassie, da raça Scottish Blackface foi quem gestou a ovelha Dolly. O DNA mitocondrial da ovelha Dolly é proveniente da(s) ovelha(s) a) Fluffy, apenas. b) Lassie, apenas. c) Bellinda, apenas. d) Fluffy e da ovelha Bellinda. e) Bellinda e da ovelha Lassie. 7. UPE/SSA 2018 Leia o texto a seguir: Em 1997, os biólogos Keith Campbell e Ian Wilmut apresentaram ao mundo a ovelha Dolly. Com ela nasceu uma revolução científica e social; vinte anos se passaram, e a clonagem ainda suscita opiniões conflitantes. O grande impacto de Dolly foi a descoberta de que uma célula somática diferenciada poderia ser reprogramada ao estágio inicial e voltar a ser totipotente. O processo não é fácil. Dolly só nasceu após 276 tentativas, que fracassaram. Além disso, dos embriões obtidos, 90% não alcançaram nem o estágio de blastocisto. Em teoria, uma clonagem humana reprodutiva é possível, no entanto suas implicações éticas suscitaram seu banimento pela maioria dos cientistas. Em contrapartida, a clonagem terapêutica, que se utiliza da mesma técnica de transferência nuclear de uma célula adulta para um óvulo enucleado, objetiva formar tecidos e órgãos para transplantes e, por esse motivo, é menos conhecida e discutida. Fonte: https://brasil.elpais.com/brasil/2017/02/21/ ciencia/1487674345_626879.html (Adaptado)

Sobre isso, é CORRETO afirmar que a) apesar de o DNA ser igual em todas as células de um indivíduo, os genes, nas células somáticas diferenciadas, se expressam de forma distinta para cada tecido. É espantoso ver uma célula adulta ser transformada em célula embrionária, capaz de se desenvolver e dar lugar às outras células do corpo do organismo clonado. b) em mamíferos logo após a fecundação, a célula resultante da fusão dos gametas começa a se dividir e, pelo menos até a fase de 16 células pluripotentes, cada uma delas é capaz de se desenvolver em um ser clonado completo, cada qual com um DNA distinto. c) indivíduos com doenças genéticas podem utilizar a clonagem terapêutica para melhorar seu quadro clínico; no entanto, o núcleo das hemácias para formar as células-tronco embrionárias só poderá ser do paciente, objetivando evitar a rejeição de um transplante, uma vez que o DNA doado por outra pessoa é incompatível.

FRENTE 1

A figura ilustra o conceito de células-tronco, que tem sido objeto de muita polêmica, principalmente no âmbito da justiça, da ética e da religião. Em relação ao que a figura representa e à luz dos conhecimentos atuais, considere as seguintes afirmativas: I. Células-tronco são células indiferenciadas, com potencialidade para dar origem aos mais diversos tipos de células especializadas que formam os tecidos do organismo. II. Células-tronco embrionárias ou pluripotentes têm a capacidade de se diferenciar em qualquer tipo de célula adulta. III. Células-tronco multipotentes, que são menos plásticas e mais diferenciadas, dão origem a uma gama limitada de células dentro de um determinado tipo de tecido. IV. As células-tronco embrionárias constituem a chamada massa celular interna da blástula (blastocisto), que dá origem ao embrião. V. Células da medula óssea são exemplos de células-tronco pluripotentes. É correto o que se afirma em: a) I e II, apenas. b) II e III, apenas. c) I, II, III e IV. d) III, IV e V, apenas. e) I, II e V, apenas.

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d) na fase de blastocisto, o embrião humano encontra-se implantado na cavidade uterina. As células externas do blastocisto, chamadas células-tronco embrionárias totipotentes, vão originar as centenas de tecidos com todos os genes ativos que irão compor o organismo clonado. e) no caso de uma clonagem humana reprodutiva, seria possível descartar o núcleo de uma célula germinativa, inseri-lo no citoplasma de um espermatozoide e, então, colocá-lo em um óvulo para posterior implantação do embrião. a ambição de reviver animais extintos. Em 2019, o Departamento de Engenharia Genética da Universidade Kindai, em Osaka, informou que foi bem-sucedido na reativação de partes celulares de um mamute de 28 000 anos. Apelidado de Yuka, o fóssil foi encontrado na Sibéria em 2010 e, desde então, tornou-se a maior esperança da ciência em experimentos desse tipo. A técnica utilizada pelos cientistas consistiu em extrair os núcleos de células da medula óssea e do tecido muscular do mamute e os inserir em óvulos anucleados de camundongos. Pouco tempo depois, os cientistas descobriram que as células geradas apresentaram sinais de atividade biológica. “Muito em breve, avançaremos a pesquisa para o estágio de divisão celular”, diz o engenheiro genético Kei Miyamoto.

10. Unioeste-PR 2019 No primeiro semestre de 2018, no Brasil, houve um amplo debate sobre o uso de agrotóxicos e seus efeitos na saúde humana e ambiental. Um dos motivos pelos quais tais substâncias são utilizadas em larga escala em nosso país é a produção de cultivares geneticamente modificadas, como a soja. Avalie as afirmativas sobre organismos transgênicos e assinale abaixo a alternativa INCORRETA. a) Transgênicos são organismos que recebem e incorporam genes de outra espécie. b) Transgenia refere-se ao material genético extraído de determinado ser vivo e que é introduzido em outro. c) O DNA a ser transferido é devidamente multiplicado por clonagem, após a extração de um vetor. Em seguida, é purificado e inserido a partir de técnicas adequadas no núcleo do zigoto da espécie que se deseja transformar. d) A soja transgênica é uma planta que recebeu, a partir de técnicas da biotecnologia, um gene de outro organismo capaz de torná-la tolerante ao uso de um tipo de herbicida. e) A manipulação genética de animais é mais simples do que a de plantas, uma vez que é relativamente fácil obter um animal completo a partir de uma única célula geneticamente transformada.

(Sabrina Brito. “O milagre da ‘ressureição’”. Veja, 12.08.2020. Adaptado.)

11. Fuvest-SP 2023 Para reduzir a dependência de ferti-

8. Unip-SP 2023 O Japão vem liderando projetos que têm

A técnica biotecnológica descrita na reportagem é denominada a) biorremediação. b) transgenia. c) clonagem. d) melhoramento genético. e) terapia gênica. 9. Fatec-SP 2023 Até a década de 1980, a insulina aplicada nas pessoas diabéticas era extraída do pâncreas de bois e porcos por ser parecida com a humana. Com os avanços nos conhecimentos sobre genética e biologia molecular, e nas técnicas de manipulação do DNA, a insulina sintética passou a ser produzida em laboratório por meio da técnica de DNA recombinante. Nessa técnica, as bactérias que receberam o gene responsável pela produção da insulina são denominadas bactérias modificadas, nas quais o gene inserido será replicado. As bactérias modificadas passam a produzir insulina humana porque receberam a) os fragmentos de ribose e de grupos fosfatos, que são importantes na produção do DNA. b) as enzimas de restrição, que cortam o RNA em pontos específicos. c) a sequência da molécula de DNA que codifica esse hormônio. d) os aminoácidos do DNA e do RNA, que são usados na produção desse hormônio. e) as moléculas de RNA mensageiro do genoma humano, que transportam aminoácidos.

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BIOLOGIA

Capítulo 16

lizantes importados para a agricultura, especialmente o nitrogênio, cientistas têm trabalhado no desenvolvimento de organismos geneticamente modificados que podem ser úteis no cultivo de plantações. Uma das propostas é transferir genes das bactérias fixadoras de nitrogênio para as organelas que mais se assemelham a esses microrganismos, viabilizando a fixação de nitrogênio diretamente do ar pelas plantas que não se associam a essas bactérias simbiontes. Disponível em https://news.mit.edu/2020/. Adaptado.

A modificação genética citada a) criará uma nova espécie de planta resistente a herbicidas. b) será realizada nos plastos ou mitocôndrias das plantas. c) permitirá que bactérias fixadoras de nitrogênio se tornem mais eficientes. d) fará com que as células bacterianas sejam incorporadas nos tecidos das plantas. e) gerará riscos para o consumo humano pela possibilidade de ingestão de genes de bactérias. 12. UFPR 2018 A microinjeção pronuclear de óvulos fertilizados é o método mais amplamente utilizado para a produção de camundongos transgênicos. Esse método consiste na injeção de uma solução de DNA contendo o transgene de interesse no pronúcleo de um óvulo recém-fertilizado. Os óvulos são então transferidos para os ovidutos de uma fêmea, onde se desenvolvem. Considerando a técnica de microinjeção pronuclear de óvulos fertilizados, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas:

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 O transgene será expresso nas células somáticas e germinativas dos indivíduos transgênicos.  A expressão do transgene ocorrerá pela tradução do RNA mensageiro sintetizado a partir do transgene.  O transgene será transmitido para a descendência do camundongo transgênico de forma mendeliana.  O camundongo transgênico produzirá descendentes com o código genético modificado.

15. Enem PPL 2019

2 1

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. a) F – V – F – F. b) V – V – F – V. c) V – F – V – V. d) V – V – V – F. e) F – F – V – V. 13. Enem 2020 Analise o esquema de uma metodologia utilizada na produção de vacinas contra a hepatite B.

4

3

DNA

Vírus hepatite B

Levedura com vetor de expressão

Vacina Purificação e extração de HB

Plasmídeo recombinante

Multiplicação da levedura

Sítio de inserção

DNA

Plasmídeo Bactéria

Proteína HB Disponível em: www.ied.edu.hk. Acesso em: 15 out. 2015 (adaptado).

Nessa vacina, a resposta imune será induzida por um(a) a) vírus. b) bactéria. c) proteína. d) levedura. e) ácido nucleico. 14. Enem 2020 Instituições acadêmicas e de pesquisa no mundo estão inserindo genes em genomas de plantas que possam codificar produtos de interesse farmacológico. No Brasil, está sendo desenvolvida uma variedade de soja com um viricida ou microbicida capaz de prevenir a contaminação pelo vírus causador da aids. Essa leguminosa está sendo induzida a produzir a enzima cianovirina-N, que tem eficiência comprovada contra o vírus. OLIVEIRA, M. Remédio na planta. Pesquisa Fapesp, n. 206, abr. 2013.

A técnica para gerar essa leguminosa é um exemplo de a) hibridismo. b) transgenia. c) conjugação. d) terapia gênica. e) melhoramento genético.

1. Coleta e cultivo in vitro das células do paciente; 2. Transdução com vetor carregando o gene terapêutico; 3. Seleção e expansão das células com gene terapêutico; 4. Reintrodução das células modificadas no paciente. Disponível em: www.repositorio.uniceub.br. Acesso em: 3 maio 2019 (adaptado).

A sequência de etapas indicadas na figura representa o processo conhecido como a) mutação. b) clonagem. c) crossing-over. d) terapia gênica. e) transformação genética. 16. Enem 2022 A Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) aprovou um produto de terapia gênica no país, indicado para o tratamento da distrofia hereditária da retina. O procedimento é recomendado para crianças acima de 12 meses e adultos com perda de visão causada pela mutação do gene humano RPE65. O produto, elaborado por engenharia genética, é composto por um vírus, no qual foi inserida uma cópia do gene normal humano RPE65 para corrigir o funcionamento das células da retina. ANVISA. Disponível em: www.gov.br/anvisa. Acesso em: 4 dez. 2021 (adaptado).

O sucesso dessa terapia advém do fato de que o produto favorecerá a a) correção do código genético para a tradução da proteína. b) alteração do RNA ribossômico ligado à síntese da proteína. c) produção de mutações benéficas para a correção do problema. d) liberação imediata da proteína normal na região ocular humana. e) expressão do gene responsável pela produção da enzima normal.

FRENTE 1

Gene codificante da proteína HB

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17. Unicamp-SP 2019 A prestigiada revista Science elegeu como um dos principais avanços científicos de 2017 um caso de terapia gênica em crianças portadoras de atrofia muscular espinhal do tipo 1, uma doença genética caracterizada pela atrofia progressiva dos músculos esqueléticos e morte precoce antes dos 2 anos de idade. A doença é causada por um gene defeituoso, que deixa de codificar uma proteína essencial para o funcionamento dos neurônios. No estudo, vírus não patogênicos que continham uma cópia normal do gene em questão foram injetados em quinze crianças doentes. As crianças tratadas sobreviveram além dos 2 anos e apresentaram melhoras na capacidade de movimento.

Bebê

1

2

3

4

5

Pai Mãe

Pai Mãe

Pai Mãe

Pai Mãe

Pai Mãe

(Disponível em https://vis.sciencemag.org/.)

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas na frase a seguir. Os vírus injetados nas crianças foram capazes de (i)__________, restaurando a produção (ii)__________, que passaram, então, a controlar adequadamente (iii)__________. a) (i) atingir a medula óssea e introduzir nas células-tronco a cópia normal do gene; (ii) de neurônios no cérebro; (iii) a medula espinhal e, portanto, os músculos. b) (i) atingir a medula espinhal e remover dos neurônios a cópia defeituosa do gene; (ii) de hormônios; (iii) a geração de impulsos elétricos e os músculos. c) (i) atingir a medula espinhal e introduzir nos neurônios a cópia normal do gene; (ii) da proteína essencial à função dos neurônios da medula; (iii) os músculos. d) (i) atingir a medula óssea e induzir a produção de linfócitos do sangue; (ii) de anticorpos contra o vírus; (iii) a infecção, restaurando os movimentos das crianças.

Que casal pode ser considerado como pais biológicos do bebê? a) 1 d) 4 b) 2 e) 5 c) 3 20. Enem PPL 2016 Para verificar a eficácia do teste de DNA na determinação de paternidade, cinco voluntários, dentre eles o pai biológico de um garoto, cederam amostras biológicas para a realização desse teste. A figura mostra o resultado obtido após a identificação dos fragmentos de DNA de cada um deles. Garoto

Mãe

1o

2o

3o

4o

5o

18. Enem PPL 2017 O resultado de um teste de DNA para identificar o filho de um casal, entre cinco jovens, está representado na figura. As barras escuras correspondem aos genes compartilhados. Mãe

Pai

I

II

III

IV

V

OLIVEIRA, F. B.; SILVEIRA, R. M. V. O teste de DNA na sala de aula: é possível ensinar biologia a partir de temas atuais. Revista Genética na Escola, abr. 2010.

Após a análise das bandas de DNA, pode-se concluir que o pai biológico do garoto é o a) 1o voluntário. d) 4o voluntário. o b) 2 voluntário. e) 5o voluntário. o c) 3 voluntário. Qual dos jovens é filho do casal? a) I b) II c) III

d) IV

e) V

19. Enem 2013 Cinco casais alegavam ser os pais de um bebê. A confirmação da paternidade foi obtida pelo exame de DNA. O resultado do teste está esquematizado na figura, em que cada casal apresenta um padrão com duas bandas de DNA (faixas, uma para cada suposto pai e outra para a suposta mãe), comparadas à do bebê.

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BIOLOGIA

Capítulo 16

21. Enem 2018 Considere, em um fragmento ambiental, uma árvore matriz com frutos (M) e outras cinco que produziram flores e são apenas doadoras de pólen (DP1, DP2, DP3, DP4 e DP5). Foi excluída a capacidade de autopolinização das árvores. Os genótipos da matriz, da semente (S1) e das prováveis fontes de pólen foram obtidos pela análise de dois locos (loco A e loco B) de marcadores de DNA, conforme a figura.

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Esquema do Gel 1 alelo 1 alelo 2 loco A alelo 3 alelo 4

M

S1

DP1

DP2

DP3

DP4

DP5

Esquema do Gel 2 alelo 1 alelo 2 alelo 3 loco B alelo 4 alelo 5

M

S1

DP1

DP2

DP3

DP4

DP5

COLLEVATTI, R. G.; TELLES, M. P.; SOARES, T. N. Dispersão do pólen entre pequizeiros: uma atividade para a genética do ensino superior. Genética na Escola, n. 1, 2013 (adaptado).

A progênie S1 recebeu o pólen de qual doadora? a) DP b) DP c) DP

d) DP

e) DP

Texto complementar

Para analisar uma região específica do DNA, é necessário produzir diversas cópias idênticas dela. Uma técnica muito utilizada para amplificação de fragmentos específicos de DNA é conhecida como reação em cadeia da polimerase, ou PCR (do inglês, polymerase chain reaction). A produção de novas cópias de DNA é catalisada pela enzima Taq polimerase, uma DNA-polimerase extraída da bactéria termófila Thermus aquaticus, habitante do Parque Nacional de Yellowstone, nos Estados Unidos. Essa enzima é resistente às altas temperaturas necessárias para promover a separação das duas fitas do fragmento de DNA a ser multiplicado. Além da enzima, são necessários primers, também chamados de promotores (curtas sequências de nucleotídeos complementares à sequência de DNA) e nucleotídeos, utilizados para a construção das novas fitas complementares. Os elementos envolvidos na técnica (fragmento de DNA, primers, Taq polimerase e nucleotídeos) são adicionados em uma solução que é submetida a repetidos ciclos de aquecimento e resfriamento. O aquecimento (96 °C) é necessário para quebrar as ligações de hidrogênio entre as bases nitrogenadas e separar as fitas complementares de DNA do fragmento a ser multiplicado. Já o resfriamento é necessário para promover a ligação dos primers com os fragmentos de fita simples do DNA e para a produção das novas fitas pela enzima Taq polimerase. Após diversos ciclos, milhões de cópias do fragmento do DNA são produzidas, o que facilita a análise da informação genética contida nele. As moléculas de DNA produzidas por essa técnica podem ser sequenciadas, visualizadas em eletroforese ou clonadas em plasmídeos bacterianos, para futuros experimentos. A reação em cadeia da polimerase pode ser utilizada para o diagnóstico de doenças, como a covid-19, para a identificação de criminosos e nos testes de paternidade. Texto elaborado para fins didáticos.

CORES FANTASIA

5’

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

3’

Sequência-alvo Molécula de DNA 3’

5’

5’

3’

3’

5’

1 Desnaturação:

aquecer brevemente para separar as fitas de DNA.

2 Anelamento:

Ciclo 1 gera duas moléculas

resfriar para permitir que os primers formem pontes de nitrogênio com as extremidades da sequência-alvo.

Primers

3 Extensão:

a Taq polimerase adiciona nucleotídeos à extremidade 3’ de cada primer.

Novos nucleotídeos

Ciclo 2 gera quatro moléculas

Ciclo 3 gera oito moléculas; duas delas (em caixas brancas) combinam com a sequência-alvo. CAMPBELL, N. A. et al. Biology: a global approach. 12. ed. Harlow: Pearson, 2020. Representação esquemática da reação em cadeia da polimerase (PCR) para a amplificação de uma sequência-alvo de DNA.

FRENTE 1

Reação em cadeia da polimerase ou PCR

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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 Como CRISPR permite a edição do DNA. TED-Ed. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=tw_JVz_IEc. Acesso em:  mar. . O sistema CRISPR-Cas revolucionou a Biotecnologia, permitindo a correção de genes humanos. Nesse vídeo, são apresentados os mecanismos pelos quais as enzimas atuam na edição de genes nas células humanas (em inglês, com legendas em português disponíveis).

Exercícios complementares 1. Uerj As células-tronco se caracterizam por sua capacidade de autorrenovação e diferenciação em múltiplas linhagens celulares. Podem ser classificadas, quanto à origem, em células-tronco embrionárias e células-tronco adultas. As adultas são encontradas nos tecidos dos organismos após o nascimento, sendo capazes de promover a diferenciação celular específica apenas do tecido de que fazem parte. Nomeie a estrutura do blastocisto na qual se encontram as células-tronco embrionárias. Identifique, também, no caso de uma lesão tecidual, a vantagem da existência de células-tronco adultas nos tecidos. 2. Unifesp 2020 Em células-tronco embrionárias (CTEs), o potencial de pluripotência pode variar entre as células oriundas de um mesmo embrião. À medida que o embrião se desenvolve, as células-tronco alteram a quantidade de determinados microRNAs, pequenas moléculas de RNA que apresentam uma sequência de nucleotídeos complementar à de um RNA mensageiro. Os microRNAs degradam ou impedem a tradução dos RNAs mensageiros a que se associam e, dessa forma, contribuem para a manutenção da pluripotência das CTEs. O entendimento desses mecanismos de regulação da pluripotência pode auxiliar as pesquisas com as CTEs e também com as células-tronco pluripotentes induzidas (iPS), obtidas a partir de células adultas de pacientes, modificadas em laboratório. (“Novos mecanismos que regulam a pluripotência em células-tronco embrionárias são desvendados”. www.portaldaenfermagem.com.br, 18.08.2019. Adaptado.)

a) Qual é a sequência de bases nitrogenadas no microRNA que se liga à sequência de bases CAGU de um RNA mensageiro? Cite outra molécula de RNA que pode se ligar ao RNA mensageiro. b) No que consiste a pluripotência das CTEs? Qual a vantagem do uso de células iPS na formação de tecidos para transplantes? 3. UFJF/Pism-MG 2018 Um dos objetivos das pesquisas com células-tronco humanas é a sua utilização na regeneração de órgãos e tecidos. Diversos estudos têm debatido as vantagens de utilizar células-tronco embrionárias e/ou adultas. Sobre este assunto responda: a) Com relação à capacidade de diferenciação celular, o que distingue as células-tronco embrionárias das células-tronco adultas? b) Em que momento do desenvolvimento embrionário são comumente extraídas as células-tronco embrionárias? c) Apesar do destaque dado pela mídia para os novos experimentos, a clonagem ocorre na natureza e é realizada pelo ser humano há séculos. Dê um exemplo que justifique esta afirmativa. 4. Unitau-SP 2020 A primeira vaca clonada, chamada Kaga, morreu aos 21 anos e três meses de idade. A técnica utilizada para a clonagem foi a mesma que, dois anos antes do nascimento de Kaga, resultou na clonagem da ovelha Dolly, no Reino Unido. Como resultado da pesquisa japonesa sobre clonagem bovina, nasceram duas vacas gêmeas, Kaga e Noto, que morreu em maio de 2018. Kaga morreu de velhice (a expectativa de vida das vacas é de 20 a 25 anos). Ela começou a ter problemas para se sustentar e passou a receber suplementos nutricionais e anti-inflamatórios para as patas, segundo a explicação de funcionários do centro de pesquisa de Ishikawa à agência de notícias Kyodo. Em 2006, 14 vacas foram clonadas no centro japonês, mas a pesquisa (que tinha como objetivo melhorar a produção de carne e de leite) foi reduzida, após a distribuição de carne de vaca clonada ser restringida no Japão em 2009. Disponível em: https://exame.abril.com.br/ciencia/morre-aos-21-anos-a-1a-vaca-clonada-do-mundo/. Acesso em out. 2019. Adaptado.

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Capítulo 16

Biotecnologia

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Basicamente, clones são células ou organismos originados de uma única célula, sendo, portanto, idênticos à célula de origem. Muito se tem avançado nas técnicas de clonagem, e o meio científico concorda que ainda há muito a ser explorado e desenvolvido nessa área. Dentre as técnicas de clonagem, estão a clonagem reprodutiva e a terapêutica. Diferencie essas técnicas. 5. UEPG/PSS-PR 2023 A engenharia genética utiliza um conjunto de técnicas e tecnologias na manipulação do material genético. Entre essas biotecnologias está a tecnologia do DNA recombinante. Em relação a conceitos, aplicações e produtos da tecnologia do DNA recombinante, assinale o que for correto. 01  Uma molécula de DNA recombinante consiste na criação de uma nova molécula de DNA a partir da combinação de sequências de DNA provenientes de diferentes fontes. 02  A tecnologia do DNA recombinante avançou nos últimos anos, mas ainda não há tecnologia para combinar DNA de organismos ou genes diferentes em laboratório. 04  As vacinas inativadas e as vacinas vivas atenuadas utilizam inúmeros vetores recombinantes e RNAs mensageiros de transgenes. 08  Uma das aplicações da tecnologia do DNA recombinante é a produção de diversas proteínas, como o hormônio de crescimento, a insulina, entre outras. Soma: 6. UFJF/Pism-MG 2023 A clonagem de DNA em bactérias possibilitou a tecnologia do DNA recombinante permitindo a produção do primeiro hormônio sintético do mundo, a insulina. Segundo estimativas da Organização Mundial de Saúde, o número de portadores de diabetes chega a quase 200 milhões de pessoas, representando 9% da mortalidade mundial e sendo a 12a causa de morte no mundo. A técnica de DNA recombinante consiste no isolamento de genes de interesse, conduzidos por técnicas de clonagem molecular. A sequência de interesse é inserida pela enzima DNA ligase ao componente bacteriano; os fragmentos de DNA são incorporados ao genoma do microrganismo, modificando-o. O DNA agora é chamado de DNA recombinante, o qual é introduzido nas bactérias que se multiplicam e podem produzir essas novas moléculas recombinantes. a) Qual componente bacteriano torna possível um organismo unicelular procarioto produzir a insulina recombinante? b) Qual a vantagem do processo da clonagem gênica para o tratamento de doenças como o diabetes? 7. UEM-PR 2019 Experimentalmente, segmentos de DNA que codificam a produção da insulina humana são ligados à molécula de DNA de plasmídeos e introduzidos em uma bactéria. Com base no exposto e em conhecimentos correlatos, assinale o que for correto. 01  A bactéria com material genético humano é um organismo transgênico. 02  A bactéria não será capaz de sintetizar a insulina, pois seus ribossomos são diferentes dos ribossomos humanos. 04  O RNAm produzido a partir desse segmento de DNA introduzido na bactéria possui obrigatoriamente um códon AUG. 08  O experimento descrito demonstra o processo de clonagem. 16  A análise molecular do DNA formado pela união do DNA humano e do DNA bacteriano identificou somente quatro nucleotídeos diferentes, todos contendo desoxirribose. Soma: 8. Fuvest-SP 2020 Um paciente, com câncer sanguíneo (linfoma) e infectado por HIV, fez quimioterapia e recebeu um transplante de células-tronco da medula óssea de um doador resistente ao HIV. Como resultado, tanto o câncer como o HIV retroagiram neste paciente. O receptor mais usado pelo HIV para entrar nas células do corpo é o CCR5. Um pequeno número de pessoas resistentes ao HIV tem duas cópias mutadas do gene do receptor CCR5. Isso significa que o vírus não pode penetrar nas células sanguíneas do corpo que costumam ser infectadas. O paciente recebeu células‐tronco da medula óssea de um doador que tem essa mutação genética específica, o que fez com que também ficasse resistente ao HIV.

A terapia celular a que o texto se refere a) permitirá que eventuais futuros filhos do paciente transplantado também possuam células resistentes à infecção pelo HIV. b) possibilitou a produção, pelas células sanguíneas do paciente após o transplante, de receptores CCR5 aos quais o vírus HIV não se liga. c) promoveu mutações no gene CCR5 das células do paciente, ocasionando a produção de proteína à qual o HIV não se liga. d) gerou novos alelos mutantes que interagem com o gene do receptor CCR5 do paciente, ocasionando a resistência à entrada do HIV nas células do paciente. e) confirma que o alelo mutante que confere resistência à infecção pelo HIV é dominante sobre o alelo selvagem do gene CCR5.

FRENTE 1

Disponível em https://www.bbc.com/. Março/2019. Adaptado.

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9. Unifesp 2023 O zebrafish (Danio rerio), espécie de peixe ornamental de água doce originária da Ásia, é conhecido no Brasil como paulistinha. Uma versão transgênica desse peixe é dotada de genes de anêmonas e de medusas que o tornam fluorescente nas cores verde, vermelha, laranja e azul. Embora a importação do peixe paulistinha transgênico esteja proibida no Brasil desde 2008, ele pode ser encontrado em aquários particulares e, segundo um estudo recente, até em riachos nacionais. Pesquisadores encontraram mais de uma centena de exemplares desses peixes transgênicos em afluentes mineiros da bacia do rio Paraíba do Sul, cuja presença é preocupante pois pode afetar os peixes nativos. Na região mineira, os peixes paulistinhas transgênicos alimentam-se de insetos aquáticos e zooplâncton e não possuem predadores naturais. (Meghie Rodrigues. Pesquisa Fapesp, abril 2022. Adaptado.)

a) Que efeito ecológico a alimentação dos peixes paulistinhas transgênicos causará sobre as populações de peixes nativos dos afluentes do rio Paraíba do Sul? Qual será o nível trófico ocupado por um peixe paulistinha transgênico que se alimente de insetos que ingeriram zooplânctons herbívoros? b) Suponha que, para desenvolver um peixe paulistinha transgênico, os cientistas inseriram um DNA codificante em um zigoto que tenha se desenvolvido sem mutações. Por que o DNA codificante é o material prioritário para se produzir a fluorescência em um organismo transgênico? Qual a porcentagem de células somáticas nucleadas no corpo de um peixe paulistinha transgênico em que seria encontrado o DNA exógeno que gera a fluorescência? 10. UFPR 2020 A proteína GFP – do inglês green fluorescent protein (proteína verde fluorescente) – é produzida naturalmente pelas medusas. Pesquisadores criaram gatos transgênicos que produzem essa proteína em todas as suas células e cuja pelagem é fluorescente quando esses animais são expostos à luz ultravioleta. O gene da proteína GFP foi introduzido nos óvulos das gatas antes da fecundação. a) Cite e explique os dois processos principais que levam à síntese da proteína GFP a partir do gene de medusa introduzido no genoma dos gatos transgênicos. b) A descendência dos gatos transgênicos poderá ter pelagem fluorescente? Por quê? 11. UEM-PR 2017 As técnicas de manipulação gênica desenvolveram-se a partir da década de 1970, e suas aplicações têm alcançado diversas áreas (a agropecuária, a indústria e a produção de alimentos e de vacinas). Com base em conhecimentos sobre o assunto, é correto afirmar que 01  as ferramentas básicas da Engenharia Genética são as enzimas de restrição que cortam as moléculas de DNA em pontos específicos. Essas enzimas são extraídas de bactérias.

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BIOLOGIA

Capítulo 16

02  a soja transgênica foi produzida pela incorporação, em seu genoma, de um gene de uma bactéria que confere resistência a determinados herbicidas. 04  clone é um grupo de células ou de organismos derivados de uma única célula ancestral ou indivíduo, sendo todos geneticamente iguais. 08  heterose é a cultura de tecidos vegetais pela produção de células com mistura de genes em heterozigose. 16  o melhoramento genético, por ser um processo de seleção de qualidade das espécies, garante que as linhagens resultantes tenham elevada variabilidade genética. Soma: 12. Unicamp-SP 2024 Microrganismos podem ser considerados um laboratório biotecnológico. Em Escherichia coli, a galactose permease (GalP) e a glicoquinase (Glk) compõem uma via alternativa que permite, respectivamente, a absorção e a posterior fosforilação da glicose pela célula. A partir da glicose, a bactéria produzirá etanol. Plasmídeos contendo os genes GalP e Glk de E. coli podem ser construídos com variantes de promotores, visando ao aumento da expressão gênica. (Adaptado de: HERNÁNDEX-MONTALVO, V. et al. Biotechnology and Bioengineering, Nova Jersey, v. 83, p. 687-694, 2003.)

a) Defina o que são promotores e plasmídeos. Considerando o esquema a seguir, identifique a posição das duas proteínas mencionadas no texto, tendo em vista as possíveis posições de 1 a 4. 3

GLU

1

2

ADP

4

GLU-6P

...

Legenda: G  LU = glicose; GLU-6P = glicose-6-fosfato; ADP = adenosina difosfato.

b) Zymomonas mobilis e Saccharomyces produzem etanol e CO2 por uma rota que usa duas enzimas, a piruvato descarboxilase e a álcool desidrogenase. Todavia, Z. mobilis produz mais etanol do que a Saccharomyces, e ambas metabolizam uma variedade limitada de açúcares. Com base em seu conhecimento sobre engenharia genética e tendo em vista o texto apresentado, proponha uma estratégia biotecnológica para aumentar a produção de etanol por microrganismos. 13. Famerp-SP 2023 Utilizada pela primeira vez no país em 2019, uma nova terapia modifica células do próprio paciente para combater o câncer. Conhecida como terapia de células CAR-T, a técnica considera as características moleculares de cada tipo de câncer para desenhar uma resposta específica contra a doença. As células T, que atuam na defesa do organismo, são retiradas do sangue e alteradas geneticamente para que se encaixem na superfície das células cancerosas e possam atacá-las. O material é multiplicado em laboratório e reinserido no paciente. (Catarina Ferreira. “Terapia modifica células do paciente para combater doença”. Folha de S.Paulo, 27.11.2021. Adaptado.)

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14. UEPG-PR 2018 Os organismos que recebem e incorporam genes de outra espécie são chamados de transgênicos. Assinale o que for correto sobre as características e os processos envolvidos na criação de um organismo geneticamente modificado. 01  Atualmente, os organismos geneticamente modificados estão descartados do mercado, visto que os benefícios prometidos durante a confecção dos transgênicos não foram atingidos. Por exemplo, os transgênicos de milho e soja, resistentes ao ataque de insetos, são inviáveis. 02  As enzimas de restrição, obtidas a partir do genoma humano, são essenciais para as etapas de clonagem de genes de interesse em bactérias. As bactérias são os únicos organismos geneticamente modificados que tiveram sucesso em técnicas de transgenia, visto que são de fácil crescimento e manutenção em laboratório. 04  Animais transgênicos são produzidos pela injeção de um gene de interesse em zigotos da espécie que se deseja transformar, logo após a fertilização. Esses embriões são então implantados no útero da fêmea onde se desenvolvem. 08  A manipulação genética de plantas é mais simples que a de animais. O gene que se deseja introduzir na planta é ligado ao plasmídio Ti de Agrobacterium tumefaciens, que tem capacidade de integrar-se ao cromossomo da planta. Pode-se ainda introduzir DNA exógeno à planta, bombardeando-a com partículas contendo DNA aderido na superfície. 16  A injeção de DNA geneticamente modificado (a partir de uma espécie “A”) no núcleo de ovos de uma espécie “B”, onde ele será implantado, permite a obtenção de um organismo transgênico totalmente diferente de “A” ou “B”, chamado de organismo “C”. Soma: 15. Acafe-SC 2018

Edição genética corrige gene humano causador de doença Um grupo de cientistas dos Estados Unidos, da Coreia do Sul e da China conseguiu eliminar de embriões humanos cópias mutantes do gene MYBPC3, responsável pela miocardiopatia hipertrófica, doença cardíaca que provoca

morte súbita e afeta uma a cada 500 pessoas. Os cientistas utilizaram a técnica CRISPR para substituir a sequência de DNA com mutação pela saudável. Dos 58 embriões, 42 se desenvolveram sem o gene que causa a enfermidade, uma taxa de sucesso de 72%. Fonte: Nature, 24/08/201 Disponível em: http://www.nature.com

Acerca das informações contidas no texto e dos conhecimentos relacionados ao tema, analise as afirmações a seguir e assinale a alternativa que contém todas as corretas. I. O ácido desoxirribonucleico, conhecido simplesmente como DNA ou ADN, é responsável pela hereditariedade. Nele encontram-se quatro tipos de nucleotídeos que diferem quanto às bases nitrogenadas. As bases púricas do DNA são Timina e Citosina, enquanto que as bases pirimídicas são Adenina e Guanina. II. O íntron é inicialmente transcrito no núcleo celular em uma molécula de pré-RNAm (transcrito primário), mas depois é eliminado durante o processamento ou splicing. Esse processo ocorre no citoplasma antes de ocorrer a tradução. III. Enzimas de restrição, ou também denominadas de endonucleases de restrição, são as ferramentas básicas da engenharia genética, desempenhando função de clivagem da molécula de DNA em pontos específicos, em reconhecimento a determinadas sequências de nucleotídeos. IV. Através da terapia genética é possível tratamento de doenças, como as neoplásicas, as hereditárias e as degenerativas. O tratamento consiste na inserção da versão funcional do gene para o organismo portador da doença, com o uso de técnicas específicas. V. As diferenças na sequência de DNA entre indivíduos são chamadas de polimorfismos. No genoma humano, o polimorfismo pode ser observado tanto no DNA de sequência única quanto no DNA de sequência repetida em tandem. a) III – IV – V b) I – II – III c) III – IV d) IV – V 16. Unifesp 2017 O Sistema CRISPR-Cas9 foi desenvolvido em laboratório e é constituído de um RNA-guia (CRISPR) associado a uma enzima de restrição (Cas9). O RNA-guia é uma sequência curta de RNA sintético complementar à sequência de um determinado trecho de DNA. Quando introduzido em células vivas, o CRISPR-Cas9 detecta a sequência de DNA complementar e a enzima corta o DNA em um ponto específico. Em seguida, o sistema de reparo do DNA é ativado, unindo novamente os segmentos que foram separados. Nesse processo, podem ocorrer alterações na sequência original, causando a inativação de um gene. Sistemas semelhantes ao CRISPR-Cas9 são encontrados naturalmente em bactérias e ativados quando estas são infectadas por vírus.

FRENTE 1

a) Por que na terapia com células CAR-T há baixo risco de rejeição dessas células pelo organismo da pessoa receptora? Que divisão celular está relacionada a um câncer? b) Cite a principal substância orgânica existente na superfície das células cancerosas que é alvo das células CAR-T. Uma pessoa curada de um câncer poderá transmitir geneticamente as células CAR-T aos seus descendentes? Justifique sua resposta com base nos conhecimentos de transmissão genética.

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RNA-guia

Cas9 DNA

A situação 2 refere-se a uma investigação criminal: na cena do crime foram encontradas manchas de sangue e o delegado precisa saber se o sangue é da vítima, de um indivíduo apontado como suspeito de ser o criminoso ou de uma terceira pessoa não identificada até o momento. Situação 1

corte criança

mãe

suposto pai

sistema de reparo do DNA

alteração de sequência (http://www.aati-us.com. Adaptado.)

a) Cite uma vantagem que sistemas semelhantes ao CRISPR-Cas9 conferem a bactérias atacadas por um vírus cujo material genético seja o DNA. Supondo que no DNA viral exista a sequência de bases nitrogenadas CCCTATAGGG, qual será a sequência de bases no RNA-guia associado à Cas9 bacteriana? b) Por que a alteração na sequência de DNA provocada pelo CRISPR-Cas9 pode inativar um gene?

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Situação 2 amostra de sangue recolhida no local

vítima

suspeito

17. Unicamp-SP 2016 Aedes aegypti modificados (transgênicos) têm sido utilizados no combate à dengue. Esses mosquitos produzem uma proteína que mata seus descendentes ainda na fase de larva. Mosquitos machos modificados são soltos na natureza para procriar com fêmeas nativas, mas os filhotes resultantes desse cruzamento não sobrevivem. É possível monitorar a presença de ovos resultantes do cruzamento de machos modificados com fêmeas nativas a partir da luz fluorescente emitida pelos ovos. a) Descreva o princípio da técnica utilizada para produzir os mosquitos modificados. b) Por que os ovos resultantes do cruzamento dos machos modificados com fêmeas nativas emitem luz fluorescente? O que é preciso fazer com os ovos para saber se eles emitem luz fluorescente?

A partir da análise dos resultados, responda: a) A criança é filho biológico do suposto pai? Justifique sua resposta. b) A amostra de sangue recolhida no local do crime é da vítima, do suspeito ou de uma terceira pessoa não identificada? Justifique sua resposta.

18. Unifesp 2016 As figuras representam os resultados de dois exames de DNA em que as amostras de DNA dos envolvidos são fragmentadas com enzimas específicas e submetidas à eletroforese, gerando um padrão de faixas ou “bandas”. A situação 1 refere-se a um caso de investigação de paternidade: o suposto pai deseja saber se a criança é, de fato, seu filho biológico.

19. UFU-MG Dentre as aplicações atuais da genética molecular, temos os testes de identificação de pessoas por meio do DNA. Essa técnica, que pode ser usada para identificar suspeitos em investigações policiais, consiste em detectar e comparar sequências repetitivas ao longo de trechos da molécula de DNA, regiões conhecidas como VNTR (número variável de repetições em sequência).

BIOLOGIA

Capítulo 16

Biotecnologia

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A figura a seguir ilustra os padrões de VNTRs de quatro pessoas envolvidas, uma vítima (V) e 3 suspeitos (S1, S2 e S3), em uma investigação policial e de uma prova (P) coletada no local do crime. V

P

S1

S2

Mãe

Pai

Filho 1

Filho 2

Filho 3

Filho 4

S3

Com base nos sequenciamentos, o filho biológico dessa mãe com pai diferente do apresentado é o de número: a) . b) . c) . d) .

Considerando as afirmações e a figura acima apresentada, responda: a) A qual dos suspeitos (S, S ou S) pertence a prova (P)? Justifique a sua resposta. b) Que tipo de material pode ser coletado e servir de prova em um caso como esse? c) Por que os resultados desse tipo de análise têm alto grau de confiabilidade? 20. Uerj 2019 Determinadas sequências de DNA presentes no material genético variam entre os indivíduos. A análise dessa variação possibilita, por exemplo, a identificação dos pais biológicos de uma criança. Considere os esquemas a seguir de sequenciamentos de trechos de DNA, separados por gel de eletroforese, de uma família formada por um casal e quatro filhos.

21. FMJ-SP 2024 Muito se falou da sigla PCR (técnica de reação em cadeia da polimerase) nos exames para o coronavírus. O PCR possibilita a obtenção de grandes quantidades de fragmentos específicos de DNA por meio da amplificação em ciclos. Essa técnica pode ser explicada de forma simplificada: o DNA que será amplificado é submetido inicialmente a alta temperatura e depois recebe a ação de polimerases. Depois de vários ciclos, são obtidas várias moléculas do DNA que se quer estudar. a) Por que a molécula de DNA é submetida a alta temperatura para iniciar a técnica do PCR? Cite a importância do uso de polimerases na amplificação de moléculas de DNA. b) O exame RT-PCR, considerado “padrão ouro”, identifica o coronavírus e confirma a covid-. Em realidade, tal exame detecta indiretamente o ácido nucleico do coronavírus com uso da enzima transcriptase reversa (RT), seguida da amplificação do ácido nucleico pela reação em cadeia da polimerase. O coronavírus é composto por qual tipo de ácido nucleico? Explique a função da enzima transcriptase reversa para se amplificar ácidos nucleicos virais.

BNCC em foco EM13CNT302

1. FMJ-SP 2021 A proteína alfa-1-antitripsina (AAT), que é sintetizada nas células saudáveis do fígado humano, previne danos principalmente no fígado e nos pulmões. Uma mutação no gene que codifica essa proteína pode resultar em uma proteína ausente ou anormal, causando distúrbios hepáticos e respiratórios. O tratamento dos pacientes com esses distúrbios é feito administrando-se a proteína ATT do sangue de doadores sem a doença. Contudo, para facilitar a obtenção dessa proteína, pesquisadores ingleses conseguiram inserir no genoma de ovelhas o gene em questão, e as ovelhas passaram a produzir leite com a proteína ATT humana. a) Como são denominados os organismos cujo DNA foi modificado pela adição de gene de outra espécie? Para receber o gene exógeno, o DNA da ovelha precisou ser cortado em pontos específicos onde o gene humano foi inserido. O que é utilizado para cortar esses segmentos de DNA? b) Suponha que uma ovelha seja portadora do gene para a AAT em ambos os cromossomos sexuais e que esteja gestando um feto do cruzamento com um carneiro que não tem esse gene. Sabendo-se que esse feto é um macho, qual a probabilidade de ele ser portador do gene para ATT? Explique como esse filhote poderá contribuir para que o plantel de ovelhas produza leite com a proteína ATT.

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EM13CNT301

2. Unicamp-SP 2019 Nos últimos anos, foram desen­volvidos vários processos tecnológicos para a bio­degradação dos plásticos PE (polietileno) e PET (polietilenotereftalato), amplamente utilizados na fabricação de embalagens. Em países desenvolvidos, apenas 1/4 do total de PE produzido é reciclado; o restante é descartado em aterros sanitários ou queimado por combustão, resultando em enorme ônus ambiental. a) Em um estudo inicial, verificou-se que lagartas vivas da mariposa Galleria mellonella são capazes de reduzir a massa de sacolas plásticas de PE. Posteriormente, lagartas dessa espécie foram maceradas para produzir um extrato líquido, que foi então depositado por 10 horas sobre um pedaço de PE. O gráfico ao lado mostra a massa restante por cm2 de PE na ausência e na presença do extrato após 10 horas. Por que os dados do gráfico confirmam que a redução da massa das sacolas plásticas causada pela presença das lagartas vivas não é resultado apenas da mastigação mecânica pelos insetos? Considerando que a taxa de degradação de PE definida no gráfico permanece constante, quantas horas seriam necessárias para uma quantidade suficiente de extrato degradar todo o pedaço de PE? Explique.

mg/cm2 de PE após 10h

1,1

1

0,9

0,8

sem extrato

com extrato

b) Mais recentemente, um grupo de pesquisadores descobriu uma bactéria encontrada em aterros sanitários no Japão, denominada Ideonella sakaiensis, capaz de fragmentar o PET em unidades menores, processo que depende de uma enzima específica, chamada PETase. Foi sugerido que o genoma da I. sakaiensis poderia ser utilizado para a criação de uma bactéria transgênica a ser empregada em processos industriais de reciclagem de resíduos plásticos. O que é transgenia? Para criar tal bactéria transgênica, que parte do genoma da I. sakaiensis seria essencial? (Fontes: Paolo Bombelli e outros, Polyethylene bio-degradation by caterpillars of the wax moth Galleria mellonella. Current Biology, Cambridge, v. 27, p. R283–R293, abr. 2017. Harry P. Austin e outros, Characterization and engineering of a plastic-degrading aromatic polyesterase. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, Washington, v. 115, p. E4350-E4357, maio 2018. Esse estudo teve a participação do grupo liderado pelo Prof. Dr. Munir Skaf, Pró-Reitor de Pesquisa da UNICAMP.) EM13CNT302

3. Fameca-SP 2016 Um estudo genético foi realizado para determinar o genótipo de três irmãos, filhos dos mesmos pais, em relação ao gene B autossômico, composto por 3 000 pares de bases. Coletaram-se amostras de DNA de cada irmão e, por meio da técnica de PCR, múltiplas cópias deste gene foram feitas in vitro. Em seguida, foi adicionada uma enzima de restrição em cada amostra resultante da PCR. Esta enzima atua apenas sobre o alelo recessivo do gene e entre os pares de bases de número 1  000 e 1  001. Posteriormente, cada amostra resultante foi submetida à eletroforese e o padrão de bandas analisado. 1

2

3

a) Para se conseguir múltiplas cópias deste gene in vitro pela técnica de PCR, que enzima deve ser adicionada ao processo? Como as enzimas de restrição atuam sobre a sequência de DNA do gene recessivo? b) Enzimas de restrição são encontradas naturalmente em bactérias. Qual a vantagem para estes micro-organismos terem esta enzima em seu citoplasma? Determine o genótipo dos irmãos com relação aos alelos B e b.

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BIOLOGIA

Capítulo 16

Biotecnologia

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Mara Fribus/Shutterstock.com

Folha da planta carnívora Dionaea muscipula (2,5 cm de comprimento) após capturar uma mosca (1,3 cm de comprimento).

FRENTE 2

16 CAPÍTULO

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Morfologia vegetal Já estudamos que as folhas das plantas são os principais órgãos responsáveis pela fotossíntese, processo fundamental para a nutrição vegetal. As folhas da planta carnívora Dionaea muscipula, no entanto, além de realizar fotossíntese, são capazes de capturar insetos, que são usados como fonte de nitrogênio em seu metabolismo. Para atrair, capturar, digerir e absorver os nutrientes desses animais, as plantas carnívoras contam com modificações em suas folhas. Essas e outras características morfológicas vegetais serão abordadas neste capítulo.

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BlueRingMedia/Shutterstock.com

A formação do corpo de uma planta, processo conhecido como morfogênese (do grego morphe, forma; gênese, origem), se inicia na germinação da semente, momento em que ocorre a formação do embrião. Durante esse processo, ocorre a diferenciação dos tecidos adultos e a formação dos órgãos da planta, que são divididos em dois grupos: vegetativos e reprodutivos. Os órgãos vegetativos são as raízes, os caules e as folhas, e estão relacionados com o crescimento e a manutenção das plantas. Esses órgãos estão dispostos em dois sistemas: sistema radicular, formado pelo conjunto total de raízes, e sistema caulinar, constituído por caule, ramos caulinares e folhas. Já os órgãos reprodutivos estão relacionados com a produção, a dispersão e a sobrevivência dos descendentes, e são representados, nas angiospermas, por flores, frutos e sementes. Folha Fruto e semente

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Flor

Caule

Raiz

Representação esquemática da estrutura geral do corpo de um tomateiro, uma angiosperma eudicotiledônea.

Folhas O surgimento das folhas ocorre nas gemas apicais caulinares a partir dos primórdios foliares. À medida que se desenvolvem, os tecidos dos primórdios foliares se diferenciam em tecidos adultos organizados de forma laminar, favorecendo a captação de luz solar. As folhas estão intimamente relacionadas com a fotossíntese, mas também são responsáveis pelas trocas gasosas, realizadas entre as plantas e a atmosfera, e pela transpiração vegetal, que consiste na eliminação de água no estado gasoso.

Uma folha simples de eudicotiledônea possui um pecíolo, pedúnculo que une a folha ao caule na região do nó; e uma lâmina foliar ou limbo, que representa a parte achatada e plana. Nas folhas de muitas plantas são encontradas estípulas, estruturas que protegem as gemas axilares. Nas gramíneas e várias outras monocotiledôneas, as folhas são denominadas invaginantes, pois não apresentam pecíolo, e sim uma bainha, estrutura que envolve completamente o caule dessas plantas. BIOLOGIA

Capítulo 16

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Caule Nervuras

CORES FANTASIA

Gema Pecíolo axilar Nervuras

Estípula Lâmina Bainha Nó Monocotiledônea

Lâmina

Caule

Eucotiledônea

Representação esquemática de morfologia foliar de monocotiledônea e de eudicotiledônea.

Anatomia As folhas são revestidas pela epiderme, constituída de uma camada de células protetoras. A epiderme que fica voltada para o lado superior da folha é denominada epiderme adaxial, enquanto a abaxial fica voltada para o lado inferior. Na epiderme, observam-se os estômatos, estruturas relacionadas às trocas gasosas; e a cutícula, camada lipídica que reduz a perda de água para o ambiente. Muitas plantas também possuem tricomas, anexos epidérmicos envolvidos na secreção de substâncias, na redução da perda de água pelas folhas e na defesa contra herbívoros e patógenos.

Saiba mais As folhas podem ser classificadas de acordo com a posição dos estômatos.

 Hipoestomáticas: folhas com estômatos apenas na epiderme da face inferior. Ex.: maioria das plantas, como o ipê-amarelo.

 Epiestomáticas: folhas com estômatos situados apenas na epiderme da face superior. Ex.: plantas que vivem na água, como a vitória-régia e a ninfeia.

 Anfiestomáticas: folhas que possuem estômatos em ambas as faces (superior e inferior). Ex.: gramíneas.

Morfologia

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A lâmina foliar possui nervuras, estruturas que contêm os feixes vasculares: floema e xilema. Existem dois tipos principais de nervuras nas angiospermas: paralelinérvea e reticulinérvea. No primeiro caso, comum em monocotiledôneas, as nervuras são paralelas ao longo do comprimento da folha. Já as nervuras reticulinérveas, comum em eudicotiledôneas, ramificam-se na lâmina foliar, formando uma rede. Jakinnboaz/Shutterstock.com

Desenvolvimento do corpo da planta

A folha é preenchida pelo mesofilo, tecido fundamental que fica no meio da folha e é formado basicamente por feixes vasculares e pelo parênquima clorofiliano, especializado na realização da fotossíntese. Os feixes vasculares formam as nervuras foliares que se distribuem pela folha. Cada feixe vascular possui xilema (voltado para cima), floema (voltado para baixo) e uma bainha, formada por uma camada de células parenquimáticas.

Morfologia vegetal

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Cutícula

Parênquima paliçádico

Mesofilo

Parênquima lacunoso

Excellent Dream/Shutterstock.com

Epiderme

Floema Estômato ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Cutícula

CORES FANTASIA

Nas folhas de muitas eudicotiledôneas, o parênquima clorofiliano pode ser dividido em dois tipos: paliçádico e lacunoso. O parênquima paliçádico possui uma ou várias camadas de células parenquimáticas alongadas, voltadas para a parte superior da folha e com poucos espaços intercelulares. Já o parênquima lacunoso, ou esponjoso, está voltado para a face inferior da folha, sendo constituído de várias camadas de células com grandes espaços intercelulares que possibilitam a livre circulação de gases, como gás oxigênio e gás carbônico, entre as células.

Cutícula

Epiderme

Parênquima paliçádico

Steve Gschmeissner/ Science Photo Library/ Fotoarena

Representação esquemática do corte anatômico de uma folha de eudicotiledônea.

Xilema

Parênquima lacunoso

Estômato

Epiderme

Floema

Fotomicrografia do corte transversal de uma folha de Camellia sinensis, planta utilizada na produção de chá (aumento de 21 vezes, cores artificiais).

Feixe vascular Xilema

Ramo com folhas e flores de espirradeira (Nerium oleander) e, no detalhe, fotomicrografia do corte de sua folha. Note o estômato em cripta, a epiderme multisseriada e a cutícula espessa, adaptações que evitam a perda de água (aumento de 13 vezes, cores artificiais).

BK foto/Shutterstock.com; Dr Keith Wheeler/ Science Photo Library/ Fotoarena

Adaptações de plantas xerófilas As plantas xerófilas, ou xerófitas, vivem em ambientes secos e têm diversas adaptações que restringem a perda de água para o ambiente. Entre as principais, destacam-se:  queda das folhas: muitas plantas da caatinga perdem as folhas antes da estação seca rigorosa;  redução da área foliar: folhas pequenas diminuem a área transpiratória;  espinhos: folhas modificadas das cactáceas (proteção contra herbívoros e a perda de água);  cutícula espessa: possui maior concentração de cera sobre o epitélio (lipídio altamente hidrofóbico);  tricomas de cobertura: se entrelaçam na superfície foliar, retendo umidade e restringindo a perda hídrica;  estômatos em criptas: estômatos conFeixes vasculares Cutícula centrados em reentrâncias com tricomas na epiderme da face inferior que retêm Epiderme umidade; multisseriada  epiderme multisseriada: possui várias Parênquima camadas de células que aumentam a paliçádico proteção da folha;  parênquima aquífero: responsável Parênquima pelo armazenamento de água dentro lacunoso dos vacúolos. Epiderme multisseriada Cutícula

FRENTE 2

Estabelecendo relações

Estômato Tricoma

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Caules

As folhas são órgãos altamente adaptados ao processo de fotossíntese. No entanto, diversas espécies de plantas possuem folhas modificadas que contam com formas e adaptações que permitem a realização de funções adicionais, como suporte, atração e digestão de insetos, proteção, reserva de nutrientes e até mesmo reprodução vegetativa. Veja exemplos de folhas modificadas nas fotografias a seguir.

O caule das plantas se origina a partir do caulículo, estrutura presente no embrião. Após a germinação e o crescimento da plântula, novos ramos caulinares surgem do desenvolvimento das gemas axilares, dispostas ao longo do órgão. O caule produz e sustenta ramos caulinares (galhos), folhas, flores e frutos. Além disso, realiza o transporte de seiva, mantendo a comunicação entre as folhas e as raízes. Diversas espécies estocam reservas em seus caules, como água e amido, que podem ser utilizados nos momentos de necessidade.

ON-Photography Germany/Shutterstock.com

Folhas modificadas

Morfologia

Erkki Makkonen/Shutterstock.com

Ernie Cooper/Shutterstock.com

Algumas plantas possuem brácteas, folhas coloridas que podem ser confundidas com as pétalas de flores. Suas cores marcantes atraem polinizadores. Exemplo: bico-de-papagaio.

O caule é formado por um sistema alternado de nós, pontos em que as folhas ligam-se ao caule, e entrenós, segmentos existentes entre os nós. Nas extremidades do caule e dos ramos caulinares, encontram-se as gemas apicais, formadas pelo meristema apical, pelos primórdios foliares e por escamas protetoras. Os caules também possuem gemas axilares ou laterais, encontradas no ângulo superior do ponto de ligação do pecíolo com o caule. Essas gemas possuem meristema apical dormente, que pode entrar em atividade para formar ramos, folhas ou flores.

Plantas insetívoras possuem folhas com formato variado responsáveis pela atração, captura, digestão e absorção de nutrientes do corpo dos insetos capturados. Exemplo: Drosera capensis.

Gema apical Gema axilar Folha Nó Entrenó

Mauricio Acosta Rojas/Shutterstock.com

Raízes laterais

Sistema caulinar

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Sistema radicular Raiz principal

Representação esquemática da estrutura do corpo de uma eudicotiledônea, com destaque para gema axilar.

pernsanitfoto/Shutterstock.com

Algumas plantas trepadeiras podem ter gavinhas, folhas com formato espiralado que se enrolam ao entrar em contato com algum tipo de suporte. Exemplos: maracujazeiro e aboboreira.

Atenção Nós, entrenós e gemas axilares são estruturas exclusivas de caules, enquanto coifa é exclusiva de raízes. Por isso, essas estruturas são utilizadas pelos botânicos para distinguir caules de raízes.

Anatomia caulinar

Algumas plantas têm espinhos, folhas extremamente reduzidas que as protegem da desidratação intensa e do ataque de animais herbívoros. Exemplo: cactáceas.

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Gema axilar

BIOLOGIA

Capítulo 16

O caule de uma angiosperma eudicotiledônea, em estrutura primária, possui quatro regiões anatômicas distintas: epiderme, córtex, cilindro vascular e medula. Derivada da protoderme, a epiderme tem uma camada de células vivas recobertas por cutícula nas quais podem ser encontrados tricomas e estômatos, assim como nas folhas.

Morfologia vegetal

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O córtex, derivado do meristema fundamental, fica logo abaixo da epiderme e é constituído de células parenquimáticas (parênquima clorofiliano e/ou fundamental), colênquima, esclerênquima e estruturas secretoras. De forma geral, a distinção entre córtex e cilindro vascular é difícil, mas, em algumas plantas, a endoderme (também presente no caule) é visível e demarca bem essa separação.

Atenção Nas eudicotiledôneas, os feixes vasculares estão dispostos em anel (círculo) ao redor da medula – arranjo conhecido como eustelo (do grego eu, verdadeiro, e stele, coluna). Já nas monocotiledôneas, os feixes vasculares estão dispostos de forma difusa no tecido fundamental – arranjo conhecido como atactostelo.

No cilindro vascular da maioria das angiospermas, os tecidos condutores estão organizados em feixes vasculares, sendo que em cada um deles o floema fica voltado para fora e o xilema, para o centro. Na região central do caule encontra-se a medula, formada predominantemente por tecido parenquimático. No caso das monocotiledôneas, o tecido fundamental fica disperso entre os feixes vasculares, e a delimitação exata entre córtex e medula não é muito precisa. Parênquima cortical

Feixe vascular

A Steve Gschmeissner/ Science Photo Library/ Fotoarena; Garry DeLong / Science Source

Floema

Epiderme

B

Medula Xilema

Feixes vasculares

Epiderme

Eudicotiledônea

Fotomicrografias de ((A) corte transversal do caule de uma eudicotiledônea (aumento de 4 vezes) e de ((B) uma monocotiledônea (aumento de 10 vezes; cores artificiais).

Monocotiledônea

Tipos de caule

Algumas plantas apresentam caule do tipo estipe, que é aéreo, ereto, cilíndrico, sem ramificações, lignificado e com folhas dispostas apenas no ápice da planta. Exemplos: palmeiras e coqueiros.

diy13/Shutterstock.com

A haste é um caule comum nas plantas herbáceas. É um caule aéreo, ereto e não lenhoso. Exemplos: manjericão e feijoeiro.

MariaMaslova/Shutterstock.com

Kaspars Grinvalds/Shutterstock.com

Algumas herbáceas produzem estolão, um caule aéreo que se desenvolve rente ao solo e possui enraizamento em vários pontos, permitindo propagação vegetativa. Exemplos: gramíneas e morangueiro.

As xerófilas apresentam cladódio, um caule aéreo, verde e suculento que possui parênquima clorofiliano (fotossíntese) e aquífero (armazenamento de água). Exemplos: cactáceas e euforbiáceas.

FRENTE 2

Plantas com caule do tipo colmo apresentam caule aéreo, ereto e cilíndrico, com nós e entrenós bem visíveis formando gomos. Exemplos: cana-de-açúcar e bambu.

asif waseem/Shutterstock.com

Nó

Elena Masiutkina/Shutterstock.com

Entrenó

jeep2499/Shutterstock.com

Os caules apresentam grande variedade morfológica e estão presentes em todas as traqueófitas. De modo geral, os caules são estruturas aéreas, mas existem caules subterrâneos, que podem ser confundidos com raízes. A seguir serão descritos alguns dos principais tipos morfológicos de caules existentes nas angiospermas.

Plantas arbóreas apresentam caule do tipo tronco: aéreo, ereto, lenhoso, com várias ramificações. Exemplo: mangueira.

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M/S D_

Nó

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Gema axilar

Prato

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Algumas plantas apresentam bulbo, um caule subterrâneo com nós e entrenós bem curtos que formam um disco espesso, denominado prato, dotado de gemas e rodeado por catafilos (folhas modificadas). Exemplos: cebola e alho.

nednapa/Shutterstock.com

Inga Gedrovicha/Shutterstock.com

johan kusuma/Shutterstock.com

O rizoma é um caule subterrâneo espessado e rico em reservas nutritivas, no qual são bem visíveis nós e entrenós e com crescimento paralelo ao solo. Exemplos: gengibre, o inhame e a bananeira.

grey_and/Shu

Lenticelas

Catafilos

Entrenó

Tubérculo é um caule subterrâneo, que surge nas extremidades de rizomas ou estolões e que armazena material nutritivo, como o amido. Exemplo: batata-inglesa.

Raízes

Morfologia

As raízes são os órgãos especializados na absorção de água e minerais, componentes essenciais para a realização de fotossíntese. Além disso, elas também atuam na fixação das plantas no substrato (solos, muros ou troncos de árvores) e frequentemente realizam armazenamento de material nutritivo, sendo mais comum o amido. As eudicotiledôneas geralmente possuem sistema radicular pivotante, no qual se observa uma raiz principal, que tem origem na radícula do embrião; e raízes laterais ou secundárias que partem da raiz principal. Esse sistema radicular penetra profundamente no solo, possibilitando que as plantas obtenham água até mesmo em solos com lençóis freáticos profundos. As monocotiledôneas possuem sistema radicular fasciculado, constituído de um emaranhado de raízes finas, numerosas e não muito profundas no solo, dentre as quais não se distingue uma raiz principal. Isso ocorre porque a radícula morre precocemente e não origina uma raiz principal. Em contrapartida, raízes menores e numerosas surgem do caule dessa planta, sendo denominadas raízes adventícias (do latim adenticus, estranho), já que surgem de um local incomum.

A raiz de uma eudicotiledônea apresenta coifa, região meristemática, região lisa, região pilífera e região de ramificação.

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

VectorMine/Shutterstock.com

CORES FANTASIA

Eudicotiledônea

Monocotiledônea

Representação esquemática do sistema radicular pivotante (eudicotiledônea) e fasciculado (monocotiledônea).

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BIOLOGIA

Capítulo 16

CORES FANTASIA

Raiz principal

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Microfield Scientific Ltd/ Science Photo Library/ Fotoarena

Região pilífera Região lisa Pelos radiculares

Meristema Coifa

AZ 54design/Shutterstock.com

Região de ramificação

Raiz lateral

Representação esquemática da estrutura da raiz de uma planta. Nos detalhes, eletromicrografia de varredura dos pelos radiculares da região pilífera (à esquerda; aumento de 120 vezes; cores artificiais) e representação das regiões de uma raiz (à direita).

A coifa fica na extremidade da raiz e possui várias camadas de células que envolvem, de maneira análoga a um dedal, a região meristemática da raiz. Suas células protegem as células meristemáticas do atrito direto com o solo, evitando que sejam danificadas. Além disso, elas produzem mucilagem, que facilita a penetração da raiz no solo durante seu crescimento. A região meristemática é formada pelo meristema subapical e pelos meristemas primários. É um local onde ocorrem as divisões celulares mitóticas responsáveis pelo crescimento primário da raiz.

Morfologia vegetal

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passagem de substâncias pelas paredes celulares em que ela se encontra. Você verá no próximo capítulo que essa camada atua na seleção de minerais que chegarão até o xilema, tecido que irá transportá-los para a parte aérea da planta. ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

CORES FANTASIA

Epiderme Parênquima cortical Periciclo Endoderme Floema Xilema Pelo radicular

Câmbio vascular

Excellent Dream/Shutterstock.com

A região lisa também é conhecida como região de alongamento ou crescimento, pois as células param de se dividir e começam a crescer em comprimento. A alta taxa de crescimento dessa região possibilita que a raiz se aprofunde no solo na busca de água e nutrientes minerais. A região pilífera possui pelos radiculares, estruturas unicelulares oriundas do alongamento das células epidérmicas e fundamentais para o aumento da área de absorção de água e minerais no solo. Nessa região, ocorre diferenciação celular, originando a epiderme (camada de revestimento) o parênquima, a endoderme, o periciclo e os tecidos condutores (xilema e floema). A região de ramificação possui raízes laterais, formadas a partir da raiz principal, permitindo uma maior fixação e absorção de nutrientes no solo pela planta.

Representação esquemática do corte anatômico transversal de uma raiz de eudicotiledônea.

A região pilífera possui três regiões anatômicas: epiderme, córtex e cilindro vascular. A epiderme, derivada da protoderme, possui uma camada de células justapostas e com cutícula extremamente delgada ou ausente, que facilita a absorção de nutrientes. Algumas células da epiderme se alongam e formam os pelos absorventes.

Saiba mais

NokHoOkNoi/Shutterstock.com

Em orquídeas e aráceas, plantas pertencentes ao grupo das monocotiledôneas, a epiderme da raiz é formada por várias camadas de células mortas com paredes espessadas, formando uma estrutura esbranquiçada denominada velame, que aumenta a eficiência de absorção de água e minerais, atua como uma barreira de proteção mecânica do córtex e também reduz a perda de água pelas raízes, visto que essas plantas são epífitas e possuem raízes aéreas.

O cilindro vascular, derivado do procâmbio, é formado pelo periciclo e pelos tecidos condutores (floema e xilema primários). O periciclo (do grego peri, ao redor, e kyklos, circular) é formado por uma ou mais camadas de células parenquimáticas situadas entre a endoderme e os tecidos condutores. Ele atua na formação do felogênio (origina meristemas secundários) e das raízes laterais, na transferência de minerais para as células condutoras do xilema e no crescimento secundário das raízes, já que pode originar o câmbio. Depois do periciclo, o cilindro vascular é formado pelos tecidos condutores de seiva. Nas eudicotiledôneas, o xilema primário forma um maciço sólido que emite projeções (arcos) em direção ao periciclo, enquanto o floema primário forma cordões isolados e alternados a esses arcos. Já nas monocotiledôneas, que possuem raízes adventícias, a parte mais interna do cilindro central é preenchida por tecido parenquimático, formando a medula. M. I. Walker / Science Source / Easypix

Anatomia

Parênquima cortical

Floema

O córtex, derivado do meristema fundamental, é a região compreendida entre a epiderme e o cilindro vascular. Nele, é encontrado o parênquima cortical, formado por várias camadas de células sem cloroplastos, com espaços intercelulares e, frequentemente, estoque de amido, formando um parênquima amilífero. A última camada do córtex é a endoderme, com células justapostas, sem espaços intercelulares e com estrias de Caspary em suas paredes transversais e radiais. Essa estria possui suberina, molécula hidrofóbica que impede a

Periciclo

Xilema Endoderme

Fotomicrografia do corte anatômico de uma raiz de Acorus calamus (eudicotiledônea). (Aumento de 140 vezes, cores artificiais.)

Tipos de raízes De forma geral, as raízes são órgãos subterrâneos, mas muitas plantas também apresentam raízes aéreas. Da mesma maneira que as folhas, as raízes podem apresentar outros papéis dependendo do ambiente e do modo de vida das plantas. A seguir, serão apresentados os principais tipos de raízes, suas funções e exemplos de plantas em que são encontrados.

FRENTE 2

Raízes adventícias de orquídea, com destaque para o velame (estrutura esbranquiçada).

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Escoras são raízes adventícias aéreas de sustentação que fornecem suporte para plantas com base caulinar pequena ou que vivem em ambientes pantanosos. Exemplo: milho.

Em ambientes em que o solo possui baixa concentração de O2, como nos manguezais, as plantas apresentam pneumatóforos, que são raízes que crescem para cima (gravitropismo negativo) e possuem poros, denominados pneumatódios, que possibilitam trocas gasosas entre a planta e a atmosfera. Exemplo: mangue-preto.

Raízes tuberosas são subterrâneas e muito ricas em material nutritivo, como o amido, atuando como órgãos de reserva energética para a planta. Exemplos: cenoura, mandioca, rabanete, nabo e batata-doce.

Nigita/Shutterstock.com

tinglee1631/Shutterstock.com

Vladislav T. Jirousek/Shutterstock.com

Raízes tabulares são raízes laterais aéreas com crescimento secundário, adquirindo aspecto de tábuas que aumentam o poder de fixação e sustentação de espécies arbóreas de grande porte. Exemplo: figueira.

Ruslan Gubaidullin/Shutterstock.com

Aggie 11/Shutterstock.com

Mironmax Studio/Shutterstock.com

Haustórios são raízes adventícias sugadoras de plantas parasitas que penetram no caule de plantas hospedeiras na busca de água e nutrientes. Exemplos: cipó-chumbo e erva-de-passarinho.

Raízes grampiformes são raízes adventícias aéreas, também conhecidas como aderentes, que fixam as plantas lianas ou cipós (caules de plantas trepadeiras) em muros, rochas ou caules de outras plantas. Exemplo: hera.

Os rizóforos, encontrados em plantas do mangue, foram considerados raízes aéreas escoras durante muito tempo pelos botânicos do mundo todo. Trabalhos de anatomia vegetal realizados por pesquisadoras brasileiras revelaram, no entanto, que essas estruturas possuem padrão anatômico caulinar e não radicular, como se imaginava. Apesar de apresentarem algumas características de raízes (como o crescimento para baixo e a ausência de folhas ou entrenós), os rizóforos possuem padrão de maturação e distribuição dos elementos condutores do xilema coincidente com o que é encontrado normalmente nos caules das plantas, não nas raízes. Dessa forma, os rizóforos são atualmente considerados exemplos de caules de suporte, e não mais raízes.

Sanatana/Shutterstock.com

Saiba mais

Mangue-vermelho (Rhizophora mangle), com destaque para os rizóforos.

Flores As flores são órgãos exclusivos das angiospermas, grupo mais diverso do reino vegetal. Elas surgem a partir do desenvolvimento de gemas apicais e/ou axilares estimuladas por ação hormonal. A presença de flores possibilitou uma maior eficiência na reprodução cruzada, já que a relação com animais polinizadores criou uma variedade de estratégias de polinização, aumentando o sucesso reprodutivo das angiospermas. Além disso, após a polinização e a fecundação, as flores originam os frutos e as sementes, órgãos essenciais para a reprodução dessas plantas.

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BIOLOGIA

Capítulo 16

Morfologia vegetal

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Estrutura

Frutos

No capítulo , estudamos que uma flor é um ramo modificado com pedicelo (estrutura que prende a flor na planta), receptáculo floral e quatro grupos de órgãos florais (folhas modificadas). As flores possuem grande variedade morfológica, já que a presença, o número, a forma e a disposição dos órgãos florais variam bastante entre as espécies. As flores completas possuem os quatro grupos de órgãos florais (sépalas, pétalas, estames e pistilos); nas flores incompletas, um desses quatro gruposde elementos florais está ausente. Os órgãos florais podem apresentar disposição espiralada (semelhante à encontrada nos estróbilos das gimnospermas) ou disposição verticilada, na forma de círculos concêntricos denominados verticilos florais. A maioria das angiospermas possui flores bissexuadas, também conhecidas como perfeitas ou monóclinas, com androceu e gineceu na mesma flor. Já as flores unissexuadas, também conhecidas como imperfeitas ou díclinas, possuem apenas um verticilo fértil: as flores estaminadas (masculinas) possuem apenas androceu, e as flores pistiladas (femininas), apenas gineceu.

Os frutos são órgãos exclusivos das angiospermas. São derivados do desenvolvimento e amadurecimento dos ovários das flores. Os frutos representam uma aquisição evolutiva de suma importância, já que são responsáveis pela proteção das sementes contra a invasão de patógenos e a perda de água. Os frutos também atuam na dispersão das sementes para novos ambientes, onde os descendentes podem se desenvolver e formar novas populações. Em algumas espécies, os frutos caídos no solo podem servir de substrato inicial para o desenvolvimento das sementes.

Antera

Pistilo

Ovário Óvulo

Filete

Pétala Sépala

Receptáculo

Pedicelo

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Representação esquemática de uma flor completa de angiosperma.

As sépalas, cujo conjunto forma o cálice, são órgãos mais externos da flor. Logo depois ficam as pétalas, estruturas delicadas cujo agrupamento forma a corola. O conjunto formado pelo cálice e pela corola é denominado perianto (do grego perí, ao redor, e ánthos, flor). Em muitos casos, como nos lírios, as sépalas e as pétalas são muito parecidas e recebem o nome de tépalas, e o conjunto delas é denominado perigônio. Os estames (órgãos masculinos) ficam próximos das pétalas, e seu conjunto forma o androceu. Os órgãos mais internos e centrais das flores são os pistilos (órgãos femininos), cujo conjunto forma o gineceu. Cada pistilo é formado pelo dobramento e, na maioria dos casos, fusão de folhas denominadas carpelos. Em muitas angiospermas não são encontradas flores isoladas, e sim dispostas em inflorescências, que representam os conjuntos de flores agrupadas em um mesmo pedúnculo caulinar. Os botânicos acreditam que o agrupamento de flores em inflorescências pode ser uma vantagem evolutiva, já que são mais facilmente percebidas por polinizadores do que as flores isoladas.

Estrutura A parede do fruto, também conhecida como pericarpo (do grego peri, ao redor, e karpós, fruto), é derivada da parede do ovário e pode ser dividida em três partes: epicarpo, mesocarpo e endocarpo. A delimitação dessas regiões nem sempre é clara e pode variar de acordo com a interpretação dos anatomistas vegetais que trabalham especificamente com frutos. Epicarpo

Mesocarpo

Endocarpo Partes constituintes do pericarpo de um pêssego.

O epicarpo é derivado da epiderme externa do ovário e apresenta uma ou várias camadas de células epidérmicas que atuam na proteção contra desidratação e invasão de patógenos. Em algumas espécies, como na pera e na maçã, o epicarpo possui lenticelas, que permitem trocas gasosas com a atmosfera. O mesocarpo é derivado do mesofilo ovariano, apresentando várias camadas de células componentes de diferentes tecidos vegetais. Nos frutos carnosos, como a manga, o mesocarpo se torna suculento e representa a parte que é ingerida pelos animais que se alimentam dele. O endocarpo é derivado da epiderme interna do ovário e possui uma ou várias camadas de células em contato direto com as sementes.

FRENTE 2

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Estame

A palavra “fruta” é um termo popular utilizado para se referir, geralmente, apenas aos frutos carnosos que são doces, como a uva e o mamão. Já os frutos que não são muito doces, como o tomate e a berinjela, não são considerados frutas, pelo menos para a maioria das pessoas. Dessa forma, neste livro, será preservado no texto o termo botânico tradicional “fruto”, para se referir aos órgãos de reprodução exclusivos das angiospermas.

Kovaleva_Ka/Shutterstock.com

Estigma Estilete

Atenção

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Classificação Os frutos são órgãos de enorme variedade morfológica e são classificados seguindo diferentes critérios, como a origem, a consistência do pericarpo ou os mecanismos de abertura. Tendo em vista a origem, existem três tipo de frutos: simples, agregados e infrutescências. Pelo critério da consistência do pericarpo, os frutos podem ser divididos em carnosos (suculentos na maturidade) ou secos (secam durante a maturação). Em relação à abertura para liberação das sementes, os frutos são divididos em deiscentes (do latim dehiscens, abrir), quando se abrem, ou indeiscentes, quando permanecem fechados na maturidade.

Frutos simples

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Os frutos simples são os mais comuns nas angiospermas e originam-se de uma única flor que possui um pistilo. Esses frutos podem ser carnosos (drupas e bagas) ou secos (legumes, sâmaras, aquênios e cariopses).

Sementes

Epicarpo Endocarpo (duro)

Endocarpo (mole)

Mesocarpo

Asa

Epicarpo

Mesocarpo A drupa é um fruto carnoso com apenas uma semente protegida pelo endocarpo lignificado (enrijecido), que se funde à casca da semente e forma o caroço. Exemplos: manga, pêssego, azeitona, cereja e ameixa.

A baga é um fruto carnoso, geralmente com diversas sementes inseridas em um endocarpo não lignificado (mole). Exemplos: mamão, uva, tomate e melancia.

A sâmara é um fruto seco e indeiscente com uma ou várias asas, prolongamentos laminares que favorecem a sua dispersão pelo vento. Exemplo: tipuana (5 cm de comprimento).

Semente

Valvas

Pericarpo + casca

Fruto Sementes

Embrião

Endosperma O legume é um fruto seco e deiscente, conhecido como vagem, que se abre e separa o fruto em duas metades denominadas valvas. Exemplos: feijoeiro, ervilha, soja, lentilha e grão-de-bico.

Frutos do tipo cariopse (conhecidos como grãos) são secos, indeiscentes e têm pericarpo totalmente fundido à casca da semente. Exemplos: milho, arroz e trigo.

Aquênio é um fruto seco e indeiscente, com pericarpo fino e rígido envolvendo uma semente presa apenas em um ponto em sua extremidade. Exemplos: morango e girassol.

Atenção

Frutos agregados Os frutos agregados também surgem de uma única flor, porém constituída de vários pistilos separados. Em cada um dos pistilos, cada ovário se torna um frutículo ou frutéolo, que se desenvolve juntamente com os outros dos demais pistilos. Como resultado, tem-se um fruto agregado, constituído de vários frutículos inseridos em um mesmo receptáculo floral. Alguns exemplos são a framboesa, que é composta por vários frutículos carnosos e drupáceos; e o morango, composto por vários frutículos do tipo aquênio inseridos em receptáculo carnoso e suculento (parte vermelha).

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Frutículos

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O termo “legume” é utilizado na linguagem popular para se referir a uma ampla variedade de órgãos vegetais comestíveis, incluindo tubérculos (batata-inglesa), raízes tuberosas (cenoura), folhas (couve) e inflorescências (brócolis). Entretanto, na literatura botânica, esse termo é utilizado restritamente para se referir aos frutos típicos das leguminosas.

Representação esquemática de um ramo caulinar com folhas, flores e frutos agregados de framboesa.

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BIOLOGIA

Capítulo 16

Morfologia vegetal

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CORES FANTASIA

Frutos

Flores

Escamas

Inflorescência

Infrutescência

CORES FANTASIA

Estame Esta am me e

Pseudofruto Frutículos

Pétala ala

Sépalas

Sé ép palla Sépala

Receptáculo

Pedicelo

Representação esquemática da flor e imagem do pseudofruto e dos frutículos no morango (Fragaria vesca).

O pedicelo floral, conhecido como pedúnculo, pode crescer e se tornar carnoso (comestível) originando pseudofrutos, como no caso dos cajus. Nessa espécie, o pseudofruto corresponde ao pedicelo carnoso (parte amarelada e suculenta), enquanto o fruto verdadeiro é a amêndoa que fica presa em sua extremidade. No interior do fruto encontra-se a semente, conhecida como castanha do caju, que também pode ser consumida, e é rica em proteínas e lipídios. Vale a pena ressaltar que o fruto verdadeiro não deve ser consumido pelo ser humano, uma vez que é tóxico.

Representação esquemática da inflorescência e infrutescência do abacaxi.

Frutos

Casos especiais Pseudofrutos Algumas angiospermas possuem órgãos carnosos e comestíveis denominados pseudofrutos (do grego pseudo, falso) ou frutos acessórios, que não podem ser considerados frutos verdadeiros, já que não se originam no ovário. Esses órgãos surgem de outras partes da flor, como o pedicelo e o receptáculo floral. Nas maçãs e nas peras, a parte comestível esbranquiçada é proveniente do desenvolvimento do receptáculo floral. Os frutos verdadeiros dessas plantas, provenientes dos ovários, são a parte mais interna e fibrosa existente em seu interior, em contato direto com as sementes. ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

CORES FANTASIA

Antera

Estigma

Sépalas

Estilete Fruto Semente Pseudofruto

Sépala Óvulo

Ovário Receptáculo Pedicelo

Pedicelo

Representação esquemática da flor da macieira em corte longitudinal mostrando o receptáculo floral, estrutura que dá origem a maior parte do pseudofruto maçã (Malus domestica).

Nos morangos, a parte vermelha, suculenta e comestível surge do receptáculo floral, que cresce, após a fecundação, e acumula material nutritivo, originando o pseudofruto. Os frutículos (estruturas amareladas ovais) são aquênios (frutos secos indeiscentes) que ficam mais ou menos afundados no pseudofruto.

Pseudofruto Sementes Pseudofrutos, frutos e sementes de caju (Anacardium ocidentale).

Frutos partenocárpicos Existem alguns casos especiais denominados frutos partenocárpicos (do grego parthénos, virgem, e karpós, fruto), uma vez que não possuem sementes. Em muitas plantas cultivadas, como bananas e uvas Crimson e Thompson, os frutos partenocárpicos se desenvolvem naturalmente, sem a ocorrência da fecundação, pois são provenientes de variedades alteradas, que foram selecionadas pelo ser humano. No caso das bananas, os pontos escuros existentes em seu interior são óvulos não fecundados. Nas variedades selvagens de bananas, em que ocorre polinização e fecundação, os óvulos se desenvolvem normalmente e formam as sementes. A

Óvulos não fecundados

B Sementes

FRENTE 2

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Pistilo

MERCURY studio/Shutterstock.com

As infrutescências, também conhecidas como frutos compostos ou múltiplos, são formadas a partir do desenvolvimento de inflorescências, ramos constituídos de várias flores. Na maioria dos casos, outras partes florais (sépalas e pétalas) e o eixo da inflorescência também podem se unir para a formação das infrutescências. Os principais exemplos são o abacaxi, o figo, a jaca e a amora. No caso do abacaxi, sua secção transversal revela a presença de pedúnculo intumescido (eixo central), envolvido pelos frutos carnosos partenocárpicos fundidos entre si, com uma escama (bráctea) protetora em cada um deles.

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

PixaHub/Shutterstock.com; Swapan Photography/Shutterstock.com

Infrutescências

Bananas da espécie Musa paradisiaca sem sementes (A) e da espécie Musa balbisiana com sementes (B).

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Atenção Frutos partenocárpicos também podem surgir a partir da aplicação de hormônios vegetais, como a auxina e a giberelina, nos ovários das flores antes da ocorrência da polinização. Estudaremos no Capítulo  que a aplicação hormonal estimula o crescimento das células dos ovários, que se desenvolvem e formam os frutos partenocárpicos.

Sementes

Estrutura Toda semente possui uma casca e uma amêndoa. A casca ou tegumento é diploide (n) e protege a semente contra a perda de água, invasão de patógenos e danos físicos. Ela surge a partir do (s) tegumento (s) do óvulo, que produz sementes bitegumentadas (testa e tégmen) ou unitegumentadas (apenas testa). CORES ELEMENTOS FANTASIA

Tubo polínico

FORA DE PROPORÇÃO

Casca Tegumentos Óvulo

Embrião Semente

Representação esquemática do desenvolvimento de uma semente de angiosperma a partir do óvulo.

A casca protege a amêndoa, constituída do embrião e do endosperma. O embrião é oriundo da fecundação da oosfera (gameta feminino) pela célula espermática (gameta masculino) e é constituído de estruturas como a radícula (raiz embrionária), o caulículo (caule embrionário) e os cotilédones (armazenamento ou transferência de nutrientes). Ao redor do embrião encontra-se o endosperma, também conhecido como albúmen, tecido nutritivo triploide formado da união de uma célula espermática (gameta masculino) com os dois núcleos polares da célula central. Esse tecido é rico em carboidratos, lipídios e proteínas, servindo como fonte de alimento ao embrião em seus primeiros dias de vida, até que consiga realizar a fotossíntese. No caso do milho, o endosperma corresponde à parte branca e comestível da pipoca.

BIOLOGIA

Capítulo 16

Casca (n) Cariopse (fruto) Cotilédone

Embrião (n)

Representação esquemática da semente do feijão (A), e do fruto cariopse, como a semente do milho (B).

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Saiba mais No caso das gramíneas, como o milho, o embrião possui um cotilédone especializado, denominado escutelo (do latim scutellum, pequeno escudo) que apresenta uma grande área de contato com o endosperma, do qual absorve nutrientes durante a germinação. Além disso, o embrião das gramíneas é revestido por duas bainhas protetoras: o coleóptilo, que recobre o caule jovem; e a coleorriza, que recobre a raiz em desenvolvimento. Já no caso das leguminosas, como o feijão, as reservas nutritivas são transferidas do endosperma aos dois cotilédones carnosos do embrião durante o desenvolvimento das sementes. Nesses casos, as sementes são exalbuminosas, já que não possuem endosperma.

Dispersão

Oosfera Células espermáticas

B

Cotilédones Endosperma

Núcleos polares

Endosperma (n) Casca (n)

Cotilédones

Quando um grão de pólen atinge um estigma compatível, ocorre germinação e desenvolvimento do tubo polínico – estrutura tubular que transporta os gametas masculinos até o óvulo. Após a fecundação dupla, o óvulo fecundado começa a crescer e se modificar, transformando-se na semente. As principais funções de uma semente são a de proteção e de nutrição do embrião, aumentando as chances de ele se desenvolver em ambiente terrestre.

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Embrião (n)

Aldona Griskeviciene/Shutterstock.com

A

Ao longo da evolução, foram selecionadas adaptações morfológicas nos frutos que, além de proteção, possibilitaram a dispersão das sementes, fenômeno fundamental para a ocupação de novos ambientes. A dispersão também evita competição entre os descendentes com seus próprios irmãos ou com sua mãe pelos mesmos recursos disponíveis no ambiente, o que diminuiria suas chances de sobrevivência. Em alguns casos, como da planta maria-sem-vergonha, a própria planta-mãe é que se encarrega de lançar as sementes para longe dela, processo conhecido como autocoria (do grego autós, próprio, e khoros, espalhar). Na maioria dos casos, entretanto, as plantas contam com agentes abióticos (vento e água) ou bióticos (animais) para ajudar na dispersão de suas ementes. Na zoocoria (do grego zôon, animal, e khoros, espalhar) a dispersão ocorre por meio de animais. Uma estratégia é a planta produzir um fruto carnoso nutritivo pelo qual os animais são atraídos e podem utilizá-lo como alimento. Ao ingerir esses frutos carnosos, as sementes, que estavam em seu interior, passam pelo sistema digestório desses animais e são eliminadas pelas suas fezes. Alguns animais, como o esquilo, podem armazenar sementes em esconderijos subterrâneos, nos quais elas podem germinar e formar novos organismos. Existem ainda frutos secos, como o carrapicho e o picão, que possuem ganchos ou espinhos que se prendem no corpo dos animais e são transportados com eles para outras localidades.

Morfologia vegetal

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Bess Hamitii/Shutterstock.com

Quando a dispersão depende do vento, como no dente-de-leão, o processo é conhecido como anemocoria (do grego anemos, vento, e khoros, espalhar). Nesse caso, os frutos ou as sementes podem apresentar projeções na forma de asas ou pelos que permitem o transporte para longas distâncias por meio do vento. Já na hidrocoria (do grego hydor, água, e khoros, espalhar) a dispersão ocorre por meio da água, como nos cocos. Esses frutos armazenam ar entre as fibras do mesocarpo, o que permite que possam flutuar na água do mar até encontrarem um local onde possam se desenvolver.

Dispersão das sementes pelo vento em dente-de-leão (5 cm a 15 cm de diâmetro).

Revisando 5. A ilustração abaixo representa o corte transversal da raiz de uma eudicotiledônea. Excellent Dream/Shutterstock.com

1. Quais são os órgãos vegetativos e reprodutivos encontrados nas angiospermas? 2. A ilustração abaixo representa o corte transversal da folha de uma eudicotiledônea.

Excellent Dream/Shutterstock.com

A

D

D

C

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

C

CORES FANTASIA

B

a) Quais são as funções de uma folha? b) Que estruturas estão indicadas pelas letras na ilustração? c) Cite dois exemplos de folhas modificadas. 3. A imagem abaixo representa o corte transversal do caule de uma angiosperma. A Steve Gschmeissner/ Science Photo Library/ Fotoarena

B

A

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

B

a) Quais são as funções básicas de uma raiz? b) Que estruturas estão indicadas pelas letras na ilustração? 6. Cite as funções e dê exemplo de plantas com os seguintes tipos de raízes. a) Tuberosas. b) Haustórios. c) Pneumatóforos. 7. Cite o nome e função das estruturas indicadas pelas letras na ilustração abaixo, que representa uma flor completa de angiosperma. A D

udaix/Shutterstock.com

E

B

C

C E

a) Essa planta é uma monocotiledônea ou eudicotiledônea? Justifique a sua resposta com base no padrão de distribuição dos feixes vasculares. b) Que estruturas estão indicadas pelas letras A, B, C e D na ilustração?

8. O que são frutos e que funções desempenham nas angiospermas?

4. Cite três exemplos de caules aéreos e dois exemplos de caule subterrâneos.

10. Qual é a importância da dispersão das sementes? Cite dois fatores abióticos que atuam nesse processo.

9. Explique a diferença entre pseudofrutos e frutos partenocárpicos, citando dois exemplos de cada um.

FRENTE 2

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Exercícios propostos 1. UnB-DF 2021

Brilhos na floresta: cientistas descobrem na Amazônia nova espécie de fungo que brilha no escuro Essa é a segunda espécie de fungo bioluminescente catalogada na região. Ela foi identificada nas margens do rio Cuieiras, que liga Manaus a Maues, interior do Amazonas. Até 2018, a Amazonia contava apenas com uma espécie de fungo bioluminescente catalogada. A nova espécie, batizada de Mycena cristinae, e uma homenagem a professora da Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Cristina Maki, que fazia parte do grupo de pesquisa, mas faleceu antes da sua conclusão. Na floresta, os fungos bioluminescentes podem estar em troncos de arvores caídos e nas folhas do chão. Brilham em decorrência de uma reação química semelhante a que ocorre com vagalumes e outros organismos. Nela, a luciferina metabolizada reage com o oxigênio sob catalise da enzima luciferase, criando-se energia química na forma de luz fria. Segundo Jadson Oliveira, esse fenômeno luminoso, consequência do metabolismo energético de alguns fungos, necessita de muitos esclarecimentos quanto ao seu papel. Fonte: https://g1.globo.com (Adaptado). Acesso em: 26 fev. 2023.

Acerca dos troncos de árvore e das folhas citados no texto apresentado, considerando que se trata de estruturas de uma angiosperma, assinale a opção correta. a) Os troncos das árvores são caules que possuem em sua estrutura estômatos, coifa e xilema. b) As folhas possuem carpelo e cutícula, sendo importantes para a absorção de água. c) Os troncos, que auxiliam na sustentação das plantas, são formados por xilema, floema e estigma. d) As folhas possuem parênquima e são estruturas importantes para a troca gasosa nas plantas. 2. Uece 2018 As folhas apresentam formas variadas resultantes das adaptações necessárias para que as plantas habitem ambientes diversos. Considerando a anatomia foliar das angiospermas, assinale a afirmação verdadeira. a) A epiderme é multiestratificada, ou seja, apresenta várias camadas de células para facilitar as trocas gasosas. b) O mesófilo é preenchido pelo clorênquima, contém tecidos condutores, mas não possui tecidos de sustentação. c) As folhas das plantas xerófitas apresentam mais estômatos, estruturas responsáveis pelas trocas gasosas, para reduzir a perda de água. d) Os feixes condutores da folha, prolongamentos dos feixes da raiz, apresentam o xilema voltado para a face inferior da folha e o floema para a face superior.

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BIOLOGIA

Capítulo 16

3. UPF-RS 2017 A figura abaixo representa, de forma esquemática, um corte transversal tridimensional numa folha de dicotiledônea. 

  

 Disponível em: www.survivalworld.com/science/anatomy/leaf-anatomy. html#.WOeXcIWcHIU. Adaptado. Acesso em: 7 abr. 2017.

Sobre a figura, assinale a alternativa incorreta. a) O número  indica a cutícula, camada de cera impermeabilizante produzida pelas células epidérmicas, cuja principal função é evitar a perda de água. b) O número  indica a epiderme abaxial da folha, tecido aclorofilado cuja função principal é o revestimento do órgão. c) O número  indica um estômato, estrutura epidérmica que permite as trocas gasosas, pois apresenta um poro (ostíolo) que permanece sempre aberto. d) O número  indica o mesofilo foliar, composto por parênquima paliçádico no lado adaxial e por parênquima lacunoso no lado abaxial. e) O número  indica um feixe vascular, estrutura de condução composta principalmente por xilema e floema. 4. Univag-MT 2021 Em florestas tropicais é muito comum a presença de lianas emaranhadas ou pendentes nas árvores, assim como ilustrado pela imagem.

(https://escola.britannica.com.br)

Também conhecidas como cipós, as lianas nada mais são que

Morfologia vegetal

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a) galhos modificados que pendem em direção ao solo em busca de sustentação. b) caules respiratórios ou pneumatóforos de árvores que se desenvolvem em solos pobres em oxigênio. c) raízes-suporte para melhorar as condições de fixação de árvores que se desenvolvem em solos lodosos e instáveis. d) raízes aéreas de plantas epífitas que vivem sobre galhos de árvores para sugar seus nutrientes. e) caules de plantas trepadeiras que germinam no solo e crescem apoiadas em outras árvores em busca de luz e sustentação. 5. UEPG-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.  É composta por súber, felogênio e feloderme.  Tem como tecido mais externo o súber, que acumula em suas paredes celulares a suberina, substância pouco permeável que caracteriza a morte do protoplasma.  É o tecido que reveste o corpo das plantas em crescimento secundário, substituindo a epiderme.  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.

b) A é caule de eudicotiledônea, pois apresenta floema e xilema alternados; B é raiz de eudicotiledônea em crescimento primário, pois tem feixes vasculares colaterais separados entre si, formando um cilindro com parênquima no centro. c) A e B são raízes de eudicotiledôneas, no entanto, B representa a estrutura primária, e A representa a estrutura secundária desse órgão. d) A é raiz de eudicotiledônea, pois apresenta floema e xilema alternados e região central preenchida com xilema; B é caule de eudicotiledônea em crescimento primário, pois tem feixes vasculares colaterais separados entre si, formando um cilindro com parênquima no centro. e) A e B são caules de monocotiledôneas, no entanto, A representa a estrutura primária, e B a estrutura secundária desse órgão. 7. Uerj 2018 Por serem formados por sedimentos bem finos, que se deslocam facilmente, os solos dos mangues são mais instáveis. Árvores encontradas nesse ambiente apresentam adaptações que garantem sua sobrevivência, como o formato diferenciado de suas raízes, ilustrado na imagem.

Soma: 6. UPF-RS 2014 As figuras A e B abaixo representam cortes transversais feitos em órgãos vegetais. Periciclo Floema Córtex

Epiderme

B

Xilema Endoderme

Epiderme Córtex Medula

Xilema Floema

Com base na análise das figuras, é correto afirmar que: a) A é raiz de eudicotiledônea, pois apresenta floema e xilema alternados e região central preenchida com xilema; B é raiz de monocotiledônea, pois tem feixes vasculares separados entre si, formando um cilindro.

http://margahfitopato.blogspot.com

O formato diferenciado de raiz desses vegetais contribui para o seguinte processo: a) fixação c) frutificação b) dispersão d) desidratação 8. UFPR 2023 A respeito das trocas gasosas em tecidos e órgãos das plantas, é correto afirmar: a) As folhas são as partes das plantas que mais realizam trocas gasosas com o ambiente, garantindo que a taxa de fotossíntese seja sempre mais alta do que a taxa respiratória. b) Em cactáceas, as trocas gasosas ocorrem somente durante dia, pois a alta incidência de luz solar promove a abertura dos estômatos. c) Devido à baixa disponibilidade de oxigênio dissolvido na água ou presente no solo, plantas de mangues retiram oxigênio do ar por meio de pneumatóforos. d) Plantas são adaptadas a manter as trocas gasosas em taxas constantes, independentemente das variações de temperatura e luminosidade ambiental. e) As plantas realizam apenas respiração anaeróbica, pois o gás oxigênio não é utilizado pela planta, mas liberado para a atmosfera durante a fotossíntese.

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9. Enem PPL 2019 O mangue é composto por três tipos de árvores (Rhizophora mangle – mangue-bravo ou vermelho, Avicennia schaueriana – mangue-seriba, e Laguncularia racemosa – mangue-branco). Uma característica morfológica comum aos três tipos de árvores encontradas no mangue está relacionada à pouca disponibilidade de oxigênio encontrado em seu solo. ALVES, J. R. P. (Org.). Manguezais: educar para proteger. Rio de Janeiro: Femar; Semads, 2001 (adaptado).

A característica morfológica de valor adaptativo referenciada no texto é a a) ausência de frutos. b) ausência de estômatos. c) presença de folhas largas. d) presença de raízes-escoras. e) presença de pneumatóforos. 10. Uece 2017 As raízes das angiospermas podem apresentar especializações que permitem classificá-las em diversos tipos. É correto afirmar que as raízes a) escoras apresentam um revestimento chamado velame, uma epiderme multiestratificada. b) respiratórias ou pneumatóforos são adaptadas à realização de trocas gasosas que ocorrem nos pneumatódios. c) tuberosas possuem o apreensório para se fixarem ao hospedeiro e de onde partem finas projeções, os haustórios. d) sugadoras armazenam reservas nutritivas, principalmente o amido, e por isso apresentam grande diâmetro. 11. Unioeste-PR 2020 A raiz emerge da semente em germinação, permitindo à plântula fixar-se no solo e absorver água e sais minerais. É CORRETO afirmar que: a) as raízes tuberosas, como as da mandioca, cenoura, batata-inglesa e cebola, armazenam reservas nutritivas, principalmente na forma de grãos de amido que são utilizados pela planta durante a floração e formação de frutos. b) o câmbio vascular e o felogênio são estruturas constituídas por células meristemáticas e são responsáveis pelo crescimento em extensão das raízes e também pela formação de raízes laterais. c) além da fixação e absorção, as raízes também realizam a condução e armazenamento de substâncias e, diferentemente de outras partes da planta, não sintetizam hormônios. d) a região de meristema radicular é caracterizada pela ausência de divisão celular. e) os meristemas subapicais são caracterizados pela atividade mitótica de suas células e estão protegidos pela coifa. 12. UEMG 2018 Uma floresta ripária submetida a alagamentos periódicos apresentou algumas embaúbas (espécies arbóreas da espécie Cecropia pachystachya) com raízes crescendo diretamente do caule e pequenos pontos de ruptura no tecido suberoso do caule, que aparecem como orifícios. A formação dessas estruturas

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BIOLOGIA

Capítulo 16

é uma resposta fisiológica adaptativa comum em plantas submetidas ao alagamento. Assinale a alternativa que apresenta corretamente os nomes das raízes e dos orifícios produzidos nessas condições. a) Grampiformes e periderme. b) Adventícias e lenticelas. c) Pneumotóforos e hidatódios. d) Estranguladoras e estômatos. 13. UEPB 2014 Nas angiospermas as estruturas relacionadas com a reprodução sexuada são as flores. Observe o esquema, onde se encontra representada uma flor, e identifique as estruturas numeradas; em seguida, estabeleça a relação entre o número indicado no esquema, nome da estrutura e a descrição da mesma. 



 filete

 

A. Ovário. C. Estame. E. Antera. B. Pétalas. D. Gineceu. I. Dilatação na ponta do filete onde são produzidos os grãos de pólen. II. Estrutura que contém o óvulo e que, ocorrendo a fecundação, desenvolve-se originando o fruto. III. Estrutura reprodutora feminina da flor, formada pela fusão de folhas carpelares. IV. Em conjunto compõem a corola, importante na atração dos agentes polinizadores. V. Formado pelo filete e a antera: o conjunto destes compõe o androceu. A alternativa que apresenta a relação correta é: a) -D-lII, -B-IV, -E-l, -C-V, -A-II. b) -B-l, -D-V, -A-II, -E-lV, -C-III. c) -D-II, -B-V, -E-IV, -C-III, -A-V. d) -C-IV, -A-lI, -D-III, -B-lV, -E-I. e) -E-V, -C-III, -B-II, -A-I, -D-IV. 14. Uece 2015 Apesar de serem mais conhecidas pela maioria das pessoas por sua função decorativa, as flores são os órgãos responsáveis pela reprodução nas angiospermas, sendo compostas por folhas modificadas, com funções específicas, denominadas verticilos florais. Com relação aos verticilos florais, pode-se afirmar corretamente que a) as tépalas são o conjunto de pétalas coloridas e a corola compreende o conjunto de sépalas. b) a corola corresponde ao conjunto de sépalas e o perianto compreende o conjunto de pétalas. c) o cálice é constituído pelas sépalas; já a corola é constituída pelas pétalas. d) todas as flores possuem cálice, corola, androceu e gineceu.

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Flores que apresentam órgãos reprodutores de ambos os sexos, masculino e feminino, são chamadas dioicas. Flores hermafroditas são denominadas completas quando constituídas por quatro conjuntos de verticilos florais. Nas espermatófitas, o ovário, que fica na base do gineceu, corresponde ao fruto desenvolvido a partir da fecundação. As sépalas são geralmente verdes e sua função é cobrir e proteger o botão floral antes de ele se abrir. A sequência correta, de cima para baixo, é: a) F, F, V, V. c) V, V, F, F. b) V, F, V, F. d) F, V, F, V. 16. PUC-RS 2016 Na reprodução de angiospermas, cada óvulo desenvolve uma semente após a fecundação, e o ovário forma um __________ que encerra as sementes. A semente armazena vários nutrientes, como proteínas, óleos e amido, enquanto o embrião se desenvolve a partir do __________. Inicialmente, esses nutrientes são estocados no __________ da semente. a) fruto – óvulo – cotilédone b) fruto – zigoto – endosperma c) tegumento – óvulo – epicótilo d) tegumento – zigoto – cotilédone e) pericarpo – óvulo – endosperma 17. Uece 2016 Na feira, um biólogo pediu ao feirante um quilo de um fruto simples, carnoso, do tipo baga, e dois quilos de uma drupa indeiscente. As frutas solicitadas são respectivamente a) mamão e azeitona. b) morango e tangerina. c) abacate e laranja. d) pêssego e limão. 18. UFU-MG 2018 Os frutos são classificados em vários tipos, dependendo de sua origem no desenvolvimento. Na sua maioria, os frutos são derivados de um único carpelo ou de vários carpelos fusionados, denominados frutos simples. O fruto agregado resulta de uma única flor que tem mais de um carpelo separado, cada qual formando um pequeno fruto. Um fruto múltiplo desenvolve-se de uma inflorescência, um grupo de flores fortemente agrupadas. Em relação às informações acima, assinale a alternativa que contém, respectivamente, um representante de fruto simples, de fruto agregado e de fruto múltiplo. a) Pêssego, tomate e amendoim. b) Limão, figo e amora. c) Maçã, morango e jaca. d) Ervilha, framboesa e abacaxi. 19. UFPR 2014 Uma pessoa vai ao mercado e compra pepino, cenoura, abóbora, tomate, uva, feijão, beterraba, couve e milho. Quantos desses produtos são frutos? a) . c) . e) . b) . d) .

20. Fuvest-SP 2013 No morango, os frutos verdadeiros são as estruturas escuras e rígidas que se encontram sobre a parte vermelha e suculenta. Cada uma dessas estruturas resulta, diretamente, a) da fecundação do óvulo pelo núcleo espermático do grão de pólen. b) do desenvolvimento do ovário, que contém a semente com o embrião. c) da fecundação de várias flores de uma mesma inflorescência. d) da dupla fecundação, que é exclusiva das angiospermas. e) do desenvolvimento do endosperma que nutrirá o embrião. 21. Uece 2016 No que diz respeito ao cajueiro, analise as afirmações abaixo. I. O cajueiro (Anacardium occidentale) é uma árvore originária da África, comum na região Nordeste do Brasil. II. Seu fruto é macio, piriforme, comestível, de cor alaranjada ou avermelhada, muito apreciado na culinária nordestina. III. Suas folhas são simples e pecioladas; seu sistema radicular é formado por uma raiz pivotante bem desenvolvida. IV. A castanha, fruto seco do tipo aquênio, possui uma só semente ligada à parede do fruto por um só ponto. Está correto o que se afirma em a) III e IV apenas. b) I, II e IV apenas. c) I, II e III apenas. d) I, II, III e IV. 22. UPF-RS 2022 O fruto foi uma importante aquisição evolutiva das angiospermas que contribuiu decisivamente para o sucesso desse grupo de plantas. Assinale a afirmativa correta referente a esse órgão vegetal. a) As principais funções do fruto estão relacionadas com a proteção e a dispersão da(s) semente(s). b) Frutos que não apresentam sementes em seu interior são denominados pseudofrutos. c) Um fruto partenocárpico é constituído por duas partes principais: o carpelo e a(s) semente(s). d) O processo de desenvolvimento do fruto é desencadeado por hormônios liberados pelo pericarpo. e) O fruto resulta do desenvolvimento do óvulo e, eventualmente, de outras peças florais. 23. O termo “legume” é utilizado na literatura botânica para se referir aos frutos típicos das leguminosas. Que alternativa indica um exemplo de legume? a) Cenoura. b) Beterraba. c) Vagem. d) Batata. e) Brócolis.

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15. Uece 2016 Atente ao que se diz sobre flores, e assinale com V o que for verdadeiro e com F o que for falso.

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24. UCS-RS 2022 O aparecimento dos frutos foi um importante passo evolutivo para as angiospermas, considerando que essa estrutura permitiu maior proteção às sementes e, também, auxiliou na dispersão delas, especialmente através de animais frugívoros. Sobre os frutos, é correto afirmar que a) são resultado do desenvolvimento do pedúnculo floral. b) são compostos por três estruturas: pericarpo, endocarpo e mesocarpo. c) podem ser classificados, de acordo com as características do endocarpo, em carnosos, como a manga, ou secos, como o guaraná. d) os secos podem ser deiscentes ou indeiscentes e, entre os deiscentes, está a vagem do feijão. e) a maioria dos carnosos é deiscente, isto é, abrem-se espontaneamente quando maduros. 25. FICSAE-SP 2023 A figura representa de forma simplificada as fases de reprodução do milho. Grão de pólen “Cabelo do milho”

Endosperma Dupla fecundação

Embrião

(www.geochembio.com. Adaptado.)

Sobre a reprodução do milho, afirma-se que a) os gametas apresentados são células haploides geradas por meiose no interior do saco embrionário. b) o endosperma é triploide porque é formado pela fusão de um núcleo espermático com duas oosferas. c) o grão de pólen é uma estrutura diploide que deve garantir o transporte de esporos no interior do tubo polínico. d) o embrião é diploide porque é formado pela fusão de um núcleo polar com um núcleo espermático. e) o “cabelo do milho” é uma parte do gineceu e representa um estilete que está ligado a um ovário. 26. Enem Libras 2017 Um pesquisador observou um pássaro alimentando-se dos frutos de uma espécie de arbusto e perguntou-se qual seria o efeito na germinação das sementes do fruto após passarem pelo trato digestório do pássaro. Para responder à pergunta, o pesquisador pensou em desenvolver um experimento de germinação com sementes de diferentes origens. Para realizar esse experimento, as sementes devem ser coletadas a) aleatoriamente do chão da mata. b) de redes de coleta embaixo dos arbustos. c) diretamente dos frutos de arbustos diferentes. d) das fezes dos pássaros de lugares diferentes. e) das fezes dos pássaros e dos frutos coletados dos arbustos. 27. Unesp 2021 A figura mostra uma sequência que representa as fases de transformação do milho em pipoca quando aquecido.

O fenômeno de transformação do milho em pipoca ocorre pelo aquecimento e vaporização da água em seu interior. A pressão exercida pelo vapor rompe a superfície rígida e selada do milho, e o calor provoca a expansão de parte do seu conteúdo interno, o que origina a parte branca da pipoca, leve, porosa e crocante. Para que o milho se transforme em pipoca, é necessário que a pressão do vapor d’água rompa a superfície rígida da casca a) do fruto, para a expansão de sua polpa. d) da semente, para a expansão de seu endosperma. b) do fruto, para a expansão do embrião na semente. e) da semente, para a expansão do embrião na semente. c) do fruto, para a expansão do endosperma da semente. 28. PUC-Rio 2019 As plantas, em geral, são organismos fixos, que estão sujeitas a grandes alterações do ambiente físico, como secas excessivas, solos inundados, extremos de temperaturas, mas algumas plantas apresentam adaptações para enfrentar essas alterações. Qual das opções abaixo apresenta adaptações relacionadas a essas alterações do ambiente físico: a) Presença de flor, raiz pivotante muito profunda, folhas modificadas em espinhos. b) Presença de flor, raiz pneumatófora, folhas modificadas em espinhos. c) Presença de fruto carnoso, raiz pivotante muito profunda, folhas modificadas em espinhos. d) Presença de fruto carnoso, raiz pneumatófora, folhas e caules suculentos. e) Raiz pivotante profunda, raiz pneumatófora, folhas e caules suculentos.

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Capítulo 16

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Texto complementar No final do desenvolvimento, as sementes têm apenas cerca de 5 a 15% de água em seus tecidos e alta concentração de ácido abscísico, o que faz com que os embriões entrem em estado de dormência. O período de viabilidade da semente varia bastante dependendo das condições em que ela se encontra, podendo durar dias, meses, anos ou séculos. A dormência é fundamental para a sobrevivência do embrião em ambiente terrestre, pois permite que ele retome seu desenvolvimento quando as condições ambientais forem favoráveis. As condições ambientais para a quebra da dormência das sementes variam de acordo com cada espécie: as menos exigentes germinam logo após encontrarem substratos adequadamente hidratados. Outras sementes, no entanto, germinam após receberem algum sinal ambiental, como alteração no fotoperíodo ou na temperatura. Em plantas de clima temperado, por exemplo, a germinação das sementes ocorre após serem submetidas a temperaturas bem baixas no inverno, garantindo que a germinação ocorra somente na primavera (estação favorável). A germinação de uma semente se inicia com a embebição, processo pelo qual ela absorve água do solo por osmose, determinando a reidratação de seus tecidos. A absorção de água causa a expansão da semente, o rompimento da casca e alterações fisiológicas no embrião, que permitem a sua retomada de crescimento. Uma dessas alterações é a diminuição da concentração de ácido abscísico (hormônio inibidor) e o aumento Semente de ervilha após a germinação e formação da plântula. na concentração de giberelina, hormônio fundamental para a quebra da dormência. O sinal visível de germinação de uma semente é o rompimento da casca da semente e o surgimento da radícula, que cresce em direção ao solo e irá formar a raiz principal das eudicotiledôneas. A raiz principal se desenvolve e produz raízes laterais, aumentando a superfície de absorção de água e minerais pelo embrião. Concomitantemente ao crescimento da raiz, ocorre o desenvolvimento do caule. No feijão, o hipocótilo (eixo abaixo dos cotilédones) se desenvolve primeiro expondo os cotilédones acima do solo. Logo após, se inicia o desenvolvimento do epicótilo (eixo acima dos cotilédones) que mantém o crescimento do caule e produz novas folhas. As folhas novas iniciam a produção de matéria orgânica por meio da fotossíntese, tornando a plântula autótrofa. Nesse momento, os cotilédones já estão murchos e logo caem no solo. CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Anest/Shutterstock.com

Germinação das sementes

Folha madura Cotilédones Casca

Epicótilo

Hipocótilo Radícula

Raiz

Designua/Shutterstock.com

Representação esquemática da germinação e do desenvolvimento da semente de feijão.

Hipocótilo

Texto elaborado para fins didáticos.

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

Texto CONHEÇA as características de uma planta carnívora. eCycle, [s.d.]. Disponível em: https://www.ecycle.com.br/ planta-carnivora/. Acesso em:  abr. . O artigo aborda a diversidade de plantas carnívoras e fornece orientações para a criação dessas plantas em casa.

Vídeo PLANTA carnívora | VIDA. Discovery Channel. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=rjKRQYmiLk. Acesso em:  abr. . O vídeo mostra um trecho do documentário Vida, com imagens de plantas carnívoras Dionaea capturando moscas.

FRENTE 2

Quer saber mais?

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Exercícios complementares 1. UEPG-PR 2016 A folha é uma estrutura laminar adaptada à captação de luz. Sua forma e a disposição interna dos tecidos, refletem adaptações a diferentes tipos de ambiente. Sobre o assunto, assinale o que for correto.  A epiderme foliar é quase sempre formada por uma única camada de células, contudo em regiões áridas, as folhas podem apresentar a epiderme com muitas camadas celulares e contendo mais estômatos, são as plantas xerófitas.  As células da epiderme secretam cutina, formando uma película praticamente impermeável, a cutícula. As trocas gasosas ocorrem por meio dos estômatos, presentes principalmente na face inferior da folha.  Os hidatódios estão localizados nas bordas de algumas folhas e são especializados em eliminar o excesso de água da planta.  Os tricomas são estruturas presentes na parte superior da folha, responsáveis pela captura e distribuição da luz para os cloroplastos, viabilizando o processo de fotossíntese.  A região interna da folha, ou mesofilo, é constituída de células ricas em cloroplastos e grandes espaços por onde circula o ar atmosférico, permitindo assim a troca de gases com o ambiente.

2. UFSC 2018 Na maioria das plantas, a folha é o principal órgão fotossintético. As estruturas histológicas de uma folha vegetal são mostradas esquematicamente na figura a seguir.

Parênquima paliçádico Nervura (feixe vascular) Parênquima lacunoso

Cutícula

3. USCS-SP 2016 A posição e distribuição dos estômatos nas folhas estão relacionados às condições do ambiente em que a planta vive. Os estômatos podem estar presentes apenas na face superior ou apenas na face inferior da folha; igualmente distribuídos por ambas as faces; ou em maior número em uma das faces da folha. As fotos apresentam, respectivamente, folhas da vitória-régia, planta aquática típica da Amazônia, e folhas do ipê-amarelo, que ocorre no Cerrado brasileiro. Vitória-régia (Victoria amazonica)

(http://ecoparquesperry.com.br)

a) No caso das folhas da vitória-régia, os estômatos se localizam em sua face superior ou em sua face inferior? Justifique sua resposta. b) No caso das folhas do ipê-amarelo, os estômatos se concentram em sua face superior ou em sua face inferior? Justifique sua resposta. 4. Unifesp 2023 Analise a imagem de raízes do tipo pneumatóforos encontradas em plantas do gênero Avicennia sp.

Bainha Xilema Floema Epiderme inferior

Sobre as estruturas foliares, é correto afirmar que:  as plantas xerófitas podem apresentar a epiderme com várias camadas de células.  a cutícula facilita a troca gasosa entre a epiderme e o ar atmosférico.  a epiderme superior, por receber diretamente a luz do sol, possui maior quantidade de cloroplasto em relação aos outros tecidos.  em todas as estruturas histológicas de uma folha ocorre fotossíntese.  os estômatos selecionam o CO, que é utilizado na fotossíntese, e o N, que é utilizado na formação das proteínas e dos ácidos nucleicos. Capítulo 16

Ipê-amarelo (Tabebuia chrysotricha)

Epiderme superior

Estômato

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Soma:

(www.florestaaguadonorte.com.br)

Soma:

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 a folha é um órgão formado por vários tecidos vegetais.  as folhas como a representada no esquema são encontradas nas Briófitas, nas Pteridófitas, nas Gimnospermas e nas Angiospermas.

(www.floraofqatar.com)

a) Cite a característica do solo que selecionou a sobrevivência de plantas com esse tipo de raiz. Qual a vantagem desse tipo de raiz para as plantas do gênero Avicennia sp?

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5. UEPG-PR 2015 Um tipo de caule de plantas comum e conhecido é o tronco, que é aéreo e vertical, com ramificações. No entanto, muitas plantas apresentam caule com adaptações especiais. Em relação às adaptações especiais de caule, assinale o que for correto.  O tubérculo é um caule subterrâneo rico em material nutritivo, exemplo: a batata.  Cladódio é um caule aéreo modificado com função fotossintetizante e/ou de reserva de água.  O caule volúvel é ereto e rígido, possuindo poucas folhas e com espinhos.  Rizóforo é um caule cilíndrico em que se observem nitidamente os nós e entrenós, formando os gomos, como ocorre no bambu.  Rizoma é um caule aéreo rastejante em que há enraizamento em vários pontos. Se a ligação entre um enraizamento e outro for interrompida, a planta morre. Soma: 6. UEPG-PR 2022 As chamadas “suculentas” são plantas pertencentes a diversas famílias botânicas que, em geral, apresentam adaptações morfológicas e fisiológicas que garantem sua sobrevivência em ambientes onde a água não está constantemente disponível. A seguir são dados exemplos de adaptações morfológicas. Identifique aquelas que podem ser encontradas nas plantas “suculentas” e assinale o que for correto.  Todas apresentam caule do tipo tronco.  Apresentam epiderme com camada espessa de cutícula.  Podem apresentar folhas modificadas em espinhos.  Podem armazenar água no parênquima aquífero.  Podem apresentar caule do tipo cladódio. Soma: 7. UPE/SSA 2016 O coqueiro, Cocus nucifera, é uma das espécies de palmeira com maior distribuição na zona tropical, por causa de sua pouca exigência nutricional e de sua facilidade em se dispersar pelos mares e ter um sistema de sustentação resistente aos fortes ventos e ao solo arenoso do litoral. O seu caule apresenta nós e entrenós bem visíveis, mas com folhas apenas no ápice, que, por sua vez, é classificado como a) haste. d) estipe. b) bulbo. e) tubérculo. c) colmo.

8. UEM-PR 2016 Sobre os diferentes órgãos vegetais utilizados na alimentação humana, assinale a(s) alternativa(s) correta(s).  Gengibre, cebola, beterraba e mandioca são exemplos de raízes.  Tomate, uva, goiaba e pepino são classificados como frutos do tipo baga.  A banana é um exemplo de fruto partenocárpico, dentro da qual os pontos escuros correspondem aos óvulos não desenvolvidos.  A semente de soja é encontrada dentro de um fruto seco deiscente conhecido como legume.  A cana-de-açúcar apresenta caule do tipo estipe, encontrado nas monocotiledôneas. Soma: 9. Famerp-SP 2023 Nas raízes de certas espécies de plantas existem nódulos, regiões intumescidas repletas de bactérias (Rhizobium) que fixam o nitrogênio atmosférico em compostos nitrogenados, fundamentais na síntese de alguns compostos orgânicos. Essas bactérias são encontradas comumente em plantas que produzem a) sementes em espigas. b) caules do tipo colmo. c) caules do tipo bulbo. d) caules do tipo tubérculo. e) sementes em vagens. 10. Famema-SP 2017 A imagem representa a formação de uma raiz durante o fenômeno da germinação.

a) Sabe-se que a luz, a temperatura adequada, a água e o oxigênio são fatores que estimulam a germinação. Qual desses fatores mais influencia no início desse processo? Nomeie as estruturas filamentosas apontadas pela seta na imagem. b) As células embrionárias conseguem sintetizar ATP utilizando o material de reserva nutritiva, independentemente da presença de luz. Cite o tecido de reserva de nutrientes encontrado nas sementes de angiospermas e explique como ocorre a síntese de ATP nessas células, no início da germinação, sem a presença de luz.

FRENTE 2

b) As raízes do tipo pneumatóforos das plantas do gênero Avicennia sp. não conseguem fixar o gás nitrogênio do ar como as raízes das leguminosas o fazem. Por que as raízes do tipo pneumatóforos não fixam o gás nitrogênio? Como deve estar a concentração de sais no vacúolo das células radiculares para que a planta Avicennia sp. possa absorver água do ambiente em que vive?

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11. Unicentro-PR 2022 As raízes das plantas possuem características que conferem absorção de água e minerais, sustentação, reserva de alimento, respiração, entre outras funções. Sobre a estrutura e os tipos de raízes, assinale a alternativa correta. a) A coifa é uma estrutura formada pelo cilindro vascular, responsável pela absorção de água e sais minerais da planta. b) A zona pilífera é a região onde as raízes secundárias são formadas, a partir do eixo principal pivotante, por divisão celular da epiderme. c) As raízes crescem por divisão celular, em uma região específica, localizada no córtex, chamada de zona de maturação celular. d) Na maioria das gimnospermas e angiospermas, a raiz tem um eixo principal que penetra mais profundamente no solo e do qual sai uma extensa rede de ramificações secundárias. e) O sistema de raízes formadas por um feixe e inúmeras raízes de igual tamanho é chamado de pivotante e ocorre nas espécies de gimnospermas. 12. UFSC 2018 A figura abaixo representa esquematicamente um corte transversal da raiz de uma planta dicotiledônea, na qual se observa também o processo de absorção e o sentido da seiva bruta. Movimento ascendente da seiva bruta Endoderme Xilema Córtex Epiderme

Floema Periciclo Entrada de água e sais Pelo absorvente minerais o

FAVARETTO, J. A. Biologia: unidade e diversidade, 2 ano. 1. ed. São Paulo: FTD, 2016, p. 247.

 os pelos absorventes são projeções de células epidérmicas e estão localizados em todas as regiões das raízes.  no córtex, há espaços cheios de ar entre as células parenquimáticas, os quais são essenciais para a respiração celular.  a organização histológica observada em raízes de dicotiledôneas é a mesma das raízes monocotiledôneas, sendo que as únicas diferenças entre os dois grupos são o tipo de nervuras das folhas, a quantidade de pétalas e sépalas nas flores e a quantidade de cotilédones nas sementes.  os pelos absorventes são formados por hifas e liquens, que aumentam a absorção de água e sais minerais.

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BIOLOGIA

Capítulo 16

 a seiva elaborada é essencial para todos os tecidos que constituem as raízes.  a água e o gás carbônico, essenciais para a realização da fotossíntese, são fornecidos pela seiva bruta, que se movimenta, em sentido ascendente, pelo xilema das raízes até as folhas. Soma: 13. Unemat-MT 2022 [...] A mandioca é um tubérculo da família das Euphorbiaceae, que se desenvolve abaixo da superfície do solo. Ela possui ampla capacidade de adaptação, ou seja, nasce em variadas condições de clima e solo. Segundo pesquisadores, é uma planta muito antiga, cultivada e consumida antes mesmo da colonização no país. Atualmente, é considerada um dos principais alimentos básicos da população mundial. Ela é produzida em mais de 100 países, sendo os maiores produtores Nigéria, Tailândia, Brasil, Indonésia, Angola, Gana e República Democrática do Congo, respectivamente. A mandioca é a terceira maior fonte de carboidratos, ficando atrás apenas do arroz e do milho. Disponível em: https://www.infoescola.com/folclore/ lenda-da-mandioca /Acesso em: mai. 2022.

Vários alimentos são órgãos vegetais distintos com desenvolvimento diferenciado para acúmulo de energia e nutrientes. Considere, de forma simplista, os órgãos vegetais como raízes, caules, folhas, sementes e frutos. Quais os órgãos vegetais desenvolvidos pra formar respectivamente as partes comestíveis de alimentos como: arroz, feijão, mandioca, batata-inglesa, cebola e beterraba. a) semente, caule, caule, raiz, folha (bulbo) e folha (bulbo). b) folha, semente, raiz, raiz, raiz e folha (bulbo). c) semente, semente, raiz, raiz, raiz e raiz. d) semente, semente, raiz, caule, folha (bulbo) e raiz. e) semente, semente, raiz, raiz, folha (bulbo) e folha. 14. UEM-PR 2019 A flor é a estrutura reprodutiva de muitas espécies vegetais e é muito importante para a preservação delas. Sobre essa estrutura, assinale o que for correto.  Os verticilos florais das angiospermas são constituídos de corola, tépalas e gineceu.  Em algumas flores, o fato de o androceu e o gineceu amadurecerem ao mesmo tempo garante uma floração mais prolongada e uma maior produtividade dos frutos.  O androceu é constituído por um conjunto de estames, local onde são formados os grãos de pólen.  A protandria ocorre quando os estames amadurecem antes que os pistilos.  A flor, assim como o estróbilo das gimnospermas, é um ramo especializado em que há folhas férteis, os esporófilos, que formam os esporângios. Soma:

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15. UENP-PR 2023 Em relação aos organismos vegetais, analise as afirmativas, assinale V (verdadeiro) ou F (falso), e assinale a alternativa CORRETA: Nas espécies de briófitas e licopodiófitas (pteridófitas), ocorre alternância de gerações, nas quais as gerações duradouras são a gametofítica e a esporofítica, respectivamente. A semente de soja (Glycine max) é encontrada dentro de um fruto seco deiscente, conhecido como legume. A cana-de-açúcar (Saccharum officinarum) possui um caule do tipo estipe, comum em espécies de dicotiledôneas. A batata-inglesa (Solanum tuberosum) e o gengibre (Zingiber officinale) são exemplos de raízes tuberosas. A banana (Musa sp.) é um exemplo de fruto partenocárpico, o qual é formado sem que tenha ocorrido fecundação. a) V, V, F, F, V. d) V, F, F, F, V. b) F, V, F, F, F. e) V, F, V, F, F. c) F, V, V, F, V. 16. UFSM-RS Outra fruta se cria numas árvores grandes [...] depois de madura é muito amarela. [...] chamam-lhes cajus, têm muito sumo e cria-se na ponta dessa fruta [...] um caroço como castanha, e nasce diante da mesma fruta.

Observe as figuras a seguir e tente entender, botanicamente, a descrição pouco científica de uma de nossas frutas nativas, feita por Pero de Magalhães Gândavo, em 1500. F

c) Se O = O’, a castanha (O’) não pode ser um fruto verdadeiro. d) Se O = O’, a castanha é uma semente. e) Se F = F’ e se O = O’, o fruto verdadeiro é a união de F’ e O’. 17. UEPG-PR 2022 A parede do ovário da flor das angiospermas, geralmente após a fecundação, amadurece e se desenvolve no pericarpo, que corresponde ao fruto, o qual apresenta papel fundamental na proteção e na dispersão das sementes. Sobre a classificação dos frutos, assinale o que for correto.  Os frutos partenocárpicos são aqueles que se originam do desenvolvimento do ovário sem que tenha ocorrido a fecundação. Exemplo: banana.  Os pseudofrutos são estruturas geralmente suculentas, podendo ser provenientes do desenvolvimento do pedúnculo ou do receptáculo de uma flor. Exemplo: a parte suculenta do caju.  Os frutos agregados são provenientes de uma inflorescência. Exemplo: laranja.  Os frutos simples têm origem no desenvolvimento de um ovário de uma flor. Exemplo: tomate. Soma: 18. Unesp 2016 “Fruto ou Fruta? Qual a diferença, se é que existe alguma, entre ‘fruto’ e ‘fruta’?” A questão tem uma resposta simples: fruta é o fruto comestível. O que equivale a dizer que toda fruta é um fruto, mas nem todo fruto é uma fruta. A mamona, por exemplo, é o fruto da mamoneira. Não é uma fruta, pois não se pode comê-la. Já o mamão, fruto do mamoeiro, é obviamente uma fruta. (Veja, 04.02.2015. Adaptado.)

O

Fecundação

F8

P8 O8 (CASTANHA) CAJU TISSOT-SQUALLI, M. L. Introdução à Botânica Sistemática. Ijuí: Editora Unijuí, 2006. p. 106. (adaptado) PAULINO, W. R. Biologia - Volume Único. São Paulo: Ática, 1999. p. 225. (adaptado)

Assinale a alternativa correta. a) Se F = F’, o caju (F’) é um fruto verdadeiro. b) Se P = P’, a parte carnosa do caju (P’) não é um fruto verdadeiro.

19. CUSC-SP 2017 O grupo das angiospermas (ou antófitas) é o único que produz flores e frutos. Todos os frutos derivam de uma estrutura floral. Nesse grupo, há algumas plantas que produzem frutos sem sementes, mas não existem plantas que gerem sementes que não estejam contidas no interior de frutos. Muitos animais auxiliam na dispersão de angiospermas no meio ambiente. a) Qual a estrutura floral que origina o fruto? Como as aves auxiliam na dispersão de espécies produtoras de frutos com sementes? b) As bananas comercializadas são frutos que não possuem sementes. Como as bananeiras comerciais são geradas? Explique por que elas possuem maior chance de extinção quando comparadas com plantas que produzem sementes.

FRENTE 2

P

O texto faz um contraponto entre o termo popular “fruta” e a definição botânica de fruto. Contudo, comete um equívoco ao afirmar que “toda fruta é um fruto”. Na verdade, frutas como a maçã e o caju não são frutos verdadeiros, mas pseudofrutos. Considerando a definição botânica, explique o que é um fruto e por que nem toda fruta é um fruto. Explique, também, a importância dos frutos no contexto da diversificação das angiospermas.

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20. UEM-PR 2014 Sobre a estrutura e a classificação dos frutos, é correto afirmar que  aquênio é um tipo de fruto indeiscente com uma só semente que se liga à parede do fruto por um só ponto.  morango, abacaxi, figo e uva são classificados como frutos simples, verdadeiros, carnosos e indeiscentes.  abobrinha, tomate, pepino e goiaba são exemplos de frutos carnosos do tipo baga.  o coco-da-baía apresenta mesocarpo fibroso com retenção de ar que facilita sua dispersão por hidrocoria.  a parte macia e comestível do pêssego é o endocarpo. Soma: 21. UEPG-PR 2022 Os frutos são estruturas auxiliares no ciclo reprodutivo das angiospermas, pois protegem as sementes e auxiliam na sua disseminação. Assinale o que for correto quanto à classificação dos frutos.  Os frutos carnosos do tipo baga são formados por um ou mais carpelos. Em geral, têm várias sementes. Exemplos: melancia, uva, mamão e goiaba.  Os frutos podem ser classificados em simples e infrutescências. São exemplos de infrutescências as leguminosas como o feijão e a ervilha.  Os frutos secos deiscentes são aqueles que não se abrem quando maduros como, por exemplo, a ameixa e o pêssego.  Os frutos carnosos podem ser de dois tipos: baga e drupa. Já os frutos secos são divididos em deiscentes e indeiscentes. Soma: 22. USCS-SP 2017 A maçã é um pseudofruto produzido pela macieira.

Pseudofruto

http://thsda.ttsd.k12.or.us

Qual estrutura origina esse pseudofruto? Qual a vantagem adaptativa do pseudofruto concentrar nutrientes na reprodução do vegetal? 23. UEM-PR 2021 O “makizushi” é uma variedade de sushi, prato típico da culinária japonesa muito apreciado no Brasil. É feito com nori, uma alga marinha desidratada, que envolve o arroz e o recheio. O recheio pode conter cenoura, pepino, vagem, gengibre e ovo. Sobre os organismos mencionados, constituintes do “makizushi”, assinale o que for correto.  De acordo com a classificação dos seres vivos em cinco reinos, o nori pertence ao reino Plantae.  Considerando a classificação de Margulis e Schwartz, os organismos mencionados pertencem a dois reinos.  O arroz é uma gramínea com sistema radicular fasciculado e folhas com nervuras paralelas.  A cenoura e o gengibre são raízes tuberosas que atuam também dando suporte e equilíbrio às plantas.  O pepino e a vagem são frutos com pericarpo suculento e fibroso, classificados como drupa. Soma: 24. UEM-PR 2022 O termo fruta não tem significado botânico e designa popularmente as partes comestíveis, geralmente suculentas e adocicadas, que se originam das flores. As frutas são fontes de vitaminas, minerais, carboidratos, fibras, e contêm baixos teores de proteínas e de lipídios. Dos pontos de vista químico e biológico, assinale o que for correto.  Se a fruta é formada a partir do ovário da flor, o termo correto que a designa é “fruto verdadeiro”, do qual o pêssego é um exemplo.  Nem todo fruto é considerado uma fruta, a exemplo da abobrinha, do milho, da berinjela, entre outros.  As frutas mais azedas possuem em sua composição maior quantidade de substâncias em cujas estruturas estão presentes hidrogênios ionizáveis (H+).  A porção suculenta das frutas é considerada solução aquosa eletrolítica, uma vez que, possuindo os sais minerais, estes estão nas suas formas iônicas.  Os frutos são produzidos pelas diferentes espécies de gimnospermas. Soma:

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BIOLOGIA

Capítulo 16

Morfologia vegetal

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25. Unesp 2018 As espécies de bananas mais consumidas não apresentam sementes. Os pontinhos escuros visíveis na polpa dessas frutas são, na verdade, óvulos. No entanto, existem espécies de bananas com sementes. A figura compara uma banana sem sementes, à esquerda, e uma banana com sementes, à direita.

http://chc.org.br. Acesso em: 28 fev. 2023.

Com base nas informações apresentadas, conclui-se que a) as bananas com sementes pertencem a populações nas quais a reprodução é sexuada. b) as flores das plantas que produzem bananas sem sementes não desenvolvem ovários. c) as flores das plantas que produzem bananas com sementes não necessitam de polinização. d) as bananas, com ou sem sementes, são classificadas como pseudofrutos. e) as bananas sem sementes resultam da autofecundação de flores da planta. 26. UFJF-MG 2013 Leia o seguinte texto: Uma das mais espetaculares inovações que surgiram durante a evolução das plantas vasculares foi a semente. As sementes são um dos principais fatores responsáveis pela dominância das plantas com sementes nas floras atuais. RAVEN, P.H.; EVERT, R.F. Biologia vegetal. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007. p. 426.

Tendo em vista a importância das sementes, responda ao que se pede: a) Quais são as três estruturas básicas de uma semente? b) Apresente uma função básica de cada estrutura citada no item a. c) No feijão, uma eudicotiledônea típica, qual a função dos cotilédones? (Responda com base nas respostas dos itens a e b).

28. Unifesp 2015 Alguns animais alimentam-se exclusivamente de frutos (frugívoros); outros alimentam-se apenas de sementes (granívoros). Alguns pesquisadores defendem que a granivoria surgiu antes da frugivoria, na evolução das interações biológicas na Terra. Assim também, consideram a granivoria como um tipo de predação e não de herbivoria, como pretendem outros pesquisadores. a) Apresente uma evidência, com base evolutiva e biológica, que apoie a hipótese de que a granivoria tenha surgido antes da frugivoria. b) Explique por que a granivoria é considerada um tipo de predação e porque a frugivoria contribui para a manutenção das espécies vegetais no planeta.

FRENTE 2

27. Famerp-SP 2021 Em um experimento, uma árvore foi mantida em interação com outras três plantas: uma orquídea, uma erva-de-passarinho e um cipó-chumbo. Para verificar a interação ecológica entre essas plantas, a árvore recebeu gás carbônico cujo átomo de carbono era marcado radioativamente. As outras três plantas também receberam gás carbônico, mas sem o carbono marcado; e todos os vegetais do experimento foram expostos à luz solar e à mesma temperatura, ambas ideais. a) As três plantas mantidas em interação com a árvore produzem frutos e sementes. Cite a função dos frutos para as plantas que os produzem. No interior da semente, qual estrutura é responsável por originar uma nova planta? b) Em qual das três plantas seria encontrado o carbono radioativo? Por que essa planta necessita do composto que tem o carbono radioativo?

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BNCC em foco EM13CNT301

1. UFJF-MG 2020 As plantas são encontradas em diferentes regiões do planeta Terra, e apresentam características que permitem a sua sobrevivência em diferentes condições de temperatura, luminosidade, além de disponibilidade hídrica e nutricional do solo. A tabela abaixo apresenta quatro plantas hipotéticas e, para cada uma, há uma sequência de características anatômicas: Estômatos

Planta

Espessura da cutícula

Tipo de parênquima

1

fina

amilífero

ausentes

-

2

espessa

aquífero

numerosos

face abaxial (inferior) da folha

Quantidade

Localização

3

fina

aerífero

poucos

face adaxial (superior) da folha

4

espessa

amilífero

numerosos

ambas as faces da folha

a) Considerando as informações da tabela, qual das plantas apresenta o conjunto de características que tornariam suas folhas mais adaptadas a um ambiente xérico? Explique como cada uma das características, destacadas pela planta indicada, estaria relacionada às condições de alta incidência dos raios solares promovendo altas temperaturas e baixa umidade (períodos de seca prolongados intercalados por um período de chuva muito curto), próprias desse tipo de ambiente ao qual essas folhas estariam expostas. b) A raiz da cenoura, da beterraba e da batata-doce são órgãos vegetativos que estão relacionados à absorção e reserva de nutrientes. Analisando as informações da tabela, indique quais as características anatômicas, relacionadas a espessura da cutícula, ao tipo de parênquima e à quantidade de estômatos seriam encontradas nessas raízes. Explique como cada uma das características indicadas se aplicaria à descrição do órgão da planta (raiz subterrânea) e da função (reserva). EM13CNT301

2. Unicamp-SP 2013 Na Região Sudeste do Brasil as paineiras frutificam em pleno inverno, liberando suas sementes envoltas por material lanoso, como mostram as figuras abaixo. Tal fato está relacionado com o mecanismo de dispersão das sementes.

Foto à esquerda – Fonte: www.deverdecasa.com. Acesso em: 27 fev. 2023. Foto à direita – Acervo pessoal.

a) Explique como ocorre a dispersão das sementes das paineiras e qual a importância da frutificação ocorrer no inverno da Região Sudeste. b) Diferentemente das paineiras, existem plantas que investem na produção de frutos carnosos e vistosos. De que maneira tal estratégia pode estar relacionada à dispersão das sementes dessas plantas? Explique. EM13CNT304

3. UFSC/UFFS-SC 2020 No Brasil, a importância dos vegetais pode ser medida de várias formas. Cita-se a pujança das plantações de cereais como milho e soja, que geram bilhões em recursos financeiros, assim como a riqueza das formações vegetais de nossos extraordinários biomas, onde viceja a vida. Sobre os seres vivos vegetais, é correto afirmar que:  as angiospermas podem ser classificadas em dois grupos: monocotiledôneas e dicotilwedôneas; entre as diferenças desses grupos pode-se citar tipo de raiz, nervura das folhas, quantidade de pétalas e sépalas nas flores, bem como corte histológico de caule e raiz.  entre os cereais há representantes dos quatro grupos de plantas reunidos popularmente de acordo com o teor de água.  para diminuir o risco de extinção das araucárias, plantas do grupo das gimnospermas, todos os anos é regulamentado um período de colheita do fruto do pinheiro, conhecido como “pinhão”.  entre as pteridófitas encontramos samambaias e avencas, plantas com esporófito haploide, avasculares e sem sementes.  na reprodução das angiospermas, o receptáculo floral origina o fruto verdadeiro.  plantas criptógamas, como os musgos, não apresentam raiz, caule, folha nem vasos condutores de seiva (xilema e floema), sendo a fase gametofítica permanente em seus ciclos de vida. Soma:

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BIOLOGIA

Capítulo 16

Morfologia vegetal

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Dr Jeremy Burgess/ Science Photo Library/ Fotoarena

Eletromicrografia de varredura da epiderme da folha de tabaco (Nicotiana tabacum), na qual se observam diversos estômatos. (Aumento de 960 vezes, cores artificiais.)

FRENTE 2

17 CAPÍTULO

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Fisiologia vegetal I Para a captação de gás carbônico atmosférico, as plantas contam com estômatos, estruturas foliares altamente especializadas. Quando os estômatos estão abertos, ao mesmo tempo que as plantas instantaneamente captam gás carbônico da atmosfera, elas perdem água por transpiração. Assim, em situações de restrição hídrica, mecanismos das plantas provocam o fechamento dos estômatos e evitam desidratação intensa. Como isso é possível? Neste capítulo, você vai conhecer a Fisiologia vegetal e entender esse e outros mecanismos do reino das plantas.

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Nutrição vegetal Para a nutrição das plantas, além da luz solar, utilizada como fonte de energia na fotossíntese, são necessárias moléculas simples disponíveis no ambiente terrestre. No solo, o sistema radicular obtém água e minerais, e o sistema caulinar absorve luz e gás carbônico, fatores indispensáveis para a fotossíntese. Nesse sentido, o surgimento e a seleção de órgãos especializados na obtenção e no transporte desses recursos foram fundamentais para que as plantas conquistassem o ambiente terrestre. Podemos distinguir dois tipos de nutrição nas plantas: orgânica e inorgânica. Na nutrição orgânica, as plantas são autótrofas, uma vez que produzem todas as moléculas orgânicas necessárias para sua sobrevivência por meio da fotossíntese. Na nutrição inorgânica, as plantas realizam a absorção de água e minerais do solo e gás carbônico da atmosfera, componentes utilizados na fotossíntese.

Atenção As plantas holoparasitas, como o cipó-chumbo, são aclorofiladas e heterótrofas, já que não realizam fotossíntese e precisam retirar matéria orgânica das plantas hospedeiras. As plantas carnívoras são mixotróficas, visto que realizam fotossíntese, mas também retiram moléculas nitrogenadas da digestão de insetos que capturam. Apesar de as plantas hemiparasitas, como a erva-de-passarinho, serem clorofiladas, elas são mixotróficas, uma vez que realizam fotossíntese e retiram nutrientes, especialmente água e minerais, das plantas hospedeiras.

Entre os elementos químicos que compõem as plantas, os nutrientes essenciais são aqueles fundamentais para a planta completar seu ciclo de vida. Dessa forma, a carência de um desses elementos causa anormalidades no crescimento, no desenvolvimento e na reprodução da planta. Tendo por base estudos experimentais com culturas hidropônicas, foram identificados 17 elementos químicos essenciais para as plantas. Esses elementos são divididos em macronutrientes e micronutrientes, de acordo com a quantidade de que as plantas necessitam.

Macronutrientes Os macronutrientes são os nutrientes necessários para as plantas em grandes quantidades. São eles: Macronutrientes Elemento químico

Forma disponível para as plantas

Concentração na matéria seca

Funções principais

Carbono (C)

CO2 (ar atmosférico)

45%

Componente dos compostos orgânicos.

Oxigênio (O)

CO2 (ar atmosférico)

45%

Componente dos compostos orgânicos.

Hidrogênio (H)

H2O (solo)

6%

Componente dos compostos orgânicos.

e (solo)

1,5%

Componente da clorofila, da molécula de ATP, dos ácidos nucleicos (DNA e RNA), das proteínas, das coenzimas e dos hormônios.

Potássio (K)

K1 (solo)

1%

Participação na abertura e no fechamento dos estômatos, atuação no balanço osmótico e na ativação enzimática (cofator).

Cálcio (Ca)

Ca21 (solo)

0,5%

Componente das lamelas médias e paredes celulares e ativação enzimática (cofator).

Magnésio (Mg)

Mg21 (solo)

0,2%

Componente das clorofilas, das lamelas médias e ativação enzimática (cofator).

Fósforo (P)

H2PO42 e HPO4 (solo)

0,2%

Componente do ATP, dos fosfolipídeos das membranas biológicas, dos ácidos nucleicos (DNA e RNA) e de várias coenzimas.

Enxofre (S)

SO4 (solo)

0,1%

Componente de alguns aminoácidos (metionina e cisteína) e de coenzimas.

Nitrogênio (N)

NO32

NH1 4

22

22

TAIZ, L. et al. Fundamentos de fisiologia vegetal. Porto Alegre: Artmed, 2018.

Estabelecendo relações Adubo industrial NPK Os adubos industriais são conhecidos pela sigla NPK, indicando os três elementos químicos essenciais: nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K). Esses adubos são frequentemente utilizados para aumentar a fertilidade de plantações agrícolas e jardins.

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BIOLOGIA

Capítulo 17

Fisiologia vegetal I

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Micronutrientes Os nutrientes necessários em pequenas quantidades são denominados micronutrientes. São eles: Micronutrientes Elemento químico

Forma disponível para as plantas

Concentração na matéria seca

Funções principais

Cloro (CL)

CL2 (solo)

0,01%

Participação no equilíbrio osmótico e na fotólise da água na fotossíntese.

Ferro (Fe)

Fe31 e Fe21 (solo)

0,01%

Componente dos citocromos (respiração celular) e ativação enzimática (cofator).

Manganês (Mn)

Mn21 (solo)

0,005%

Formação de aminoácidos, ativação enzimática (cofator) e fotólise da água na fotossíntese.

Boro (B)

H2BO32 (solo)

0,002%

Síntese de clorofila, transporte de carboidratos e integridade da membrana plasmática e da parede celular.

Zinco (Zn)

Zn21 (solo)

0,002%

Ativação enzimática (cofator) síntese de clorofila.

Cobre (Cu)

Cu1 e Cu21 (solo)

0,001%

Componente de citocromos (respiração celular) e biossíntese de lignina.

Níquel (Ni)

Ni21 (solo)

0,001%

Cofator de enzima que participa do metabolismo do nitrogênio.

Molibdênio (Mo)

MoO422 (solo)

0,0001%

Envolvido na fixação do nitrogênio e na redução do nitrato. TAIZ, L. et al. Fundamentos de fisiologia vegetal. Porto Alegre: Artmed, 2018.

Saiba mais

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Experimentos sobre nutrição vegetal Para a descoberta dos elementos químicos essenciais para as plantas, os cientistas realizaram experimentos em culturas hidropônicas em razão da facilidade em controlar os elementos químicos oferecidos às plantas. Para detectar se o nitrogênio é essencial ao desenvolvimento das plantas, por exemplo, foram cultivadas plantas da mesma espécie em dois tipos de cultura: com nitrogênio (grupo controle) e sem nitrogênio (grupo experimental). Se o nitrogênio fosse essencial, as plantas do grupo experimental apresentariam sintomas de deficiência no desenvolvimento. Caso contrário, as plantas do grupo experimental teriam as mesmas características (tamanho, cor e grau de desenvolvimento) das plantas do grupo controle. CAMPBELL, N. A. et al. Biology: a global approach. 12. ed. Harlow: Pearson, 2020. Representação esquemática do experimento hidropônico realizado para determinar se o nitrogênio é essencial ao desenvolvimento vegetal.

Grupo controle: solução contendo todos os elementos químicos, incluindo o nitrogênio.

CORES FANTASIA

Grupo experimental: solução contendo todos os elementos químicos, menos o nitrogênio.

Hidroponia

Sistema de cultivo de alface por hidroponia.

A constante oxigenação das soluções nutritivas é necessária para garantir que as plantas possam absorver os nutrientes por transporte ativo, já que esse gás é utilizado pelas células das raízes na respiração celular, processo bioquímico de produção de energia. Uma das técnicas de oxigenação consiste em inserir as raízes em canaletas (cano de PVC, por exemplo), nas quais as soluções nutritivas fluem sobre elas no interior do encanamento. Esse sistema garante um amplo suprimento de gás oxigênio para as raízes ao longo de todo o desenvolvimento das plantas.

FRENTE 2

Bigc Studio/Shutterstock.com

A hidroponia (do grego hydor, água, e ponos, trabalho) ou hidrocultura é uma técnica de cultivo de plantas em soluções nutritivas sem solo. Para que o cultivo hidropônico seja bem-sucedido, é necessário um ajuste frequente na concentração de minerais das soluções nutritivas, a fim de evitar a ausência ou o excesso deles, ou até mesmo alterações no pH da solução, que podem prejudicar a sua absorção.

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Retorno Câmara de recuperação de nutrientes

Representação esquemática do sistema de cultivo hidropônico em película de nutrientes.

Entre as inúmeras vantagens da hidroponia, podem ser destacadas: • redução na utilização de agroquímicos (herbicidas e inseticidas) e maior qualidade dos produtos, já que as plantas podem ser cultivadas em ambientes controlados, como estufas, onde não sofrem com a sazonalidade;

•

economia de água, uma vez que são reduzidas as perdas por evaporação e ocorre reaproveitamento constante das soluções nutritivas;

•

baixa transmissão de doenças humanas, como amebíase e lombriga, pois as plantas não estão em contato com o solo.

Transpiração vegetal O fenômeno conhecido como transpiração vegetal consiste na eliminação de água no estado gasoso. A transpiração ocorre através da epiderme (tecido de revestimento), e os principais órgãos envolvidos nesse fenômeno são as folhas, embora os caules jovens, as flores e os frutos também possam transpirar, pois são revestidos por tecido epidérmico. A transpiração é fundamental para a sobrevivência das plantas, uma vez que favorece a diminuição da temperatura das folhas. Ela também representa a força impulsora do transporte de seiva mineral pelo xilema (que será tratada mais adiante, neste capítulo). A perda de água no estado gasoso pode ocorrer pela cutícula, conhecida como transpiração cuticular, processo lento e constante que não é controlado pela planta. Além disso, a perda de água pode ocorrer através dos estômatos abertos, fenômeno denominado transpiração estomática, que é controlada pela planta e representa o principal mecanismo de eliminação de água pelas plantas – cerca de % do total de água eliminada. De toda a luz solar que atinge a superfície de uma folha, parte da energia luminosa é utilizada na fotossíntese, parte é refletida para o meio e outra parte é absorvida pelas moléculas de água no interior das folhas, que passam do estado líquido para o estado gasoso. A consequência disso é a diminuição da temperatura das folhas e o aumento na concentração de moléculas de água no estado gasoso nos espaços intercelulares do parênquima lacunoso e nas câmaras subestomáticas.

114

BIOLOGIA

Capítulo 17

CORES FANTASIA

Excellent Dream/Shutterstock.com

Bandeja

Solução nutritiva

Xilema

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

CORES FANTASIA

Entrada

Bomba de solução

Câmara subestomática

Parênquima paliçádico Parênquima lacunoso Epiderme Cutícula Célula estomática

HO Ostíolo O

Floema

CO

Representação esquemática do corte transversal de uma folha de eudicotiledônea, com destaque para as estruturas envolvidas nas trocas gasosas e na transpiração.

Nos dias ensolarados, as câmaras subestomáticas também possuem alta concentração de gás oxigênio (O), produzido na fotossíntese, e baixa concentração de gás carbônico (CO), utilizado como matéria-prima nesse processo. Nesse sentido, quando os estômatos se abrem, ocorrem trocas gasosas por difusão simples entre a planta e a atmosfera, com entrada de CO e saída de O e HO.

Abertura e fechamento dos estômatos De forma geral, os estômatos permanecem fechados durante a noite e abertos durante o dia. Esse comportamento permite às folhas absorverem CO atmosférico apenas quando existe luz suficiente para a fotossíntese, evitando perda de água pelos estômatos durante a noite. Na presença de luz, ou sob baixa concentração de CO, as células estomáticas acumulam potássio e se tornam túrgidas, promovendo a abertura dos estômatos. Na ausência de luz, ou sob alta concentração de CO, ocorre inibição do transporte ativo de potássio, e as células estomáticas se tornam flácidas, promovendo o fechamento dos estômatos. Power And Syred/ Science Photo Library/ Fotoarena

Macrovector/Shutterstock.com

Iluminação artificial

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Eletromicrografia de varredura da superfície de uma folha de lavanda (Lavendula dentata), em que se observa um estômato fechado (à esquerda) e outro aberto (à direita). (Aumento de 2 mil vezes, cores artificiais.)

A disponibilidade de água no solo e, consequentemente, na planta exerce grande influência na abertura e no fechamento dos estômatos. Se o suprimento de água de uma planta é adequado, a tendência é de que seus estômatos fiquem mais dependentes da concentração de CO e da luz que da água. Quando a planta está em

Fisiologia vegetal I

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Célula estomática

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Parede espessa Cloroplasto

Núcleo Vacúolo

Ostíolo Célula anexa

Representação esquemática de um estômato fechado com células estomáticas flácidas (à esquerda) e outro aberto com células estomáticas túrgidas (à direita).

HO

H O K+

HO

HO H O

HO H O ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

HO

Aldona Griskeviciene/Shutterstock.com

O estado de turgor das células estomáticas depende da absorção ou da perda do íon potássio (K+), um macronutriente vegetal. Os estômatos se abrem quando as células estomáticas realizam transporte ativo de potássio, aumentando a concentração desse íon em seu interior. Como consequência, as células estomáticas se tornam hipertônicas, absorvem água por osmose e ficam túrgidas. O fechamento dos estômatos, porém, resulta da perda de íons potássio pelas células estomáticas, que ficam hipotônicas, perdem água e se tornam flácidas.

CORES FANTASIA

Representação esquemática de um estômato fechado (à esquerda) e outro aberto (à direita), com destaque para o transporte ativo de íons potássio.

Em situação de estresse hídrico, as células das raízes e das folhas produzem o hormônio denominado ácido abscísico, que atua nas células estomáticas e inibem o transporte ativo dos íons K+. Esse comportamento torna as células

Fatores envolvidos na abertura e no fechamento dos estômatos Condições ambientais

Comportamento dos estômatos

Intensidade luminosa

Alta

Abertos

Baixa

Fechados

Concentração de CO2

Alta

Fechados

Baixa

Abertos

Alto

Abertos

Baixo

Fechados

Suprimento de água

Transporte de seiva mineral Também conhecida como seiva inorgânica ou bruta, a seiva mineral recebe esse nome pois é constituída, majoritariamente, de água e sais minerais. Esses nutrientes são absorvidos do solo pelas raízes e transportados para todas as partes aéreas da planta, como ramos, folhas, flores e frutos, pelo tecido condutor denominado xilema. O xilema realiza a condução em um fluxo unidirecional, já que a seiva é transportada sempre em sentido ascendente a partir das raízes para a parte aérea das plantas. No caso das plantas de porte pequeno, como as herbáceas, a seiva é transportada apenas a alguns centímetros de distância do solo, enquanto nas espécies arbóreas de grande porte, como as sequoias, ela pode ser transportada para vários metros de distância. Xilema Fluxo unidirecional Água e sais minerais

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Água e sais minerais

Representação esquemática do fluxo unidirecional de seiva mineral no xilema de uma planta.

Absorção pelas raízes A região pilífera das raízes é responsável pela absorção de água e minerais. Nela, as células epidérmicas são permeáveis à água, e muitas delas se alongam, formando estruturas tubulares denominadas pelos radiculares, que aumentam a área de absorção. A absorção de água ocorre por osmose, processo passivo em que a água flui do solo, ambiente hipotônico, para as células da raiz, ambiente hipertônico. Os minerais podem ser absorvidos por difusão, mas o transporte ativo é predominante, uma vez que a concentração de minerais nas raízes, geralmente, é bem maior do que a concentração no solo.

FRENTE 2

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CORES FANTASIA

hipotônicas, o que promove a perda de água por osmose, a diminuição de turgescência e o fechamento dos estômatos.

VectorMine/Shutterstock.com

uma situação de estresse hídrico (pouca água no solo), os estômatos se fecham, mesmo que a planta receba luz e apresente baixa concentração de CO a fim de evitar desidratação excessiva. Quando as células estomáticas, também conhecidas como células-guarda, absorvem água por osmose, elas se tornam túrgidas, promovendo a abertura dos estômatos. Quando as células estomáticas perdem água, elas se tornam flácidas, promovendo o fechamento dos estômatos. A abertura e o fechamento dos estômatos ocorrem em razão da diferença de espessura das paredes das células estomáticas. Outra característica das células estomáticas é a presença de microfibrilas de celulose com orientação radial, fato que contribui para sua curvatura quando elas estão túrgidas.

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Atenção A seca fisiológica ocorre quando o solo possui disponibilidade de água, mas as plantas não conseguem absorvê-la. Isso pode ocorrer quando o solo está:

• hipertônico, ou seja, muito concentrado em sais minerais, impossibilitando a entrada de água por osmose pelas raízes. Nessa condição, ocorre perda de água das raízes para o solo, promovendo morte das plantas por desidratação;

• encharcado, e as plantas não conseguem absorver sais minerais e gás oxigênio. Assim, as raízes não absorvem água por osmose do solo;

• em temperaturas muito baixas. Em situações de muito frio, a produção de energia da planta fica reduzida. Sem energia para o transporte ativo de minerais, as raízes não absorvem água por osmose. Em situações de congelamento da água do solo, a absorção de água também fica comprometida.

A água e os minerais são transportados para as outras regiões da planta pelo xilema. Dessa forma, eles atravessam as camadas de célula da raiz, dos pelos radiculares até chegar ao xilema. Esse caminho pode seguir duas vias: apoplástica e simplástica. No caminho apoplástico (do grego, apo, distante de; plast, material vivo), os nutrientes passam pelas paredes celulares e pelos espaços intercelulares até chegar à endoderme, camada de células que envolve o cilindro central, no qual se encontra o xilema. Apesar de ser um caminho mais rápido, não há seleção dos minerais por permeabilidade seletiva. O caminho simplástico (do grego, sym, junto; plast, material vivo) é uma via mais lenta, na qual os nutrientes atravessam as membranas plasmáticas dos pelos absorventes e seguem pelos plasmodesmos das células parenquimáticas corticais até o xilema. Ao atravessar a membrana plasmática das células, ocorre permeabilidade seletiva dos nutrientes. Excellent Dream/Shutterstock.com

Eudicotiledônea

Estria de Caspary

Endoderme

Pelo radicular

Caminho apoplástico

Floema Periciclo Parênquima Xilema cortical Epiderme

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

TAIZ, L. et al. Fundamentos de fisiologia vegetal. Porto Alegre: Artmed, 2018. Representação esquemática do corte transversal da raiz de uma eudicotiledônea, indicando os caminhos simplástico e apoplástico percorridos pela água e pelos minerais.

116

BIOLOGIA

Capítulo 17

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

CORES FANTASIA

Caminho apoplástico

Parede celular Estria de Caspary Membrana plasmática Plasmodesmos

Caminho simplástico Xilema Parênquima cortical

Periciclo Endoderme

CAMPBELL, N. A. et al. Biology: a global approach. 12. ed. Harlow: Pearson, 2020. Representação esquemática da região interna de uma raiz, indicando o parênquima cortical, a endoderme e o xilema, bem como os caminhos apoplástico e simplástico.

Mecanismos de transporte Em geral, a seiva bruta percorre a planta no sentido contrário ao da gravidade. A seguir, serão apresentados os dois principais mecanismos que explicam o transporte da seiva bruta nas plantas.

Pressão de raiz

Espaços intercelulares

Caminho simplástico

Os nutrientes que entram na raiz pelo caminho apoplástico só conseguem chegar por esse caminho até a endoderme. Isso porque esse tecido possui a estria de Caspary, estrutura que inviabiliza o caminho apoplástico na endoderme. Essa estrutura está localizada nas paredes transversais e radiais das células endodérmicas, que as tornam impermeáveis à água e aos minerais dissolvidos. Dessa forma, a água e os minerais são forçados a atravessar as membranas plasmáticas das células endodérmicas, nas quais ocorre a seleção de minerais antes que eles cheguem ao xilema. A endoderme ainda é responsável por evitar a perda de minerais pelas células condutoras do xilema, garantindo que a concentração em seu interior seja maior do que as demais células da raiz.

Durante a noite e nos dias nublados, há baixa taxa de transpiração pelas folhas, mas as células das raízes continuam absorvendo e transportando minerais para o interior do xilema. O acúmulo de sais minerais torna o xilema hipertônico, estimulando a absorção de água do solo por osmose. Esse fenômeno cria o mecanismo de transporte de seiva mineral conhecido como pressão de raiz, que representa uma força que empurra a seiva. A constante entrada de água no xilema empurra a seiva mineral para cima, contribuindo para seu transporte e sua distribuição pelo corpo vegetal. Por exemplo, se o caule de uma planta é seccionado logo acima do solo, o fragmento restante eliminará seiva do xilema cortado durante muitas horas, fenômeno conhecido como exsudação. Isso comprova a participação da pressão de raiz no transporte de seiva pelo corpo vegetal. Sabe-se que a pressão de raiz é um mecanismo eficiente no transporte de seiva bruta em plantas herbáceas de

Fisiologia vegetal I

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A gutação ocorre porque a pressão da raiz força a subida de seiva mineral pelo xilema até as folhas dessas plantas, que, por apresentar baixa taxa transpiratória, acumulam água em seus tecidos. O excesso de água transportada pelo xilema, tecido abundante no hidatódio, acaba saindo pelo poro do hidatódio na forma de gotículas. Gerry Bishop/Shutterstock.com

Dr Jeremy Burgess/ Science Photo Library/ Fotoarena

pequeno porte, com alguns centímetros de comprimento, uma vez que a seiva sobe, no máximo, poucos metros de distância do solo por meio desse mecanismo.

Gutação em folhas de nandina (que medem de 5 cm a 10 cm).

Saiba mais Capilaridade Uma das propriedades dos fluidos é a capilaridade, mecanismo que lhes permite, apesar da atração gravitacional, percorrer em movimento ascendente tubos capilares estreitos, análogos às células condutoras do xilema. A capilaridade está associada à tensão superficial, ao diâmetro dos vasos condutores, à coesão entre as moléculas de água, bem como à adesão delas às paredes do xilema. Esse mecanismo ajuda no transporte de água nas plantas, mas não é o mais importante nas espécies arbóreas, uma vez que, por capilaridade, a água pode subir apenas alguns centímetros acima do solo pelo xilema, visto que a gravidade exerce uma força contrária à ascensão pelos vasos xilemáticos.

GUTAÇÃO A pressão de raiz pode ser confirmada pelo fenômeno de gutação, ou sudação, que consiste na eliminação de água no estado líquido pelas folhas. Esse fenômeno ocorre apenas em algumas plantas de pequeno porte, como os morangueiros, quando estão submetidas a determinadas condições ambientais, como solo hidratado e atmosfera úmida, fatores mais comuns durante a noite. As gotas de água são eliminadas por estruturas secretoras denominadas hidatódios, localizadas nas margens das folhas.

Atenção A gutação é um fenômeno fisiológico específico de algumas plantas submetidas a determinadas condições ambientais e não deve ser confundida com o orvalho, um fenômeno físico. O orvalho ocorre quando a temperatura está baixa e a umidade do ar está alta. Nessas condições, ocorre condensação das moléculas de água, formando gotículas líquidas em qualquer superfície, como automóveis ou folhas das plantas.

Teoria da transpiração-tensão-coesão-adesão Em plantas de grande porte, um mecanismo que tem como força propulsora a transpiração vegetal puxa a seiva para cima, em vez de empurrá-la. Esse mecanismo foi descrito no final do século XIX pelo botânico irlandês Henry Horatio Dixon (1869-1953) e pelo geólogo irlandês John Joly (1857-1933) e, atualmente, é conhecido como teoria da transpiração-tensão-coesão-adesão. Segundo essa teoria, no interior das folhas, as moléculas de água das paredes celulares evaporam ao absorver energia luminosa, chegam aos espaços intercelulares do parênquima lacunoso e, depois, são eliminadas durante a transpiração vegetal. A perda de água causa o aumento de tensão superficial, levando mais água para essas paredes celulares, repondo seu volume. As células parenquimáticas retiram água das células condutoras do xilema, ricas em seiva mineral. As moléculas de água que saem do xilema, em direção ao parênquima, arrastam as moléculas de água adjacentes, transmitindo toda a tensão pelo xilema, que possui uma coluna ininterrupta de água. Nesse sentido, a coluna de água no interior do xilema é puxada para as folhas sob estado de tensão, promovendo condução de seiva bruta pelo corpo vegetal. A tensão gera um potencial de pressão negativo no xilema, mas as paredes das células condutoras xilema evitam o esmagamento porque apresentam grande deposição de lignina. Esse processo é possível pela coesão existente entre as moléculas de água, ou seja, a capacidade de se manterem unidas por meio de ligações de hidrogênio. Quanto mais estreito é o tubo, maior é a tensão que pode ser suportada pela coluna de água sem ocorrer rompimento. Outra força envolvida na integridade da coluna de água no interior do xilema é a adesão, mecanismo em que as moléculas de água estabelecem ligações de hidrogênio com as molé­culas hidrofílicas das paredes celulares. As forças de adesão compensam a força descendente da ação gravitacional, mantendo a coluna íntegra.

FRENTE 2

Secção transversal de ramo caulinar de videira (4 mm a 5 mm) que evidencia a exsudação causada pela pressão da raiz na planta.

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Xilema

CORES FANTASIA

EreborMountain/Shutterstock.com

Parênquima clorofiliano Epiderme Estômato

Transpiração

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Água Atmosfera Adesão Parede celular

Condução

Coesão

Xilema

Epiderme

Absorção

Pelo radicular Água

O transporte intenso de seiva estimula maior absorção de água e minerais do solo, para que ocorra reposição hídrica na planta. Nesse sentido, quanto maior for a taxa de transpiração de uma planta, maior será a velocidade de condução de seiva pelo xilema e maior será a taxa de absorção de água e minerais do solo.

Transporte de seiva orgânica

Representação esquemática de uma árvore e suas estruturas anatômicas da raiz, do caule e das folhas que estão envolvidas na teoria da transpiração-tensão-coesão-adesão.

Floema Fluxo bidirecional Água e açúcares Placa crivada

CORES Seiva A seiva orgânica, também conhecida como seiva elaborada, é transportada orgânica FANTASIA pelo floema, sendo constituída de água, sais minerais e compostos orgânicos ELEMENTOS produzidos pela planta por meio da fotossíntese, como carboidratos, aminoáFORA DE PROPORÇÃO cidos, ácidos nucleicos, hormônios e proteínas. De forma geral, a sacarose é o carboidrato (açúcar) mais comum, cuja concentração pode chegar a 30% da Representação esquemática do fluxo bidirecional de seiva elaborada no floema de uma planta. seiva orgânica. O movimento de seiva orgânica é conhecido como translocação e sempre ocorre no sentido da fonte para o dreno de açúcar. Uma fonte de açúcar é o local responsável por sua produção, que pode ocorrer por meio de fotossíntese, como nas folhas maduras, ou pela hidrólise do amido, como os órgãos de reserva. Um dreno de açúcar é o local que consome açúcar ou o armazena na forma de amido, como as raízes, os caules, as folhas jovens, os tecidos meristemáticos, as flores, os frutos, as sementes e os órgãos de reserva jovens. A seiva orgânica possui fluxo bidirecional, já que ela pode seguir fluxo ascendente ou descendente, dependendo da localização das fontes e dos drenos de açúcares.

VectorMine/Shutterstock.com

Solo

CAMPBELL, N. A. et al. Biology: a global approach. 12. ed. Harlow: Pearson, 2020.

Pulgões e seiva orgânica Os pulgões são insetos que se alimentam diretamente da seiva orgânica produzida pelas plantas. Esses insetos introduzem o estilete alongado (aparelho bucal) no interior da célula condutora do floema. Por esse motivo, esses animais foram bastante utilizados nos primeiros estudos sobre transporte e composição química da seiva orgânica. Depois de inserir seu estilete dentro do floema, a alta pressão da seiva orgânica faz o líquido entrar pelo corpo do animal e sair pelo seu ânus na forma de uma gotícula, sem que ele precise sugá-lo, confirmando que a seiva orgânica está com pressão positiva nas células condutoras. Muitas formigas se alimentam da seiva liberada pelo ânus dos pulgões e os protegem de predadores, como as joaninhas.

Nigel Cattlin / Science Source / Fotoarena

Estabelecendo relações

Formigas (3 mm) protegendo pulgões (1 mm) de joaninhas (5 mm).

Experimento de Münch Um experimento pioneiro para desvendar os mecanismos envolvidos no transporte de seiva elaborada pelas plantas foi realizado em 1927 pelo botânico alemão Ernst Münch (1876-1946). Ele utilizou duas bolsas com membranas que possibilitam a passagem do solvente, mas não a do soluto. A bolsa 1 continha água e açúcar dissolvidos e a bolsa 2 estava apenas com água pura. As duas bolsas foram conectadas por um tubo de vidro em forma de letra U.

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BIOLOGIA

Capítulo 17

Fisiologia vegetal I

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Depois de inseridas no mesmo recipiente contendo água pura, a bolsa 1 absorveu água por osmose, já que era hipertônica em relação à água pura. A pressão de entrada de água na bolsa 1 promoveu aumento de volume dela e forçou a solução de açúcar a fluir pelo tubo de vidro para a bolsa 2, que passou a receber açúcar da bolsa 1. Nesse experimento, o fluxo de líquido da bolsa 1 para a bolsa 2 foi mantido até as bolsas se tornarem isotônicas. Com a análise de seu experimento, Münch propôs que o transporte de seiva elaborada ocorre em razão do desequilíbrio osmótico entre as fontes e os drenos de açúcar, teoria conhecida como fluxo por pressão, ou teoria do fluxo em massa. A bolsa 1 pode ser comparada com uma folha (fonte de açúcar), e a bolsa 2, com uma raiz (dreno de açúcar). Já o tubo de vidro pode ser comparado ao floema, uma vez que transporta uma solução açucarada. Fase inicial do experimento

Fase intermediária do experimento

Tubo de vidro

Fluxo de água e açúcar pelo tubo

Água

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Água

Bolsa 2 (água)

Presença de açúcar

Absorção da água por osmose

Representação esquemática do experimento realizado por Ernst Münch para explicar o fluxo de seiva orgânica no floema das plantas.

Bolsa 1 (água e açúcar)

Teoria do fluxo por pressão As moléculas de açúcares produzidas no parênquima clorofiliano são transformadas em sacarose e transportadas até as células companheiras do floema. Em seguida, as células companheiras realizam o carregamento de açúcar no tubo crivado por meio de transporte ativo, já que a concentração neles é maior do que nas demais células da folha. A entrada de açúcar nos elementos de tubo crivado aumenta a pressão osmótica dessas células, que passam a absorver água por osmose do xilema. A absorção de água pelos tubos crivados gera uma pressão positiva, forçando a seiva elaborada a fluir pelos tubos até os órgãos drenos, regiões de menor pressão osmótica. Ao chegar aos drenos, ocorre descarregamento de açúcar por transporte ativo dos tubos crivados para as células companheiras e destas para as células parenquimáticas, que utilizam e/ou armazenam na forma de amido. A saída de sacarose diminui a pressão osmótica no interior dos tubos crivados, promovendo a saída de água dos tubos crivados para as células condutoras do xilema, reciclando a água do dreno para a fonte de açúcar. No floema encontrado na fonte de açúcar, a entrada de água causa um potencial de pressão na extremidade do tubo crivado maior do que na extremidade oposta, que fica no dreno. Por meio desse mecanismo, a seiva elaborada move-se em resposta a um gradiente de pressão hidrostática, o que é conhecido por teoria do fluxo por pressão, vista no experimento de Münch. Xilema

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Floema

Célula companheira

Parênquima clorofiliano

A

H2O

Sacarose

Cloroplasto Placa crivada Tubo crivado

Elemento de vaso

B

Amiloplasto FRENTE 2

Representação esquemática do modelo de fluxo em massa pelo floema. (A) Entrada de açúcar no elemento de tubo crivado aumenta a pressão osmótica dessa célula, que absorve água do xilema por osmose. (B) Absorção de água pelo elemento de tubo crivado gera uma pressão positiva que força a seiva orgânica a fluir pelo tubo crivado. (C) Saída de açúcar do tubo crivado diminui a sua pressão osmótica, fazendo com que ocorra perda de água por osmose para o xilema.

Placa perfurada

H2O

C Célula companheira

Parênquima amilífero

NABORS, M. W. Introdução à Botânica. São Paulo: Roca, 2012.

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Anelamento Em , o biólogo e físico italiano Marcello Malpighi (-) realizou um experimento no qual ele retirou um anel da casca ao redor do tronco de uma árvore, formando uma cintura ao redor do seu caule. Depois de alguns dias, ocorreu intumescimento (crescimento) da região imediatamente acima do anel e algum tempo depois ele observou queda das folhas e morte da planta. O anel da casca ficou conhecido como anel de Malpighi. ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

CORES FANTASIA

Queda das folhas e morte da planta

Hoje sabemos que o anelamento, além da periderme e do parênquima cortical, retira o floema, que fica posicionado mais externamente no tronco. Assim, o anelamento promove interrupção do fluxo de seiva elaborada para as raízes, provocando sua morte. E seguida, a morte das raízes promoveu interrupção do fluxo de seiva inorgânica para as folhas, que também morreram desidratadas. O intumescimento da região acima do anel pode ser explicado pela proliferação celular estimulada pelo acúmulo de seiva elaborada nessa região. Quando ocorre anelamento em um ramo caulinar, a planta e o ramo permanecem vivos. Essa técnica era utilizada antigamente para deixar os frutos maiores e mais doces, já que acumulam mais açúcares. Atualmente ela está em desuso, pois é muito trabalhosa e danifica as plantas, possibilitando a entrada de microrganismos, causando infecções nos vegetais.

Atenção Acúmulo de matéria orgânica Anel da casca do tronco

Interrupção do fluxo de seiva elaborada para as raízes

O anelamento no tronco promove a morte de eudicotiledôneas arbóreas, uma vez que seus feixes vasculares estão dispostos em um anel no qual todo floema fica próximo à superfície como parte integrante da casca. Nas monocotiledôneas arbóreas, como as palmeiras, os feixes vasculares estão dispostos de forma difusa no caule. Nesse sentido, o anelamento não promove a morte delas, já que há floema ativo que permanece espalhado no caule após o procedimento.

Morte das raízes por falta de alimento

HILLIS, D. M. et al. Life: the Science of biology. 12. ed. Nova York: W. H. Freeman and Company, 2020. Representação esquemática do anelamento no tronco principal, técnica que causa a morte da planta.

Revisando 1. Complete o quadro comparativo a seguir, relacionando os principais macronutrientes vegetais com suas respectivas funções. Elemento químico

4. A ilustração a seguir representa um corte transversal de uma folha de eudicotiledônea.

Principais funções

B

C Excellent Dream/Shutterstock.com

Nitrogênio (N) Potássio (K) Fósforo (P)

2. Discuta a técnica de hidroponia, citando suas principais vantagens em comparação com métodos de cultivo tradicionais. 3. Complete o quadro comparativo a seguir com o comportamento esperado (abertos ou fechados) dos estômatos nas condições ambientais propostas. Fatores envolvidos na abertura e no fechamento dos estômatos Condições ambientais Intensidade luminosa

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I

II

D

Baixa Alta Baixa

Suprimento de água

Baixo

Capítulo 17

Comportamento dos estômatos

Alta

Concentração de CO2

BIOLOGIA

A

Alto

Cite as estruturas indicadas pelas letras e os principais gases indicados pelos números romanos. 5. Qual é a composição da seiva mineral e que tecido é responsável por seu transporte?

Fisiologia vegetal I

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Martin Adamek/Shutterstock.com

6. Como é denominado o fenômeno fisiológico representado na imagem a seguir? No que ele consiste e em que condições ambientais ele ocorre?

7. Apresente os dois principais mecanismos que explicam o transporte de seiva mineral pelo xilema, indicando em qual deles a seiva é puxada para cima. 8. Qual é a composição da seiva orgânica? O que significa dizer que seu fluxo é bidirecional? 9. Explique o mecanismo do fluxo por pressão para o transporte de seiva orgânica nas plantas. 10. O que é anelamento e por que ele pode causar a morte de uma angiosperma eudicotiledônea?

Exercícios propostos

2. UFRGS 2016 Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. As plantas necessitam de nutrientes minerais, constituídos de diferentes elementos químicos, os quais são retirados do solo através das raízes. Macroelementos como o __________ são necessários em maiores quantidades. Já elementos como o __________ são necessários em menores quantidades. a) nitrogênio – cobre b) boro – manganês c) fósforo – potássio d) potássio – nitrogênio e) cobre – fósforo 3. Fuvest-SP Os adubos inorgânicos industrializados, conhecidos pela sigla NPK, contêm sais de três elementos químicos: nitrogênio, fósforo e potássio. Qual das alternativas indica as principais razões pelas quais esses elementos são indispensáveis à vida de uma planta? Nitrogênio

Fósforo

Potássio

É constituinte de ácidos nucleicos e proteínas.

É constituinte de ácidos nucleicos e proteínas.

É constituinte de ácidos nucleicos, glicídeos e proteínas.

É constituinte de ácidos nucleicos.

Atua no equilíbrio osmótico e na permeabilidade celular.

a)

b)

Atua no equilíbrio osmótico e na permeabilidade celular.

c)

d)

É constituinte de ácidos nucleicos e proteínas.

É constituinte de ácidos nucleicos.

Atua no equilíbrio osmótico e na permeabilidade celular.

É constituinte de ácidos nucleicos, glicídeos e proteínas.

Atua no equilíbrio osmótico e na permeabilidade celular.

É constituinte de proteínas.

É constituinte de glicídeos.

É constituinte de ácidos nucleicos e proteínas.

Atua no equilíbrio osmótico e na permeabilidade celular.

e)

4. Uece 2015 Aquaponia é um sistema que integra piscicultura e hidroponia. Os antigos astecas já se utilizavam desta técnica. Portanto, esse princípio não é algo novo. Nesse sistema os nutrientes para o cultivo conjunto das plantas são obtidos a partir das fezes dos peixes e de restos de comida dentro de filtros rizosféricos nos quais não há necessidade de troca de água (recirculação), o que o torna um belo exemplo de economia de água. (http://www.huertossintierra.com/).

A partir dessa informação, pode-se afirmar corretamente que aquaponia é um modelo de a) contenção de resíduos. b) reutilização de materiais. c) aproveitamento energético. d) sustentabilidade. 5. Unicamp-SP 2021 Plantas são organismos que interferem na composição da atmosfera e regulam o ciclo de carbono em nosso planeta, permitindo a vida como a conhecemos. Enquanto a parte aérea das plantas está exposta a variações de intensidade luminosa, as raízes têm íntimo contato com o solo, fonte de nutrientes essenciais ao seu desenvolvimento.

FRENTE 2

1. Enem PPL 2014 Na técnica de plantio conhecida por hidroponia, os vegetais são cultivados em uma solução de nutrientes no lugar do solo, rica em nitrato e ureia. Nesse caso, ao fornecer esses nutrientes na forma aproveitável pela planta, a técnica dispensa o trabalho das bactérias fixadoras do solo, que, na natureza, participam do ciclo do(a) a) água. d) oxigênio. b) carbono. e) fósforo. c) nitrogênio.

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Considerando a figura a seguir e a biologia de uma planta terrestre mesófita na ausência de luz, assinale a alternativa que identifica corretamente as moléculas nas posições numeradas (as setas indicam o sentido do movimento das moléculas). a) (1) O2; (2) CO2; (3) amido; (4) sacarose. b) (1) CO2; (2) O2; (3) sacarose; (4) nitrogênio. c) (1) O2; (2) CO2; (3) sacarose; (4) nitrogênio. d) (1) CO2; (2) O2; (3) amido; (4) sacarose. 6. Enem 2017 A Mata Atlântica caracteriza-se por uma grande diversidade de epífitas, como as bromélias. Essas plantas estão adaptadas a esse ecossistema e conseguem captar luz, água e nutrientes mesmo vivendo sobre as árvores. Disponível em: www.ib.usp.br. Acesso em: 23 fev. 2013 (adaptado).

Essas espécies captam água do(a) a) organismo das plantas vizinhas. b) solo através de suas longas raízes. c) chuva acumulada entre suas folhas. d) seiva bruta das plantas hospedeiras. e) comunidade que vive em seu interior. 7. FGV-SP 2014 O cultivo de hortaliças hidropônicas é uma alternativa para a produção de alimentos em locais cujos solos estão contaminados. Nesta técnica agrícola, os vegetais são geralmente cultivados apoiados em instalações de tubos plásticos, não entrando em contato direto com o solo, conforme ilustra a figura.

a) a planta cultivada não necessita da absorção de macronutrientes, como o Nitrogênio, e nem da utilização do processo de adubação orgânica. b) a planta cultivada não desenvolve o seu sistema radicular, uma vez que não há a necessidade de absorção de micronutrientes. c) promove o crescimento de plantas em áreas onde o patógeno e as pragas agrícolas estão ausentes e a colheita não é exposta aos herbicidas. d) promove o desenvolvimento de plantas sem aquecimento e iluminação, uma vez que nelas a realização da fotossíntese é esporádica. 9. Enem PPL 2021 A Floresta Amazônica é uma “bomba” que suga água do ar vindo do oceano Atlântico e do solo, e a faz circular pela América do Sul, causando, em regiões distantes, as chuvas pelas quais os paulistas desejavam em 2014. GUIMARÃES, M. Dança da chuva: a escassez de água que alarma o país tem relação íntima com as florestas. Pesquisa Fapesp, n. 226, dez. 2014 (adaptado).

O desmatamento compromete essa função da floresta, pois sem árvores a) diminui o total de água armazenada nos caules. b) diminui o volume de solos ocupados por raiz. c) diminui a superfície total de transpiração. d) aumenta a evaporação de rios e lagos. e) aumenta o assoreamento dos rios. 10. PUC-Rio 2020 As plantas funcionam como grandes bombas de água que liberam vapor d’água para a atmosfera através da transpiração. Além de liberar água para a atmosfera, a transpiração está relacionada a um processo essencial para a vida dos organismos aeróbios.

(http://www.decom.ro.gov.br)

Para que ocorra o desenvolvimento ideal da hortaliça, a raiz do vegetal deve estar em contato direto com uma solução constituída de a) moléculas orgânicas absorvidas pelos tecidos floemáticos. b) íons inorgânicos absorvidos pelos tecidos xilemáticos. c) macro e micronutrientes minerais absorvidos pelo tecido epidérmico. d) íons orgânicos carbônicos absorvidos pelos tecidos condutores de seiva. e) nutrientes orgânicos absorvidos pelos tecidos parenquimáticos. 8. UEG-GO 2015 Atualmente, vários agricultores utilizam-se da técnica de cultivar plantas em soluções aeradas em sais minerais quimicamente definidos, popularmente conhecida como hidroponia. Inicialmente, os agricultores viram na hidroponia um modo de cultivar plantas para o consumo humano, como alfaces, em locais onde o solo é pobre ou não disponível. Essa técnica no cultivo de determinadas espécies é vantajosa porque

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BIOLOGIA

Capítulo 17

Que processo é esse? a) Fotossíntese. b) Polinização. c) Reprodução sexuada. d) Fermentação. e) Pinocitose. 11. Famerp-SP 2018 Analise a ampliação de uma imagem em escala microscópica.

(www.microscopy-uk.org.uk)

Observa-se na imagem parte do tecido proveniente de uma árvore do grupo angiosperma, contendo duas estruturas em evidência. Em uma árvore adulta, tais estruturas são encontradas

Fisiologia vegetal I

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12. FMABC-SP 2022 No processo de osmose, ocorre fluxo de água entre dois meios que apresentam diferentes concentrações iônicas. Desta forma, para que as células-guarda do estômato de um vegetal absorvam água por osmose e com isso abram seu ostíolo, é necessário que elas estejam a) isotônicas em relação às células do floema. b) isotônicas em relação às células do xilema. c) hipertônicas em relação às células da epiderme. d) hipotônicas em relação às células do parênquima. e) hipertônicas em relação às células do súber. 13. UFU-MG 2022 O fungo patogênico Fusicoccum amygdali secreta uma toxina que ativa a membrana plasmática de células vegetais, levando à perda descontrolada de água. Qual mecanismo pelo qual a ativação das células estomáticas pode causar murcha grave? a) Perda excessiva de K1 que provoca um potencial hídrico positivo dentro das células-guarda, as quais se tornam mais túrgidas à medida que água é perdida por osmose. b) Absorção de K1 pelas células-guarda que ficam túrgidas, provocando abertura estomática e evaporação extrema na folha. c) Abertura estomática resultante da perda de K1 para as células vizinhas, o que provoca uma retração das células-guarda e perda de água por osmose. d) Regulação osmótica no transporte ativo K1 para fora das células-guarda que ficam flácidas, implicando estômatos fechados e perda de água descontrolada pela folha. 14. Mackenzie-SP 2020 Uma folha retirada de uma planta foi pesada a cada 15 minutos e as diferenças entre as pesagens foram marcadas no gráfico a seguir. Diferença entre pesagens

Pesagens a cada 15 minutos

Com relação ao experimento e a curva do gráfico, é correto afirmar que a) notamos, aos 15 minutos, a transpiração estomática e cuticular; entre 15 e 60 minutos, apenas a transpiração cuticular e a partir de 60 minutos, a folha deixa de transpirar. b) há, entre zero e 60 minutos, apenas transpiração estomática. c) é constante, a partir da seta, por volta de 60 minutos, a diferença entre as pesagens, o que indica que a transpiração estomática é inexistente, observando-se somente a transpiração cuticular. d) os estômatos começam a se fechar apenas a partir dos 15 minutos. e) a transpiração estomática é maior entre 15 e 60 minutos. 15. Unesp 2016 O fluxo de seiva bruta nas plantas está diretamente associado à abertura e ao fechamento dos estômatos. O aumento do fluxo de seiva bruta ao longo do caule é favorecido por a) estômatos abertos e baixa intensidade luminosa. b) estômatos abertos e baixa quantidade de água no solo. c) estômatos fechados e alta concentração de glicose na folha. d) estômatos abertos e baixa concentração de CO2 na folha. e) estômatos fechados e alta concentração de O2 na folha. 16. FGV-SP 2017 A fotografia mostra o corte transversal de uma raiz.

Pelo radicular

Xilema primário

A absorção de __________ do solo através do pelo radicular ocorre por __________, atingindo o xilema primário, tecido responsável pela condução do que foi absorvido até a porção superior dos vegetais. A principal força ascendente de condução é promovida pela __________. Assinale a alternativa que completa, correta e respectivamente, as lacunas do texto. a) seiva bruta – transporte ativo – capilaridade b) íons minerais – transporte passivo – pressão osmótica

FRENTE 2

a) principalmente nas folhas, e sua função é realizar a transpiração. b) principalmente no caule, e sua função é reter a água. c) principalmente na raiz e no caule, e sua função é secretar hormônios. d) na região pilífera da raiz, e sua função é realizar a absorção de água e sais. e) em toda a árvore, e sua função é realizar as trocas gasosas.

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c) seiva elaborada – difusão facilitada – gutação d) moléculas orgânicas – difusão simples – abertura estomática e) água – osmose – transpiração foliar 17. Unicamp-SP 2015

Seca faz cidades do interior de SP decretarem emergência A falta de água enfrentada pelo Sudeste do país tem feito cada vez mais cidades de São Paulo e de Minas Gerais adotarem o racionamento, para reduzir o consumo de água, ou decretarem estado de emergência. Além do desabastecimento, a seca tem prejudicado também setores como a agricultura, a indústria, a saúde e o turismo dessas cidades. Adaptado de http://noticias.uol.com.br/ultimas-noticias/agencia-estado/ 2014/07/07/seca-faz-cidades-do-interior-decretarem-emergencia.htm. Acesso em: 16/07/2014.

A situação de seca citada na reportagem é determinada por mudanças no ciclo hidrológico, em que as plantas têm papel determinante, uma vez que representam uma fonte de vapor d’água para a atmosfera. Os vasos que conduzem a água das raízes até as folhas são os a) floemáticos e a transpiração ocorre pelos estômatos. b) floemáticos e a transpiração ocorre pelos tricomas. c) xilemáticos e a transpiração ocorre pelos tricomas. d) xilemáticos e a transpiração ocorre pelos estômatos. 18. Unirio-RJ O processo de gutação consiste na eliminação de gotículas de água por estruturas bem definidas, os hidatódios, localizados nas bordas das folhas. Os hidatódios se assemelham aos estômatos, mas em lugar de câmara subestomática há um parênquima aquífero, o epitema, onde terminam os vasos lenhosos das últimas nervuras das folhas.

Indique a melhor combinação de fatores (temperatura, umidade do ar e água no solo), para que a gutação possa ser observada pela manhã em algumas plantas.

124

Temperatura

Umidade relativa do ar

Saturação de água no solo

a)

Baixa

Alta

Saturado

b)

Alta

Alta

Saturado

c)

Baixa

Alta

Não saturado

d)

Alta

Baixa

Não saturado

e)

Baixa

Baixa

Não saturado

BIOLOGIA

Capítulo 17

19. Unesp 2017 A figura mostra duas propriedades da molécula de água, fundamentadas na polaridade da molécula e na ocorrência de pontes de hidrogênio. adesão O

H

H

H

H coesão

O

O H

H

Objeto polar ou eletricamente carregado

Essas duas propriedades da molécula de água são essenciais para o fluxo de a) seiva bruta no interior dos vasos xilemáticos em plantas. b) sangue nos vasos do sistema circulatório fechado em animais. c) água no interior do intestino delgado de animais. d) urina no interior da uretra durante a micção dos animais. e) seiva elaborada no interior dos vasos floemáticos em plantas. 20. FGV-SP 2019 Muitas espécies de ipês florescem nos meses de junho a setembro, período de estiagem, que coincide com a queda das folhas. O mecanismo de transporte de água e nutrientes minerais até a copa das árvores depende, principalmente, de determinados fatores ambientais que proporcionam a abertura de válvulas foliares. Com base nas informações dadas, é correto afirmar que, durante a floração dos ipês, o transporte de seiva bruta ocorre a) pelos vasos lenhosos, de forma reduzida, durante o dia e a noite, independentemente de o solo estar úmido. b) pelos vasos liberianos, de forma intensa, durante o dia e a noite, independentemente de o solo estar seco. c) pelos vasos lenhosos, de forma intensa, durante a noite, apenas se o solo estiver úmido. d) pelos vasos liberianos, de forma reduzida, durante o dia, apenas se o solo estiver seco. e) pelos vasos lenhosos, de forma intensa, durante o dia, apenas se o solo estiver seco. 21. UPE/SSA 2022 Por suas propriedades, a água é fundamental para a vida na Terra. Observe o exemplo a seguir e tente relacioná-lo com as propriedades da água.

Fonte: https://www.fazfacil.com.br/jardim/aproveitamento-coqueiro/

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Disponível em: https://www.infoescola.com (Adaptado) Acesso em: maio 2021.

Marque a alternativa que nomeia CORRETAMENTE o fenômeno descrito e as respectivas propriedades da água relacionadas a ele. a) Adesão – dissolução e capilaridade. b) Adesão – dissolução e coesão. c) Capilaridade – adesão e coesão. d) Capilaridade – dissolução e adesão. e) Coesão – capilaridade e adesão. 22. UFRGS Assinale a alternativa correta em relação à condução da seiva bruta em angiospermas. a) O fluxo da seiva bruta ocorre das folhas para outras partes da planta através do floema. b) A explicação para a seiva bruta mover-se pela planta é dada pela hipótese do fluxo por pressão. c) A transpiração aumenta a pressão osmótica e promove o fluxo da água desde as raízes até as folhas, no interior do xilema. d) A absorção de CO2 na fotossíntese pode aumentar o fluxo da seiva bruta para as folhas. e) Ao retirarmos um anel ao redor do caule (anel de Malpighi), é possível verificar a morte da planta pela interrupção do fluxo da seiva bruta. 23. UFRGS 2018 Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmações a seguir, sobre os mecanismos através dos quais água e solutos são transportados dentro da planta. A água e os sais minerais podem passar entre as paredes celulares ou podem atravessar o citoplasma, nas células do córtex da raiz. O movimento ascendente da seiva pelo floema ocorre devido à pressão positiva na raiz.  O transporte de água para dentro do xilema ocorre por osmose, já os sais minerais são transportados por processo ativo, no cilindro central.  A tensão provocada pela transpiração é responsável pelo transporte de sacarose. A sequência correta de preenchimento, de cima para baixo, é a) V – V – F – F. d) V – V – F – V. b) V – F – V – F. e) F – V – V – F. c) F – F – F – V. 24. UCS-RS 2022 As plantas (Reino Plantae) são organismos multicelulares e, na sua grande maioria, fotossintetizantes, o que significa afirmar que são capazes de produzir compostos energéticos a partir

da fotossíntese. Mas, além disso, as plantas também necessitam de água e de outros tipos de nutrientes para desempenhar suas funções vitais. Em relação à nutrição das plantas, é correto afirmar que a) os gases necessários para a realização da fotossíntese penetram nas folhas diretamente por difusão pela cutícula. b) a nutrição mineral é conduzida pela seiva floemática, que fornece nutrientes como o nitrogênio, o fósforo e o potássio. c) a fotossíntese corresponde à nutrição mineral e fornece os glicídios e os minerais necessários para o desenvolvimento. d) a seiva xilemática é conduzida das raízes até as demais partes da planta devido às forças geradas pela transpiração das folhas, que gera um processo chamado coesão-tensão. e) os estômatos participam dos processos de nutrição pois, além de serem um local de entrada de gases para a fotossíntese, também auxiliam no processo de perda de água, que impulsiona o movimento da seiva floemática. 25. Facisb-SP 2019 As células da figura formam um tecido vegetal especializado no transporte de substâncias. Este tecido condutor é constituído por

Proteína P

Retículo endoplasmático liso

Célula companheira

Citoplasma Membrana plasmática Parede primária espessada Poro da placa crivada Placa crivada

Plasmodesmos ramificados Vacúolo Cloroplasto Núcleo Mitocôndria (www.ledson.ufla.br. Adaptado.)

a) células lignificadas, que transportam a seiva bruta e dependem das células companheiras para o armazenamento de amido. b) células anucleadas vivas, que transportam a seiva elaborada e dependem das células companheiras para a manutenção de seu metabolismo. c) células inativadas, que conduzem a seiva bruta e que foram impregnadas de suberina provenientes das células companheiras. d) células vivas, que utilizam a seiva elaborada para transportar as moléculas de glicose produzidas nas células companheiras. e) células mortas, que dependem da energia gerada pelas células companheiras para o transporte de seiva elaborada.

FRENTE 2

Esse fenômeno é muito utilizado pelas plantas, especialmente as altas, a exemplo dos coqueiros, no transporte de seiva bruta pelo xilema, da raiz até as folhas. É por causa dele que a água desliza através das paredes de tubos ou por entre poros de alguns materiais, como o papel. Duas propriedades da água estão relacionadas ao exemplo dado. A primeira está relacionada com a afinidade entre o líquido e a superfície tubular, pois existe a formação de pontes de hidrogênio entre os dois. Graças à segunda propriedade das moléculas de água, também proporcionada pelas pontes de hidrogênio, elas mantêm-se unidas, e umas acabam arrastando as outras pela coluna, elevando o nível de água.

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26. FMP-RJ 2016 Há mais de 300 anos, o cientista italiano Marcello Malpighi realizou um experimento no qual ele retirou um anel de casca do tronco de uma árvore. Com o passar do tempo, a casca intumesceu na região acima do corte.

Após algum tempo

Casca Lenho

O intumescimento observado foi causado pelo acúmulo de a) solutos orgânicos que não puderam ser transportados pelo floema rompido. b) solutos inorgânicos nos vasos lenhosos acima do anel removido. c) seiva bruta nos vasos condutores removidos junto com o anel de casca. d) produtos da fotossíntese no xilema que foi partido com o corte na casca. e) substâncias que não puderam ser usadas no processo fotossintético. 27. FGV-SP 2015 Alimentos como a mandioca, a batata e o arroz armazenam grande quantidade de amido no parênquima amilífero. Já o parênquima clorofiliano é responsável pela síntese de glicose. Tendo em vista que as porções amilíferas e clorofilianas dos vegetais

estão situadas em órgãos diferentes nos vegetais, o acúmulo do amido depende a) do transporte de minerais pelo xilema, seguido da síntese de monossacarídeos e polimerização nos próprios órgãos armazenadores. b) da polimerização de monossacarídeos nos órgãos produtores, seguida do transporte pelo floema até os órgãos armazenadores. c) da síntese e polimerização de monossacarídeos nos órgãos produtores, seguidas do transporte pelo xilema até os órgãos armazenadores. d) da síntese de monossacarídeos pelos órgãos produtores, seguida do transporte pelo floema para polimerização nos órgãos armazenadores. e) do transporte de monossacarídeos pelo floema, seguido do transporte de minerais pelo xilema, para polimerização nos tecidos produtores. 28. Enem 2023 Barbatimão é o nome popular de uma árvore cuja casca é utilizada para fins medicinais. Essa casca é constituída principalmente de dois tecidos vegetais: periderme e floema. A extração da casca tem levado à morte muitos indivíduos dessa espécie, quando o corte retira um anel completo ao longo da circunferência do tronco. Aqueles que têm parte da casca retirada sem completar essa circunferência podem sobreviver. A morte desses indivíduos, decorrente da retirada do anel completo da casca, é provocada pela interrupção da a) fotossíntese. d) formação de brotos. b) transpiração. e) nutrição das raízes. c) troca de gases.

Texto complementar

Uma outra forma de se alimentar

Heinsdorff Jularlak/Shutterstock.com

As bromélias Vriesea gigantea vivem no alto de árvores e acumulam água entre suas folhas – por isso são chamadas de epífitas com tanque. Até onde se tem notícia, as plantas desse tipo são as únicas que de preferência extraem nitrogênio diretamente da ureia, abundante na urina das pererecas que usam a água empoçada para se abrigar e depositar seus ovos. O grupo coordenado pela botânica Helenice Mercier, da Universidade de São Paulo (USP), recentemente descobriu que essas bromélias têm duas estratégias para captar a ureia e desvendou mecanismos fisiológicos únicos.

Bromélias Vriesea gigantea, epífitas com tanque que acumula água.

Em busca de esmiuçar a descoberta de Helenice de que as bromélias de tanque utilizam ureia, Cassia Takahashi picou muitas folhas de vríseas em busca de detalhar como elas absorvem

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BIOLOGIA

Capítulo 17

nitrogênio, elemento químico essencial para construir as proteínas, fundamentais para crescer e se reproduzir. Observou em detalhes, ao microscópio, que a base de cada folha tem uma maior densidade de pequenos pelos que funcionam como raízes em miniatura, os tricomas. Já a ponta das folhas, com 70% do número de tricomas encontrados na base, tem o dobro de estômatos, as estruturas que se abrem e fecham para permitir a respiração e a fotossíntese, segundo relata o artigo publicado em 2007 no Brazilian Journal of Plant Physiology. A morfologia externa indica que a base das folhas funciona como raiz, absorvendo água e nutrientes, e as pontas como folhas propriamente ditas, onde acontece a maior parte da fotossíntese. Mas Cassia estava interessada na fisiologia, no que acontece dentro da planta que lhe permite absorver esse nitrogênio orgânico. Era preciso localizar e quantificar as enzimas responsáveis pelo processamento da ureia e seus subprodutos. Quando essa substância encontrada na urina dos animais entra na planta, a enzima urease a quebra em amônio e gás carbônico (CO2). Em seguida entram em ação outras enzimas, sobretudo a glutamina sintetase (GS), que tem grande afinidade por amônio e o integra no aminoácido glutamina. No início a jovem botânica se concentrou na base das folhas, que fica submersa na água onde estão os nutrientes,

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e jogava fora todo o resto. Parecia um desperdício. “Resolvi ver se a folha era toda igual para saber se seria possível usá-la por inteiro, e descobri que estava procurando no lugar errado”, conta. A maior parte da glutamina sintetase estava nas pontas das folhas, mostrando que o nitrogênio é na verdade assimilado ali. A surpresa deu novo ímpeto à pesquisa. “Foi a primeira vez que se mostrou uma divisão funcional, fisiológica, numa folha”, conta Helenice. Uma organização que faz sentido: o nitrogênio é assimilado onde acontece a fotossíntese e há energia de sobra para alimentar esse processo e se fazem proteínas. O resultado sugere também que o amônio é transportado da base para a

ponta das folhas, outra surpresa. “O amônio é uma substância muito tóxica que as plantas costumam assimilar em moléculas orgânicas assim que o absorvem”, explica Helenice. Em grande concentração, o amônio pode parar a cadeia respiratória das plantas, um problema sério nas folhas, responsáveis justamente pela fotossíntese e respiração. Ela ainda não sabe como a Vriesea gigantea evita esses problemas. [...] GUIMARÃES, M. Uma outra forma de se alimentar. Pesquisa Fapesp, São Paulo, mar. 2009. Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/uma-outra-forma-de-se-alimentar/. Acesso em: 1o abr. 2024.

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

Quer saber mais?

Vídeo Transportation in Plants. SymBios. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=JFb-CWlz7kE. Acesso em: 4 abr. 2024. O vídeo mostra, por meio de animações, os mecanismos envolvidos no transporte de seiva nas plantas.

Exercícios complementares 1. Unifesp A hidroponia consiste no cultivo de plantas com as raízes mergulhadas em uma solução nutritiva que circula continuamente por um sistema hidráulico. Nessa solução, além da água, existem alguns elementos químicos que são necessários para as plantas em quantidades relativamente grandes e outros que são necessários em quantidades relativamente pequenas. a) Considerando que a planta obtém energia a partir dos produtos da fotossíntese que realiza, por que, então, é preciso uma solução nutritiva em suas raízes? b) Cite um dos elementos, além da água, que obrigatoriamente deve estar presente nessa solução nutritiva e que as plantas necessitam em quantidade relativamente grande. Explique qual sua participação na fisiologia da planta.

a) Em que consiste a hidroponia? Explique por que o conteúdo que fica em contato com as raízes das plantas deve ficar frequentemente circulando. b) A que grupo de vegetais pertencem as plantas citadas? Cite uma característica encontrada em plantas desse grupo e que não ocorre nos demais grupos vegetais. 3. UFSC A figura abaixo representa, ao centro, o esquema de uma estrutura vegetal chamada estômato.

A respeito da estrutura acima e de seu papel fisiológico, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01 O funcionamento dos estômatos está associado aos mecanismos de transporte de seiva no vegetal. 02 A seta II da figura indica a presença de cloroplastos nas células estomáticas.

FRENTE 2

2. UFTM-MG Atualmente é possível encontrar variedades de alface, rúcula e agrião produzidas por meio da cultura hidropônica, técnica que consiste no plantio desses vegetais sem o contato com o solo, ficando inseridos em canaletas individuais.

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04 Os estômatos são estruturas encontradas em várias partes do vegetal, especialmente no caule. 08 A seta III indica as células-acessórias ou subsidiárias; através delas ocorre a eliminação da água por transpiração para o exterior do vegetal. 16 Os estômatos são estruturas muito versáteis, participando inclusive dos mecanismos de defesa vegetal, pois podem produzir e eliminar substâncias tóxicas. 32 A seta I indica a abertura estomática que ocorre entre as células-guarda e por onde se realizam as trocas gasosas nos vegetais. 64 O funcionamento do estômato é controlado por fatores intracelulares, sendo independente de fatores externos como a luminosidade e a umidade. Soma: 4. UFMG (Adapt.) A hidroponia é uma técnica alternativa de cultivo, que se caracteriza pela substituição do solo por uma solução aquosa, que contém apenas os minerais indispensáveis aos vegetais. Esse método foi desenvolvido, em laboratórios de pesquisa, para se verificar o efeito individual de diferentes nutrientes sobre o crescimento das plantas. No Brasil, a adoção desse tipo de cultivo tem aumentado nos últimos anos e, hoje, é possível encontrar, em mercados e feiras, vários tipos de hortaliças “hidropônicas”. Além de oferecer vantagens econômicas e ecológicas, o método de cultivo hidropônico, pode ajudar a diminuir a disseminação de algumas doenças. Observe este esquema, em que estão representados dois tipos de tratamento aplicados a uma mesma espécie de planta:

Solução nutritiva completa

Solução nutritiva sem nitrogênio

Folhas verdes

Folhas amareladas

Tratamento I

Tratamento II

Explique o resultado obtido no Tratamento II. 5. UEPG-PR 2016 Abaixo estão representados esquematicamente cortes transversais de estômatos em duas situações distintas. A

B

célula-guarda ostíolo

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BIOLOGIA

Capítulo 17

Sobre o assunto, assinale o que for correto. 01 Durante a noite, ocorre a situação (A). Os estômatos se abrem por meio da ação do ácido abscísico, permitindo a saída de água por transpiração. 02 Quando há falta de água na planta (B), o ácido abscísico chega até as células estomáticas e estimula a saída de íons potássio, diminuindo a concentração osmótica destas células, as quais perdem água por osmose para as células vizinhas, levando ao fechamento do ostíolo. 04 Podemos observar a ocorrência da situação (B) na ausência de luz ou sob alta concentração de CO2 quando as células estomáticas perdem potássio e, consequentemente, água e murcham. 08 Em (A), as plantas estão com suprimento adequado de água, as células estomáticas permanecerão túrgidas, mantendo o ostíolo aberto. Soma: 6. Fuvest-SP Na vitória-régia, mostrada na figura abaixo, os estômatos localizam-se na superfície superior da folha, o que acontece também em outras plantas aquáticas.

a) Considerando o ambiente em que a vitória-régia ocorre, seus estômatos passam a maior parte do tempo abertos ou fechados? Justifique sua resposta. b) Liste o que entra e o que sai do estômato aberto de uma folha. 7. Unicamp-SP As substâncias orgânicas que nutrem as plantas são produzidas por meio da fotossíntese em células dotadas de cloroplastos, localizadas principalmente nas folhas. Nesse processo, que tem a luz como fonte de energia, moléculas de água (H2O) e de gás carbônico (CO2) reagem, originando moléculas orgânicas. As moléculas de água são absorvidas principalmente através da raiz, e o CO2, através dos estômatos. a) A abertura dos estômatos depende de diversos fatores ambientais. Cite um fator ambiental que afeta a abertura estomática e explique como isso ocorre. b) Que processo permite que a planta utilize parte das substâncias orgânicas produzidas na fotossíntese como fonte de energia para suas células? Em que consiste esse processo?

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10

2 0

I

II

8

10

12 14 16 Hora do dia

18

(abertura máxima %)

Taxa relativa (g/h)

18

10. Uerj 2017 Os estômatos são estruturas encontradas na maioria dos órgãos aéreos dos vegetais. Situados na epiderme, são formados por duas células-guarda que controlam a abertura de um orifício, o ostíolo. Eles desempenham papel fundamental na fotossíntese, pois permitem as trocas gasosas no vegetal. A abertura dos estômatos de duas espécies vegetais, A e B, foi monitorada em duas condições: uma das espécies foi mantida em ambiente quente e seco; a outra em ambiente quente e úmido. Observe, no gráfico, a porcentagem máxima de abertura dos estômatos verificada ao longo de um dia:

20

a) Considerando que, em uma planta terrestre, a transpiração é realizada majoritariamente pelos estômatos, identifique a curva que representa a transpiração e a que representa a absorção de água. b) Explique como os processos da transpiração e da absorção de água nas plantas se relacionam fisiologicamente. c) Na figura abaixo, há o esquema de um estômato aberto. Nas quatro barras pretas, coloque setas indicando a direção do fluxo da água entre as células estomáticas, para manter o estômato aberto.

Célula-guarda

Ostíolo

9. UFPR 2013 Estômatos são estruturas vegetais especializadas que ocorrem principalmente nas folhas e que apresentam dois estados funcionais característicos, aberto e fechado. Diferentes condições ambientais, apresentadas na tabela a seguir, acarretam a abertura ou fechamento dessas estruturas. a) Preencha a tabela, identificando qual o comportamento que os estômatos terão em cada condição apresentada. Condição ambiental Intensidade luminosa Suprimento de água Concentração de CO2

Alta

Comportamento dos estômatos (aberto 3 fechado)

B

80 60 40

A

20

6

8

10 12

14

16 18 20 22 24 horas do dia

Adaptado de HELLER et al. Physiologie végétale, I. Nutrition. Paris: Dunod, 2004.

Identifique a espécie mantida em ambiente quente e úmido. Justifique sua resposta. Indique se a concentração de íons potássio no interior das células-guarda da espécie A será maior ou menor em comparação à da espécie B, às 12 horas. Justifique sua resposta. 11. FGV-SP 2022 Uma planta sadia, bem hidratada e inicialmente no escuro, foi submetida a intensidades graduais de luz que oscilaram ao longo do experimento. As células anexas e as células-guardas de uma pequena área de uma folha foram monitoradas quanto à concentração de íons K+ no meio intracelular. O gráfico mostra a variação das concentrações de íons K+ no meio intracelular ao longo do tempo decorrido do experimento.

Concentração de íons K1 no meio intracelular

Célula subsidiária

100

Células anexas

Células-guardas

Baixa Alto Baixo Alta Baixa

b) Explique um desses comportamentos (apenas um).

X

Y

Z

FRENTE 2

8. Fuvest-SP 2016 No gráfico abaixo, uma das curvas representa a entrada e a outra, a saída de água em uma árvore da mata atlântica, ao longo de 12 horas, num dia ensolarado.

Tempo de experimento

A respeito dos momentos X, Y e Z do experimento é possível concluir que

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I

0 4 8 12 16 20 24

Quantidade de estômatos abertos

Quantidade de água absorvida pelas raízes

12. Fuvest-SP 2020 Analise os gráficos relativos ao comportamento de plantas sujeitas a diferentes condições ambientais: II

0 4 8 12 16 20 24

0 4 8 12 16 20 24 Horário do dia

Quantidade de CO2 consumido na fotossíntese

III

Horário do dia

IV 6 4 2

0

Planta A Fotossíntese Planta B Respiração

6 4 2

Quantidade de CO2 liberado na respiração

Quantidade de estômatos abertos

Horário do dia

13. Unicamp-SP 2022 Como parte do complexo ecossistema terrestre, as espécies vegetais devem responder ao aumento da concentração de dióxido de carbono (CO2) atmosférico. Todavia, respostas diferenciais ao aumento da concentração de CO2 são esperadas em função do metabolismo fotossintético. Nas figuras a seguir, as variações relativas da fotossíntese (painel A) e da abertura dos estômatos (painel B) em função do aumento da concentração de CO2 atmosférico (parte por milhão, ppm) são apresentadas para duas espécies. Observe que a fotossíntese máxima da espécie 2 é a metade do valor máximo da espécie 1 e que a abertura estomática máxima é igual nas duas espécies. BIOLOGIA

Capítulo 17

B 100

50 Espécie 1 Espécie 2 0

0 200 400 600 800 Concentração de CO2 (ppm)

Abertura estomática relativa (%)

100

Espécie 1 Espécie 2

50

0

0 200 400 600 800 Concentração de CO2 (ppm)

a) Considerando que a fotossíntese pode ser expressa como uma reação enzimática de carboxilação, qual espécie possui a enzima fotossintética com maior afinidade pelo substrato CO2? Justifique sua resposta. b) Qual é a principal função dos estômatos? A eficiência do uso da água pelas plantas – calculada pela relação entre a fotossíntese e a abertura estomática – é um critério para selecionar plantas tolerantes à falta de água. Em uma atmosfera com 800 ppm de CO2, qual espécie teria maior eficiência do uso da água? Justifique sua resposta. 14. Unesp 2018 Analise as imagens de uma mesma planta sob as mesmas condições de luminosidade e sob condições hídricas distintas. Condição 1: planta sob restrição hídrica

2 4 6 Intensidade luminosa

a) Em relação ao gráfico I, em que horário aproximado do dia se espera maior quantidade de estômatos abertos? b) Considerando os gráficos II e III, como representativos de indivíduos da mesma espécie, indique aquele associado a plantas em estresse hídrico e aquele associado à maior taxa de fotossíntese no período de maior luminosidade. c) Pela análise do gráfico IV, qual planta cresce melhor na sombra? Qual é a intensidade mínima de luz, aproximadamente, para que a planta B consuma mais CO2 do que produza?

130

A Fotossíntese relativa (%)

a) em X os ostíolos dos estômatos estavam mais abertos que em Y. b) em Y a folha recebeu a menor intensidade de luz. c) em Z as taxas de transpiração cuticular e estomática eram equivalentes. d) entre Y e Z houve elevação da taxa de fotossíntese. e) entre X e Y houve elevação da taxa de transpiração total.

Condição 2: planta irrigada

Os estômatos desta planta estão a) abertos na condição 1, pois há intenso bombeamento de íons K1 das células-guarda para as células acessórias, resultando na perda de água e flacidez destas últimas.  b) fechados na condição 2, pois há redução na troca de íons K1 entre as células acessórias e as células-guarda, mantendo a turgidez de ambas.  c) abertos na condição 2, pois há intenso bombeamento de íons K1 das células-guarda para as células acessórias, resultando na perda de água e flacidez destas últimas. 

Fisiologia vegetal I

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d) fechados na condição 1, pois há intenso bombeamento de íons K1 das células acessórias para o interior das células-guarda, resultando na perda de água e flacidez destas últimas. e) abertos na condição 2, pois há intenso bombeamento de íons K1 das células acessórias para o interior das células-guarda, resultando na turgidez destas últimas. 15. UEPG/PSS-PR 2021 A respeito da absorção de água e de íons pelas plantas, assinale o que for correto. 01 Ocorre principalmente através dos pelos absorventes das raízes. 02 Pode ocorrer de célula a célula, através das membranas celulares. 04 Essa absorção não ocorre através dos plasmodesmos. 08 Pode ocorrer entre as paredes celulares, sem atravessar o citoplasma das células.

b) Em qual tecido vegetal os ecólogos mediram o fluxo de água presente no toco e na árvore? Por que somente a hidratação não justifica o toco estar vivo? 18. UFJF-MG O esquema abaixo representa caminhos de absorção de água pelos vegetais:

A

B

Soma:

Y

Soma: 17. Unifesp 2020 Dois ecólogos viram um toco de árvore que, à primeira vista, parecia estar morto, porém, notaram que ele estava vivo. Intrigados, os cientistas instalaram no toco e em uma árvore ao lado instrumentos para medir o fluxo de água. Os resultados mostraram que o funcionamento das duas plantas estava intimamente interligado. Nos dias de sol, a árvore absorvia água do solo, enquanto o toco permanecia dormente. À noite, era o toco que se hidratava, e a árvore não absorvia mais água. Ao que tudo indica, a fusão de várias raízes criou um verdadeiro sistema de encanamento compartilhado no solo daquela floresta. (A. J. Oliveira. “O toco de árvore que se recusa a morrer”. https://super.abril.com.br, 29.07.2019. Adaptado.)

a) Durante a noite, como se apresentavam os ostíolos dos estômatos nas folhas da árvore? Qual a consequência desse comportamento dos ostíolos em relação ao fluxo de dióxido de carbono da atmosfera para o mesófilo?

Sobre o esquema, responda às seguintes questões: a) Qual órgão vegetal está representado no esquema acima e qual a região, quanto à morfologia externa, onde foi realizado o corte esquematizado? b) Quanto à compartimentalização, diferencie os caminhos (A e B) que a água pode seguir quando está sendo absorvida pelo vegetal. c) A camada de células (Y) se encontra entre o córtex e o cilindro vascular, possui suas paredes celulares impregnadas por suberina, formando faixas denominadas estrias de Caspary. Nomeie a camada Y e cite a função das estrias de Caspary no processo de absorção de água pelos vegetais. 19. FMJ-SP 2023 A figura ilustra um experimento que consiste em inserir um ramo vegetal num tubo de vidro cheio de água, conectado a um tubo capilar de vidro. Ao lado desse tubo capilar de vidro é acoplada uma régua milimetrada e no interior dele há uma bolha de ar, que é usada como referência. Após certo tempo, a bolha de ar se desloca para o lado esquerdo do capilar (ponto A).

Reservatório

Bolha de ar

Ramo de planta Tubo de vidro

B

Tubo capilar

A

Régua em mm

FRENTE 2

16. UEPG-PR 2022 Sobre o processo da gutação das plantas, assinale o que for correto. 01 É um processo que se caracteriza pela eliminação de água na forma líquida através de aberturas denominadas hidatódios. 02 É um processo que se caracteriza pela eliminação de água na forma de vapor através de aberturas denominadas estômatos. 04 É um processo que se caracteriza pela entrada de água pelas folhas, sendo controlado pela abertura e pelo fechamento dos hidatódios. 08 Ocorre quando a transpiração é muito rápida, especialmente em ambientes de clima seco e durante os horários de temperatura mais elevada. 16 Ocorre quando a transpiração é muito lenta ou ausente, especialmente quando a umidade relativa do ar está elevada.

Béquer com água

(www.shalom-education.com. Adaptado.)

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a) O experimento demonstra a ocorrência de um processo fisiológico que acontece nas folhas do vegetal. Que processo é esse? O experimento pode ser relacionado à condução de qual tipo de seiva? b) Suponha que, nesse experimento, o vegetal fosse mantido em ambiente iluminado, com baixa umidade do ar e com alta temperatura e que tivesse todas as folhas revestidas inteiramente com vaselina, material impermeabilizante. Utilizando conhecimentos da fisiologia vegetal, explique por que, nessas condições, a bolha de ar não se deslocaria ou se deslocaria pouco para o lado esquerdo do capilar (ponto A). 20. Famerp-SP 2020 Um jovem morador do litoral usou água do mar para regar cinco vasos de azaleias. Fez isso por duas semanas ininterruptamente. Depois desse período, todas as plantas estavam mortas, evidenciando um caso de seca fisiológica. Sabe-se que a azaleia é uma planta eudicotiledônea, que deve receber água todos os dias, sobretudo no verão. a) Na raiz íntegra de azaleia, quais estruturas são responsáveis pela absorção de água e de minerais? De qual tecido essas estruturas se originam? b) O que é a seca fisiológica? Explique a relação entre a prática realizada pelo jovem e esse fenômeno que levou as plantas à morte. 21. CUSC-SP 2016 A figura apresenta pulgões sobre o caule de uma determinada planta.

Frasco Pulgão

Flor

Fruto

Gás carbônico composto por 18O

a) De qual vaso condutor da planta o pulgão retirou substâncias? Qual substância retirada pelo pulgão apresenta o isótopo pesado de oxigênio? b) Qual a relação esperada entre a taxa de fotossíntese e a taxa de respiração celular neste ramo? Por que foi constatado que a maior parte dos isótopos pesados de oxigênio ficou estocada nas células das folhas? 23. Fasm-SP 2020 O experimento a seguir consiste em um tubo em forma de “U” em cujas extremidades foram acopladas bolsas formadas por papel celofane. Os poros do celofane permitem a passagem de água, mas impedem a passagem de soluto. A bolsa indicada pela letra A contém uma solução de glicídios, sendo hipertônica em relação ao meio, enquanto a bolsa indicada pela letra B contém apenas água pura. O aparato foi mergulhado em água pura e assim mantido por cerca de trinta minutos.

(José Mariano Amabis e Gilberto R. Martho. Biologia dos organismos. 2004. Adaptado.) (http://flores.culturamix.com)

132

a) Os pulgões utilizam seu aparelho bucal para atingir um vaso condutor da planta. Qual é o vaso condutor que os pulgões atingem? Cite o tipo de seiva transportada por esse vaso. b) Indique o nome da interação ecológica que ocorre entre os pulgões e a planta. Explique essa interação.

a) Que estrutura biológica está sendo representada pelo papel celofane? Explique o que ocorre com o aparato ao ser mergulhado no recipiente com água pura. b) Cite o processo fisiológico vegetal representado pelo experimento. Que grupos vegetais apresentam o processo em questão?

22. FCMSCSP 2019 A figura representa um experimento em que o ramo de uma planta com flores e frutos teve suas folhas inseridas em um frasco transparente e selado. No interior do frasco, adicionou-se gás carbônico composto por isótopos pesados de oxigênio (18O) em concentração equivalente à do ar atmosférico. Todo o ramo permaneceu hidratado e sob intensidade luminosa acima do ponto de compensação fótico. Ao longo do ramo foi colocado um pulgão, que retirou substâncias de um vaso condutor da planta.

24. Unitau-SP 2022 O cientista italiano Marcello Malpighi desenvolveu um experimento que comprovou a importância de um dos tipos de vasos condutores no transporte de substâncias em vegetais. O experimento consistia na realização de um corte, em forma de anel, retirando parte da casca da árvore e formando uma espécie de cinta no tronco da árvore. A casca, ou este anel retirado da árvore, contém vários tecidos e dentre eles vasos condutores que, ao serem destruídos, levam a árvore à morte.

BIOLOGIA

Capítulo 17

Fisiologia vegetal I

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27. UEL-PR 2020 As figuras a seguir ilustram a prática conhecida como Anel de Malpighi. 1 2

25. FGV-SP 2022 O anelamento resultará em maior quantidade de frutos mais doces se for realizado na região da planta indicada pela seta número.

W Y X

1 Z

2 4 3

5

Solo a) 1. b) 2.

c) 3. d) 4.

e) 5.

26. UFTM-MG Foram retirados dois anéis em torno do caule de duas plantas (cana-de-açúcar e laranjeira), como ilustra o esquema.

A cana pertence ao grupo das monocotiledôneas e a laranjeira ao grupo das eudicotiledôneas. Em relação às intervenções realizadas, responda: a) Qual delas provavelmente irá morrer, a cana-de-açúcar, a laranjeira ou ambas? Explique por quê. b) Por que as eudicotiledôneas geralmente apresentam maior espessura do caule do que as monocotiledôneas?

B

A

C

anel

Essa prática consiste na retirada de um anel contendo alguns tecidos do caule ou dos ramos de uma árvore. Em A, está representado o movimento da condução de seiva, em B, o caule principal da planta após a retirada do anel e, em C, o aspecto apresentado pelo caule principal após algumas semanas. Com base nas figuras, responda aos itens a seguir. a) Qual a função dos tecidos representados pelos números 1 e 2 em A? Em C, o que ocorrerá com a planta após algum tempo e por quê? b) O anel de Malpighi interfere no fluxo em massa de solutos. Como ocorre esse fluxo em massa? 28. UEPG-PR 2019 Substâncias orgânicas produzidas nas folhas são transportadas para as raízes pelas camadas mais externas do caule. Se removermos um anel da casca no caule principal, a planta morrerá, pois suas raízes deixam de receber o alimento enviado pelas folhas. Sobre o assunto, assinale o que for correto. 01 Com a remoção do anel externo da casca, o transporte da seiva bruta fica interrompido. Os vasos xilemáticos deixam de distribuir as substâncias orgânicas produzidas pelas folhas para as regiões de células consumidoras (raízes). 02 A remoção do anel da casca faz com que a seiva elaborada, transportada pelos vasos do xilema e composta por água e sais minerais absorvidos pelas raízes, não chegue até a região do caule e se dirija para as folhas, impedindo o crescimento da planta. 04 A remoção de um anel de casca em um ramo interrompe os vasos floemáticos e bloqueia o fluxo da seiva elaborada. A seiva acumula-se na região imediatamente acima do anel, o que provoca o crescimento dos tecidos e inchaço da região. 08 As células consumidoras são aquelas presentes nas folhas e são assim chamadas por “consumirem” energia solar para a realização da fotossíntese e, consequente produção de substâncias orgânicas, as quais são enviadas para as regiões de células exportadoras. 16 Segundo a hipótese do fluxo por pressão, o transporte da seiva elaborada ocorre devido a um fluxo gerado por diferença de potencial osmótico entre células produtoras e células consumidoras de substâncias orgânicas. A diferença osmótica decorre do bombeamento ativo, com gasto de ATP.

FRENTE 2

Assinale a alternativa que contém corretamente um dos componentes do vaso condutor destruído por esse experimento. a) Elemento traqueal d) Periderme b) Elemento crivado e) Cutícula c) Traqueíde

Soma:

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BNCC em foco EM13CNT303

420 90 CO2 (ppm)

Umidade relativa do ar (%)

1. Unicamp-SP 2018 Plantas têm papel crucial na ciclagem de carbono e de água no ambiente, captando e liberando o gás carbônico atmosférico e transferindo água do solo para o ar. Os gráficos a seguir representam padrões anuais de variação nas concentrações de vapor d’água do ar e de gás carbônico em regiões ocupadas por duas florestas tropicais distintas, A e B.

70 50

380 340 300

30 J F M A M J J A S O N D Meses Floresta A

Floresta B

J F M A M J J A S O N D Meses Floresta A

Floresta B

As variações mostradas ocorrem como consequência da presença das florestas. A precipitação nas duas áreas ocorre no período quente do ano (setembro a abril). Além disso, a concentração de CO2 atmosférico seria de 380 ppm se não houvesse cobertura vegetal. a) Considerando que a transpiração tem relação direta com o consumo hídrico, qual das duas florestas tem maior dependência de disponibilidade de água? Considerando que a fotossíntese e a respiração determinam o padrão anual de variação de CO2, qual das duas florestas tem maior produção anual de biomassa? Justifique suas respostas. b) Em um cenário de redução no regime de chuvas, o que aconteceria com as concentrações de vapor d’água do ar e de CO2 nas regiões ocupadas pelas florestas? Justifique sua resposta. EM13CNT301

2. Unesp 2020 Um coqueiro (Cocos nucifera) pode atingir até 30 metros de altura e produzir até 80 frutos por ano. Cada fruto, ainda verde, tem em média 289 mL de água, na qual estão dissolvidos açúcares e sais minerais.

Por analogia, os frutos de um coqueiro assemelham-se à caixa-d'água de uma residência. Em ambos os casos, a água obtida ao nível do solo é armazenada, em grande quantidade, metros acima do nível desse solo.

134

BIOLOGIA

Capítulo 17

Fisiologia vegetal I

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Caixa-d'água

Rede pública

(www.forumdaconstrucao.com.br. Adaptado.)

Para que a água ascenda à caixa-d’água e à copa do coqueiro, é necessário que, a) ao nível do solo, haja no cano e no floema uma impulsão da coluna de água, elevando-a até a extremidade oposta desses sistemas condutores. b) metros acima do nível do solo, haja no cano e no xilema uma sucção da coluna de água, elevando-a desde o nível do solo. c) metros acima do nível do solo, haja no cano e no floema uma sucção da coluna de água, elevando-a desde o nível do solo. d) ao nível do solo, haja no cano uma impulsão da coluna de água e, metros acima do nível do solo, haja no xilema uma sucção da coluna de água, elevando-as desde o nível do solo. e) ao nível do solo, haja no cano e no xilema uma impulsão da coluna de água, elevando-a até a extremidade oposta desses sistemas condutores. EM13CNT301

3. Unesp 2019 A figura reproduz o modelo físico proposto por Ernst Münch para explicar sua hipótese sobre o deslocamento de seiva nas plantas. Duas bolsas semipermeáveis, interconectadas por um tubo, são imersas em vasos que contêm o mesmo volume de água destilada. A bolsa 1 contém apenas água destilada e a 2, uma solução concentrada de água e açúcar. Os vasos são ligados por outro tubo, com uma torneira acoplada, que permanece fechada durante todo o experimento. Na figura, Dh indica o desnivelamento de água ocorrido nos vasos após o início do experimento, no curto intervalo de tempo em que o açúcar permaneceu restrito à bolsa 2.

h Dh

h Torneira

Bolsa 

Bolsa 

É verdadeiro o que se afirma em a) I e II, apenas. b) II e III, apenas. c) I, apenas.

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

FRENTE 2

Sobre o experimento, foram feitas as afirmações: I. A bolsa  representa o sistema radicular, enquanto a bolsa  representa as folhas da planta. II. Na bolsa que corresponderia às folhas da planta, a pressão osmótica equivale ao produto entre a densidade da água, a aceleração da gravidade e o Dh. III. Enquanto fechada, a torneira equivale, na planta, ao método de anelamento do caule.

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Eye O

f Scie

nce/S

cienc

e Pho

to Lib

rary/F otoare

na

Eletromicrografia de varredura de uma semente germinada de trigo (Triticum sp.), com destaque para o embrião e para sua radícula. (Aumento de 55 vezes, cores artificiais.)

FRENTE 2

18 CAPÍTULO

Fisiologia vegetal II Depois de formadas, as sementes das angiospermas entram em um período de dormência, um estado não germinativo, mantido por hormônios, com taxa metabólica extremamente reduzida. Desse modo, a dormência assegura que a germinação seja retardada até o momento em que a semente encontre condições ideais para o crescimento do embrião e da plântula. A absorção de água pela semente desencadeia eventos fisiológicos que culminam na germinação, observada na imagem. Os hormônios envolvidos na manutenção e na quebra da dormência das sementes e de outros fenômenos fisiológicos serão apresentados neste capítulo.

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Fitormônios A regulação e coordenação do metabolismo, o crescimento e a morfogênese nos vegetais dependem muitas vezes de sinais químicos, conhecidos como hormônios vegetais ou fitormônios (do grego phytos, planta, e horman, estimular). Em muitos casos, a concentração e a ação conjunta de diferentes hormônios são responsáveis pelas respostas fisiológicas das plantas. De acordo com o conceito utilizado na fisiologia animal, um hormônio é uma molécula sinalizadora produzida em baixas concentrações em uma região e transportada para outras regiões do organismo, nas quais se liga a receptores específicos nas células-alvo, iniciando respostas fisiológicas. Nas plantas, os fitormônios mais importantes são: auxinas, giberelinas, citocininas, ácido abscísico e etileno.

Auxina

Estímulo 0 Inibição

Alongamento celular

A auxina, nome dado a um conjunto de moléculas essenciais ao desenvolvimento vegetal, foi o primeiro hormônio vegetal descoberto. A principal auxina produzida pelas plantas é o ácido indolacético (AIA), molécula derivada do aminoácido triptofano e sintetizada principalmente nas gemas apicais caulinares, nas folhas jovens e nas sementes em de- Efeito de diferentes concentrações de auxina senvolvimento. Atualmente são produzidas diversas moléculas sobre o crescimento da raiz e do caule sintéticas que simulam os efeitos da auxina natural, como o Raiz: sensibilidade alta Caule: sensibilidade baixa ácido ,-diclorofenoxiacético (,-D), o ácido naftalenoacético (ANA) e o ácido indolbutírico (IBA). O transporte de auxina ocorre pelo tecido parenquimático na direção descendente no caule a partir das gemas apicais, fenômeno conhecido como transporte polar. A força da gravidade não influencia a direção do movimento de auxina, de modo que a polaridade é um fenômeno totalmente biológico. Ela depende da posição das proteínas transportadoras de auxiCaule Raiz na, que estão localizadas na base das células parenquimáticas. A sensibilidade à auxina varia nas diferentes partes da planta. As raízes possuem sensibilidade alta, e concentrações baixas do hormônio são suficientes para estimular o crescimento 10–11 10–9 10–7 10–5 10–3 10–1 Concentração de auxina (mol/L) celular. Já os caules possuem sensibilidade baixa, ou seja, suas células são menos sensíveis à auxina e necessitam de concenCAMPBELL, N. A. et al. Biology: a global approach. 12. ed. trações elevadas para serem estimuladas ao crescimento. Para Harlow: Pearson, 2020. os dois órgãos, entretanto, existe uma concentração ideal de Gráfico representando a relação entre a concentração de auxina (mol/L) auxina, na qual a resposta de crescimento é máxima. e o alongamento celular na raiz (linha vermelha) e no caule (linha azul).

Descoberta da auxina A descoberta da auxina ocorreu em , por meio de experimentos realizados pelo botânico holandês Frits Warmolt Went (-) com plântulas de alpiste. Went removeu o ápice das plântulas e o colocou sobre blocos de ágar, uma substância gelatinosa. Ao colocar Ápice Bloco de ágar com auxina Alpiste os blocos de ágar sobre as plântulas corestimula o crescimento (plântula) tadas, elas voltavam a crescer. Bloco Bloco de Quando Went colocou o bloco apenas na de ágar ágar com auxina metade de um dos lados das plântulas leCrescimento Crescimento Crescimento sionadas, o crescimento ocorreu apenas vertical para a esquerda para a direita Sem Sem desse lado. Ele concluiu que os blocos crescimento crescimento de ágar possuíam uma substância química, produzida pelo ápice, que promovia o crescimento das células, dando-lhe o nome de auxina. ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

CORES FANTASIA

NABORS, M. W. Introdução à Botânica. São Paulo: Roca, 2012. Representação esquemática do experimento que resultou na descoberta da auxina.

FRENTE 2

Saiba mais

Grupo Bloco de ágar Bloco de ágar Bloco de ágar com Bloco de ágar com com auxina auxina posicionado auxina posicionado controle sem auxina à direita à esquerda

137

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A seguir, serão abordados os diversos efeitos das auxinas nas plantas.

Alongamento celular

CORES FANTASIA

J. Marini/Shutterstock.com

Um dos efeitos da auxina é estimular o alongamento celular em regiões da planta que estejam em crescimento. A auxina estimula o bombeamento ativo de íons H1 do citosol para a parede celular. A acidificação da parede celular ativa enzimas que rompem as ligações entre as moléculas de celulose e hemicelulose, aumentando sua plasticidade. O aumento do potencial de membrana promove absorção de íons pelas células, que se tornam hipertônicas e passam a absorver água. Assim, o aumento da turgescência e da plasticidade da parede celular possibilitam o alongamento das células. Além disso, a auxina estimula a produção de novas proteínas citoplasmáticas nas células que estão se alongando. ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Parede celular

Citosol

Vacúolo

Núcleo

Representação esquemática do efeito da auxina no alongamento celular.

Dominância apical A auxina produzida pela gema apical é transportada para as gemas axilares mais próximas dela, que permanecem em estado de dormência (inibição), fenômeno conhecido como dominância apical. Esse mecanismo prioriza o crescimento vertical e evita a ramificação do sistema caulinar. O fenômeno de dominância apical reduz à medida que as gemas axilares se tornam mais distantes da gema apical. A entrada de citocininas no sistema caulinar, produzidas pelas raízes, antagoniza o efeito da auxina, sinalizando a quebra de dormência das gemas axilares. Quando isso ocorre, as gemas laterais desinibidas se desenvolvem, formando ramos laterais. Nesse sentido, a razão entre CORES ELEMENTOS Tesoura de poda FANTASIA FORA DE auxina e citocinina é considerada determinante PROPORÇÃO para a manutenção ou a quebra da dormência Gema apical das gemas axilares. A poda das plantas, utilizada em jardinagem, quebra a dominância apical, estimulando a forGema apical ativa mação de novos ramos laterais. Após a poda, as Nova gema apical ativa gemas axilares entram em atividade, formam novos ramos e se tornam gemas ativas na produção de auxina. Plantas com mais ramos produzem mais folhas e flores, além de ter maior produtividade Gema axilar Ramos laterais nos campos de cultivo. inibida

Representação esquemática do efeito da poda (retirada da gema apical) na quebra da dominância apical e no processo de ramificação da planta (formação de ramos laterais).

Antes da poda

Depois da poda

Crescimento de frutos Outro efeito da auxina é o crescimento dos frutos. Quando os óvulos fecundados começam a se transformar em sementes, os embriões em desenvolvimento produzem auxina. Em resposta à auxina, a parede do ovário se desenvolve e origina o fruto. Nesse sentido, quanto maior o número de sementes em desenvolvimento, maior será a produção de auxina pelos embriões e, consequentemente, maiores serão os frutos que as envolvem. A aplicação de auxina sintética nas flores do tomateiro, por exemplo, induz o desenvolvimento dos frutos, tornando o cultivo de tomates em estufas economicamente viável. Se a auxina sintética for aplicada nas flores de plantas antes da polinização, ocorre a formação de frutos sem sementes, conhecidos como frutos partenocárpicos.

Herbicidas Algumas auxinas sintéticas são utilizadas como herbicidas, uma vez que estimulam as plantas a produzir altas taxas de etileno, provocando envelhecimento e morte das folhas. Um exemplo é o ácido ,-diclorofenoxiacético (,-D), um herbicida seletivo, ou seja, que é letal para as eudicotiledôneas e inofensivo para as monocotiledôneas. Isso ocorre porque as eudicotiledôneas, diferentemente das monocotiledôneas, não apresentam enzimas que inativam a auxina sintética. Dessa forma, o ,-D é muito eficiente em manter o cultivo de gramados, canaviais e lavouras de cereais, que são monocotiledôneas.

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BIOLOGIA

Capítulo 18

Fisiologia vegetal II

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Agente laranja e Guerra do Vietnã O agente laranja é um produto químico formado por uma mistura de auxinas sintéticas, utilizado como desfolhante durante a Guerra do Vietnã (-). A Força Aérea dos Estados Unidos jogava, com o auxílio de aviões e helicópteros, o agente laranja nas plantações, a fim de diminuir a produtividade agrícola, e nas florestas, para revelar os esconderijos dos vietnamitas. Cerca de % do território do Vietnã foi afetado pela liberação do agente laranja. Além da queda das folhas, o agente laranja provocou malformações congênitas em humanos, cujos efeitos podem ser notados até hoje em áreas do Vietnã, do Laos e do Camboja.

Everett Collection/Shutterstock.com

Estabelecendo relações

Helicóptero da Força Aérea dos Estados Unidos jogando agente laranja em uma floresta durante a Guerra do Vietnã.

Dr Jeremy Burgess/Science Photo Library/Fotoarena

Formação de raízes As auxinas sintéticas são utilizadas na propagação vegetativa das plantas, já que estimulam a formação de raízes. Quando estacas (ramos caulinares) ou folhas recebem aplicação de ácido indolbutírico (IBA), ocorre aumento na formação de raízes adventícias nas proximidades da superfície cortada. Além disso, a auxina proporciona uma ramificação maior das raízes produzidas pelas mudas.

Giberelinas As giberelinas (GAs) são hormônios vegetais que provocam diversos efeitos nos vegetais, como alongamento do caule, crescimento de frutos e germinação das sementes. Atualmente são conhecidos mais de cem tipos diferentes de giberelina, mas o ácido giberélico (GA) é o mais estudado. Esses hormônios são produzidos principalmente pelos meristemas apicais (caulinares e radiculares), pelas folhas jovens e pelos embriões das sementes e têm diversas funções nos vegetais.

Formação de raízes adventícias em caule de tomateiro (Solanum lycopersicum), estimuladas por auxina sintética.

A descoberta das giberelinas ocorreu no início do século XX, quando rizicultores observaram que algumas plantas cresciam de forma acelerada, tornando-se mais longas e finas, e que tombavam antes de amadurecer. Descobriu-se que um fungo do gênero Gibberella era causador dessa doença. Estudos revelaram que o fungo produzia uma substância química que estimulava o crescimento de células vegetais, causando alongamento caulinar. Essas moléculas foram denominadas giberelinas. Em , os botânicos descobriram que as plantas também produzem essas mesmas moléculas, que continuam sendo chamadas de giberelinas até hoje.

FRENTE 2

Saiba mais

rizicultor: agricultor que cultiva arroz.

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Germinação das sementes Um dos efeitos mais importantes das giberelinas é a quebra da dormência das sementes. Nas sementes de cereais, após a absorção de água do solo, os embriões hidratados produzem e secretam giberelinas. Esses hormônios se difundem pelo endosperma até a camada mais externa, denominada aleurona, logo abaixo da casca. Essa camada responde ao estímulo das giberelinas, sintetizando e liberando enzimas digestivas, como amilases e proteases, que estimulam a digestão de material nutritivo no endosperma. Após a digestão, o cotilédone realiza a absorção de açúcares e aminoácidos produzidos, utilizados no desenvolvimento embrionário. As giberelinas sintéticas são utilizadas pelas indústrias de bebidas fermentadas, como as cervejas, para aumentar a taxa de germinação das sementes de cevada, processo conhecido como maltagem. CORES FANTASIA

C Casca Aleurona eu urona

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Giberelinas Gibereli na as Enzi Enzimas mas

Nutrientes

Endosperma perrma

Embrião ião H2O Raiz

1

Absorção de água pela semente. 2

Produção de giberelinas pelo embrião, que levam à síntese de enzimas digestivas.

3

Produção e secreção de enzimas digestivas no endosperma. 4

As enzimas digerem as proteínas e o amido do endosperma, liberando nutrientes, que são consumidos pelo embrião.

Fonte: CAMPBELL, N. A. et al. Biology: a global approach. 12. ed. Harlow: Pearson, 2020. Representação esquemática do efeito das giberelinas na germinação de sementes. Science History Images/Alamy/Fotoarena

Alongamento do caule As giberelinas estimulam o alongamento de caule, ramos e folhas, apresentando pouco efeito nas raízes. Nos caules, as giberelinas induzem o alongamento celular da mesma maneira que a auxina. Quando aplicadas em plantas mutantes de tomateiro anão (nanismo), as giberelinas promovem o crescimento normal das plantas. Porém, quando as giberelinas são aplicadas em plantas normais, como no repolho, ocorre alongamento exagerado do caule, tornando a planta gigante (gigantismo).

Crescimento dos frutos As giberelinas também estimulam o crescimento dos frutos, de forma análoga à auxina. No caso das uvas Thompson (variedade sem semente), a aplicação de giberelina sintética sobre cachos jovens promove o alongamento dos pedicelos das bagas, possibilitando o crescimento dos frutos. O resultado é um cacho com bagas maiores e menor incidência de fungos e bactérias, já que existe maior espaço para circulação de ar entre eles. Quando giberelinas sintéticas são aplicadas nas flores (antes da polinização), ocorre a formação de frutos partenocárpicos.

Citocininas As citocininas são produzidas em tecidos de crescimento ativo, como raízes, embriões e frutos, já que estimulam divisões celulares mitóticas, o que inclui o processo conhecido como citocinese. Quando um tecido vegetal parenquimático é cultivado em laboratório, na presença de auxina e ausência de citocininas, as células crescem, mas não se dividem. Porém, se ocorrer adição de citocininas com a auxina, as células crescem e se dividem. As citocininas isoladas não possuem efeito algum sobre o crescimento. Como vimos anteriormente, as citocininas, com a auxina, também controlam o crescimento das gemas axilares, estimulando a quebra de dormência e a formação de ramos caulinares

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BIOLOGIA

Capítulo 18

Plantas de repolhos normais (lado esquerdo) e gigantes (lado direito). As plantas gigantes receberam aplicações de GA3.

Fisiologia vegetal II

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Ácido abscísico O ácido abscísico (ABA) é um inibidor de crescimento produzido por quase todos os órgãos vegetais. Esse hormônio é referido como hormônio do estresse, pois se acumula nas plantas que estão desidratadas e pode exercer um papel na manutenção das gemas axilares durante o inverno.

Saiba mais Quando o ácido abscísico foi descoberto, na década de , acreditava-se que esse hormônio estava relacionado à perda (abscisão) foliar. Atualmente, sabe-se que o ácido abscísico não interfere de forma considerável na abscisão foliar, mas o nome permaneceu.

Fechamento dos estômatos O ABA atua no mecanismo de fechamento dos estômatos para proteção da planta contra desidratação. Quando a planta perde muita água, a concentração de ácido abscísico aumenta nas folhas, causando rápido fechamento dos estômatos e consequente diminuição da transpiração. Às vezes, o ABA produzido pelas raízes é transportado até as folhas pelo xilema, funcionando como um sistema preventivo contra a perda de água. A ação do ABA nas células estomáticas não está completamente esclarecida, mas sabe-se que ele promove abertura dos canais de potássio (K1), que acarreta diminuição da pressão osmótica das células, o que promove fechamento dos estômatos.

Dormência das sementes A concentração de ABA pode aumentar mais de cem vezes durante o amadurecimento das sementes. Isso ocorre porque esse hormônio está relacionado com o fenômeno conhecido como dormência das sementes. A dormência é um bloqueio temporário à germinação, evitando que ela ocorra em condições desfavoráveis. Pelo efeito que o ABA exerce sobre sementes e gemas laterais no inverno, ele também é conhecido como dormina. Muitas sementes dormentes só germinam quando o ABA é removido ou inativado. Em muitas plantas, a luz ou a exposição prolongada ao frio podem inativar a ação do ABA das sementes, induzindo a germinação. Já no caso das plantas de deserto, as sementes só germinam após a chuva remover o excesso de ácido abscísico delas.

Etileno O hormônio etileno (HC=CH), ou eteno, é um gás inodoro e incolor produzido por quase todos os órgãos vegetais, com exceção das sementes. As plantas produzem esse hormônio, conhecido como hormônio da senescência, ou ainda como hormônio do estresse, assim como o ABA, em resposta a estresse hídrico, inundação, lesões e infecções. O etileno também é produzido durante o amadurecimento dos frutos, a morte celular programada e em aplicações externas de auxina sintética.

Saiba mais Durante o século XIX, o gás etileno foi muito utilizado como gás de iluminação pública. Os vazamentos nas tubulações, entretanto, promoviam a queda das folhas das árvores mais próximas.

Amadurecimento dos frutos O etileno atua no amadurecimento dos frutos, como maçãs, abacates, melões, mangas e tomates. Os frutos imaturos são, geralmente, verdes, rígidos e não palatáveis, características que protegem as sementes. Após o desenvolvimento das sementes, os frutos se modificam e se tornam atraentes para os animais dispersores. Durante o amadurecimento, há degradação enzimática dos componentes da parede celular, amolecendo os frutos; conversão de amido em monômeros de açúcares e diminuição da concentração de taninos, tornando os frutos doces e saborosos; decomposição da clorofila e produção de pigmentos amarelos e vermelhos que atraem animais, indicando que os frutos estão comestíveis. tanino: substância química naturalmente produzida pelas plantas, com sabor amargo, que as protege contra a predação por animais herbívoros.

Estabelecendo relações Controle do amadurecimento dos frutos Os frutos carnosos podem ser mantidos em locais com baixas temperaturas, baixas concentrações de gás oxigênio e altas concentrações de gás carbônico para retardar o seu amadurecimento. Nessas condições, a baixa temperatura e a baixa concentração de gás oxigênio inibem a síntese de etileno, enquanto a alta concentração de gás carbônico inibe a ação do etileno nos frutos. O permanganato de potássio também pode ser usado para inibir a síntese e a ação do gás etileno nos frutos. Para acelerar o amadurecimento dos frutos, basta realizar alguns cortes e embrulhá-los em sacos de papel. Os cortes induzem a produção de etileno, e os sacos retêm o gás ao redor dos frutos. Frutos amadurecem mais rápido quando estão próximos de frutos maduros ou podres. Nesse sentido, a analogia usada em ambientes corporativos “uma maçã podre contamina o cesto inteiro” apresenta viés biológico válido, já que a maçã em decomposição produz etileno, que acelera o amadurecimento e o apodrecimento das demais maçãs ao seu redor.

FRENTE 2

laterais. Caso o meristema apical seja danificado ou removido, a razão citocinina/auxina aumenta nas gemas axilares, possibilitando o seu desenvolvimento. A aplicação direta de citocininas pode promover o desenvolvimento das gemas laterais, mesmo quando as gemas apicais são mantidas. Dessa forma, o equilíbrio entre os níveis de auxina e citocinina tende a garantir o grau de ramificação das plantas. Outra ação das citocininas é retardar o envelhecimento. Isso ocorre porque esses hormônios estimulam a síntese de RNA e de proteínas, evitam a degradação dos componentes celulares e estimulam a mobilização de nutrientes encontrados em tecidos adjacentes. Floricultores costumam aplicar uma solução de citocininas nas plantas para que elas resistam à ação do tempo.

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Queda das folhas Outro efeito do etileno é promover a queda das folhas. Em florestas temperadas, por exemplo, a queda das folhas no outono auxilia na proteção contra a perda de água no inverno. Durante o outono, ocorre a formação de uma camada de células parenquimáticas de paredes finas, conhecida como camada de abscisão, na base do pecíolo das folhas. CORES FANTASIA

Auxina

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Digestão da camada de abscisão Amarelamento Etileno

Fase de manutenção da folha O nível alto de auxina na folha reduz a sensibilidade da zona de abscisão ao etileno e evita a queda da folha.

Fase de queda Síntese de enzimas que hidrolisam os polissacarídeos da parede celular, resultando na separação das células e na abscisão foliar.

Fase de indução da queda A diminuição da auxina na folha aumenta a sensibilidade ao etileno na zona de abscisão, a qual desencadeia a fase de queda.

TAIZ, L. et al. Fundamentos de fisiologia vegetal. Porto Alegre: Artmed, 2018.

Nas folhas maduras e ativas, a alta concentração de auxina reduz a sensibilidade da zona de abscisão ao etileno, evitando a queda da folha. Já nas folhas senescentes, ocorre diminuição na produção de auxina, o que aumenta a sensibilidade ao etileno pelas células da zona de abscisão. Esse processo desencadeia a fase de queda, caracterizada pela degradação da parede celular na camada de abscisão. Consequentemente, o próprio peso das folhas contribui para a ruptura nessa camada, que se torna o ponto mais frágil do pecíolo. Antes de ocorrer a queda, a planta produz uma camada de proteção que é formada por células com paredes que apresentam suberina, que bloqueiam a entrada de patógenos.

Dr Keith Wheeler/Science Photo Library/Fotoarena

Representação esquemática da ação do etileno e da auxina na queda das folhas.

Pecíolo Caule

Movimentos vegetais Apesar de serem organismos sésseis (fixos), as plantas são influenciadas por diversos fatores abióticos, como a luz, a força da gravidade e o toque, os quais podem desencadear movimentos vegetais. Esses movimentos são fundamentais para a busca de luz e de água, a reprodução e a proteção contra herbívoros. Eles podem ser classificados em três tipos principais: tropismo, nastismo e tactismo.

Tropismos

Camada de abscisão Fotomicrografia de corte longitudinal do caule de um sicóromo (Acer pseudoplatanus) e do pecíolo da folha, com destaque para a camada de abscisão. (Aumento desconhecido.)

A

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

C

B

Recipiente com água

Óvulo

Tubo polínico

Annet_ka/Shutterstock.com; Vecton/Shutterstock.com; Alexius Sutandio/Shutterstock.com

Os tropismos (do grego tropos, movimento) são movimentos vegetais de crescimento dependentes da posição de origem do estímulo. Isso significa que, quando o estímulo surge do lado esquerdo, a planta tem um comportamento diferente do que teria se esse mesmo estímulo surgisse do lado direito. Nos tropismos positivos, os movimentos dos órgãos ou das estruturas vegetais se aproximam dos estímulos, enquanto, nos tropismos negativos, afastam-se. Os principais tropismos são o fototropismo (luz), gravitropismo (gravidade), quimiotropismo (moléculas), tigmotropismo (toque) e hidrotropismo (água). Nas angiospermas, o movimento de crescimento do tubo polínico no estilete é orientado por proteínas atrativas, produzidas pelas sinérgides. Esse movimento é conhecido como quimiotropismo, já que é determinado por moléculas específicas. O tigmotropismo é o movimento determinado pelo contato da planta com algum objeto. Esse movimento é observado em lianas, que se enrolam em suportes por meio de caules volúveis ou gavinhas (caules ou folhas modificadas). Já o hidrotropismo é o movimento realizado pelas raízes na busca de água no solo.

Alguns tipos de tropismo. (A) Hidrotropismo da raiz na busca de água no solo. (B) Quimiotropismo no crescimento do tubo polínico. (C) Tigmotropismo no enrolamento das gavinhas de fixação da planta.

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BIOLOGIA

Capítulo 18

Fisiologia vegetal II

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Fototropismo

Saiba mais

Panooh/Shutterstock.com

Um dos movimentos mais conhecidos da planta é o fototropismo (do grego fotos, luz, e tropos, movimento), cujo estímulo é a luz. Esse movimento conduz o crescimento dos caules na direção da luz solar, fundamental no processo de fotossíntese.

Os primeiros experimentos sobre fototropismo ocorreram em  e foram realizados por Charles Darwin (-) e seu filho Francis Darwin (-). Os Darwin estavam interessados em saber qual parte da planta era sensível à luz. Para responder a essa pergunta, eles realizaram experimentos em plântulas de alpiste (Phalaris canariensis) e perceberam que elas só cresciam na direção da luz se os ápices dos coleóptilos (folhas protetoras) estivessem presentes (livres ou cobertos com papel transparente). A remoção do ápice ou o envolvimento dele em cobertura opaca impediam a curvatura fototrópica. Dessa forma, eles concluíram que o ápice do coleóptilo era responsável pela percepção da luz, transmitindo um sinal (mensageiro químico) de alongamento celular. Em , o cientista Frits W. Went descobriu que esse sinal era um hormônio, a auxina. Crescimento Fototropismo Fototropismo Sem positivo positivo crescimento vertical fonte de luz

Lado iluminado

Lado não iluminado

Fototropismo positivo

Auxina

Caule

Fototropismo negativo

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

CORES FANTASIA

Sem crescimento

NABORS, M. W. Introdução à Botânica. São Paulo: Roca, 2012. Representação esquemática do experimento que demonstra o fototropismo em plantas.

Gravitropismo O gravitropismo, também conhecido como geotropismo, é o primeiro movimento realizado pela plântula e consiste no crescimento orientado pela força da gravidade. A detecção da gravidade é fundamental para a sobrevivência da plântula, pois possibilita que a raiz cresça em direção favorável para o acesso à água e aos minerais no solo, o que coincide com a direção da força gravitacional. Esse movimento é conhecido como gravitropismo positivo. Já o caule cresce no sentido oposto ao da força da gravidade, onde a luz é mais abundante, movimento conhecido como gravitropismo negativo.

Com crescimento

Raiz

Com crescimento

FRENTE 2

O fototropismo é o resultado da ação da auxina sobre o alongamento celular. Quando uma planta recebe luz unilateral, a auxina migra do lado iluminado para o lado não iluminado. No caule, a auxina promove alongamento das células no lado não iluminado, determinando o fototropismo positivo. Nas raízes, o aumento de concentração de auxina no lado não iluminado tem o efeito contrário, isto é, inibe o alongamento celular, possibilitando o afastamento desse órgão da fonte de luz, determinando o fototropismo negativo.

Martin Shields/Science Source/Fotoarena

Planta jiboia (Epipremnum aureum) crescendo em direção à luz, movimento conhecido como fototropismo.

Planta Ápice Base recoberta Ápice Ápice intacta removido recoberto recoberto com cobertura opaca com com (grupo cobertura cobertura controle) opaca transparente

Sem crescimento

Representação esquemática de uma planta recebendo luz unilateral em que se observa o fototropismo positivo do caule e negativo da raiz.

Planta de girassol (Helianthus annuus) na posição horizontal, na qual se observa o gravitropismo negativo no caule.

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ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Gravitropismo negativo

Lado superior Com crescimento Sem crescimento Lado inferior

Lado superior

AjayTvm/Shutterstock.com

Fechamento das folhas de Mimosa pudica (mede de 15 cm a 50 cm de altura) ao ser tocada.

A planta carnívora papa-mosca (Dionaea muscipula) vive em locais brejosos pobres em nitrogênio. Nesse sentido, a maior parte desse elemento é obtida por meio da captura de insetos em suas folhas modificadas. Ao serem atraídos pelos nectários das folhas, os animais andam por ela na busca de mais néctar e acabam tocando nas cerdas sensoriais. O estímulo possibilita que as folhas fechem de forma rápida e sincrônica, capturando os insetos. Esse movimento é conhecido como tigmonastismo, caracterizado pelo contato do inseto com a cerda sensorial da folha. joe hidalgo photgography/iStockphoto.com

Para observar o gravitropismo, basta colocar uma planta envasada na posição horizontal. Nessa condição, ocorre crescimento desigual das células no lado inferior em relação ao superior, causado pela distribuição desigual de auxina. As células do lado inferior, do caule e das raízes, têm maior concentração de auxina, enquanto as células do lado superior têm menor concentração desse hormônio. No caule, o aumento na concentração de auxina no lado inferior promove maior crescimento celular no local, ocasionando uma curvatura para cima (gravitropismo negativo). Já o aumento na concentração de auxina do lado inferior, nas raízes, promove inibição do crescimento celular no local. Assim, as células do lado superior da raiz, com menor concentração de auxina, alongam-se mais que as do lado inferior, ocasionando uma curvatura para baixo (gravitropismo positivo).

Sem crescimento Gravitropismo positivo Lado inferior

Com crescimento Auxina

Representação esquemática de uma planta na posição horizontal, em que se observa o gravitropismo negativo do caule e positivo da raiz.

Nastismos Existem diversos movimentos vegetais, conhecidos como nastismos (do grego nastos, pressionar), que não dependem da origem do estímulo e, geralmente, são reversíveis. Nesses casos, se o estímulo vier tanto do lado direito quanto do esquerdo, o movimento será executado da mesma maneira. A abertura e fechamento dos estômatos, por exemplo, é um movimento de nastismo. Um movimento bastante interessante é observado na planta sensitiva (Mimosa pudica), também conhecida como dormideira, que fecha rapidamente seus foliólulos ao ser tocada. O nome desse movimento é sismonastismo, já que os abalos mecânicos, causados por toque ou vento, é que atuam como estímulo. Esse movimento expõe o caule espinhoso da planta, desencorajando eventuais herbívoros. O movimento de fechamento dos foliólulos resulta da perda de água pelas células do lado superior dos pulvínulos, órgãos motores localizados nas junções dos foliólulos. A perda do íon potássio (K1) nessas células diminui a pressão osmótica, o que causa a perda de água por osmose. Essas células, então, ficam flácidas e com menor volume, determinando o fechamento dos foliólulos. Após cerca de dez minutos, as folhas se reidratam, e os foliólulos se abrem novamente.

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BIOLOGIA

Capítulo 18

Folha de Dionaea muscipula (mede entre 12 cm e 15 cm de altura) capturando uma mosca.

Tactismos Os tactismos (do latim tactu, tocar, e ismo, condição) são movimentos em que ocorre deslocamento de moléculas, organelas ou microrganismos, influenciados por estímulos ambientais (físicos ou químicos). Se o deslocamento resultar em um afastamento da fonte do estímulo, é um tactismo negativo. Se ocorrer a aproximação da fonte do estímulo, o tactismo é positivo. No movimento denominado fototactismo, que ocorre nas folhas, a posição dos cloroplastos muda dentro da célula, dependendo das condições de luminosidade. Quando as células do parênquima paliçádico foliar recebem luz baixa, os cloroplastos se distribuem nas duas paredes delas, processo que maximiza a absorção de luz. No entanto, se as células recebem luz intensa, os cloroplastos migram para as paredes laterais (paralelas à luz incidente), minimizando os danos causados pelo excesso de radiação.

Fisiologia vegetal II

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Luz baixa

Luz alta

Escuro

CORES FANTASIA ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Parede celular

Vacúolo

Cloroplastos

Resposta de evitamento

Resposta de acúmulo

Resposta de escuro

TAIZ, L. et al. Fundamentos de fisiologia vegetal. Porto Alegre: Artmed, 2018. Representação esquemática da distribuição dos cloroplastos em células do parênquima paliçádico em resposta a diferentes intensidades luminosas.

Outro exemplo é o movimento estimulado por determinadas moléculas, conhecido como quimiotactismo, que ocorre na fecundação de briófitas e pteridófitas. As oosferas (gametas femininos) liberam moléculas que atraem os anterozoides (gametas masculinos), fazendo-os nadar na direção delas. Esse mecanismo aumenta o sucesso reprodutivo das plantas, já que, sem essas moléculas, dificilmente os anterozoides encontrariam as oosferas.

Luz e desenvolvimento vegetal O efeito da luz no desenvolvimento e crescimento das plantas é conhecido como fotomorfogênese (do grego fotos, luz; morpho, forma; e genesis, origem). Além de servir de fonte de energia para a fotossíntese, a luz influencia diversos fenômenos vegetais, como alongamento do caule, abertura dos estômatos, germinação das sementes e floração. As plantas são capazes de detectar não apenas a presença, mas também a intensidade, a direção da emissão e o comprimento de onda (cor) da luz que incide sobre elas. A percepção da luz possibilita que elas identifiquem a passagem das estações do ano, por exemplo. Quando a planta recebe esses estímulos, ocorrem alterações na produção de hormônios envolvidos nas mais diversas respostas fisiológicas.

Fitocromo A luz vermelha e a luz azul são as mais importantes para a fotomorfogênese das plantas. Essas observações levaram os cientistas a identificar duas classes principais de fotorreceptores: receptores de luz azul e fitocromos (absorvem luz vermelha). O fitocromo, quando está na forma ativa, determina diversas respostas fisiológicas, como germinação de sementes, floração, crescimento e síntese de clorofila. Esse pigmento é formado por duas subunidades idênticas, cada uma com uma cadeia polipeptídica denominada apoproteína, sendo ligada a um cromóforo, porção fotorreversível responsável pela absorção de luz, mudando entre duas formas isoméricas, dependendo do comprimento de onda vermelha. O fitocromo inativo, ou FVC (fitocromo vermelho curto), absorve a luz na faixa dos  nm e transforma-se em fitocromo ativo. O fitocromo ativo, ou FVL (fitocromo vermelho longo), absorve luz na faixa dos  nm e se transforma em fitocromo inativo. A interconversão de fitocromos é o principal mecanismo de controle dos processos fisiológicos. Durante o dia, como a luz solar apresenta tanto vermelho curto quanto vermelho longo, são encontradas as duas formas de fitocromo nas plantas. Porém, durante a noite, ocorre uma conversão espontânea e lenta de fitocromo ativo em inativo.

Cromóforo

FVL Vermelho curto (660 nm)

Concentração aumenta à noite

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Concentração C au aumenta durante o dia

Vermelho longo (730 nm) Polipeptídeo Fitocromo inativo

Conversão lenta no escuro

Fitocromo ativo

FRENTE 2

FVC

CAMPBELL, N. A. et al. Biology: a global approach. 12. ed. Harlow: Pearson, 2020. Representação esquemática da interconversão do fitocromo inativo em fitocromo ativo e vice-versa.

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Atenção

Saiba mais

Nigel Cattlin/Alamy/Fotoarena

Quando as sementes germinam no escuro, abaixo da superfície do solo, as plântulas desenvolvem caule alongado, folhas pequenas, cor amarelada e gancho apical, fenômeno denominado estiolamento. Essa adaptação possibilita que o caule e as folhas alcancem a superfície do solo e tenham acesso à luz, antes que as reservas energéticas da semente sejam consumidas. O gancho apical evita o contato direto da gema apical e das primeiras folhas com as partículas de solo, o que poderia acarretar sérios danos à plântula. Essas alterações ocorrem devido à ausência de fitocromo ativo na plântula, já que ela se encontra na ausência de luz.

Plântulas de agrião que cresceram na presença de luz (à esquerda) e na ausência de luz (à direita).

Fotoperiodismo Determinados eventos sazonais podem ser decisivos para a reprodução e sobrevivência das plantas. A floração, a queda das folhas, a formação de tubérculos e raízes tuberosas, a reprodução assexuada, a germinação de sementes e a quebra da dormência das gemas axilares são processos que ocorrem em épocas específicas do ano, fenômeno conhecido como fotoperiodismo.

Fotoperíodo crítico corresponde ao limite de horas de iluminação para a ocorrência ou não da floração. Nas plantas de dia longo, o fotoperíodo crítico representa o número mínimo de horas de iluminação, enquanto nas plantas de dia longo representa o número máximo que elas devem receber para que floresçam.

Apesar de os termos “plantas de dia curto” e “planta de dia longo” já estarem consagrados desde a década de , eles são inadequados. Pesquisadores da Universidade da Califórnia descobriram, na década de , que o florescimento é determinado pela duração das noites, e não pela extensão do dia, como se imaginava. Nesse sentido, seria mais adequado utilizar os termos “plantas de noite longa”, para as plantas de dia curto, e “plantas de noite curta”, para as plantas de dia longo. Uma interrupção da fase clara durante o dia não interfere na floração das plantas de dia curto nem nas de dia longo. Contudo, uma interrupção da fase escura por um flash de luz fraca, durante a noite, interfere na floração das plantas de dia curto e nas de dia longo. Dessa forma, pode-se concluir que as plantas de dia curto florescem apenas quando são expostas a um período ininterrupto da fase escura maior ou igual ao fotoperíodo crítico, enquanto as plantas de dia longo florescem apenas quando são expostas a uma fase escura menor ou igual ao fotoperíodo crítico. A Claro Fotoperíodo crítico Lampejo de luz Escuro

Floração

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BIOLOGIA

Capítulo 18

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Planta de dia curto Exemplo: crisântemo

B

Luz noturna

Excellent Dream/Shutterstock.com

Em várias angiospermas, a floração é um fenômeno fotoperiódico, pois ocorre em épocas específicas do ano. De acordo com a época de floração, as angiospermas podem ser divididas em três tipos principais: plantas de dia curto, plantas de dia longo e plantas neutras. As plantas de dia curto florescem em um tempo menor ou igual ao fotoperíodo crítico. Nessas plantas, o fitocromo ativo atua inibindo a floração. As plantas de dia curto florescem no início da primavera, no outono ou durante o inverno. O morangueiro, o crisântemo e o ipê-amarelo são plantas de dia curto. As plantas de dia longo florescem em um tempo maior ou igual ao fotoperíodo crítico. Essas plantas florescem, geralmente, no final da primavera e durante o verão, e nelas o fitocromo ativo atua induzindo a floração. O espinafre, o trigo, a íris e a alface são exemplos de plantas de dia longo. No caso das plantas neutras, a floração não depende do fotoperíodo, mas sim do grau de desenvolvimento da planta, da disponibilidade de água ou da temperatura ambiental. São exemplos de plantas neutras o tomateiro, o feijoeiro, o milho e a roseira.

CORES FANTASIA

Planta de dia longo Exemplo: íris Representação esquemática da influência de diferentes fotoperíodos e da interrupção do período de escuro na floração. (A) Planta de dia curto ou de noite longa e (B) planta de dia longo ou de noite curta.

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Por meio de experimentos realizados ao longo do século XX, cientistas descobriram que as folhas são os órgãos responsáveis pela percepção do fotoperíodo. As folhas atuam na percepção e na transmissão dos sinais relativos ao fotoperíodo para as demais partes da planta. Ao detectar o fotoperíodo, as folhas produzem moléculas sinalizadoras que migram para as gemas, por meio do floema, estimulando a formação de ramos florais e flores. Os botânicos denominaram essas moléculas sinalizadoras de florígenos ou hormônios florais. Em diversas espécies, proteínas globulares e moléculas de RNA mensageiro é que cumprem a função de florígenos, já que podem ser passadas de uma célula a outra por meio de plasmodesmos.

Saiba mais Produtores comerciais manipulam o fotoperíodo de várias plantas para obter floração. Por exemplo, os bicos-de-papagaio são plantas de dia curto que precisam estar prontas para as vendas em dezembro. Iniciadas a partir de estacas no final do verão, as plantas são colocadas sobre condições de dia curto no início de setembro, por quatro a seis semanas, assim as plantas estarão floridas para o natal. As flores do bico-de-papagaio são muito pequenas e se agrupam em várias inflorescências, que têm na sua base uma folha modificada denominada bráctea, geralmente de cor vermelha ou branca e que também requer dias curtos para se desenvolver. NABORS, M. W. Introdução à Botânica. São Paulo: Roca, 2012. R R/Shutterstock.com

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

MAUSETH, J. D. Botany: an introduction to plant biology. 7. ed. Burlington, Massachusetts: Jones & Bartlett Learning, 2019. Estufa com diversos bicos-de-papagaio (Euphorbia pulcherrima, que mede cerca de 60 cm de diâmetro).

Representação esquemática da influência da folha na detecção do fotoperíodo e no estímulo à floração. Ainda que apenas uma folha receba luz adequada (lado esquerdo), ocorrerá produção de flores (lado direito).

Revisando 1. O que são fitormônios? Cite exemplos. 2. Quais são os principais efeitos do hormônio auxina nas plantas? 3. Explique por que a poda realizada na jardinagem estimula a formação de ramos laterais nas plantas. 4. Cite dois efeitos das giberelinas nas plantas. 5. Discuta a veracidade do seguinte ditado popular: “Uma maçã podre contamina todas as outras do cesto”.

7. Compare caules e raízes com relação ao tipo (positivo ou negativo) de fototropismo e gravitropismo apresentado por eles.

FRENTE 2

6. Qual é a relação entre o ácido abscísico, os estômatos e a economia de água nas plantas?

8. O que são nastismos? Cite exemplos. 9. O que são tactismos? Cite exemplos. 10. Qual é a diferença entre planta de dia curto e planta de dia longo?

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Exercícios propostos 1. Udesc 2018 Complete as lacunas. __________ são hormônios vegetais relacionados à regulação do crescimento das plantas. Quando estimulados iniciam a síntese de enzimas que promovem o amolecimento da parede celular, proporcionando movimentos vegetais como __________. Artificialmente, é possível produzir __________ por meio da aplicação de ácido indolilacético diretamente nos ovários para se obter uvas, melancias e tomates, sem sementes. Assinale a alternativa que completa as lacunas do texto, corretamente. a) Auxinas, hidrotopismo, frutos simples baga b) Auxinas, geotropismo, frutos partenocárpicos c) Etilenos, tigmotropismo, frutos simples drupa d) Giberelinas, geotropismo, frutos agregados e) Etilenos, hidrotropismo, frutos partenocárpicos 2. Enem 2021 O plantio por estaquia é um método de propagação de plantas no qual partes de um espécime são colocadas no solo para produzir novas gerações. Na floricultura, é comum utilizar o caule das roseiras para estaquia, pois a propagação da planta é positiva em razão da aplicação de auxinas na porção inferior do caule. A utilização de auxinas no método de estaquia das roseiras contribui para a) floração da planta. b) produção de gemas laterais. c) formação de folhas maiores. d) formação de raízes adventícias. e) produção de compostos energéticos. 3. Enem 2023 Um garoto comprou vários abacates na feira, mas descobriu que eles não estavam maduros o suficiente para serem consumidos. Sua mãe recomendou que ele colocasse os abacates em um recipiente fechado, pois isso aceleraria seu amadurecimento. Com certa dúvida, o garoto realizou esta experiência: colocou alguns abacates no recipiente e deixou os demais em uma fruteira aberta. Surpreendendo-se, ele percebeu que os frutos que estavam no recipiente fechado amadureceram mais rapidamente. A aceleração desse processo é causada por a) acúmulo de gás etileno. b) redução da umidade do ar. c) aumento da concentração de CO. d) diminuição da intensidade luminosa. e) isolamento do contato com O atmosférico. 4. UPF-RS 2022 As uvas sem sementes são muito apreciadas na alimentação humana. A ausência de sementes nessas frutas pode ocorrer em decorrência de mutações genéticas ou a partir da aplicação de um hormônio vegetal sobre os ramos florais jovens, resultando, inclusive, em uvas maiores e mais espaçadas nos cachos. Que tipo de hormônio vegetal produz esses efeitos sobre essas frutas?

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BIOLOGIA

Capítulo 18

(Fonte: adaptado de https://grapaes.com/. Acesso em: 20 abr. 2022)

a) Auxinas. b) Citocininas. c) Etileno.

d) Giberelinas. e) Ácido abscísico.

5. Unespar-PR 2019 O desenvolvimento das plantas em suas diversas manifestações – crescimento, resposta a estímulos, floração, etc. – é regulado por hormônios vegetais. Sobre os principais hormônios vegetais, assinale o que for CORRETO. a) A auxina induz o envelhecimento das folhas, flores e frutos; induz o fechamento dos estômatos; b) A citocina atua no fototropismo e no geotropismo; estimula o alongamento celular; c) A giberelina promove a dormência de gemas e de sementes; d) O etileno estimula o amadurecimento de frutos; atua na abscisão das folhas; e) O ácido abscísico promove a germinação de sementes e o desenvolvimento de brotos. 6. FGV-SP 2023 Os vegetais, no seu crescimento e desenvolvimento, sofrem a influência de diversos hormônios. Entre os hormônios vegetais, aquele que atua na queda das folhas, além de promover o amadurecimento dos frutos, é a) a giberelina. b) o ácido abscísico. c) a citocinina. d) a auxina. e) o etileno. 7. UFPR 2016 Produtores de frutas utilizam permanganato de potássio para desencadear a reação representada pela seguinte equação: Permanganato de potássio 1 Etileno ñ Óxido de manganês 1 Gás carbônico 1 Hidróxido de potássio

O objetivo de colocar as frutas em contato com o permanganato de potássio é: a) acelerar seu crescimento. b) retardar seu amadurecimento. c) alterar seu sabor. d) modificar sua cor. e) reduzir a quantidade de sementes.

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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. d) tiroxina, giberelina e pleonasmo. e) vasopressina, giberelina e pleonasmo. 9. Acafe-SC 2019 Os hormônios vegetais ou fitormônios são substâncias produzidas pelas plantas que atuam como “mensageiros químicos” entre células, tecidos e órgãos. Em relação aos hormônios vegetais, correlacione as colunas. . Auxina . Giberelina . Citocinina . Etileno . Ácido abscísico Responsável por retardar o envelhecimento da planta. É abundante em locais com grande atividade de proliferação celular, como sementes em germinação, frutos e folhas em desenvolvimento. Sua principal ação é induzir o amadurecimento dos frutos. Atua no desenvolvimento das gemas apicais, tropismos e no desenvolvimento de frutos. Responsável pelo bloqueio do crescimento das plantas durante o inverno e pela dormência de sementes. Atua no alongamento celular, quebra da dormência das gemas presentes no caule, promoção da germinação e desenvolvimento dos primórdios foliares e dos frutos. A sequência correta, de cima para baixo, é: a)  –  –  –  –  b)  –  –  –  –  c)  –  –  –  –  d)  –  –  –  –  10. UFJF/Pism-MG 2018 O crescimento e o desenvolvimento de um organismo pluricelular não seriam possíveis sem que houvesse uma comunicação efetiva entre as suas células, tecidos e órgãos. Tanto nas plantas quanto nos

animais, a regulação e a coordenação do metabolismo, do crescimento e da morfogênese dependem de sinais químicos, denominados hormônios. O termo ”hormônio“ provém do grego horman, que significa ”estimular“. Raven, P. H.; Evert, R. F.; Eichhorn, S. E. 2014. Biologia Vegetal. 8a ed. Ed. Guanabara Koogan S. A., RJ.

São feitas as seguintes afirmativas sobre hormônios vegetais: I. As auxinas são responsáveis pelo crescimento do vegetal, pela dominância apical e pelo desenvolvimento de frutos. II. O etileno promove o amadurecimento de frutos. III. As giberelinas promovem a germinação de sementes e o alongamento do caule. IV. As citocininas são inibidoras de crescimento e promotoras de dormência de gemas e sementes. V. O ácido abscísico estimula o desenvolvimento de gemas e retarda o envelhecimento de órgãos. São CORRETAS: a) I, II e III b) II, III e IV c) III, IV e V d) I, II e V e) II, IV e V 11. UFU-MG 2021 O quadro a seguir apresenta alguns hormônios vegetais e algumas funções desempenhadas por esses hormônios. Relacione a coluna da direita com a da esquerda no que se refere aos hormônios vegetais e suas funções. Hormônios

Funções

I. Auxina

(A) Estimular o alongamento do caule, o desenvolvimento do pólen, o crescimento do tubo polínico, o crescimento do fruto e o desenvolvimento e a germinação da semente; regular a determinação do sexo.

II. Citocinas

(B) Promover o amadurecimento de muitos tipos de frutos; aumentar a taxa de senescência; promover a formação da raiz e de pelos da raiz.

III. Giberelinas

(C) Promover a formação de raízes laterais e adventícias; regular o desenvolvimento dos frutos; atuar no fototropismo e no gravitropismo.

IV. Ácido abscísico (ABA)

(D) Inibir o crescimento; promover a dormência da semente e inibir a germinação precoce; promover a senescência foliar e promover a tolerância à dessecação.

V. Etileno

(E) Regular a divisão celular em caules e raízes; estimular a germinação de sementes; retardar a senescência foliar.

Assinale a alternativa que apresenta a relação correta entre as colunas. a) I E; II B; III C; IV A; V D. b) I A; II D; III B; IV E; V C. c) I C; II E; III A; IV D; V B. d) I B; II A; III D; IV C; V E.

FRENTE 2

8. Unesp 2021 Leia os versos da canção “Tenho sede”, composta por Anastácia e Dominguinhos.

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12. UEL-PR 2020 Dentre vários elementos visuais, pode-se observar, na figura abaixo, uma árvore adulta com todas as suas partes em evidência. Em geral, o controle do desenvolvimento das plantas ocorre por meio de substâncias orgânicas, denominadas fitormônios ou hormônios vegetais.

 O crescimento orientado da planta em resposta a um estímulo luminoso, tal como o observado na imagem anterior, é chamado de fototropismo.  A imagem representa um caso de nastismo, em que a plântula não responde ao estímulo externo.  O fototropismo, diferente de outros tropismos, pode ser apenas positivo, sendo observado tanto no caule como na raiz.  A luz faz com que a auxina seja translocada para o lado sombreado do ápice em crescimento, onde estimula o alongamento celular, promovendo a curvatura do caule em direção à fonte de luz. Soma:

BARNEY, M. Lama Lâmina, 2009. Viagemegastronomia.com.br

Com base nos conhecimentos sobre as funções e os locais de produção e de atuação dos hormônios vegetais, assinale a alternativa correta. a) O etileno estimula o amadurecimento de frutos, atua na queda natural de folhas e frutos e é produzido nas mais diversas partes da planta. b) A citocinina estimula o alongamento celular, atua na dominância apical e no desenvolvimento dos frutos e é produzida em sementes em desenvolvimento, no meristema apical do caule e em folhas jovens e frutos. c) A quitinase, produzida em diferentes partes da planta, promove a germinação de sementes, o desenvolvimento de brotos e frutos, estimula a floração e o alongamento do caule e das folhas. d) A giberelina estimula as divisões celulares, o desenvolvimento das gemas, participa da diferenciação dos tecidos, retarda o envelhecimento dos órgãos e tem a sua produção concentrada nas folhas. e) A quinase promove a dormência de gemas e de sementes, induz o envelhecimento de folhas, flores e frutos, induz o fechamento dos estômatos e é produzida nas gemas apicais da raiz. 13. UEPG/PSS-PR 2023 Considerando o movimento do caule em direção à luz e a ação da auxina, observe a imagem abaixo e assinale o que for correto. As esferas ilustram a concentração do hormônio auxina e as setas indicam a direção do seu movimento

14. PUC-Campinas 2016 Muitos experimentos demonstram o efeito que a luz exerce sobre certos processos realizados pelas plantas. Um deles é apresentado a seguir. Três lotes de coleóptilos foram submetidos à iluminação unilateral e preparados da seguinte maneira: I. inteiros, com os ápices descobertos; II. inteiros, com os ápices cobertos por papel opaco; III. sem os ápices. Espera-se que ocorra fototropismo a) positivo em I. d) negativo em II. b) negativo em I. e) negativo em III. c) positivo em II. 15. UFJF/Pism-MG 2019 Sobre tropismos, marque a alternativa CORRETA: a) Raízes crescem por geotropismo negativo, por ação do etileno. b) Caules crescem por geotropismo positivo, por ação de auxinas. c) Caules crescem com fototropismo positivo, por ação de auxinas. d) Algumas plantas crescem por tigmotropismo, em contato com o suporte, por ação do ácido abscísico. e) Em espécies vegetais não há quimiotropismo, diferentemente do que ocorre entre os protistas. 16. Uern/PSV 2015 Pode-se observar na figura o aprisionamento de um inseto, pelas folhas articuladas da espécie de planta carnívora do gênero Dionaea. Esse movimento, em resposta do toque feito pelo animal, é um exemplo de

Fonte de luz

Caule cresce em direção à luz

(Disponível em: http://arquivosreporter.blogspot.com.br/ 2013/11/armadilha-da-natureza.html.)

Plântula

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Capítulo 18

a) tropismo. b) nastismo.

c) geotropismo. d) tigmotropismo.

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I I

II II

fonte de luz fonte de luz

Em relação à concentração de AIA, para o crescimento desse vegetal, é correto afirmar: a) A concentração de AIA é distribuída de maneira uniforme na região apical do caule. b) A concentração do AIA é maior no lado I. c) A região II foi a que mais cresceu. d) Na raiz, a distribuição na concentração de AIA é a mesma observada no caule. e) O AIA é sintetizado por todo o vegetal e não apresenta dominância apical. 18. UEMG 2023 Os reguladores de crescimento vegetal são substâncias químicas naturais, ou sintéticas, que visam alterar as estruturas e os processos de desenvolvimento da planta, a fim de potencializar a produção e melhorar a qualidade da espécie que está sendo aplicada. Atualmente são amplamente utilizados, visando acelerar a germinação, o crescimento, o amadurecimento, entre outras funções. Assinale a alternativa que contenha toda a descrição da função e o nome do regulador correto. a) O ácido abscísico é o hormônio da germinação, atuando na síntese da região meristemática, aumentando o tamanho do cacho de uva e favorecendo a produção da cana. b) O etileno é conhecido popularmente como hormônio do stress, pois amadurece os frutos mais rapidamente, visto que este supera a dormência, além do que o CO inibe sua ação. c) A auxina é o hormônio do desenvolvimento da parte aérea, atuando na divisão celular, favorecendo a formação de gemas e diminuindo a senescência. d) A citocinina é o hormônio do crescimento, sendo sintetizada em meristemas, além do que, o zinco favorece sua síntese. Este regulador é degradado por oxidação, ou inibido pela luz.

19. UFSJ-MG Os fenômenos biológicos são muitas vezes regulados pelo fotoperíodo, que é a variação periódica entre a duração dos dias e das noites. Dentre os fenômenos regulados pelo fotoperíodo, pode-se citar a floração das plantas, que, de acordo com a resposta, são divididas como plantas de dias longos, que florescem quando o fotoperíodo aumenta, e plantas de dias curtos, que florescem com a redução do fotoperíodo, além das neutras, que não são reguladas pelo fotoperíodo. Observe o esquema dos experimentos a seguir, em que as plantas hipotéticas A e B, respectivamente plantas de dias longos e dias curtos, foram submetidas a diferentes fotoperíodos. Experimento 

Experimento 

Experimento 

A partir da análise conjunta dos três experimentos, é CORRETO afirmar que a) o fotoperíodo influencia somente a planta A. b) a duração do dia é um fator mais determinante na floração que a duração da noite. c) a duração da noite é um fator mais determinante na floração que a duração do dia. d) o fotoperíodo influencia somente a planta B.

FRENTE 2

17. Uefs-BA 2017 Na figura ilustrada, observa-se o fototropismo do caule, e o seu desenvolvimento depende da concentração de AIA em regiões específicas do vegetal.

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20. Unesp O professor chamou a atenção dos alunos para o fato de que todos os ipês-roxos existentes nas imediações da escola floresceram quase que ao mesmo tempo, no início do inverno. Por outro lado, os ipês-amarelos, existentes na mesma área, também floresceram quase que ao mesmo tempo, porém já próximo ao final do inverno. Uma possível explicação para esse fato é que ipês-roxos e ipês-amarelos apresentam a) pontos de compensação fótica diferentes e, provavelmente, são de espécies diferentes. b) pontos de compensação fótica diferentes, e isso não tem qualquer relação quanto a serem da mesma espécie ou de espécies diferentes. c) fotoperiodismos diferentes e, provavelmente, são de espécies diferentes. d) fotoperiodismos diferentes, e isso não tem qualquer relação quanto a serem da mesma espécie ou de espécies diferentes. e) fototropismos diferentes, e isso não tem qualquer relação quanto a serem da mesma espécie ou de espécies diferentes. 21. Uesc-BA Em 1938, os pesquisadores Hanner e Bonner realizaram uma série de experimentos, hoje considerados clássicos, para o estudo do fotoperiodismo das plantas. O esquema a seguir demonstra os resultados desse experimento.

Dia longo

Dia curto

Dia curto com interrupção da noite

A

Planta de dia curto

B

Planta de dia longo

Com base nos resultados e nas conclusões obtidas a partir desse experimento, identifique com V as afirmativas verdadeiras e com F, as falsas. As plantas de dia curto florescem quando submetidas a um período de escuro igual ou menor que o período de claro. A interrupção da noite com um flash de luz não produziu qualquer efeito visível no resultado do experimento. As plantas de dia longo florescem quando submetidas a períodos claros superiores aos períodos escuros. As plantas possuem um fotoperíodo crítico, relacionado com a duração do período de escuro, e não com o período do dia na determinação da floração. A alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo, é a a) F – V – V – F d) V – V – F – F b) V – F – F – V e) F – V – F – V c) F – F – V – V

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Texto complementar

                            
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FRENTE 2

Estudo desvenda como hormônio aumenta o acúmulo de açúcar na cana

Livro TAIZ, L. et al. Fundamentos da Fisiologia Vegetal. Porto Alegre: Artmed, . Para um entendimento mais completo, leia o livro sobre processos e substâncias envolvidos na fisiologia vegetal.

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Exercícios complementares 1. UEL-PR 2016 Hormônios são substâncias produzidas por um determinado grupo de células ou tecidos e estimularão, inibirão ou modificarão a resposta fisiológica e o desenvolvimento de outras regiões do próprio organismo. Nas plantas, eles também são chamados de fitormônios e participam de diferentes fases do desenvolvimento vegetal. Sobre os fitormônios, responda aos itens a seguir. a) Muitas espécies de plantas ornamentais e frutíferas são podadas entre as estações reprodutivas. Que tipo de resposta fitormonal essa poda costuma desencadear e qual a sua consequência? b) Quais são os efeitos do fitormônio etileno? 2. UEG-GO 2022 Muitos dos fenômenos característicos do crescimento e da diferenciação em plantas são induzidos e regulados por hormônios vegetais que conceitualmente são substâncias orgânicas, produzidas em uma célula ou tecido, que atuam como mensageiras químicas, modulando os processos celulares no local de síntese ou em outras partes da planta. Na atualidade, utilizam-se com frequência os reguladores vegetais, compostos naturais ou sintéticos, que exibem atividade biológica no controle do crescimento e do desenvolvimento das plantas e têm proporcionado melhorias ao sistema de cultivo de diversas culturas agrícolas. RODRIGUES, J. D.; FIOREZE, S. L. Reguladores são, para muitos cultivos, indispensáveis ao alcance de bons níveis. Visão agrícola, n. 13, p. 36. jul./dez. 2015.

Quando os reguladores vegetais são aplicados em plantas, apresentam ações similares aos grupos de hormônios vegetais. Um dos objetivos principais da aplicação de biorreguladores em culturas agrícolas é a) promover o rápido desenvolvimento inicial das plantas, favorecendo a utilização do solo pelas raízes e o desenvolvimento foliar. b) atuar na inibição completa da biossíntese dos hormônios vegetais, agindo diretamente no armazenamento dos vacúolos nos diferentes órgãos da planta. c) inibir a vantagem competitiva contra plantas não desejáveis ou, mesmo, em relação ao estresse ambiental, impedindo a absorção de água pelas raízes e caule. d) aproveitar os recursos ambientais, como água, nutrientes e radiação solar, de forma eficiente, inibindo a síntese de hormônios vegetais pelas plantas. e) favorecer a diferenciação de tecidos permanentes e meristemáticos, que ocorre nos estágios iniciais do desenvolvimento da cultura. 3. FMJ-SP 2015 Plantas da mesma espécie foram submetidas a dois procedimentos, a saber: . suas gemas apicais foram retiradas e no lugar delas foram colocados blocos de ágar com auxina. . suas gemas apicais foram retiradas e no lugar delas foram colocados blocos de ágar puro.

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BIOLOGIA

Capítulo 18

a) Qual dos procedimentos corresponde à poda realizada por fruticultores? Explique por que fruticultores realizam esse procedimento. b) Qual dos procedimentos seria semelhante ao crescimento normal da planta? Explique a resposta fisiológica das gemas laterais nessa condição. 4. UFG-GO Considere o experimento apresentado a seguir. Três plantas jovens, de mesma espécie e idade, mantidas em condições ambientais controladas e ideais de luz, temperatura, nutrição e umidade, foram submetidas a três procedimentos. Planta I: mantida intacta. Planta II: remoção do meristema apical. Planta III: remoção do meristema apical e, no local da remoção, aplicação de pasta de lanolina com um hormônio vegetal. Ao final do período experimental, foram obtidos os seguintes resultados: Planta I: o crescimento vertical foi mantido e as gemas laterais permaneceram dormentes. Planta II: o crescimento vertical diminuiu ou cessou e ocorreu crescimento de ramos provenientes do desenvolvimento de gemas laterais. Planta III: as gemas laterais permaneceram dormentes. Com base nos resultados desse experimento, a) cite o hormônio usado na planta III e o local em que ele é produzido na planta; b) explique uma aplicação prática para o procedimento utilizado na planta II. 5. Unisa-SP 2017 A transpiração vegetal pode ser demonstrada por meio da utilização do papel de cobalto. Quando seco, o papel apresenta coloração azul e quando em contato com a umidade apresenta coloração rósea. Em um experimento, três plantas não desérticas e da mesma espécie foram colocadas em recipientes de vidro distintos e vedados. A epiderme inferior de algumas das folhas das três plantas foi colocada em contato com o papel de cobalto. Todas as plantas estavam envasadas, nas seguintes condições: Recipiente 1 – suprimento hídrico na terra, ambiente escuro e baixa concentração de gás carbônico no ar. Recipiente 2 – baixo suprimento hídrico na terra, ambiente à luz do dia e alta concentração de gás carbônico no ar. Recipiente 3 – suprimento hídrico na terra, ambiente à luz do dia e baixa concentração de gás carbônico no ar. a) Em qual desses recipientes o papel de cobalto apresentará coloração rósea mais rapidamente? Justifique sua resposta. b) Uma das funções do hormônio ácido abscísico é reduzir a desidratação foliar que ocorre na planta. Explique como esse hormônio atua para reduzir a desidratação nas folhas.

Fisiologia vegetal II

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6. Unitau-SP 2019 Apesar de não apresentarem sistema nervoso, os vegetais são capazes de controlar seu desenvolvimento e seu crescimento de acordo com as condições ambientais e de reagir a estímulos externos (ex.: luz, gravidade e contato). Essas atividades são comandadas pelos hormônios vegetais, ou fitormônios, moléculas orgânicas pequenas e de fácil penetração na célula. Cite cada uma das classes de hormônios e suas respectivas ações nos vegetais. 7. Uerj Fito-hormônios são substâncias que desempenham importantes funções na regulação do metabolismo vegetal. Os frutos sem sementes, denominados partenocárpicos, por exemplo, são produzidos artificialmente por meio da aplicação dos fito-hormônios denominados auxinas. a) Descreva a atuação das auxinas na produção artificial de frutos sem sementes. b) Cite um fito-hormônio que influencie o mecanismo iônico de abertura e fechamento dos estômatos foliares e explique sua atuação nesse mecanismo.

a) Que substância regula o fototropismo? Em que região da plântula é produzida tal substância reguladora? b) Explique, do ponto de vista fisiológico, como ocorre o fototropismo. 10. Unitau-SP 2018 As auxinas são um conjunto de fitormônios muito importantes para o desenvolvimento das plantas. Dentre eles, o ácido indolilacético (AIA) é o mais comum, ausente apenas em coleóptilos, ou seja, na primeira porção da planta que aparece na superfície do solo. Uma informação que poucos conhecem é que Charles Darwin foi o precursor da descoberta das auxinas, quando estudava o fototropismo em alpiste. Sobre as auxinas, a) onde são produzidas, e qual o sentido do transporte desses hormônios? b) explique o fototropismo e o gravitropismo nas plantas, regulado por esses hormônios. 11. FMJ-SP 2022 A figura ilustra a ação de um hormônio na gema apical de uma planta quando submetida à luz.

8. Fasm-SP 2018 Leia a tirinha de Bob Thaves.

Hormônio

(O Estado de S. Paulo, 18.12.2016.)

9. Unicid-SP 2015 A fotografia mostra coleóptilos de trigo em germinação sob uma fonte unidirecional de luz, em processo de fototropismo.

(http://webpages.fc.ul.pt)

(http://edu.glogster/glog. Adaptado.)

a) Cite o hormônio que atua no fenômeno apresentado na figura. Qual é a ação desse hormônio nas células? b) Suponha que a gema apical seja removida e que a planta receba luz uniformemente. Qual modificação anatômica a planta apresentará em relação às gemas laterais? Qual mecanismo fisiológico provoca esse fenômeno? 12. UFJF/Pism-MG 2022 Em uma aula de Fisiologia Vegetal, o professor propôs aos alunos o seguinte experimento: colocar uma semente em um vaso e aguardar a germinação. O vaso foi colocado na janela do laboratório. Após a emergência da plântula, o aluno deveria deitar o vaso, como demonstrado nas figuras A e B. Após alguns dias, o aluno verificou que houve alteração na direção do crescimento da planta, como mostrado na figura C. Para analisar o que aconteceu com a planta, o professor sugeriu aos alunos retirarem a planta do vaso e, ao fazer isso, o aluno pode visualizar a alteração no crescimento da raiz e do caule, como representado na figura D. Na sequência, o professor explicou que as plantas são capazes de controlar seu desenvolvimento e crescimento, reagindo a diferentes estímulos, e que essas atividades são comandadas por hormônios vegetais ou fitormônios.

FRENTE 2

As alterações citadas na tirinha indicam o processo de amadurecimento que ocorre com os frutos, finalizando em sua decomposição. a) A qual Reino pertencem os seres vivos classificados como mofo? Esses seres vivos são autótrofos ou heterótrofos? b) Qual hormônio vegetal estimula o processo de amadurecimento dos frutos? Cite uma medida para desacelerar o amadurecimento dos frutos.

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14. UFU-MG 2016 As folhas da planta Mimosa pudica, popularmente conhecida como sensitiva ou dormideira, dobram-se rapidamente quando estimuladas mecanicamente, conforme ilustrado na figura a seguir.

Pulvino

Considerando o experimento demonstrado e os seus conhecimentos sobre o assunto abordado pelo professor, responda as questões abaixo: a) Identifique o fitormônio que está relacionado com o processo de crescimento da raiz e do caule, e descreva como o acúmulo desse fitormônio nas células desses dois órgãos influenciaram a alteração no crescimento deles, como ilustrado nos círculos D. b) A alteração do direcionamento no crescimento do caule e da raiz refletem processos de tropismo nas plantas. Quais os tropismos visualizados nessa planta e qual é a influência dos fatores externos em cada um deles? c) Além das atividades destacadas no experimento abordado, esse fitormônio também regula outras atividades nas plantas. Cite duas dessas outras atividades. 13. UFTM-MG Em 1881, Charles Darwin e seu filho Francis estudaram a influência da luz sobre coleóptilos. Para isso, utilizaram um coleóptilo intacto, outro com o ápice cortado, outro com o ápice encoberto com papel opaco, outro com o ápice encoberto com papel transparente e outro com a base encoberta com papel opaco, como mostra a figura. fonte de luz

intacto

base encoberta com papel opaco ápice ápice ápice encoberto cortado encoberto com com papel papel opaco transparente

a) Qual substância é responsável pela curvatura dos coleóptilos? Explique como essa substância, na presença de luz, promove essa curvatura. b) Explique por que o coleóptilo que teve o ápice encoberto com papel opaco não se curva em direção à fonte de luz e indique como ficará a direção do seu crescimento.

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BIOLOGIA

Capítulo 18

FOLÍOLO ABERTO Estimulação mecânica

Células perdem turgor Células mantêm turgor

FOLÍOLO FECHADO Disponível em: http://www.angelobranco.com.br/2015/01. Acesso em: 4 de jan. 2016.

A partir das informações, faça o que se pede. a) Como é denominado esse tipo de movimento das folhas da referida planta? b) Explique o mecanismo da resposta iônica que provoca as alterações no turgor das células do pulvino que levam ao fechamento dos folíolos. 15. Unicamp-SP 2020 Em 20 de julho de 1969, Neil Armstrong se tornou o primeiro homem a pisar na superfície lunar, após viajar a bordo da Apollo 11 com Edwin Aldrin e Michael Collins. O espaço é um desafio para a Biologia e vários experimentos na área vêm sendo realizados na Estação Espacial Internacional. Pesquisadores compararam o perfil de transcritos em plantas crescidas no espaço, o que permitiu avaliar como os organismos detectam a ausência de gravidade (ou a microgravidade) e desvendar os mecanismos fundamentais envolvidos na resposta das plantas ao voo espacial.

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a) No contexto apresentado, o que é um transcrito? Considerando o processo de síntese proteica para o entendimento do metabolismo celular, qual é a limitação da análise exclusiva do perfil de transcritos? b) As imagens (A) e (B) abaixo mostram plantas cultivadas em ambiente terrestre ou no espaço. Considerando seus conhecimentos sobre tropismo, identifique o ambiente em que cada planta cresceu e justifique a sua resposta.

A

B (Fontes: R. J. Ferl e A. L. Paul, The effect of spaceflight on the gravitysensing auxin gradient of roots: GFP reporter gene microscopy on orbit. npj Microgravity, New York, v. 2, p. 15023, jan. 2016; A. L. Paul e outros, Spaceflight transcriptomes: unique responses to a novel environment. Astrobiology, New Rochelle, v. 12, n. 1, p. 40-56, jan. 2012.)

16. CUSC-SP 2022 A floração de duas espécies (X e Y) de plantas eudicotiledôneas é regulada por diferentes fotoperíodos. A espécie X é uma planta de dia curto e a espécie Y é uma planta de dia longo e ambas apresentam fotoperíodo crítico de 14 horas. As figuras ilustram condições de exposições à luz e à escuridão a que essas duas espécies foram submetidas. Os números 1 e 2 correspondem aos diferentes fotoperíodos a que a espécie X foi exposta, e os números 3 e 4 correspondem aos diferentes fotoperíodos a que a espécie Y foi exposta. E X

E Y

 horas

 horas

Iluminado

Escuro

Iluminado



Escuro







(www.macmillanhighered.com. Adaptado.)

a) Em qual fotoperíodo,  ou , a espécie X irá florescer? Em qual fotoperíodo,  ou , a espécie Y irá florescer? b) Suponha que essas duas espécies de plantas recebam um breve feixe de luz no meio do período escuro. Qual das espécies não irá florescer? Justifique sua resposta com base no fator determinante da floração. 17. Famerp-SP 2015 Fotoperíodo crítico é o tempo de exposição diária à luz que uma planta necessita para iniciar sua floração. Algumas plantas requerem períodos de iluminação maiores, outras requerem períodos de iluminação menores, existindo ainda plantas indiferentes ao período de iluminação. A figura ilustra o florescimento de uma planta que necessita de um fotoperíodo crítico de 6 horas, no máximo. dia longo

noite curta verão

12 horas

dia curto

24

noite longa inverno

0

12 horas

24

FRENTE 2

0

planta de dia curto (noite longa)

a) Tendo em vista o processo de floração, explique o que ocorre quando essa planta é cultivada em regiões próximas à linha do equador. b) Como os floricultores conseguem produzir flores o ano todo, independentemente da região, da época do ano, ou do fotoperíodo crítico de cada planta?

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18. UFG-GO 2014 Ao visitar, no mês de julho, uma instituição de pesquisa nos EUA, um pesquisador brasileiro observou uma angiosperma florida e se interessou pelo estudo do ciclo reprodutivo desse vegetal. Ao retornar ao Brasil, iniciou uma pesquisa, a esse respeito, com a mesma planta. Contudo, observou que o florescimento dessa angiosperma ocorreu no mês de janeiro. O estudo foi concluído após a observação de todas as fases do ciclo reprodutivo da planta. Considerando as observações feitas pelo pesquisador, no Brasil, a) como se explica a floração das plantas ter ocorrido no mês de janeiro? b) cite quatro fases consecutivas do ciclo reprodutivo dessa planta. 19. UFPR 2017 Foi realizado um experimento para verificar a influência do fotoperíodo na floração de uma espécie de planta. O grupo 1 foi submetido a um fotoperíodo em que o tempo de escuro era menor que o período crítico para floração; o grupo 2, a um tempo de escuro maior que o crítico para floração; o grupo 3 foi submetido ao mesmo período de escuro que o grupo 2, mas com uma breve exposição à luz no meio do período escuro. Na figura estão representados os grupos e o resultado obtido nos grupos 1 e 2. Com base nessas informações, responda: a) Na situação , a planta floresce ou não? b) Justifique sua resposta, considerando a ação dos dois principais fitocromos reguladores do fotoperíodo nas plantas.

 h

ô

Experimento II

Resultado da floração – – – + + +

ô ô

luz / escuro            

ô

Experimento I

20. Unesp Foram feitos experimentos em laboratório, variando artificialmente os períodos em horas, de exposição à luz e ao escuro, com o objetivo de observar em que condições de luminosidade (luz ou escuro) determinadas plantas floresciam ou não. No experimento I, exemplares de uma planta de dia curto foram submetidos a condições diferentes de exposição à luz e ao escuro. Já no experimento II, plantas de duas outras espécies foram também submetidas a períodos de exposição à luz (ilustrados em branco) e ao escuro (destacados em preto). Em duas situações, houve pequenas interrupções (destacadas por setas) nestes períodos de exposição. Os sinais positivos indicam que houve floração, e os negativos, que não houve, para todos os experimentos. Planta de dia curto

Planta de dia longo

– +

+ –

– –

+ +

a) Interprete os resultados do experimento I considerando as exigências de exposição à luz e ao escuro para que ocorra a floração desta planta. b) Considerando o experimento II, qual das interrupções – a que ocorreu durante o período de exposição à luz ou ao escuro – interferiu no processo de floração? Qual é o nome da proteína relacionada à capacidade das plantas responderem ao fotoperíodo? 21. UFJF-MG Em muitas plantas, a floração é controlada pelo fotoperíodo, sendo as espécies classificadas como plantas de dias curtos (PDC) ou plantas de dias longos (PDL). Observe a figura ao lado, que ilustra um experimento realizado com PDC e PDL, e responda: a) Qual a classificação fotoperiódica (PDC ou PDL) das plantas das espécies A e B, considerando os resultados obtidos nos experimentos? b) O que representa o fotoperíodo crítico para as plantas fotoperiódicas? c) Explique como é possível a ocorrência de florescimento das plantas A e das plantas B em uma mesma localidade, na mesma época do ano.

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BIOLOGIA

Capítulo 18

Fisiologia vegetal II

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BNCC em foco EM13CNT301

1. Unesp 2013 Em uma aula de biologia, a professora pegou três sacos de papel permeável e colocou, em cada um deles, um par de frutas, segundo a tabela. Saco 1 Banana verde

X

Mamão verde

X

Banana madura Mamão maduro

Saco 2

Saco 3 X

X X X

Todas as frutas estavam íntegras e com bom aspecto. Cada saco foi fechado e mantido em um diferente canto da sala de aula, que tinha boa ventilação e temperatura em torno de 30 C. Na semana seguinte, os sacos foram abertos e os alunos puderam verificar o grau de maturação das frutas. Pode-se afirmar que, mais provavelmente, a) as frutas maduras dos sacos  e  haviam apodrecido, e as frutas verdes dos sacos ,  e  iniciavam, ao mesmo tempo, seus processos de maturação. b) as frutas verdes dos três sacos haviam amadurecido ao mesmo tempo e já iniciavam o processo de apodrecimento, enquanto as frutas maduras dos sacos  e  já se mostravam totalmente apodrecidas. c) as frutas maduras dos sacos  e  haviam apodrecido, e as frutas verdes dos sacos ,  e  continuavam verdes. d) as frutas verdes dos sacos  e  haviam amadurecido, e as frutas verdes do saco  estavam em início de maturação. e) as frutas dos três sacos se encontravam tal como no início do experimento: as frutas verdes dos sacos ,  e  ainda estavam verdes e as frutas maduras dos sacos  e  estavam no mesmo ponto de maturação. 2. UFSC 2016 O experimento representado a seguir foi realizado para observar a germinação e o comportamento geotrópico em raízes e caules. Quatro grãos de milho com as pontas voltadas para o centro foram colocados em uma caixa de acrílico sobre algodão umedecido em quantidade suficiente para garantir a fixação das sementes. A caixa foi recoberta com papel-alumínio, para evitar a interferência da luz, e mantida na posição vertical por quatro dias. Em seguida, a caixa passou por um giro de 90 conforme a ilustração a seguir, e foi mantida na posição horizontal por mais quatro dias. O desenvolvimento, a direção e o sentido das raízes e dos caules foram acompanhados durante a realização do experimento.

FRENTE 2

EM13CNT301 e EM13CNT202

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REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA MONTAGEM DO EXPERIMENTO Caixa de acrílico Grãos de milho

Após quatro dias, foi feito um giro de o

Algodão umedecido

Lado inferior na posição vertical REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA NO MOMENTO INICIAL APÓS O GIRO

Lado inferior na posição horizontal

AMABIS, José M.; MARTHO, Gilberto R. Biologia: Moderna Plus. 3. ed. São Paulo: Moderna, 2009. CD: Guia para o professor. [Adaptado].

Sobre a fisiologia vegetal e com base na ilustração, é CORRETO afirma que:  o órgão indicado pela seta A é a raiz.  concentrações ideais do hormônio vegetal auxina, necessárias para o alongamento celular mais eficiente, são diferentes no caule e na raiz.  o comportamento geotrópico da raiz depende da posição original dos grãos, podendo ocorrer geotropismo positivo ou negativo.  nos dias que sucedem ao giro de  feito no experimento, é provável que a direção e o sentido das raízes permaneçam os que foram estabelecidos na posição vertical. Soma: EM13CNT202

3. Fameca-SP 2016 O fotoperiodismo é um fenômeno que exerce influência sobre a floração das plantas e está diretamente relacionado aos fitocromos. Uma molécula de fitocromo pode apresentar duas formas: o PR e o PFR. O PR transforma-se em PFR na presença de luz; já no escuro, o PFR é convertido em PR. Dois experimentos foram montados para estabelecer a influência do período de claro e escuro sobre a floração das espécies de plantas A e B.

E 1

E 2

24 horas claro

A

24 horas

escuro

B

claro

A

escuro

B

a) Considerando as condições ambientais favoráveis, determine a estação do ano em que a probabilidade de a planta B florescer é maior. A incidência de luz por  segundos durante o período de escuro no experimento  terá qual efeito sobre as plantas? b) Como o fotoperíodo crítico determina a floração na planta B? Com relação aos períodos de claro e escuro, qual é a influência dos fitocromos PR e PFR na floração da planta de dia curto?

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BIOLOGIA

Capítulo 18

Fisiologia vegetal II

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Proxima Studio/Shutterstock.com

A dosagem da concentração sanguínea de glicose é uma prática comum entre portadores de diabetes melito.

FRENTE 3

11 CAPÍTULO

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Controle endócrino Segundo a Federação Internacional de Diabetes, em , , milhões de brasileiros entre  e  anos eram portadores de diabetes melito, caracterizado pela elevação da glicemia (concentração sanguínea de glicose). As complicações inserem a doença na lista das que mais matam no Brasil e no mundo e, para evitá-las, as pessoas com diabetes melito devem fazer o acompanhamento rigoroso da glicemia. Em indivíduos saudáveis, o controle dos níveis sanguíneos de glicose envolve a participação de hormônios, principalmente insulina e glucagon, produzidos pelo pâncreas.

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Introdução Em conjunto com o sistema nervoso, o sistema endócrino participa do controle das atividades básicas ligadas ao funcionamento do organismo. Por isso, ambos são considerados sistemas de controle. O sistema endócrino é constituído do conjunto de glândulas endócrinas do organismo e sua atuação ocorre por meio de moléculas sinalizadoras denominadas hormônios, os quais são secretados no sangue pelas glândulas endócrinas e distribuídos pelo corpo, alcançando todas as células. Apesar de entrar em contato com todos os tecidos do corpo, um hormônio age apenas sobre as células que apresentam receptores específicos para ele. Essas células são chamadas de células-alvo, e a recepção do hormônio desencadeia uma mudança em seu metabolismo. Existem diversos tipos de hormônios. Alguns, por exemplo, aumentam a taxa de síntese proteica das células-alvo; outros influenciam a taxa de divisões celulares, entre outras respostas. Receptor específico para outro hormônio

Célula secretando certo hormônio na corrente sanguínea

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Vaso sanguíneo Receptor específico do hormônio nas células-alvo

Hormônio Representação esquemática da secreção de hormônio no sangue e sua recepção pelas células-alvo.

Nos animais, existem hormônios derivados de aminoácidos, hormônios de natureza peptídica (formados por cadeias de aminoácidos) e hormônios derivados do colesterol (chamados esteroides, de natureza lipídica). CORES FANTASIA

Hipófise

Paratireoides

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Tireoide

Suprarrenais

Ovários

Testículos

marina_ua/Shutterstock.com

Pâncreas

Representação esquemática da localização das principais glândulas endócrinas no corpo humano. Detalhes sobre os testículos (gônadas masculinas) e ovários (gônadas femininas) serão apresentados no próximo capítulo deste livro.

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BIOLOGIA

Capítulo 11

Controle endócrino

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Os hormônios são substâncias que, em geral, atuam em pequenas quantidades, tendo sua secreção regulada pelo próprio organismo. O excesso ou a carência de um hormônio pode resultar em prejuízos à fisiologia celular e ao metabolismo do corpo. Um exemplo de mecanismo de controle dos níveis hormonais é o feedback negativo, ou retroalimentação negativa, por meio do qual a resposta das células-alvo inibe a produção do hormônio que a desencadeou. Esse mecanismo evita que os hormônios sejam liberados em quantidades excessivas, o que estimularia demasiadamente as células-alvo. Em decorrência da retroalimentação negativa, ocorre a redução da concentração sanguínea do hormônio. Porém, quando essa redução se acentua e o estímulo diminui a níveis que podem ser prejudiciais, a inibição cessa, e a glândula endócrina passa a liberar novamente o hormônio no sangue. Por meio desse mecanismo, a concentração sanguínea de um certo hormônio permanece relativamente constante ao longo do tempo, mantendo a homeostase. Outro mecanismo envolvido com a regulação da secreção de hormônios é o feedback positivo, ou retroalimentação positiva, por meio do qual o aumento da intensidade da resposta das células-alvo resulta no aumento da liberação do hormônio que as estimula. Ao longo da apresentação das principais glândulas endócrinas e de seus hormônios, serão discutidos exemplos de retroalimentação negativa e positiva.

Principais glândulas endócrinas Hipófise A hipófise (ou pituitária) está localizada na base do encéfalo, intimamente associada ao hipotálamo. Trata-se de uma glândula relativamente pequena (aproximadamente do tamanho de um grão de ervilha) dividida em duas partes: adenoipófise (porção anterior) e neuroipófise (porção posterior). Cérebro

Tálamo Glândula pineal

Hipotálamo Hipófise

Cerebelo

Saiba mais Melatonina A glândula pineal produz a melatonina, hormônio liberado na ausência de luz que está relacionado à indução do sono, atuando no ciclo circadiano. Os ciclos circadianos correspondem às mudanças dos estados fisiológicos que ocorrem no organismo humano em um período de  horas. Distúrbios do sono ligados a perturbações do ciclo circadiano podem ser causados por diferentes fatores, como danos cerebrais, turnos irregulares de trabalho, uso de certos medicamentos e viagens em diferentes fusos horários. Sob orientação médica, a suplementação de melatonina pode ser indicada para alguns tratamentos de distúrbios do sono.

Hormônios da neuroipófise A neuroipófise não produz hormônios, mas armazena e libera no sangue dois hormônios sintetizados por células neurossecretoras do hipotálamo, tratando-se, portanto, de uma sinalização neuroendócrina. Os hormônios produzidos pelo hipotálamo e secretados pela neuroipófise são o hormônio antidiurético e a ocitocina. O hormônio antidiurético (ADH), ou vasopressina, atua sobre os rins, aumentando a reabsorção de água nos túbulos distais e nos ductos coletores dos néfrons, o que reduz o volume urinário. Por isso, esse hormônio é essencial ao equilíbrio hídrico do corpo humano. A produção de ADH é inibida pela ingestão de grande quantidade de água ou de bebidas alcoólicas, que reduz a reabsorção hídrica nos rins e aumenta o volume urinário. Há casos nos quais fatores internos comprometem a produção, a liberação ou a ação do ADH, como no diabetes insípido, que resulta em produção de grande volume de urina muito diluída. O ADH também é chamado de vasopressina devido à ação sobre os vasos sanguíneos, causando vasoconstrição periférica. Ele atua, por exemplo, em casos de queda da pressão arterial e redução do volume sanguíneo decorrentes de hemorragia. A ocitocina é um hormônio que estimula a secreção do leite materno pelas glândulas mamárias durante a amamentação. A produção e a liberação desse hormônio são desencadeadas pela sucção dos mamilos realizada pela criança. Além disso, a ocitocina estimula a contração do miométrio (músculo uterino) no momento do parto. A liberação de ocitocina é regulada por retroalimentação positiva.

Hormônios da adenoipófise Tefi/Shutterstock.com

Adenoipófise

Medula espinal

Neuroipófise CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Representação esquemática da hipófise, com destaque para suas regiões. A glândula pineal, indicada na imagem, produz a melatonina, hormônio liberado na ausência de luz e que está relacionado à indução do sono.

A adenoipófise sintetiza e secreta hormônios sob o controle do hipotálamo – alguns hormônios hipotalâmicos estimulam a liberação de hormônios pela adenoipófise, enquanto outros inibem essa liberação. Certos hormônios produzidos e secretados pela adenoipófise podem apresentar efeito trófico, isto é, regular a atividade de outras glândulas endócrinas. Esses hormônios tróficos são chamados de trofinas, a exemplo do TSH, do ACTH, do FSH e do LH. O TSH (hormônio tireoestimulante)

FRENTE 3

Regulação dos níveis hormonais

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Saiba mais Apesar da tendência de redução da produção de GH ao longo da vida, situações de diminuição drástica desse hormônio podem causar sintomas como fadiga, redução da massa muscular, envelhecimento precoce e comprometimento do bem-estar social e psicológico. CORES FANTASIA

Hipotálamo Neurossecreção

Adenoipófise (anterior)

ADH

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Rim

Neuroipófise (posterior) Ocitocina

TSH

ACTH

FSH e LH

GH

Glândula tireoide

Glândulas suprarrenais

Gônadas

Ossos e músculos

Glândulas mamárias

Prolactina

Relação das estruturas de produção e de atuação de alguns hormônios humanos. A neuroipófise não produz, mas armazena e libera hormônios sintetizados pelo hipotálamo.

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BIOLOGIA

Capítulo 11

Glândula tireoide A tireoide (ou tireoidea) é uma glândula endócrina encontrada na porção anterior do pescoço, localizada ventralmente em relação à traqueia. ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

SvetaZi/Shutterstock.com

estimula a produção de hormônios pela glândula tireoide (tireoidea). O ACTH (hormônio adrenocorticotrófico) estimula a produção de hormônios pelo córtex das glândulas suprarrenais (adrenais). O FSH (hormônio foliculoestimulante) e o LH (hormônio luteinizante) correspondem às gonadotrofinas, ou seja, estimulam o funcionamento de ovários (gônadas femininas) e testículos (gônadas masculinas). Outros hormônios sintetizados e liberados pela adenoipófise são a prolactina e o GH. A prolactina (hormônio lactogênico) estimula a produção de leite pelas glândulas mamárias. O GH (hormônio do crescimento, ou somatotrofina) estimula a proliferação celular e a síntese proteica; promove, por exemplo, a elongação dos ossos e o aumento da massa muscular. Na infância, a carência de GH resulta em nanismo hipofisário. Pessoas com esse tipo de nanismo geralmente têm membros proporcionais e atingem altura média de , m. Já o excesso de GH causa gigantismo, situação em que o indivíduo pode chegar a , m de altura (caso do homem mais alto da história). Espera-se que a produção de GH diminua ao longo da vida de uma pessoa, mas há casos em que a secreção de GH pode permanecer elevada em adultos, causando um quadro denominado acromegalia, que é o crescimento das extremidades do corpo, como mãos, pés e ossos da face.

Glândula tireoide

Traqueia Representação esquemática da localização da tireoide.

Um dos hormônios sintetizados e secretados pela glândula tireoide é denominado calcitonina. Ele reduz o nível sanguíneo de Ca+ em situações nas quais a concentração desse íon se eleva. Nesse sentido, a calcitonina atua aumentando a excreção renal de Ca+, reduzindo sua absorção intestinal e depositando-o no tecido ósseo, o que contribui para a calcificação dos ossos. Outros hormônios produzidos e liberados pela glândula tireoide são o tri-iodotironina (T, molécula com três átomos de iodo) e o tetraiodotironina, ou tiroxina (T, molécula com quatro átomos de iodo). Produzidos a partir do aminoácido tirosina, esses hormônios estimulam o metabolismo – promovem o aumento do consumo de O e da produção de calor. Eles contribuem também para a manutenção da pressão arterial e dos batimentos cardíacos, entre outros. Quando os níveis sanguíneos de T e T ficam abaixo dos valores de referência, o hipotálamo é estimulado a liberar o TRH, hormônio que estimula a adenoipófise a secretar TSH na corrente sanguínea. O TSH, por sua vez, estimula a glândula tireoide a secretar T e T no sangue, restabelecendo os níveis desses hormônios. Contudo, conforme as concentrações sanguíneas de T e T aumentam, a estimulação da glândula tireoide cessa, inibindo essa secreção hormonal e impedindo o aumento exagerado da taxa metabólica. Esse controle é um exemplo de feedback negativo. TRH Hipotálamo

Inibição

TSH Secreção de T e Adenoipófise T pela tireoide

Excesso de T e T

Inibição

O controle da secreção de T3 e T4 ocorre por retroalimentação negativa.

Controle endócrino

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ção excessivas dos hormônios T e T, o que acentua o metabolismo e pode causar sintomas como aumento do apetite, da temperatura corporal, da frequência cardíaca (taquicardia), da sudorese e da pressão arterial, emagrecimento, irritação, insônia, bócio (crescimento da tireoide) e exoftalmia (olhos saltados em decorrência do acúmulo de líquido atrás do globo ocular).

•

Hipotireoidismo: caracterizado pela baixa secreção de T e T, o que resulta em redução da taxa metabólica e causa sintomas como ganho de peso, diminuição da frequência cardíaca (bradicardia) e da pressão arterial, letargia, sonolência, intolerância ao frio e bócio. Quando o hipotireoidismo ocorre ainda na infância, suas consequências podem ser graves, comprometendo o desenvolvimento físico e cognitivo da criança.

•

Bócio endêmico (ou carencial): decorrente da diminuição da concentração sanguínea de T e T, que ocorre quando a ingestão de iodo (constituinte essencial desses hormônios) não é suficiente para manter a produção hormonal. Essa condição promove a liberação de TSH pela hipófise e, consequentemente, a estimulação excessiva da tireoide, determinando seu aumento – característica do bócio endêmico. A prevenção dessa condição é feita por meio do consumo de sal de cozinha enriquecido com iodo.

ilusmedical/Shutterstock.com

Alterações da tireoide • Hipertireoidismo: decorrente da produção e da libera-

Glândula tireoide

Glândulas paratireoides ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Representação esquemática da localização das glândulas paratireoides na parte posterior da glândula tireoide. CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Secreção Glândula tireoide

Calcitonina

Vaso sanguíneo

Elevação do nível de cálcio no sangue

Queda do nível de cálcio no sangue

chatuphot/Shutterstock.com

Paratormônio

Secreção

Glândulas paratireoides

Representação esquemática da ação integrada da calcitonina e do paratormônio no controle do nível sanguíneo de cálcio.

Glândulas suprarrenais As glândulas suprarrenais (ou adrenais) são glândulas endócrinas localizadas acima dos rins e apresentam duas regiões distintas: medula (porção interna) e córtex (porção externa). Glândulas suprarrenais

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

O bócio endêmico é caracterizado pelo crescimento da tireoide.

Córtex Medula

ilusmedical/Shutterstock.com

As glândulas paratireoides (ou paratireóideas) correspondem ao conjunto de quatro glândulas localizadas na parte posterior da glândula tireoide e são responsáveis pela produção do paratormônio (PTH). Esse hormônio é liberado quando a concentração sanguínea de cálcio fica abaixo dos valores de referência. O PTH eleva o nível de Ca+ no sangue por três mecanismos: estímulo à degradação da matriz óssea (rica em cálcio); aumento da reabsorção renal desse íon; e ativação da vitamina D, nutriente que estimula a absorção intestinal do Ca+ a partir dos alimentos.

FRENTE 3

Glândulas paratireoides

Rins Representação esquemática da localização das glândulas suprarrenais (acima dos rins) e detalhe de corte transversal mostrando o córtex e a medula.

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Hormônios da medula das suprarrenais

Pâncreas

A medula das suprarrenais, em resposta a estímulos nervosos, secreta dois hormônios produzidos a partir do aminoácido tirosina: adrenalina (epinefrina) e noradrenalina (norepinefrina). Esses hormônios são liberados em situações de perigo e estresse, atuando principalmente no aumento da quantidade de energia disponibilizada ao organismo. Alguns dos principais efeitos da liberação de adrenalina e noradrenalina são: • aumento da glicogenólise (degradação do glicogênio) no fígado, resultando em liberação de glicose no sangue e, consequentemente, elevação da glicemia; • aumento da pressão arterial; • aumento das frequências respiratória e cardíaca; • aumento do fluxo sanguíneo para os músculos esqueléticos, o coração e o cérebro; • aumento da atenção; • redução das atividades digestiva, excretora e reprodutora.

Glândulas endócrinas são aquelas que liberam os hormônios diretamente na corrente sanguínea, enquanto glândulas exócrinas, como as mamárias, as lacrimais e as sudoríferas, liberam seus produtos na superfície corporal ou em cavidades. Há, ainda, glândulas mistas ou anfícrinas, como o pâncreas, que possuem uma porção exócrina e uma endócrina. A porção exócrina do pâncreas, formada pelos ácinos pancreáticos, produz o suco pancreático, secreção digestiva conduzida pelo ducto pancreático em direção ao duodeno. Já a porção endócrina do pâncreas, constituída de conjuntos de células secretoras chamados ilhotas pancreáticas (ou ilhotas de Langerhans), sintetiza e secreta os principais hormônios que atuam no controle da glicemia: insulina (produzida pelas células beta) e glucagon (produzido pelas células alfa).

Atenção A adrenalina e a noradrenalina também são produzidas pelo sistema nervoso, funcionando como neurotransmissores.

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Ilhota pancreática

Estômago Capilar

Hormônios do córtex das suprarrenais

Saiba mais O córtex das suprarrenais também secreta pequenas doses de hormônios androgênios em homens e mulheres. Os androgênios estão ligados à determinação de caracteres sexuais masculinos. Em situações nas quais esses hormônios são liberados excessivamente pelo corpo feminino, pode ser observado o desenvolvimento de algumas características secundárias comuns no sexo biológico masculino, como aumento da quantidade de pelos faciais e hipertrofia muscular em determinadas regiões do corpo. O principal androgênio é a testosterona, produzida majoritariamente pelos testículos (gônadas masculinas).

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BIOLOGIA

Capítulo 11

Pâncreas

Ducto pancreático

EreborMountain/Shutterstock.com

Estimulado pelo ACTH (produzido e secretado pela adenoipófise), o córtex das suprarrenais sintetiza e libera no sangue hormônios esteroides (derivados do colesterol). Os principais tipos de esteroides do córtex das suprarrenais são os mineralocorticoides e os glicocorticoides. Os mineralocorticoides participam da manutenção do equilíbrio da água e dos sais no organismo. A aldosterona, por exemplo, é um mineralocorticoide que atua nos rins, aumentando a reabsorção de sódio (Na+) e a secreção de potássio (K+). Essa ação aumenta a osmolaridade do sangue e, consequentemente, a reabsorção de água, o que resulta em elevação da pressão arterial. Os glicocorticoides participam do metabolismo da glicose. O cortisol é um glicocorticoide que promove a gliconeogênese, isto é, a produção de glicose a partir de substâncias que não são carboidratos, como aminoácidos e glicerol. Essa ação do cortisol provoca o aumento da glicemia. Doses elevadas de glicocorticoides têm efeito anti-inflamatório, podendo ser utilizadas no tratamento de doenças ou condições que causam inflamações severas.

Duodeno

Ácino pancreático Representação esquemática das estruturas do pâncreas visto em corte, com destaque para suas porções endócrina e exócrina.

A insulina é liberada quando a glicemia aumenta (hiperglicemia), como ocorre algum tempo após a ingestão de carboidratos. O efeito da insulina sobre suas células-alvo as faz absorver mais glicose do sangue, promovendo a redução da glicemia. Principalmente nas células do fígado, a insulina estimula a glicogênese, isto é, a formação de glicogênio, um polissacarídeo de reserva formado pela união de moléculas de glicose. Em situações nas quais a glicemia é reduzida (hipoglicemia), como em jejum, ocorre a liberação de glucagon. Esse hormônio age sobre as células do fígado, estimulando a glicogenólise, ou seja, a degradação do glicogênio hepático. A glicogenólise resulta na liberação de glicose no sangue, promovendo aumento da glicemia. Outro processo que pode ocorrer em condições hipoglicêmicas e aumentar a glicemia é a gliconeogênese (formação de glicose a partir, por exemplo, de aminoácidos e glicerol).

Controle endócrino

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CORES FANTASIA

Insulina

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Aumento da absorção de glicose pelas células

Células beta

Formação de glicogênio no fígado Aumento da glicemia (p. ex.: ingestão de carboidratos)

Redução da glicemia

Glicemia normal

Redução da glicemia (p. ex.: jejum)

Aumento da glicemia

Degradação do glicogênio estocado no fígado

Glucagon

Células alfa

A ação antagônica da insulina e do glucagon atua na homeostase da glicose, mantendo os valores da glicemia compatíveis com as exigências energéticas do organismo. Contudo, existem distúrbios que afetam essa regulação, como ocorre no diabetes melito. Esse quadro é caracterizado por hiperglicemia crônica – a concentração de glicose no sangue tende a permanecer mais alta que os valores de referência porque as células não são capazes de absorver a glicose sanguínea de maneira suficiente. Nessa situação, a gordura se torna o principal substrato energético degradado na respiração celular. Existem dois tipos principais de diabetes melito. Ambos são caracterizados pela manutenção de altos níveis sanguíneos de glicose, porém por causas distintas. O diabetes melito tipo  é caracterizado pela deficiência na síntese e na secreção de insulina. A causa desse tipo de diabetes melito é geralmente autoimune: o sistema imunitário, por meio da ação de anticorpos, destrói as células pancreáticas produtoras de insulina. Assim, a regulação da glicemia acontece mediante a administração de insulina, por exemplo, por meio de injeções. Por esse motivo, essa condição também é conhecida como diabetes dependente de insulina. O diabetes melito tipo  pode ser designado como diabetes juvenil, uma vez que geralmente se manifesta na infância. O diabetes melito tipo , também conhecido como diabetes não dependente da insulina, é causado pela redução da capacidade das células-alvo em responder à presença da insulina, caracterizando um quadro de resistência insulínica. Nessa situação, apesar de a insulina ser produzida, as células-alvo não são sensibilizadas e a glicose não é absorvida eficientemente, permanecendo no sangue. Trata-se de um quadro que, em geral, tem início na idade adulta, sobretudo a partir dos  anos, e corresponde a cerca de % dos casos de diabetes melito. Fatores hereditários, sedentarismo e obesidade influenciam o desenvolvimento do diabetes melito tipo . O controle é feito com a prática regular de atividades físicas, uma dieta saudável e, a depender da situação, o auxílio de medicamentos. Ambos os tipos de diabetes melito apresentam sintomas e sinais bastante característicos, como a presença de glicose na urina (glicosúria). Quando a glicemia está elevada, muita glicose passa do sangue para o filtrado glomerular no interior dos néfrons, excedendo a capacidade de reabsorção da glicose de volta para o sangue. Em decorrência disso, maior quantidade de água é eliminada, resultando em aumento do volume urinário (poliúria) e, consequentemente, sede intensa. Também pode ser observado aumento de apetite, mas, mesmo assim, é comum a pessoa apresentar perda de peso. O diabetes melito pode causar uma série de complicações, como problemas circulatórios, renais e visuais (podendo levar à cegueira), além da dificuldade para cicatrização de lesões.

FRENTE 3

Representação esquemática da atuação da insulina e do glucagon na homeostase da glicose.

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Revisando 1. Explique como o sistema endócrino atua no controle das atividades básicas ligadas ao funcionamento do organismo. 2. Explique o mecanismo de feedback negativo, diferenciando-o do feedback positivo. 3. Cite os hormônios secretados pela neuroipófise e os que são sintetizados e liberados pela adenoipófise. 4. Aponte três consequências do hipertireoidismo e três consequências do hipotireoidismo para o organismo. 5. Explique por que a carência de iodo é prejudicial ao funcionamento da glândula tireoide. 6. Explique como os hormônios PTH e calcitonina atuam na regulação do nível sanguíneo de cálcio. 7. Indique os hormônios secretados pelo córtex e pela medula das glândulas suprarrenais. 8. O pâncreas é classificado como uma glândula mista. Por quê? 9. Explique como os hormônios insulina e glucagon atuam no controle da glicemia. 10. Diferencie diabetes melito tipo 1 e diabetes melito tipo 2.

Exercícios propostos 1. Uece 2018 Atente ao que se diz a seguir sobre hormônios animais e assinale com V o que for verdadeiro e com F o que for falso. São mensageiros químicos produzidos em pequenas quantidades e distribuídos pelo sistema circulatório. Controlam respostas fisiológicas a curto prazo, tais como secreção de enzimas digestivas e ciclo reprodutivo. São sinais químicos produzidos por células de um organismo unicelular conhecidas como células endócrinas. São usados para controlar ações a longo prazo, porque a secreção, a difusão e a circulação são mais lentas do que a transmissão. A sequência correta, de cima para baixo, é: a) V, F, F, V. b) V, V, F, V.

c) F, V, V, F. d) F, F, V, F.

2. Unisinos-RS 2022 Hormônios são substâncias químicas produzidas por glândulas endócrinas e liberados na corrente sanguínea. Considere as seguintes afirmações: I. A insulina e o glucagon são hormônios produzidos no pâncreas. II. O hormônio ocitocina, produzido nos ovários, estimula a contração das musculaturas do útero e das glândulas mamárias. III. A glândula pineal produz a melatonina, hormônio envolvido no ritmo circadiano. Sobre as proposições acima, pode-se afirmar que a) apenas I está correta. b) apenas II está correta. c) apenas III está correta.

d) apenas I e II estão corretas. e) apenas I e III estão corretas.

3. UFRGS 2022 Em relação aos diferentes hormônios produzidos pelos seres humanos, é correto afirmar que a) a melatonina é produzida predominantemente na adeno-hipófise e atua na regulação do ciclo cicardiano. b) os hormônios T e T produzidos pela tireoide estimulam os osteoclastos a produzirem tecido ósseo. c) a liberação de insulina pelas células alfa do pâncreas resulta em aumento agudo da glicemia. d) o hormônio do crescimento produzido pelas células da neuro-hipófise é um exemplo de hormônio esteroide. e) a ocitocina é produzida pelo hipotálamo e está envolvida na secreção do leite materno. 4. UFSCar-SP 2023 Os hormônios são substâncias que controlam diversas funções do organismo. Eles são liberados na corrente sanguínea e atuam em várias partes do corpo e agem, praticamente, sobre todos os sistemas. Sobre os hormônios, assinale a alternativa correta. a) A adrenalina é liberada em situações de emergência para a redução da frequência cardíaca. b) A insulina é produzida na tireoide, atua no metabolismo da proteína e provoca a diabetes. c) A ocitocina atua nas contrações do útero durante o parto, estimulando a expulsão do bebê. d) O hormônio antidiurético é estimulado pela ingestão de álcool, gerando grande produção de urina.

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BIOLOGIA

Capítulo 11

Controle endócrino

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É CORRETO afirmar que o indivíduo com deficiência ou aumento do hormônio que possui o iodo em sua composição deve apresentar disfunções principalmente: a) no metabolismo geral do corpo. b) na captação de glicose no sangue. c) nas funções involuntárias do corpo. d) no controle das excretas nitrogenadas. 7. UFMS 2022 Um hormônio-chave no circuito regulador do rim é o hormônio antidiurético (HAD; ADH, antidiuretic hormone), também denominado vasopressina. Células osmorreceptoras no hipotálamo monitoram a osmolaridade do sangue e regulam a liberação de HAD a partir da hipófise posterior. Mutações que impedem a produção do HAD ou que inativam o gene receptor do HAD desorganizam a homeostase pelo bloqueio da inserção de canais de aquaporina adicionais à membrana do ducto coletor. O distúrbio resultante pode causar desidratação grave e desequilíbrio de solutos, devido à produção de urina copiosa e diluída. A descrição anterior caracteriza a seguinte doença: a) diabetes insipidus. b) esclerose múltipla. c) artrite reumatoide. d) diabetes mellitus tipo I. e) diabetes mellitus tipo II. 8. Enem 2021 Um estudo demonstrou que o bisfenol A, composto usado na fabricação de materiais plásticos, associado a uma longa lista de doenças, impediu a ação das desiodases, enzimas que atuam na transformação do hormônio T4 em T3. TOLEDO, K. Disponível em: http://agencia.fapesp.br. Acesso em: 13 jun. 2019 (adaptado).

Esses hormônios são produzidos na(s) glândula(s) a) paratireoides. d) hipófise. b) pancreática. e) adrenal. c) tireoide.

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Baixo

Normal

Elevado

Níveis do hormônio da tireoide

Os resultados desse experimento permitem concluir que, nos hepatócitos dos ratos estudados, a) o hipertireoidismo eleva o consumo de oxigênio na etapa citoplasmática da respiração celular. b) o hipotireoidismo acelera a produção de ATP. c) o hipertireoidismo estimula a fosforilação oxidativa. d) o hipotireoidismo torna a cadeia respiratória um processo anaeróbio. 10. UFU-MG 2023 Nos seres humanos e em outros mamíferos, o hormônio da tireoide atua nas células-alvo pelo corpo para: controlar a bioenergética; ajudar a manter a pressão sanguínea, o batimento cardíaco e o tônus muscular; e regular as funções digestórias e reprodutivas. A regulação da secreção de tal hormônio acontece por meio de uma rota hormonal em cascata. Em sendo assim, considere os seguintes acontecimentos. I. O TSH estimula a célula endócrina na glândula tireoide a secretar o hormônio da tireoide (T e T) no sistema circulatório. II. O hormônio da tireoide bloqueia a liberação de TRH a partir do hipotálamo e a liberação de TSH a partir da adeno-hipófise, formando uma alça de retroalimentação negativa, que previne a superprodução do hormônio da tireoide. III. Os níveis de hormônio da tireoide aumentam no sangue e nos tecidos do corpo, retornando aos níveis normais. IV. O TRH faz a adeno-hipófise secretar o hormônio estimulador da tireoide (TSH) no sistema circulatório. V. O hipotálamo secreta o hormônio de liberação da tirotrofina (TRH) para o sangue. Os vasos portais transportam TRH para a adeno-hipófise.

FRENTE 3

6. FCMMG 2022 Antigamente era comum visualizarmos, em regiões distantes da área litorânea, pessoas com bócio, denominadas popularmente de papudas. Devido a esse fato, o sal passou obrigatoriamente a ser iodado.

9. PUC-SP 2017 Um experimento foi conduzido para verificar a influência de um hormônio da tireoide sobre o metabolismo celular. Para isso, foram obtidas células hepáticas (hepatócitos) de ratos cujos níveis sanguíneos do hormônio foram previamente classificados como baixos, normais ou elevados. Sob condições controladas, foi medida a taxa de consumo de oxigênio de cada um dos três grupos de células, e o resultado está representado no gráfico a seguir. Consumo celular de O2 (nmol/min/mg)

5. Fempar-PR 2023 A vasopressina desempenha papel essencial no controle do equilíbrio osmótico do corpo, na regulação da pressão arterial e no funcionamento dos rins. Essa substância possui grande significado clínico, já que várias alterações fisiológicas surgem quando o organismo perde o controle da secreção de vasopressina. A não produção de vasopressina pelo organismo pode ocasionar, entre outros efeitos, a) a redução da pressão osmótica do sangue. b) a redução do volume sanguíneo. c) a produção de urina mais concentrada. d) o aumento da reabsorção de água nos néfrons. e) o aumento da pressão sanguínea.

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Assinale a alternativa que indica a sequência correta em que ocorrem os acontecimentos citados, causados pela redução do nível do hormônio da tireoide no sangue. a) II, V, IV, I e III b) I, III, V, IV e II c) V, IV, I, III e II d) IV, II, I, III e V 11. Unesp 2016 Um hormônio foi injetado na circulação sanguínea de uma pessoa. O gráfico mostra como a concentração de cálcio no sangue variou ao longo do tempo após a injeção.

Cálcio (nmol/L)

injeção do hormônio 2,40 2,35 2,30

0

1

2

3

4

5

6

Tempo (horas) (John Hall. Guyton & Hall Textbook of Medical Physiology, 2011. Adaptado.)

É correto afirmar que o hormônio injetado na circulação sanguínea dessa pessoa foi a) o glucagon. b) a tiroxina. c) o paratormônio. d) a calcitonina. e) a aldosterona. 12. PUC-Rio 2023 A figura abaixo representa o metabolismo de cálcio em humanos. Tireoide Paratireoides

Rim Diminui reabsorção de cálcio Intestino Diminui reabsorção de cálcio

Calcitonina

Rim Aumenta reabsorção de cálcio PTH Intestino Aumenta reabsorção de cálcio

Ossos Diminui reabsorção de cálcio

Ossos Aumenta reabsorção de cálcio Ca21

Ca21

Vaso sanguíneo Disponível em: https://www.vegafarma.pt/calcio-no-organismo-humano/. Acesso em: 13 de ago. 2022

Sobre a regulação da homeostase de cálcio no sangue, verifica-se que a a) baixa concentração de cálcio no sangue induz a produção do hormônio PTH pela glândula paratireoide, e o PTH aumenta a reabsorção de cálcio nos rins e a absorção de cálcio no intestino. b) baixa concentração de cálcio no sangue induz a produção do hormônio calcitonina pela glândula paratireoide, e a calcitonina aumenta a reabsorção de cálcio nos rins e a absorção de cálcio no intestino. c) baixa concentração de cálcio no sangue induz a produção do hormônio calcitonina pela glândula tireoide, e a calcitonina diminui a reabsorção de cálcio nos rins e a absorção de cálcio no intestino. d) alta concentração de cálcio no sangue induz a produção do hormônio PTH pela glândula tireoide, e o PTH diminui a reabsorção de cálcio nos rins e a absorção de cálcio no intestino. e) alta concentração de cálcio no sangue induz a produção do hormônio calcitonina pela glândula paratireoide, e a calcitonina aumenta a reabsorção de cálcio nos rins e a absorção de cálcio no intestino.

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BIOLOGIA

Capítulo 11

Controle endócrino

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A sequência correta, de cima para baixo, é: a) , , , . c) , , , . b) , , , . d) , , , . 14. FPP-PR 2016 Leia ambos os textos para responder à questão.

procurou a médica Fernanda, mas não conseguiu contato até a publicação desta reportagem. Modificado de: http://g1.globo.com/distrito-federal/noticia/2013/05/ mpdf-denuncia-medica-que-receitou-superdose-de-adrenalinamenina.html. Acesso em: 03/05/2016.

Sobre os hormônios presentes nos dois textos, é possível afirmar que: a) ambos são produzidos pela região cortical da mesma glândula. b) ambos são produzidos pela mesma glândula, o primeiro no córtex e o segundo na região medular. c) ambos são produzidos pela região medular da mesma glândula. d) ambos são produzidos pela região cortical de glândulas diferentes. e) ambos são produzidos por regiões medulares de glândulas diferentes. 15. Enem 2022 Em 2002, foi publicado um artigo científico que relacionava alterações na produção de hormônios sexuais de sapos machos expostos à atrazina, um herbicida, com o desenvolvimento anômalo de seus caracteres sexuais primários e secundários. Entre os animais sujeitos à contaminação, observaram-se casos de hermafroditismo e desmasculinização da laringe. O estudo em questão comparou a concentração de um hormônio específico no sangue de machos expostos ao agrotóxico com a de outros machos e fêmeas que não o foram (controles). Os resultados podem ser vistos na figura.

Assistir a shows ao vivo pode reduzir níveis de estresse, sugere estudo

Modificado de: http://revistagalileu.globo.com/Ciencia/noticia/2016/04/ assistir-shows-ao-vivo-pode-reduzir-niveis-de-estresse-sugere-estudo.html. Acesso em 03/05/2016.

MPDF denuncia médica que receitou “superdose” de medicamento a menina O Ministério Público do Distrito Federal e Territórios ofereceu denúncia contra a médica pediatra suspeita de prescrever uma dosagem excessiva de adrenalina para a menina Rafaela, de 1 ano e 7 meses, que morreu dias depois de receber a substância, em janeiro deste ano. O G1

Concentração do hormônio (ng mL–1 )

Um estudo realizado por pesquisadores britânicos com 117 voluntários sugere que assistir a shows de música ao vivo reduz os níveis de estresse das pessoas. Estudos prévios já mostraram que ouvir música pode ajudar tanto para o relaxamento quanto para a concentração. Mas essa nova pesquisa publicada no periódico Public Health foca especialmente nas apresentações ao vivo e os efeitos que os eventos podem ter nas pessoas. Os voluntários tiveram sua saliva testada antes e depois da apresentação do compositor Eric Whitacre, em que puderam cantar, dançar e pular. Houve, no geral, uma diminuição nos hormônios cortisol e seus precursores nos participantes. Os pesquisadores apontaram que não houve diferença nos resultados de quem tinha costume em ir a shows e de quem não tinha: todos aproveitaram o show da mesma forma e apresentaram uma diminuição na produção dos hormônios mencionados acima.

6

5

4

3

2

1

0

Machos controle

Machos expostos à atrazina

Fêmeas controle

HAYES, T. B. et al. Hermaphroditic, Demasculinized Frogs After Exposure to the Herbicide Atrazine at Low Ecologically Relevant Doses. Proceedings of the National Academy of Sciences, n. 8, 2002 (adaptado).

FRENTE 3

13. Uece 2018 Hormônios são substâncias produzidas e liberadas por determinadas células para atuarem sobre células-alvo modificando seu funcionamento. Relacione corretamente os hormônios às descrições apresentadas a seguir, numerando a coluna II de acordo com a coluna I. Coluna I 1. Insulina 2. Adrenalina 3. Prolactina 4. Glicocorticoide Coluna II Aumenta a taxa cardíaca, a pressão sanguínea e desvia o fluxo sanguíneo do intestino para os músculos esqueléticos. Estimula a síntese de proteínas e o armazenamento de glicose pelas células, reduzindo a concentração de glicose no sangue. Influencia a concentração de glicose no sangue e outros aspectos do metabolismo de gorduras, proteínas e carboidratos. Estimula o desenvolvimento das mamas e a produção e secreção de leite nas fêmeas de mamíferos.

Com base nas informações do texto, qual é o hormônio cujas concentrações estão representadas na figura? a) Estrogênio. b) Feromônio. c) Testosterona. d) Somatotrofina. e) Hormônio folículo estimulante.

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16. UCS-RS 2017 O pâncreas é um importante órgão do corpo humano, sendo responsável pela produção de diferentes substâncias com funções envolvidas no processo digestório, bem como no controle do metabolismo corporal. O pâncreas é considerado uma glândula mista. A parte do pâncreas é responsável pela produção de , cuja composição é, basicamente, de enzimas e bicarbonato; já a parte é responsável pela produção de , principalmente . Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas acima. a) exócrina – suco pancreático – endócrina – hormônios – insulina e glucagon b) endócrina – suco pancreático – exócrina – peptídeos – insulina e hormônio do crescimento c) exócrina – suco gástrico – anfícrina – hormônios – adrenalina e noradrenalina d) endócrina – bile – exócrina – aminoácidos – pepsina e glucagon e) anfícrina – bile – apócrina – hormônios – glucagon e insulina 17. Udesc 2016 Os seres humanos possuem diversas glândulas endócrinas, algumas delas podem inclusive produzir mais de um tipo de hormônio. Associe o hormônio à glândula. Coluna A I. Prolactina II. Adrenalina III. Progesterona IV. Tiroxina V. Insulina

Coluna B Suprarrenal Pâncreas Tireoide Ovários Hipófise

Assinale a alternativa que indica a associação correta, de cima para baixo. a) III – IV – II – I – V b) II – V – IV – III – I c) I – III – IV – II – V d) V – II – I – III – IV e) II – IV – V – III – I 18. Fatec-SP 2017 Em populações humanas com menos acesso a nutrientes e isoladas geneticamente, a fome atua na seleção evolutiva dos genes poupadores, que estimulam vias metabólicas e fisiológicas responsáveis pela formação de reservas energéticas no corpo. Indivíduos dessas populações, quando emigram, frequentemente têm acesso a dietas mais calóricas e tendem a apresentar doenças como a a) diabetes melito tipo II, que é caracterizada pelo desenvolvimento de resistência à insulina. b) diabetes melito tipo I, que é caracterizada pela deficiência no metabolismo de álcoois. c) artrite reumatoide, que é oriunda da falta de vitamina A na gravidez.

172

BIOLOGIA

Capítulo 11

d) artrite séptica, doença alergênica agravada com o consumo insuficiente de água mineral. e) artrite gotosa, doença cujos sintomas advêm do consumo excessivo de gorduras insaturadas. 19. UFT-TO 2023 Analise as seguintes afirmativas sobre a insulina humana. I. É secretada pelos ácinos pancreáticos. II. Promove a quebra de glicogênio no fígado. III. Estimula a captação de glicose pelas células. IV. É um hormônio com estrutura química de polissacarídeo. V. Pode ser obtida por meio de bactérias geneticamente modificadas. Assinale a alternativa CORRETA. a) Apenas as afirmativas I, II e IV estão corretas. b) Apenas as afirmativas II, III e IV estão corretas. c) Apenas as afirmativas III e V estão corretas. d) Apenas as afirmativas IV e V estão corretas. 20. Mackenzie-SP 2015 Observe a tabela abaixo: Glândula

Hormônio

Ação

Tireoide

T3 e T4

A

Medula da Adrenal

B

Aumento da frequência cardíaca

C

Hormônio de crescimento (GH)

Estimula proliferação celular

Pâncreas

D

Aumento da glicemia sanguínea

Os espaços A, B, C e D serão preenchidos correta e respectivamente por a) aumento do metabolismo basal; adrenalina; adenoipófise; glucagon. b) diminuição da glicemia sanguínea; noradrenalina; hipotálamo; insulina. c) aumento da produção de calor; cortisol; neuroipófise; glucagon. d) controle do metabolismo de cálcio; aldosterona; adenoipófise; insulina. e) diminuição da atividade metabólica; adrenalina; hipotálamo; glucagon. 21. Uepa Ele surge do nada. Tem os músculos enrijecidos e uma arma na mão. Está tão assustado quanto você, mas a voz sai forte: “É um assalto!”. Diante dessa situação de perigo ou assim considerada pelo organismo, a medula é estimulada pelo sistema nervoso simpático e libera substâncias que aumentam a capacidade do organismo de enfrentar a situação de alarme. (Adaptado de Linhares e Gewandsznajder: Biologia – volume único, 2008).

Sobre a situação descrita, analise o quadro a seguir e assinale a alternativa correta.

Controle endócrino

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Substâncias

Ação

I

Glucagon

Aumenta a disponibilidade de glicose lançando-a no sangue.

II

Adrenalina

Aumento dos movimentos respiratórios e dos batimentos cardíacos.

III

Adrenalina

Contração dos vasos periféricos ocasionando a palidez da pele.

IV

Glucagon

Reduz a quantidade de glicose no sangue.

V

Adrenalina

Aumento da taxa metabólica e diminuição das atividades digestivas.

VI

Acetilcolina

Diminuição da disponibilidade de oxigênio e dilatação da pupila.

As corretas são: a) I, II, III e V b) I, III, IV e V c) II, IV, V e VI d) III, IV, V e VI e) I, II, III, IV e VI 22. UEL-PR 2017

Garfield, um dos personagens da charge, construiu sua fama devido ao fato de apresentar algumas características, como, por exemplo, a deposição excessiva de gordura corporal. Essa condição, na qual se incluem os humanos, pode ser explicada pela ingestão de alimentos em quantidades maiores do que aquelas que podem ser utilizadas pelo organismo para a obtenção de energia. Com base nos conhecimentos sobre metabolismo, assinale a alternativa correta. a) A função do metabolismo é transformar moléculas grandes e complexas em pequenas, simples e solúveis, assim, o amido é convertido em ácidos graxos, as proteínas, em aminoácidos, e os lipídios, em moléculas de glicose. b) As substâncias reguladoras, por possuírem a função de suprir as necessidades energéticas, garantem um metabolismo normal e devem ser ingeridas em todas as refeições. c) O catabolismo é a etapa na qual os nutrientes são assimilados e utilizados para formar novas substâncias indispensáveis ao crescimento, à manutenção e à regeneração do organismo. d) O anabolismo é a etapa na qual ocorre a quebra de moléculas complexas em outras mais simples, com liberação de energia e eliminação de substâncias de excreção. e) O pâncreas produz o glucagon, que age no fígado e estimula a glicogenólise, reação que transforma o glicogênio em glicose, e a insulina, que tem por função reduzir a concentração de glicose no sangue.

FRENTE 3

(Disponível em: https://dicasdeciencias.com/2011/03/28/garfield-saca-tudo-de-fisica/. Acesso em: 27 abr. 2016.)

Leia o texto para responder à questão 23. Um dispositivo portátil mostrou-se eficaz em controlar o diabetes tipo 1 em adultos e jovens com a doença. Segundo os pesquisadores que desenvolveram a tecnologia, a técnica é mais prática e segura do que as disponíveis atualmente para tratar o problema. O equipamento é formado por um pequeno sensor inserido sob a pele de um lado do abdome do paciente. Esse sensor mede os níveis de glicose no sangue e envia essa informação a um smartphone adaptado. O smartphone, a partir desses dados, calcula a quantidade de insulina e glucagon que deve ser secretada. Os hormônios são administrados por duas pequenas bombas ligadas a tubos finos que são inseridos sob a pele do outro lado do abdome do paciente. (http://tinyurl.com/veja-cientistas. Acesso em: 28.08.14. Adaptado)

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23. Fatec-SP 2015 O conjunto de equipamentos descrito no texto reproduz o mecanismo fisiológico do organismo para controlar a glicemia (concentração de glicose no sangue). Em um indivíduo saudável, esse controle ocorre pela via ilustrada na figura apresentada. Alimentos

Absorção de glicose

Secreção de insulina Pâncreas

Aumento da taxa de glicose no sangue

Fígado

Liberação de glicose

Secreção de glucagon

Fígado

Pâncreas

Redução da taxa de glicose no sangue

Atividade física Jejum prolongado

Com base nas informações contidas no texto e na figura, é possível dizer que o novo equipamento auxilia o tratamento do diabetes tipo 1, ao cumprir as funções do a) fígado e do pâncreas, liberando insulina para diminuir a glicemia e glucagon para aumentá-la. b) fígado, liberando insulina para diminuir a glicemia e glucagon para aumentá-la. c) fígado, liberando insulina para aumentar a glicemia e glucagon para diminuí-la. d) pâncreas, liberando insulina para diminuir a glicemia e glucagon para aumentá-la. e) pâncreas, liberando insulina para aumentar a glicemia e glucagon para diminuí-la. 24. UEL-PR 2014 Nas grandes cidades, encontramos indivíduos submetidos a jornadas de trabalho com longos períodos em jejum, como também indivíduos que se alimentam excessivamente de carboidratos em refeições rápidas. Com base nessas considerações e nos conhecimentos sobre as ações dos hormônios insulina e glucagon, assinale a alternativa correta. a) Com a redução da taxa de glicose no sangue, as células do fígado liberam insulina que age no pâncreas, quebrando o glicogênio em glicose. b) Com a redução da taxa de glicose no sangue, as células do pâncreas liberam glicogênio na forma de insulina que estimula o fígado a armazenar glucagon na forma de glicogênio. c) Com a redução da taxa de glicose no sangue, as células do pâncreas liberam glucagon que age no fígado, quebrando o glicogênio em glicose. d) Com o aumento da taxa de glicose no sangue, as células do fígado liberam glucagon que estimula o pâncreas a armazenar glicose na forma de insulina. e) Com o aumento da taxa de glicose no sangue, as células do pâncreas liberam glucagon que estimula o fígado a armazenar insulina na forma de glicogênio. 25. PUC-PR 2021 Pesquisas científicas indicam que é possível tumores produzirem hormônios. O sistema endócrino apresenta hormônios que são substâncias químicas de caráter regulador. Juntamente com o sistema nervoso, o sistema endócrino controla, de forma direta e indireta, todas as funções do organismo humano. Imagine que um desses tumores passe a produzir e liberar, na corrente sanguínea, uma grande quantidade de insulina. Espera-se que ocorra, nesse organismo, a) hipoglicemia. c) hiperglicemia. e) aumento da glicogenólise. b) quebra de gorduras. d) redução da glicogênese. 26. PUC-SP 2017 A pancreatite crônica é uma doença que leva à destruição gradativa do pâncreas, o que pode fazer com que ele perca suas funções exócrina e endócrina. No caso de insuficiência exócrina, a pessoa recebe por via oral as enzimas que ela não produz, como A e B. Havendo comprometimento da função endócrina, é necessário receber injeção de C após as refeições. O texto acima fica correto se as letras A, B e C forem substituídas, respectivamente, por a) pepsina, tripsina e insulina. c) insulina, glucagon e lipase. b) maltase, quimotripsina e glucagon. d) amilase, lipase e insulina. 27. FMABC-SP 2016 O gráfico mostra diferentes níveis de glicose no sangue de uma pessoa sadia: D

B

nível elevado nível normal

A

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C

nível baixo

Após sua análise, é possível afirmar que, nos momentos indicados por a) A e C, há aumento da secreção de insulina. c) A e C, há diminuição da secreção de glucagon. b) B e D, há aumento da secreção de insulina. d) B e D, há diminuição da secreção de insulina e de glucagon. BIOLOGIA

Capítulo 11

Controle endócrino

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Célula beta

la

Pâncreas be Ini

Alta taxa de glicose

Ins uli n a

Alimento

Est im u

28. PUC-PR 2016 O pâncreas é uma glândula mista que apresenta regiões de função endócrina denominadas de ilhotas de Langerhans; nessas ilhotas existem células alfa produtoras de glucagon, células beta produtoras de insulina, células delta que produzem somatostatina e células PP, que produzem um polipeptídeo pancreático. É conhecido que a insulina e o glucagon atuam regulando a glicemia (taxa de glicose no sangue). Os hormônios agem através de receptores específicos de alta afinidade. Um dos distúrbios típicos de glicemia é a diabetes mellitus, tipo I (diabetes mellitus insulinodependente) e tipo II (as células são resistentes à ação da insulina). O controle da glicemia ocorre da seguinte maneira:

Célula alfa

Fígado absorve a glicose e armazena na forma de glicogênio

Fígado quebra o glicogênio e libera glicose Célula beta

Gl

uc

Pâncreas ag

on

Inib e

Célula alfa

Baixa taxa de glicose

E sti m u

la

Disponível em: http://iebvm.g12.br/images/2014/ componentes_curriculares/1A_EM/biologia/ bioquimica_%20a_quimica_da_vida.pdf.

Suponha que uma pessoa seja diabética tipo I e não esteja fazendo o controle da doença. Ela ingeriu carboidratos como amido, sacarose e lactose. Após a digestão e absorção dos carboidratos, espera-se que: a) ocorra o bloqueio das células alfa e a estimulação das células beta, provocando a glicogenólise e a hipoglicemia. b) seja liberado glucagon na corrente sanguínea, ocorrendo a glicogenólise e a hipoglicemia. c) aconteça a ligação entre insulina e os receptores específicos de membrana que facilitam a entrada de glicogênio nos hepatócitos do fígado. d) não ocorra a liberação de insulina (pelas células beta do pâncreas), promovendo hiperglicemia e gliconeogênese. e) aconteça uma redução da sensibilidade dos tecidos à insulina, promovendo a hipoglicemia.

Texto complementar

Sistema renina-angiotensina-aldosterona (SRAA) Existem situações, como uma diarreia intensa, nas quais há perda excessiva de sais e fluidos corporais, resultando em redução do volume de sangue e queda da pressão arterial. Em um caso como esse, o SRAA é ativado, promovendo aumento da reabsorção de água e sódio nos rins. Quando ocorre redução do volume sanguíneo ou queda da pressão arterial na arteríola aferente (vaso sanguíneo que conduz sangue ao glomérulo renal do néfron), acontece a liberação de uma enzima denominada renina. Essa enzima atua sobre uma proteína plasmática produzida pelo fígado, o angiotensinogênio, resultando na formação da angiotensina I, que, em seguida, é convertida em angiotensina II. Atuando como um hormônio, a angiotensina II promove vasoconstrição de arteríolas, contribuindo para o aumento da pressão arterial, e estimula as suprarrenais a liberar aldosterona – hormônio que aumenta a reabsorção de Na+ e, consequentemente, a reabsorção de água, elevando o volume sanguíneo e a pressão arterial. Sendo a angiotensina II uma substância que atua no aumento da pressão arterial, medicamentos que inibem sua produção são amplamente usados no tratamento da hipertensão arterial crônica. São exemplos desse tipo de substância os inibidores da enzima conversora de angiotensina (ECA), responsável por catalisar a formação de angiotensina II a partir da angiotensina I. Texto elaborado para fins didáticos.

Aumento da pressão arterial

Vasoconstrição

Suprarrenal Angiotensina II Enzima conversora da angiotensina Angiotensina I

Aumento da reabsorção de sódio e água Aldosterona

Rim

Renina Angiotensinogênio Queda da pressão arterial

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Representação esquemática do controle do volume sanguíneo e da pressão arterial pelo sistema renina-angiotensina-aldosterona (SRAA).

FRENTE 3

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

Quer saber mais? Texto FIORAVANTI, Carlos. A descoberta da insulina. Pesquisa Fapesp, abr. . Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/ a-descoberta-da-insulina/. Acesso em:  mar. . Reportagem da Revista Pesquisa Fapesp sobre a revolucionária descoberta da insulina. Vídeo Como o estresse afeta o corpo. TED-Ed. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=v-tZ-oPtU. Acesso em:  mar. . O vídeo explica os mecanismos nervosos e hormonais que são desencadeados em situações de estresse, bem como os efeitos disso no corpo. Em inglês, com legendas em português disponíveis.

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Exercícios complementares 1. FICSAE-SP 2017 (Adapt.)

razão entre as concentrações de testosterona e epitestosterona esteja entre 1 e 4. Razão acima de 4 é considerada doping. a) A eritropoietina é produzida pelos rins e atua na medula óssea vermelha, estimulando a produção de hemácias. De que modo o uso desse hormônio por atletas pode aumentar o desempenho físico? b) Em que glândula é produzido naturalmente o hormônio de crescimento humano? Que consequências podem resultar da falta e do excesso desse hormônio no organismo?

Doping Esportivo

Texto para a questão 2. Os jogos olímpicos Rio 2016 foram marcados pelo impedimento da participação de boa parte da delegação russa em virtude de um escândalo de doping. A pedido da Agência Mundial Antidoping, foi divulgado um relatório que denunciava um “sistema de doping de estado” envolvendo 30 esportes na Rússia e que contava com o auxílio dos serviços secretos russos. A lista de substâncias proibidas pela Agência Mundial Antidoping inclui compostos cuja presença nas amostras de urina em qualquer concentração é passível de punição e compostos que apenas são considerados proibidos a partir de determinada concentração na urina, como apresentado na tabela a seguir. Substância

Classificação

Concentração-limite na urina

Efedrina

Estimulante

Pseudoefedrina

Estimulante

10 µg ? mL21

Norpseudoefedrina (catina)

150 µg ? mL21

Estimulante

5 µg ? mL21

Metilefedrina

Estimulante

Salbutamol

Agonista beta-2

10 µg ? mL21

Epitestosterona

Esteroide anabolizante

1 µg ? mL21

200 ng ? mL21

Grande parte dos pacientes com hiperparatiroidismo brando exibe poucos sinais de doença óssea e raras anormalidades inespecíficas, em consequência da elevação do nível do cálcio, mas apresenta tendência extrema à formação de cálculos renais. Isso se deve ao fato de que o excesso de cálcio e fosfato absorvidos pelos intestinos ou mobilizados dos ossos no hiperparatiroidismo será finalmente excretado pelos rins, ocasionando aumento proporcional nas concentrações dessas substâncias na urina. Em decorrência disso, os cristais de oxalato tendem a se precipitar nos rins, dando origem a cálculos com essa composição. 2. UAM-SP 2018 A regulação da temperatura corporal em humanos é realizada por mecanismos complexos que envolvem diferentes sistemas do organismo. Temperatura corporal normal entre  e  °C A temperatura corporal diminui

A temperatura corporal aumenta Músculos

Vasos sanguíneos

O termostato no hipotálamo ativa os mecanismos de aquecimento

(Jane B. Reece et al. Biologia de Campbell, 2015. Adaptado.)

Muitas das substâncias proibidas são produzidas naturalmente no organismo. Como exemplos, podem ser citados hormônios como a epitestosterona (isômero da testosterona), a eritropoietina (EPO) e o hormônio de crescimento (GH). A testosterona também é usada no doping esportivo. Nesse caso, é aceitável que a

176

BIOLOGIA

Capítulo 11

a) Após a queda da temperatura ambiental, quais as respostas geradas pelos músculos e vasos sanguíneos periféricos para evitar a diminuição da temperatura corporal? b) A queda da temperatura corporal reduz a liberação do hormônio vasopressina (ADH), sintetizado no hipotálamo. Qual glândula armazena e libera a vasopressina? Qual a consequência da redução dos níveis de vasopressina sobre o volume de urina produzido?

Controle endócrino

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 – Controle endócrino

 – Controle nervoso

 – Controle neuroendócrino

Glândula Corrente sanguínea Corrente sanguínea

Célula receptora

(Helena Curtis et al. Biologia, 2009. Adaptado.)

a) Considere as substâncias ADH, insulina e acetilcolina. Associe cada uma delas aos tipos de controle ilustrados. b) Dos três tipos de controle, qual deles é considerado de alta velocidade? Explique como esse tipo de controle consegue estimular as células de um determinado órgão. 4. PUC-SP 2016 Uma pessoa apresenta um quadro clinicamente conhecido por diabetes insípido: ela sente muita sede e elimina grande volume de urina. Seus exames revelaram uma taxa alterada de hormônio antidiurético. Trata-se de um distúrbio envolvendo uma a) hipofunção da hipófise. b) hiperfunção da hipófise. c) hipofunção do pâncreas. d) hiperfunção do pâncreas. 5. PUC-PR 2018 (Adapt.) Considere o texto a seguir.

Você deveria saber o que são os desreguladores endócrinos Compostos químicos sintéticos, os desreguladores se  espalham pelo meio ambiente e são causadores de doenças. Apesar de serem ilustres desconhecidos da maior parte da população, eles estão por todos os lados: no ar, na água, nos cosméticos, nas garrafas de plástico... Compostos químicos sintéticos, os desreguladores endócrinos se espalham pelo meio ambiente e afetam o funcionamento dos hormônios de humanos e animais, alterando ou anulando diferentes reações químicas responsáveis pelo funcionamento do organismo. O contato com os desreguladores endócrinos acontece de várias maneiras: alguns deles são inalados, como os presentes em pesticidas ou emitidos na combustão do diesel; outros são absorvidos pela pele, caso daqueles que fazem parte da composição de cosméticos; e há ainda aqueles que são ingeridos junto com água ou com alimentos contaminados. A consequência são problemas de saúde que vão desde o mal desenvolvimento dos órgãos sexuais até a incidência de doenças como câncer e diabetes. BEER.R. Disponível em: http://revistagalileu.globo.com/Revista/ noticia/2017/06/voce-deveria-saber-o-que-sao-os-desreguladoresendocrinos.html. Acesso: 19 de jun. 2017.

Uma pesquisa revela que determinado desregulador endócrino afetou o hipotálamo impedindo a produção dos hormônios ADH e oxitocina, uma pessoa que foi afetada por esse desregulador a) passará a ter pressão arterial elevada e muita cólica menstrual. b) aumentará a reabsorção de água nos túbulos contorcidos distais e nos ductos coletores, produzindo menor volume de urina e apresentará dificuldades na ejeção de leite. c) passará a ter pressão arterial baixa e terá dificuldades na produção de leite. d) produzirá um menor volume de urina e passará a produzir uma maior quantidade de leite. e) produzirá um volume maior de urina e terá dificuldades na ejeção de leite. 6. Famerp-SP 2017 O esquema representa um mecanismo fisiológico de ajuste do corpo humano ao ambiente frio. 1 1 exposição 1 do corpo hipotálamo hipófise tireóidea ao frio

T 1 e Tecidos T

2

a) Cite o hormônio hipofisário que estimula a tireóidea. Qual é o elemento mineral do sal de cozinha que é fundamental para a síntese dos hormônios T e T? b) Em dias frios, como reage o organismo no que se refere aos hormônios T e T? Qual a importância dessa reação para um organismo endotérmico? 7. FMP-RJ 2016 Grande parte dos pacientes com hiperparatiroidismo brando exibe poucos sinais de doença óssea e raras anormalidades inespecíficas, em consequência da elevação do nível do cálcio, mas apresenta tendência extrema à formação de cálculos renais. Isso se deve ao fato de que o excesso de cálcio e fosfato absorvidos pelos intestinos ou mobilizados dos ossos no hiperparatiroidismo será finalmente excretado pelos rins, ocasionando aumento proporcional nas concentrações dessas substâncias na urina. Em decorrência disso, os cristais de oxalato tendem a se precipitar nos rins, dando origem a cálculos com essa composição. O aumento na concentração plasmática de íons cálcio estimula a produção de um hormônio peptídico que tem efeitos opostos aos do paratormônio (PTH). a) Nomeie o hormônio que diminui a concentração de cálcio no sangue e indique a glândula endócrina responsável pela sua produção. b) O PTH é inicialmente sintetizado nos ribossomos, sob a forma de pré-pró-hormônio, uma cadeia polipeptídica com  aminoácidos. Essa cadeia é clivada a um pró-hormônio com  aminoácidos e, a seguir, ao próprio hormônio com  aminoácidos. Qual é o número de nucleotídeos presentes no RNA mensageiro que irá codificar o pré-pró-hormônio com 110 aminoácidos? Justifique a resposta, explicando como esse número foi obtido.

FRENTE 3

3. CUSC-SP 2019 A figura ilustra três tipos de controle que ocorrem no corpo humano: o controle endócrino, o controle nervoso e o controle neuroendócrino.

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8. PUC-Rio 2020 A Tireoidite de Hashimoto é uma doença autoimune caracterizada por uma inflamação da tireoide causada por um erro do sistema imunológico. Indivíduos portadores de Tireoidite de Hashimoto apresentam níveis elevados de anticorpos contra a enzima tireoperoxidase (TPO), responsável pela produção dos hormônios T3 e T4.

ser prevenida e tratada. Uma das medidas de profilaxia e tratamento é o uso de vitamina D. Disponível em: http://revistaescola.abril.com.br/ensino-medio/licaochacoalhar-esqueleto-estudantes-431291.shtml. Acesso em: 8 out. 2012. (Adaptado).

10. UFG-GO 2013 Essa doença está diretamente associada ao metabolismo ósseo, ilustrado no esquema a seguir.

Sistema nervoso central Produz

Hipotálamo

TRH

Inibe

Glândula

X

Paratireoide

Produz

Hormônio

Calcitonina

Y

Estimula Hipófise

Inibe

TSH

Estimula Tireoide TPO Produz T4

T3 Sistema endócrino Atua

Células-alvo Disponível em: https://corticoides97unb.wordpress.com /2013/06/29/sintese-de-hormonios-da-tireoide. Acesso em: 10 ago. 2019. Adaptado.

Considerando a figura acima, como estão os níveis dos hormônios T3, T4 e TSH, em portadores de Tireoidite de Hashimoto não medicados? Explique. 9. FCMSCSP 2020 No corpo humano, os mecanismos de feedback ou de retroalimentação são aqueles em que a produção de alguns hormônios por uma glândula interfere na produção hormonal de outra. O esquema ilustra um caso de feedback envolvendo a hipófise e a tireoidea.

Hipófise

TSH

Tireoidea

Tiroxina

Em uma pessoa que não apresenta nenhuma alteração no mecanismo hormonal esquematizado, a da taxa de resulta na da síntese de . Assinale a alternativa que completa, respectivamente, as lacunas do texto. a) elevação – tiroxina – elevação – TSH b) redução – tiroxina – redução – TSH c) elevação – tiroxina – redução – TSH d) elevação – TSH – redução – tiroxina e) redução – TSH – elevação – tiroxina Leia o texto a seguir para responder à questão 10. Em uma pesquisa, com 2 270 mulheres com idade entre 49 e 69 anos, realizada pela Federação Brasileira das Sociedades de Ginecologia e Obstetrícia, foi observado que 19% delas sofriam de osteoporose. Essa doença pode

178

BIOLOGIA

Capítulo 11

Tendo em vista o exposto, responda: a) Como são denominados a glândula X e o hormônio Y, respectivamente? b) Explique duas funções da calcitonina no organismo humano. 11. UEM-PR 2015 Os hormônios são compostos orgânicos produzidos por células isoladas ou por glândulas endócrinas e, quando liberados no sangue, são capazes de estimular ou inibir o funcionamento de um órgão. Sobre este assunto, assinale a(s) alternativa(s) correta(s).  As paratireoides localizam-se na base do encéfalo, armazenam e liberam hormônios produzidos no hipotálamo e produzem os hormônios gonadotrópicos.  O hormônio antidiurético (ou vasopressina), produzido nas glândulas suprarrenais, atua sobre os rins promovendo a formação de grande quantidade de urina.  A tireoide, localizada na região anterior do pescoço, produz hormônios com iodo em sua composição, que atuam sobre a taxa metabólica basal.  A oxitocina é produzida na neuro-hipófise, sendo responsável pela contração da musculatura uterina, e estimula a liberação do leite durante a amamentação.  A deficiência na produção de tiroxina causa hipotireoidismo, o que leva a pessoa a ser pouco ativa, a ganhar peso e a apresentar pele fria. Soma: 12. UCS-RS 2018 As glândulas paratireoides sintetizam o paratormônio, cuja função é aumentar a concentração de íons-cálcio no sangue. Sobre as glândulas paratireoides, assinale a alternativa correta. a) O paratormônio também participa da ativação da vitamina D produzida na pele pela exposição aos raios U.V. b) O excesso de paratormônio gera um aumento na quantidade de cálcio no sangue deixando os ossos mais fortes.

Controle endócrino

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concentração do hormônio (mg/100 mL)

13. Uerj 2016 O ciclo de atividade que ocorre no organismo dos seres vivos ao longo de um dia é denominado ritmo circadiano. Nos vertebrados, o ritmo circadiano é controlado, principalmente, por dois hormônios, que determinam os períodos de sono e de fome. No gráfico, estão indicados os níveis de um desses hormônios, produzido por uma pessoa durante 24 horas. 20 16 12 8 4 0

4 8 período de sono

12 16 20 período acordado

24

tempo decorrido (horas) Adaptado de precisonnutrition.com.

Nomeie o hormônio cuja concentração está representada no gráfico e, também, a glândula responsável por sua secreção. Sabe-se que a manutenção prolongada de níveis altos desse hormônio no sangue leva à perda de massa muscular. Nomeie e descreva o processo pelo qual se estabelece essa relação. 14. UFRGS 2020 Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmações a seguir, sobre a função renal e a manutenção do equilíbrio hídrico nos seres humanos. O sangue chega no glomérulo para ser filtrado através da arteríola aferente. A taxa de filtração glomerular é mantida por um mecanismo autorregulatório que contrai as arteríolas aferentes quando a pressão sanguínea diminui. A reabsorção de sódio nos rins é controlada pelos hormônios aldosterona e angiotensina. O hormônio antidiurético (ADH) é liberado pelas glândulas suprarrenais e aumenta a permeabilidade à água da membrana das células dos glomérulos. A sequência correta, de cima para baixo, é a) V – V – F – V. d) F – V – V – F. b) V – F – V – F. e) F – V – F – V. c) F – F – V – F.

15. UPF-RS 2017 Em relação ao sistema endócrino, são feitas as afirmações abaixo. Assinale a alternativa correta. a) As suprarrenais são constituídas por duas camadas: a medula e o córtex. A medula secreta a adrenalina e a noradrenalina, principalmente em situações de estresse. b) A hipófise é uma região do sistema nervoso localizada na base do encéfalo, que secreta hormônios que controlam o funcionamento do hipotálamo. c) O hipotálamo se divide em dois lobos (anterior e posterior) e é responsável pela secreção de hormônios que controlam a atividade da tireoide. d) A tireoide localiza-se no pescoço e é responsável pela secreção do hormônio tiroxina, que inibe a remoção de cálcio dos ossos e a saída deste para o plasma. e) As paratireoides localizam-se na região posterior da tireoide e secretam o hormônio do crescimento (GH) ou somatotropina. 16. Famema-SP 2022 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. I. Um fármaco que bloqueia a ação das proteínas SGLT vem sendo usado para o tratamento de diabetes mellitus tipo . De que forma esse bloqueio contribui para que o indivíduo atinja os níveis normais de glicose no sangue? II. Em indivíduos sadios, o controle da glicemia (concentração de glicose no sangue) é realizado por dois hormônios antagônicos. Cite o local da produção desses hormônios e explique como eles atuam sobre o metabolismo da glicose. 17. Famerp-SP 2017 O fluxograma ilustra a participação de alguns órgãos e substâncias (angiotensinogênio, angiotensina, renina e aldosterona) no controle da pressão arterial humana. redução de sódio e água no sangue ou diminuição da pressão sanguínea

fígado

 angiotensinogênio

rins FRENTE 3

c) Os cálculos de cálcio nos rins são características de casos de hipoparatireoidismo, isso é, falta de cálcio no sangue. d) O hiperparatireoidismo provoca a proliferação das células C da glândula paratireoide, acarretando a formação do bócio. e) A paratireoide também produz hormônios corticosteroides que podem gerar acúmulo de gordura no rosto e no corpo.

renina  angiotensina

suprarrenais

aldosterona

 capilares renais

vasoconstrição

aumento da reabsorção de sódio nos túbulos renais e aumento da pressão arterial

(Sídio Machado. Biologia para o Ensino Médio, 2003. Adaptado.)

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200

1 2 3 Tempo (horas)

25 1

2 3 Tempo (h)

Concentração (mg/dL) Concentração (mg/dL)

insi

1 1 22 Tempo Tempo (ho(

III se

400

o glic

300 200 100 0

insulina 1 2 3 Tempo (horas)

−60

Glicose Glicose

A B

0 −60 60 120 0 60 180 120 240 180 300240 300 tempo (minutos) tempo (minutos) ingestãoingestão de glicose de glicose

4

HormônioHormônio X X

B B A A −60 0 −60 60 120 0 180 60 240 120 300 180 240 300 tempo (minutos) tempo (minutos) ingestãoingestão de glicose de glicose

4 concentração plasmática

Glicose

Hormônio X

(Rui Curi e Joaquim P. de Araújo Filho. Fisiologia básica, 2009. Adaptado.)

concentração plasmática

0

00

concentração plasmática

4

1 1 22 33 44 Tempo Tempo (horas) (horas)

concentração plasmática

concentração plasmática

glicose sanguínea (mg/dL)

glicose sanguínea (mg/dL) concentração plasmática

50

2 3 Tempo (h)

100 100

20. Uerj 2015 Para a realização de um exame, os indivíduos A e B ingeriram uma solução contendo glicose. Após a ingestão, foram registradas as alterações da concentração plasmática da glicose e dos hormônios X e Y em ambos os indivíduos. Observe os resultados das medições nos gráficos:

doença hepática B 1

4

00

200 200

Identifique o gráfico que corresponde ao indivíduo com diabetes mellitus, justificando sua resposta com base nas taxas de glicose e insulina. Em seguida, nomeie o órgão responsável pela produção da insulina e aponte a função exercida por sua porção exócrina.

rápida absorção intestinal de carboidratos A

75 150 50 125 25 100 0 75

lina

u ins

normal

125

1 1 22 33 44 Tempo Tempo (horas) (horas)

e

os glic

300 300

sese licolico 200 200 g g a a ulinulin insins 100 100

II

rápida absorção intestinal de carboidratos normal doença hepática

100

00

III se o os c c gligli

400 400

300 300

glicglic oso ese

100 100

Concentração (mg/dL) Concentração (mg/dL)

Concentração (mg/dL) Concentração (mg/dL)

200 200

glic 18. Unesp 2017 O teste de tolerância ose à glicose (GTT) consiste em jejum de100 12 horas, ao final do qual100 o paciente ingere uma carga excessiva de glicose em 0 0 2 3 Ao 4 mesmo dose proporcional ao peso 1 corpóreo. Tempo tempo, obtém-se uma amostra de (horas) sangue para a determinação da glicemia inicial. A seguir, são coletadas amostras sucessivas, a cada 30 minutos, para a determinação da glicemia. Dessa forma, obtém-se, ao longo do tempo, uma curva da variação da glicemia. O gráfico mostra as curvas do GTT de três indivíduos: um normal, outro com rápida absorção intestinal de carboidratos e outro portador de doença hepática. Esta doença não afeta a produção normal dos hormônios que controlam a glicemia, mas provoca lentidão no funcionamento dos mecanismos de controle da glicemia pelo fígado. 150

in in su su lin lin a a

300 300

concentração plasmática

200

II II 400 400

Concentração (mg/dL)

a

I I 400 400

concentração plasmática

Concentração (mg/dL)

Concentração (mg/dL)

Considere que os números 1, 2 e 3 indicados no fluxograma representem uma ação do tipo estimulante (1) ou uma ação do tipo inibidora (2) e que o aumento da reabsorção de sódio nos túbulos renais promova um deslocamento hídrico nos túbulos renais. De acordo com essas informações, assinale a alternativa que indica, correta e respectivamente, o tipo da ação representada pelos números 1, 2 e 3 e o resultado do deslocamento hídrico. a) (1); (2); (1); aumento da reabsorção de água. I 400 da reabsorção de água. 400 b) (2); (2); (2); aumento c) (1); (1); (1); aumento da reabsorção de água. in 300 300 su d) (2); (1); (2); redução da reabsorção lin de água.

Hormônio Y

A Qual é o hormônio responsável pela redução da glicemia durante o GTT e qual dos três indivíduos B B apresentou maior liberação desse hormônio duranB te o teste? Como as células do corpo reagem sob a A −60 0 60 120 180 240 300 −60de0 controle 60 120 180 240 300 −60 60 120 180 240 300 ação0desse hormônio? Que mecanismo tempo (minutos) tempo (minutos) tempo (minutos) ingestão ingestãoe que daingestão glicemia foi afetado no fígado do doente de glicose de glicose de glicose causa lenta redução da glicose sanguínea ao longo do tempo? Com base na análise dos gráficos, é possível identificar que um dos indivíduos apresenta diabetes tipo II e 19. Uerj 2019 O diabetes mellitus é uma síndrome metaque um dos hormônios testados é o glucagon. bólica que interfere na produção do hormônio insulina, O indivíduo diabético e o hormônio glucagon estão realterando os níveis de glicose no sangue. Admita que presentados, respectivamente, pelas seguintes letras: os gráficos a seguir apresentam as taxas de glicose a) A − X b) A − Y c) B − X d) B − Y e de insulina presentes no sangue de três indivíduos.

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A

BIOLOGIA

Capítulo 11

Controle endócrino

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A B

−60

ing de

21. UEL-PR 2014 Leia a tirinha a seguir.

23. PUC-PR 2023 Observe abaixo e responda. Regulação da pressão arterial: o sistema renina-angiotensina-aldosterona Aumento da pressão arterial Retenção de sal

5 Aldosterona

4 Angiotensina II 3

Enzima conversora da angiotensina

Angiotensina I 2

Renina

1

Angiotensinogênio

Com base na tirinha e considerando que a maioria das sobremesas conhecidas leva em sua composição principalmente carboidratos, responda aos itens a seguir. a) Em quais órgãos do sistema digestório ocorre a digestão dos carboidratos? b) Caso o personagem da tirinha mantivesse sua dieta “sobremesariana”, esse hábito aumentaria a chance de desenvolver diabetes melito. Nessa situação, qual dos dois tipos de diabetes melito o personagem poderia desenvolver? Explique a diferença entre os dois tipos de diabetes melito. 22. UEM-PR 2016 A insulina, produzida e secretada pelo pâncreas, estimula a absorção de glicose pelas células musculares esqueléticas, pelos hepatócitos e pelas células do tecido adiposo. Considerando o exposto e assuntos correlatos, assinale o que for correto.  O glucagon tem efeito contrário à insulina, estimulando a liberação de glicose nas células musculares esqueléticas, nos hepatócitos e nas células do tecido adiposo.  A glicose absorvida após o estímulo gerado pela insulina será igualmente utilizada pelas células musculares esqueléticas, pelos hepatócitos e pelas células do tecido adiposo.  O pâncreas é uma glândula endócrina e exócrina.  As células citadas no comando da questão são estimuladas pela insulina por possuírem receptores de membrana para insulina, proteínas integrais de membrana sintetizadas pelo retículo endoplasmático rugoso.  A insulina é sintetizada pelo retículo endoplasmático rugoso, transportada em vesículas ao complexo golgiense e à membrana plasmática, sendo secretada por exocitose. Soma:

O sistema renina-angiotensina-aldosterona trata-se de uma série de reações concebidas para ajudar a regular a pressão arterial. Fonte: disponível em: https://www.msdmanuals.com/pt-br/casa/ SearchResults?query=regula%C3%A7%C3%A3o+da+press%C3%A3o+ arterial+renina. Acesso em: 16 fev. 2023.

Considerando o sistema renina-angiotensina-aldosterona em uma pessoa normal quando ocorre uma queda de pressão arterial, por exemplo, pressão sistólica 100 mmHg ou inferior, isso provoca a) inibição da liberação de renina, seguida da redução de angiotensina II, além do aumento da reabsorção de sódio e a retenção de água provocando aumento da pressão arterial. b) aumento da reabsorção de potássio e da eliminação de sódio, desencadeando retenção de água, vaso dilatação e aumento da pressão arterial. c) diminuição da reabsorção de sódio e de água provocado pela conversão da angiotensina I em II e consequentemente aumento da pressão arterial. d) liberação de renina proporcionando conversão da angiotensina I em II, seguido da liberação de aldosterona, aumento da reabsorção de sódio e retenção de água, aumentando a pressão arterial. e) liberação de renina que possibilita a conversão de angiotensina I em II. A angiotensina II faz com que as paredes musculares das arteríolas se distendam, aumentando a pressão arterial. 24. UEPG-PR 2014 O sistema endócrino humano é complexo e com uma grande quantidade de glândulas. Elas produzem hormônios que influenciam em praticamente todas as funções do organismo, interagindo com o sistema nervoso. Com relação ao sistema endócrino, assinale o que for correto.  O sistema nervoso pode fornecer ao endócrino informações sobre o meio externo. Entretanto, o sistema endócrino não pode regular a resposta a essas informações.

FRENTE 3

(Disponível em: http://depositodocalvin.blogspot.com.br/2009/01/ calvin-haroldo-tirinha-537.html. Acesso em: 7 out. 2013.)

Queda da pressão arterial

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Soma: 25. Acafe-SC 2023 Entre 1o e 07 de agosto, ocorre a Semana Mundial da Amamentação (SMAM), comemorada em mais de 150 países, objetivando sensibilizar a sociedade para os benefícios do aleitamento materno na saúde da criança e da mulher. O leite materno possui, além de anticorpos, vários tipos de nutrientes responsáveis pela alimentação do novo ser, diminuindo em até 13% a morte de crianças. O leite materno é produzido na glândula mamária do tipo exócrina túbulo-alveolar (apócrina: que libera parte de seu citoplasma junto com o produto), que possui basicamente, dois tipos de células, neste processo: Células que realizam a produção do leite e células que promovem a ejeção do leite materno, ambos excitados por ação hormonal. Assim, para que haja a expulsão do leite materno, é necessária: a estimulação da musculatura lisa das glândulas mamárias (células mioepiteliais), o que ocorre quando o bebê executa a sucção do mamilo (ação mecânica) e a excitação causada (entre outras ações) por ação hormonal, realizada pelo hormônio: a) ocitocina, hormônio produzido pelo hipotálamo e armazenado na hipófise posterior. b) tiroxina, hormônio sintetizado pela glândula suprarrenal. c) glucagon, hormônio sintetizado nas células b localizadas nas ilhotas de Langerhans, na porção exócrina do pâncreas. d) noradrenalina, hormônio sintetizados pela glândula endócrina tireóidea. 26. UEA/SIS-AM 2023 Nos estudos realizados nos últimos vinte anos, os cientistas notaram que, em determinadas dosagens, remédios voltados para diabetes tipo 2 ajudavam pessoas com obesidade, e mesmo aquelas sem essa condição, a eliminar peso. Isso se dá porque as drogas atuam em receptores de hormônios produzidos pelo pâncreas, e cuja função primordial é regular o controle energético do corpo e o metabolismo de glicose, além de interferirem em áreas do cérebro que controlam o apetite. (Paula Félix. “Fiel da balança”. Veja, 11.05.2022. Adaptado.)

182

BIOLOGIA

Capítulo 11

De acordo com o texto e conhecimentos sobre o corpo humano, tais hormônios são a) insulina e glucagon. b) cortisol e aldosterona. c) estrógeno e progesterona. d) tiroxina e calcitonina. e) adrenalina e serotonina. 27. CUSC-SP 2017 Três pessoas adultas, A, B e C, receberam uma injeção de glicose intravenosa e a taxa dessa substância no sangue (glicemia) foi analisada por quatro horas, como indica o gráfico. 160 160 Taxa de glicose Taxa de glicose (mg/100 mL de sangue) (mg/100 mL de sangue)

 A glândula pineal (ou epífise) produz o hormônio melatonina a partir da serotonina. A melatonina inibe o desenvolvimento das gônadas e está envolvida em modificações comportamentais ligadas aos ciclos de claro e escuro.  O pâncreas é uma glândula mista composta de uma região exócrina, cujas secreções formam o suco pancreático; e de uma região endócrina representada pelas ilhas pancreáticas ou ilhotas de Langerhans, que produzem os hormônios relacionados com o metabolismo da glicose (insulina e glucagon).  Os hormônios trópicos estimulam a secreção de outras glândulas endócrinas. Um exemplo desse caso é o hormônio tireoideotrópico (TSH) da adeno-hipófise, que atua sobre a glândula tireóidea.

140

C

140

C

120

B

120

B A

100

A

100 80 80

1

2 1

3

2 (horas) 3 Tempo

4 4

Tempo (horas)

a) Qual das três pessoas recebeu o diagnóstico de diabetes mellitus? Justifique sua resposta com base no gráfico. b) Qual órgão deixa de produzir insulina numa pessoa diabética? A insulina é uma proteína que muitas pessoas diabéticas aplicam sob a pele, pois sua ingestão in natura não é eficaz quando comparada à versão aplicada. Por que a insulina ingerida in natura não traz o mesmo benefício que a administrada por via subcutânea? 28. FCMSCSP 2018 Pesquisadores italianos desenvolveram um mecanismo capaz de bloquear a destruição de células beta do pâncreas pelo sistema imunológico. O tratamento consiste no uso da terapia gênica em que há injeção de vírus modificados geneticamente em células do fígado. Estas células passam a produzir uma molécula que impede que as células beta sejam destruídas por linfócitos T do sistema imune. Com isso, a tolerância do sistema imunológico é restaurada. Esse mecanismo interrompe a progressão da doença e restabelece a glicose do sangue a níveis normais. (www.cienciahoje.org.br, 01.06.2015. Adaptado.)

a) Cite o nome da doença que uma pessoa desenvolve ao ter as células beta destruídas pelo sistema imunológico. Que molécula não é mais produzida quando as células beta são destruídas? b) Que molécula as células do fígado deixarão de produzir na ausência das células beta? Qual a função dos vírus na técnica de terapia gênica?

Controle endócrino

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BNCC em foco EM13CNT302

1. UFMG 2013 A importância do iodo na síntese de hormônios tireoidianos é representada na experiência abaixo (figura I), em que dois grupos de animais foram submetidos a dietas diferentes: um grupo alimentado com uma dieta sem iodo (DSI), e o outro com a mesma dieta suplementada com iodeto de potássio (DSI + KI). A figura II ilustra a regulação da produção dos hormônios T3 e T4 pela tireoide. 20

ng/100 mL

40

DSI + KI

60

DSI

T3 Plasmático

2. FGV-SP 2016 O gráfico a seguir ilustra o tempo de ação para seis tipos de insulinas clinicamente disponíveis (I a VI), em um período de 24 horas após a aplicação no organismo humano. I

Insulina Plasmática

EM13CNT302

II IV

III

V

VI

80 0

0

2

4

6

8

10

DSI + KI

mg/100 mL

14

16

18

20

22

24

Horas

4

(www.scielo.br/abem/v52n2/14.pdf. Adaptado)

T4 Plasmático

2

DSI

0 2 000

I

DS

ng/mL

TSH Plasmático

1 000

DSI + KI 0

12

10

0

20

30

Tempo de dieta (dias) Figura I Fonte: Endocrinology, 1972. (modificado)

Inibe Hipófise

A análise do gráfico permite concluir que os níveis mais reduzidos de glicemia no organismo humano serão obtidos após a aplicação dos tipos a) I e II, no período entre  minutos e  hora. b) I e II, no período entre  e  horas. c) III e IV, no período entre  e  horas. d) V e VI, no período entre  e  horas. e) V e VI, no período entre  e  horas. EM13CNT305

3. Unifesp 2019 (Adapt.)

Amamentação de bebê por mulher transgênero é registrada pela primeira vez em jornal científico Técnica foi a mesma utilizada em mães que tiveram filho gestado por barriga de aluguel

TSH Estimula

Tireoide Figura II

Com base nos dados das figuras e em outros conhecimentos sobre o assunto, a) Cite o hormônio que depende da presença de iodo na dieta para sua produção. Justifique. b) Explique por que a concentração plasmática de TSH é aumentada na ausência de iodo na dieta. c) Cite duas consequências da carência de iodo na dieta para o organismo.

Cientistas dos Estados Unidos conseguiram fazer com que uma mulher transgênero produzisse leite e amamentasse o filho, que foi gestado no útero de outra mulher. A mulher transgênero, que nasceu com corpo de homem, mas se identifica como mulher, não fez qualquer cirurgia para remoção de órgãos ou troca de sexo, mas passou por um tratamento hormonal que lhe permitiu a lactação. A equipe médica disse que a mulher amamentou incessantemente durante seis semanas e que o bebê estava com níveis normais de desenvolvimento. O caso é o primeiro a ser registrado em um jornal científico. (https://emais.estadao.com.br, 15.02.2018. Adaptado.)

Cite o hormônio que estimula a produção e a secreção de leite e responda, com justificativa, se a mulher transgênero teria a glândula que, no corpo feminino, normalmente o produz.

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KieferPix/Shutterstock.com

Diversos processos fisiológicos devem ocorrer no corpo humano para possibilitar o nascimento de um bebê.

FRENTE 3

CAPÍTULO

12

Reprodução humana O nascimento de um bebê é o resultado de uma série de processos fisiológicos que ocorrem no corpo de seus genitores. A formação dos gametas masculino e feminino, que se fundem na fecundação e dão origem ao zigoto; a implantação do embrião no útero; a manutenção da gestação e o parto são eventos complexos e regulados por uma variedade de hormônios. Mesmo após o parto, a complexidade da reprodução humana ainda é observada, por exemplo, na amamentação, processo fundamental para nutrição do novo indivíduo; e no intenso cuidado parental.

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Sistema genital masculino O sistema genital masculino é dividido em órgãos externos e internos. Os órgãos externos são o pênis e a bolsa escrotal, enquanto os internos são os testículos, as glândulas acessórias e os ductos. A

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

B Bexiga

Bexiga

CORES FANTASIA

Ducto deferente

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Reto

BlueRingMedia/Shutterstock.com

Glândula seminal Pênis

Próstata Ducto deferente Uretra

Testículo

Ânus

Epidídimo

Epidídimo

Testículo

Bolsa escrotal

Uretra

Pênis

Representação esquemática da anatomia do sistema genital masculino em vista lateral (A) e em vista frontal, parcialmente em corte (B). Embora estejam presentes na representação, a bexiga urinária, o reto e o ânus não fazem parte do sistema genital.

Os testículos correspondem às gônadas masculinas e são as estruturas em que ocorrem a espermatogênese (produção de espermatozoides) e a síntese de testosterona, o hormônio sexual masculino, a partir do colesterol. Os testículos ficam abrigados na bolsa escrotal, que confere proteção e garante a manutenção da temperatura testicular em torno de  °C abaixo da temperatura corporal, condição importante para a ocorrência da espermatogênese. Durante o desenvolvimento fetal, a testosterona é importante na formação das estruturas genitais masculinas. Na puberdade, esse hormônio é o principal responsável pelo desenvolvimento das características sexuais masculinas secundárias, como o engrossamento da voz, o aumento da quantidade de pelos e da massa muscular e a maturação dos ossos. Após desempenhar seus papéis no organismo, a testosterona é inativada principalmente no fígado.

Atenção Puberdade é uma fase da adolescência que ocorre em ambos os sexos, marcada pelo aumento da produção de hormônios sexuais, resultando em uma série de modificações no corpo. Em indivíduos do sexo biológico feminino, a puberdade ocorre entre  e  anos e o primeiro sinal é o surgimento das mamas (broto mamário). Em indivíduos do sexo biológico masculino, ocorre entre  e  anos e o primeiro sinal é o aumento do tamanho dos testículos. Nessa fase também é comum o surgimento dos pelos pubianos e dos pelos axilares, assim como o aumento da oleosidade da pele, que pode levar à ocorrência da acne. Epidídimo

Túbulo seminífero

Lúmen Testículo FRENTE 3

A espermatogênese ocorre nos túbulos seminíferos, rede de canais enrolados encontrados no interior dos testículos. Entre os túbulos seminíferos são encontradas as células intersticiais (ou células de Leydig), responsáveis pela produção de testosterona, e as células de Sertoli, que fornecem apoio, proteção e nutrição às espermatogônias, células que originarão os espermatozoides. Os hormônios gonadotróficos (gonadotrofinas) – hormônio luteinizante (LH) e hormônio foliculoestimulante (FSH) – secretados pela adenoipófise estimulam a atividade dos testículos: o LH estimula a secreção de testosterona, e o FSH, com a testosterona, estimula a produção de espermatozoides. Os espermatozoides formados nos túbulos seminíferos passam para o epidídimo, ducto enovelado no qual os gametas ficam armazenados e completam sua maturação, adquirindo mobilidade. Os epidídimos estão ligados aos ductos (canais ou vasos) deferentes, por meio dos quais os espermatozoides são conduzidos em direção à uretra durante a ejaculação.

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Espermatozoides

Representação esquemática da estrutura interna de um testículo e dos túbulos seminíferos, local de formação dos espermatozoides.

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Saiba mais Saúde da próstata O aumento de tamanho da próstata (hiperplasia prostática) é muito comum nos indivíduos do sexo biológico masculino com mais de  anos de idade e ocorre em praticamente todos aqueles com mais de  anos. Essa condição é benigna, porém está relacionada à dificuldade para urinar, o que pode levar à formação de cálculos na bexiga e problemas nos rins. Em algumas situações, o aumento do tamanho da glândula pode estar relacionado ao câncer de próstata, o segundo tipo de câncer mais comum na população masculina brasileira. Idade, excesso de peso e predisposição genética são fatores de risco para o desenvolvimento desse tipo de câncer.

medicalstocks/Shutterstock.com

O órgão copulador masculino é o pênis. Nele, é encontrado o tecido erétil, distribuído em dois corpos cavernosos e um corpo esponjoso. Durante a excitação sexual, o tecido erétil enche-se com sangue proveniente das artérias que irrigam o órgão, resultando na ereção. A extremidade anterior do pênis, denominada glande, é altamente sensível a estímulos e é recoberta por uma dobra de pele denominada prepúcio.

Corpo Corpo esponjoso Uretra CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Representação esquemática da distribuição do tecido erétil do pênis.

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BIOLOGIA

Capítulo 12

Disfunção erétil Há uma série de fatores que podem causar disfunção erétil, isto é, a diminuição ou a perda da capacidade de ter e manter a ereção peniana. Entre eles, destacam-se o envelhecimento, o consumo de álcool, fatores emocionais e problemas no funcionamento dos sistemas cardiovascular, nervoso e endócrino. Existem medicamentos que podem, sob orientação médica, ser usados por indivíduos com disfunção erétil. Um exemplo disso é o citrato de sildenafila, substância que melhora o fluxo de sangue nos tecidos eréteis do pênis, promovendo a ereção. Atualmente, a insegurança pelo desempenho sexual tem provocado o aumento no consumo de fármacos indicados para disfunção erétil. Esses medicamentos podem causar diversos efeitos colaterais quando consumidos sem orientação médica; entre os mais comuns estão: dores de cabeça, enjoos e alterações visuais. Além disso, seu uso por indivíduos jovens pode estar relacionado a problemas emocionais, muitas vezes sendo mais indicada a psicoterapia.

Sistema genital feminino Assim como o sistema genital masculino, o sistema genital feminino apresenta órgãos externos e internos. As estruturas externas constituem a vulva, formada pelo clitóris, pelos lábios maiores e menores e pela abertura da vagina; as estruturas internas são as gônadas (ovários), as tubas uterinas, o útero e a vagina. CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Clitóris

Uretra Lábios maiores Abertura vaginal

Lábios menores Representação esquemática dos componentes do sistema genital externo feminino. A porção externa do clitóris é uma região de aproximadamente 1 cm de comprimento; essa estrutura é dotada de tecido erétil e apresenta grande sensibilidade. A uretra é um orifício pertencente ao sistema urinário, pelo qual é eliminada a urina.

Corpos cavernosos

Glande

Estabelecendo relações

BlueRingMedia/Shutterstock.com

A uretra é um canal que percorre longitudinalmente todo o pênis, comum aos sistemas urinário e genital, pois conduz a urina durante a micção e o sêmen durante a ejaculação. O sêmen é constituído de espermatozoides e secreções produzidas pelas glândulas seminais e pela próstata, glândulas acessórias do sistema genital masculino. As glândulas seminais (ou vesículas seminais), localizadas atrás da bexiga urinária, secretam um fluido que corresponde à maior parte do volume ejaculado e que contém frutose, fonte de nutrição dos espermatozoides. A próstata (glândula prostática), localizada sob a bexiga urinária, libera uma secreção que, com a secreção das vesículas seminais, contribui para a neutralização da acidez vaginal, permitindo a sobrevivência dos espermatozoides no sistema genital feminino. Outras glândulas acessórias do sistema genital masculino são as glândulas bulbouretrais, que estão situadas abaixo da próstata e desembocam na porção posterior da uretra. Elas liberam o líquido pré-ejaculatório, que lubrifica e neutraliza resíduos ácidos presentes na uretra, preservando os espermatozoides que por ali passarão.

A vagina é um canal muscular e elástico, com cerca de  cm de comprimento. No início do canal vaginal, são encontradas as glândulas de Bartholin. Essas glândulas liberam uma secreção lubrificante, facilitando a penetração na vagina durante a relação sexual. A microbiota vaginal promove um pH ácido, o que auxilia na proteção contra microrganismos patogênicos.

Reprodução humana

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A

B

Ovários Tuba uterina

Tuba uterina Ovário

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Bexiga urinária Reto Uretra

Útero

BlueRingMedia/Shutterstock.com

Útero

Miométrio

Colo do útero Endométrio

Clitóris Lábios menores

Vagina Ânus Lábios maiores

Abertura vaginal

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Representação esquemática da anatomia do sistema genital feminino em vista lateral (A) e em vista frontal (B). Embora estejam presentes na representação, a bexiga urinária, a uretra, o reto e o ânus não fazem parte do sistema genital.

Ciclo menstrual O ciclo menstrual, cuja duração média é de  dias, prepara o sistema genital feminino para uma possível gravidez. Durante esse ciclo, eventos marcantes ocorrem nos ovários (ciclo ovariano) e no útero (ciclo uterino). O ciclo menstrual ocorre periodicamente desde a puberdade, a partir da menarca (primeira menstruação), até a menopausa (última menstruação), por volta dos  anos de idade. Por convenção, o primeiro dia da menstruação marca o início de um ciclo menstrual. A menstruação é causada pela descamação e eliminação do endométrio e de sangue pela abertura vaginal. A duração média da menstruação varia de  a  dias. Após o término do fluxo menstrual, o

ciclo continua e, por volta do o dia, ocorre a ovulação, evento que consiste na liberação de um ovócito II em uma das tubas uterinas. O óvulo é formado apenas se ocorrer a fecundação. Diversos fatores podem influenciar na ovulação. Dessa forma, a liberação do ovócito II pode não ocorrer precisamente no o dia do ciclo, podendo ocorrer alguns dias antes ou alguns dias depois. Por isso, em cada ciclo menstrual, é determinado um período, chamado período fértil, no qual há maiores chances de haver fecundação. Para se determinar o período fértil, é colocada uma margem de três dias antes e três dias depois a partir do dia esperado da ovulação. Assim, o período fértil vai do o dia até o o dia do ciclo menstrual. Caso não ocorra a fecundação, o ciclo prossegue até a menstruação, evento que marca o início do próximo ciclo.

Controle hormonal do ciclo menstrual No início do ciclo menstrual, o FSH (hormônio foliculoestimulante) é liberado no sangue pela adenoipófise; esse hormônio age sobre os ovários, estimulando o crescimento e o amadurecimento dos folículos ováricos (folículos ovarianos ou de Graaf). Geralmente, apenas um folículo completa o desenvolvimento e libera o ovócito II. O folículo em crescimento começa a secretar estradiol (estrógeno), hormônio que atua sobre o útero, estimulando a proliferação das células do endométrio. O aumento da concentração de estrógeno resulta na inibição da secreção de FSH por feedback negativo. Em seguida, a adenoipófise retoma a secreção de gonadotrofinas (FSH e LH) e, entre um e dois dias antes da ovulação, é observado um pico de secreção de LH (hormônio luteinizante). Esse aumento abrupto da concentração de LH causa o rompimento do folículo ovárico já desenvolvido, resultando na liberação do ovócito II em uma das tubas uterinas. O ovócito II liberado permanece viável por cerca de  horas. Após a liberação do ovócito II, as células do folículo remanescentes no ovário formam o corpo lúteo (corpo amarelo). O LH estimula o corpo lúteo a secretar estrógeno e progesterona – a progesterona age sobre o endométrio, promovendo

FRENTE 3

O útero é um órgão muscular com até  cm de comprimento e cavidade interna revestida pelo endométrio, tecido rico em vasos sanguíneos. A parede uterina é constituída do miométrio, músculo de contração involuntária que atua na eliminação do endométrio descamado na menstruação e na expulsão do feto durante o parto natural. As tubas uterinas estendem-se do útero até uma abertura próxima aos ovários. Na extremidade dessa abertura, existem prolongamentos, denominados fímbrias, que envolvem os ovários. A parede das tubas uterinas é revestida internamente por um epitélio dotado de células ciliadas; o batimento dos cílios contribui para o deslocamento do ovócito secundário (II) em direção ao útero. Geralmente, a fecundação ocorre no interior de uma das tubas uterinas; nesse caso, o batimento dos cílios promove o deslocamento do embrião em direção ao útero, órgão no qual deve ocorrer a implantação do embrião. Os dois ovários correspondem às gônadas femininas. Neles, ocorre a maior parte da ovogênese (formação do óvulo), além da produção e da liberação dos principais hormônios sexuais femininos, o estradiol (um tipo de estrógeno) e a progesterona. Os estrógenos estão ligados ao desenvolvimento das características sexuais secundárias femininas, a exemplo do desenvolvimento das mamas.

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CORES FANTASIA

Crescimento do folículo

Ovulação

Corpo lúteo

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Corpo albicante

Hormônio luteinizante (LH) Hormônio foliculoestimulante (FSH)

Hormônios hipofisários

Ciclo ovariano

sua vascularização e manutenção. A liberação dos hormônios ovarianos pelo corpo lúteo inibe, por feedback negativo, a liberação de LH e FSH pela adenoipófise, resultando na redução da concentração sanguínea desses hormônios. Por volta do o dia do ciclo, o endométrio encontra-se espesso e ricamente vascularizado, pronto para receber um embrião. Caso não ocorra a implantação embrionária no útero, as baixas concentrações de LH e FSH levam à regressão do corpo lúteo, originando o corpo albicante (corpo albicans ou branco) e resultando na diminuição da concentração de estrógeno e progesterona. Nessa condição, o endométrio descama, resultando na menstruação e no início de um novo ciclo.

Progesterona

Ciclo uterino

Hormônios ovarianos

Estradiol

Fase menstrual

Fase folicular

0 dias

Fase lútea

14 dias

Fase menstrual

Representação esquemática dos eventos fisiológicos que acontecem ao longo de um ciclo menstrual de 28 dias sem a ocorrência de gravidez. A fase menstrual, que dura, em média, até o 5o dia do ciclo, corresponde ao período em que está ocorrendo o fluxo menstrual; a fase proliferativa ou folicular avança até o 14o dia e corresponde ao período no qual há intensa secreção de estradiol (estrógeno), que estimula a proliferação do endométrio; a fase lútea ou secretora é observada a partir da ovulação e é o período no qual o corpo lúteo secreta grandes quantidades de estradiol e progesterona.

28 dias

Fecundação, nidação e gestação A fecundação ou fertilização consiste no encontro dos Estágio de gametas masculino e feminino e na fusão de seus núcleos, 2 células Estágio de resultando na formação do zigoto. Esse fenômeno ocorre na 4 células tuba uterina e,  horas após a fecundação, o zigoto inicia a Estágio de Tuba Útero 8 células uterina clivagem. Em cerca de quatro dias, é formado o blastocisto, estágio de blástula dos mamíferos, e, em torno de uma semana após a fecundação, acontece a nidação, processo Embrião que consiste na implantação do embrião no endométrio. A gestação humana dura, em média,  semanas, isto é, Trofoblasto Fertilização aproximadamente nove meses. O embrião implantado produz e libera no sangue materno a gonadotrofina coriônica humana (hCG). O hCG é um Ovário Endométrio hormônio embrionário que estimula o corpo lúteo a manter Nidação a secreção de progesterona e estrógeno. Com isso, não há CORES ELEMENTOS Embrioblasto FANTASIA FORA DE Cavidade do queda da concentração desses hormônios e o endométrio é PROPORÇÃO blastocisto mantido. Por esse motivo, não ocorre menstruação quando uma gestação está em curso. O hCG pode ser detectado por Representação esquemática da fecundação e da implantação do blastocisto no endométrio. meio de exames de sangue e urina, a fim de se confirmar a gravidez. A secreção de progesterona e estrógeno pelo corpo lúteo é mantida até aproximadamente o terceiro mês de gestação, momento em que o corpo lúteo degenera. Desse ponto até o fim da gravidez, a placenta assume a produção desses hormônios, assim como a síntese e a liberação de hCG. Ao término da gestação, deve ocorrer o parto. Nesse momento, outros hormônios, como a ocitocina (descrita no capítulo anterior), são liberados, induzindo e regulando as contrações uterinas que expulsam o feto e a placenta do corpo por meio da abertura vaginal, no caso de parto natural.

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BIOLOGIA

Capítulo 12

Reprodução humana

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Diafragma

Métodos contraceptivos são aqueles que ajudam a prevenir uma gravidez indesejada. Esses métodos variam com relação à eficiência e podem ser comportamentais, de barreira, fisiológicos ou cirúrgicos. Também podem variar com relação à reversibilidade, isto é, se são métodos que podem ser desfeitos ou se são irreversíveis.

O diafragma é uma peça, geralmente feita de látex, que deve ser inserida pelo canal vaginal até o colo do útero, antes do ato sexual. Andrey_Popov/Shutterstock.com

Métodos contraceptivos

Abstinência sexual Esse método corresponde à não realização da prática sexual; dessa forma, impede-se o encontro dos gametas e não há fecundação.

Coito interrompido

A tabelinha baseia-se na abstinência sexual apenas durante o período fértil do ciclo menstrual. É um método que requer atenção a alterações fisiológicas relacionadas à ovulação, como aumento da temperatura corporal e alterações no muco cervical, que se torna mais espesso. A tabelinha corresponde a um método contraceptivo com grandes taxas de falha (cerca de %), pois diversos fatores podem atrasar ou adiantar a ocorrência da ovulação. Além disso, deve-se considerar que a viabilidade do gameta feminino na tuba uterina é de cerca de  horas, e a dos espermatozoides, de cerca de  horas.

Tuba uterina

Útero

Colo do útero

Diafragma Vagina

Preservativos masculino e feminino

Image Point Fr/Shutterstock.com

Popularmente conhecidos como camisinha, esses métodos impedem o encontro entre os gametas masculino e feminino e a fecundação. O preservativo masculino envolve o pênis e retém o sêmen eliminado na ejaculação em um reservatório em sua extremidade. O preservativo feminino é introduzido no canal vaginal e impede que os espermatozoides cheguem ao útero. Usados adequadamente, os preservativos apresentam mais de % de eficácia na contracepção. Além disso, são o único método eficiente na prevenção de infecções sexualmente transmissíveis (ISTs), devendo ser utilizados em todas as relações sexuais.

À esquerda, preservativo masculino. À direita, preservativo feminino. Eles não devem ser utilizados ao mesmo tempo, pois podem romper por causa do atrito.

Ovário

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Representação esquemática da posição do diafragma ao ser inserido corretamente.

Esse método de barreira impede que os espermatozoides cheguem ao útero. É recomendado que o diafragma seja usado em associação com géis espermicidas. Se utilizado corretamente, a eficácia contraceptiva do diafragma é alta, chegando a cerca de %. O diafragma não previne a transmissão de ISTs.

DIU (dispositivo intrauterino) O DIU é uma estrutura em forma de T que é instalada no útero por um médico especialista. Esse método tem como finalidade impedir a fecundação ou a implantação do embrião no endométrio (nidação). Trata-se de um método reversível, com altas taxas de eficácia (cerca de % de eficácia) se utilizado corretamente. Todavia, seu uso pode resultar em efeitos indesejáveis, como aumento das cólicas e do fluxo menstrual; além disso, não é um método que previne ISTs. O DIU tradicional é feito de cobre e libera esse material no útero, afetando a mobilidade e a viabilidade dos espermatozoides. Esse tipo de DIU também altera o endométrio, evitando a nidação, e deve ser trocado a cada  anos. Atualmente, existe também o DIU hormonal. Esse dispositivo libera hormônios sintéticos similares à progesterona na cavidade uterina, afetando a formação do endométrio.

FRENTE 3

Tabelinha

Diafragma, um método contraceptivo de barreira. Tefi/Shutterstock.com

O coito interrompido consiste na retirada do pênis de dentro da vagina antes da ejaculação. Trata-se de um método pouco confiável e com altas taxas de falha, pois espermatozoides podem ser transferidos por meio do líquido pré-ejaculatório.

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Tuba uterina

Métodos cirúrgicos A vasectomia é um método que consiste na interrupção dos ductos deferentes, impedindo que os espermatozoides cheguem à uretra. Dessa forma, o sêmen não contém gametas masculinos. A realização da vasectomia não causa disfunção erétil e não prejudica a produção de testosterona. medicalstocks/Shutterstock.com

CORES FANTASIA ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

DIU

Ovário

Próstata

Colo do útero Vagina CORES FANTASIA

Glândula seminal

Interrupção do ducto deferente

Uretra

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Representação esquemática da posição do DIU na cavidade uterina.

Contracepção hormonal As pílulas anticoncepcionais contêm hormônios sintéticos similares aos estrógenos e/ou à progesterona. A utilização das pílulas mantém elevada a concentração desses hormônios, simulando o efeito dos hormônios ovarianos no sangue e inibindo, por feedback negativo, a secreção dos hormônios hipofisários FSH e LH. Por conta disso, não ocorrem maturação dos folículos ováricos e ovulação. O uso correto da pílula anticoncepcional apresenta eficácia de %. Esses hormônios também podem ser administrados por meio de adesivos, injeções e implantes subcutâneos. A fim de evitar efeitos adversos, o uso de qualquer método hormonal deve ser feito mediante orientação médica. A pílula do dia seguinte é um método contraceptivo hormonal que deve ser utilizado apenas em situações de emergência, por exemplo, quando o preservativo se rompe. Essa pílula apresenta altas concentrações de progesterona sintética, que atuam no deslocamento dos gametas e inibem a fecundação ou a nidação; também pode inibir ou atrasar a ovulação. A pílula do dia seguinte deve ser ingerida até  horas após a relação sexual desprotegida. O uso desse método hormonal pode resultar em reações adversas, como alterações no padrão do ciclo menstrual, sangramentos, dor abdominal, tontura, cefaleia etc.

Testículo Representação esquemática da vasectomia.

A laqueadura tubária é um método contraceptivo cirúrgico que consiste em cortar e amarrar ou cauterizar as tubas uterinas, a fim de impedir que o ovócito II e os espermatozoides se encontrem. A realização da laqueadura não acarreta irregularidades na dinâmica hormonal do ciclo menstrual. CORES FANTASIA

Cortado e amarrado

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Tuba uterina

Cauterizado ou

logika600/Shutterstock.com

Fancy Tapis/Shutterstock.com

Por esse motivo, além de ser altamente eficiente na contracepção, o uso do DIU hormonal geralmente reduz as cólicas e o fluxo menstrual. Deve ser trocado a cada  anos.

Cavidade uterina

Ovário Representação esquemática da laqueadura tubária (à direita). Na tuba uterina à esquerda, foi representada a estrutura íntegra para fins de comparação.

Revisando 1. A partir dos testículos, descreva o caminho realizado pelos espermatozoides até que sejam eliminados na ejaculação. 2. Indique a importância da ação dos hormônios LH e FSH no funcionamento do sistema genital masculino. 3. Próstata, glândulas seminais e glândulas bulbouretrais são glândulas acessórias do sistema genital masculino. Explique a função de cada uma delas. 4. Indique o local de ocorrência da espermatogênese nos testículos e descreva as funções desempenhadas pelas células intersticiais (células de Leydig) e pelas células de Sertoli. 5. Indique os principais componentes do sistema genital feminino. 6. Explique a atuação dos hormônios ovarianos e dos hormônios gonadotróficos hipofisários no ciclo menstrual.

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BIOLOGIA

Capítulo 12

Reprodução humana

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7. Considerando um ciclo menstrual regular de 28 dias, indique o evento que marca o seu início e qual é o provável dia da ovulação. Explique em que consiste o período fértil. 8. Explique em que consiste a nidação e o porquê de o exame de hCG (gonadotrofina coriônica humana) ser capaz de indicar que uma gestação encontra-se em curso. 9. Explique o que são métodos contraceptivos e indique aqueles que previnem infecções sexualmente transmissíveis (ISTs). 10. Explique como funcionam os métodos contraceptivos a seguir. a) DIU. c) Vasectomia. b) Pílula anticoncepcional. d) Laqueadura tubária.

Exercícios propostos 1. PUC-GO 2022 A puberdade é caracterizada como sendo uma fase de transformações advindas do período de maturação biológica, marcada pela transição da infância para a fase adulta. Várias mudanças morfológicas e fisiológicas podem ser observadas durante esse período, incluindo alterações hormonais. Na puberdade masculina, o hormônio luteinizante (LH) influencia diretamente na (marque a única alternativa correta) a) inibição da produção de espermatozoides. b) síntese e crescimento de cabelos e barba. c) produção do hormônio testosterona. d) aceleração do crescimento.

“Não me surpreende que muitos homens não saibam o que sua próstata faz – é uma glândula fácil de ignorar. Até o câncer de próstata afetar minha família, meu conhecimento era bem pequeno.” A sociedade Americana Contra o Câncer estima que, nos Estados Unidos, em 2016, foram diagnosticados cerca de 181 mil casos novos de câncer de próstata e foram registrados mais de 26 mil mortos por essa causa. No Brasil, os dados mais recentes do Inca (Instituto Nacional do Câncer) apontam que são registrados mais de 61 mil novos casos da doença por ano, com mais 13,7 mil mortes. Fonte: http://noticias.uol.com.br/saude/ultimas-noticias/bbc/ 2016/05/01/o-que-e-e-para-que-serve-a-prostata-principal-focode-cancer-masculino.htm. Acesso: em 04 maio 2016.

2. UAM-SP 2017

Anticoncepcional masculino pode chegar ao mercado em 2017 O tratamento consiste em um gel injetado nos ductos deferentes. O gel forma uma camada semipermeável, que funciona como uma barreira para os espermatozoides que são reabsorvidos pelo organismo masculino. (https://saude.terra.com.br. Adaptado.)

3. PUC-PR 2017 Leia o texto a seguir.

A próstata, principal foco de câncer masculino Segundo uma pesquisa da Prostate Cancer UK, instituição de caridade dedicada à pesquisa do câncer de próstata, um em cada cinco britânicos não sabem nem que têm esta glândula. É algo alarmante, levando em conta que o câncer de próstata é a causa mais comum de morte por câncer em homens. O ex-jogador de futebol da Inglaterra e do Newcastle United, Les Ferdinand, que viu seu avô sofrer da doença no final da vida, disse:

Imagem modificada de http:www.saudeintegradavida.com/

Sobre o texto e analisando a imagem, está CORRETO afirmar que I. a glândula descrita no texto está representada pelo número . II. o sêmen é formado também pelo que é produzido nas estruturas  e . III. a hiperplasia da estrutura  é descrita no texto. IV. a maior causa de morte entre homens é o câncer na estrutura . V. o avô de Les Ferdinand teve câncer na estrutura .

FRENTE 3

Com base na localização dos ductos deferentes no organismo masculino, é correto afirmar que a injeção do gel contraceptivo ocorre entre a) os testículos e os epidídimos, na bolsa escrotal. b) as vesículas seminais e a glândula prostática, na porção inferior da cavidade abdominal. c) os epidídimos e as vesículas seminais, na bolsa escrotal. d) as vesículas seminais e a uretra, na bolsa escrotal. e) a glândula prostática e a uretra, na porção inferior da cavidade abdominal.

Das afirmativas anteriores, estão CORRETAS a) apenas II e III. b) apenas I e IV. c) apenas III e IV. d) apenas II e V. e) apenas I e II.

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4. UEL-PR 2023 Leia o texto a seguir e responda à questão. Durante a Segunda Grande Guerra, os alemães utilizavam a Enigma, uma engenhosa máquina eletromecânica para criptografar mensagens de sua força militar, tornando a comunicação indecifrável para o Reino Unido e seus aliados. Alan Turing (1912-1954) foi um matemático e cientista britânico que atuou diretamente na decodificação da Enigma. Sem sequer desconfiar, o Estado-maior alemão tinha suas comunicações e estratégias militares decifradas, fato que alterou os rumos da Segunda Grande Guerra. Com seu conhecimento e esforço, estima-se que Turing possa ter encurtado a guerra em dois anos e salvo mais de 14 milhões de vidas. Após a guerra, foi condenado pela Justiça britânica por manter relações homossexuais e foi submetido à castração química para não ser preso. Atribui-se a Turing o título de pai da computação e a formalização dos conceitos de algoritmo. Adaptado de: brasilescola.uol.com.br

A castração química, como a feita em Turing, é um procedimento que utiliza medicamentos que têm por função inibir a produção dos hormônios masculinos e consequentemente a redução do impulso sexual. Com base no texto e nos conhecimentos sobre os mecanismos fisiológicos de produção e ação dos hormônios masculinos, assinale a alternativa correta. a) O hipotálamo produz a testosterona, que estimula os testículos a produzir o hormônio folículo estimulante (FSH), responsável pelos caracteres sexuais secundários. b) A adeno-hipófise produz o hormônio luteinizante (LH), que atua nas células intersticiais dos testículos, estimulando a produção de testosterona. c) O hipotálamo produz a somatotrofina (HGH), hormônio responsável pela estimulação da produção de gametas, conhecido como espermatogênese. d) A produção da testosterona nas vesículas seminais é dependente do hormônio tireotrófico (TSH), liberado pela neuro-hipófise. e) O aumento na concentração de testosterona, produzida nos testículos, leva a um efeito de feedback positivo de liberação de hormônio folículo estimulante pelo hipotálamo. 5. UFRR/PSS 2023 As características sexuais e a produção de gametas estão sob o controle de hormônios produzidos em diferentes órgãos e glândulas do corpo. Em relação ao controle hormonal da reprodução na espécie humana é CORRETO afirmar que: a) O hormônio folículo estimulante (FSH) é produzido pelos ovários e pelos testículos. b) Os hormônios luteinizante (LH) e folículo estimulante (FSH) atuam somente nos ovários. c) A progesterona e o estrogênio são produzidos no útero durante o ciclo menstrual. d) O hormônio folículo estimulante (FSH) estimula o espessamento do endométrio. e) O hormônio luteinizante (LH) estimula a produção de testosterona.

192

BIOLOGIA

Capítulo 12

6. UFJF/Pism-MG 2019 O atendimento ambulatorial para transgêneros no Ministério da Saúde, regulamentado pela Portaria no 2803, de 19 de novembro de 2013, teve um aumento de 32% entre 2015 e 2016. Em 2016 foram feitas 4 467 consultas, em comparação a 3 388 em 2015. A terapia hormonal no processo transexualizador cresceu 187% no período. Em 2015, foram 52 procedimentos. Em 2016, 149. A expansão, de acordo com o Ministério da Saúde, é resultado do maior número de centros habilitados para fazer esse atendimento. (Texto adaptado. O Estado de São Paulo. Terapia hormonal para mudança de sexo quase triplica no país, 25 jan. 2017.)

Caso uma pessoa do sexo masculino se reconheça como do gênero feminino e deseje fazer terapia hormonal assistida para o processo transexualizador, qual é o principal hormônio que deverá ser utilizado para o desenvolvimento das características sexuais secundárias femininas? Marque a alternativa CORRETA: a) Testosterona. b) Estrógeno. c) Ocitocina. d) Somatotropina. e) TSH. 7. Mackenzie-SP 2019 INIBE

INIBE Hipófise

PRODUZ

PRODUZ

hormônio X ESTIMULA folículos ováricos PRODUZEM hormônio Z

hormônio Y ESTIMULA corpo lúteo PRODUZ hormônio W

A ilustração acima representa o processo de retroalimentação hormonal, relacionado ao ciclo menstrual da mulher. Sobre o processo ilustrado, três afirmações foram realizadas. I. Os hormônios X, Y, Z e W são, respectivamente, LH, FSH, progesterona e prolactina. II. A elevação do hormônio Y, por volta da metade do ciclo menstrual, provoca a ovulação, com a liberação do ovócito na tuba uterina. III. A elevação do hormônio X, no final do ciclo menstrual, causa a descamação do endométrio. Sobre as afirmações, podemos dizer que apenas a) I está correta. b) II está correta. c) III está correta. d) II e III estão corretas. e) I e III estão corretas.

Reprodução humana

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8. Uece 2017 Em setembro de 2016, a revista New Scientist

I.

II. III.

IV.

V.

A menstruação ocorre quando a taxa de todos os hormônios sexuais se torna baixa no sangue da mulher. Durante o período da menstruação, a hipófise reinicia a produção de FSH. A presença do FSH no sangue induz o desenvolvimento dos folículos ovarianos que passam a produzir progesterona. O LH induz as células do folículo ovariano rompido a se transformarem no corpo lúteo, que produz estrógeno e progesterona. A produção de hormônios sexuais femininos diminui progressivamente a partir dos  anos até cessarem a produção.

A alternativa que contém todas as afirmativas corretas é: a) I, II e III b) II, III e V c) I, II, IV e V d) II, III, IV e V e) I, III, IV e V 10. Uerj Durante o ciclo menstrual, as concentrações sanguíneas de hormônios hipofisários e ovarianos sofrem notáveis variações. Os gráficos a seguir ilustram essas variações, ocorridas durante um ciclo de 28 dias.

concentração hormonal

ovulação

28 dias

X

0

ovulação

28 dias

Y

0

ovulação

28 dias

Z

0

ovulação

FRENTE 3

9. Uepa 2015 O ovário apresenta uma sequência cíclica de eventos chamada de ciclo menstrual que é mensal e, durante esse ciclo há uma interação hormonal entre ele (ovário), a hipófise e o útero, sendo que este último prepara-se para a possível implantação de um embrião. Sobre o ciclo hormonal referido, analise as afirmativas abaixo.

0

concentração hormonal

Em relação à reprodução humana, é correto afirmar que a) os testículos ficam localizados dentro de uma bolsa, o escroto, para que sua temperatura seja mais elevada do que a do restante do corpo, condição ideal para produção dos espermatozoides. b) no ciclo uterino, que ocorre paralelamente ao ciclo ovariano, acontece o espessamento do endométrio e, caso não ocorra a fertilização, sua descamação ocasiona a menstruação. c) a ovulogênese corresponde à formação dos gametas femininos enquanto a espermatogênese representa a formação dos espermatozoides, processos que ocorrem a partir da puberdade. d) dos métodos que previnem a gravidez, denominados contraceptivos, os mais efetivos são a tabelinha, a lavagem vaginal e o coito interrompido (retirada do pênis antes da ejaculação).

concentração hormonal

Fonte: https://www.newscientist.com/article/ 2107219-exclusive-worlds-first-baby-born-with-new-3-parenttechnique/

W

concentração hormonal

divulgou o nascimento do primeiro bebê gerado a partir do DNA de três pessoas. Os óvulos, com DNA nuclear da mãe e DNA mitocondrial da doadora, foram fertilizados com espermatozoides do pai e um dos cinco embriões resultantes foi injetado dentro do útero da mãe.

28 dias

O gráfico que representa o hormônio progesterona, em um ciclo menstrual normal, está indicado pela seguinte letra: a) W b) X c) Y d) Z

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Pobreza menstrual Considerada uma violação de direitos de pessoas que menstruam, a pobreza menstrual é um problema que envolve a falta de acesso a itens para a saúde menstrual, à infraestrutura de higiene e à educação necessária para lidar com a menstruação. A falta de acesso à higiene menstrual afeta mulheres cisgênero, homens trans e outras pessoas que menstruam. Mesmo que seja mais presente em países pobres, em situação de conflito ou afetados por desastres, ela também atinge pessoas pobres em países ricos. Na falta de absorventes e outros itens adequados, quem sofre com a pobreza menstrual usa pedaços de tecido ou materiais insalubres para controle do fluxo de sangue, como jornais e absorventes usados. No sistema prisional, mulheres dizem usar miolos de pão. A precariedade menstrual traz riscos para a saúde, como infecções urinárias e vaginais. O problema também pode fazer com que meninas em idade escolar percam dias letivos ou abandonem os estudos devido à falta de água e de instalações sanitárias nas escolas.”. Disponível em: https://www.nexojornal.com.br/expresso/2021/10/11/ Quais-sao-os-numeros-da-pobreza-menstrual-no-Brasil. Acesso em 14 out. 2021.

Acerca da menstruação e dos processos relacionados ao ciclo menstrual, assinale a alternativa INCORRETA: a) A menstruação acontece na terceira (última) fase do ciclo menstrual, cerca de  dias após a ovulação. b) O folículo ovariano, ao produzir estrogênios na fase inicial do ciclo menstrual, provoca o crescimento do endométrio. c) A menopausa marca a interrupção definitiva das descamações do endométrio, por volta de  a  anos de idade. d) Em cada ciclo menstrual, a partir da puberdade, um ovócito secundário é lançado na tuba uterina e o útero prepara-se para receber um possível embrião. e) A menstruação se dá a partir do aumento expressivo na produção da progesterona e dos estrogênios, provocando degeneração e eliminação parcial do endométrio. 12. UFRGS 2019 Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmações abaixo, sobre características dos ciclos ovariano e uterino nos seres humanos. O primeiro dia da menstruação corresponde ao início de um novo ciclo reprodutivo e está associado à queda nos níveis de estrógeno e progesterona no sangue. A cada novo ciclo, nas mulheres em idade reprodutiva, várias ovogônias são hormonalmente induzidas a iniciarem seu ciclo meiótico. O corpo lúteo ou corpo amarelo que se forma no ovário, após a ovulação, secreta progesterona que estimula o endométrio a entrar em sua fase secretória. A queda definitiva dos hormônios no sangue, na menopausa, induz ao término do ciclo menstrual, e os ovócitos residuais permanecem em metáfase II.

194

BIOLOGIA

Capítulo 12

A sequência correta de preenchimento, de cima para baixo, é a) V – V – F – F. d) V – V – F – V. b) F – F – F – V. e) F – V – V – F. c) V – F – V – F. 13. UAM-SP 2016 O gráfico mostra a concentração relativa de hormônios no sangue de uma mulher grávida ao longo das semanas de gestação. gonadotrofina coriônica

concentração hormonal relativa

11. UFJF/Pism-MG 2022

progesterona estrógeno

0

4

8

14

16

20

24

26

32

36

40

semanas de gravidez (www.cnx.org. Adaptado.)

Sobre a variação na concentração dos hormônios demonstrada pelo gráfico, é correto afirmar que: a) com a queda na concentração de gonadotrofina coriônica, o corpo lúteo regride e a produção de progesterona e estrógeno é mantida pela placenta. b) pouco antes da vigésima quarta semana os três hormônios encontram-se na mesma concentração, momento em que se inicia a produção do leite materno. c) a partir da vigésima quarta semana, a concentração de gonadotrofina coriônica é mantida estável devido à sua produção pelos ovários e pelo endométrio. d) o crescente aumento na concentração de progesterona e estrógeno durante  semanas é devido ao estímulo da gonadotrofina coriônica sobre o endométrio. e) após cerca de nove semanas de gravidez, a concentração de gonadotrofina coriônica diminui devido à crescente produção de estrógeno e progesterona. 14. UPF-RS 2016 Os processos reprodutivos na espécie humana, desde a formação da genitália até o desenvolvimento das características sexuais secundárias e a produção dos gametas, estão sob controle de vários hormônios. Em relação a esse tema, analise as afirmativas a seguir. I. O hormônio FSH estimula os folículos ovarianos na mulher e a espermatogênese nos homens. II. A progesterona estimula o desenvolvimento das glândulas mamárias e atua na preparação do endométrio para receber o embrião.

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espere  minuto

espere  minuto negativo positivo

Histologia Ovariana

Corpo lúteo

C. lúteo degenerado

Temperatura corporal  °C

Hormônio luteinizante (LH)

Estradiol

Progesterona

Hormônio foliculoestimulante (FSH)

Fase folicular Menstruação











Fase lútea

                   Dia do ciclo menstrual (Valores médios. As durações e valores podem variar entre mulheres e ciclos diferentes.) 



Ovulação

15. Unesp 2018 Marina não menstruou na data prevista e então comprou um teste para gravidez. A figura ilustra a realização do teste, que indicou que Marina estaria grávida.

Ovulação

 °C

Hormônios

Está correto o que se afirma em: a) I, II e III apenas. d) I, II, III, IV e V. b) II, III, IV e V apenas. e) I, II e IV apenas. c) I e V apenas.

Maturação do folículo

Folículo

Histologia Endometrial

III. O alto nível do LH e da somatotrofina são os fatores determinantes da maturação do óvulo. IV. O hormônio dosado pelos testes de gravidez mais comuns é o HCG, o qual mantém o corpo lúteo no ovário durante o primeiro trimestre da gestação. V. A testosterona, produzida nos testículos e na adenoipófise, estimula a maturação dos espermatozoides, garantindo-lhes a mobilidade necessária à fecundação.





No mesmo dia, Marina procurou um laboratório especializado para realizar o exame sanguíneo de gravidez, que confirmou o resultado do teste anterior. Considere o hormônio que evidenciou a gravidez nos dois testes realizados. O resultado positivo indica que a concentração de a) gonadotrofina coriônica humana (HCG) era baixa na urina e alta no sangue circulante. b) progesterona era baixa na urina e baixa no sangue circulante. c) hormônio folículo estimulante (FSH) era alta na urina e alta no sangue circulante. d) progesterona era alta na urina e baixa no sangue circulante. e) gonadotrofina coriônica humana (HCG) era alta na urina e alta no sangue circulante. 16. PUC-PR 2017 A duração de um ciclo menstrual é, em média, de 28 dias. Convencionou-se designar o primeiro dia da menstruação como o primeiro dia do ciclo. A regulação do ciclo depende de hormônios gonadotróficos (FSH e LH) e de hormônios esteroides (estrógeno e progesterona). É possível identificar nos gráficos a seguir dois ciclos femininos integrados: o ovariano e o uterino.

17. FGV-SP 2021 O gráfico mostra a variação da concentração dos hormônios HCG (gonadotrofina coriônica humana), estrógeno e progesterona no sangue de mulheres gestantes. HCG

FRENTE 3

(www.mdsaude.com)

Estrógeno

Ovulação

urina

Considerando que os gráficos representados referem-se a uma mulher adulta com ciclo menstrual regular de 28 dias, infere-se que a) ela não está grávida, pois houve uma queda de progesterona e estrógeno no final do ciclo. b) ela está grávida, pois, na fase lútea, há um aumento dos hormônios gonadotróficos. c) ela está utilizando regularmente pílula contraceptiva composta por derivados de estrógeno e progesterona. d) não está grávida, pois, na fase folicular, há diminuição de hormônios gonadotróficos. e) na fase folicular, por ação da progesterona, houve uma retração do endométrio sugerindo gravidez.

Concentração do hormônio no sangue materno

MÁX.

MÁX.

MÁX.

MÁX.

Fonte: http://www.sobiologia.com.br/conteudos/FisiologiaAnimal/ hormonio6.php. Acesso: 2 maio 2016.

Progesterona

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 Duração da gravidez (semanas após a ovulação) (John E. Hall. Guyton and Hall textbook of medical physiology, 2006. Adaptado.)

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Uma mulher grávida teve que retirar os dois ovários na vigésima oitava semana após a ovulação. A gestação da criança foi mantida naturalmente após o procedimento porque a) a concentração de HCG no sangue materno já estava constante. b) o estrógeno e a progesterona continuaram sendo produzidos pela placenta. c) a ausência do corpo lúteo ovariano foi compensada pela ação do HCG. d) a hipófise manteve a produção dos dois hormônios que mantêm o endométrio. e) as tubas uterinas mantiveram a produção de progesterona e HCG.

a) a tabelinha consiste na suspensão das relações sexuais durante o período menstrual. b) o coito interrompido consiste na retirada do pênis da vagina antes que a ejaculação ocorra. c) a pílula anticoncepcional consiste em uma mistura de hormônios que impede a menstruação. d) a vasectomia impede o homem de produzir espermatozoides e ejacular. e) a camisinha retém o esperma ejaculado e libera enzimas que matam os óvulos. 20. Ufla/PAS-MG 2017 Observe as figuras e analise as afirmativas referentes a métodos anticoncepcionais: 

18. PUC-PR 2023 O gráfico a seguir refere-se à concentração dos hormônios estrogênio, progesterona e HCG durante a gravidez. HCG 

Estrógeno Concentração



I.

A vasectomia é caracterizada pela retirada do órgão representado por . II. O diafragma é um dispositivo de borracha que deve ser introduzido na região indicada por . III. O dispositivo intrauterino (DIU) atua no órgão indicado em . IV. A laqueadura tubária consiste no seccionamento das estruturas representadas por .

Progesterona

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Meses de gestação Disponível em: https://blog.casadadoula.com.br/doula/ por-que-gravidas-sentem-enjoo/. Acesso em: 12 jan. 2023.

O hormônio gonadotrofina coriônica (HCG) mantém o corpo lúteo ativo nos três primeiros meses de gestação para que o corpo lúteo possa produzir o estrogênio e progesterona. Depois o corpo lúteo regride. Como explicar o aumento dos hormônios estrogênio e progesterona após o terceiro mês de gravidez? a) Pelo aumento nas concentrações de FSH e LH da mãe que, por feedbacks negativos, estimulam a produção desses hormônios. b) O feto passa a produzir esses hormônios. c) Pela redução nas concentrações de LH e FSH da mãe que, por feedback positivo, provocam aumento desses hormônios. d) Esse aumento deve-se ao feedback positivo entre oxitocina e estrogênio. e) Esses hormônios passam a ser produzidos pela placenta. 19. Col. Naval-RJ 2020 Contracepção é a prevenção deliberada da gravidez por meio de procedimentos denominados métodos contraceptivos ou “métodos anticoncepcionais”. Sobre esses métodos, é correto afirmar que:

196

BIOLOGIA



Capítulo 12

Assinale a alternativa CORRETA. a) Somente as afirmativas I e IV estão corretas. b) Somente as afirmativas I e III estão corretas. c) Somente as afirmativas II e III estão corretas. d) Somente as afirmativas II e IV estão corretas. 21. Cefet-MG 2018 O Vasalgel é um gel polimérico utilizado como contraceptivo em fase de testes clínicos. Sua vantagem em relação ao outro método contraceptivo disponível de mesmo princípio é sua reversibilidade que já foi comprovada em animais nos quais a fertilidade dos machos foi readquirida. O modo de utilização desse novo contraceptivo está demonstrado no desenho abaixo.

Vasalgel

(Disponível em: https://www.parsemus.org/projects/vasalgel/ vasalgel-faqs/. Acesso em: 30 jun. 2017.) (Adapt.).

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22. Col. Naval-RJ 2017 Assinale a opção que apresenta métodos contraceptivos de barreira, hormonal e intrauterino, respectivamente, a) camisinha masculina / DIU / pílula do dia seguinte. b) camisinha masculina / pílula anticoncepcional / DIU. c) camisinha feminina / DIU / adesivo anticoncepcional. d) adesivo anticoncepcional / pílula do dia seguinte / implante. e) diafragma / implante / DIU. 23. Uece 2023 Sobre os métodos contraceptivos, marque a alternativa correta. a) O dispositivo intrauterino (DIU), a pílula do dia seguinte e a tabelinha atuam como inibidores da nidação. b) Camisinha e coito interrompido são reversíveis, pois surtem efeito somente quando estão em uso. c) A pílula anticoncepcional é um método hormonal irreversível, pois evita a fecundação de forma definitiva, e não somente quando em uso. d) Os métodos químicos denominados espermicidas são irreversíveis e eliminam os espermatozoides e os óvulos de forma definitiva, e não somente quando em uso. 24. Fatec-SP 2017 Como parte do planejamento familiar, muitos casais consideram o uso de métodos anticoncepcionais. Visando auxiliar essas pessoas, a Secretaria da Saúde de uma cidade decidiu divulgar um cartaz informativo sobre alguns dos métodos contraceptivos mais comuns. Assinale a alternativa que apresente uma afirmação que possa fazer parte do texto do cartaz, por estar biologicamente correta. a) O diafragma é um instrumento contraceptivo de uso masculino. b) A vasectomia impede que os espermatozoides cheguem à uretra do homem. c) Mulheres que seguem a tabelinha ficam estéreis e não podem mais engravidar. d) A inseminação artificial é uma opção segura para mulheres que não querem engravidar. e) Homens que tomam a pílula do dia seguinte deixam de produzir espermatozoides temporariamente. 25. UFG-GO 2014 Leia o texto a seguir. A anticoncepção de emergência, ou “pílula do dia seguinte”, é um método que pode evitar a gravidez. O Sistema Único de Saúde disponibiliza dois métodos ao usuário, sendo um deles o medicamento que possui levonorgestrel, uma progesterona sintética, que é usado até 72 horas após a relação sexual sem proteção. BRASIL. Ministério da Saúde. Anticoncepção de emergência: perguntas e respostas para profissionais de saúde. 2005.

Uma mulher no início da fase lútea e, após 30 horas da relação sexual desprotegida, para evitar gravidez indesejável, fez uso do medicamento referido no texto. Nessa situação, o medicamento é eficaz, pois bloqueia a a) maturação do folículo. b) liberação do óvulo. c) fecundação do oócito. d) formação do corpo amarelo. e) diferenciação do disco embrionário. 26. Enem PPL 2023 Um homem submetido à vasectomia tem a conexão dos testículos com a uretra interrompida em função do corte dos canais deferentes. Esse método contraceptivo é considerado definitivo quando a cirurgia é realizada corretamente. Esse método contraceptivo é eficiente porque a) interrompe a liberação de sêmen. b) cessa a produção de espermatozoides. c) inibe a atividade hormonal dos testículos. d) impede a passagem de espermatozoides para o sêmen. e) modifica a atividade das glândulas produtoras de sêmen. 27. UEMG 2014 Os métodos contraceptivos atuam de modo a evitar uma gravidez em período não adequado à vida de um casal. O esquema a seguir apresenta um desses métodos.

(www.alessandrafaria.com. Acesso em: 20 jul. 2013.)

Considerado como o mais eficaz dos métodos contraceptivos, o procedimento ilustrado atua a) evitando o contato do esperma com o canal vaginal. b) impedindo a entrada dos espermatozoides no útero. c) impedindo a união entre os gametas masculino e feminino. d) evitando que o embrião formado se implante no útero.

FRENTE 3

O local de aplicação e o mecanismo de ação do Vasalgel são semelhantes à(ao) a) utilização da camisinha. b) realização da vasectomia. c) colocação do implante hormonal. d) introdução do dispositivo intrauterino.

28. Uerj 2013 A pílula anticoncepcional contém os hormônios estrogênio e progesterona, que agem sobre a hipófise alterando os níveis de liberação dos seguintes hormônios: folículo estimulante (FSH) e luteinizante (LH).

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LH

Ovulação Ovulação

FSH FSH LH

Ovulação Ovulação

LH FSH FSH LH LH dias do ciclo

Considere agora uma mulher que utilize esse método 1 14 dias do ciclo anticoncepcional na prescrição usual: uma pílula por Ovulação 1 14 dias do ciclo FSH dia ao longo de 28 dias. 1 14 dos hormônios dias do cicloFSHLHe LH, Os valores sanguíneos 1 o ciclo menstrual 14 do cicloestão apreOvulação durante dessadias mulher, FSH Ovulação sentados em: Ovulação Ovulação 14

a)

1

1 1

14 Ovulação dias do ciclo 14 dias do ciclo

1 1

14 dias do ciclo Ovulação 14 dias do ciclo Ovulação

b)

Ovulação Ovulação 14 dias do ciclo

1

1 1

Ovulação 14 14

1 1

c)

Ovulação Ovulação 14

1

1 1 1 1

d)

14 Ovulação 14 Ovulação

Ovulação 14 14

dias do ciclo dias do ciclo dias do ciclo dias do ciclo

dias do ciclo

dias do ciclo dias do ciclo

14 dias do ciclo Ovulação 14 dias do ciclo Ovulação Ovulação Ovulação 14 dias do ciclo

1

1 1

14 14

Capítulo 12

b)

dias do ciclo dias do ciclo

FSH LH LH

FSH LH

FSH LH

d)

FSH LH

FSH LH LH

E P Tempo

FSH LH LH

FSH FSH LH LH FSH

E

c)

FSH LH LH

FSH FSH LH LH FSH

P

Tempo

FSH FSH LH LH FSH

29. Enem 2013 A pílula14 anticoncepcional é um dos mé1 dias do ciclo todos contraceptivos de maior segurança, sendo 1 14 dias do ciclo constituída basicamente de dois hormônios sintéticos semelhantes aos hormônios produzidos pelo BIOLOGIA

Tempo

FSH LH LH FSH

dias do ciclo

E P

Concentração sanguínea

14

Concentração sanguínea

1

198

Concentração sanguínea

FSH

E Concentração sanguínea

concentração hormonal concentração concentração concentração concentração hormonal hormonal hormonal hormonal concentração hormonal concentração hormonal concentração hormonal concentração hormonal concentração concentração concentração concentração hormonal hormonal hormonal hormonal concentração concentração concentração concentração hormonal hormonal hormonal hormonal concentração concentração concentração concentração hormonal hormonal hormonal hormonal concentração concentração concentração concentração hormonal hormonal hormonal hormonal

Ovulação

organismo feminino, o estrogênio (E) e a progesterona (P). Em um experimento médico, foi analisado o sangue de uma mulher que ingeriu ininterruptamente um comprimido desse medicamento por dia durante seis meses. Qual gráfico representa a concentração sanguínea desses hormônios durante o período do experimento? a)

P

Tempo

e) Concentração sanguínea

No gráfico abaixo, são mostradas as variações das concentrações de FSH e de LH durante um ciclo menstrual de 28 dias de uma mulher que não usa anticoncepcionais.

E P

Tempo

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30. UFJF/Pism-MG 2021 (Adapt.) Mais de 20 mil meninas com menos de 15 anos engravidam todos os anos. Quando uma gravidez acontece na fase inicial da adolescência, pode trazer futuras consequências emocionais, sociais e econômicas para a saúde da mãe, do pai e do recém-nascido. Esta é uma realidade muito próxima tendo em vista que, praticamente três em cada dez meninos e meninas iniciam a vida sexual entre 13 e 15 anos. O resultado pode ser desde o risco de contrair uma infecção sexualmente transmissível até uma gravidez precoce. No Brasil, em 2018, 21 154 bebês nasceram de mães com menos de 15 anos de idade. Apesar de o número estar caindo, essa redução só começou a ocorrer a partir de 2015, quando foram registrados 26 701 nascimentos. De lá para cá, a queda é de 27%, enquanto que na faixa etária de mães entre 15 e 19 anos a queda ocorre desde o ano 2000, chegando a uma redução de 40% (passando de 721,6 mil para 434,6 mil). Fonte: Ministério da Saúde. https://www.gov.br/saude/pt-br/assuntos/noticias/mais-de-20-mil-meninas-com-menos-de15-anos-engravidam-todos-os-anos

O trecho citado alerta para o grande número de gestações não desejadas em adolescentes até 15 anos de idade. Atualmente, o Sistema Único de Saúde (SUS) oferta de maneira gratuita nove métodos contraceptivos que ajudam no planejamento familiar, sendo todos disponíveis a adolescentes. Com base nessas informações, assinale a alternativa CORRETA que se refere exclusivamente aos métodos anticoncepcionais hormonais: a) Anticoncepcional injetável, diafragma e pílula combinada. b) Anticoncepcional injetável, Dispositivo Intrauterino (DIU) e minipílula. c) Dispositivo Intrauterino (DIU), pílula combinada e preservativo feminino. d) Diafragma, minipílula e preservativo masculino.

Texto complementar                     
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FRENTE 3

Endometriose pode afetar 10% das mulheres brasileiras

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Cólicas podem ser sinal de alerta              
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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? Texto MATOS, Fernanda. Brasil é protagonista em tratamentos de Reprodução Assistida, aponta relatório da Anvisa. Associação Brasileira de Reprodução assistida,  jun. . Disponível em: https://sbra.com.br/noticias/brasil-e-protagonista-emtratamentos-de-reproducao-assistida-aponta-relatorio-da-anvisa/. Acesso em:  abr. . Relatório da Anvisa aponta que o Brasil é protagonista em tratamentos de reprodução assistida. Vídeos A GRAVIDEZ por dentro – o parto normal, BabyCenter Brasil,  jul. . Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v= Oj_dwLpeRw. Acesso em:  abr. . Animação que mostra as diferentes fases do parto natural. UM JEITO divertido de entender a fecundação. DW Brasil,  fev. . Disponível em: https://www.youtube.com/watch? v=mhmcTP_rzM. Acesso em:  abr. . Animação que ilustra como ocorre a liberação dos espermatozoides e seu encontro com o ovócito II no sistema genital feminino.

Exercícios complementares 1. Famerp-SP 2020 A imagem ilustra um corte transversal da membrana plasmática de uma célula da traqueia humana, na qual se observam cílios com estruturas circulares agrupadas duas a duas em seu interior. a) Quais organelas celulares são importantes para que as estruturas observadas realizem os movimentos ciliares? Justifique sua resposta. b) Justifique por que um homem que não forme as proteínas que integram essas estruturas pode apresentar problemas respiratórios e também infertilidade. (Luís Carlos Junqueira e José Carneiro. Biologia celular e molecular, 2013.)

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Capítulo 12

Reprodução humana

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2. Famema-SP 2020 Em 1990, pesquisadores ingleses identificaram um gene no cromossomo Y necessário para o desenvolvimento dos testículos. Eles denominaram o gene de SRY (do inglês, sex-determining region of Y), região determinadora de sexo do Y. As características bioquímicas, fisiológicas e anatômicas que distinguem machos e fêmeas são complexas, e vários genes estão envolvidos no seu desenvolvimento. Na verdade, o SRY codifica uma proteína que regula outros genes de diversos cromossomos. (Neil Campbell et al. Biologia, 2010. Adaptado.)

a) Quais gônadas formará uma criança portadora da deleção do gene SRY? Qual será o fenótipo dessa criança em relação aos órgãos genitais? b) Uma criança XY é portadora da deleção do SRY apenas em parte de suas células somáticas. Para que isso seja possível, a mutação deve ter ocorrido no espermatozoide produzido pelo pai, no núcleo do zigoto ou durante o desenvolvimento embrionário? Justifique sua resposta. 3. FICSAE-SP 2021 Considere a notícia sobre os testes para um anticoncepcional masculino.

Pesquisadores testam promissora pílula anticoncepcional masculina A pílula age imitando a testosterona. Quando usada por homens saudáveis, uma vez ao dia por um mês, a pílula anticoncepcional passou em testes de segurança de tolerabilidade. (https://pfarma.com.br, 29.12.2019. Adaptado.)

a) Na gametogênese masculina, das células localizadas na periferia dos túbulos seminíferos à produção de espermatozoides, a divisão celular envolvida no processo é a mitose, a meiose ou ambas? Justifique sua resposta. b) A administração dessa pílula anticoncepcional provoca a elevação anormal do nível de testosterona no sangue, o que, por sua vez, inibe a produção dos hormônios hipofisários pelo organismo do homem. Cite o principal hormônio hipofisário que deve ser inibido e explique como essa pílula masculina tem ação anticoncepcional. 4. Uerj 2018 Ao contrário da espermatogênese, a ovogênese humana é interrompida após a primeira divisão da meiose, resultando em um ovócito secundário. Nomeie o hormônio que promove a liberação do ovócito secundário do ovário para a tuba uterina e aponte o evento biológico que permite a continuidade da divisão meiótica para formação do óvulo. Em seguida, indique a característica do gameta feminino que contribui para o desenvolvimento inicial do zigoto. 5. Fuvest-SP 2016 Considere as informações abaixo, relativas a mulheres e homens saudáveis. • Tempo de viabilidade do óvulo, após sua liberação pelo ovário:  horas.

• Tempo de viabilidade do espermatozoide no corpo de uma mulher, após a ejaculação:  horas. • Período fértil: período do ciclo sexual mensal feminino em que a mulher apresenta maiores chances de engravidar. Com base nessas informações, a) no calendário, assinale com X os dias que correspondem ao período fértil de uma mulher que tenha ovulado no dia  do mês; Dias do mês 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Ovulação

b) considerando as taxas dos hormônios luteinizante (LH), foliculoestimulante (FSH) e progesterona no sangue, indique aquele(s) hormônio(s) que atinge(m) seu nível mais alto no período fértil da mulher.





a) Que número indica o local em que ocorre a fecundação? Cite o nome da parede interna do útero. b) Que tipo de infecção sexualmente transmissível, relacionada ao desenvolvimento do câncer, pode afetar a região indicada pelo número ? O pH do órgão indicado pelo número  é baixo pela presença do ácido láctico produzido pela microbiota local. Qual a importância do meio ser ácido no órgão indicado por ?

FRENTE 3

6. FMJ-SP 2024 Analise a figura que apresenta alguns órgãos do sistema genital feminino.



 

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7. Unesp 2014 Leia a letra da canção O xote das meninas, composta por Luiz Gonzaga e Zé Dantas. Mandacaru, quando fulora na seca, É o sinal que a chuva chega no sertão, Toda menina que enjoa da boneca É sinal que o amor Já chegou no coração Meia comprida, não quer mais sapato baixo, Vestido bem cintado Não quer mais vestir timão Ela só quer, só pensa em namorar Ela só quer, só pensa em namorar De manhã cedo, já tá pintada, Só vive suspirando Sonhando acordada, O pai leva ao doutô

A filha adoentada, Não come nem estuda Não dorme, não quer nada Ela só quer, só pensa em namorar Ela só quer, só pensa em namorar Mas o doutô nem examina Chamando o pai do lado Lhe diz logo em surdina Que o mal é da idade Que pra tal menina Não tem um só remédio Em toda medicina Ela só quer, só pensa em namorar Ela só quer, só pensa em namorar

Um dos versos da canção diz que não há remédio para o mal da menina, pois é um mal da idade. A que mal o verso se refere, ou seja, considerando a fisiologia da reprodução, como é conhecida a fase na qual a menina se encontra? Que alterações hormonais dão início a essa fase, promovendo a transformação anatomofisiológica implícita na letra da canção? 8. UEPG-PR 2015 Com relação aos sistemas genitais dos humanos, sua gametogênese e fecundação, assinale o que for correto.  No sistema genital masculino, os dois testículos produzem os espermatozoides e também o hormônio sexual masculino testosterona. Os testículos ficam alojados na bolsa escrotal.  O gameta feminino é liberado do ovário antes do término da meiose II, penetra na tuba uterina e é deslocado em direção ao útero por ação dos cílios da parede interna desse órgão.  Após a fecundação, no interior do óvulo, o espermatozoide tem redução do seu número de cromossomos para n 5 , fenômeno denominado anfimixia.  Os ovários femininos são responsáveis pela formação dos ovócitos, mas não produzem hormônios sexuais femininos. Os hormônios femininos estrógeno e progesterona são sintetizados no útero. Soma: 9. FCMSCSP 2023 Os órgãos sexuais externos do homem são o escroto, que contém os testículos, e o pênis. Já os órgãos internos são os ductos (epidídimo, deferentes e ejaculatórios) e as glândulas acessórias, importantes para produzir o sêmen. a) Em um homem saudável, quais glândulas contribuem em maior parte para a produção do sêmen? Qual a importância de o sêmen ter pH acima de ? b) Por que os testículos devem ficar alojados no interior do escroto e fora da cavidade abdominal? Quais células dos testículos produzem a testosterona? 10. UFJF/Pism-MG 2016 Existem dois ciclos reprodutivos nas mulheres: o ciclo menstrual e o ciclo ovariano. É essencial que ambos funcionem de maneira sincronizada e coordenada para que ocorra a reprodução. Tal sincronismo fica a cargo do sistema endócrino que liga os dois ciclos através de hormônios. a) Cite os dois hormônios produzidos pela adeno-hipófise que atuam no ciclo ovariano e descreva suas respectivas funções nesse ciclo. b) Onde são produzidos os hormônios estrógeno e progesterona? O que ocorre quando o nível desses hormônios diminui? c) Quando os exames de gravidez detectam no sangue e/ou urina uma elevação do hormônio gonadotrófico coriônico humano (hCG), sabe-se que a mulher está grávida. Qual é a ação desse hormônio para manutenção da gravidez? 11. Unifesp 2021 A síndrome de Kartagener é um distúrbio genético que impede a síntese da proteína dineína, necessária à função dos microtúbulos. Sem a dineína, algumas estruturas celulares não se movimentam, como aquelas presentes nas vias respiratórias, nas paredes da tuba uterina e nos espermatozoides, causando prejuízos à eliminação de muco pelos brônquios e à fertilidade masculina e feminina. a) Cite as duas estruturas celulares, uma presente nas vias respiratórias e outra nos espermatozoides, que têm o movimento prejudicado pela falta da dineína. b) Por que uma mulher portadora da síndrome de Kartagener tem maior chance de desenvolver uma gravidez na tuba uterina? Explique como a medicina reprodutiva pode fazer com que um homem com essa síndrome seja pai.

202 BIOLOGIA

Capítulo 12

Reprodução humana

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12. Famema-SP 2019 O gráfico ilustra a variação dos níveis de três hormônios durante uma gravidez. As setas verticais mais largas representam maior quantidade relativa do hormônio liberado. Placenta Embrião Corpo-lúteo

Útero

 dias Níveis hormonais

 dias Final da gestação

Estrogênio HCG







Progesterona



Concepção



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Meses de gravidez







 Parto

(Demétrio D. Gowdak et al. Biologia, 2013.)

a) Qual desses hormônios é detectado no exame de gravidez? Qual líquido biológico normalmente é utilizado para se detectar esse hormônio? b) Por que os hormônios esteroides não se mantêm elevados após o parto? Por que a redução brusca e precoce desses hormônios pode causar um aborto espontâneo? 13. FMP-RJ 2023 Os agrotóxicos são compostos químicos utilizados extensivamente na agricultura. O Malathion é um inseticida organofosforado, com ação de contato e ingestão, apresentado sob a forma de concentrado emulsionável e que requer assessoria profissional para uso em explorações agrícolas. O Malathion é indicado para o controle de diversos tipos de pulgões na cultura de algodão, maçã, pêssego, repolho e tomate. Também é eficaz contra mosca-das-frutas e cigarrinhas em citrus, bem como a lagarta-da-soja, entre outros. A Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos classificou o Malathion como responsável pelo câncer de próstata (USEPA, 2019). A produção e a aplicação do inseticida Malathion está presente entre as atividades de trabalho listadas pelo Instituto Nacional de Câncer (INCA) que mais registram casos de homens afetados por esse tipo de câncer. O controle biológico é uma alternativa à aplicação de agrotóxicos que representam riscos potenciais para a saúde humana bem como para o ambiente. Pulgões e cigarrinhas são insetos que perfuram os vasos condutores para se alimentarem de seiva das plantas. O uso de joaninhas, predadores naturais dos pulgões, ou o emprego de fungos específicos que matam as cigarrinhas são práticas comuns no controle biológico. A figura abaixo representa o aparelho reprodutor masculino com a presença de câncer na próstata. a) O órgão X é um tubo que se estende a partir do epidídimo até a parte posterior da próstata. O órgão Y produz uma secreção que, junto com o líquido prostático e os espermatozoides, formará o esperma. Nomeie os órgãos X e Y. b) O câncer de próstata pode levar a uma dificuldade de urinar ou uma micção dolorida. Justifique esse fato.

Órgão X

Câncer na próstata

FRENTE 3

Órgão Y

Disponível em: https://www.todamateria.com.br/sistemareprodutor-masculino/. Acesso em: 18 fev. 2023. Adaptado.

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14. Fuvest-SP A. Ciclo ovariano Maturação do ovócito

Desenvolvimento do folículo

Corpo lúteo

Desenvolvimento do ovócito

B. Ciclo uterino: desenvolvimento do endométrio

C. Hormônios hipofisários Hormônio luteinizante (LH) Hormônio folículo estimulante (FSH)

As figuras acima mostram os ciclos ovariano e uterino e as variações dos hormônios hipofisários relacionadas com esses ciclos, na mulher. Em cada figura, a representação dos eventos se inicia em tempos diferentes. a) Nas linhas horizontais abaixo das figuras A e B, indique, com a letra M, o início da menstruação. b) Na linha horizontal abaixo da figura C, indique, com a letra O, o momento da ovulação. c) Na gravidez, o que ocorre com a produção dos hormônios representados na figura C? 15. Unifesp 2023 Um estudo liderado por pesquisadores dos Institutos Nacionais de Saúde dos Estados Unidos aponta para a criação de um gel anticoncepcional masculino. O produto é chamado de NES/T e, caso chegue ao mercado, deve ser aplicado na pele das costas e dos ombros do homem. Esse gel contém o composto progestina, derivado do hormônio progesterona, e testosterona. O papel da progestina é suprimir a produção de espermatozoides e o da testosterona é repor o hormônio produzido pelo corpo do homem, evitando a baixa de libido e a perda muscular causada pelo composto feminino. (Natalia Cuminale. “Agora é a vez dele”. Veja, 19.12.2018. Adaptado.)

a) Após a aplicação do gel anticoncepcional na pele do homem, qual sistema do corpo humano transportará a progestina e a testosterona até o órgão-alvo desses hormônios? Que lipídio esteroide é o precursor da testosterona? b) Em um experimento médico,  homens saudáveis utilizaram corretamente o gel anticoncepcional por  semanas. Após esse período, seus hormônios FSH (folículo estimulante) e LH (luteinizante) foram analisados para verificar a eficácia do produto, e os resultados desse experimento geraram um gráfico quantitativo, no qual X representa um valor de referência antes da aplicação do gel. Dos gráficos a seguir, qual representa o efeito anticoncepcional esperado? Justifique sua resposta com base na ação dos hormônios indicados nos gráficos.

FSH

LH 1

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Capítulo 12

2 3 4 5 Tempo (semanas)

6

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X

FSH 1

2 3 4 5 Tempo (semanas)

LH 6

Concentração dos hormônios (valores arbitrários)

X

G 2 Concentração dos hormônios (valores arbitrários)

Concentração dos hormônios (valores arbitrários)

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X

FSH 1

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Reprodução humana

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16. UFSC 2019 Ao longo da história, até em livros de medicina, o clitóris – do grego kleitoris, “pequeno monte” – é pouco mencionado. Porém, na França, onde a educação sexual é obrigatória nas escolas desde a primeira infância, estudantes de todas as faixas etárias têm a oportunidade de conhecer de perto o órgão erétil, o principal órgão do prazer feminino e de anatomia similar à do pênis, através de um modelo tridimensional. O mapeamento recente de suas estruturas através de ressonância magnética foi o que permitiu descobrir que o órgão mede de 9 a 11cm e que é constituído pela glande, bulbos, cruras e corpo, sendo a primeira estrutura a única parte externa do clitóris. Disponível em: https://www1.folha.uol.com.br/equilibrioesaude/2016/10/1821721-clitoris-3d-ensina-anatomia-em-escolase-desmistifica-prazer-feminino.shtml. [Adaptado]. Acesso em: 17 mar. 2019.

Ovário

Colo do útero

Corpo

Cruras

Glande Ostio da uretra Abertura da vagina

Bulbos Pequenos lábios

Representação do sistema genital feminino. Em destaque, as estruturas do clitóris.

Imagem disponível em: http://svt-egalite.fr/index.php/ressources-pedagogiques/education-a-la-sexualite# schemas-organes-genitaux. [Adaptada]. Acesso em: 17 mar. 2019.

Com base no texto, na imagem e nos conhecimentos sobre sistema genital feminino, é correto afirmar que:  o clitóris é um órgão erétil feminino, com anatomia similar à do pênis, e assim como este é responsável pela eliminação da urina.  a ocorrência da cistite (infecção da bexiga) é mais comum em mulheres do que em homens devido à localização do clitóris, que possui a maior extensão situada internamente ao sistema urogenital, diferentemente do pênis.  o clitóris é densamente vascularizado e possui muitos receptores sensoriais.  o hormônio gonadotrofina coriônica é responsável por estimular a ereção do clitóris.  assim como o clitóris, a abertura externa da uretra se localiza no interior da vagina. Soma: 17. FMJ-SP 2019 O ciclo menstrual é regulado pelos hormônios LH, estrógeno, FSH e progesterona, não necessariamente nessa ordem. a) Qual hormônio tem sua taxa aumentada durante o início do ciclo menstrual? Por que esse hormônio é importante? b) No início da gravidez, a placenta produz um hormônio que atua sobre uma estrutura ovariana. Que estrutura é essa e qual a sua importância para garantir uma gravidez?

19. Uerj 2017 Novos métodos contraceptivos vêm sendo testados a fim de reduzir os problemas associados ao uso contínuo de hormônios pelas mulheres. Um deles consiste na aplicação de um gel nos vasos deferentes, provocando uma obstrução reversível, sem necessidade de uso diário. Entretanto, a utilização inadequada desses contraceptivos pode resultar em gravidez. Indique de que maneira a pílula anticoncepcional feminina e o gel citado impedem a gravidez. Em seguida, indique o local ideal no qual os embriões se implantam no caso de gravidez, apresentando uma característica desse órgão que justifique sua resposta.

FRENTE 3

18. Famerp-SP 2024 O termo “óvulo” é empregado para designar uma estrutura reprodutiva tanto em animais quanto nos vegetais espermatófitos. No entanto, em cada um desses grupos de organismos, o óvulo apresenta uma estrutura diferente. a) Por que nos vegetais espermatófitos o óvulo apresenta estrutura mais complexa do que nos animais? b) Por que o uso do termo “ovulação” não é adequado como referência ao evento que ocorre no período fértil da mulher? Qual é o fenômeno biológico que estimula a formação do óvulo no interior da tuba uterina da mulher?

20. USCS-SP 2016

Em um ano, foram realizadas mais de 60 mil laqueaduras pelo SUS Segundo o Ministério da Saúde, o procedimento é indicado para mulheres acima de 25 anos ou para mulheres que tenham mais de dois filhos. (www.blog.saude.gov.br, 09.12.2014. Adaptado.)

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a) Em que consiste a laqueadura? Por que tal procedimento promove a contracepção? b) Além de ser um método contraceptivo, a laqueadura também protege a mulher contra a transmissão de doenças sexualmente transmissíveis? Justifique sua resposta. 21. Unifesp 2013 Leia os trechos extraídos do romance O cortiço, de Aluísio Azevedo (1857-1913). Trecho  A filha era a flor do cortiço. Chamavam-lhe Pombinha. [...] Tinha o seu noivo, o João da Costa, [...] mas Dona Isabel não queria que o casamento se fizesse já. É que Pombinha, orçando aliás pelos dezoito anos, não tinha ainda pago à natureza o cruento tributo da puberdade [...], por coisa nenhuma desta vida consentiria que a sua pequena casasse antes de “ser mulher”, como dizia ela. [...] entendia que não era decente, nem tinha jeito, dar homem a uma moça que ainda não fora visitada pelas regras!

Trecho  — Veio?! perguntou a velha com um grito arrancado do fundo da alma. A rapariga meneou a cabeça afirmativamente, sorrindo feliz e enrubescida. [...] — Milha filha é mulher! Minha filha é mulher! O fato abalou o coração do cortiço, as duas receberam parabéns e felicitações.

a) Considerando a fisiologia da reprodução humana, o que vem a ser “as regras”, as quais o autor se refere? Qual alteração hormonal finaliza o processo que resulta na “vinda das regras”, como explicitado no trecho ? b) Suponha que Pombinha, já casada, e com “regras” regulares, quisesse evitar filhos, e para isso adotasse o método contraceptivo conhecido por “tabelinha”. Como Pombinha poderia determinar o período no qual deveria se abster de relações sexuais? Explique por que essa abstenção sexual deve se dar ao longo de um período de dias, e não apenas em um dia. 22. Fasm-SP 2016 Marta, de 20 anos e com vida sexual ativa, aconselhou-se com seu médico sobre o uso de contraceptivos. O dispositivo do qual fazia uso até então não interferia em seu ciclo menstrual mas também não a protegia de doenças sexualmente transmissíveis (DSTs). a) Que método contraceptivo previne, ao mesmo tempo, a gravidez e a transmissão de DSTs? Explique como esse método previne a gravidez e a transmissão de DSTs. b) Cite um método contraceptivo que Marta poderia estar fazendo uso até então. Explique como esse método previne a gravidez, mas não DSTs. 23. UFJF/Pism-MG 2015 O governo sancionou, no dia 2/8/13, a lei que determina o atendimento obrigatório e imediato no Sistema Único de Saúde (SUS) a vítimas de violência sexual. Segundo a lei, todos os hospitais da rede pública serão obrigados a oferecer, de forma imediata, entre outros serviços, a “profilaxia da gravidez”, termo que, de acordo com o Ministério da Saúde, refere-se ao uso da chamada “pílula do dia seguinte”, também conhecida como método de anticoncepção oral de emergência. Essa pílula é composta dos mesmos hormônios da pílula anticoncepcional comum, só que em doses mais altas. a) Por que a pílula do dia seguinte evita a gravidez? b) Quando essa pílula não é eficaz? c) Por que não se deve fazer uso indiscriminado em ocasiões recorrentes dessa pílula? 24. FCMMG 2022 Para responder à questão dissertativa, leia os textos 01 e 02. TEXTO  – Reportagem da Revista Carta Capital,  de setembro de .

Infância/Inocência roubada O Brasil é o 5o país no mundo em casamentos de crianças e adolescentes. Décima terceira maior economia do mundo, com PIB nominal de 1,5 trilhão de dólares, segundo a agência classificadora de risco Austin Rating, o Brasil atualmente figura no quinto lugar no ranking internacional de casamentos infantis, revelam dados do Fundo Nacional para a Infância. Nesse quesito, o País só perde para a Índia, Bangladesh, Nigéria e Etiópia.

TEXTO  – Extraído do artigo Gravidez na adolescência – determinante para prematuridade e baixo peso. (COSTA, Evandro Lima. et al. Revista Com. Ciência e Saúde. N. , supl. /). A Organização Mundial de Saúde (OMS) considera a gravidez na adolescência como uma gestação de alto risco devido a repercussões sobre a mãe e ao RN, além de acarretar problemas sociais e biológicos. A gravidez na adolescência pode levar a consequências emocionais, sociais e econômicas para a saúde da mãe e seu filho e ocorre no extremo inferior da vida reprodutiva que é dos 10 aos 19 anos de idade. (www.saude.gov.br.gravidez_adolescencia.pdf. Acesso em: 30/11/2021.)

206 BIOLOGIA

Capítulo 12

Reprodução humana

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Com base nas informações e em seus conhecimentos, CITE um problema acarretado pela gravidez na adolescência nas esferas: a) Social: b) Biológica: c) Psicológica: 25. Unesp

Vigilância sanitária de SP interdita lotes de anticoncepcional injetável O Centro de Vigilância Sanitária da Secretaria da Saúde de São Paulo decidiu proibir a comercialização e o uso de três lotes de determinado anticoncepcional injetável, à base de medroxiprogesterona, um hormônio sintético que, se administrado na dose recomendada, inibe a secreção dos hormônios FSH e LH pelo organismo feminino. Análises feitas pelo Instituto Adolfo Lutz apontaram que ampolas do produto contêm menor quantidade hormonal do que o previsto. Na prática, isso coloca em risco a eficácia do medicamento na prevenção da gravidez. (Folha de S.Paulo, 08.11.2007.)

Do ponto de vista fisiológico, explique por que o medicamento com quantidades menores de medroxiprogesterona, interditado pela Vigilância Sanitária, coloca em risco a eficácia na prevenção da gravidez. 26. UEPG/PSS-PR 2019 A contracepção é a prevenção da gravidez, sendo que os métodos contraceptivos podem atuar em diferentes etapas do processo reprodutivo. Assinale o que for correto sobre alguns dos métodos contraceptivos.  A pílula anticoncepcional consiste geralmente de uma mistura de progesterona e estrógeno sintéticos, os quais são responsáveis por inibir o aumento da secreção de LH e FSH pela hipófise, inibindo a ovulação.  A esterilização feminina é denominada de laqueadura tubária e consiste no seccionamento das tubas uterinas. Desta forma, os óvulos não podem atingir o útero e entrar em contato com os espermatozoides.  O preservativo, ou camisinha, é considerado um método contraceptivo ineficiente. Considerado apenas como uma barreira física, retendo o esperma ejaculado pelo homem, não é considerado efetivo na prevenção de gravidez e doenças sexualmente transmissíveis.  No homem, o processo utilizado na esterilização é a vasectomia, a qual consiste no seccionamento dos ductos deferentes de modo que os espermatozoides não possam chegar à uretra. Soma: 27. UEM-PR 2022 Sobre a reprodução humana, assinale o que for correto.  A cada novo ciclo, nas mulheres em idade reprodutiva, várias ovogônias são hormonalmente induzidas a iniciarem seu ciclo meiótico.  A pílula anticoncepcional consiste em uma mistura de hormônios sintéticos que inibem a secreção do FSH e de LH pela hipófise.  Se uma mulher, com ciclo menstrual em média, de  dias, iniciar seu ciclo no dia  de setembro, a probabilidade de gravidez é maior no dia  de outubro.  A vasectomia diminui a produção de testosterona, pois esta é produzida no epidídimo e dali é transportada pelos ductos deferentes para o resto do corpo.  O diafragma e o dispositivo intrauterino (DIU) impedem, respectivamente, a entrada de espermatozoides no útero e a implantação do óvulo fertilizado.

28. UEPG/PSS-PR 2023 Sobre os métodos contraceptivos, assinale o que for correto.  As pílulas anticoncepcionais que combinam os estrógenos e a progesterona sintéticos atuam inibindo a secreção dos hormônios FSH (folículo estimulante) e LH (luteinizante), os quais são necessários para a ovulação (ovocitação).  O preservativo (também chamado popularmente de camisinha) é um método anticoncepcional muito eficaz e ainda previne a transmissão de infecções sexualmente transmissíveis (chamadas anteriormente de doenças sexualmente transmissíveis).  A ligadura tubária é um método cirúrgico que consiste no seccionamento das tubas uterinas, impedindo o processo de ovulação (ovocitação).  A vasectomia é um método cirúrgico que consiste no seccionamento dos ductos deferentes, o que impede que os espermatozoides sejam liberados pela uretra.

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Soma:

Soma:

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BNCC em foco EM13CNT302

nível hormonal no sangue

GRÁFICO 1

transcrição gênica

100 80

28 a 30 °C

Aromatase

60 40 transcrição gênica

20 24

26 28 30 temperatura (°C)

24 a 28 °C

Aromatase

Fonte: doi: 10.3389/fphys.2020.00035

Márcia

Juliana Ana Cristina

nível hormonal no sangue

GRÁFICO 2

Márcia

Juliana Ana Cristina

Se o gráfico 1 referir-se aos níveis de a) ocitocina e o gráfico  aos níveis de LH, Márcia está entrando em período fértil, Juliana está no final de seu ciclo menstrual e Ana Cristina está amamentando. b) ocitocina e o gráfico  aos níveis de LH, Ana Cristina está entrando em período fértil, Márcia está no final de seu ciclo menstrual e Juliana está amamentando. c) LH e o gráfico  aos níveis de ocitocina, Ana Cristina está entrando em período fértil, Márcia está no final de seu ciclo menstrual e Juliana está amamentando. d) LH e o gráfico  aos níveis de ocitocina, Márcia está entrando em período fértil, Juliana está no final de seu ciclo menstrual e Ana Cristina está amamentando. e) LH e o gráfico  aos níveis de ocitocina, Juliana está entrando em período fértil, Ana Cristina está no final de seu ciclo menstrual e Márcia está amamentando. EM13CNT302

2. Fuvest-SP 2021 A determinação do sexo em embriões de tartaruga-de-couro depende da temperatura a que o ovo foi exposto. Isso está relacionado à ação da enzima aromatase, que converte a testosterona em estradiol. A expressão gênica e a atividade dessa enzima

208 BIOLOGIA

nas gônadas são dependentes da temperatura, conforme indicado na figura. Atividade da aromatase (%)

1. Unesp 2015 Márcia, Juliana e Ana Cristina são três amigas. Uma delas está amamentando, outra está entrando em seu período fértil e a terceira está no final de seu ciclo menstrual. Os gráficos 1 e 2 apresentam os níveis dos hormônios luteinizante (LH) e ocitocina no sangue dessas mulheres.

Capítulo 12

Sobre a determinação do sexo em tartarugas-de-couro, é correto afirmar: a) A atividade máxima da aromatase determina diferenciação sexual masculina. b) O maior nível de transcrição do gene da aromatase coincide com a menor atividade da enzima. c) Em temperaturas entre  e  °C, a maioria dos embriões diferenciam-se em fêmeas. d) Há equilíbrio no nascimento de machos e fêmeas a  °C. e) A atividade da aromatase depende da quantidade de estradiol disponível. EM13CNT303

3. Leia o texto a seguir.

Vacina contra HIV será testada no Brasil Estudo vai recrutar cerca de 3,8 mil voluntários em diversos países. Em conjunto com centros de pesquisa de diversos países, a Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) aderiu ao estudo para testar a eficácia de vacina contra o vírus HIV, que interfere na capacidade do organismo de combater infecções. Trata-se do estudo Mosaico, que vai avaliar dois imunizantes projetados para fornecer proteção contra diferentes variedades do vírus em todo o mundo.  SOUZA, L; LEAL, A. (ed.). Vacina contra HIV será testada no Brasil. Agência Brasil, 5 fev. 2021. Disponível em: https://agenciabrasil.ebc. com.br/saude/noticia/2021-02/vacina-contra-hiv-sera-testada-no-brasil. Acesso em: 22 mar. 2024.

Os estudos indicam que, desde o início da epidemia de aids no começo da década de 1980 até o ano de 2019, o vírus HIV já infectou em torno de 75,7 milhões de pessoas e perto de 32,7 milhões morreram de doenças relacionadas à aids. a) Baseando-se nas possíveis formas de transmissão do HIV, explique como a aids afetou o comportamento sexual das pessoas desde a década de  até os dias de hoje. b) Em relação ao número mencionado de infectados pelo HIV, determine o percentual de pessoas que morreram de doenças relacionadas à aids.

Reprodução humana

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NDAB Creativity/Shutterstock.com

A prática de exercícios físicos regulares ajuda a fortalecer a musculatura, contribuindo para a manutenção da saúde.

FRENTE 3

13 CAPÍTULO

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Histologia animal A prática da musculação é realizada para diferentes fins, como tonificação da musculatura, recuperação após acidentes e aumento da massa muscular. Nessa prática, um dos tipos de tecido muscular do corpo humano é diretamente acionado. Porém, para que uma pessoa realize essa e qualquer outra atividade cotidiana, diversos outros tipos de tecidos devem desempenhar suas respectivas funções. Os tecidos são agrupamentos de células que desempenham funções específicas. Neste capítulo, conheceremos os tecidos animais.

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A Histologia (do grego histos, tecido, e logos, estudo) é a área da Biologia responsável pelo estudo dos tecidos (conjuntos de células que desempenham funções específicas). Nos animais, os quatro principais tipos de tecido são: epitelial, conjuntivo, muscular e nervoso. Detalhes da constituição e do funcionamento do tecido nervoso foram apresentados no livro  desta coleção; por isso, a seguir, detalharemos os tecidos epiteliais, conjuntivos e musculares.

Outros exemplos de especializações da membrana plasmática de epitélios de revestimento são as zônulas de oclusão e de adesão. A zônula de oclusão corresponde a uma faixa que circunda completamente a célula em sua região apical, resultando em vedação do espaço intercelular. A zônula de adesão, localizada abaixo da zônula de oclusão, circunda toda a célula, contribuindo para a aderência entre células vizinhas. Dennis Kunkel Microscopy/ Science Photo Library/ Fotoarena

Introdução

Tecido epitelial Os tecidos epiteliais, ou epitélios, têm células justapostas, isto é, bastante próximas umas das outras. Dessa forma, é observada pouca matriz extracelular. Os epitélios são tecidos avasculares, ou seja, não apresentam vasos sanguíneos. As células epiteliais recebem nutrientes e oxigênio dos vasos sanguíneos presentes na camada de tecido conjuntivo subjacente, sobre a qual os tecidos epiteliais encontram-se apoiados. Entre as células epiteliais e o tecido conjuntivo, encontra-se a membrana basal, estrutura proteica que permite a fixação das células epiteliais. A membrana basal é permeável à passagem de gases e nutrientes, possibilitando a manutenção do epitélio. CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Microvilosidades

Zônula de oclusão Zônula de adesão

Desmossomo

Epitélio Membrana basal Tecido conjuntivo

Capilares sanguíneos Representação esquemática das características gerais dos epitélios.

Os tecidos epiteliais podem ser classificados em dois tipos básicos: epitélios de revestimento e epitélios secretores (glandulares).

Epitélios de revestimento Os epitélios de revestimento, como o nome sugere, revestem órgãos, superfícies e cavidades, atuando na proteção e, em algumas situações, na absorção de substâncias. As células epiteliais de revestimento podem apresentar certas especializações em sua membrana plasmática, como os desmossomos e as interdigitações, estruturas que aumentam a adesão entre as células. Existem situações nas quais são observados os hemidesmossomos (“meio desmossomo”), que prendem as células epiteliais à lâmina basal. As interdigitações também aumentam a área de contato entre células vizinhas, potencializando as trocas de nutrientes, de moléculas sinalizadoras e de vesículas entre elas. Os epitélios de revestimento que atuam na absorção de substâncias apresentam microvilosidades, isto é, projeções da membrana plasmática que aumentam a área de contato com o meio, resultando em maior superfície de absorção.

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BIOLOGIA

Capítulo 13

Interdigitações

Eletromicrografia de duas células epiteliais evidenciando a presença de microvilosidades, do desmossomo, de interdigitações e das zônulas de oclusão e de adesão (aumento de 21 780 vezes, cores artificiais).

De acordo com o número de camadas celulares, os tecidos epiteliais de revestimento podem ser classificados em diferentes tipos. O epitélio simples é aquele formado por apenas uma camada de células, enquanto o epitélio estratificado apresenta duas ou mais camadas. Há ainda o epitélio pseudoestratificado, tecido com apenas uma camada de células, mas que, devido à variação do tamanho e da posição dos núcleos, aparenta ser formado por mais de uma camada celular. Também é possível diferenciar os epitélios em função do formato de suas células. O epitélio cúbico é dotado de células em forma de cubo, o epitélio colunar (prismático) contém células alongadas, e o epitélio pavimentoso (escamoso) é constituído de células achatadas. Por fim, há o epitélio de transição, cuja forma e tamanho das células variam de acordo com o grau de distensão do órgão em que ele está presente. É comum os epitélios serem definidos com base em ambos os critérios apresentados. Por exemplo, quando há apenas uma camada celular e essas células são cúbicas, o epitélio em questão é denominado simples cúbico.

Histologia animal

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Tipo de epitélio

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Exemplos

Simples cúbico Epitélio dos túbulos renais e de certas glândulas, como as glândulas salivares.

Simples pavimentoso Revestimento dos alvéolos pulmonares e dos vasos sanguíneos.

Simples colunar

Revestimento da parede interna dos intestinos.

Pseudoestratificado Presente em regiões do trato respiratório, como brônquios e traqueia.

Epitélios de secreção Os epitélios de secreção, ou epitélios glandulares, são derivados de diferenciações que ocorrem em epitélios de revestimento, originando as glândulas. As glândulas apresentam células especializadas em produzir e liberar substâncias importantes para o funcionamento do organismo, a exemplo dos hormônios. Quanto ao número de células, as glândulas podem ser unicelulares, isto é, formadas por apenas uma célula, como as células caliciformes produtoras de muco, presentes na traqueia e no intestino; ou multicelulares, ou seja, compostas de agrupamentos de células, como as glândulas salivares, sudoríferas e suprarrenais. Também é possível classificar as glândulas de acordo com o local onde é lançada a secreção. As glândulas exócrinas, como as sudoríferas, as mamárias, as sebáceas e as lacrimais, são aquelas que mantêm ligação com o epitélio do qual foram originadas. Essa conexão corresponde a ductos por meio dos quais as secreções seguem até a superfície do corpo ou uma cavidade. As glândulas endócrinas, a exemplo da hipófise, da tireoide e das paratireoides, são desprovidas de ductos e suas secreções são lançadas no sangue. Há, ainda, as glândulas anfícrinas ou mistas, a exemplo do pâncreas, nas quais são observadas uma porção endócrina e uma porção exócrina. A parte endócrina do pâncreas secreta no sangue os hormônios insulina e glucagon, enquanto a porção exócrina secreta suco pancreático no ducto pancreático. CORES FANTASIA

Epitélio Estratificado pavimentoso

Proliferação das células e sua penetração no tecido conjuntivo

Encontrado na epiderme (epitélio queratinizado que previne a perda de água pela superfície corporal), na boca, no esôfago, na vagina e no canal anal.

Estratificado cúbico Revestimento do ducto secretor das glândulas sudoríferas.

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Tecido conjuntivo

Formação de uma glândula exócrina

Formação de uma glândula endócrina

FRENTE 3

CORES FANTASIA

Porção secretora

Transição Ducto Revestimento da bexiga urinária, dos ureteres e dos cálices renais. Bexiga relaxada

Bexiga distendida

Tipos de epitélio de revestimento e alguns exemplos de onde são encontrados no corpo humano.

Capilares sanguíneos Porção secretora Representação esquemática da formação das glândulas exócrinas e endócrinas com base em um epitélio de revestimento visto em corte.

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Estrutura da pele humana A pele, o maior órgão do corpo humano, é constituída pela epiderme (tecido epitelial de origem ectodérmica) e pela derme (tecido conjuntivo de origem mesodérmica). Sob a pele, é encontrado o tecido subcutâneo (hipoderme), rico em adipócitos, células especializadas no armazenamento de gordura. A epiderme tem cinco camadas celulares, sendo a mais externa denominada camada córnea. Essa camada apresenta células mortas com citoplasma repleto de queratina, resultando em uma estrutura resistente ao atrito e impermeável à água. CORES ELEMENTOS Na epiderme são encontrados, ainda, os melanócitos, FANTASIA FORA DE PROPORÇÃO células que produzem o pigmento melanina. Esse pigmento confere cor à pele e a protege de danos que podem ser causados pela radiação ultravioleta. Epiderme Camada córnea A pele tem anexos epidérmicos, como os pelos e as glândulas sebáceas e sudoríferas. Os pelos são estruturas queratinizadas originadas do folículo piVasos sanguíneos loso e contribuem para a proteção e o isolamento Derme Glândula térmico. As glândulas sebáceas estão situadas na sebácea derme e seus ductos se abrem no folículo piloso Folículo piloso ou, menos frequentemente, diretamente na superfíTecido cie da pele. Essas glândulas liberam uma secreção subcutâneo de natureza lipídica que atua na proteção, imperAdipócitos meabilização e lubrificação da pele e dos pelos. As glândulas sudoríferas são encontradas em praticamente toda a pele e seus ductos se abrem em poros na superfície corporal. Essas glândulas são as Glândula sudorífera responsáveis pela produção do suor, secreção que Representação esquemática de um corte de pele e tecido subcutâneo indicando seus principais componentes. atua principalmente na termorregulação.

ilusmedical/Shutterstock.com

Saiba mais

Tecido conjuntivo O tecido conjuntivo é constituído por um conjunto de células dispersas em grande quantidade de matriz extracelular. A matriz extracelular é formada por fibras proteicas mergulhadas na substância fundamental constituída, basicamente, de água e compostos orgânicos, como glicoproteínas. As fibras proteicas encontradas no tecido conjuntivo são de três tipos básicos: as fibras colágenas, resistentes, porém flexíveis; as fibras reticulares, que formam redes de apoio para outras estruturas e unem o tecido conjuntivo a tecidos adjacentes; e as fibras elásticas, constituídas pela proteína elastina, conferem elasticidade aos tecidos. As fibras colágenas e as reticulares são formadas por colágeno, que é o tipo mais abundante de proteína do organismo. Diversos tipos celulares podem ser encontrados nos diferentes tecidos conjuntivos do corpo. • Fibroblastos: células relativamente grandes e dotadas de prolongamentos que lhes conferem aspecto estrelado. Correspondem às células mais comuns do tecido conjuntivo e são responsáveis pela produção das fibras proteicas e da substância fundamental. Apresentam núcleo grande e citoplasma rico em retículo endoplasmático granuloso e em complexo golgiense. Quando os fibroblastos diminuem sua atividade de síntese, passam a ser chamados de fibrócitos. • Plasmócitos: células de defesa responsáveis pela produção de anticorpos. Os plasmócitos são formados pela diferenciação de linfócitos B. • Macrófagos: provenientes de células sanguíneas denominadas monócitos. Atuam na defesa do organismo por meio da fagocitose de substâncias estranhas e microrganismos invasores, a exemplo de bactérias. • Mastócitos: células ligadas a processos alérgicos e respostas inflamatórias. Apresentam grânulos citoplasmáticos contendo heparina e histamina. • Células mesenquimais: formadas a partir da mesoderme embrionária, correspondem a células-tronco multipotentes, isto é, podem se diferenciar em outras células do tecido conjuntivo. Mastócito

Fibra reticular

Fibra colágena

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Célula adiposa

Fibroblasto Fibra elástica Célula mesenquimal

Plasmócito

Macrófago

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BIOLOGIA

Capítulo 13

Representação esquemática da matriz extracelular e da distribuição das células no tecido conjuntivo. As células adiposas são especializadas no armazenamento de gorduras, sendo encontradas em grande quantidade no tecido conjuntivo adiposo, que será analisado em detalhes mais adiante neste capítulo.

Histologia animal

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Os tecidos conjuntivos propriamente ditos são divididos em duas modalidades: o frouxo e o denso. O tecido conjuntivo propriamente dito frouxo é ricamente vascularizado e tem ampla distribuição no corpo dos vertebrados, conferindo suporte a estruturas como os tecidos epiteliais e preenchendo os espaços entre células e tecidos. Esse tecido apresenta todos os elementos típicos do tecido conjuntivo propriamente dito, sendo os fibroblastos e os macrófagos as células mais numerosas. As fibras proteicas (colágenas e elásticas) estão dispostas em todas as direções e estão presentes em quantidade relativamente menor; por isso, esse tecido apresenta uma consistência delicada, é flexível e tem resistência limitada a trações. O tecido conjuntivo propriamente dito denso contém os mesmos componentes do tecido conjuntivo frouxo, mas há menos células e uma nítida predominância de fibras colágenas; por isso, trata-se de um tecido mais resistente à tração e que oferece proteção aos demais tecidos. As fibras colágenas do tecido conjuntivo denso podem estar organizadas em feixes sem uma orientação definida, originando o tecido conjuntivo denso não modelado. Nesse caso, ocorre a formação de uma rede que confere resistência à tração em qualquer direção, a exemplo do que é observado na região mais profunda da derme. Há, ainda, o tecido conjuntivo denso modelado, no qual os feixes de fibras colágenas são paralelos, resultando em alta resistência à tração em um determinado sentido; esse tipo de tecido conjuntivo é encontrado, por exemplo, nos tendões, estruturas alongadas e cilíndricas que ligam os músculos estriados esqueléticos aos ossos.

Tecido adiposo O tecido adiposo é encontrado principalmente sob a pele, formando o tecido subcutâneo, e ao redor de órgãos. Esse tecido conjuntivo é constituído principalmente por células especializadas no armazenamento de gordura, os adipócitos (células adiposas), entre os quais há pequena quantidade de matriz extracelular. O tecido adiposo geralmente corresponde à maior reserva energética dos animais. Além disso, atua na proteção mecânica e na proteção contra o frio por meio do isolamento térmico, uma vez que as gorduras não são boas condutoras de calor. O tecido adiposo também exibe atividade secretora, por exemplo, por meio da produção e liberação de leptina, hormônio que atua como supressor do apetite.

Retículo endoplasmático

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Mitocôndria

Núcleo

Sistema golgiense

Gotícula de gordura

Representação esquemática de um adipócito.

Estabelecendo relações O tecido adiposo corresponde à reserva energética sob a forma de lipídios. Nas células do fígado e em células musculares também há reserva energética, mas sob a forma de glicogênio, um carboidrato do grupo dos polissacarídeos. Além de os depósitos de gordura serem maiores do que os de glicogênio, os triglicerídeos (grupo de lipídios ao qual as gorduras pertencem) são mais eficientes que o glicogênio em reservar energia, uma vez que fornecem , kcal/g, enquanto o glicogênio fornece , kcal/g.

Saiba mais Tipos de tecido adiposo Há dois tipos de tecido adiposo. De coloração branca ou amarelada, o tecido adiposo unilocular (branco) contém células dotadas de apenas uma gota de gordura, que ocupa praticamente todo o citoplasma. Trata-se do tecido adiposo encontrado majoritariamente no corpo humano adulto, atuando nas funções de reserva energética, proteção mecânica e isolamento térmico. Por meio da respiração celular aeróbica, o tecido adiposo unilocular produz moléculas de ATP e perde parte dessa energia sob a forma de calor. Já as células do tecido adiposo multilocular contêm numerosas gotas lipídicas, muitas mitocôndrias e intensa vascularização. Sua coloração é mais escura, sendo chamado de tecido adiposo marrom. É encontrado em maior quantidade em animais mais vulneráveis ao frio, a exemplo dos hibernantes, e em fetos e recém-nascidos humanos. Apesar da grande quantidade de mitocôndrias, essas células não produzem ATP em decorrência de um desvio no fluxo de prótons na cadeia respiratória, mas liberam grande quantidade de energia sob a forma de calor, contribuindo para a manutenção da temperatura corporal.

FRENTE 3

Tecido conjuntivo propriamente dito

CORES FANTASIA

Achiichiii/Shutterstock.com

A constituição da matriz extracelular e os tipos de células encontrados nos tecidos conjuntivos determinam suas funções e sua classificação. Os tecidos conjuntivos são classificados em tecidos conjuntivos propriamente ditos e tecidos conjuntivos de propriedades especiais, que incluem os tecidos sanguíneo e hematopoiético – já analisados anteriormente nesta coleção –, além dos tecidos adiposo, cartilaginoso e ósseo. A seguir, trataremos de detalhes estruturais e funcionais desses tecidos.

Tecido cartilaginoso O tecido cartilaginoso, constituinte das cartilagens, é rígido e avascular. Além de não ter vasos sanguíneos, as cartilagens são desprovidas de nervos e vasos linfáticos.

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Pericôndrio

Condrócitos

Fotomicrografia de cartilagem, mostrando o pericôndrio (camada de tecido conjuntivo) e diversos condrócitos mergulhados na matriz extracelular (aumento de 1 200 vezes; cores artificiais).

Saiba mais Tipos de cartilagem De acordo com a quantidade, a organização e os tipos de fibras, as cartilagens podem ser classificadas em três tipos: hialina, elástica e fibrosa. A cartilagem hialina é a mais abundante no organismo humano. Essa cartilagem constitui o primeiro esqueleto do embrião, e é progressivamente substituída por tecido ósseo. Na estrutura dos ossos longos em crescimento, observa-se o disco epifisário, constituído de cartilagem hialina, que é o responsável pelo crescimento do osso em comprimento. Nos indivíduos adultos, é encontrada, por exemplo, na parede das fossas nasais, da traqueia e dos brônquios. A cartilagem elástica é semelhante à hialina, mas, além de colágeno, apresenta uma vasta rede de fibras elásticas. É encontrada na orelha externa (pavilhão auditivo e conduto auditivo externo), na tuba auditiva, na epiglote e na laringe. A cartilagem fibrosa tem pouca substância fundamental e numerosas fibras colágenas, que conferem grande resistência ao tecido. É encontrada principalmente nos discos intervertebrais, estruturas localizadas entre as vértebras que previnem o desgaste dos ossos durante os movimentos da coluna vertebral.

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BIOLOGIA

Capítulo 13

Tecido ósseo O tecido conjuntivo ósseo é o principal componente dos ossos do esqueleto da maioria dos vertebrados, inclusive a espécie humana. A matriz desse tecido, denominada matriz óssea, tem uma parte orgânica, constituída principalmente por colágeno, e uma porção mineral, rica em fosfato e cálcio. A presença de colágeno confere certa flexibilidade aos ossos, enquanto o fosfato e o cálcio fornecem grande resistência. Esse tecido atua na sustentação do corpo, na proteção de estruturas internas, no apoio aos músculos esqueléticos e na reserva de cálcio e fosfato. No tecido ósseo são observados três tipos de células: osteoblastos, osteócitos e osteoclastos. Os osteoblastos são células jovens que produzem a parte orgânica da matriz óssea e que concentram fosfato de cálcio, contribuindo para a mineralização dessa matriz. Os osteoblastos são aprisionados pela matriz recém-sintetizada e diminuem sua atividade de síntese, passando a ser chamados de osteócitos. Apesar da baixa da atividade, os osteócitos são fundamentais para a manutenção dessa matriz óssea. Os osteoclastos são células grandes, móveis, multinucleadas e ramificadas que reabsorvem a matriz óssea, atuando nos processos de remodelação dos ossos em casos de fratura, por exemplo. Os ossos podem apresentar diferentes formas. O fêmur, por exemplo, é um osso longo, enquanto os ossos das mãos e dos pés são curtos e os ossos das vértebras são irregulares. Há ainda os ossos achatados, como os do crânio. Usando um osso longo como modelo, duas regiões são facilmente identificáveis: as epífises e a diáfise. As epífises são as extremidades do osso, e a diáfise corresponde à sua porção alongada e cilíndrica. Em um osso longo em crescimento, entre as epífises e a diáfise localiza-se o disco epifisário, estrutura constituída de um tipo de cartilagem cujas células estão em constante divisão. Por isso, o disco epifisário é responsável pelo crescimento do osso em comprimento. O avanço da ossificação determina o desaparecimento do disco epifisário, resultando na parada do crescimento longitudinal do osso.

Epífise

Osso esponjoso

Alexander_P/Shutterstock.com; Puwadol Jaturawutthichai/Shutterstock.com

JOSE CALVO SCIENCE PHOTO LIBRARY/Fotoarena

Os nervos, os vasos linfáticos e os vasos sanguíneos que nutrem e oxigenam as células da maioria dos tecidos cartilaginosos estão em uma camada de tecido conjuntivo denominada pericôndrio, que envolve as cartilagens. As cartilagens exercem a função de sustentação de outros tecidos, atuam no revestimento das articulações e participam do crescimento dos ossos longos. A matriz extracelular do tecido cartilaginoso contém colágeno, proteína flexível e resistente, e também pode apresentar elastina, proteína que confere elasticidade. No tecido cartilaginoso há três tipos celulares: condroblastos, condrócitos e condroclastos. Os condroblastos são células jovens, com intensa atividade secretora, que atuam na produção da substância fundamental e das fibras proteicas encontradas na matriz extracelular. Condroblastos que diminuem sua atividade formam os condrócitos, células maduras encontradas em regiões do tecido cartilaginoso com maior rigidez. Os condroclastos são células que degradam os componentes do tecido cartilaginoso, sendo importantes para a modelação das cartilagens.

Disco epifisário

Diáfise

Osso compacto

Medula óssea CORES FANTASIA

Epífise

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Representação esquemática da estrutura de um osso em corte parcial. No detalhe, radiografia da perna de uma criança. Antes das epífises dos ossos, é possível observar linhas, onde estão localizados os discos epifisários.

Histologia animal

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Na estrutura interna de um osso em corte, podem ser identificadas duas regiões: o osso compacto e o osso esponjoso. A região que corresponde ao osso compacto é desprovida de cavidades, enquanto a porção correspondente ao osso esponjoso apresenta cavidades intercomunicantes ocupadas pela medula óssea. Nos recém-nascidos, toda a medula óssea é vermelha, rica em tecido conjuntivo hematopoiético, sendo a responsável pela produção de elementos sanguíneos. Com o avanço da idade, a medula óssea vai sendo preenchida por tecido adiposo; dessa forma, adquire aspecto amarelado e deixa de produzir elementos do sangue. Em adultos, a medula óssea vermelha está restrita ao interior de certos ossos, como vértebras, esterno, costelas e ossos do crânio. No osso compacto, há lacunas microscópicas nas quais osteócitos ficam alojados de maneira concêntrica em relação a um canal de Havers. Ao redor desse canal, organizam-se lamelas concêntricas formadas por matriz óssea. Cada conjunto de lamelas constitui um sistema de Havers. Há ainda os canais de Volkmann, que são transversais ou oblíquos em relação aos canais de Havers. Por esse conjunto de canais passam vasos sanguíneos e nervos.

Alexander_P/Shutterstock.com; Amadeu Blasco/Shuttrestock.com

A

B

Lamela

Sistema de Havers

Canais de Havers

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Vasos sanguíneos

Osteócitos

Nervo Canal de Volkmann Osso esponjoso

Representações esquemáticas de um osso longo parcialmente em corte (A) e da estrutura interna do osso (B), indicando o sistema de Havers e a organização dos canais de Havers e de Volkmann na região de osso compacto.

Tecidos musculares Os tecidos musculares, principais componentes dos músculos, são constituídos de células especializadas em contrair e distender. Esses tecidos estão ligados a uma série de funções, como a execução de movimentos e a sustentação do corpo. São encontrados, por exemplo, em estruturas como o coração e os vasos sanguíneos, contribuindo para o impulsionamento do sangue pelo corpo, e no tubo digestório, possibilitando os movimentos peristálticos. Os tecidos musculares também armazenam substâncias, como proteínas, cálcio e glicogênio, e a atividade muscular libera energia sob a forma de calor; com isso, contribuem para o controle da temperatura corporal. As células dos tecidos musculares, denominadas fibras musculares, ou miócitos, são alongadas e ricas em filamentos proteicos, que participam da contração muscular. Há filamentos finos, constituídos de actina, e filamentos grossos, formados por miosina, sendo a contração muscular resultado do deslizamento dos filamentos de actina sobre os de miosina. A organização desses filamentos na fibra e o tipo de contração realizado determinam os diferentes tipos de tecido muscular.

Tecido muscular estriado esquelético

CORES FANTASIA BlueRingMedia/Shutterstock.com

Núcleos

Fibra muscular

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

FRENTE 3

Esse tipo de tecido está presente nos músculos ligados aos ossos. Suas fibras musculares são dotadas de muitos núcleos (multinucleadas) periféricos, ou seja, próximos da membrana plasmática. A membrana de uma célula muscular é denominada sarcolema. Devido à organização dos filamentos proteicos nas fibras musculares, essa musculatura apresenta estrias transversais.

Estrias Representação esquemática de fibras musculares esqueléticas mostrando seus núcleos e as estrias transversais.

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Na maioria das situações, a musculatura esquelética apresenta contração voluntária, isto é, o estímulo à sua ocorrência é desencadeado de forma consciente pelo indivíduo, e seus grupos musculares têm ação antagônica, ou seja, executam simultaneamente ações contrárias. A flexão e a distensão do braço configuram-se como um exemplo desse antagonismo: quando o braço dobra (flexão), o bíceps contrai e o tríceps relaxa; quando o braço estica (extensão), o bíceps relaxa e o tríceps contrai. Flexão

Extensão

Bíceps contraído

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Bíceps relaxado Aldona Griskeviciene/Shutterstock.com

Tríceps contraído Tríceps relaxado

Representação esquemática do antagonismo entre diferentes grupos musculares na flexão e na extensão do braço.

Organização da musculatura estriada esquelética A musculatura estriada esquelética é constituída por feixes de fibras musculares (células) dispostos paralelamente ao longo do músculo. No interior da cada fibra muscular, são encontradas as miofibrilas, que são sequências de sarcômeros (miômeros), as unidades contráteis básicas da musculatura. Um sarcômero é delimitado por estruturas proteicas denominadas linhas Z e contém filamentos proteicos de actina e miosina. Na contração muscular, o deslizamento dos filamentos de actina sobre os de miosina resulta no encurtamento do sarcômero; no relaxamento da musculatura, o deslizamento ocorre no sentido oposto, distendendo o sarcômero. Um sarcômero pode ser dividido em diferentes regiões. Na região chamada banda H são observados somente filamentos de miosina; na banda A está toda a miosina do sarcômero, havendo sobreposição entre filamentos grossos e finos nas extremidades; e a porção denominada banda I, que é compartilhada por sarcômeros vizinhos, compreende apenas filamentos de actina. Músculo Feixe de fibras musculares

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Fibra muscular

Sarcolema Núcleos Miofibrila Linha Z

Sarcômero

Linha Z

Representação esquemática da hierarquia das unidades que compõem a musculatura estriada esquelética.

Banda I

Banda A

Banda I

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO Emre Terim/Shutterstock.com

Banda H Filamentos de actina Filamentos de miosina Sarcômero relaxado

Linha Z

Sarcômero contraído

Representação esquemática da contração e do relaxamento do sarcômero, movimentos realizados pelo deslizamento dos filamentos de actina sobre os filamentos de miosina. Os sarcômeros de miofibrilas adjacentes encontram-se alinhados, formando um padrão de bandas claras (filamentos finos de actina) e escuras (filamentos finos de actina sobrepostos aos filamentos grossos de miosina), visível no microscópio, que caracteriza a musculatura estriada.

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BIOLOGIA

Capítulo 13

Histologia animal

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Tipos de fibras musculares esqueléticas As fibras tipo I são designadas também como fibras vermelhas devido à grande quantidade de mioglobina que possuem. A mioglobina é um pigmento proteico avermelhado, com alta afinidade pelo gás oxigênio e que atua no armazenamento desse gás no músculo, garantindo seu suprimento às células. Além de grande quantidade de mioglobina, essas fibras também apresentam muitas mitocôndrias e intensa vascularização sanguínea. Essas características denotam que o metabolismo aeróbico, por meio da realização da respiração celular aeróbica, é predominante nas fibras tipo I, tornando-as menos suscetíveis à fadiga muscular. A fadiga muscular ocorre quando há redução da capacidade de o músculo responder a estímulos e gerar e manter força. Assim, as fibras tipo I têm contração lenta, porém mais duradoura do que as fibras tipo II. As características das fibras vermelhas mostram que elas são especializadas na realização de exercícios mais duradouros, de intensidade moderada, e que exigem maior resistência da pessoa que os executa. Dessa forma, espera-se que a musculatura de um atleta que compete em maratonas, por exemplo, tenha elevada proporção de fibras tipo I. Já as fibras tipo II são designadas também como fibras brancas porque apresentam pouca mioglobina. Além disso, possuem poucas mitocôndrias. Essas características mostram que o metabolismo anaeróbico, com a ocorrência da glicólise e da fermentação lática, predomina nessas fibras, tornando-as mais suscetíveis à fadiga muscular. Em comparação com as fibras vermelhas, as fibras brancas têm contração mais rápida, mas de menor duração. Esses aspectos indicam que as fibras brancas são mais eficientes na realização de exercícios intensos, porém curtos. Assim, a expectativa é que a musculatura de um atleta que compete em provas de  metros rasos, por exemplo, tenha grande proporção de fibras do tipo II.

Saiba mais Tipos de fibra e desempenho físico A maior parte da musculatura humana contém fibras tipo I e tipo II. As proporções relativas dessas fibras nos músculos esqueléticos são geneticamente determinadas, o que significa que há indivíduos naturalmente mais eficientes na prática de determinadas modalidades esportivas. Entretanto, o treinamento direcionado à realização de certa atividade estimula modificações nas proporções entre os tipos de fibra, fazendo com que o indivíduo aumente seu rendimento na execução do exercício. Por exemplo, certas atividades físicas podem levar ao aumento da quantidade de mitocôndrias nas fibras musculares, tornando a musculatura menos suscetível à fadiga.

Junção neuromuscular e o estímulo à contração A junção neuromuscular corresponde à sinapse existente entre as terminações axônicas de um neurônio motor e o sarcolema. O impulso nervoso conduzido pelo neurônio motor promove a liberação de um neurotransmissor, nesse caso a acetilcolina, na fenda sináptica. O estímulo desencadeado na fibra muscular pela recepção da acetilcolina faz com que o retículo endoplasmático não granuloso (que, nas células musculares, é chamado de retículo sarcoplasmático) libere íons cálcio (Ca+) no citosol. Esses íons permitem a ligação dos filamentos de miosina aos de actina e o deslizamento desses filamentos uns sobre os outros, promovendo a contração muscular mediante consumo de ATP. Os íons cálcio são continuamente bombeados de volta para o interior do retículo sarcoplasmático, onde ficam armazenados até que um novo estímulo à contração ocorra. A redução da concentração de íons cálcio no citosol da fibra muscular faz com que a contração cesse, causando relaxamento do músculo. Axônio do neurônio motor

Fenda sináptica

Sarcolema

Receptor de acetilcolina

FRENTE 3

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Aldona Griskeviciene/Shutterstock.com

CORES FANTASIA

Liberação de acetilcolina Fibra muscular

Representação esquemática da interação entre neurônios motores e fibras musculares detalhando a liberação de acetilcolina na junção neuromuscular, o que desencadeia a contração.

As células musculares não são capazes de controlar a intensidade da contração. Por isso, estão sujeitas à lei do tudo ou nada, isto é, ou a contração ocorre em intensidade máxima ou ela não ocorre. Assim, o controle da força de contração depende de certos fatores, como a quantidade de fibras musculares que é estimulada. Em linhas gerais, quanto maior for o número de fibras que se contraem em um músculo, maior será a força gerada pelo movimento.

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Tecido muscular estriado cardíaco

Fontes de energia para a contração A contração muscular é uma atividade de alto custo energético, isto é, o consumo de moléculas de ATP durante a contração é bastante elevado. Entre as fontes de energia disponíveis para as células musculares, a primeira a ser usada é uma pequena reserva de ATP, capaz de fornecer energia à manutenção de atividades musculares mais intensas por, no máximo, dois segundos. A continuação da atividade muscular mobiliza a reserva de fosfocreatina, substância altamente energética que fornece fosfato à síntese do ATP que será aplicado na contração muscular. A fosfocreatina é sintetizada quando o músculo se encontra em repouso, e sua concentração pode ser até dez vezes maior que a concentração de ATP. Somadas, as reservas de ATP e de fosfocreatina podem manter uma atividade muscular intensa por cerca de oito segundos. Para a manutenção do trabalho muscular em atividades mais prolongadas, é necessária a utilização da reserva de glicogênio, armazenado no citoplasma da célula muscular (sarcoplasma). O glicogênio é degradado em moléculas de glicose, que podem ser usadas em dois processos: respiração celular aeróbia (ocorre quando há suprimento suficiente de O) e fermentação lática (processo anaeróbio que ocorre quando o suprimento de O é baixo). Por meio da respiração celular aeróbia, a glicose é degradada, resultando em saldo energético positivo de  ATP ou  ATP por molécula de glicose, e permitindo a manutenção da atividade muscular por horas. A degradação da glicose por meio da fermentação lática resulta em um saldo energético de  ATP por molécula de glicose, capaz de manter a atividade muscular por cerca de  a  minutos. A fermentação lática também gera ácido lático, substância que passa para o sangue e é levada para o fígado, onde é convertida em glicose. A glicose usada como fonte de energia para a contração muscular também pode ser fornecida, ao longo das atividades, pela circulação sanguínea. Em atividades prolongadas, as células musculares podem liberar energia para a síntese de ATP por meio da degradação aeróbia dos ácidos graxos, que são provenientes das gorduras armazenadas no tecido adiposo.

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BIOLOGIA

Capítulo 13

Também designado como miocárdio, esse tipo de tecido muscular é encontrado apenas no coração. Suas fibras apresentam estrias transversais, à semelhança da musculatura esquelética, mas não são multinucleadas, tendo apenas um ou dois núcleos. Sua contração é involuntária e o ritmo dessas contrações, como foi analisado no livro  desta coleção, é determinado pelo próprio coração, sob a influência do sistema nervoso autônomo. As células musculares cardíacas adjacentes estão ligadas por meio de especializações denominadas discos intercalares. Essas estruturas apresentam desmossomos, especializações da membrana plasmática que aumentam a adesão entre as células musculares cardíacas; e junções comunicantes, que permitem a rápida propagação dos impulsos para a contração, fazendo com que todo o coração contraia. Núcleo BlueRingMedia/Shutterstock.com

Toxina botulínica Existem substâncias que afetam a comunicação entre neurônios motores e células musculares. Um exemplo é a toxina botulínica, produzida pela bactéria Clostridium botulinum. Essa toxina inibe a liberação de acetilcolina na junção neuromuscular, causando paralisia do músculo. O envenenamento por essa toxina, quadro denominado botulismo, pode ser fatal, principalmente por causa da paralisia dos músculos que atuam na execução dos movimentos respiratórios, a exemplo do diafragma, levando à morte por asfixia. A toxina botulínica (conhecida comercialmente como botox) pode ser empregada em procedimentos médicos, como tratamento de rugas faciais, controle de espasmos musculares, amenização da enxaqueca etc.

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Discos intercalares

Estrias Representação esquemática da musculatura cardíaca, mostrando suas fibras estriadas, ramificadas e unidas pelos discos intercalares.

Tecido muscular liso Possui células com um núcleo central e extremidades afiladas (células fusiformes), sem estrias transversais; por isso, esse tecido muscular é denominado liso, ou não estriado. A ausência de estrias decorre do fato de os filamentos de actina e miosina não terem organização regular ao longo da célula. BlueRingMedia/Shutterstock.com

Saiba mais

CORES FANTASIA

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO

Representação esquemática das células que compõem a musculatura lisa.

Atenção Todos os tecidos musculares compartilham o mesmo mecanismo básico de contração – o deslizamento dos filamentos de actina sobre os filamentos de miosina.

Trata-se de um tecido muscular com contração involuntária, controlada pelo sistema nervoso, que participa de movimentos realizados por órgãos internos. Esse tipo de musculatura é encontrado, por exemplo, em paredes de veias e artérias; órgãos do sistema digestório, como esôfago, estômago e intestinos, nos quais ocorrem movimentos peristálticos; brônquios; útero; ureteres; músculos intrínsecos dos olhos, entre outros.

Histologia animal

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Revisando 1. Caracterize o tecido epitelial e mencione as funções que ele pode desempenhar.

6. Quais são os papéis desempenhados pelos tecidos musculares?

2. Diferencie os três tipos de glândulas com relação ao local de liberação da secreção.

7. Compare os tipos de tecidos musculares quanto à presença ou à ausência de estrias transversais e ao tipo de contração (voluntária ou involuntária).

3. Caracterize o tecido conjuntivo e mencione as funções desempenhadas pelas seguintes células: fibroblastos, macrófagos e mesenquimais. 4. Apresente as funções desempenhadas pelos tecidos adiposo e cartilaginoso. 5. Mencione as funções realizadas pelo tecido ósseo e descreva os papéis das seguintes células: osteoblastos, osteócitos e osteoclastos.

8. Por meio da elaboração de um esquema, descreva a estrutura de um sarcômero e explique em que consiste a contração muscular na musculatura estriada esquelética. 9. Diferencie as fibras musculares esqueléticas de tipo I (vermelhas) das de tipo II (brancas). 10. Explique como ocorre o estímulo à contração muscular esquelética por meio da junção neuromuscular.

Exercícios propostos 1. Udesc 2015 Tecidos epiteliais, também denominados de epitélios, desempenham diversas funções no nosso organismo. Em relação a estes tecidos, analise as proposições. I. Tecidos epiteliais são pluriestratificados em função de seu papel de proteção. II. Alguns epitélios possuem especializações que aumentam a sua capacidade de absorção. III. Especializações epiteliais do tipo desmossomos e junções adesivas aumentam sua capacidade de absorção. IV. A pele é um exemplo de tecido epitelial de revestimento. V. As glândulas mamárias, assim como as sudoríparas, são exemplos de tecido epitelial de secreção. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas II e V são verdadeiras. b) Somente as afirmativas I, III e IV são verdadeiras. c) Somente as afirmativas II, III e V são verdadeiras.

d) Somente as afirmativas III, IV e V são verdadeiras. e) Somente as afirmativas I, II e V são verdadeiras.

2. Uerj 2018 Os capilares são os vasos sanguíneos que permitem, por difusão, as trocas de substâncias, como nutrientes, excretas e gases, entre o sangue e as células. Essa troca de substâncias é favorecida pela seguinte característica dos capilares: a) camada tecidual única. c) túnica muscular desenvolvida. b) presença de válvulas móveis. d) capacidade de contração intensa.

Estão corretas apenas as afirmativas a) I, II e III. b) I, II e IV.

c) I, IV e V. d) II, III e V.

4. CPS-SP 2017 Durante o verão, devido às férias, ficamos mais tempo ao ar livre e expostos à radiação solar, aumentando o risco de queimaduras. Nesta época, os raios ultravioletas apresentam maior intensidade e, por isso, todos os cuidados com a pele devem ser tomados para evitar os efeitos prejudiciais. A pele é o maior órgão do corpo humano. Reveste, atua na defesa e colabora com outros órgãos para o bom funcionamento do organismo como, por exemplo, agindo no controle da temperatura corporal e na elaboração de metabólitos. Possui algumas estruturas especializadas, chamadas anexos da pele: pelos, unhas e glândulas sebáceas e sudoríparas. É constituída de epiderme e derme, tecidos intimamente unidos, que atuam de forma harmônica e cooperativa. Sob a derme, a gordura se concentra no tecido adiposo, que funciona como isolante térmico e contribui para a manutenção de uma temperatura constante.

FRENTE 3

3. Uern 2015 Analise as afirmativas. I. O tecido de revestimento dos rins é constituído por células cúbicas simples. II. Os alvéolos pulmonares apresentam um epitélio pseudoestratificado pavimentoso. III. O epitélio estratificado pavimentoso ocorre revestindo a cavidade nasal, a traqueia e os brônquios. IV. O tipo de epitélio da epiderme é o estratificado pavimentoso. V. O epitélio estratificado de transição ocorre revestindo a bexiga urinária.

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Com relação a esse órgão, assinale a alternativa correta. a) A derme atua na absorção total da luz, garantindo que o organismo adquira resistência a esse tipo de radiação. b) As glândulas sebáceas produzem lipídios (o chamado sebo), que aumenta o ressecamento da pele e dos pelos. c) A presença de uma camada de gordura sob a derme é importante na produção de sangue e na pigmentação da pele. d) A epiderme constitui a camada mais externa de defesa do corpo, protegendo o organismo contra a penetração de agentes externos. e) As glândulas sudoríparas são responsáveis por eliminar o suor, solução salina diluída que, ao evaporar, aumenta a temperatura do corpo. 5. UPF-RS 2015 A pele é um órgão bastante complexo de nosso organismo e é responsável por diversas funções essenciais à vida. Assinale a alternativa que apresenta somente informações corretas sobre a pele. a) Na epiderme, camada externa da pele, encontram-se numerosas fibras colágenas e elásticas que conferem tonicidade e elasticidade à pele. b) Na derme, camada localizada imediatamente sob a epiderme, estão os melanócitos, células que produzem melanina, pigmento que determina a coloração da pele. c) A epiderme e a derme são formadas por células que estão em constante processo de renovação e que podem apresentar formas achatadas, cúbicas ou cilíndricas, organizando-se de maneira justaposta em uma ou mais camadas. d) Na camada externa da pele, denominada epiderme, encontram-se células que fabricam queratina e a acumulam internamente. Quando repletas de queratina, essas células morrem e passam a constituir um revestimento resistente ao atrito e altamente impermeável à água. e) Tanto na epiderme quanto na derme são encontrados numerosos fibroblastos, responsáveis pela produção de fibras colágenas que conferem elasticidade e tonicidade à pele. 6. UCS-RS 2018 “A pele é considerada o maior órgão do corpo humano”, sobre o qual é correto afirmar que a) tem origem ectodérmica, formando a epiderme e a derme. b) tem origem ectodérmica, mesodérmica e endodérmica, formando, respectivamente, a epiderme, a derme e a hipoderme. c) tem origem ectodérmica e mesodérmica, gerando a epiderme e a derme, respectivamente. d) é considerada um órgão, pois tem como principais funções a proteção, o controle de temperatura, a locomoção e a sustentação. e) é um conjunto de células idênticas que ocupa uma certa região e realiza uma determinada função.

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Capítulo 13

7. PUC-PR 2019 Uma nova pele não consegue se regenerar se uma lesão destruiu uma grande área da camada basal e suas células-tronco. Feridas dessa magnitude requerem enxertos de pele para cicatrizar. Um enxerto de pele é a transferência de um pedaço de pele saudável retirada de um local doador para a cobertura de uma ferida. Um enxerto de pele é realizado para proteger contra perda de líquido e infecção, para promover a cura tecidual, para reduzir a formação de cicatriz, para evitar a perda de função e por motivos estéticos. Para evitar a rejeição tecidual, a pele transportada em geral é retirada do mesmo indivíduo (autoenxerto) ou de um gêmeo idêntico (isoenxerto). Gerard J. Tortora; Bryan Derrickson. Princípios de Anatomia e Fisiologia, 14a edição, p.149, 2016.

Baseando-se no texto acima, na possibilidade de ocorrência de lesões profundas na pele humana, e nos conhecimentos sobre histologia, assinale a alternativa CORRETA. a) As células-tronco localizadas na base são derivadas da endoderme do embrião. b) O tecido cicatricial é um tipo de tecido epitelial, cuja substância extracelular é abundante, rica em fibras colágenas e com muito líquido intersticial. A resposta inflamatória na área lesionada envolve vasoconstrição e diminuição da permeabilidade dos vasos sanguíneos. c) A lesão na pele que necessita do enxerto destruiu exclusivamente o tecido epitelial de revestimento, o qual é conhecido como epiderme. d) A pele apresenta pelos, glândulas sebáceas e sudoríparas, unhas e receptores sensitivos. 8. Unicamp-SP 2023 Estudos revelaram como a disbiose – desequilíbrio da microbiota intestinal – pode influenciar no desenvolvimento de distúrbios neurodegenerativos como a doença de Parkinson. As pessoas acometidas por essa doença apresentam alterações significativas nos centros motores do cérebro. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas no excerto a seguir. A agregação da proteína a-sinucleína nos (i) ________ está relacionada com a doença de Parkinson. Foi demonstrado que células específicas do tecido (ii) ________ da mucosa intestinal podem expressar essa proteína. A disbiose pode levar ao aumento de espécies de (iii) ________ que, eventualmente, contribuem para agregação da a-sinucleína no intestino, e essa proteína pode migrar para o (iv) ________, configurando um possível mecanismo de surgimento da doença de Parkinson esporádica. (Adaptado de: https://agencia.fapesp.br/estudo-revela-como-odesequilibrio-da-microbiota-intestinal-pode-levar-a-doenca-deparkinson/38159. Acesso em: 20 fev. 2023.)

a) (i) neurônios; (ii) epitelial; (iii) bactérias; (iv) sistema nervoso central. b) (i) linfonodos; (ii) conjuntivo; (iii) bactérias; (iv) sistema nervoso autônomo. c) (i) linfonodos; (ii) epitelial; (iii) vírus; (iv) sistema nervoso central. d) (i) neurônios; (ii) conjuntivo; (iii) vírus; (iv) sistema nervoso autônomo.

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Epitélio Epitélio Membrana Membranabasal basal Lâmina Lâminaprópria própria Capilaressanguíneos sanguíneos Capilares Fonte: https://www.unifal-mg.edu.br/histologiainterativa/tecido-epitelialde-revestimento-2/. Acesso em: 20 fev. 2023.

No corte esquematizado, existem dois tecidos representados, o epitelial e o conjuntivo. O tecido conjuntivo representado se diferencia do epitelial por a) ser vascularizado. b) possuir células fortemente unidas. c) conter muito pouca substância intercelular. d) apresentar poucas fibras colágenas e muitas fibras de queratina. e) não apresentar nervos e terminações nervosas. 10. Enem 2019 A poluição radioativa compreende mais de 200 nuclídeos, sendo que, do ponto de vista de impacto ambiental, destacam-se o césio-137 e o estrôncio-90. A maior contribuição de radionuclídeos antropogênicos no meio marinho ocorreu durante as décadas de 1950 e 1960, como resultado dos testes nucleares realizados na atmosfera. O estrôncio-90 pode se acumular nos organismos vivos e em cadeias alimentares e, em razão de sua semelhança química, pode participar no equilíbrio com carbonato e substituir cálcio em diversos processos biológicos. FIGUEIRA, R. C. L.; CUNHA, I. I. L. A contaminação dos oceanos por radionuclídeos antropogênicos. Química Nova, n. 21, 1998 (adaptado).

Ao entrar numa cadeia alimentar da qual o homem faz parte, em qual tecido do organismo humano o estrôncio-90 será acumulado predominantemente? a) Cartilaginoso. d) Nervoso. b) Sanguíneo. e) Ósseo. c) Muscular. 11. Unioeste-PR 2019 Analise as afirmações abaixo: I. os epitélios têm como função revestir cavidades e a superfície corporal e são constituídos por células denominadas fibroblastos. II. o tecido conjuntivo denso é um dos tipos de tecido conjuntivo especial, caracterizado pela escassez de matriz extracelular e abundante quantidade de células. III. o tecido ósseo é caracterizado por possuir uma matriz extracelular altamente hidratada, o que facilita a difusão de nutrientes. IV. A substância cinzenta do tecido nervoso é caracterizada por corpos celulares de neurônios e células da glia. E escolha: a) se I e III são corretas. b) se II é correta. c) se apenas IV é correta. d) se todas são corretas. e) se todas são incorretas.

12. Uece 2024 Sobre o tecido cartilaginoso, é correto afirmar que a) as células cartilaginosas são de dois tipos: condroblastos e osteócitos. b) a cartilagem fibrosa ocorre, por exemplo, nos discos intervertebrais e nas articulações de ossos. c) a cartilagem hialina é encontrada, por exemplo, no pavilhão auricular, na laringe e na tuba auditiva. d) a cartilagem elástica ocorre no nariz, nas articulações, nos anéis da traqueia e dos brônquios. 13. UFRGS 2019 No bloco superior a seguir, estão caracterizadas células do tecido ósseo; no inferior, tipos de células desse tecido. Associe adequadamente o bloco inferior ao superior. 1. Macrófagos multinucleados da matriz óssea, responsáveis pela disponibilização dos minerais armazenados no osso. 2. Células de reserva lipídica da medula óssea. 3. Células jovens com muitos prolongamentos e intensa atividade metabólica na síntese da parte orgânica da matriz óssea. 4. Células aprisionadas nas lacunas da matriz óssea e com metabolismo mais reduzido. Osteoblasto Osteoclasto Osteócito A sequência correta de preenchimento, de cima para baixo, é d)  –  – . a)  –  – . e)  –  – . b)  –  – . c)  –  – . 14. UCS-RS 2022 Sabe-se que o exercício físico é benéfico para a saúde cardiovascular e respiratória e, além disso, tem um valor importante no bem-estar dos indivíduos. Outro fator benéfico do exercício físico se refere à densidade mineral óssea (DMO), que representa a quantidade de minerais que são depositados no osso, e quão resistente será esse tecido. As diversas modalidades esportivas conferem diferentes densidades minerais ósseas aos seus praticantes, sendo que atletas de esportes não aquáticos, como atletismo, futebol e vôlei, normalmente, apresentam DMO maior do que aqueles de esportes aquáticos, como natação e polo aquático. Montse Bellver, et al. Bone mineral density and bone mineral content among female elite athletes. Bone. 127: 393-400, 2019. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.bone.2019.06.030; https://www.sciencedirect. com/science/article/pii/S8756328219302625. Acesso em: 20 fev. 2023. (Parcial e adaptado.)

Em relação ao tecido ósseo, é correto afirmar que a) a rigidez observada deve-se à presença de uma matriz mineral intracelular. b) os osteoblastos são células importantes no processo de produção da matriz óssea, enquanto os osteoclastos são responsáveis pela degradação da matriz. c) os ossos são o principal reservatório de íon Na+ do corpo humano, podendo disponibilizá-lo sempre que necessário.

FRENTE 3

9. PUC-PR 2023 Observe a imagem.

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d) a osteoporose é uma doença caracterizada pelo excesso de deposição mineral nos ossos, fazendo com que eles percam a maleabilidade e tornem-se quebradiços. e) alguns ossos longos, como o fêmur e o úmero, apresentam dois tipos de medula: a amarela, responsável pela produção de células sanguíneas; e a vermelha, ou tutano, rica em células adiposas. 15. Unisc-RS 2022 Qual a definição, abaixo, está correta para os osteoblastos? a) Célula densa imatura que secreta componentes orgânicos (osteoide) da matriz. São responsáveis pela produção de novo osso, processo chamado de osteogênese. b) Célula-tronco cuja divisão gera osteócito. c) Célula que secreta ácidos e enzimas para dissolver a matriz óssea. d) Célula óssea madura que mantém e monitora o conteúdo de proteínas e minerais da matriz óssea. e) Tecido fibroso que envolve externamente o osso. 16. Uerj 2022 O tecido adiposo marrom, abundante em recém-nascidos e em mamíferos que hibernam, é rico em mitocôndrias, que possuem em sua membrana interna uma proteína desacopladora da fosforilação oxidativa. Essa proteína, ao desfazer o gradiente de prótons, permite o fluxo desses íons do espaço intermembranas para a matriz mitocondrial, o que assegura a sobrevivência dos organismos. Desse modo, os adipócitos da gordura marrom apresentam redução do seguinte processo: a) liberação de calor. b) produção de ATP. c) consumo de oxigênio. d) transporte de elétrons. 17. UFU-MG 2020 O quadro abaixo apresenta os principais tipos de células dos tecidos conjuntivos, bem como suas características e origem celular. Tipos de células

Características principais

Origem celular

1

Presentes nos tecidos frouxos; ricos em heparina e histamina. Participam das reações alérgicas.

Diferenciação de células-tronco multipotentes da medula óssea vermelha.

Adipócitos

2

Diferenciação de células mesenquimatosas.

Condroblastos

Produzem as fibras e a substância amorfa da matriz cartilaginosa.

3

4

Degradam a matriz óssea, promovendo a reciclagem do tecido ósseo.

Fusão e diferenciação de monócitos.

Assinale a alternativa que completa corretamente o quadro. a)  – Macrófagos;  – Produzem imunoglobulinas que combatem agentes invasores;  – Diferenciação de células-tronco;  – Osteoblastos. b)  – Plasmócitos;  – Produzem as fibras e a substância amorfa da matriz do tecido adiposo;  – Diferenciação de linfócitos;  – Osteócitos. c)  – Osteoblastos;  – Armazenam substâncias energéticas;  – Diferenciação de células mesenquimatosas;  – Condroblastos. d)  – Mastócitos;  – Armazenam substâncias energéticas;  – Diferenciação de células mesenquimatosas;  – Osteoclastos. 18. PUC-RS 2020 Complete as afirmativas abaixo com as células do tecido conjuntivo. I. Os __________ possuem forma estrelada e produzem fibras e substância extracelular amorfa. II. __________ são células ovoides com grânulos citoplasmáticos de heparina e histamina que participam de reações alérgicas. III. Presentes nas cartilagens, os __________ são responsáveis pela produção de fibras e da substância da matriz amorfa cartilaginosa. IV. Os __________ promovem a reciclagem da matriz óssea. Completam corretamente as lacunas das afirmativas as palavras contidas em I

II

III

IV

a)

fibroblastos

mastócitos

condrócitos

osteoclastos

b)

fibroblastos

linfócitos

condroblastos

osteoblastos

c)

linfócitos

mastócitos

condroblastos

osteoblastos

d)

mastócitos

linfócitos

fibroblastos

osteoclastos

222 BIOLOGIA

Capítulo 13

Histologia animal

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Assinale a alternativa correta. a) O tecido adiposo branco produz mais energia que o tecido adiposo marrom. b) O tecido adiposo marrom não produz ATP, mas produz calor. c) O tecido adiposo branco não produz ATP, mas produz calor. d) O tecido adiposo branco produz ATP e calor. 20. Udesc 2017 Após assistir a diferentes modalidades desportivas na Olimpíada do Rio 2016, um jovem resolve abandonar sua vida sedentária e se propõe iniciar a prática de exercícios físicos intensos e regulares. Analise as proposições em relação às células musculares esqueléticas deste jovem. I. O número de mitocôndrias nestas células deve aumentar com o passar do tempo. II. O número de mitocôndrias aumentará indefinidamente à medida que os exercícios físicos forem aumentando gradativamente. III. O nível do consumo de oxigênio nestas células deve aumentar com o passar do tempo. IV. O número de mitocôndrias não se alterará nestas células. V. O único aumento notável nestas células será a produção de ATP. Assinale a alternativa correta: a) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. b) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras. c) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. d) Somente as afirmativas III, IV e V são verdadeiras. e) Somente as afirmativas IV e V são verdadeiras. 21. Unioeste-PR 2017 Durante uma prova de Biologia, Joana recebeu uma lâmina histológica para analisar em microscópio. As seguintes características foram observadas e anotadas por Joana: presença de células cilíndricas, ramificadas, com 1 ou 2 núcleos centrais, com estriações transversais e presença de discos intercalares. A partir destas observações, pode-se dizer que o tecido presente na lâmina está d) no intestino. a) no fígado. b) no bíceps. e) no estômago. c) no coração. 22. UFRGS 2017 O maratonista brasileiro Vanderlei Cordeiro de Lima foi o responsável por acender a pira olímpica na cerimônia de abertura dos Jogos do Rio-2016. Sobre o tecido muscular dos atletas maratonistas, é correto afirmar que a) é constituído por igual quantidade de fibras de contração rápida e de contração lenta.

b) apresenta baixa quantidade de mioglobina. c) contém predominância de fibras de contração lenta com alta irrigação sanguínea. d) contém predominância de fibras de contração rápida com grande quantidade de mitocôndrias. e) é constituído por células uninucleadas. 23. Enem PPL 2015 A toxina botulínica (produzida pelo bacilo Clostridium botulinum) pode ser encontrada em alimentos malconservados, causando até a morte de consumidores. No entanto, essa toxina modificada em laboratório está sendo usada cada vez mais para melhorar a qualidade de vida das pessoas com problemas físicos e/ou estéticos, atenuando problemas como o blefaroespasmo, que provoca contrações involuntárias das pálpebras. BACHUR, T. P. R. et al. Toxina botulínica: de veneno a tratamento. Revista Eletrônica Pesquisa Médica, n. 1, jan.-mar. 2009 (adaptado).

O alívio dos sintomas do blefaroespasmo é consequência da ação da toxina modificada sobre o tecido a) glandular, uma vez que ela impede a produção de secreção de substâncias na pele. b) muscular, uma vez que ela provoca a paralisia das fibras que formam esse tecido. c) epitelial, uma vez que ela leva ao aumento da camada de queratina que protege a pele. d) conjuntivo, uma vez que ela aumenta a quantidade de substância intercelular no tecido. e) adiposo, uma vez que ela reduz a espessura da camada de células de gordura do tecido. 24. Uece 2023 Em relação às estruturas e funções dos tecidos animais, é correto afirmar que o tecido a) epitelial apresenta grande quantidade de substância intercelular, ou seja, as células ficam bem separadas. b) conjuntivo pode ser classificado em três tipos: estriado esquelético, estriado cardíaco e não estriado. c) muscular apresenta grande capacidade de contração devido à presença de células que possuem filamentos de miosina e actina. d) nervoso pode ser classificado em glandular e de revestimento. 25. Mackenzie-SP 2023 Células musculares são células multinucleadas que possuem um grande número de mitocôndrias. Em esportistas que praticam exercícios de longa duração, como corredores e nadadores de longa distância, observa-se número maior de mitocôndrias por fibra muscular do que em pessoas sedentárias. Essa modificação é devido às afirmativas abaixo, EXCETO a) mitocôndrias geram ATP. b) maior exigência energética da musculatura. c) mitocôndrias são responsáveis pela respiração celular. d) mitocôndrias fornecem alimento para as fibras musculares. e) respiração aeróbica apresenta maior eficiência energética.

FRENTE 3

19. Unicamp-SP 2017 O corpo humano é composto por pelo menos dois tipos de gordura. A mais comum é o tecido adiposo branco, um tipo perigoso que se acumula ao redor das vísceras e debaixo da pele, podendo causar obesidade e desencadear complicações metabólicas, como o diabetes tipo 2. A outra é o tecido adiposo marrom, que regula a produção de calor e, consequentemente, a temperatura corporal.

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26. UFPR 2023 Sobre a contração muscular esquelética, é correto afirmar: a) O sistema contrátil depende da concentração de íons Ca++ no mioplasma, que altera as células actina e miosina, promovendo a contração. b) Estímulos nervosos promovem a liberação de acetilcolina na fenda sináptica, o que leva à despolarização da membrana da célula muscular. c) Actina e miosina são liberadas na fenda sináptica, o que gera um potencial de ação e promove a contração muscular esquelética. d) O deslizamento das células de actina sobre as de miosina é iniciado pela liberação de ATP no sarcômero. e) A despolarização da miosina promove a liberação passiva de íons Ca++ até a membrana da actina, promovendo a contração muscular.

Essa via de sinalização comanda a a) manutenção do metabolismo celular. b) liberação do óvulo pelo ovário. c) concentração de açúcar no sangue. d) contração da musculatura esquelética. e) reabsorção de água nos rins. 28. FMJ-SP 2017 A figura é uma representação esquemática do corte de uma fibra muscular esquelética.

27. FCMSCSP 2018 A figura mostra uma via de sinalização química pela qual o organismo humano envia informações às células e comanda uma resposta específica.

(https://betournay.wikispaces.com. Adaptado.)

sarcolema

miofibrila

túbulo T (www.memrise.com. Adaptado.)

A estrutura celular indicada pela seta e que envolve as miofibrilas é a) o complexo golgiense. b) uma rede de microtúbulos. c) uma rede de filamentos de actina e miosina. d) o retículo endoplasmático agranular. e) o retículo endoplasmático granular.

Texto complementar

Ocitocina pode prevenir surgimento de osteoporose    

        

 
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224 BIOLOGIA

Capítulo 13

Histologia animal

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­‚ Ÿ¡ ZIEGLER, M. F. Ocitocina pode prevenir surgimento de osteoporose. Agência Fapesp, 11 jun. 2020. Disponível em: https://agencia.fapesp.br/ocitocina-pode-prevenir-surgimento-de-osteoporose/33371/. Acesso em: 9 abr. 2024.

FRENTE 3

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

Quer saber mais? Texto O REVOLUCIONÁRIO método criado no Brasil para tratar queimaduras graves com pele de tilápia. BBC News Brasil,  jun. . Disponível em: https://www.bbc.com/ portuguese/geral-. Acesso em:  abr. . A matéria apresenta um método inédito desenvolvido por médicos cearenses para tratar queimaduras utilizando pele de tilápia.

Vídeo O MISTÉRIO das pessoas que não conseguem engordar. Olá, ciência! Disponível em: https://www.youtube.com/ watch?v=SofvjuKHSM. Acesso em:  abr. . O vídeo explica como ocorre o gasto energético no organismo e o balanço entre a reserva energética em gorduras e em músculos.

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Exercícios complementares 1. Unicamp-SP 2021 Muitas células do corpo humano interagem entre si e com os componentes da matriz extracelular para estabelecerem uma organização tridimensional (3D). O processo de agregação celular permite a realização de experimentos em um modelo 3D de esferoides. A figura I representa, em plano 2D, a agregação celular 3D no esferoide. Conforme crescem, os esferoides exibem geometria esférica com organização concêntrica de células nas zonas de proliferação, de transição, e de células mortas. As concentrações de gases e outras moléculas diferem entre essas zonas, como representado na figura II em plano 2D. II

Agregação celular

O2 , nutrientes, fatores de crescimento

CO2 , resíduos

Zona de proliferação Zona de transição Células em suspensão

Esferoide

Legenda: quantidade

I

concentração

Zona de células mortas (Adaptado de R-Z. Lin e H-Y. Chang. Biotechnology Journal, Weinheim, v. 3, p. 1172-84, out. 2008.)

a) Explique a razão da organização dos esferoides com células proliferativas na região externa e células mortas na região interna, como mostra a figura II. Como o corpo humano, em situações fisiológicas, evita o surgimento de zona de células mortas representadas na figura II? b) Os enteroides são esferoides originados das células de revestimento do intestino humano e apresentam similaridade com as células epiteliais que os originaram. Cite duas características morfológicas das células de revestimento interno do intestino humano e suas respectivas funções. 2. UFPR 2017 O tecido epitelial do esôfago de animais é, geralmente, estratificado (possui várias camadas de células). Em alguns casos, ele pode ser queratinizado. Que diferença existe entre os hábitos alimentares de animais com e sem epitélio do esôfago queratinizado? 3. UEPG/PSS-PR 2019 Os tecidos epiteliais desempenham diversas funções no organismo, dependendo do órgão onde se localizam. Assinale o que for correto sobre os epitélios e suas características.  As microvilosidades são projeções móveis da membrana celular do epitélio do sistema respiratório. Possuem função de lubrificar os tecidos e aumentar a capacidade de absorção de nutrientes do epitélio.  As glândulas sebáceas são pequenas bolsas constituídas por células epiteliais glandulares. Sua função é lubrificar a pele e os pelos, evitando seu ressecamento.  Visto a ausência de glândulas, terminações nervosas, vasos sanguíneos e receptores, o tecido epitelial possui como característica exclusiva a proteção, funcionando como uma barreira protetora contra agentes externos.  Nos tecidos epiteliais, não há vasos sanguíneos. Os epitélios estão sempre associados a tecidos conjuntivos, nos quais há vasos sanguíneos que nutrem e oxigenam as células epiteliais próximas. Soma: 4. UEPG-PR 2014 Na figura abaixo são mostrados quatro tipos diferentes de epitélios. Associe o tipo de epitélio à sua estrutura e localização em humanos. Assinale o que for correto. I

II

III

IV

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

 Em I tem-se o epitélio simples cúbico. Esse epitélio é formado por uma só camada de células cúbicas. Entre outros locais, ocorre nos túbulos renais, tendo a função básica de absorção de substâncias úteis presentes na urina, devolvendo-as para o sangue.  Na imagem II tem-se o epitélio simples pavimentoso. Formado por células achatadas e dispostas em uma única camada. É um epitélio que permite passagem de substâncias, sendo encontrado nos alvéolos pulmonares, revestindo vasos sanguíneos e linfáticos.

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 Em III é mostrado o epitélio pseudoestratificado. Esse epitélio é formado por mais de uma camada de células, com núcleos de tamanhos diferentes. Ocorre na cavidade nasal, na traqueia e nos brônquios, onde possui cílios e glândulas mucosas. Auxilia na remoção de partículas estranhas das vias aéreas.  Na imagem IV é mostrado o epitélio simples prismático. É formado por uma camada de células altas, prismáticas. Ocorre revestindo o estômago e os intestinos. Soma: 5. UEPG-PR 2014 Os tecidos epiteliais, especialmente os de revestimento, são altamente resistentes à tração e suas células dificilmente se separam umas das outras. Nesses, existem estruturas especializadas que participam do processo de adesão. Com relação a essas estruturas e suas funções, assinale o que for correto.  A zônula de oclusão é a região onde há junção da membrana plasmática de células adjacentes nas áreas mais próximas do polo apical, estabelecendo uma barreira à entrada de macromoléculas no espaço entre células vizinhas.  As células epiteliais, além de unidas entre si, aderem à lâmina basal por meio de hemidesmossomos, cuja morfologia é semelhante à de meio desmossomo.  Nas junções comunicantes tipo gap, as membranas plasmáticas de células adjacentes apresentam grupos de proteínas específicas, que se dispõem formando canais que atravessam a bicamada de fosfolipídios das membranas.  A zônula de adesão corresponde a discos de adesão entre as células com fusão das membranas plasmáticas das células vizinhas. São formadas por duas partes que se unem, sendo uma delas localizada em uma célula, e a outra, na célula vizinha.  Nos desmossomos, as células vizinhas estão firmemente unidas por uma substância intercelular adesiva, mas suas membranas plasmáticas não chegam a se tocar. Soma: 6. UFSC 2013 Os tecidos epiteliais são encontrados em uma variedade de organismos animais ou vegetais desempenhando diferentes funções. Com relação a este tecido, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).  Alguns epitélios são responsáveis pela produção de secreções como a adrenalina, a tiroxina e o leite.  Os tecidos epiteliais têm como principal característica o fato de serem uniestratificados.  As microvilosidades são especializações presentes no epitélio dos alvéolos e têm como principal função aumentar a capacidade de trocas gasosas (hematose).  A pele é o melhor exemplo de tecido epitelial de revestimento.  O epitélio de revestimento das folhas é o principal responsável pela fotossíntese.  Os epitélios dos animais caracterizam-se por possuírem muita substância intercelular e ausência de junções celulares.  Todos os tecidos epiteliais são originados a partir da mesoderme na embriogênese. Soma: 7. UFJF/Pism-MG 2017 A pele é o maior órgão do corpo humano e desempenha diversas funções, tais como proteção contra agressões externas, perda de água do corpo, regulação térmica, além de ser responsável pelo sentido do tato. a) Cite os dois principais tipos de tecidos presentes na pele humana e diferencie-os considerando a quantidade de matriz extracelular. b) Descreva dois mecanismos que permitem a regulação térmica através da pele. c) Por que a pele é considerada um órgão? Pacientes com queimaduras moderadas ou graves devem receber tratamento imediato, pois há risco de complicações e até mesmo desenvolvimento de sepse. As queimaduras são classificadas de acordo com a sua profundidade e tamanho, sendo geralmente mensuradas pelo percentual da superfície corporal acometida. Classicamente, as queimaduras são denominadas de 1o, 2o e 3o graus, de acordo com a camada acometida, sendo a de 3o grau a que atinge tecidos subcutâneos da pele. Disponível em: https://www.mdsaude.com/2010/11/ queimaduras-grau.html. Acesso em: 11 out. 2017 (Adapt.).

Com base no texto e nos seus conhecimentos de biologia, resolva o que se pede. a) Considerando que um indivíduo teve seus membros superiores com queimadura de o grau e seus membros inferiores com queimadura de o grau, mencione quais os tecidos da pele que foram atingidos em cada caso, a origem embrionária desses tecidos e a classificação geral deles. b) A pele exerce a ação de primeira linha de defesa no organismo, como menciona o texto. Descreva outras duas funções desse órgão.

FRENTE 3

8. USF-SP 2018 A pele é o maior órgão do nosso corpo e serve de barreira contra a invasão de micro-organismos do exterior.

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9. Udesc 2019 A pele é o maior órgão do corpo humano, sendo responsável por diferentes funções de grande importância para a manutenção da vida. Analise as proposições em relação à pele, e assinale (V) para verdadeira e (F) para falsa. A camada mais externa da pele é chamada de epiderme. Esse tecido é constituído por células mortas e queratinizadas nos diferentes níveis da sua estratificação. Os melanócitos são responsáveis pela formação da melanina, a qual é capaz de absorver a radiação ultravioleta, também neutraliza radicais livres formados pela ação da radiação. Em dias quentes, os vasos sanguíneos da pele se dilatam, facilitando a irradiação de calor do corpo para o meio. O produto das glândulas sebáceas é lançado nos folículos pilosos ou diretamente na superfície da pele. O produto das glândulas sudoríparas é constituído de água, sódio, potássio, cloretos, ureia, amônia e ácido úrico. Assinale a alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo. a) V – V – V – V – F b) V – F – V – V – V c) V – F – V – V – F d) F – V – V – V – V e) V – V – V – F – F 10. Uece 2024 Em relação aos tecidos animais, escreva V ou F conforme seja verdadeiro ou falso o que se afirma nos itens abaixo. As células ósseas são chamadas de condroblastos e condrócitos, cuja função é a sustentação. Quando o tecido conjuntivo é constituído por células que armazenam gordura, é denominado tecido adiposo. Os tecidos epiteliais são ricos em substância intercelular e exercem várias funções como preenchimento, sustentação, nutrição e defesa. O batimento do coração e os movimentos peristálticos do esôfago, do estômago e dos intestinos são possíveis pela ação do tecido muscular. Está correta, de cima para baixo, a seguinte sequência: a) V, V, V, F. c) F, V, F, V. b) V, F, V, F. d) F, F, F, V. 11. Udesc A gordura em excesso é um fator de alerta em relação às condições de saúde dos indivíduos. Profissionais que atuam na área de Fisioterapia Dermato-funcional têm demonstrado a eficácia no tratamento de gordura localizada pela aplicação de ultrassom em células adiposas do tecido subcutâneo. Essa técnica permite o rompimento das membranas das células de gordura. Em relação ao contexto acima, cite: a) duas funções do tecido adiposo em nosso corpo; b) dois tipos de lipídios contidos no organismo humano.

228 BIOLOGIA

Capítulo 13

12. PUC-Rio 2023 Considere a figura abaixo:

Disponível em: https://artesmendes.files.wordpress.com/2012/08/ chargeaaaa1.jpg. Acesso em: 11 ago. 2022.

Nesse contexto, desenvolva os itens a seguir. a) Qual é o nome do tecido conjuntivo envolvido no processo de ganho de peso? b) Esse tecido desempenha diferentes funções essenciais para os mamíferos. Explique por que esse tecido é importante para sobrevivência de mamíferos que vivem nas regiões mais frias do planeta. 13. UEPG-PR 2018 Os tecidos conjuntivos unem e sustentam outros tecidos. Suas células podem ser de vários tipos e estão geralmente separadas umas das outras pela matriz intercelular. Quanto às características deste tecido e suas células, assinale o que for correto.  O tecido conjuntivo denso modelado (ou tecido conjuntivo denso tendinoso) possui fibras grossas orientadas paralelamente, tornando-o bastante resistente e pouco elástico. Esse tecido constitui os tendões e ligamentos.  Os fibroblastos são as células mais abundantes nos tecidos conjuntivos. Possuem forma estrelada e núcleo grande, além de retículo endoplasmático granuloso e complexo golgiense bem desenvolvidos, indicando intensa atividade na produção de proteínas.  Os plasmócitos são células globosas do tecido conjuntivo denso, responsáveis pela atividade fagocitária. São particularmente bem desenvolvidos em alguns tecidos, como o endométrio.  O tecido adiposo é um tipo de tecido conjuntivo denso, o qual possui células alongadas com grande núcleo central e que armazenam gotículas de gordura, localizadas na periferia da membrana. Tem como função principal a proteção mecânica de órgãos vitais, tais como coração, pulmões e intestino.  O tecido cartilaginoso apresenta matriz extracelular rígida. A alta vascularização desse tecido permite que o mesmo promova a nutrição dos tecidos adjacentes. Soma:

Histologia animal

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Soma: 15. UEPG-PR 2014 Os tecidos conjuntivos formam-se do mesênquima, um tecido embrionário originado da mesoderme. Com relação às características desse tecido, assinale o que for correto.  Esses tipos de tecidos apresentam grande quantidade de substância intercelular (matriz extracelular) formada por proteínas fibrosas (fibras), que ficam imersas na substância fundamental, também chamada de substância fundamental amorfa.  Os tecidos conjuntivos são divididos em: propriamente dito frouxo e denso; adiposo; cartilaginoso; ósseo e hematopoiético.  O tecido conjuntivo propriamente dito frouxo possui poucas fibras; é delicado e flexível e está espalhado por todo o corpo, preenchendo espaços e servindo de apoio aos epitélios, sustentando os órgãos.  O tecido conjuntivo cartilaginoso possui glicídios e glicoproteínas, além de fibras colágenas e elásticas, que lhe dão consistência firme e flexível, tornando-o capaz de sustentar diversas partes do corpo e permitindo flexibilidade de movimento.  O excesso de tecido adiposo, principalmente no abdome, com a obesidade, predispõe a um risco maior de doenças cardiovasculares e diabete tipo . Soma:

16. Unesp 2021 Para mimetizar um tecido e obter uma estrutura para enxertos em humanos, um grupo de pesquisadores utilizou a espongina, composta por colágeno, e a biossílica das espículas provenientes de um invertebrado. A associação da parte orgânica com a parte inorgânica resultou em um compósito com propriedades muito similares às do tecido humano. (Karina Ninni. https://agencia.fapesp.br, 10.09.2020. Adaptado.)

O filo a que pertence o invertebrado mencionado e um órgão humano que poderá receber o enxerto são a) porífera e fêmur. b) cnidária e dente. c) porífera e disco intervertebral. d) cnidária e pele. e) cnidária e bíceps. 17. UFJF/Pism-MG 2017 Em relação ao tecido conjuntivo, leia as afirmativas a seguir: I. É o mais diversificado de todos, com ampla distribuição pelo corpo dos animais; apresenta-se com diversos aspectos e funções. II. Sendo uma estrutura complexa, pode ser formado por vários tipos de fibras como colágenas, elásticas e reticulares. III. A doença escorbuto ocasiona uma degeneração dos tecidos conjuntivos. IV. O sangue é considerado um tecido conjuntivo cujas células estão imersas no plasma sanguíneo. V. O tecido conjuntivo que resiste a forças da tração é o tipo de tecido denso não modelado. Assinale a alternativa com as afirmativas CORRETAS: d) somente I, II, III e IV. a) I, II, III, IV e V. b) somente I, II e IV. e) somente I, III, IV e V. c) somente I, III e IV. 18. Emescam-ES 2023

Músculos são cultivados em laboratório Cientistas estão criando – e aumentando – músculos em laboratório por motivos médicos. Em teoria, músculos mais fortes poderiam ajudar pacientes com diversos distúrbios musculares, como foi verificado por pesquisas na Universidade de Pittsburgh. Transformando células-tronco em fibras musculares, depois injetando-as nos pacientes, eles fizeram com que os seus músculos abdominais ficassem mais fortes, o que permite uma melhor postura e equilíbrio, evitando as dores nas costas e prevenindo lesões. A técnica também foi empregada em pessoas com problemas no coração, deixando-o mais forte. Disponível em: https://revistagalileu.globo.com/Revista/ Common/0,,EMI302579-17770,00-MUSCULOS+SAO+CULTIVADOS+E M+LABORATORIO.html. Acesso em: 6 ago. 2022 (adaptado).

FRENTE 3

14. UEPG-PR 2016 Com relação aos tipos de células dos tecidos conjuntivos, suas características principais e origem celular, assinale o que for correto.  Os osteoblastos presentes nos ossos são grandes e multinucleados. Degradam a matriz óssea, promovendo a reciclagem do tecido.  As células mesenquimatosas surgem diretamente de células mesenquimatosas embrionárias. Estão presentes nos tecidos frouxos e nas cápsulas envoltórias de cartilagens, ossos e órgãos hemocitopoéticos. São capazes de originar diversas células do tecido conjuntivo.  Os condroblastos estão presentes nos tecidos frouxos, têm forma estrelada e núcleo periférico. Produzem as fibras e a substância amorfa da matriz extracelular. Surgem de células mesenquimatosas embrionárias.  Os adipócitos presentes no tecido adiposo têm, quando adultos, forma arredondada e armazenam substâncias energéticas para momentos de necessidade. Estas células surgem pela diferenciação de células mesenquimatosas indiferenciadas.  Os osteoclastos presentes nas cartilagens e ossos têm núcleo central e longos prolongamentos citoplasmáticos. Produzem as fibras e a substância amorfa da matriz óssea.

Sobre a técnica laboratorial apresentada na notícia, especifique os dois tipos de tecido muscular que estão sendo produzidos em laboratório e caracterize-os, destacando uma diferença e uma similaridade entre eles que não estejam descritas no texto.

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19. Enem 2023 As aves apresentam dois tipos de músculos em seus corpos: vermelhos e brancos. Aves migratórias como garças, gansos e patos selvagens têm os músculos vermelhos bem desenvolvidos, com ampla rede de vasos sanguíneos. Nas viagens por grandes distâncias, tais músculos são fundamentais, pois favorecem o(a) a) execução de manobras. d) deslocamento a grandes velocidades. b) metabolismo corpóreo elevado. e) capacidade de voo em grandes altitudes. c) manutenção da aerodinâmica. 20. UCS-RS 2023 O atleta queniano Eliud Kipchoge é o único ser humano, até o presente momento, a ter corrido uma maratona (42,195 km) em menos de duas horas. O tempo do atleta (1h59min40s), no entanto, não foi reconhecido como o recorde mundial da prova por não ter sido realizado dentro das condições impostas pela World Athletics, a organização responsável pelo gerenciamento de competições de atletismo no mundo. Mesmo assim, o recorde oficial de uma maratona também pertence a Kipchoge: 2h01m09s. Corredores de longa distância, como maratonistas, possuem uma grande proporção de fibras musculares do tipo I, ou fibras vermelhas, em seu tecido muscular estriado esquelético. Sobre essas fibras, é correto afirmar que elas a) possuem menos mitocôndrias do que as do tipo II e, por isso, têm contrações mais lentas do que elas. b) apresentam menor quantidade de mioglobina e produzem maior quantidade de ATP em comparação com as do tipo II. c) são mais eficientes na execução de exercícios intensos de curta duração, como o levantamento de peso, em comparação com as do tipo II. d) recebem maior irrigação sanguínea e apresentam maior quantidade de mioglobina em comparação com as do tipo II. e) obtêm sua energia primariamente da fermentação láctica que ocorre continuamente nas células musculares. 21. Unicamp-SP 2024 A destruição dos hábitats e o aumento da fragmentação ambiental com redução das interações populacionais têm aumentado a necessidade de intervenções para a conservação de espécies de animais. A miopatia da captura é a principal responsável pela morte de animais em intervenções que visam à sua preservação, sendo ocasionada pelo estresse induzido e pelo esforço físico que tipicamente ocorrem durante a perseguição, captura, contenção e transporte dos animais. Como sinais da miopatia da captura, os animais apresentam rigidez muscular, fraqueza, falta de coordenação motora, acidose metabólica e presença de mioglobina na urina. (Adaptado de: BREED, D. et al. Conservation Physiology. Oxford, v. 7, p. coz027, jul. 2019.)

a) Foi proposto que a miopatia da captura poderia ser compreendida como um mecanismo inerente aos animais e que os levaria a morrer mais rápido quando capturados por um predador, o que auxiliaria o predador a conservar energia. Essa proposta está de acordo com a teoria da seleção natural? Justifique a sua resposta. b) A condição da miopatia da captura é frequentemente fatal, e a degeneração do tecido muscular estriado esquelético é induzida por estresse ou esforço. Cite as duas proteínas que compõem os filamentos de uma miofibrila e que são responsáveis pela capacidade de contração do músculo estriado esquelético. Na placa motora, qual é a interação que determina a contração muscular? 22. UEPG-PR 2016 A contração muscular é um processo fisiológico de alto custo energético. Com relação aos processos que fornecem energia para a contração muscular, assinale o que for correto.  As fibras musculares possuem moléculas de fosfato de creatina, ou fosfocreatina, uma substância altamente energética presente nas fibras musculares em uma concentração cerca de  vezes maior que o ATP.  Durante um exercício, à medida que o estoque de ATP vai sendo utilizado, a célula muscular transfere fosfatos energéticos das moléculas de fosfocreatina para moléculas ADP, gerando mais ATP.  As células musculares armazenam grande quantidade de glicogênio, um polissacarídeo formado por centenas de moléculas de glicose unidas entre si.  O ácido lático produzido nos músculos é transportado pelo sangue até os rins, onde é totalmente excretado com a urina.  A fermentação lática ocorre nas fibras musculares durante um exercício muscular muito intenso. Nesse caso, após esgotarem-se as reservas de gás oxigênio ligado à mioglobina, as fibras musculares passam a produzir ATP por meio da fermentação lática. Soma: 23. UEPG-PR 2021 O tecido conjuntivo tem como uma de suas funções a sustentação, sendo o osso e a cartilagem exemplos de tipos de tecido conjuntivo. Sobre os tecidos ósseo e cartilaginoso, assinale o que for correto.  Há uma grande quantidade de matriz extracelular formada por proteínas fibrosas e substância amorfa.  O tecido cartilaginoso pode ser encontrado nas articulações, cobrindo a superfície dos ossos.  O tecido ósseo apresenta rigidez, característica conferida pela associação das fibras colágenas com cristais de fosfato de cálcio.

230 BIOLOGIA

Capítulo 13

Histologia animal

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 Muitos ossos apresentam uma organização em sistemas haversianos, sendo que no canal central desse sistema passam vasos sanguíneos e nervos.  O tecido cartilaginoso, assim como o tecido ósseo, possui vasos sanguíneos. Soma: 24. Uerj 2023 A prática contínua de exercícios físicos aeróbicos de longa duração resulta no aumento de determinados parâmetros dos músculos estriados esqueléticos, envolvidos nessa atividade. Um desses parâmetros é: a) o número de fibroblastos. c) proporção de fibras vermelhas. b) densidade de colágeno. d) concentração de hemoglobina. 25. Unesp 2024 O gênero Conus inclui mais de 900 espécies de moluscos marinhos conhecidos como caramujos cone, cujos venenos estão entre os mais poderosos descritos até agora. Essa potência deve-se principalmente à ação coordenada de centenas de pequenos peptídeos bioativos, chamados conopeptídeos, que têm como alvo diferentes canais iônicos e receptores de membrana que, assim, interferem em processos fisiológicos cruciais. Cada espécie de caramujo cone produz um veneno único. Essa diversidade bioquímica, somada às inúmeras espécies de conopeptídeos contidos em seus venenos, resulta em um imenso potencial biotecnológico e terapêutico, ainda pouco explorado. (Helena B. Fiorotti et al. Journal of Venomous Animals and Toxins including Tropical Diseases, 2023. Adaptado.)

a) Que tipo de simetria corporal os caramujos apresentam? Cite uma função da concha calcária nesses animais. b) Suponha que conopeptídeos extraídos de caramujos marinhos sejam injetados no nervo motor de um camundongo. Que tipo de tecido, ligado a esse nervo motor, deixará de responder a estímulos do sistema nervoso central do camundongo? Por que após o bloqueio dos receptores de membrana dos neurônios motores do camundongo a propagação dos impulsos nervosos será impedida? 26. USF-SP 2018 O estudo do transporte e regulação do íon cálcio no coração tem-se estendido e o projeto “Transporte de cálcio em miócitos ventriculares de ratos durante o desenvolvimento pós-natal” é um exemplo disso. Sendo um íon responsável pela contração do músculo cardíaco, há fortes indicações de que muitas doenças que levam a insuficiências nas funções do coração, como hipertensão arterial, isquemia miocárdica, hipertrofia e distúrbio de ritmo, estão ligadas a alterações no transporte de cálcio. Disponível em: http://revistapesquisa.fapesp.br/1999/03/01/dentro-do-coracao/. 11 out. 2017 (Adapt.).

27. FMJ-SP 2021 Os músculos estriados esqueléticos estão relacionados ao andar dos seres humanos e de outros animais terrestres, bem como ao nadar dos peixes e ao voar das aves e morcegos. Por causa dos movimentos do coração, o músculo estriado cardíaco bombeia o sangue, que atinge várias regiões do corpo. Outro grupo principal de músculos é o dos lisos, presentes nos intestinos, no útero, nos vasos sanguíneos e nos olhos, onde desempenham diferentes funções. a) Cite duas funções dos músculos intrínsecos (internos), presentes nos olhos, que possibilitam a visão. b) Os músculos estriados possuem fibras musculares com muitas moléculas de mioglobina e com retículo sarcoplasmático desenvolvido (ou retículo endoplasmático agranular). Explique a importância dessas características encontradas no sarcoplasma das fibras musculares. 28. CUSC-SP 2017 Existe um tipo de músculo que atua principalmente no movimento e na sustentação do corpo humano, outro tipo que auxilia no transporte de sangue e um terceiro tipo de músculo, de controle involuntário, que participa, por exemplo, do peristaltismo. a) Cite o tipo de músculo que participa do peristaltismo. Cite uma característica morfológica da célula que forma esse músculo. b) O coração é formado por um tipo de músculo que, ao contrair-se, permite impulsionar o sangue para o corpo. Quando corremos ou andamos, outros músculos também auxiliam no deslocamento sanguíneo. Explique como o movimento dos músculos da perna sobre as veias auxilia no retorno do sangue ao coração.

FRENTE 3

Com base nos conhecimentos sobre o íon cálcio no organismo, é correto afirmar que a) ele é responsável pela contração do músculo cardíaco porque promove os deslizamentos dos miofilamentos delgados de miosina sobre os miofilamentos espessos de actina. b) a ocorrência do relaxamento da célula muscular cardíaca depende do gasto energético para a remoção do cálcio e devolução ao interior do retículo endoplasmático rugoso. c) ele atua na contração dos miócitos, na coagulação sanguínea e na transmissão do impulso nervoso. d) se houver uma redução da concentração de paratormônio, também ocorrerá um aumento na concentração do cálcio na circulação sanguínea, e doenças que levam à insuficiência cardíaca tornam-se menos prováveis. e) o transporte dele em miócitos ventriculares de ratos, durante o desenvolvimento pós-natal, envolve a sua passagem pelo tonoplasto.

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BNCC em foco EM13CNT306

1. Enem 2016 A perda de massa muscular é comum com a idade, porém, é na faixa dos 60 anos que ela se torna clinicamente perceptível e suas consequências começam a incomodar no dia a dia, quando simples atos de subir escadas ou ir à padaria se tomam sacrifícios. Esse processo tem nome: sarcopenia. Essa condição ocasiona a perda da força e qualidade dos músculos e tem um impacto significante na saúde. Disponível em: www.infoescola.com. Acesso em: 15 fev. 2023 (adaptado).

A sarcopenia é inerente ao envelhecimento, mas seu quadro e consequentes danos podem ser retardados com a prática de exercícios físicos, cujos resultados mais rápidos são alcançados com o(a) a) hidroginástica. c) musculação. e) dança. b) alongamento. d) corrida. EM13CNT104

2. CPS-SP 2019 A pele é o maior órgão do corpo humano, revestindo toda a superfície corporal. Funciona como uma barreira protetora contra as radiações solares, particularmente os raios ultravioletas, lembrando que a exposição excessiva ao sol aumenta drasticamente o risco de câncer de pele. A pele atua também na proteção contra agentes mecânicos (atrito e pressões), químicos (substâncias prejudiciais) e biológicos (microrganismos patogênicos). Além disso, evita a excessiva perda de água, desempenha importante papel na manutenção de nossa temperatura corporal e na elaboração de metabólitos. Considerando as principais funções desse órgão, é correto afirmar que a) a presença de uma epiderme queratinizada, do ponto de vista adaptativo, está diretamente relacionada à reserva nutritiva. b) as glândulas sudoríparas são responsáveis pela produção do suor, ajudando a elevar a temperatura do corpo, ao ser eliminado. c) a transpiração diminui em dias frios e os vasos sanguíneos da pele se dilatam, o que aumenta a perda de calor e mantém o corpo aquecido. d) a transpiração aumenta em dias quentes e os vasos sanguíneos da pele se contraem, o que diminui a irradiação de calor para o meio, esfriando o corpo. e) a exposição da pele aos raios ultravioleta pode causar vermelhidão, queimaduras e também estimula a produção de melanina, que a protege dos efeitos negativos da radiação. EM13CNT207

3. Acafe-SC 2022

Três segundos de exercícios por dia fortalecem os músculos, diz estudo As descobertas aumentam as evidências de que até pequenas quantidades de exercício ajudam na saúde. Três segundos por dia de exercícios de resistência podem realmente aumentar a força muscular? Essa questão esteve no centro de um novo estudo em pequena escala de treinamento com pesos quase comicamente rápido. No estudo, homens e mulheres que contraíram os músculos do braço o mais forte possível por um total de três segundos por dia aumentaram a força do bíceps em até 12% após um mês. As descobertas aumentam as evidências de que mesmo pequenas quantidades de exercício – desde que sejam intensas o suficiente – podem ajudar na saúde. Escrevi sobre as maneiras únicas pelas quais nossos músculos, corações, pulmões e outras partes do corpo respondem a quatro segundos de ciclismo extenuante, por exemplo, ou 10 segundos de corrida total, e como esses treinos supercurtos podem desencadear respostas biológicas que levam a um melhor condicionamento físico. Mas quase toda essa pesquisa se concentrou em exercícios aeróbicos e geralmente envolvia treinamento com intervalos, um treino em que picos de esforço rápido e forte são repetidos e intercalados com descanso. Gretchen Reynolds. NYT. Portal Terra. Disponível em: https://www.terra.com.br/noticias/coronavirus/tres-segundos-de-exercicios-por-dia-fortalecem-osmusculos-diz-estudo,6bf6137f34ffb28826ec7c8e54e5c573q3v1fzgs.html. Acessado em 10/05/2022.

Analisando o texto, levando em conta a “atividade intensa” realizada pelos músculos, proteínas como a actina e a miosina estão envolvidas no processo de contração muscular, que são possíveis devido: a) à capacidade de alongamento das miofibrilas, constituída da proteína miosina. b) à capacidade de manutenção das triofibrilas, constituídas de várias proteínas, em que a miosina e a tropomiosina são as mais abundantes. c) à capacidade de encurtamento das miofibrilas, constituídas de várias proteínas, em que a actina e a miosina são as mais abundantes. d) à capacidade de achatamento das miofibrilas, constituídas de várias proteínas, em que a actina e a troponina são as mais abundantes.

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BIOLOGIA

Capítulo 13

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GABARITO Frente 1

Capítulo 13 Interações e ligações gênicas Revisando 1. A interação gênica pode ser definida

pelas relações estabelecidas entre dois ou mais genes que se localizam em cromossomos homólogos diferentes, e que influenciam na determinação de uma característica. 2. A diferença se dá porque, na interação

gênica, são dois genes interagindo e influenciando a expressão de apenas uma característica. Já na segunda lei de Mendel, dois genes são responsáveis por determinar duas características.

9. A taxa de recombinação (TR) representa

a porcentagem de gametas recombinantes formados por meio de crossing-over entre dois genes. Quanto mais distantes os genes estiverem no cromossomo, maior será a probabilidade de haver crossing-over e mais alta será a TR. Por isso, esse parâmetro indica a distância entre dois genes e pode ser usado na construção de mapas genéticos. 10. Como os alelos estão em arranjo trans,

os gametas parentais são Ab (40%) e aB (40%), enquanto os recombinantes são AB (10%) e ab (10%).

Exercícios propostos 1. C

8. A

15. A

2. A

9. A

16. C

relação na qual um par de alelos de determinado gene (epistático) inibe a expressão de outro gene (hipostático).

3. A

10. C

17. A

4. A

11. B

18. E

5. A

12. C

19. D

4. Em casos de epistasia dominante, o

6. B

13. E

20. B

7. B

14. E

21. A

3. A epistasia consiste em um tipo de

alelo dominante de um gene é responsável por inibir a expressão de outro gene. Já a epistasia recessiva se dá quando o alelo recessivo de um gene inibe a expressão de outro gene. 5. A proporção fenotípica esperada em F2

de um casal de heterozigotos (AaBb) em casos de epistasia dominante é de 12 : 3 : 1. Já a proporção fenotípica esperada em F2 em casos de epistasia recessiva é de 9 : 3 : 4. 6. A herança quantitativa ou poligênica

se dá quando os alelos de ao menos dois genes participam de modo aditivo na expressão de uma característica. Os alelos aditivos contribuem de modo cumulativo para a expressão de uma característica, ou seja, quanto mais alelos aditivos um indivíduo apresentar, mais expressiva será a característica determinada por aqueles alelos. 7. A ligação gênica ocorre quando ao

menos dois genes diferentes estão localizados em um mesmo cromossomo, não havendo segregação independente de um em relação ao outro. 8. Em casos de segregação independente,

003048

formados dois tipos de gametas: Ab e aB, na proporção de 50% cada.

são formados quatro tipos de gametas (AB, Ab, aB e ab), na proporção de 25% para cada tipo. Já em casos de ligação gênica, os alelos que estão no mesmo cromossomo tendem a ser herdados juntos na formação dos gametas. Assim, no arranjo cis, em que os alelos dominantes estão em um cromossomo e os recessivos, em outro, são formados dois tipos de gametas: AB e ab, na proporção de 50% cada. Já no arranjo trans, em que cada cromossomo do par contém um alelo dominante e um recessivo, são

6. a) Os genótipos que condicionam a

pelagem dourada são eeBB, eeBb e eebb. b) O genótipo do macho é EeBb e o da fê-

mea é Eebb. Portanto, a probabilidade de esse casal ter um filhote com pelagem dourada (ee_ _) é de 1/4, ou 25%. 7. Soma: 01 1 04 5 05

8. a) O genótipo do filhote marrom é

aabb, e o do parental preto homozigoto é aaBB. b) Espera-se encontrar 3 filhotes pretos

nessa ninhada. O genótipo da fêmea é AaBb. 9. O genótipo da fêmea é aabb, o do

macho I é AAbb e o do macho II é Aabb. Do cruzamento entre um casal de borboletas duplo-heterozigotas, 21 descendentes terão asas coloridas. 10. Soma: 01 1 02 1 04 1 16 5 23

11. a) No caso descrito, cada alelo aditivo

reduz a concentração necessária de nitrogênio em 2%. Assim, indivíduos AaBbDd, com dois alelos aditivos (A e B), precisam de 8% de nitrogênio nos fertilizantes do solo. b) As plantas com menor necessidade

Exercícios complementares 1. Soma: 02 1 08 1 16 5 26 2. Soma: 01 1 08 5 09

3. a) Para um casal de albinos ter filhos

com capacidade de produzir melanina, os dois devem ter genótipos aaBB e AAbb. b) A probabilidade de o casal gerar uma

criança com genótipo dd é de 1/9, ou 11,11%. c)

de concentração de nitrogênio e resistência ao oídio têm genótipo AABBdd, cuja proporção na F2 é de 1/64. Do total de 192 plantas, essa proporção corresponde a 3 plantas. 12. a) O

resultado exemplifica herança quantitativa, caracterizada pelo efeito aditivo dos alelos envolvidos na herança de uma característica.

b) O genótipo da planta que produz

Dd

Dd

Dd

Dd

dd

D_

frutos de 180 g é AaBbCc. Do cruzamento entre plantas com frutos de 140 g (Aabbcc) e de 220 g (AaBBCC), metade das plantas geradas terão frutos com 180 g.

D_

dd

13. a) Do cruzamento entre uma planta pro-

4. a) Os possíveis fenótipos são pelagem

preta e pelagem branca. b) Por se tratar de cruzamento-teste, um

dos indivíduos (no caso, a fêmea), é duplo-homozigoto recessivo (neste caso, mmbb). Já o macho tem genótipo MmBb. A probabilidade de nascer um filhote marrom é de 1/4. 5. a) A interação gênica é a epistasia

recessiva, na qual o alelo e, em homozigose, inibe a expressão do outro par de genes. b) A probabilidade de o casal ter um

descendente marrom (bbE_) é de 1/8, ou 12,5%. c) O genótipo do macho dourado é

BBee, o da fêmea marrom é bbEe, o dos filhotes pretos é BbEe e o dos filhotes dourados é Bbee.

dutora de grãos vermelho-escuros (AABB) e uma produtora de grãos brancos (aabb), espera-se 100% de F1 com grãos vermelhos (AaBb). b) Os genótipos dos parentais são AAbb

e aaBB. Desse cruzamento, serão geradas apenas plantas de grãos vermelhos (AaBb). 14. a) Três genes (seis alelos) estão atuando

na herança da altura do milho. b) Cada alelo aditivo adiciona 25 cm à al-

tura da planta. As plantas da geração F1 (genótipo AaBbCc) têm três alelos aditivos, portanto medem 225 cm de altura. c) Pelo triângulo de Pascal, a propor-

ção de plantas com 250 cm de altura (quatro alelos aditivos) é de 15/64. Portanto, na geração F2, 90 plantas terão essa altura.

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15. a) De acordo com a segunda lei de

c) Na situação A, uma planta duplamen-

Mendel, seriam esperados 25% de cada genótipo. Foram obtidas proporções diferentes porque os genes em questão estão em ligação gênica, isto é, localizam-se no mesmo par de cromossomos homólogos.

te heterozigota (PpLl) pode produzir os gametas parentais PL e pl e os gametas recombinantes Pl e pL. gametas Ab e aB. b) Se 36% das células germinativas

sofrem permutação, a taxa de re­combinação é de 18%. Como a pro­ porção de gametas recombinantes é a mesma entre eles, a frequência de gametas recombinantes ab é de 9%.

das células sofreram recombinação. Os descendentes parentais são os de genótipos Aabb (Ab/ab) e aaBb (aB/ab). 16. a) O genótipo da planta que produziu

frutos redondos e brancos é Aabb. As proporções fenotípicas estão relacionadas com a segunda lei de Mendel. b) Caso os dois genes estivessem lo-

calizados no mesmo cromossomo e não ocorresse permutação, seriam esperados 50% de frutos redondos e vermelhos e 50% de frutos alongados e brancos. Caso ocorresse permutação, seriam esperados também frutos redondos e brancos e frutos alongados e vermelhos, mas em menores proporções. 17. Soma: 01 1 02 5 03 18. a)  A pesquisadora

obteve sucesso porque o crossing-over ocorre durante a prófase I. Na metáfase I (fase analisada por Lowell Fitz Randolph), o fenômeno já havia ocorrido. Por ser um processo de recombinação gênica, o crossing-over possibilita a produção de gametas com genótipos distintos dos parentais, o que aumenta a variabilidade genética da população.

b) É possível inferir que a distância en-

tre os genes F e G é de 5 UR (2,5% 1 1 2,5%), e que a distância entre os genes G e H é de 15 UR (7,5% 1 1 7,5%). Por fim, a distância entre F e H é a soma das duas distâncias encontradas, ou seja, 20 UR. Pela segunda lei de Mendel, seriam esperadas frequências fenotípicas iguais para cada fenótipo, já que ela considera pares de genes que se encontram em cromossomos homólogos distintos e segregam-se independentemente.

19. a) Os gametas recombinantes são Ab

e aB. b) A porcentagem de gametas recom-

binantes é de 15%. A frequência de descendentes com frutos vermelhos e flores brancas (Ab/ab) é de 7,5%, ou seja, 75 sementes originarão plantas com esse fenótipo. 20. a) Os genes analisados nas situações A

e B estão em linkage, isto é, estão no mesmo par de cromossomos homólogos e podem sofrer crossing-over. b) Na situação B, a taxa de recombina-

ção (ou taxa de permutação) é de 36,5%, e os genes estão ligados no arranjo trans (Am/aM).

BNCC em foco 1. a) A herança que explica os resultados

obtidos é epistasia recessiva. b) Os genitores têm genótipo AaBb. Na

descendência, as flores são produzidas na proporção de 9/16 A_B_ (cor variegada), 3/16 aaB_ (cor roxa), 3/16 A_bb (cor branca) e 1/16 aabb (cor branca). c) Será necessário realizar pelo me-

nos 9 cruzamentos, que produzirão 54 flores roxas e 72 flores brancas. 2. Soma: 02 1 08 5 10 3. D

7. Na herança influenciada pelo sexo, os

genes autossômicos apresentam comportamento diferente em relação à dominância e à recessividade, de acordo com o sexo do indivíduo. 8. No processo de fecundação, apenas a

cabeça do espermatozoide alcança o citoplasma do óvulo. Como as mitocôndrias do espermatozoide se localizam na peça intermediária (estrutura que não penetra o óvulo), as mitocôndrias do zigoto são exclusivamente de origem materna. 9. A cromatina sexual, também chamada de

corpúsculo de Barr, é o nome dado ao cromossomo X que sofre inativação em cada célula do indivíduo do sexo feminino. 10. Cada célula de indivíduos do sexo mas-

Capítulo 14 Herança relacionada ao sexo Revisando 1. a) O sistema de determinação cromos-

sômica do sexo no ser humano é o sistema XY. b) Em uma célula diploide são en-

contrados 23 pares, ou seja, 46 cromossomos.

culino contém somente uma cópia do cromossomo X. Assim, devido ao mecanismo de compensação de dose, que possibilita que a quantidade de produtos proteicos derivados do cromossomo X seja o mesmo entre homens e mulheres, a inativação desse cromossomo não ocorre em indivíduos do sexo masculino.

Exercícios propostos 1. A

7. B

13. E

19. D

2. A

8. A

14. A

20. C

sentam o par de cromossomos XY, e indivíduos do sexo feminino apresentam o par de cromossomos XX.

3. D

9. A

15. C

21. D

4. C

10. B

16. B

5. B

11. A

17. B

d) O sexo heterogamético é o masculino

6. E

12. A

18. B

c) Indivíduos do sexo masculino apre-

(espermatozoides X ou Y) e o sexo homogamético é o feminino (óvulos somente X). 2. As regiões heterólogas dos cromosso-

mos X e Y têm diferentes genes. Nas regiões homólogas, os genes presentes no cromossomo X estão presentes também no cromossomo Y. 3. Não, no sistema ZW, o sexo feminino é

heterogamético (ZW) e o sexo masculino é homogamético (ZZ). 4. A determinação do sexo em abelhas

depende da fecundação. Caso haja fecundação do ovo (n) pelo espermatozoide (n), o zigoto originará uma fêmea diploide (2n). Caso o ovo (n) se desenvolva sem fecundação, um macho haploide (n) será originado. 5. Soma: 02 1 08 1 16 5 26

6. Em casos de herança recessiva, espera-

-se que o sexo masculino tenha maior

Exercícios complementares 1. a)  O alelo dominante foi herdado da

mãe, uma vez que a criança é do sexo masculino e herdou o cromossomo Y de seu pai. O fenômeno foi o crossing-over, que ocorreu entre os cromossomos da mãe. b) A porcentagem de óvulos portadores

apenas de alelos recessivos é 37%. Os genes da mulher estão no mesmo cromossomo, em linkage. Por isso, não seguem a segunda lei de Mendel, que diz respeito a genes que se segregam independentemente. 2. Os possíveis genótipos dos machos

azuis são ZaZm ou ZaZa. Caso as fêmeas vermelhas cruzem com machos azuis ZaZm, 25% da prole terá coloração azul. Caso elas cruzem com machos azuis ZaZa, essa porcentagem será de 50%.

003048

b) Na planta duplo-heterozigota, 8%

21. a) Sem permutação, serão formados os

percentual de indivíduos afetados, já que basta a presença de um alelo recessivo no genótipo (XaY) para que um indivíduo do sexo masculino seja afetado. Já em casos de herança dominante, espera-se que a proporção de indivíduos do sexo feminino afetados seja maior que a de indivíduos do sexo masculino, pois há mais combinações genotípicas que resultam na manifestação da característica.

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3. a) Zangões são haploides. Os esperma-

tozoides são gerados por mitose. b) A rainha pode gerar zangões com 8

genótipos diferentes (ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC ou abc). A probabilidade de o cruzamento gerar uma fêmea triplo-heterozigota (AaBbCc) é de 1/8, ou 12,5%.

13. a) O menino tem 1/4, ou 25% de chance

de ter distrofia de Duchenne. Para a menina, essa probabilidade é 0 (zero). b) Não. Como a doença é ligada ao cro-

-tronco não altera a composição genotípica das células germinativas que originarão os espermatozoides desse homem. b) As células-tronco com o alelo saudá-

14. a) Na família 3, todos os filhos (do sexo

vel se multiplicaram e substituíram as células afetadas do tecido hematopoiético, responsável pela produção das células sanguíneas, inclusive dos leucócitos (células responsáveis pela imunidade do organismo).

masculino) de um pai afetado pela condição são também afetados. Portanto, ela deve ser causada por um gene do cromossomo Y. b) A família 1 apresenta a condição de-

mos haplótipos do candidato, o que não ocorre com os pais, já que cada filho herda metade da carga genética de um dos genitores.

terminada por uma mutação no DNA mitocondrial (todos os descendentes de uma mulher afetada são afetados também). A probabilidade de o casal gerar uma criança com a mutação é zero, pois a mutação no DNA mitocondrial é transmitida apenas da mãe a seus descendentes e, no caso, é o pai que tem a mutação.

7. a)  Podem ser citados os cones e os

15. a) A mulher 3 tem o genótipo X X

bastonetes. Os vasos sanguíneos fornecem oxigênio e nutrientes às células da retina, e retiram delas produtos do metabolismo, muitas vezes danosos às células.

(heterozigoto). O indivíduo 9 é o descendente homozigoto recessivo.

c) Sim, pois um irmão pode ter os mes-

5. A 6. B

b) No caso em que a RP é de herança

autossômica dominante, o alelo estaria no locus I do cromossomo 3. Entre as famílias, a família Andrade apresenta RP determinada por alelo ligado ao X, e a probabilidade de o próximo filho do casal ter RP é de 1/4, ou 25%. 8. Soma: 01 1 02 5 03

9. a)  O gene mutante para o daltonismo

se manifesta nos cones, células fotorreceptoras que compõem a retina do olho. b) A probabilidade de a criança ser me-

nina e daltônica é de 1/8, ou 12,5%. 10. Soma: 01 1 04 5 05

11. a) A probabilidade de Marcos ter uma

filha afetada pela DH e, em seguida, uma não afetada é de 1/16, ou 6,25%. b) Como a hemofilia tem herança re-

cessiva ligada ao cromossomo X, o alelo recessivo deve aparecer em homozigose na mulher para que ela manifeste a doença. Já no caso dos homens, basta uma cópia do alelo para que ele seja hemofílico. 12. a) O alelo referente à doença está no

003048

uma criança do sexo masculino com distrofia muscular é de 1/8, ou 12,5%.

mossomo X, não há possibilidade de o primo de Raquel ser portador do alelo recessivo sem manifestar a doença. Assim, caso um dos gêmeos tenha a doença, o alelo recessivo virá, necessariamente, de Raquel.

4. a)  Sim, pois o transplante de células-

cromossomo X. Indivíduos do sexo masculino são heterogaméticos porque os gametas gerados por eles apresentam cromossomos sexuais diferentes, isto é, X e Y.

mulheres têm dois. Assim, a inativação de um dos cromossomos na mulher (formando a cromatina sexual) iguala a quantidade de genes ativos entre homens e mulheres.

b) A probabilidade de Giovana gerar

20. C 21. Fêmeas tricolores podem ter genótipo

XBXbSS ou XBXbSs. Em algumas células, o alelo XB estará inativo (produzindo manchas pretas) e, em outras, o alelo Xb estará inativo (produzindo manchas laranjas). Os machos apresentam apenas um cromossomo X por célula e, portanto, não formam cromatina sexual (corpúsculo de Barr). Assim, podem apresentar apenas o alelo XB ou o alelo Xb, nunca os dois simultaneamente.

BNCC em foco 1. A 2. a) O cromossomo Y será identificado

nos parentes do sexo masculino de Da Vinci. O genoma humano é composto de 46 cromossomos nucleares. b) Para analisar parentesco por meio da

linhagem materna, deve ser usado o DNA mitocondrial. A probabilidade de os pais de Da Vinci gerarem uma menina canhota e outra destra é de 3/32.

R r

b) O indivíduo 5 não é filho biológico

do casal 1 e 2. Como não apresenta raquitismo, seu genótipo é XrXr (homozigoto recessivo). Porém, o indivíduo 1, que tem raquitismo, tem apenas o alelo dominante em seu genótipo (XRY), e teria transmitido esse alelo a todas as suas filhas do sexo feminino. 16. a) O loco gênico está no cromossomo X,

pois, se estivesse no Y, somente homens seriam afetados. O alelo A1 é dominante, uma vez que todas as filhas de homens afetados também manifestam a doença, já que receberam de seus pais o cromossomo X com esse alelo. b) As

células-tronco podem originar neurônios porque têm alto potencial de diferenciação celular e podem dar origem a vários tipos celulares. Não seria adequado estudar os efeitos neuronais do alelo A1 nos fibroblastos porque, nessas células, os genes expressos provavelmente são diferentes daqueles dos neurônios.

17. Soma: 02 18. Soma: 01 1 64 5 65

19. a)  O cromossomo X corresponde à

cromatina sexual, que pode ser mais facilmente visualizada na fase G1 da interfase. b) A quantidade de proteínas é seme-

lhante nas células dos homens e mulheres porque homens têm apenas um cromossomo X, enquanto

3. B

Capítulo 15 Mutações e genética de populações Revisando 1. Mutações são alterações na sequência

de bases nitrogenadas do DNA. Quando ocorrem em células germinativas, as mutações podem ser transmitidas a descendentes e, assim, alterar a variabilidade genética da população e ter consequências evolutivas. 2. As mutações por substituição ocorrem

quando uma base nitrogenada do DNA é substituída por outra diferente; as mutações por deleção ocorrem quando uma base nitrogenada é deletada da sequência; e as mutações por inserção ocorrem quando uma base nitrogenada é inserida na sequência. 3. Os tipos de mutações cromossômicas

estruturais são: deleção, inversão, duplicação e translocação. 4. As euplodias são mutações cromossô-

micas nas quais ocorrem modificações em toda a ploidia da célula. Já as aneuploidias são mutações cromossômicas nas quais ocorre acréscimo ou redução de cromossomos específicos. 5. Durante a anáfase I da meiose, um par

de cromossomos homólogos pode não se separar. E, durante a anáfase II, pode não ocorrer a separação de cromátides-irmãs. Esses erros podem levar à formação de gametas aneuploides.

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pela ausência de um cromossomo e são representadas por (2n 2 1). Já as trissomias configuram casos em que há um cromossomo a mais, sendo representadas por (2n 1 1).

8. Uma população em equilíbrio de Hardy-

-Weinberg é aquela na qual as frequências gênicas e genotípicas permanecem constantes ao longo das gerações. 9. A seleção natural favorece a sobrevi-

vência de indivíduos com alelos que determinam características mais vantajosas em determinado ambiente. Assim, a frequência desses alelos tende a aumentar ao longo das gerações.

translocação, isto é, a troca de segmentos entre cromossomos não homólogos. A permutação corresponde à troca de segmentos entre cromátides de cromossomos homólogos. simpátrica (sem isolamento geográfico) por meio de alterações cromossômicas numéricas do tipo poliploidia, que altera todo o conjunto de cromossomos da espécie. Em diversos vegetais cultivados, quanto maior a ploidia, maior o tamanho do organismo, o que pode aumentar o valor comercial do cultivo.

8. E

15. B

2. C

9. B

16. C

3. E

10. D

17. D

4. B

11. E

18. B

5. E

12. D

19. D

6. B

13. A

20. D

7. B

14. A

21. D

Exercícios complementares 1. Soma: 01 1 02 1 04 5 07

9. a) A espermatogênese humana ocorre

nos testículos. A diferenciação entre gametas que terão cromossomo X ou cromossomo Y ocorre na anáfase I, quando os cromossomos homólogos se separam. b) Os espermatócitos secundários têm

23 cromossomos duplicados. Uma fertilização in vitro geraria um embrião inviável com mutação numérica do tipo euploidia (trissomia), uma vez que os 23 cromossomos duplicados do espermatócito II se somariam aos 23 cromossomos simples do ovócito II, totalizando 69 cromossomos. 10. Soma: 02 1 04 5 06

11. Soma: 01 1 02 1 08 5 11

12. a) Paula tem 45 cromossomos (44A 1

1 X0). Marisa tem 47 cromossomos (44A 1 XXX).

b) Durante a primeira mitose do zigo-

to, as cromátides-irmãs de um dos cromossomos X não se separaram. Dessa forma, formou-se um blastômero com um cromossomo X e outro com três cromossomos X.

2. C 3. A

4. a) A barata pertence à classe dos in-

setos, que têm como características comuns e exclusivas: três pares de pernas, um par de antenas e corpo dividido em cabeça, tórax e abdômen.

13. a) A chance de o casal ter uma criança

com a doença é de 1/4, ou 25%. b) Pessoas afetadas pela síndrome de

Klinefelter têm cariótipo 44 1 XXY. O segundo cromossomo X resulta da não disjunção das cromátides-irmãs do cromossomo X da mãe durante a anáfase II. Com relação à deuteranomalia, a criança tem genótipo XdXdY.

b) A habilidade de sentir o cheiro de

barata tem padrão de herança autossômico dominante, pois o gene TAAR5 localiza-se no cromossomo 6 (um autossomo) e o texto afirma que somente as pessoas que têm a mutação em homozigose não sentem o cheiro, ou seja, a mutação tem caráter recessivo.

14. a) A pessoa com síndrome de Down

apresenta um cromossomo 21 extra. Esse cromossomo é classificado como autossômico.

c) As mutações ocorrem na molécula

de DNA. A primeira adenina da trinca de bases foi substituída por uma guanina, o que resultou em substituição de uracila por citosina no códon do RNAm.

b) O

aspecto morfológico do cromossomo extra, quando inativado, seria o de um corpúsculo de Barr, estruturalmente condensado. Com o cromossomo extra inativado, as células passariam a funcionar como outras que têm apenas dois cromossomos 21, minimizando os sintomas da síndrome.

5. Soma: 04 1 08 5 12

6. a) Há 44 cromossomos autossomos.

Os cromossomos sexuais na pessoa em questão são X e Y, que têm regiões homólogas, mas, em sua maior

mozigotos dominantes é 9%, e a de heterozigotos é 42%. 17. C 18. a) A frequência alélica de A2 em 2000

é de 0,6. b) A f(A1A2) em 2022 é de 0,18 ou 18%. c) Houve seleção direcional, que favo-

receu os indivíduos com o fenótipo que possibilita aos peixes o armazenamento de grandes quantidades de gordura corporal (genótipo A1A1).

8. Soma: 16 1 32 5 48

Exercícios propostos 1. E

b) A porcentagem de indivíduos ho-

7. No caso descrito, ocorre especiação

10. Se a frequência do alelo dominante A

(p) é 0,5, aplicando a fórmula p 1 q 5 5 1, temos que a frequência do alelo recessivo a (q) também é 0,5. Assim, a frequência de indivíduos heterozigotos (2pq) é de 0,5.

vem se alterar ao longo do tempo. As mutações podem inserir novos genes na população e, consequentemente, alterar o pool gênico, desconfigurando o equilíbrio de Hardy-Weinberg.

b) Ocorreu mutação cromossômica por

7. Síndrome de Down: 47, XX, 121 ou 47,

XY, 121; Síndrome de Turner: 44A 1 X0; Síndrome de Klinefelter: 44A 1 XXY.

16. a) As frequências genotípicas não de-

15. E

19. a) Mutações contribuem para o surgimen-

to de novas variações genéticas em uma população. Migrações possibilitam o fluxo gênico entre a mesma população de diferentes áreas geográficas. b) f(A)50,568 ou 56,8%.

f(a)50,432 ou 43,2%. 20. a) Os fatores evolutivos que alteram

a frequência gênica são: mutação, migração, seleção natural e deriva genética. b) A frequência de indivíduos do tipo B

heterozigotos é 0,24. Já a frequência de indivíduos do tipo AB é 0,18. 21. D

BNCC em foco 1. B 2. A 3. Antes do terremoto, a frequência do

alelo recessivo era de 0,6. O nascimento de animais com pelagem clara na ilha menor ocorreu como resultado do acasalamento entre heterozigotos (Aa). Por meio da seleção natural, foi favorecida a sobrevivência de indivíduos com características cada vez mais diferentes daquelas da população original. Ocorreu, então, o isolamento reprodutivo entre as populações, que passaram a constituir espécies diferentes.

Capítulo 16 Biotecnologia Revisando 1. Células-tronco são células indiferen-

ciadas capazes de originar diversos tipos celulares no organismo adulto. São encontradas no embrião (mórula e blástula) e no organismo adulto (medula óssea, fígado e pele). 2. Células somáticas são submetidas a

uma inversão no relógio biológico celular, utilizando retrovírus modificados para a inserção de cópias extras de quatro genes reguladores de crescimento.

003048

porção, têm genes exclusivos de cada cromossomo.

6. As monossomias são caracterizadas

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10. E

14. B

18. C

nuclear, já que foi a doadora das células mamárias, e a outra ovelha contribuiu com o DNA mitocondrial, já que as mitocôndrias estão presentes no citoplasma do ovócito.

11. B

15. D

19. C

12. D

16. E

20. D

9. a) Os peixes nativos terão menor ofer-

13. C

17. C

21. E

ta de alimento, pois competirão com os peixes paulistinha por esse recurso. No caso descrito, um peixe paulistinha ocupará o 4o nível trófico (consumidor terciário).

4. Vetores genéticos são importantes para

carregar e inserir o segmento desejado de DNA na célula-alvo. Os mais utilizados são os plasmídeos bacterianos e os vírus, como o HIV e o adenovírus. 5. As enzimas de restrição são produzi-

das por organismos procariontes, como as bactérias, e protegem esses organismos dos bacteriófagos (vírus que parasitam bactérias). Essas enzimas reconhecem e fragmentam o DNA viral, impedindo a infecção. 6. Após o isolamento e a clonagem do gene

responsável pela produção de insulina, são produzidos plasmídeos recombinantes contendo esse gene. Os plasmídeos são inseridos em bactérias, que passam a produzir a insulina humana. 7. Plantas transgênicas podem ser mais

resistentes a pragas agrícolas (vírus, fungos ou lagartas), herbicidas (glifosato) ou períodos de seca. Além disso, podem representar um aumento de produtividade agrícola ou do valor nutricional, dependendo dos genes que recebem. Por outro lado, trazem riscos ao ambiente, como danos para as espécies nativas e plantações orgânicas (contaminação por meio de pólen transgênico), aumento do uso de herbicidas e surgimento de superpragas. Além disso, esses alimentos podem oferecer riscos à saúde, como aumento dos casos de alergia e resistência aos antibióticos. 8. A terapia gênica é uma técnica que

consiste no tratamento de doenças genéticas por meio da introdução de uma ou mais cópias de genes saudáveis nas células de pacientes com genes que causam essas doenças. 9. O RNA-guia contém uma sequência

de nucleotídeos complementar ao gene disfuncional e pareia com ele no núcleo. A enzima Cas9 corta, nos sítios de clivagem, as duas fitas de DNA que se serão, posteriormente, reparadas pela célula. 10. VTNRs são sequências específicas de

DNA não codificante, exclusivas de cada indivíduo. Assim, elas são aplicadas em testes de paternidade e na identificação de criminosos por meio da comparação entre amostras de DNA dos indivíduos envolvidos: cada indivíduo tem o seu padrão específico de bandas de DNA após o procedimento de eletroforese em gel.

Exercícios propostos 003048

7. Soma: 01 1 04 1 16 5 21

3. Uma das ovelhas contribuiu com o DNA

1. B

4. C

7. A

2. D

5. A

8. C

3. D

6. A

9. C

8. B

Exercícios complementares 1. A estrutura é denominada embrioblasto,

ou massa celular interna. As células-tronco adultas podem se diferenciar em novas células e regenerar áreas que foram lesionadas.

b) O DNA codificante será mantido no

núcleo do zigoto e replicado a cada divisão celular. Assim, no corpo do peixe paulistinha transgênico, 100% das células somáticas terão o DNA exógeno.

2. a) A sequência de bases do microRNA

será GUCA. O RNA transportador pode se ligar ao RNA mensageiro durante a síntese proteica.

10. a) Os processos são a transcrição e a

tradução. Na transcrição, a partir do gene é formado um RNA mensageiro, que sai do núcleo e vai para os ribossomos, onde ocorre a tradução, ou seja, a adição de aminoácidos de acordo com a sequência presente no RNA mensageiro, formando a proteína.

b) As CTEs são pluripotentes porque

podem dar origem a todos os tipos celulares do organismo, com exceção dos anexos embrionários e da placenta. As células-tronco iPS têm menos chance de rejeição no caso de transplantes, uma vez que elas são obtidas de células adultas do próprio paciente.

b) Sim. Como o gene foi introduzido

nos óvulos, com a ocorrência da fe­ cundação, todas as células dos des­cendentes, inclusive as células germinativas, apresentarão esse gene.

3. a) As células-tronco embrionárias podem

dar origem a todos os tipos celulares, incluindo os anexos embrionários (são totipotentes). Já as células-tronco adultas são multipotentes, isto é, podem se diferenciar apenas em determinados tipos de células.

11. Soma: 01 1 02 1 04 5 07

12. a) Promotores são segmentos de DNA

que antecedem a região codificante de um gene, e plasmídeos são pequenas sequências extracromossômicas de DNA circular bacteriano. A proteína GalP está na posição 1 do esquema, e a proteína Glk corresponde à posição 4.

b) As células-tronco embrionárias to-

tipotentes podem ser extraídas do embrião na fase em que ele apresenta até 16 células, e as pluripotentes podem ser extraídas da fase de blástula. c) A reprodução assexuada de plantas

por meio da estaquia é um exemplo de clonagem realizada pelo ser humano, uma vez que, a partir de fragmentos de caule, é possível formar novas plantas, que são geneticamente idênticas.

b) Uma possibilidade seria inserir, nas

duas espécies, genes que codificam as proteínas GalP e Glk, por meio de plasmídeos com DNA recombinante. Assim, mais glicose seria absorvida do ambiente e convertida em etanol pelos microrganismos.

4. Na clonagem reprodutiva, o objetivo é

criar um organismo completo (clone) a partir do zigoto formado pela fusão do núcleo com o ovócito anucleado. Assim, o embrião é inserido no útero de uma fêmea para que seja gestado. Já na clonagem terapêutica, o objetivo é usar células-tronco embrionárias para tratar doenças do indivíduo que doou o núcleo para formação do zigoto, procedimento que reduz chances de rejeição.

13. a) As células usadas na terapia são

retiradas do próprio paciente, então dificilmente seriam rejeitadas. A mitose é a divisão celular que promove a proliferação de células cancerosas. b) As proteínas de membrana são o

principal alvo das células CAR-T. Uma pessoa curada não poderá transmitir as células CAR-T aos descendentes por se tratarem de células somáticas, não células germinativas.

5. Soma: 01 1 08 5 09

6. a) Os plasmídeos possibilitam a produ-

ção da insulina pela bactéria, pois são modificados ao receberem o gene que codifica a insulina.

14. Soma: 04 1 08 5 12 15. A

b) A vantagem é que a proteína (insuli-

16. a) A vantagem para as bactérias é que

na) produzida pela bactéria é idêntica à insulina humana. Antigamente, era utilizada insulina de outros mamíferos, como porcos, a qual podia causar reações no organismo humano.

pode ocorrer a inativação de genes virais, evitando a reprodução desse vírus. A sequência de bases do RNA-guia deve ser complementar à do DNA: GGGAUAUCCC.

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-Cas9 ocorre porque há alteração na sequência de nucleotídeos do gene viral durante o reparo. Essa alteração pode promover mudanças nos códons e nos aminoácidos da proteína formada, que não realiza sua função. Nesse caso, o gene é silenciado. 17. a) A técnica utilizada é a transgenia,

que consiste na inserção de um gene de interesse de uma espécie em outra, que passa a produzir uma proteína exógena. No caso dos mosquitos modificados, foi introduzido um gene que codificou uma proteína capaz de matar seus descendentes. b) Para identificar se o gene de interesse

se ligou ao genoma do mosquito, é colocado no vetor um gene que sintetiza uma proteína responsável pela fluorescência, que atua como um marcador, assim, os ovos que emitem a luz fluorescente indicam descendentes que têm o gene que produz a proteína letal. Para saber se eles emitem luz fluorescente, é necessário iluminá-los com luz ultravioleta. 18. a) Sim, pois as bandas de DNA da

criança coincidem com as bandas de DNA da mãe e do pai, indicando o parentesco. b) A amostra de sangue recolhida deve

pertencer a uma terceira pessoa não identificada, já que o padrão de bandas de DNA não coincide com o da vítima nem com o do suspeito. 19. a) A prova pertence ao suspeito 3 (S3),

pois o padrão de VNTRs desse indivíduo é idêntico ao da prova (P). b) O material que pode ser coletado é

o DNA, que pode ser obtido de uma amostra de sangue, de células da mucosa bucal ou outros tipos celulares. c) Cada pessoa possui um padrão de

bandas específico, já que as sequências de VNTRs no DNA são exclusivos de cada um. Por esse motivo, esse tipo de análise permite a identificação de um indivíduo com alto grau de confiabilidade. 20. B 21. a) A alta temperatura rompe as ligações

de hidrogênio entre as bases nitrogenadas, separando as fitas do DNA. As polimerases adicionam novas bases nitrogenadas à sequência que se deseja ampliar. b) O coronavírus é um vírus de RNA. A

enzima transcriptase reversa possibilita a produção de uma molécula de DNA complementar (cDNA) a partir do RNA. Com o DNA, a reação de PCR pode ser realizada para a amplificação.

BNCC em foco 1. a) Os organismos que recebem o gene

de outra espécie são chamados de

transgênicos. Os segmentos específicos de DNA foram cortados com enzimas de restrição, também chamadas de endonucleases.

4. Caules aéreos: tronco, haste e es-

b) A chance de o filhote ser o portador

de substâncias e absorção de água e minerais.

tipe. Caules subterrâneos: rizoma e tubérculo. 5. a) Fixação da planta, armazenamento

do gene para ATT é 100%, pois a mãe transfere para ele seu cromossomo X contendo esse gene (XAATY). Esse filhote poderá contribuir para a produção de leite com a proteína ATT porque passará para as filhas fêmeas o cromossomo X contendo o gene para sua produção (XAAT).

6. a) Armazenamento de nutrientes. Ex.:

2. a) Na presença do extrato, a massa das

c) Trocas gasosas com a atmosfera. Ex.:

sacolas plásticas foi menor, o que indica que esse composto deve conter alguma enzima presente na lagarta, responsável pela degradação desse material, além do processo de mastigação. Seriam necessárias 100 horas para o extrato degradar todo o pedaço de PE (1,0 mg/cm²). b) A transgenia é a inserção de um

gene de uma espécie no genoma de um indivíduo de outra espécie. Para criar a bactéria transgênica para ser utilizada em processos industriais de reciclagem, deveria ser utilizado o gene que codifica a enzima PETase, responsável por fragmentar o PET. 3. a) A enzima que deve ser adicionada é

a DNA-polimerase, responsável pela replicação do DNA, para a formação de novas fitas. As enzimas de restrição cortam a sequência de DNA do gene recessivo em pontos específicos, gerando os fragmentos. b) Nas bactérias, enzimas de restrição

têm função de defesa contra os vírus bacteriófagos, pois clivam o material genético viral, impedindo sua replicação na célula. O genótipo do irmão 1 é bb, do irmão 2 é Bb e do irmão 3 é BB.

b) A: xilema; B: pelo absorvente; C: en-

doderme; D: periciclo. cenoura e batata-doce. b) Retirada de nutrientes das plantas

hospedeiras. Ex.: plantas parasitas. mangue-preto. 7. A: estigma (local onde o pólen germina);

B: ovário (envolve os óvulos e forma o fruto); C: pétala (atrai polinizadores e protege os órgãos florais internos); D: antera (produz pólen); E: sépala (protege os órgãos florais internos). 8. Frutos são órgãos provenientes do de-

senvolvimento do ovário que protegem as sementes e auxiliam a dispersão delas. 9. Pseudofrutos são estruturas carnosas

que não resultam do desenvolvimento do ovário, mas de outras parte da flor, como pedicelo, receptáculo e/ou tubo floral (ex.: maçã e morango). Frutos partenocárpicos se originam do ovário, porém sem a ocorrência de fecundação e, portanto, não possuem sementes (ex.: banana e uva Thompson). 10. A dispersão permite a ocupação de no-

vos ambientes e evita a competição dos descendentes entre si e com a planta-mãe. O vento e a água são fatores abióticos que atuam nesse processo.

Exercícios propostos 1. D 2. C 3. C 4. E 5. Soma: 01 1 02 1 04 5 07

Frente 2

6. D 7. A

Capítulo 16 Morfologia vegetal

8. C 9. E 10. B

Revisando 1. Órgãos vegetativos: raízes, caules e fo-

lhas. Órgãos reprodutivos: flores, frutos e sementes. 2. a) Fotossíntese, transpiração e trocas

gasosas. D: parênquima paliçádico; E: parênquima lacunoso. c) Espinhos, folhas insetívoras e brácteas. 3. a) Eudicotiledônea, já que os feixes

vasculares estão dispostos em anel. feixe vascular; B: C: floema; D: xilema.

12. B 13. A 14. C 15. D

b) A: cutícula; B: estômato; C: xilema;

b) A:

11. E

epiderme;

16. B 17. A 18. D 19. E 20. B 21. A 22. A

003048

b) A inativação causada pelo CRISPR-

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17. Soma: 01 1 02 1 08 5 11

23. C 24. E

18. Os frutos são órgãos que têm origem

25. E 26. E 27. C 28. E

Exercícios complementares 1. Soma: 01 1 02 1 04 1 16 5 23 2. Soma: 01 1 32 5 33

3. a) Em folhas da vitória-régia, os estôma-

tos se localizam na face superior, que está em contato com a atmosfera. A face inferior fica em contato direto com a água, ambiente em que a planta vive. b) Em folhas do ipê-amarelo, os estô-

no desenvolvimento do ovário da flor. Algumas frutas, como a maçã e o caju, não são frutos verdadeiros, já que suas estruturas carnosas surgem, respectivamente, do receptáculo e do pedicelo floral. Os frutos protegem as sementes e auxiliam na dispersão delas, processo fundamental para a diversificação das angiospermas. 19. a) A estrutura floral que origina o fruto

é o ovário. As aves auxiliam na dispersão de espécies ao comerem os frutos e eliminarem as sementes com suas fezes, geralmente em locais distantes da planta-mãe. b) As bananeiras comercializadas são

produzidas de maneira assexuada, por propagação vegetativa, pois o rizoma é usado para produzir novas mudas de plantas. Assim, a variabilidade genética entre essas plantas é extremamente baixa, o que as torna mais suscetíveis a alterações ambientais do que plantas que produzem sementes.

matos se concentram na face inferior, o que protege a planta da perda excessiva de água. O ipê-amarelo ocorre originalmente no Cerrado brasileiro, bioma com estação seca prolongada. 4. a) Raízes do tipo pneumatóforos são

características de plantas que crescem em solos pobres em oxigênio e encharcados, típicos de manguezais. Essas raízes têm geotropismo negativo, o que possibilita a obtenção de oxigênio atmosférico. b) As raízes do tipo pneumatóforos não

fixam o gás nitrogênio por não estarem associadas a bactérias fixadoras de nitrogênio. Como a entrada de água nas células ocorre por osmose, para que a planta Avicennia sp. possa absorver água do ambiente, a concentração de sais nos vacúolos deve ser maior que a concentração no meio externo. 5. Soma: 01 1 02 5 03

6. Soma: 02 1 04 1 08 1 16 5 30 7. D

8. Soma: 02 1 04 1 08 5 14 9. E

10. a) O fator que mais influencia a ger-

minação é a presença de água. As estruturas apontadas pela seta são pelos absorventes. b) O tecido de reserva das sementes

de angiospermas é o endosperma. A síntese de ATP ocorre por meio da respiração celular, que tem como substrato componentes resultantes da quebra de carboidratos e lipídios armazenados no endosperma. 11. D 12. Soma: 02 13. D

003048

14. Soma: 04 1 08 1 16 5 28

20. Soma: 01 1 04 1 16 5 21 21. Soma: 01 1 08 5 09

22. O pseudofruto é originado no re-

ceptáculo floral. O pseudofruto que concentra nutrientes pode ser ingerido por um animal dispersor, que elimina as sementes com as fezes longe da planta-mãe e contribui para a dispersão das sementes. 23. Soma: 04 24. Soma: 01 1 02 1 04 1 08 5 15 25. A

26. a) A semente é composta de casca (te-

gumento), embrião e endosperma (tecido nutritivo). b) A casca protege a semente contra

perda de água e invasão de patógenos; o embrião se desenvolve e forma uma nova planta; e o endosperma fornece nutrientes para o embrião durante seu desenvolvimento inicial. c) No feijão, as sementes não têm en-

dosperma, e os cotilédones armazenam os nutrientes que serão usados no desenvolvimento do embrião. 27. a) Os frutos são importantes para a pro-

teção das sementes, bem como para a dispersão delas no ambiente terrestre. O embrião é a estrutura que origina uma nova planta. b) O carbono radioativo seria encon-

trado apenas no cipó-chumbo, pois essa planta é parasita; logo, não realiza fotossíntese e retira matéria orgânica da planta hospedeira.

15. A

28. a) Na história evolutiva das plantas, as

16. B

gimnospermas (plantas que produzem

sementes sem frutos) surgiram antes das angiospermas (plantas que produzem frutos). Pensando no processo de coevolução entre animais e plantas, é plausível supor que a granivoria tenha surgido antes da frugivoria. b) Animais granívoros comem a semen-

te e matam o embrião da planta. Já animais frugívoros, em geral, comem o fruto e eliminam a semente com suas fezes, o que favorece a dispersão das sementes.

BNCC em foco 1. a) A planta 2, pois a cutícula é es-

pessa e diminui a perda de água por transpiração cuticular; o parênquima aquífero é um tecido de armazenamento de água; os estômatos numerosos na face abaxial protegem a planta contra perda de água por transpiração estomática. b) Nessas raízes, a cutícula é fina, o que

permite a absorção de nutrientes; o parênquima amilífero faz o armazenamento de amido; e estômatos estão ausentes, pois a cutícula fina permite que as trocas gasosas sejam realizadas pelas células epidérmicas. 2. a) A dispersão das sementes de pai-

neira ocorre por meio do vento. O inverno na região Sudeste é seco (há baixa incidência de chuvas), o que favorece a dispersão de sementes por meio do vento. b) Frutos carnosos e vistosos servem

de alimento para animais dispersores. Esses animais ingerem o fruto e, por meio das fezes, dispersam as sementes que não foram digeridas. 3. Soma: 01 1 32 5 33

Capítulo 17 Fisiologia vegetal I Revisando 1. O nitrogênio é componente estrutural

de ácidos nucleicos, proteínas, hormônios, ATP, clorofila e coenzimas; o potássio atua na abertura dos estômatos, no balanço osmótico e é cofator de diversas enzimas; e o fósforo é componente estrutural de ácidos nucleicos, fosfolipídios, ATP e várias coenzimas. 2. A hidroponia é uma técnica de cultivo

de plantas em soluções nutritivas sem solo. Suas principais vantagens são a redução no uso de pesticidas e melhora da qualidade da planta ( já que as plantas são cultivadas em ambiente controlado; e economia de água, uma vez que as taxas de evaporação, escoamento e percolação são extremamente reduzidas, e o excedente de água pode ser reaproveitado.

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13. B

Condições ambientais

Intensidade luminosa

Concentração de CO2

Suprimento de água

Comportamento dos estômatos

Alta

Aberto

Baixa

Fechado

Alta

Fechado

Baixa

Aberto

Alto

Aberto

hipertônicas. Com isso, a água sai das células estomáticas e entra nas células-guarda por osmose, abrindo o ostíolo.

14. C 15. D

b) O processo é a respiração celular,

16. E

que consiste na quebra da molécula de glicose para liberação de energia, formando gás carbônico, água e ATP.

17. D 18. A

8. a) A

26. A

transpiração está representada pela curva II, pois os estômatos estão abertos durante o dia, capturando CO2 com o qual realiza fotossíntese; porém, com os estômatos abertos, há também maior perda de água. A absorção de água está representada pela curva I, pois ocorre principalmente após a perda de água por transpiração.

27. D

b) De acordo com a teoria de Dixon

19. A 20. A 21. C 22. C 23. B 24. D 25. B

Baixo

Fechado

4. A: célula epidérmica; B: câmara subes-

tomática; C: xilema; D: célula estomática; I: água; II: gás carbônico. 5. A seiva mineral é composta de água e

sais minerais e transportada pelo xilema. 6. O fenômeno é a gutação, que consiste

na eliminação de água pelas folhas. Ele ocorre quando a planta tem hidatódios, está em solo bem hidratado e com atmosfera úmida. 7. Pressão de raiz: a seiva é empurrada

para cima pelas raízes. Teoria da transpiração-tensão-coesão-adesão: a seiva é puxada para cima pelas folhas. 8. A seiva orgânica é composta de água,

sais minerais e compostos orgânicos produzidos por meio da fotossíntese. O seu fluxo é bidirecional porque pode ser ascendente ou descendente, dependendo da localização das fontes e dos drenos de açúcares.

Exercícios complementares 1. a) A solução nutritiva fornece à planta

nutrientes minerais, como nitrogênio, fósforo e potássio, que regulam o metabolismo e compõem estruturas celulares e moléculas importantes. nente estrutural de proteínas e ácidos nucleicos. As proteínas participam de reações químicas e compõem várias estruturas celulares. Já os ácidos nucleicos (DNA e RNA) controlam o funcionamento das células e a síntese de proteínas.

10. O anelamento consiste na retirada do

b) As plantas citadas são angiospermas.

Exercícios propostos 1. C 2. A 3. C 4. D 5. C 6. C 7. C

As flores e os frutos são características encontradas apenas nesse grupo. 3. Soma: 01 1 02 1 32 5 35

4. No tratamento II, as plantas ficaram com

as folhas amareladas porque a solução nutritiva que elas receberam não tinha nitrogênio, macronutriente essencial para a síntese de clorofila. 5. Soma: 02 1 04 1 08 5 14

6. a) Como as vitórias-régias vivem em

Suprimento de água alto: aberto; su-

primento de água baixo: fechado. Concentração de CO2 alta: fechado;

concentração de CO2 baixa: aberto.

b) Quando há grande disponibilidade

hídrica no ambiente, os estômatos tendem a estar abertos, pois a água perdida na transpiração estomática é reposta pela absorção. Quando essa disponibilidade é baixa, o fechamento dos estômatos ajuda a evitar a perda de água pela transpiração. 10. A espécie B encontra-se em ambiente

quente e úmido, porque os estômatos permanecem abertos na maior parte do dia. Ao meio-dia, a concentração de K1 nas células da espécie A será menor, pois os estômatos estão com menor taxa de abertura. Nessa condição, as células estomáticas estão flácidas, reduzindo a abertura do poro estomático, pois perderam íons e água. 11. E

b) Ocorre saída de gás oxigênio e água

planta tende a permanecer com os estômatos fechados (gráfico III), o que reduz a perda de água por transpiração. A taxa de fotossíntese é maior em condições de maior disponibilidade de CO2, o que pode ocorrer com a abertura dos estômatos nos períodos de maior luminosidade (gráfico II).

9. C

7. a) Alta luminosidade, baixa concentra-

12. C

tensidade luminosa baixa: fechado.

12. a) Por volta de 14 horas. A absorção de

8. C

11. A

9. a) Intensidade luminosa alta: aberto; in-

ambiente aquático, seus estômatos passam a maior parte do tempo abertos, já que há grande disponibilidade hídrica, que compensa a perda da água pela transpiração estomática. no estado gasoso, e entrada de gás carbônico.

10. A

células-guarda estão túrgidas, ou seja, a água deve estar entrando nelas por osmose.

2. a) A hidroponia é uma técnica que culti-

devido ao desequilíbrio osmótico entre as fontes e os drenos de açúcar. anel da casca da planta que contém os vasos de floema, interrompendo o fluxo de seiva elaborada para as raízes da planta, que morrem pela falta de nutrientes. A morte das raízes interrompe o fluxo de seiva inorgânica para as folhas, que também morrem desidratadas.

c) Quando o estômato está aberto, as

b) O elemento é o nitrogênio, compo-

va as plantas em soluções nutritivas, fora do solo. O conteúdo que fica em contato com as raízes deve estar frequentemente circulando para manter a oxigenação do sistema radicular, garantindo a absorção de nutrientes por transporte ativo.

9. O transporte de seiva orgânica ocorre

(adesão-coesão-tensão), a perda de água pela transpiração foliar provoca o deslocamento da seiva inorgânica (coesão-tensão) nos vasos xilemáticos (adesão), fazendo com que a água presente no solo seja absorvida pelas raízes por osmose.

28. E

ção de CO2 e alta disponibilidade hídrica. Nessas condições, os estômatos abrem, devido ao fluxo de K1 para as células-guarda, tornando-as

água pelas raízes é diretamente proporcional à quantidade de estômatos abertos em uma planta. b) Em condições de estresse hídrico, a

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3.

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23/04/2024 11:31:30

ficou hipertônico em relação às células da raiz, que perderam água por osmose para o solo.

c) Plantas de sombra têm menor ponto

de compensação fótico (planta A). A planta B consome mais gás carbônico do que produz quando recebe intensidade luminosa acima do ponto de compensação fótico, que fica em torno de 3 horas de luz.

transporta seiva orgânica. pulgão (parasita) é beneficiado pela retirada de alimento (seiva orgânica) da planta (hospedeira). 22. a) O pulgão retirou substâncias do

floema. O isótopo de oxigênio será encontrado na sacarose, açúcar mais abundante na seiva orgânica. b) A taxa de fotossíntese é maior que

a taxa de respiração, pois todo o ramo permaneceu sob intensidade luminosa acima do ponto de compensação fótico. Os isótopos pesados de oxigênio foram incorporados às moléculas orgânicas, produzidas nas folhas. O oxigênio liberado na atmosfera pela fotossíntese é proveniente das moléculas de água, não das de gás carbônico.

14. E 15. Soma: 01 1 02 1 08 5 11

16. Soma: 01 1 16 5 17

17. a) Durante a noite, os ostíolos dos estô-

23. a) O papel celofane representa a mem-

brana plasmática. Ao ser mergulhada em água pura (uma solução hipotônica), a bolsa A (hipertônica) recebe água por osmose, e os glicídios são transportados pelo tubo em “U”, com a água, até a bolsa B.

matos estavam fechados. Com isso, houve redução no fluxo de entrada do dióxido de carbono no mesofilo. b) O fluxo de água foi medido pelo xile-

ma, vaso que conduz a seiva inorgânica. Além da hidratação, o tronco precisa de matéria orgânica, produzida na fotossíntese.

b) O experimento representa a condu-

ção de seiva orgânica pelo floema, processo que ocorre nas plantas vasculares, como as pteridófitas, as gimnospermas e as angiospermas.

18. a) Está representada a raiz, na zona

pilífera. b) O caminho A, representa a condução

via simplasto (por dentro das células) e o caminho B, via apoplasto (pelos espaços intercelulares).

25. C 26. a) Apenas a laranjeira vai morrer. Essa

trias de Caspary fazem com que a água que estava sendo absorvida via espaços intercelulares passe a ser conduzida por dentro das células, forçando a passagem dela pela seletividade da membrana plasmática. 19. a) O mecanismo ilustra a transpiração

b) Eudicotiledôneas geralmente têm me-

nas folhas e a condução da seiva bruta pelo processo de transpiração-tensão-coesão-adesão. b) Nessas condições, as trocas gasosas

são impedidas na folha, pois ela foi impermeabilizada. Com isso, a planta para de perder água por transpiração e não há o aumento de tensão superficial, que puxaria a bolha de ar para a esquerda, em direção às folhas. Em condições normais de transpiração, a tensão superficial criada levaria mais água para as paredes celulares das folhas, repondo seu volume perdido. 20. a) A absorção de água e minerais ocor-

re nos pelos absorventes, originados da epiderme. b) A seca fisiológica ocorre quando o 003048

24. B

planta é uma eudicotiledônea, e tem feixes vasculares dispostos em anel no caule. Com o anelamento, o floema é retirado, e a interrupção do fluxo de seiva orgânica para as raízes promove a morte desses órgãos por falta de nutrientes e, consequentemente, a morte da laranjeira.

c) A camada Y é a endoderme. As es-

solo tem água, mas a planta não consegue absorver. Nesse caso, devido ao sal da água mar, o meio externo

transpira mais que a floresta B; portanto, tem maior dependência da disponibilidade de água, já que precisa repor a água perdida. Além disso, na floresta A, durante a maior parte do ano, o nível de CO2 é menor que na floresta B, o que indica que a remoção desse gás pela fotossíntese é maior que a liberação pela respiração. Assim, a floresta A produz mais biomassa que a floresta B, pois a diferença entre a taxa de fotossíntese e a de respiração é maior.

b) A relação é de parasitismo, na qual o

b) Os estômatos permitem as trocas

gasosas entre a planta e o meio. Em uma atmosfera a 800 ppm de CO2, a espécie 2 tem maior eficiência no uso de água, já que apresenta menor abertura estomática relativa, o que diminui o processo de transpiração estomática da planta.

1. a) Os gráficos indicam que a floresta A

21. a) Os pulgões atingem o floema, que

13. a) A espécie 1 tem maior eficiência fo-

tossintética, já que, pelos gráficos, observa-se que, em diferentes concentrações de CO2, essa espécie apresenta maior taxa fotossintética.

BNCC em foco

b) Com menos chuvas, ocorreria o fe-

chamento dos estômatos e, com isso, a redução da transpiração e da fotossíntese, pela menor captação de CO2. Isso ocasionaria uma redução na umidade relativa do ar e no aumento da concentração de CO2. 2. D 3. A

Capítulo 18 Fisiologia vegetal II Revisando 1. Fitormônios são hormônios vegetais,

ou seja, moléculas sinalizadoras produzidas em uma região e transportadas para outras regiões, nas quais se ligam a receptores específicos nas células-alvo e geram respostas fisiológicas. Exemplos: auxinas, giberelinas, citocininas, ácido abscísico e etileno. 2. Alongamento celular, dominância apical,

queda das folhas, tropismos, herbicida e formação de raízes. 3. A poda das plantas na jardinagem

quebra a dominância apical, isto é, remove as gemas apicais caulinares que inibem o desenvolvimento das gemais axilares. Após a poda, as gemas axilares entram em atividade e formam novos ramos.

ristemas secundários, câmbio vascular e felogênio, responsáveis pelo crescimento secundário (em espessura) do caule. Essas estruturas estão ausentes nas monocotiledôneas, que, portanto, não têm crescimento secundário.

4. Alongamento caulinar, quebra da dor-

27. a) Em A, o tecido 1 (floema) transporta

5. O ditado popular é verdadeiro. A maçã

a seiva orgânica e o tecido 2 (xilema) transporta a seiva inorgânica. Com a retirada do floema, a seiva orgânica não chega até as raízes e isso causará a morte da planta. b) A seiva orgânica é transportada pelo

floema dos lugares onde ela é produzida para onde será consumida ou armazenada. Nesse vaso, há um gradiente de concentração de solutos, e eles são deslocados em massa pela diferença de pressão nos extremos dos vasos do floema. 28. Soma: 04 1 16 5 20

mência das sementes e crescimento de frutos. em decomposição produz etileno, hormônio gasoso que se difunde na atmosfera próxima ao local de origem, o que acelera o amadurecimento e o apodrecimento dos demais frutos ao seu redor. 6. O ácido abscísico (ABA) atua no meca-

nismo de fechamento dos estômatos. Quando a planta perde água, a concentração de ABA nas folhas aumenta, o que ativa o funcionamento dos canais de potássio nos estômatos. Com isso, os estômatos se fecham e a planta deixa de perder água por transpiração.

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tropismo negativo; raiz: fototropismo negativo e gravitropismo positivo.

transpiração aumenta a umidade no recipiente e torna o papel de cobalto mais rosado.

8. Os nastismos são movimentos vegetais

b) O ácido abscísico promove diminui-

que não dependem da origem do estímulo e, geralmente, são reversíveis. São exemplos a abertura e o fechamento dos estômatos, e das folhas da papa-moscas e da planta sensitiva.

ção na concentração de potássio nas células estomáticas, causando o fechamento dos estômatos. Consequentemente, reduz a perda de água pela transpiração.

9. Os tactismos são movimentos de des-

6. Auxina: atua na dominância apical, no

locamento de moléculas, organelas ou microrganismos, influenciados por estímulos ambientais (físicos ou químicos). São exemplos o fototactismo e o quimiotactismo.

alongamento celular, nos tropismos e no desenvolvimento de frutos. Giberelina: atua no alongamento caulinar, na quebra da dormência das sementes e no crescimento dos frutos. Citocinina: retarda o envelhecimento da planta e estimula divisões celulares em tecidos em crescimento. Etileno: induz o amadurecimento dos frutos e a queda das folhas. Ácido abscísico: bloqueia o crescimento das plantas durante o inverno, atua na dormência de sementes e no fechamento dos estômatos.

10. As plantas de dia curto florescem em

um tempo menor ou igual ao fotoperíodo crítico. As plantas de dia longo florescem em um tempo maior ou igual ao fotoperíodo crítico.

Exercícios propostos 1. B

4. D

7. B

10. A

2. D

5. D

8. B

11. C

3. A

6. E

9. B

12. A

13. Soma: 01 1 08 5 09 14. A

17. B

20. C

15. C

18. B

21. C

16. B

19. C



Exercícios complementares 1. a) A poda quebra a dominância apical,

diminuindo a concentração de auxina nas gemas axilares, que se desenvolvem e originam ramos laterais. b) O etileno promove amadurecimento

dos frutos e queda das folhas. 2. A 3. a) O procedimento 2. Os floricultores

realizam a poda constante para estimular a ramificação das plantas, que ficarão com mais galhos e, consequentemente, mais flores. Isso ocorre porque a poda retira a gema apical e, com isso, ocorre a quebra da dominância apical, fenômeno que inibe o desenvolvimento das gemas axilares. b) O procedimento 1. Nessa condição,

as gemas laterais (axilares) permanecerão em dormência, causada pela auxina que migra do bloco de ágar (análogo à gema apical) até elas. 4. a) O hormônio é a auxina, que é produ-

zida nas gemas apicais caulinares, nas folhas jovens e nas sementes. b) O estímulo ao desenvolvimento de

ramos laterais pode ser útil para fruticultores, já que mais flores – e, consequentemente, mais frutos – serão produzidos. 5. a) No recipiente 3, pois essas con-

dições estimulam a abertura dos estômatos, estruturas relacionadas com a transpiração vegetal. A

7. a) Auxinas artificiais são aplicadas em

flores não polinizadas para estimular o desenvolvimento dos ovários, sem que ocorra a fecundação. Estes se desenvolvem em frutos sem sementes (partenocárpicos). b) O ácido abscísico, produzido em

condições de estresse hídrico, atua nas células estomáticas promovendo a diminuição da concentração de potássio. Como consequência, os estômatos se fecham. 8. a) Reino Fungi. Os fungos são organis-

mos heterótrofos. b) O hormônio é o etileno. Uma medida

seria colocar os frutos em locais arejados, para dispersar o gás etileno, ou em ambientes com temperaturas baixas, para inibir a produção dele. 9. a) O fototropismo é regulado pelo hor-

mônio auxina, produzido pela gema apical da plântula. b) Sob uma fonte unidirecional de luz, a

auxina migra do lado iluminado para o não iluminado nas plântulas de trigo. No caule, o acúmulo de auxina estimula maior crescimento das células no lado não iluminado, causando curvatura dos caules em direção à luz, movimento conhecido como fototropismo positivo. 10. a) Auxinas são produzidas por gemas

apicais caulinares, folhas jovens e sementes em desenvolvimento. O transporte de auxina ocorre em direção descendente no caule, a partir das gemas apicais, fenômeno conhecido como transporte polar. b) O fototropismo é o movimento de

crescimento estimulado pela luz. Quando uma planta recebe luz unilateral, a auxina migra para o lado não iluminado. No caule, a auxina promove alongamento das células no lado

não iluminado (fototropismo positivo). Nas raízes, a auxina inibe o alongamento celular no lado não iluminado, e a raiz cresce na direção oposta à fonte de luz (fototropismo negativo). O gravitropismo é o movimento de crescimento estimulado pela gravidade. Colocando uma planta envasada na posição horizontal, o aumento na concentração de auxina no lado inferior do caule promove alongamento celular, e o caule se curva para cima (gravitropismo negativo). As células do lado superior da raiz, com menor concentração de auxina, alongam-se mais que as do lado inferior, e a raiz se curva para baixo (gravitropismo positivo). 11. a) O hormônio é a auxina, que promove

o alongamento das células. b) Com a remoção da gema apical, as

células das gemas laterais saem do estágio de dormência e entram em intensa atividade mitótica. Ocorre, portanto, a quebra da dominância apical. 12. a) O fitormônio é a auxina, cujo acúmulo

nas células na parte inferior do caule promove crescimento maior que na parte superior, causando a curvatura do caule para cima. Já na raiz, a concentração de auxina na parte inferior inibe o crescimento dessas células, mas as células da parte inferior, com menor concentração de auxina, continuam crescendo, causando curvatura da raiz para baixo. b) Os dois tropismos são o fototro-

pismo, determinado pela luz, e o gravitropismo, determinado pela gravidade. c) A auxina está relacionada com a for-

mação de frutos, a queda das folhas, a dominância apical e o alongamento da parede celular. 13. a) A substância é a auxina. Na presen-

ça de luz, a auxina migra para o lado não iluminado da planta, promovendo o crescimento das células nesse lado do caule e, consequentemente, a sua curvatura em direção à luz. b) O papel opaco impede a passagem

de luz e, portanto, a migração da auxina não ocorre. Assim, a planta terá crescimento vertical, pois a distribuição homogênea de auxina promove crescimento igual das células, independentemente da fonte de luz. 14. a) O movimento é chamado de sismo-

nastismo. b) Com o estímulo mecânico, ocor-

re diminuição na concentração de potássio (K1) nas células do lado superior do pulvínulo, que perdem água por osmose e se tornam flácidas. Essa redução de volume leva ao fechamento dos folíolos.

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7. Caule: fototropismo positivo e gravi-

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15. a) O transcrito é uma molécula de RNA

mensageiro, sintetizada a partir de um segmento do DNA (gene). A análise exclusiva dos transcritos não revela qual será a proteína produzida, pois pode ocorrer retirada de íntrons no processamento dos RNAs, o que altera os códons e a sequência de aminoácidos da proteína traduzida a partir deles. b) A planta A foi cultivada no espaço,

pois, na ausência de gravidade, as raízes cresceram em diversas direções (ausência de gravitropismo). Já a planta B foi cultivada na Terra, pois todas as raízes estão crescendo no sentido da força da gravidade (gravitropismo positivo).

a interrupção do escuro com um lampejo de luz faz com que ela não floresça, pois a luz faz o fitocromo inativo (vermelho curto) se converter em fitocromo ativo (vermelho longo), inibindo a floração. 20. a) A planta do experimento I é de dia

curto e apresenta fotoperíodo crítico de 14 horas, ou seja, floresce quando recebe luz abaixo de 14 horas por dia. b) A interrupção do escuro interferiu

na floração. A proteína se chama fitocromo. 21. a) Plantas A: plantas de dia curto (PDC).

Plantas B: plantas de dia longo (PDL). b) Para as PDC é o número mínimo de

horas de escuro necessário para floração, e para as PDL é o número máximo de horas de escuro.

16. a) A planta X florescerá nos fotope-

ríodos indicados pelo número 2, já que são menores que o fotoperíodo crítico de 14 horas de luz. Já a planta Y florescerá nos fotoperíodos indicados pelo número 3, já que são maiores do que o fotoperíodo crítico de 14 horas de luz. b) A planta da espécie X, de dia curto, já

que ela precisa de uma noite longa e ininterrupta para que ocorra a floração. 17. a) Em regiões próximas à linha do

Equador, o fotoperíodo é de aproximadamente 12 horas de luz e 12 de escuro. Então, não ocorrerá floração, já que se trata de uma planta de dia curto com fotoperíodo crítico de 6 horas de luz, ou seja, exposição à luz por 6h ou menos. b) Os floricultores conseguem produzir

flores o ano todo quando as plantas são cultivadas dentro de estufas, nas quais eles podem controlar o fotoperíodo recebido por elas. Plantas de dia longo, por exemplo, podem florescer mesmo no período de inverno (dias curtos), desde que a noite destas plantas seja interrompida com alguns minutos de exposição à luz artificial. 18. a) A floração dessa espécie é um fe-

nômeno fotoperiódico, determinado pelo período de exposição à luz. Ocorreu em janeiro no Brasil, pois as plantas receberam o mesmo fotoperíodo que as outras plantas da mesma espécie receberam em julho nos EUA. Esta planta é de dia longo (noite curta), pois floresceu no período de verão dos dois países. b) Fases: floração (polinização e fecun-

dação), frutificação (formação das sementes), dispersão das sementes e germinação das sementes. 19. a) A planta não floresce na situação 3.

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b) A planta em questão é de dia curto,

de acordo com o resultado observado na situação 2. Nessas plantas, o fitocromo ativo (vermelho longo) atua inibindo a floração. Dessa forma,

c) Em fotoperíodo de 12 horas de luz

e de escuro, condição em que o fotoperíodo crítico é atingido para ambas.

BNCC em foco 1. D 2. Soma: 01 1 02 1 08 5 11

3. a) A planta B tem maior probabilidade

de florescer no verão, quando o período de luz é maior que o período de escuro. No experimento 1, o flash de luz fará a planta A não florescer e a planta B florescer. b) A planta B, que é de dia longo, flores-

ce quando recebe fotoperíodo igual ou maior que o fotoperíodo crítico. As plantas de dia curto precisam ter noites longas ininterruptas para florescer. No período de escuro, o fitocromo ativo (FVL), que inibe a floração dessas plantas, é transformado em fitocromo inativo (FVC). A diminuição na concentração de fitocromo ativo é que permite a floração dessas plantas.

Frente 3

Capítulo 11 Controle endócrino Revisando 1. O sistema endócrino controla o me-

tabolismo por meio de mensageiros químicos, os hormônios, que chegam aos órgãos-alvo pela corrente sanguínea, desencadeando respostas, como sua estimulação ou inibição. 2. Quando há liberação de um hormô-

nio que estimula a produção de uma substância, por feedback negativo, o aumento da concentração dessa substância passa a inibir a secreção do hormônio. Já no feedback positivo, o estímulo é reforçado e gera uma resposta maior, como ocorre quando um

hormônio estimula a secreção de uma substância e essa substância estimula a secreção do hormônio. 3. A neuroipófise secreta o ADH (hor-

mônio antidiurético) e a ocitocina. A adenoipófise sintetiza e secreta o FSH (hormônio foliculoestimulante), o LH (hormônio luteinizante), o TSH (hormônio tireotrófico), o ACTH (hormônio adrenocorticotrófico), a prolactina e o GH (hormônio do crescimento). 4. O hipertireoidismo aumenta o metabolis-

mo, causando elevação da temperatura corporal e da pressão arterial, perda de peso, exoftalmia (olhos saltados), entre outros. O hipotireoidismo reduz o metabolismo, causando ganho de peso, redução da pressão arterial, letargia, intolerância ao frio, entre outros. 5. O iodo compõe os hormônios tri-iodo-

tironina (T3) e tiroxina (T4), produzidos pela glândula tireoide. A falta desse mineral impossibilita a produção suficiente de T3 e T4, levando ao hipotireoidismo. 6. O paratormônio (PTH) é liberado quan-

do a concentração de Ca21 no sangue está baixa. Esse hormônio degrada a matriz óssea e libera cálcio no sangue. Quando os níveis de Ca21 no sangue estão altos, a calcitonina é estimulada; ela inibe a liberação de cálcio dos ossos e aumenta a excreção desse mineral pelos rins.

7. O córtex das glândulas suprarrenais se-

creta os mineralocorticoides, como a aldosterona, e os glicocorticoides, como o cortisol. Já a medula dessas glândulas secreta a adrenalina e a noradrenalina. 8. O pâncreas é uma glândula mista por-

que desempenha função endócrina e exócrina. Ele tem células especiais que secretam os hormônios insulina e glucagon na corrente sanguínea, atuando como glândula endócrina, mas também possui células que produzem e secretam o suco pancreático no intestino delgado, atuando como glândula exócrina. 9. O aumento de glicose no sangue estimu-

la a liberação da insulina, que facilita a entrada desse carboidrato nas células, reduzindo a glicemia. Quando a concentração de glicose sanguínea fica abaixo dos valores de referência, ocorre a secreção do glucagon, que estimula a quebra do glicogênio, liberando mais glicose para o sangue e aumentando a glicemia. 10. O diabetes melito tipo 1 ocorre quan-

do o próprio sistema imune destrói as células beta do pâncreas, responsáveis pela produção de insulina, deixando a concentração de glicose sanguínea elevada – nesse caso, há necessidade de aplicação de insulina sintética. Já o diabetes melito tipo 2 não é dependente da insulina e ocorre quando as células não reconhecem esse hormônio, o que impede a absorção da glicose.

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3. a) O ADH está associado ao contro-

14. B

le neuroendócrino (3): é produzido pelo hipotálamo e secretado pela neuroipófise na corrente sanguínea. A insulina está associada ao controle endócrino (1): é produzido pelo pâncreas e liberado diretamente na corrente sanguínea. A acetilcolina está associada ao controle nervoso (2): trata-se de um neurotransmissor liberado por neurônios, que atua gerando uma resposta nas células-alvo.

15. A

1. A 2. E 3. E 4. C 5. B 6. A 7. A 8. C 9. C

16. I. Com o bloqueio da ação das proteí-

nas SGLT2, não há reabsorção de glicose para a corrente sanguínea, o que estabiliza os níveis de glicemia. II.  A insulina e o glucagon são produ-

zidos por células do pâncreas. A insulina facilita a absorção de glicose pelas células e o glucagon tem efeito inverso, estimulando liberação de glicose no sangue.

b) O controle nervoso é o de alta ve-

10. C

locidade. As células estimuladas geram impulsos nervosos que são conduzidos até um órgão efetuador de resposta. Ao atingir as terminações axônicas, há liberação de neurotransmissores que se ligam aos receptores de membrana da célula receptora do órgão-alvo.

11. C 12. A 13. A 14. B 15. C 16. A

4. A

17. B

5. E

18. A

6. a) O hormônio é o TSH (hormônio tireo-

19. C 21. A

trófico). O elemento mineral é o iodo, que compõe as moléculas dos hormônios T3 e T4.

22. E

b) Em dias frios, ocorre o aumento da libe-

20. A

24. C

ração de T3 e T4, o que aumenta a taxa metabólica e produz mais calor, ajudando na manutenção da temperatura.

25. A

7. a) O hormônio calcitonina, produzido

26. D

pela glândula tireóidea, é responsável por diminuir a concentração de cálcio no sangue.

23. D

27. B 28. D

b) O pré-pró-hormônio tem 110 ami-

noácidos, e cada aminoácido é codificado por um códon, composto de 3 nucleotídeos. No RNAm, são 110 códons e um códon de parada, totalizando 111 códons, que correspondem a 333 nucleotídeos.

Exercícios complementares 1. a) Com o aumento na produção de he-

mácias, há mais células disponíveis para transportar oxigênio para os músculos. Com isso, a produção de ATP pela respiração celular é maior, aumentando o desempenho físico dos atletas. b) O hormônio do crescimento (GH) é

produzido pela adenoipófise. A falta desse hormônio na infância pode causar nanismo. Já o excesso de GH durante a fase de crescimento causa gigantismo, e em adultos causa a acromegalia (crescimento das extremidades). 2. a) A queda de temperatura é percebi-

da pelo hipotálamo, que é ativado e estimula contrações musculares, que causam tremores aumentando a produção de calor, e a vasoconstrição, reduzindo a circulação de sangue na superfície e mantendo o calor nos órgãos internos. b) A neuroipófise armazena e libera

a vasopressina (ADH). Como esse hormônio aumenta a reabsorção de água nos rins, a inibição de sua produção diminui a quantidade de água reabsorvida e aumenta o volume de urina produzido.

17. C 18. A redução da glicemia ocorre devido

à insulina. Sob sua ação, as células do corpo aumentam a absorção da glicose que está no sangue. O indivíduo que apresenta rápida absorção intestinal de carboidratos apresentou maior liberação desse hormônio, pois sua concentração de glicose sanguínea diminuiu de forma mais rápida. O indivíduo portador da doença hepática terá sua glicogênese afetada, pois a produção e o armazenamento de glicogênio a partir da glicose sanguínea serão prejudicados. 19. O gráfico III corresponde ao indivíduo

com diabetes melito, pois apresenta baixa produção de insulina, o que mantém os níveis de glicose no sangue elevados. A insulina é produzida pelo pâncreas, cuja porção exócrina é responsável pela secreção do suco pancreático, que contém enzimas digestivas, no intestino delgado. 20. B 21. a) A digestão dos carboidratos se ini-

cia na boca e termina no intestino delgado. b) Ele poderia desenvolver diabetes

melito tipo 2. Nesse tipo de diabetes, a insulina continua sendo produzida, no entanto, as células passam a ter dificuldades para absorver a glicose devido a alterações na sinalização entre os receptores de insulina e o interior das células-alvo. No diabetes tipo 1, ocorre a destruição das células beta do pâncreas, reduzindo a produção de insulina.

8. Na tireoidite de Hashimoto, os anticorpos

destroem a enzima TPO, responsável pela produção dos hormônios T3 e T4; dessa forma, seus níveis estarão baixos em portadores não medicados. Nesses indivíduos, a hipófise não será inibida pelo T4, então se mantém produzindo o TSH, cujos níveis estarão elevados. 9. C 10. a) X corresponde à glândula tireóidea e

Y corresponde ao paratormônio (PTH). b) A calcitonina atua reduzindo a con-

centração de cálcio no sangue, promovendo a deposição de cálcio nos ossos, reduzindo a absorção de cál­ cio no intestino e diminuindo a reabsorção de cálcio nos rins. 11. Soma: 04 1 16 5 20

12. A

22. Soma: 04 1 08 1 16 5 28 23. D

24. Soma: 04 1 08 5 12 25. A 26. A 27. a) A pessoa C recebeu o diagnóstico

de diabetes melito, pois sua taxa de glicose sanguínea permaneceu mais elevada que as demais.

13. O hormônio é o cortisol, secretado

b) Em uma pessoa diabética, é o pân-

pelas glândulas suprarrenais. Esse hormônio estimula a gliconeogênese, processo no qual há produção de glicose a partir de proteínas e lipídios, o que justifica a perda de massa muscular.

creas que deixa de produzir insulina. A insulina, por ser uma proteína, quando ingerida in natura, é degradada no estômago pela ação da pepsina presente no suco gástrico.

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Exercícios propostos

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28. a) A doença é o diabetes melito tipo 1.

Com a destruição das células beta, a insulina deixa de ser produzida.

testosterona, enquanto as células de Sertoli apoiam, nutrem e protegem as espermatogônias.

b) Com a ausência das células beta e da

5. O sistema genital feminino é formado

insulina, o glicogênio deixará de ser produzido no fígado. Os vírus atuam como um vetor, pois são responsáveis por introduzir nessas células o gene que produz a molécula que impede a destruição das células beta.

pela vagina, pelo útero, pelas tubas uterinas e pelos ovários, onde são produzidos os gametas.

BNCC em foco 1. a) Os hormônios T3 e T4 têm iodo em

sua composição e dependem da presença desse elemento na dieta. De acordo com os gráficos do experimento, houve queda da concentração plasmática dos dois hormônios nos indivíduos com dieta sem iodo (DSI); no entanto, o hormônio T4 teve uma queda mais acentuada. b) Na ausência de iodo, a produção

do hormônio T4 diminui; em consequência, a adenoipófise aumenta a secreção de TSH, estimulando a tireoide a produzir esse hormônio. c) A carência de iodo pode diminuir a

produção dos hormônios da tireoide e, com isso, reduzir a taxa metabólica e causar bócio. 2. A 3. A produção do leite é estimulada pela

prolactina, hormônio produzido pela adenoipófise. A ejeção do leite é estimulada pela ocitocina, produzida pelo hipotálamo. Ambas as glândulas estão presentes nas mulheres transgêneros, pois são comuns aos dois sexos biológicos.

Capítulo 12 Reprodução humana Revisando

6. O FSH estimula o desenvolvimento do

folículo ovariano, que passa a produzir estrógeno. O LH estimula a ovulação e a formação do corpo lúteo, que passa a produzir progesterona. 7. O primeiro dia do ciclo menstrual é

aquele no qual ocorre a menstruação. A ovulação ocorre em torno do 14o dia do ciclo. O período fértil corresponde a cerca de três dias antes e três dias depois da ovulação. 8. A nidação é a fixação do embrião no

endométrio. O hormônio hCG é produzido pelo embrião e, posteriormente, pela placenta, por isso é um indicador da ocorrência de gestação. Se uma mulher não está grávida, não há produção de hCG em seu organismo. 9. Os métodos contraceptivos evitam uma

gravidez indesejada, pois impedem a liberação dos gametas, a fecundação ou a nidação do embrião no útero. Os únicos métodos contraceptivos que também são eficientes na prevenção de infecções sexualmente transmissíveis são os preservativos masculino e feminino. 10. a) DIU: o dispositivo intrauterino é intro-

duzido no útero e dificulta a chegada dos espermatozoides até as tubas uterinas, impedindo a fecundação ou a nidação. b) Pílula anticoncepcional: é composta de

hormônios que inibem a secreção de FSH e LH e, portanto, inibe a ovulação. c) Vasectomia: consiste na secção dos

1. Dos testículos, os espermatozoides

vão para os epidídimos, onde ocorre sua maturação e seu armazenamento. Por meio dos ductos deferentes, os espermatozoides são transportados até o ducto ejaculatório, que desemboca na uretra, e são eliminados pelo pênis na ejaculação.

d) Laqueadura tubária: consiste na sec-

ção e cauterização das tubas uterinas, impedindo o encontro dos gametas masculino e feminino.

Exercícios propostos

29. A

28. C

30. B

Exercícios complementares 1. a) As organelas são as mitocôndrias,

pois a execução dos movimentos ciliares necessita de ATP, produzido na respiração celular aeróbia. b) Os cílios (na traqueia) e os flagelos

(nos espermatozoides) são formados pela proteína tubulina, constituinte dos microtúbulos. Em um indivíduo que não produz essa proteína, as vias aéreas não serão devidamente limpas e os espermatozoides não conseguirão se deslocar. 2. a) Com a deleção do gene SRY, a crian-

ça formará as gônadas femininas, portanto seu fenótipo em relação aos órgãos genitais é feminino. b) A criança portadora da deleção do

SRY sofreu uma mutação durante seu desenvolvimento embrionário, já que apenas parte de suas células foi afetada. Caso a mutação tivesse ocorrido no espermatozoide ou no núcleo do zigoto, todas as células formadas teriam a deleção do gene SRY. 3. a) Ambas as divisões estão envolvidas.

As espermatogônias se dividem por mitose, crescem e originam os espermatócitos primários, células que passam pela meiose. b) O hormônio hipofisário inibido pela

elevação dos níveis de testosterona é o FSH (hormônio foliculoestimulante), que estimula a espermatogênese. Assim, a inibição da secreção de FSH resulta na interrupção da produção de espermatozoides. 4. O hormônio que promove a liberação

do ovócito secundário é o LH (hormônio luteinizante). Para que a divisão meiótica termine e o óvulo se forme, é necessário que ocorra a fecundação. O gameta feminino é uma célula com grande quantidade de nutrientes disponíveis, o que garante o desenvolvimento inicial do zigoto. 5. a) O período fértil corresponde aos dias

12, 13, 14, 15 e 16.

2. O LH estimula a produção da testoste-

1. C

14. E

rona, e o FSH estimula a formação dos espermatozoides.

b) Os hormônios que atingem seus ní-

2. C

15. E

3. E

16. A

4. B

17. B

5. E

18. E

6. B

19. B

veis mais altos no período fértil são o FSH e o LH, sendo que o último está em maior concentração, pois é o responsável pela ovulação. A progesterona atingirá seu nível mais alto depois da ovulação.

7. B

20. D

8. B

21. B

rina (número 5). A parede interna do útero é chamada de endométrio.

9. C

22. B

b) O número 2 indica o colo do útero,

10. A

23. B

11. E

24. B

12. C

25. C

13. A

26. D

que pode ser afetado pelo HPV, levando ao câncer de colo de útero. O meio ácido na vagina (número 3) auxilia no controle da proliferação de microrganismos patogênicos.

3. A próstata produz uma secreção que

age na neutralização do pH vaginal. As vesículas seminais produzem uma secreção que compõe a maior parte do sêmen e que contém compostos usados na nutrição dos espermatozoides. As glândulas bulbouretrais liberam uma secreção que neutraliza a acidez da uretra e auxilia na lubrificação desse canal. 4. A espermatogênese ocorre nos túbulos 003048

ductos deferentes, impedindo que os espermatozoides cheguem à uretra.

27. C

seminíferos presentes nos testículos. As células intersticiais (de Leydig) são responsáveis pela produção de

6. a) A fecundação acontece na tuba ute-

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b) O câncer de próstata pode causar

fase na qual começam a ser produzidos o FSH e o LH. Esses hormônios atuam nos ovários, estimulando a produção de estrógeno e progesterona, responsáveis pelas mudanças fisiológicas que ocorrem na puberdade, como o aumento das mamas, o surgimento de pelos nas axilas e na região genital e o início do ciclo menstrual.

compressão na uretra, canal que transporta a urina da bexiga urinária ao meio externo; por isso, pode causar dificuldade ao urinar ou micção dolorida.

8. Soma: 01 1 02 5 03

9. a) As principais glândulas envolvidas

são próstata e glândulas seminais; glândulas bulbouretrais produzem muco lubrificante. O pH do sêmen permite elevar o pH ácido da vagina, que é inadequado para a sobrevivência dos espermatozoides. b) Fora da cavidade abdominal a tem-

peratura é mais baixa e adequada à manutenção dos espermatozoides. A produção de testosterona ocorre nas células intersticiais. 10. a) O hormônio foliculoestimulante (FSH)

regula o amadurecimento dos folículos ovarianos e a produção de estrógeno. O hormônio luteinizante (LH) estimula a liberação do ovócito secundário (ovulação) e a formação do corpo lúteo, responsável pela produção da progesterona. b) O estrógeno e a progesterona são

produzidos pelos ovários, sendo que o primeiro é secretado pelos folículos ovarianos e o segundo, pelo corpo lúteo. Como esses hormônios são responsáveis pela manutenção do endométrio espesso e vascularizado, uma queda em seus níveis causa a menstruação, que é a descamação do endométrio. c) O hCG estimula o corpo lúteo a pro-

duzir progesterona, o que mantém a espessura do endométrio e, consequentemente, a gestação. 11. a) Cílios (nas vias respiratórias) e flage-

los (nos espermatozoides). b) Em uma mulher com a síndrome, os

cílios da tuba uterina não deslocarão o embrião em direção ao útero. Um homem com essa síndrome deverá recorrer a métodos de reprodução assistida, como fertilização in vitro.

14. a) A

menstruação ocorre após a ovulação, caso o ovócito não seja fecundado, e dá início a um novo ciclo menstrual. Portanto, M deve estar indicado na figura A após a degeneração do corpo lúteo, processo que reduz as concentrações de progesterona, causando a descamação do endométrio. Na figura B, a própria descamação do endométrio marca a posição em que a letra M deve ser indicada.

b) A ovulação ocorre devido a um au-

mento na concentração do hormônio luteinizante, então a letra O deve ser indicada ligeiramente à direita do pico de LH. c) Durante a gravidez, a alta concen-

tração de estrógeno e progesterona mantém os hormônios hipofisários (FSH e LH) inibidos, por meio de feedback negativo. 15. a) Os hormônios presentes no gel se-

rão lançados na corrente sanguínea pelo sistema endócrino e transportados pelo sistema cardiovascular até o órgão-alvo. O lipídio precursor da testosterona é o colesterol. b) O gráfico 2 representa o efeito espe-

rado do anticoncepcional masculino, pois a progestina deve bloquear a produção dos hormônios luteinizante (LH) e foliculoestimulante (FSH). 16. Soma: 04 17. a) No início do ciclo menstrual, há au­

mento da concentração de FSH, hormônio responsável por estimular o amadurecimento do folículo ovariano. b) A placenta produz o hCG, hormônio

que atua sobre o corpo lúteo. O corpo lúteo é responsável pela produção da progesterona e do estrógeno, que mantêm o endométrio espesso e vascularizado, características fundamentais para garantir a gestação. 18. a) Em plantas espermatófitas, o óvu-

mana), que pode ser detectado no sangue ou na urina.

lo é uma estrutura pluricelular (com tegumento e megasporângio) que contém a oosfera, o gameta feminino. Em animais, o mesmo termo é usado para designar o gameta feminino, constituído de uma célula.

b) Após o parto, há redução nos hormô-

b) O termo “ovulação” remete à libera-

nios esteroides, porque a placenta, responsável por produzir esses hormônios, é expulsa. Uma redução brusca e precoce nos níveis desses hormônios pode causar a descamação do endométrio, resultando em um aborto espontâneo.

ção do óvulo, mas a estrutura liberada é o ovócito II. Por isso, em algumas referências, usa-se o termo “ovocitação”. O óvulo só é formado na tuba uterina caso ocorra a fecundação.

12. a) O hCG (gonadotrofina coriônica hu-

13. a) O órgão X é o ducto deferente, e o

órgão Y é a glândula seminal.

secreção de FSH e LH e, consequentemente, a ovulação. O gel, ao ser aplicado nos canais deferentes nos homens, impede a chegada dos espermatozoides até o ducto ejaculatório, então não há gametas liberados na ejaculação. Em caso de gravidez, os embriões se implantam no endométrio, que é o revestimento interno do útero e que deve estar espesso e vascularizado para viabilizar a gestação. 20. a) A laqueadura é um procedimento

cirúrgico, que consiste em cortar e cauterizar ou amarrar as tubas uterinas. Esse procedimento evita que o espermatozoide chegue até o ovócito, impedindo a fecundação. b) Não, pois a laqueadura não impede

o contato entre os órgãos sexuais e suas secreções durante as relações, então existe o risco de transmissão de infecções sexualmente transmissíveis. 21. a) “As regras” referem-se à menstrua-

ção. A queda da progesterona causa a descamação do endométrio, o que faz com que a mulher menstrue. b) A ovulação ocorre em torno do

14o dia após o início da menstruação. Para estimar o período fértil, durante o qual deveria se abster de relações sexuais, Pombinha deveria considerar cerca de três dias antes e três dias depois do dia da ovulação. Isso porque o ovócito pode permanecer viável até o dia seguinte à ovulação e o espermatozoide pode permanecer viável no corpo da mulher por até 3 dias. Além disso, alterações hormonais podem mudar o dia da ovulação, antecipando-a ou atrasando-a, o que torna esse método pouco confiável.

22. a) Os preservativos. Eles armazenam os

espermatozoides liberados na ejaculação, impedindo que eles cheguem ao gameta feminino. Além disso, impedem o contato direto dos órgãos sexuais e dos fluidos corporais durante a relação sexual, prevenindo a transmissão de ISTs. b) Marta poderia estar usando o DIU de

cobre, que impede o encontro dos gametas, a fecundação e a implantação do embrião no útero. No entanto, ele não impede o contato com as secreções corporais do parceiro, então não previne a transmissão de ISTs. 23. a) A pílula do dia seguinte pode inibir

ou atrasar a ovulação, dificultar o transporte do ovócito pela tuba uterina ou impedir a nidação.

19. A pílula anticoncepcional feminina é

b) Se não for tomada em até 72 horas

constituída de hormônios, como estrógeno e progesterona. A manutenção do nível desses hormônios inibe a

após a relação sexual, a pílula perde sua eficácia, pois não tem como evitar a fecundação ou a nidação do embrião.

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7. A menina se encontra na puberdade,

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c) A dose hormonal da pílula do dia se-

guinte é muito elevada, o que pode causar desequilíbrio hormonal, devido ao excesso de progesterona, e outros efeitos colaterais. Além disso, o uso recorrente faz com que a pílula do dia seguinte perca a eficácia. 24. a) Na esfera social, a gravidez na

adolescência pode impossibilitar a finalização dos estudos ou forçar o ingresso precoce no mercado de trabalho para sustento do bebê. b) Na esfera biológica, a gravidez na

adolescência pode aumentar o risco de aborto espontâneo, hemorragias, infecções, eclampsia e diabetes gestacional. c) Na esfera psicológica, a gravidez na

adolescência pode aumentar o risco de depressão durante a gestação e o pós-parto, reduzir a autoestima e gerar conflitos com a família. 25. As

quantidades menores de medroxiprogesterona podem deixar a concentração desse hormônio baixa no sangue, impedindo que o FSH e o LH se mantenham inibidos, o que pode causar a maturação do folículo ovariano e a ovulação, trazendo o risco de ocorrer uma gravidez.

26. Soma: 01 1 02 1 08 5 11 27. Soma: 02 1 16 5 18

28. Soma: 01 1 02 1 08 5 11

BNCC em foco 1. D 2. C 3. a) A partir da década de 1980, campa-

nhas de conscientização passaram a enfatizar a importância do uso de preservativo nas relações sexuais como principal forma de evitar a transmissão do vírus HIV. b) Sendo 75,5 milhões o total de pes-

soas infectadas pelo vírus do HIV, a porcentagem de pessoas que morreram é de 43,2%.

Capítulo 13 Histologia animal Revisando 1. O tecido epitelial é formado por células

justapostas, com pouca matriz extracelular entre elas. Esse tecido reveste o corpo externa e internamente, recobrindo superfícies e cavidades dos órgãos e conferindo proteção a essas estruturas. Também secreta substâncias, formando o tecido epitelial glandular.

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2. As glândulas exócrinas liberam suas

secreções por meio de ductos para a superfície do corpo ou para dentro de cavidades, enquanto as endócrinas liberam seus hormônios diretamente na corrente sanguínea. Já as glândulas

mistas têm uma porção exócrina e uma endócrina. 3. O tecido conjuntivo é formado por células

dispersas na matriz extracelular, bastante abundante. Os fibroblastos secretam as fibras proteicas que compõem a matriz extracelular. Os macrófagos são células de defesa, responsáveis pela fagocitose de partículas estranhas ao organismo. As células mesenquimais são células-tronco, responsáveis pela reparação dos tecidos e pela diferenciação das células que compõem o tecido conjuntivo. 4. O tecido adiposo é responsável pela

reserva energética, pela proteção mecânica e pelo isolamento térmico. O tecido cartilaginoso tem como funções o suporte às estruturas do corpo, a resistência à tensão, a redução de atrito entre os ossos e o amortecimento de impactos.

Exercícios propostos 1. A 2. A 3. C 4. D 5. D 6. C 7. E 8. A 9. A 10. E 11. C 12. B 13. D 14. B 15. A

5. O tecido ósseo atua na sustentação do

16. B

corpo, na proteção dos órgãos vitais e na reserva de cálcio. Os osteoblastos secretam a matriz óssea; os osteócitos realizam a manutenção da matriz óssea; e os osteoclastos fazem a reabsorção da matriz óssea, atuando na remodelação dos ossos.

17. D

6. Os tecidos musculares são responsáveis

pela locomoção, pelos movimentos involuntários e voluntários, pelos batimentos cardíacos e atuam no controle térmico.

18. A 19. D 20. C 21. C 22. C 23. B 24. C 25. D

7. O tecido muscular estriado esquelético

26. B

possui estrias transversais e sua contração é voluntária. O tecido muscular cardíaco também possui estrias e sua contração é involuntária. O tecido muscular liso é de contração involuntária e não possui estrias transversais.

27. D 28. D

Exercícios complementares 1. a) Conforme as células se proliferam,

formados pela proteína actina, enquanto os filamentos espessos são formados pela miosina. As linhas Z limitam um sarcômero. A contração muscular na musculatura estriada esquelética consiste no deslizamento dos filamentos de actina sobre os de miosina, encurtando o sarcômero.

aumenta a distância entre as células das camadas internas e externas. Isso dificulta a chegada de O2, nutrientes e fatores de crescimento para as células das camadas internas e a saída de CO2 e resíduos, causando a morte delas. No corpo, os vasos sanguíneos transportam O2 e nutrientes e removem CO2 e resíduos de todos os tecidos.

9. As fibras esqueléticas de tipo I são de

b) As células de revestimento inter-

contração lenta e são pouco suscetíveis à fadiga, pois obtêm energia por meio da respiração celular. São ricas em mitocôndrias e em mioglobina. Já as fibras do tipo II são de contração rápida e fadigam mais facilmente, pois utilizam a glicólise como fonte de ATP. Têm menos mitocôndrias e menor quantidade de mioglobina.

no do intestino são justapostas, formando uma barreira física que impede a passagem de substâncias e partículas entre elas, e apresentam microvilosidades, que são especializações que aumentam a superfície de absorção de nutrientes.

8. No sarcômero, os filamentos finos são

10. Quando um neurônio motor é estimu-

lado, ele gera um potencial de ação que desencadeia a liberação do neurotransmissor acetilcolina na junção neuromuscular, isto é, a fenda sináptica entre ele e a célula muscular. Os neurotransmissores liberados se ligam aos receptores na membrana da fibra muscular, estimulando a contração do músculo esquelético.

2. A queratinização do tecido epitelial tor-

na as células mais resistentes ao atrito, o que permite a ingestão de alimentos mais ásperos e duros. Já os animais cujo epitélio esofágico não apresenta queratina têm alimentação baseada em alimentos macios, como a carne. 3. Soma: 02 1 08 5 10

4. Soma: 01 1 02 1 08 5 11 5. Soma: 01 1 02 1 04 5 07 6. Soma: 01

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7. a)  A pele humana é composta de te-

b) A gordura funciona muito bem como

cido epitelial, que tem pouca matriz extracelular, e de tecido conjuntivo, com maior quantidade de matriz extracelular.

isolante térmico, possibilitando a retenção do calor produzido pelo corpo de animais mamíferos, possibilitando a sobrevivência deles em regiões frias do planeta.

b) A regulação térmica pela pele pode

ocorrer por meio da dilatação dos vasos sanguíneos periféricos ou pela eliminação do suor, processo que ajuda na perda de calor pela evaporação da água. c) A pele é formada por diferentes tipos

de tecidos, como o epitelial de revestimento, o epitelial de secreção e o tecido conjuntivo. Além disso, possui terminações nervosas e vasos sanguíneos em sua estrutura. o

8. a)  A queimadura de 1

grau atinge a epiderme, classificada como um tecido epitelial estratificado pavimentoso. A epiderme é formada a partir da ectoderme. A de 2o grau atinge a derme, um tecido conjuntivo propriamente dito. A derme é originada da mesoderme.

13. Soma: 01 1 02 5 03

b) No organismo humano, são encontra-

dos os triglicerídeos, os fosfolipídios e os hormônios esteroides derivados do colesterol. 12. a) O tecido conjuntivo envovido no pro-

deixará de responder aos estímulos. Para que haja propagação do estímulo, o neurônio motor deve receber os neurotransmissores que desencadeiam a transmissão do impulso nervoso, o que não ocorrerá com os receptores bloqueados.

18. Os músculos abdominais são compostos

de tecido muscular estriado esquelético, com fibras multinucleadas e de contração voluntária. Já o coração é composto de tecido muscular estriado cardíaco, com fibras com um ou dois núcleos e de contração involuntária. Ambos os tecidos têm estrias transversais.

26. C 27. a) As funções dos músculos intrínsecos

oculares são a acomodação do cristalino e o fechamento e a abertura da pupila. b) A mioglobina armazena oxigênio nas

fibras musculares, garantindo aporte desse gás para a produção de ATP pelas mitocôndrias. Já a presença do retículo sarcoplasmático desenvolvido é fundamental para o armazenamento e o transporte de íons cálcio, imprescindíveis para a contração muscular.

19. B 20. D 21. a) A proposta não está de acordo com

nas que compõem uma miofibrila. Na placa motora, o neurônio motor libera acetilcolina, neurotransmissor para o qual há receptores específicos na membrana da fibra muscular. Ao ser captada pelos receptores, a acetilcolina desencadeia a contração muscular. 22. Soma: 01 1 02 1 04 1 16 5 23

28. a) O músculo que participa do peristal-

tismo é o liso, formado por células fusiformes, que possuem apenas um núcleo, apresentam discos intercalares e não apresentam estrias. b) Os músculos da perna comprimem as

veias, empurrando o sangue, que passa através de valvas, indo em direção ao coração. O fechamento das valvas impede o refluxo do sangue e faz com que ele circule em apenas um sentido.

BNCC em foco 1. C

2. E

3. C

003048

cesso de ganho de peso é o tecido adiposo.

b) A musculatura estriada esquelética

17. D

b) A actina e a miosina são as proteí-

serva energética, isolamento térmico e proteção contra choques mecânicos.

têm simetria bilateral. A concha calcária pode ser associada à proteção contra predadores.

16. A

11. a) As funções do tecido adiposo são: re-

10. C

25. a) Caramujos

15. Soma: 01 1 02 1 04 1 08 1 16 5 31

desidratação e ataques de agentes infecciosos, atua na regulação térmica do organismo e contribui para a excreção por meio da sudorese. 9. D

24. C

14. Soma: 02 1 08 5 10

a teoria da seleção natural, segundo a qual as pressões ambientais selecionam características que aumentam a capacidade de sobrevivência e o potencial reprodutivo das espécies. A miopatia de captura causa a morte rápida do animal, o que não pode ser considerada uma vantagem adaptativa.

b) A pele protege o organismo contra

23. Soma: 01 1 02 1 08 5 11

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Biologia – Frente 1 – Capítulo 13 Exercícios propostos 1. UFG-GO 2014 Leia as informações a seguir. Em uma dada espécie de abóbora, a interação de dois pares de genes condiciona a variação fenotípica dos frutos. Frutos na forma discoide são resultantes da presença de dois genes dominantes. A forma esférica deve-se à presença de apenas um dos dois genes dominantes. Já a forma alongada é determinada pela interação dos dois genes recessivos. De acordo com as informações, o cruzamento entre uma abóbora esférica duplo homozigota com uma abóbora alongada resulta, na linhagem F1, em uma proporção fenotípica de: a) 6/16 alongada. d) 16/16 alongada. b) 8/16 esférica. e) 16/16 esférica. c) 9/16 discoide. 2. Unioeste-PR Em abóboras, a cor do fruto é determinada por dois genes de segregação independente: os genótipos CC e Cc produzem frutos brancos, enquanto cc é necessário para produção de fruto colorido, cuja cor é determinada pelo segundo gene: cor amarela (VV e Vv) ou verde (vv). Do cruzamento de duas plantas brancas, heterozigotas para os dois loci, CcVv, serão produzidas a) 12/16 de plantas com frutos coloridos. d) 3/16 de plantas com frutos verdes. b) 1/16 de plantas com frutos amarelos. e) apenas plantas com frutos brancos. c) 3/4 de plantas com frutos brancos. 3. Enem PPL Após a redescoberta do trabalho de Gregor Mendel, vários experimentos buscaram testar a universalidade de suas leis. Suponha um desses experimentos, realizado em um mesmo ambiente, em que uma planta de linhagem pura com baixa estatura (0,6 m) foi cruzada com uma planta de linhagem pura de alta estatura (1,0 m). Na prole (F1) todas as plantas apresentaram estatura de 0,8 m. Porém, na F2 (F1 3 F1) os pesquisadores encontraram os dados a seguir. Altura da planta (em metros)

Proporção da prole

1,0

63

0,9

245

0,8

375

0,7

255

0,6

62

Total

1 000

Os pesquisadores chegaram à conclusão, a partir da observação da prole, que a altura nessa planta é uma característica que a) não segue as leis de Mendel. b) não é herdada e, sim, ambiental. c) apresenta herança mitocondrial. d) é definida por mais de um gene. e) é definida por um gene com vários alelos. 4. FGV-SP 2013 Em experimentos envolvendo cruzamentos de moscas Drosophila melanogaster, cujos alelos apresentam ligação gênica, estudantes analisaram insetos selvagens, insetos com asas vestigiais e insetos com corpo escuro. As características fenotípicas e genotípicas estão ilustradas no quadro a seguir.

Selvagem V_ E_

Asas vestigiais vv

Corpo escuro ee

(http://bioinfo.mol.uj.edu.pl/articles/Stozek07. Modificado)

O cruzamento entre moscas duplo heterozigotas, VE/ve, com duplo recessivas, ve/ve, para essas características gerou cerca de 4 800 descendentes. BIOLOGIA

FRENTE 1

1

Admitindo-se que não ocorreu permutação entre os alelos, espera-se que o número de descendentes selvagens; com asas vestigiais; com corpo escuro; e com asas vestigiais e corpo escuro seja, respectivamente, em torno de a) 3 600; 450; 450 e 300. b) 2 700; 900; 900 e 300. c) 2 400; 0; 0 e 2 400. d) 2 400; 1 200; 1 200 e 0. e) 1 200; 1 200, 1 200 e 1 200. 5. Acafe-SC 2014 Um cruzamento entre uma fêmea duplo-heterozigota (AaBb) com um macho duplo recessivo revelou a seguinte proporção genotípica entre os descendentes: 40% AaBb, 40% aabb, 10% Aabb, 10% aaBb. Assim, assinale a alternativa correta. a) Não há evidência que tenha ocorrido permutação na formação dos gametas. b) A segregação observada dos genes está de acordo com a Segunda Lei de Mendel. c) Os resultados indicam que os genes estão em ligação, a uma distância de 20 UR. d) O arranjo dos genes alelos na fêmea é trans (AB/ab).

Exercícios complementares 1. UEM-PR 2013 Sabendo que o tipo de crista em certas variedades de galinhas é condicionado por dois pares de alelos, R/r e E/e – que se segregam independentemente, mas que interagem entre si na produção da forma de crista. A interação entre os alelos dominantes R e E resulta em crista noz; entre o alelo dominante R e o recessivo e, resulta em crista rosa; entre o alelo recessivo r e o dominante E, resulta em crista ervilha; e entre os alelos recessivos r e e, resulta em crista simples. O cruzamento de uma galinha de crista rosa com um galo de crista ervilha resultou descendentes com crista simples. Com base nessas informações e em seus conhecimentos de genética, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01 A galinha tem o genótipo Rree. 02 A probabilidade de que esse cruzamento origine uma ave de crista noz é de 25%. 04 A probabilidade de que esse cruzamento origine uma ave com genótipo rrEe é de 50%. 08 O cruzamento entre os descendentes com crista noz resultará em 1/16 de aves com crista simples. 16 Quando dois ou mais pares de alelos interagem para expressão de uma característica, pode-se dizer que ocorre epistasia. Soma: 2. Uerj 2016 Admita uma raça de cães cujo padrão de coloração da pelagem dependa de dois tipos de genes. A presença do alelo e, recessivo, em dose dupla, impede que ocorra a deposição de pigmento por outro gene, resultando na cor dourada. No entanto, basta um único gene E, dominante, para que o animal não tenha a cor dourada e exiba pelagem chocolate ou preta. Caso o animal apresente um alelo E dominante e, pelo menos, um alelo B dominante, sua pelagem será preta; caso o alelo E dominante ocorra associado ao gene b duplo recessivo, sua coloração será chocolate. Observe o esquema.

bb

pelagem dourada

ee BB ou Bb

bb

pelagem dourada

pelagem chocolate

EE ou Ee BB ou Bb

pelagem preta

Identifique o tipo de herança encontrada no padrão de pelagem desses animais, justificando sua resposta. Em seguida, indique o genótipo de um casal de cães com pelagem chocolate que já gerou um filhote dourado. Calcule, ainda, a probabilidade de que esse casal tenha um filhote de pelagem chocolate. BIOLOGIA

FRENTE 1

2

3. UEL-PR 2014 Uma dada espécie vegetal caracteriza-se por apresentar tanto indivíduos com flores brancas quanto indivíduos com flores amarelas. Ao estudar o padrão de herança associado a esse fenótipo, um pesquisador verificou que se tratava de um típico caso de epistasia dominante. Sabe-se que o gene A codifica a enzima A, a qual catalisa a síntese do composto que dá a cor amarela às flores. Por outro lado, o gene epistático B codifica a proteína B, que atua como uma inibidora da reação catalisada pela enzima A, o que resulta em flores brancas. O pesquisador também verificou a existência dos alelos recessivos a e b, os quais codificam proteínas que não apresentam suas respectivas atividades. Em seu laboratório, o pesquisador realizou cruzamentos entre indivíduos de flores brancas, heterozigotos para os dois pares de alelos (AaBb). a) Qual proporção de indivíduos com flores amarelas é esperada na progênie do cruzamento realizado pelo pesquisador no laboratório? Demonstre como você chegou a esse resultado. b) Apesar de o padrão de herança indicar predominância de flores brancas, ao observar na natureza, o pesquisador verificou maior frequência de indivíduos de flores amarelas. Isso ocorre pelo fato de as flores amarelas serem mais atrativas para os insetos que atuam como agentes polinizadores. Quais benefícios esse processo de polinização (entomofilia) traz para ambas as espécies envolvidas? 4. UEM-PR 2017 Do cruzamento entre parentais duplo heterozigotos, para dois genes, encontrou-se a proporção fenotípica de 9 : 3 : 3 : 1. Com base nesta proporção fenotípica, assinale o que for correto. 01 Se duas características fenotípicas forem detectadas, simultaneamente, na proporção citada, é possível afirmar que se trata de um caso de segregação independente. 02 Os parentais têm genótipo AAbb 3 aaBB. 04 A proporção genotípica dos gametas dos parentais formados por mitose será diferente nos casos de segregação independente e de interação gênica. 08 Se somente uma característica fenotípica for detectada, na proporção citada, podemos afirmar que se trata de um caso de interação gênica. 16 Se três características fenotípicas forem detectadas, simultaneamente, na proporção citada, é possível afirmar que se trata de um caso de herança quantitativa ou poligênica. Soma: 5. USCS-SP 2016 Na gametogênese da maioria dos animais, verifica-se a redução da ploidia nas células em formação, assim como a segregação independente de genes alelos. Esses dois processos estão relacionados à diversidade genética das espécies. a) Por que é necessária a redução da ploidia no processo de formação dos gametas? Em que etapa da divisão celular (gametogênese) ocorre tal redução? b) Considerando o genótipo duplo heterozigoto AaBb e a ausência de permutação, indique os possíveis genótipos dos gametas gerados quando: 1) tais alelos estão em ligação gênica do tipo cis (AB/ab); e 2) quando estão localizados em diferentes pares de cromossomos homólogos.

BIOLOGIA

FRENTE 1

3

Biologia – Frente 1 – Capítulo 14 Exercícios propostos 1. UEM-PR 2017 Sobre os cromossomos humanos e assuntos correlatos, assinale o que for correto. 01 Os cromossomos sexuais são aqueles que possuem os genes que determinam exclusivamente o sexo. 02 As fêmeas são heterogaméticas e os machos homogaméticos. 04 Indivíduos contendo 22 pares de autossomos e um único cromossomo X serão portadores da síndrome de Turner. 08 Genes holândricos são aqueles presentes nos cromossomos X e que não possuem correspondentes no cromossomo Y. 16 As fêmeas são diploides com 2 cromossomos sexuais; e os machos, haploides com somente 1 cromossomo sexual. Soma: 2. UEPG-PR 2019 A visão em cores depende de pigmentos sensíveis à luz, presentes em três tipos de células especiais da retina (os cones). Em uma das formas do daltonismo, há dificuldade para distinguir entre certos tons de verde, amarelo e vermelho. Essa forma de daltonismo é provocada por um alelo recessivo ligado ao sexo (cromossomo X). Uma mulher de visão normal, cujo pai era daltônico, casa-se com um homem daltônico. Assinale o que for correto sobre a prole desse casal. 01 Esse casal apresenta 75% de probabilidade de gerar uma menina daltônica. 02 Todos(as) os(as) filhos(as) gerados(as) por esse casal serão daltônicos(as). 04 Somente os meninos, filhos desse casal, poderão apresentar o daltonismo. 08 Os genótipos desse casal podem ser representados da seguinte maneira: mulher (XDXd) e homem (XdY). 16 Esse casal poderá gerar filhos(as) com visão normal e filhos(as) daltônicos(as). Soma: 3. UFSC 2018 A distrofia muscular do tipo Duchenne é uma doença ligada ao sexo que causa problemas nas células musculares de forma progressiva e letal. Na genealogia abaixo, são mostrados indivíduos normais e um afetado pela doença. I 1

2

2

3

II 1

Com base na genealogia e sabendo-se que não ocorreu mutação e nenhum erro de segregação, é correto afirmar que: 01 o indivíduo I-1 pode ser heterozigoto para a doença. 02 o indivíduo I-2 é homozigoto. 04 o casal I-1 e I-2 tem 50% de chance de ter uma filha com a doença. 08 o indivíduo II-3 tem 50% de chance de ser heterozigoto. 16 a chance de o casal II-1 e II-2 ter um descendente com a doença é de 12,50% 32 o casal II-1 e II-2 não pode ter descendentes com a doença. Soma: 4. Uece 2019 A hemofilia é uma enfermidade recessiva ligada ao cromossomo e a calvície é uma característica autossômica dominante no homem e recessiva na mulher. Sabendo disso, considere o cruzamento entre os seguintes fenótipos: Cruzamento 1: XHXh 3 XhY Cruzamento 2: XCXc 3 XCYC

Assim, é correto afirmar que os genótipos de uma filha hemofílica do Cruzamento 1 e de um filho calvo do Cruzamento 2 são, respectivamente, a) (XHXh) e (XCYC ou XcYC) b) (XHXH) e (XcYC ou XcYc) c) (XhXh) e (XCYC ou XcYc) d) (XhXh) e (XCYC ou XcYC)

BIOLOGIA

FRENTE 1

4

Exercícios complementares 1. Uerj 2015 No heredograma a seguir, pode-se verificar a ocorrência de uma determinada síndrome genética. I 1

2

II 1

2

1

2

3

1

2

3

4

5

6

7

5

6

7

8

III 4

IV 3

4

5 indivíduos afetados

Identifique os tipos de herança genética associados a essa síndrome em relação a dois fatores: padrão de dominância e sexo. Em seguida, cite duas características representadas no heredograma que explicam esses tipos de herança genética. 2. Fuvest-SP 2014 Os genes que condicionam a visão para cores e a síntese da enzima G6PD (desidrogenase da glicose-6-fosfato) estão localizados no cromossomo X humano. O alelo recessivo d determina o daltonismo e o alelo recessivo g, a deficiência da enzima G6PD. No heredograma abaixo, o homem I-1 é daltônico e tem também deficiência da enzima G6PD. Sua mulher I-2 é homozigótica, com visão normal para cores, não tendo deficiência de G6PD. A filha II-1 desse casal casou-se com o homem II-2, que possui visão normal para cores e não tem deficiência de G6PD. Os quatro filhos desse casal (III-1, 2, 3 e 4) diferem entre si quanto aos fenótipos em relação à visão para cores e à síntese de G6PD. I 1

2

II 1

2

III 1

2

3

4

Com relação a essas características, a) quais são os genótipos de I-1 e I-2? b) quais são os genótipos de II-1 e II-2? c) que fenótipos e respectivos genótipos os filhos de II-1 e II-2 podem ter? d) explique como III-1, 2, 3 e 4 podem ter herdado genótipos diferentes. 3. Unesp 2014 A Distrofia Muscular de Duchenne (DMD) apresenta incidência de 1 a cada 3 500 nascimentos de meninos. É causada por um distúrbio na produção de uma proteína associada à membrana muscular chamada distrofina, que mantém a integridade da fibra muscular. Os primeiros sinais clínicos manifestam-se antes dos 5 anos, com quedas frequentes, dificuldade para subir escadas, correr, levantar do chão e hipertrofia das panturrilhas. A fraqueza muscular piora progressivamente, levando à incapacidade de andar dentro de cerca de dez anos a partir do início dos sintomas. Trata-se de uma doença genética, com padrão de herança recessivo ligado ao cromossomo X. Na maioria dos casos, a mutação responsável pela doença foi herdada da mãe do paciente (em geral, assintomática). (www.oapd.org.br. Adaptado.)

Considerando as informações do texto, explique por que as mulheres portadoras da mutação em geral são assintomáticas (não desenvolvem a doença). Se uma mulher portadora da mutação, assintomática, estiver grávida de um casal de gêmeos, e o pai das crianças for um homem não portador da mutação, quais as probabilidades de seus filhos desenvolverem a doença? Justifique. 4. Unesp 2016 Em moscas de frutas Drosophila melanogaster, o sexo é determinado segundo o sistema XY. A cor dos olhos nessa espécie é determinada por alelos localizados no cromossomo X. O alelo dominante B confere cor vermelha aos olhos da mosca e o alelo recessivo b, cor branca.

BIOLOGIA

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O cruzamento de uma fêmea de olhos vermelhos com um macho de olhos vermelhos resultou em uma geração constituída por 75% de indivíduos de olhos vermelhos e 25% de olhos brancos. Determine o genótipo da fêmea deste cruzamento e o sexo dos descendentes de olhos brancos. Em outro cruzamento, uma fêmea de olhos brancos foi fecundada por um macho de olhos vermelhos. Dos descendentes obtidos, foi realizado o cruzamento de uma fêmea com um macho, que deu origem a uma população de 100 indivíduos. Qual a porcentagem de machos de olhos brancos e a porcentagem de fêmeas de olhos brancos esperadas nessa população? 5. UFRGS 2017 No bloco superior abaixo, estão citados dois termos utilizados na determinação do padrão de herança monogênica nas famílias; no inferior, os critérios envolvidos na descrição dos termos. Associe adequadamente o bloco inferior ao superior. 1. Autossômica 2. Ligada ao X  Presença igual em homens e mulheres.  Transmissão direta de homem para homem.  Homens afetados terão todas as filhas afetadas, se a característica for dominante.  Mulheres afetadas terão todos os filhos homens afetados, se a característica for recessiva. A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é a) 1 – 2 – 2 – 1. c) 1 – 2 – 2 – 2. b) 1 – 1 – 2 – 2. d) 2 – 1 – 1 – 1.

e) 2 – 1 – 1 – 2.

6. Enem 2017 A distrofia muscular Duchenne (DMD) é uma doença causada por uma mutação em um gene localizado no cromossomo X. Pesquisadores estudaram uma família na qual gêmeas monozigóticas eram portadoras de um alelo mutante recessivo para esse gene (heterozigóticas). O interessante é que uma das gêmeas apresentava o fenótipo relacionado ao alelo mutante, isto é, DMD, enquanto a sua irmã apresentava fenótipo normal. RICHARDS. C. S. et al. The American Journal of Human Genetics, n. 4, 1990 (adaptado).

A diferença na manifestação da DMD entre as gêmeas pode ser explicada pela a) dominância incompleta do alelo mutante em relação ao alelo normal. b) falha na separação dos cromossomos X no momento da separação dos dois embriões. c) recombinação cromossômica em uma divisão celular embrionária anterior à separação dos dois embriões. d) inativação aleatória de um dos cromossomos X em fase posterior à divisão que resulta nos dois embriões. e) origem paterna do cromossomo portador do alelo mutante em uma das gêmeas e origem materna na outra.

BNCC em foco Analise o texto abaixo e responda à questão 1. O Parlamento Britânico aprovou, na tarde desta terça-feira, um procedimento de fertilização in vitro que usa gametas de três pessoas (duas mulheres e um homem) para gerar bebês. O assunto divide a sociedade, colocando de lados opostos críticos, entre eles a Igreja, para quem a novidade consiste em “design de bebês”, e cientistas entusiasmados com a hipótese de reduzir a incidência de crianças com doenças congênitas herdadas de suas mães. O procedimento foi aprovado por 382 votos a favor contra 128 em oposição ao tratamento. Durante o debate, parlamentares disseram que a técnica é uma “luz no fim do túnel para muitas famílias”. O procedimento ainda precisa ser aprovado pela Câmara Alta do parlamento e, se passar, o primeiro “bebê com três pais” pode nascer no Reino Unido no ano que vem. Uma das técnicas aprovadas consiste em transplante de núcleo entre dois óvulos. Uma mulher com DNA mitocondrial defeituoso tem o núcleo de seu óvulo removido. Este núcleo, carregando informações genéticas como altura, cor dos olhos e cor da pele, é então implantado no óvulo de uma doadora com DNA mitocondrial saudável, cujo núcleo foi previamente retirado. Este óvulo, com informações de ambas as mulheres, é, em seguida, fecundado pelo espermatozoide do pai. O embrião gerado tem 0,1% de DNA da doadora. Fonte: http://oglobo.globo.com/sociedade/saude/parlamento-britanico-aprova-procedimento-quepermitira-bebe-com-tres-genitores-15231386 EM13CNT304

1. OBB 2015 O novo procedimento aprovado na Inglaterra é importante pois o uso de óvulos de uma segunda mulher evita: a) doenças mitocondriais de origem materna. b) doenças mitocondriais de origem paterna. c) doenças mitocondriais de ambos os parentais. d) mutações nucleares de origem paterna. e) mutações nucleares de origem materna.

BIOLOGIA

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Biologia – Frente 1 – Capítulo 15 Exercícios propostos 1. Famerp-SP 2016 Analise a figura, que mostra o cariótipo de uma pessoa.

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X

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(www.downsyndromeaction.org)

Considerando apenas o cariótipo obtido, é correto afirmar que a análise corresponde a a) um homem com uma triploidia. d) um homem com uma monossomia. b) um homem com uma aneuploidia. e) uma mulher com uma poliploidia. c) uma mulher com uma trissomia. 2. Uece 2020 No que concerne à deriva genética, assinale a afirmação verdadeira. a) A longo prazo, a deriva genética aumenta a variabilidade genética, favorecendo a homozigosidade e, em populações pequenas, esse aumento ocorre mais rapidamente. b) A deriva genética ocorre em todas as populações de tamanho não infinito, mas seus efeitos são mais fortes em populações grandes. c) A deriva genética pode causar pequenos efeitos quando uma população tem o tamanho drasticamente reduzido por um desastre natural, efeito fundador, ou quando um pequeno grupo se separa da população principal para originar uma nova colônia, efeito gargalo. d) A deriva genética pode ser entendida como uma mudança nas frequências gênicas que se dá ao acaso, onde os alelos de um gene presentes em uma geração podem não estar presentes na mesma proporção na geração seguinte. 3. PUC-Rio 2017 Uma espécie de roedores apresenta uma característica determinada por um único locus gênico. Em uma população dessa espécie, há indivíduos com a característica dominante e recessiva numa proporção de 10:1, respectivamente. Entretanto, ocorreu um desastre ambiental que levou à morte todos os indivíduos com a característica recessiva, alterando bruscamente a frequência do alelo recessivo na população. a) Qual força evolutiva é responsável por essa alteração na frequência alélica? b) Pode-se afirmar que a frequência do alelo recessivo será zero após o desastre? Justifique. 4. Uerj 2019 Considere uma população de 200 camundongos que foi criada em laboratório e se encontra em equilíbrio de Hardy-Weinberg. A pelagem desses camundongos é determinada por dois genes, B e b. O gene B é dominante e determina a pelagem marrom; o gene b é recessivo e determina a pelagem branca. A frequência de indivíduos com o genótipo recessivo bb é de 16% nessa população. Sabe-se, ainda, que p representa a frequência do gene B e q a frequência do gene b. Em relação a essa população de camundongos, determine os valores de p e q e, também, o número de indivíduos heterozigotos. Em seguida, aponte uma condição necessária para que uma população seja considerada em equilíbrio de Hardy-Weinberg.

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Exercícios complementares 1. Enem 2016 Em um hospital, acidentalmente, uma funcionária ficou exposta a alta quantidade de radiação liberada por um aparelho de raios X em funcionamento. Posteriormente, ela engravidou e seu filho nasceu com grave anemia. Foi verificado que a criança apresentava a doença devido à exposição anterior da mãe à radiação. O que justifica, nesse caso, o aparecimento da anemia na criança? a) A célula-ovo sofreu uma alteração genética. b) As células somáticas da mãe sofreram uma mutação. c) A célula gamética materna que foi fecundada sofreu uma mutação. d) As hemácias da mãe que foram transmitidas à criança não eram normais. e) As células hematopoiéticas sofreram alteração do número de cromossomos. 2. UFPR 2016 Desastres em usinas nucleares, como os ocorridos em Chernobyl (1986) e Fukushima (2011), geram preocupa­ ção devido às grandes quantidades de material radioativo lançadas no ambiente. A radiação produz mutações, tendo efeitos sobre a hereditariedade. No caso das células do sistema reprodutor masculino, a duração dos efeitos depende do estágio da espermatogênese afetado pela radiação, podendo haver menor ou maior chance de a mutação causar efeitos transgeracionais (aparecer nas gerações futuras). O efeito da radiação será mais duradouro e será mais provável a observação de efeitos transgeracionais se a mutação ocorrer: a) nos espermatozoides. d) nos espermatócitos I. b) nas espermátides. e) nos espermatócitos II. c) nas espermatogônias. 3. Fuvest-SP 2016 A hemoglobina, proteína responsável pelo transporte de oxigênio dos pulmões para os tecidos do corpo, é produzida nas células precursoras das hemácias. A anemia falciforme é uma doença genética causada por alteração da hemoglobina. É determinada por mutação no gene HBB, que leva à substituição de um aminoácido: no lugar de um ácido glutâmico, a proteína tem uma valina. De células da mucosa bucal de uma pessoa com anemia falciforme, foram obtidos: • DNA do genoma total (DNA genômico) e

•

RNA mensageiro, que serviu de molde para a síntese do DNA complementar, pelo processo de transcrição reversa (RNA DNA).

a) A base nitrogenada trocada, que levou à substituição do aminoácido na hemoglobina, pode ser detectada no DNA complementar obtido a partir das células da mucosa bucal? Justifique sua resposta. b) Essa troca de bases pode ser detectada no DNA genômico obtido a partir das células da mucosa bucal? Justifique sua resposta. 4. UFSC 2019 Elizabeth, filha do Sr. José e da Sra. Maria, nasceu com múltiplas anomalias congênitas associadas a uma síndrome genética. No histórico familiar consta que a Sra. Maria teve um aborto prévio e que a sua irmã também teve dois abortos. O médico solicitou o cariótipo do bebê e dos seus pais para a análise. Os resultados revelaram: – Sr. José: cariótipo masculino normal: 46, XY – Sra. Maria: translocação balanceada entre os cromossomos 1 e 22 (Figuras B e C) – Elizabeth: produto de segregação não balanceado Figura: Representação dos cromossomos com padrões de bandeamento específicos (bandas claras e escuras). (A) os pares de cromossomos 1 e 22 do Sr. José; (B) os cromossomos 1, 22, der(1) e der(22) da Sra. Maria; (C) os processos de translocação entre os cromossomos 1 e 22: os locais onde ocorrem as quebras estão indicados pelas cabeças de setas; através de mecanismo de reparo do DNA, ocorre a junção das extremidades, formando dois cromossomos derivados, denominados “der (1)” e “der (22)”; (D) os possíveis gametas da Sra. Maria, que podem resultar em gametas balanceados (com todas as informações genéticas dos cromossomos 1 e 22) ou em gametas não balanceados (com a ausência de alguma informação genética do cromossomo 1 ou 22). O gameta que deu origem a Elizabeth está circundado. READ, Andren; DONNAI, Dian. Genética clínica: uma nova abordagem. Porto Alegre: Artmed, 2008, p. 43-45. [Adaptado].

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Sobre a estrutura dos cromossomos e o caso clínico acima, é correto afirmar que: 01 o gameta da Sra. Maria que deu origem a Elizabeth possui um segmento em excesso do cromossomo 1. 02 a causa mais provável do aborto prévio que a Sra. Maria teve foi a fecundação de um gameta com alteração cromossômica balanceada. 04 todas as alterações cromossômicas resultam em síndromes genéticas, especialmente as alterações estruturais. 08 o próximo filho da Sra. Maria, caso não ocorra aborto, tem 100% de probabilidade de apresentar malformações congênitas múltiplas. 16 os cromossomos são componentes celulares cuja estrutura química é constituída exclusivamente por uma longa molécula de DNA. 32 o caso de Elizabeth é um exemplo de aneuploidia, uma alteração cromossômica numérica. 64 o pai de Elizabeth foi responsável por 50% dos cromossomos com alterações estruturais que resultaram nas anomalias congênitas múltiplas da filha. Soma: 5. Enem 2015 A cariotipagem é um método que analisa células de um indivíduo para determinar seu padrão cromossômico. Essa técnica consiste na montagem fotográfica, em sequência, dos pares de cromossomos e permite identificar um indivíduo normal (46, XX ou 46, XY) ou com alguma alteração cromossômica. A investigação do cariótipo de uma criança do sexo masculino com alterações morfológicas e comprometimento cognitivo verificou que ela apresentava fórmula cariotípica 47, XY, +18. A alteração cromossômica da criança pode ser classificada como a) estrutural, do tipo deleção. b) numérica, do tipo euploidia. c) numérica, do tipo poliploidia. d) estrutural, do tipo duplicação. e) numérica, do tipo aneuploidia. 6. Fasm-SP 2016

21 de março é o Dia Internacional da Síndrome de Down A data foi instituída pela Organização das Nações Unidas (ONU) em 2006 e faz alusão ao fato de as pessoas com Síndrome de Down possuírem 3 cromossomos no par 21. Segundo o Ministério da Saúde, no Brasil, de cada 600 a 800 nascimentos, um é de portador da Síndrome de Down. (www.planetaeducacao.com.br. Adaptado.)

Considerando um casal cromossomicamente normal, explique: a) o evento que, na formação dos gametócitos secundários do pai ou da mãe, poderia levar à formação de uma criança com Síndrome de Down. b) como, ainda que os gametas produzidos pelos pais sejam cromossomicamente normais, o zigoto formado possa dar origem a uma criança com Síndrome de Down. 7. Unioeste-PR 2018 Em 1908, dois matemáticos – G.H. Hardy e W. Weinberg – comprovaram, teoricamente, o que aconteceria com a frequência de dois alelos “A” e “a” na ausência de fatores evolutivos. A partir desta afirmativa, assinale a alternativa CORRETA. a) Esta comprovação foi calculada em uma população pequena para que não houvesse erros de amostragem, os cruzamentos eram ao acaso, e não havia mutações nem migrações. b) Na comprovação matemática dos dois pesquisadores, eles atribuíram ao alelo “A” a frequência inicial p2 e ao seu alelo “a”, a frequência inicial q2. c) Assumindo-se também a 1a Lei de Mendel e os princípios da probabilidade, a proporção de indivíduos homozigotos dominantes na geração seguinte seria de 2p, assim como dos homozigotos recessivos seria 2q. d) A população hipotética pan-mítica não existe na realidade, pois sempre há fatores evolutivos ocorrendo em uma população, tais como mutação e seleção natural, mantendo-se assim a frequência dos alelos. e) A partir da população hipotética, foi possível caracterizar matematicamente que a evolução ocorre quando a frequência dos alelos de uma população se altera ao longo das gerações. 8. PUC-Rio 2017 Em uma população humana hipotética, em equilíbrio, composta por 10 000 indivíduos, constatou-se que a frequência de homozigotos recessivos “aa” é de 0,36. Considerando que se trata de um lócus bialélico, calcula-se que o número esperado de indivíduos heterozigotos do sexo feminino nessa população seja, aproximadamente, a) 1 600. d) 4 800. b) 1 800. e) 5 000. c) 2 400. BIOLOGIA

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9. UFSC 2019 População “A” em 1760

População “A” em 1850

População “C” em 2018

320 indivíduos AA

Total 5 500 indivíduos

Total 5 600 indivíduos

160 indivíduos Aa

Frequência dos alelos: “A” 5 0,1 “a” 5 0,9

Frequência dos alelos: “A” 5 0,4 “a” 5 0,6

20 indivíduos aa Migração em 1760 e surgimento de uma nova população (B)

Isolamento geográfico em 1860 População “B” em 2018

População “B” em 1760

150 indivíduos AA

População “D” em 2018

7 indivíduos AA

300 indivíduos Aa

340 indivíduos AA

5 indivíduos Aa

150 indivíduos aa

320 indivíduos aa As imagens dos insetos são puramente ilustrativas.

Calcule, segundo o teorema de Hardy-Weinberg, o número esperado de indivíduos heterozigotos na população “A” em 1850, conforme as informações apresentadas no quadro acima.

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Biologia – Frente 1 – Capítulo 16 Exercícios propostos 1. Enem 2014 Na década de 1990, células do cordão umbilical de recém-nascidos humanos começaram a ser guardadas por criopreservação, uma vez que apresentam alto potencial terapêutico em consequên­cia de suas características peculiares. O poder terapêutico dessas células baseia-se em sua capacidade de a) multiplicação lenta. d) diferenciação em células especializadas. b) comunicação entre células. e) reconhecimento de células semelhantes. c) adesão a diferentes tecidos. 2. UFRGS 2016 Observe a tira abaixo.

Fonte: Alexandre Beck. Zero Hora. 18 maio 2015.

Organismos transgênicos são aqueles que receberam e incorporaram genes de outras espécies. A aplicação da tecnologia do DNA recombinante na produção de alimentos apresenta várias vantagens, apesar de ser vista com cautela pela população. Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmações abaixo, referentes aos aspectos moleculares envolvidos no desenvolvimento de transgênicos.  Os vírus podem ser usados como vetores para DNA de eucariontes.  Os plasmídeos são bons vetores por apresentarem replicação dependente da replicação bacteriana.  As enzimas de restrição cortam o DNA em uma sequência de bases específica, chamada de sítio de restrição.  As bactérias são utilizadas para expressar os genes humanos, por apresentarem os mesmos íntrons de um gene eucariótico. A sequência correta de preenchimento, de cima para baixo, é a) V – F – V – F. c) F – V – V – F. b) V – V – F – V. d) F – F – V – V.

e) V – F – F – V.

3. Enem 2015 A palavra “biotecnologia” surgiu no século XX, quando o cientista Herbert Boyer introduziu a informação responsável pela fabricação da insulina humana em uma bactéria para que ela passasse a produzir a substância. Disponível em: www.brasil.gov.br. Acesso em 28 jul. 2012 (adaptado).

As bactérias modificadas por Herbert Boyer passaram a produzir insulina humana porque receberam a) a sequência de DNA codificante de insulina humana. d) o RNA mensageiro de insulina humana. b) a proteína sintetizada por células humanas. e) um cromossomo da espécie humana. c) um RNA recombinante de insulina humana. 4. Enem PPL 2019 Um herbicida de largo espectro foi desenvolvido para utilização em lavouras. Esse herbicida atua inibindo a atividade de uma enzima dos vegetais envolvida na biossíntese de aminoácidos essenciais. Atualmente ele é bastante utilizado em plantações de soja, podendo inclusive inibir a germinação ou o crescimento das plantas cultivadas. De que forma é desenvolvida a resistência da soja ao herbicida? a) Expondo frequentemente uma espécie de soja a altas concentrações do herbicida, levando ao desenvolvimento de resistência. b) Cultivando a soja com elevadas concentrações de aminoácidos, induzindo a formação de moléculas relacionadas à resistência. c) Empregando raios X para estimular mutações em uma variedade de soja, produzindo a enzima-alvo resistente ao herbicida. d) Introduzindo na soja um gene específico de outra espécie, possibilitando a produção da enzima de resistência ao herbicida. e) Administrando a enzima-alvo nos fertilizantes utilizados na lavoura, promovendo sua absorção pela espécie cultivada. BIOLOGIA

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Exercícios complementares 1. IFSC 2014 Pesquisadores da Universidade de Minesotta conseguiram demonstrar que células-tronco podem reparar danos cerebrais em ratos. O dano cerebral induzido na pesquisa levou os animais a perderem o controle das patas. Uma semana após o início do tratamento, as células-tronco começaram a assumir características das células cerebrais funcionais e os ratos recuperaram o movimento das pernas. Fonte: texto adaptado de WESTPHAL, S.P. Under your skin. New Scientist, v. 173, n. 2334, p.12, 2002.

Sobre células-tronco assinale a soma da(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01  Ao buscar células-tronco embrionárias, um pesquisador deverá retirar células que se encontram na fase final da organogênese, pois estas células já iniciaram seus processos de diferenciação. 02  As células-tronco são encontradas apenas nas fases iniciais do desenvolvimento embrionário, isto justifica a controvérsia existente em vários países quanto à permissão ou não do uso destas células em pesquisas. 04  Além das células-tronco embrionárias, existem células-tronco adultas, como as células da medula óssea vermelha. 08  Uma célula-tronco é caracterizada por ser haploide e ser originada através de divisões meióticas. 16  O que caracteriza uma célula-tronco é o fato de esta não ter sofrido diferenciação, conservando seu potencial de se transformar em qualquer célula do corpo. Soma: 2. UEM-PR Uma maneira de se obter o clone de um animal é transferir o núcleo de uma célula somática de um animal adulto Y para um óvulo de uma fêmea X da mesma espécie, do qual foi previamente eliminado o núcleo. O embrião resultante é implantado no útero de um animal Z (da mesma espécie), originando um novo indivíduo (clone). Sobre esse assunto, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01  O DNA nuclear do clone é igual ao do organismo Y. 02  O DNA mitocondrial do clone é igual ao do organismo X. 04  Clones genotipicamente idênticos terão os mesmos fenótipos por causa da ação do meio. 08  Clones naturais são comuns em esponjas. 16  Clone é o indivíduo originário de outro, de forma assexuada, com o mesmo patrimônio genético. Soma: 3. UFJF/Pism-MG 2017 O primeiro transgênico criado foi uma bactéria geneticamente alterada para produzir a insulina, em 1978. Em 1994, foi lançada a primeira planta transgênica aprovada para o consumo, um tipo de tomate, nos Estados Unidos. De lá para cá, o mundo viu um crescimento da comercialização de produtos que contêm genes modificados. Fonte: texto adaptado de http://www.uai.com.br/app/noticia/saude/2016/10/07/noticias-saude,194867/ alimentos-transgenicos-ocupam-gondolas-do-mercado-tire-suas-duvidas.shtml. Acessado em 15/10/16.

A produção dos transgênicos descrita no texto acima só foi possível devido à descoberta das enzimas de restrição. Essas enzimas podem cortar a dupla-hélice de DNA em pontos específicos. Um fragmento do DNA humano cortado com a enzima de restrição EcoRI pode ser ligado a qual tipo de ácido nucleico? Assinale a alternativa CORRETA: a) RNA viral sem cortes com enzimas de restrição. b) DNA bacteriano sem cortes com enzimas de restrição. c) RNA viral cortado com uma enzima de restrição diferente. d) DNA bacteriano cortado com a mesma enzima de restrição. e) DNA humano cortado com uma enzima de restrição diferente. 4. Unicamp-SP 2018 A estrutura química do composto puromicina é muito semelhante à estrutura de um RNA transportador. Em virtude dessa semelhança, os ribossomos de procariotos são capazes de interagir com a puromicina como se ela fosse um RNA transportador. O ribossomo catalisa a formação de uma ligação covalente entre a cadeia proteica em crescimento e a puromicina, se este composto estiver presente durante a tradução. Após tal evento bioquímico, novos aminoácidos não podem ser incorporados à cadeia da proteína. a) Por que a puromicina tem ação antibiótica sobre bactérias? Na presença de puromicina, a massa molecular média de uma dada proteína bacteriana será maior, igual ou menor em relação à massa média da mesma proteína na ausência do antibiótico? Explique seu raciocínio. b) A puromicina também é utilizada para transgenia. Neste caso, um gene que codifica uma enzima capaz de destruir a puromicina é adicionado, juntamente com o gene de interesse do pesquisador, ao genoma de células cultivadas in vitro. Na presença de puromicina, a taxa de sobrevivência de células que receberam esses genes será igual, maior ou menor em relação à sobrevivência de células não modificadas? Explique seu raciocínio.

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5. Fuvest-SP 2017 A produção de insulina humana para o tratamento do diabetes pode ser feita, inserindo-se, em bactérias, a sequência de nucleotídeos correspondente à cadeia polipeptídica desse hormônio. a) Por que é possível sintetizar uma proteína humana, a partir de sequência de nucleotídeos específica humana, utilizando a maquinaria da bactéria? b) Para a produção de insulina, a sequência de nucleotídeos inserida na bactéria pode ser idêntica à do gene humano, contendo íntrons e éxons? Justifique sua resposta. 6. Uerj 2018 Por meio de técnicas desenvolvidas pela engenharia genética, é possível alterar o DNA das células. Uma dessas técnicas se baseia na utilização de vírus, manipulados por meio de duas enzimas: uma responsável pelo corte do material genético viral em pontos específicos e outra pela inserção de genes de interesse no vírus. Indique a característica dos vírus que justifica sua utilização na alteração do DNA das células. Em seguida, nomeie as duas enzimas referidas acima, indispensáveis para esse procedimento. 7. Unicamp-SP 2018 Dados genéticos podem ser utilizados para estudar populações de uma espécie no ambiente natural. Por exemplo, amostras de DNA podem ser coletadas para identificar espécies, estimar tamanhos populacionais ou identificar indivíduos. Um pesquisador coletou duas amostras de fezes em uma localidade na Índia e sequenciou parte do gene Gapdh dos DNAs extraídos a partir delas. Como resultado, foram obtidas as sequências abaixo (apenas uma das fitas do DNA é mostrada). Amostra 1

5’ ACAGGATCCAATAACCCCGCAGGAATGGTG 3’

Amostra 2

5’ ACAGGATCCAATAACCCCTCACGAATGGTG 3’

As sequências da mesma região do gene Gapdh nos genomas do tigre de Bengala (Panthera tigris) e do leopardo (Pathera pardus) são: Panthera tigris

5’ ACAGGATCCAATAACCCCGCAGGAATGGTG 3’

Panthera pardus

5’ ACAGGATCTAACAACCCCGCAGGAATAGTA 3’

a) De posse desses dados, responda: as amostras de fezes 1 e 2 pertencem, com maior probabilidade, a tigres de Bengala ou a leopardos? As amostras 1 e 2 pertencem ao mesmo indivíduo ou a dois indivíduos diferentes? Justifique sua resposta. b) Um crítico argumentou que o trabalho do pesquisador não era válido, pois as sequências do gene nuclear Gapdh foram obtidas a partir de amostras de fezes. Segundo o crítico, material genético nuclear de felinos só poderia ser extraído com qualidade a partir de hemácias (eritrócitos) coletadas dos animais. Quem tem razão, o pesquisador ou o crítico? Justifique. (Fonte: J. Bhagavatula e L. Singh. BMC Genetics, Londres, v. 7, p. 48, out. 2006.)

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Biologia – Frente 2 – Capítulo 16 Exercícios propostos 1. Udesc 2016 Fornecer suporte às folhas e transporte das seivas bruta e elaborada são as principais funções dos caules. Analise as proposições em relação à informação. I. O caule do tipo volúvel é um caule aéreo, ereto e lenhoso, a exemplo, uva, chuchu e feijão. II. O caule do tipo colmo é um tipo de caule lenhoso e rastejante no qual são nitidamente observadas as regiões de nó e interno, a exemplo, palmito e coqueiro. III. O caule do tipo rizoma é um caule subterrâneo com desenvolvimento perpendicular à superfície, a exemplo, batata-inglesa, cenoura e aipim. IV. O caule do tipo bulbo é um caule subterrâneo, de tamanho reduzido e envolvido por folhas modificadas, a exemplo, cebola e alho. V. O caule do tipo estipe é um caule com muitos galhos e lenhoso, a exemplo, laranjeira e coqueiro. Assinale a alternativa correta. a) Na afirmativa IV a descrição do caule está correta, assim como os exemplos deste tipo de caule. b) Na afirmativa I a descrição do caule está correta, assim como os exemplos deste tipo de caule. c) Na afirmativa II a descrição do caule está correta, porém os exemplos são de outro tipo de caule. d) Na afirmativa III a descrição do caule está correta, assim como os exemplos deste tipo de caule. e) Na afirmativa V a descrição do caule está correta, porém os exemplos não são deste tipo de caule. 2. Enem Libras 2017 Os manguezais são considerados um ecossistema costeiro de transição, pois são terrestres e estão localizados no encontro das águas dos rios com o mar. Estão sujeitos ao regime das marés e são dominados por espécies vegetais típicas, que conseguem se desenvolver nesse ambiente de elevada salinidade. Nos manguezais, é comum observar raízes suporte, que ajudam na sustentação em função do solo lodoso, bem como raízes que crescem verticalmente do solo (geotropismo negativo). Disponível em: http://vivimarc.sites.uol.com.br. Acessos em: 20 fev. 2012 (adaptado).

Essas últimas raízes citadas desenvolvem estruturas em sua porção aérea relacionadas à a) flutuação. b) transpiração. c) troca gasosa. d) excreção de sal. e) absorção de nutrientes. 3. UFRGS 2017 Em relação às raízes de Angiospermas, é correto afirmar que a) são as responsáveis pela nutrição orgânica das plantas. b) absorvem macronutrientes como o manganês (Mn). c) têm o câmbio fascicular como o responsável pelo crescimento em altura. d) apresentam epiderme e mesofilo altamente diferenciado. e) têm pelos absorventes como os principais responsáveis pela absorção de água e sais minerais.

Exercícios complementares 1. UEM-PR 2013 O caule liga e integra raízes e folhas, tanto do ponto de vista estrutural como do funcional. Sobre esse órgão, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01 Nos caules que apresentam crescimento secundário, o câmbio vascular produz xilema para o lado interno e floema para o lado externo, aumentando a espessura do mesmo. 02 Periderme é o tecido de revestimento dos caules jovens e apresenta estômatos que ajudam nas trocas gasosas. 04 Mandioca é um caule subterrâneo que se desenvolve paralelamente à superfície da terra. Dele podem emergir folhas aéreas ou ramos caulinares. 08 Xilema ou lenho é o tecido vascular responsável pelo transporte de água e de sais minerais e é constituído por elementos de tubo crivado e de células crivadas. 16 Estipe é um tipo de caule aéreo, ereto, com nós e entrenós e com folhas apenas no ápice. Soma: BIOLOGIA

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2. UFG-GO 2013 A Amazônia é uma floresta distribuída em diversos tipos de ecossistemas, desde florestas fechadas de terra firme, que abrigam várias espécies epífitas, até várzeas ribeirinhas, campo, igarapés e manguezais. Essa dimensão de distribuição das espécies vegetais é possível por causa de estruturas e de órgãos adaptados às condições específicas de cada ecossistema. Considerando-se o assunto, explique as adaptações do sistema radicular de epífitas e das plantas de manguezais no que se refere à captação de água e oxigênio, respectivamente. 3. FMJ-SP 2016 A figura ilustra algumas das principais partes da raiz de uma planta eudicotiledônea.

2

1 a) Indique as funções das estruturas apontadas pelos números 1 e 2, respectivamente. b) No interior da raiz existe a endoderme, formada por células bem unidas entre si e dotadas de reforços impermeáveis, chamadas estrias de Caspary. Explique a vantagem desses reforços impermeáveis que auxiliam na principal função da raiz. 4. UEPG-PR 2017 Considerando algumas adaptações presentes nas plantas, assinale o que for correto. 01 As raízes respiratórias, ou pneumatóforos, são raízes aéreas que ocorrem em algumas plantas que vivem em solos pobres em oxigênio, comum em manguezais brasileiros. O processo de aeração pode ocorrer por meio de pequenos orifícios (pneumatódios). 02 O cladódio é um caule aéreo modificado, com função fotossintetizante e, em algumas espécies, também de reserva de água. Tem-se como exemplo o cacto, cujo caule é sempre verde e apresenta folhas atrofiadas em forma de espinhos, reduzindo a perda de água por transpiração. 04 O tubérculo é um caule subterrâneo adaptado à reserva de material nutritivo. Como exemplo, podemos citar a batata (Solanum tuberosum). 08 Os haustórios são folhas modificadas presentes na base das flores. Podem ser coloridas, devido a presença de pigmentos, atuando assim como estruturas de atração para os agentes polinizadores. Soma: 5. UnB-DF 2021 No poema “Meus oito anos”, de Casimiro de Abreu, o eu lírico expressa a saudade que sente da sua infância, dos dias tranquilos e belos que viveu. Na primeira estrofe, apresentada a seguir, ele se refere a flores, bananeiras e laranjais. Que amor, que sonhos, que flores, Naquelas tardes fagueiras À sombra das bananeiras, Debaixo dos laranjais!

Oh! Que saudades que tenho Da aurora da minha vida, Da minha infância querida Que os anos não trazem mais!

Com relação às plantas citadas nesse fragmento do poema, sua estrutura e sua reprodução, julgue os itens seguintes. Nas flores das laranjeiras, ocorre a polinização cruzada, realizada principalmente pela mosca doméstica, aumentando significativamente a produção de frutos. Os pontos pretos presentes na polpa da banana correspondem aos resquícios dos óvulos não fecundados. 6. FMJ-SP 2017 A imagem é uma fotografia ampliada de uma pequena área da superfície de um morango, onde estão indicadas três estruturas presentes na fruta. a) A estrutura 2 é uma parte remanescente da flor, ainda ligada à estrutura 1. Como são denominadas as estruturas 1 e 2? b) Explique a importância da estrutura 3 na relação com espécies animais. Como essa relação contribui para o sucesso evolutivo do morangueiro?

1

2

3

(www.pinterest.com. Adaptado.)

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BNCC em foco EM13CNT304

1. OBB 2017 O professor Shesterson Aguiar explica a diferença entre fruto, fruta e pseudofruto. Fruto é o termo botânico aplicado ao órgão que tem função de proteger e disseminar sementes. Fruta é termo popular aplicado aos frutos doces e comestíveis, como banana e uva, mas não é aplicado ao tomate, que é um fruto, mas não é doce. Pseudofruto é estrutura carnosa que não se origina do ovário da flor, mas de outras partes florais, como o caju. Disponível em: http://g1.globo.com/educacao/noticia/2011/01/entenda-diferenca-entre-fruto-fruta-e-pseudofruto.html. Acesso em: 27 fev. 2023.

Como se pode notar o termo “fruta”, não apresenta um significado botânico, ficando restrito ao conhecimento popular. Analise os itens a seguir: I. Toda “fruta” na realidade é um fruto, conforme foi mencionado no texto, mas nem todo fruto é uma fruta. Não existem casos de pseudofruto que são denominados popularmente de “frutas”. II. A uva é uma fruta verdadeira, porém a banana é fruto partenocárpico e é considerado, portanto, um pseudofruto. III. Na maçã e na pera a parte comestível corresponde ao receptáculo floral, enquanto no caju corresponde ao pedúnculo floral. Por conta disso, são considerados pseudofrutos. É possível afirmar que: a) Todos os itens estão corretos. b) Apenas I e III estão corretos. c) Apenas II e III estão corretos.

d) Apenas II está correto. e) Apenas III está correto.

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Biologia – Frente 2 – Capítulo 17 Exercícios propostos 1. Uefs-BA 2018 Em um experimento, as plantas de soja 1 e 2 foram cultivadas em condições ambientais diferentes apenas em relação à luminosidade e à disponibilidade de água. A figura mostra um estômato da planta 1 e um estômato da planta 2. Planta 1

Planta 2 núcleo cloroplastos vacúolo célula-guarda parede celular

ostíolo

(www.biogychamps.com Adaptado)

A comparação entre os estômatos das plantas 1 e 2 permite afirmar que a) a planta 1 foi cultivada em ambiente iluminado, com disponibilidade de água, e apresentou maior fluxo de seiva bruta. b) a planta 2 foi cultivada em ambiente iluminado, com disponibilidade de água, e apresentou menor fluxo de seiva bruta. c) a planta 1 foi cultivada em ambiente escuro, com escassez de água, e apresentou menor fluxo de seiva bruta. d) a planta 2 foi cultivada em ambiente escuro, com escassez de água, e apresentou maior fluxo de seiva bruta. e) a planta 1 foi cultivada em ambiente iluminado, com escassez de água, e apresentou maior fluxo de seiva bruta. 2. UEL-PR A figura a seguir é uma fotomicrografia ao microscópio óptico de estômato de Tradescantia, em vista frontal:

-

(Adaptado de: AMABIS, J. M.; MARTHO, G. R. Biologia dos Organismos. São Paulo: Moderna. 2004. v. 2. p. 232.)

Os estômatos são responsáveis pela regulação das trocas gasosas e pela transpiração nos vegetais. A concentração de CO2 e a temperatura atmosférica são fatores ambientais que influenciam no controle do mecanismo de abertura e fechamento dos estômatos. Com base na figura, no texto e nos conhecimentos sobre o processo de abertura e fechamento de estômatos, assinale a alternativa que explica corretamente as razões fisiológicas pelas quais a luz influencia neste processo. a) Na ausência de luz, as células-guarda recebem íons Na+, perdem água para o ambiente por osmose, tornam-se murchas e, como consequência, o ostíolo se fecha. b) Na presença de luz, as células-guarda eliminam íons K+, perdem água para o ambiente por osmose, tornam-se flácidas e, como consequência, o ostíolo se fecha. c) Na ausência de luz, as células-guarda eliminam íons Na+, absorvem água por osmose, tornam-se túrgidas e, como consequência, o ostíolo se abre. d) Na presença de luz, as células-guarda recebem íons K+, absorvem água por osmose, tornam-se túrgidas e, como consequência, o ostíolo se abre. e) Na presença de luz, as células-guarda recebem íons Na+, perdem água para o ambiente por osmose, tornam-se flácidas e, como consequência, o ostíolo se abre. 3. Unitau-SP 2019 Um dos principais obstáculos fisiológicos enfrentados pelos vegetais é o balanço hídrico, ou seja, a relação entre o ganho e a perda de água. Nesse sentido, a transpiração foliar pode atuar de duas maneiras: através da cutícula foliar e pelos estômatos. Dentre as alternativas a seguir, assinale a alternativa INCORRETA em relação ao processo de transpiração das plantas. a) Há uma relação inversamente proporcional entre a transpiração de uma planta e a umidade relativa do ar. b) Os estômatos, geralmente, se fecham quando há pouca água no solo, para evitar a desidratação. BIOLOGIA

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c) As paredes mais finas das células estomáticas esticam-se, contraindo a parede mais espessada do ostíolo e promovendo a saída do vapor de água. d) Na transpiração foliar, a água passa das células vizinhas às células estomáticas, as quais se tornam túrgidas. e) As paredes finas das células estomáticas, ao se expandirem, relaxam as paredes celulares do ostíolo, permitindo a saída de vapor água e a absorção de CO2. 4. UFU-MG 2017 Um professor de Biologia propôs a quatro grupos de alunos que pensassem sobre a explicação acerca da condução da seiva bruta no interior das plantas vasculares. Os grupos apresentaram as seguintes possibilidades explicativas: Grupo

Explicação

1.

A força impulsionadora da seiva bruta é gerada pelo diâmetro diminuto dos tubos crivados presentes nos vasos do xilema. Isso exerce adesão e coesão entre as moléculas dos vasos, promovendo a ascensão da seiva.

2.

A produção de carboidratos nas folhas aumenta a concentração osmótica nesses órgãos que exercem a sucção da seiva bruta e a capilaridade no interior dos vasos do xilema.

3.

A ascensão da seiva bruta é impulsionada pela sucção exercida pelas folhas quando elas perdem água pela transpiração e pela coesão das moléculas de água no interior do xilema.

4.

Os solutos orgânicos acumulados no interior do xilema radicular desenvolvem uma grande pressão osmótica que mantém as forças de coesão entre as moléculas de água, impulsionando a seiva bruta até a copa das árvores.

Qual grupo apresenta a explicação que contém aspectos nos quais se baseia a teoria de Dixon? a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. 5. Fuvest-SP 2013 A prática conhecida como Anel de Malpighi consiste na retirada de um anel contendo alguns tecidos do caule ou dos ramos de uma angiosperma. Essa prática leva à morte da planta nas seguintes condições: Tipos de planta

Partes retiradas no anel

Órgão do qual o anel foi retirado

a)

Eudicotiledônea

Periderme

Caule

b)

Eudicotiledônea

Epiderme, parênquima e xilema

Ramo

c)

Monocotiledônea

Epiderme e parênquima

Caule ou ramo

d)

Eudicotiledônea Monocotiledônea

Periderme, parênquima e floema

Caule e ramo

e)

Eudicotiledônea Monocotiledônea

Periderme, parênquima e xilema

Caule

Exercícios complementares 1. UFTM-MG As duas figuras representam importantes estruturas epidérmicas presentes principalmente na face inferior das folhas. O gráfico ilustra as modificações que podem ocorrer ao longo de um dia com essas estruturas. figura 2 taxa de transpiração

figura 1

A

B hora do dia

A

Com base no exposto, responda: a) A quais momentos do gráfico é possível correlacionar as figuras 1 e 2, respectivamente? Justifique sua resposta. b) Uma planta que esteja em ambiente iluminado, com pouco gás CO2 no mesofilo e solo úmido, deve induzir as estruturas epidérmicas a ficarem como indicado em qual figura? Explique como os íons potássio participam desse processo. BIOLOGIA

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2. UEPG-PR 2014 Nas figuras A e B a seguir estão representados estômatos aberto e fechado, respectivamente. Com relação ao mecanismo de abertura e fechamento dos estômatos e os fatores ambientais atuantes, assinale o que for correto.

01 O movimento estomático, quando o suprimento hídrico é adequado, deve-se à entrada e à saída de íons potássio (K+) nas células-guarda. Em presença de luz ou sob baixa concentração de gás carbônico (CO2), íons K+ são bombeados das células acessórias para o interior das células-guarda. O aumento da concentração desse íon faz com que as células-guarda absorvam água das células acessórias por osmose, tornando-se túrgidas e abrindo o ostíolo. 02 Os estômatos abrem-se quando a planta é submetida a baixas concentrações de gás carbônico (CO2) e fecham-se quando a concentração desse gás se eleva. Se o gás carbônico (CO2) se acumula no mesófilo, isso provavelmente significa que esse gás não está mais sendo utilizado para a fotossíntese, devido à falta de luz, sinalizando que os estômatos podem ser fechados. 04 O suprimento hídrico, que a planta dispõe, não exerce influência sobre o movimento dos estômatos. Na presença ou ausência de água, a abertura ou fechamento do estômato é controlado somente pela presença de luz e gás carbônico (CO2). 08 No estômato fechado, as células acessórias cedem água e íons K+ para as células-guarda, promovendo o fechamento do ostíolo. Soma: 3. Unicid-SP 2019 Os estômatos são formados por duas células-guarda que se dispõem paralelamente. Reforços de celulose na parede dos estômatos possibilitam uma alteração no formato destas células: quando se encontram túrgidas, o estômato se abre, permitindo a comunicação do mesófilo com o meio externo; quando ficam flácidas, o estômato se fecha. A abertura e o fechamento estomático são controlados de acordo com as condições do meio e com as necessidades da planta. a) Numa árvore, em qual órgão vegetal se localizam os estômatos? Qual a importância dos estômatos para a fotossíntese? b) Em uma árvore com pouca água disponível no solo, como ficam os estômatos nas horas mais quentes e ensolaradas do dia? Em condições ideais de água e luminosidade, qual outro fator influencia a atividade estomática? 4. Fasm-SP 2016 A figura mostra o fenômeno da gutação na folha de uma planta de pequeno porte.

(www.todabiologia.com)

Na gutação, a planta elimina água na forma líquida pelos hidatódios, diferentemente do vapor d’água eliminado pela transpiração nos estômatos. a) Considere que haja farta disponibilidade hídrica do solo. A gutação irá ocorrer sob condições de baixa ou de alta umidade relativa do ar? A transpiração será maior sob condições de baixa ou de alta umidade relativa do ar? b) Explique o mecanismo fisiológico que leva ao processo de gutação. BIOLOGIA

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5. PUC-Campinas 2018 (Adapt.) Um dos combustíveis fósseis mais utilizados é o carvão, em grande parte originário do Carbonífero, período em que o ambiente terrestre apresentava as primeiras plantas de grande porte com alturas atingindo 30 metros. Isso só foi possível graças a um eficiente sistema de transporte da água absorvida pelas raízes até as extremidades da planta. Explique como ocorre esse transporte. 6. UEPG-PR 2015 A figura abaixo apresenta um modelo físico da hipótese do fluxo por pressão para explicar o deslocamento da seiva elaborada nos elementos condutores do floema. Neste experimento, as bolsas são constituídas por membranas semipermeáveis. Com relação à proposta deste modelo, assinale o que for correto.

01 Em A, quando o conjunto é mergulhado em um recipiente com água pura, a bolsa com solução de glicídios absorve água do recipiente por osmose, como visualizado em B. 02 No modelo, o tubo que liga as bolsas representa os elementos condutores do floema. Os vasos do floema transportam as moléculas orgânicas pelo tronco até a raiz e órgãos de reserva. 04 Em B, a pressão da entrada da água na bolsa com solução de glicídios força o líquido a fluir pelo tubo em direção à próxima bolsa, arrastando junto moléculas de glicídios. 08 No modelo, o fluxo de líquido da bolsa com solução de glicídios para a bolsa com água pura ocorre até que as concentrações de glicídios se igualem. Na planta isso nunca ocorre, pois as células consumidoras utilizam constantemente os glicídios que chegam até elas, mantendo as concentrações de substâncias orgânicas nessa extremidade do floema sempre menor que na extremidade em contato com as células produtoras. 16 Nesse modelo, a bolsa com solução de glicídios representa a fonte de substâncias orgânicas, isto é, as células produtoras ou armazenadoras. A bolsa, inicialmente com água pura, pode representar as células consumidoras, como as da extremidade de uma raiz, por exemplo. Soma: 7. UFJF-MG 2017 Em 1675, o biólogo italiano Marcello Malpighi (1628-1694) realizou uma experiência básica e fundamental para que ocorresse uma elucidação posterior sobre o fluxo de seivas bruta e elaborada nas plantas vasculares. Nos três casos abaixo desconsidere proliferação de doenças e/ou ataque de pragas e responda: a) Caso ocorra uma retirada de casca em torno de todo o tronco principal de uma arbórea na altura do peito (cerca de 1,5 metro do solo), processo denominado anelamento, o que acontece em termos de condução de seivas e manutenção da vida desta planta? b) Caso, nessa mesma árvore, esse anelamento ocorra apenas em um ramo lateral, e não no tronco principal, responda às mesmas questões. c) Caso estipulemos um anelamento de 3 cm de profundidade à altura do peito em um estipe (caule de palmeira) com 20 cm de diâmetro, responda às mesmas questões.

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Biologia – Frente 2 – Capítulo 18 Exercícios propostos 1. UEL-PR Considere o experimento sobre o efeito inibidor de hormônio vegetal no desenvolvimento das gemas laterais, apresentado na figura a seguir. Uma planta é decapitada e um bloco de ágar sem hormônio é aplicado sobre a superfície cortada. Gema apical

Um bloco de ágar contendo hormônio é aplicado no momento da decapitação. Ramo novo

Bloco de ágar Gemas auxiliares

Planta-controle

Ramo novo

Planta experimental: sem hormônio

Gemas inibidas

Planta experimental: contendo hormônio

Com base na figura e nos conhecimentos sobre fisiologia vegetal, considere as afirmativas a seguir. I. A ausência de hormônio produzido pelo meristema apical do caule exerce inibição sobre as gemas laterais, mantendo-as em estado de dormência. II. As gemas laterais da planta-controle estão inibidas devido ao efeito do hormônio produzido pela gema apical. III. O hormônio aplicado na planta decapitada inibe as gemas laterais e, consequentemente, a formação de ramos laterais. IV. A técnica de poda das gemas apicais tem como objetivo estimular a formação de novos ramos laterais. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e II são corretas. b) Somente as afirmativas I e III são corretas. c) Somente as afirmativas III e IV são corretas.

d) Somente as afirmativas I, II e IV são corretas. e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.

2. Enem PPL 2014 O Brasil tem investido em inovações tecnológicas para a produção e comercialização de maçãs. Um exemplo é a aplicação do composto volátil 1-metilciclopropeno, que compete pelos sítios de ligação do hormônio vegetal etileno nas células desse fruto. Disponível em: http://revistaseletronicas.pucrs.br. Acesso em: 16 ago. 2012 (adaptado).

Com base nos conhecimentos sobre o efeito desse hormônio, o 1-metilciclopropeno age retardando o(a) d) germinação das sementes. a) formação do fruto. e) formação de sementes no fruto. b) crescimento do fruto. c) amadurecimento do fruto. 3. Uerj 2013 Em algumas plantas transgênicas, é possível bloquear a produção de um determinado fitormônio capaz de acelerar a maturação dos frutos. Com o objetivo de transportar frutos transgênicos por longas distâncias, sem grandes danos, o fito-hormônio cuja produção deve ser bloqueada é denominado: a) etileno. c) ácido abscísico. b) giberelina. d) ácido indolacético. 4. Fatec-SP 2017 Na caatinga brasileira, plantas como os mulungus (Erythrina spp.) são classificadas como caducifólias porque apresentam a perda sazonal das folhas. O hormônio e a adaptação diretamente relacionados a esse mecanismo fisiológico são, respectivamente, d) etileno e diminuição da transpiração. a) ácido abcísico e aumento da transpiração. e) giberelina e aumento da fotossíntese. b) auxina e diminuição da fotossíntese. c) citocinina e aumento da transpiração. BIOLOGIA

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5. Uema 2015 Sabendo-se que os movimentos dos vegetais respondem à ação de hormônios, de fatores ambientais, de substâncias químicas e de choques mecânicos, observe as informações abaixo sobre esses movimentos relacionando-os às plantas 1 e 2.

Planta 1

Planta 2

Movimentos dos vegetais – Tigmotropismo é o encurvamento do órgão vegetal em resposta ao estímulo mecânico. – Gravitropismo é também chamado de geotropismo por muitos. O fator que estimula o crescimento do vegetal é a força da gravidade da Terra, podendo ser negativo e positivo. – Hidrotropismo é o movimento orientado para a água, enquanto o quimiotropismo é o movimento orientado para determinadas substâncias. – Fototropismo é a resposta do vegetal quando o estímulo é a luz. Os caules tendem a crescer em direção à luz, assim apresentando fototropismo positivo. Fonte: SANTOS, F. S. dos; AGUILAR. J. B. V.; OLIVEIRA, M. M. A. de. Ser protagonista, Biologia Ensino Médio, 2o ano. São Paulo: Edições SM, 2010. (adaptado)

Os movimentos que ocorrem nas plantas 1 e 2 são, respectivamente, a) hidrotropismo e fototropismo. d) tigmotropismo e gravitropismo. b) fototropismo e hidrotropismo. e) gravitropismo e hidrotropismo. c) fototropismo e gravitropismo. 6. UFG-GO 2014 A planta sensitiva, Mimosa pudica, responde ao toque, um estímulo mecânico, fechando os foliólulos. Esse fechamento consiste de uma resposta iônica que promove a queda da pressão osmótica devido à a) entrada de sódio, que induz a saída de água, ocasionando a redução da turgescência celular. b) saída de potássio, que induz a entrada de água, ocasionando a redução da turgescência celular. c) saída de sódio, que induz a saída de água, ocasionando o aumento da turgescência celular. d) entrada de potássio, que induz a entrada da água, ocasionando o aumento da turgescência celular. e) saída de potássio, que induz a saída de água, ocasionando a redução da turgescência celular. 7. Enem A produção de hormônios vegetais (como a auxina, ligada ao crescimento vegetal) e sua distribuição pelo organismo são fortemente influenciadas por fatores ambientais. Diversos são os estudos que buscam compreender melhor essas influências. O experimento seguinte integra um desses estudos.

planta sentido do giro

vaso sistema de relógio

O fato de a planta do experimento crescer na direção horizontal, e não na vertical, pode ser explicado pelo argumento de que o giro faz com que a auxina se a) distribua uniformemente nas faces do caule, estimulando o crescimento de todas elas de forma igual. b) acumule na face inferior do caule e, por isso, determine um crescimento maior dessa parte. c) concentre na extremidade do caule e, por isso, iniba o crescimento nessa parte. d) distribua uniformemente nas faces do caule e, por isso, iniba o crescimento de todas elas. e) concentre na face inferior do caule e, por isso, iniba a atividade das gemas laterais.

suporte

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Exercício complementar 1. Famerp-SP 2017 A figura ilustra três respostas das células de uma angiosperma em relação a diferentes hormônios vegetais.

1

2

3

(César da Silva Júnior, Sezar Sasson e Nelson Caldini Júnior. Biologia, 2015. Adaptado.)

a) Qual seta indica a ação correta das auxinas? Justifique sua escolha. b) Que efeito é esperado em uma planta após a retirada dos ramos que contêm as gemas apicais? Justifique sua resposta.

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Biologia – Frente 3 – Capítulo 11 Exercícios propostos 1. Enem Libras 2017 A radioterapia é uma especialidade médica utilizada para o tratamento de diversos tipos de câncer. Uma das radioterapias utilizadas atualmente é a terapia à base de iodo radioativo. Nessa, o paciente ingere uma pílula contendo o iodo radioativo (131I) que migra para a corrente sanguínea e circula pelo organismo até ser absorvido pelo órgão-alvo, onde age nas células tumorais, destruindo-as e impedindo a proliferação do câncer para outras regiões do corpo. Usa-se o iodo porque o órgão-alvo dessa terapia é o(a) a) fígado. d) gônada b) tireoide. e) pâncreas. c) hipófise. 2. Udesc Os hormônios agem como mensageiros químicos e atuam em receptores específicos nas membranas celulares. Associe as colunas a seguir: 1. Paratormônio 2. Somatotrófico 3.  Cortisol – glicocorticoide 4. Calcitonina 5. Ocitocina  Promove a conversão de aminoácidos e lipídeos em glicose pelo fígado.  Estimula a liberação de leite e a contração do útero.  Controla a concentração de cálcio no sangue.  Diminui a liberação de cálcio no sangue.   Estimula o crescimento corporal, a síntese proteica e é hiperglicemiante. Assinale a alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo. a) 4 – 1 – 2 – 5 – 3 d) 3 – 5 – 1 – 4 – 2 b) 3 – 2 – 4 – 1 – 5 e) 1 – 4 – 5 – 3 – 2 c) 1 – 5 – 4 – 2 – 3 3. UEMG 2014 Esta passagem foi retirada de A mão e a luva, de Machado de Assis: ... Guiomar curvou a cabeça e esteve alguns instantes a perpassar os dedos pelas teclas, enquanto Luís Alves, tirando de cima do piano outra música, dizia-lhe: — Podia dar-nos este pedaço de Bellini, se quisesse. Guiomar pegou maquinalmente na música e abriu-a na estante. — Era então vontade sua? perguntou ela continuando o assunto interrompido do diálogo. — Vontade certamente, porque era necessidade. — Necessidade — tornou ela começando a tocar, menos por tocar que por encobrir a voz; mas necessidade por quê? — Por uma razão muito simples, porque a amo. [...] Guiomar sentou-se outra vez muda, despeitada, a bater-lhe o coração como nunca lhe batera em nenhuma outra ocasião da vida, nem de susto, nem de cólera, nem... de amor, ia eu a dizer, sem que ela o houvesse sentido jamais. Não se demorou muito tempo ali; com a mão trêmula folheou a música que estava aberta na estante, deixou-a logo e levantou-se.

A reação de Guiomar à segunda resposta de Luís Alves está diretamente ligada aos efeitos da a) epinefrina. c) somatotrofina. b) insulina. d) acetilcolina. 4. UFU-MG O hormônio chamado controla o teor de açúcar no corpo dos mamíferos. Ele é produzido pelo e sua deficiência pode provocar uma doença chamada . O hormônio responsável por estimular e manter os processos metabólicos recebe o nome de ; é produzido pela glândula ,eo aumento do volume dessa glândula por carência de iodo na dieta é chamado de . A alternativa que completa corretamente as lacunas é: a) Insulina; pâncreas; diabetes; tiroxina; tireoide; bócio b) Tiroxina; fígado; bócio; insulina; tireoide; diabetes c) Insulina; fígado; diabetes; tiroxina; hipófise; bócio d) Tiroxina; pâncreas; bócio; insulina; hipófise; diabetes

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Exercícios complementares 1. Mackenzie-SP A respeito dos hormônios sintetizados na tireoide, considere I, II, III e IV abaixo. I. São produzidos a partir de um aminoácido. II. Têm como função acelerar o metabolismo basal. III. Apresentam iodo na sua molécula. IV. Sua produção é controlada por nervos cranianos. Assinale a) se todas as afirmativas forem corretas. b) se somente as afirmativas II e III forem corretas. c) se somente as afirmativas I e IV forem corretas. d) se somente as afirmativas II, III e IV forem corretas. e) se somente as afirmativas I, II e III forem corretas. 2. Uma possibilidade inovadora de tratamento para o diabetes tipo 1 é a realização de um transplante de células-tronco hematopoiéticas. Como essa doença geralmente tem origem autoimune, a estratégia proposta é reduzir temporariamente a atividade do sistema imunitário com o uso de medicamentos quimioterápicos e, posteriormente, aumentar o potencial imune por meio do transplante de células-tronco da própria pessoa. a) Explique o que são células-tronco. b) Indique a glândula atacada pelas defesas do organismo no diabetes tipo 1. Essa glândula produz dois hormônios que participam do controle da glicemia. Indique qual desses hormônios tem sua secreção afetada no diabetes tipo 1.

BIOLOGIA

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Biologia – Frente 3 – Capítulo 12 Exercícios propostos 1. UEMG 2017 Analise a representação gráfica do ciclo ovariano regular de 28 dias, mostrado a seguir.

Disponível em: https://drasilviasouza.files.wordpress.com/2011/08/menstrual_cycle.jpg. Acesso em: 15 fev. 2023.

O hormônio 4 tem como função a) liberar o ovócito II. b) estimular a libido feminina.

c) desenvolver o folículo ovariano. d) aumentar a espessura do endométrio.

2. Enem 2014 Em média, a cada 28 dias ocorrem mudanças no corpo da mulher devido ao seu ciclo reprodutivo. Em cada ciclo, observam-se modificações morfológicas nas glândulas mamárias, ovários e útero, em função da liberação de inúmeros hormônios. No início do ciclo, observa-se que o hormônio liberador de gonadotrofinas (GnRH) estimula também a liberação de um outro hormônio (X), que proporciona o crescimento e diferenciação de um ovócito primário, a proliferação das células foliculares, a formação da zona pelúcida e o desenvolvimento de uma cápsula de tecido conjuntivo (denominada teca folicular). O hormônio X ao qual o texto se refere é o(a) a) estrogênio. d) folículo estimulante (FSH). b) progesterona. e) gonadotrófico coriônico humano (HCG). c) luteinizante (LH). 3. UPE A mulher entra na fase reprodutiva, na puberdade, quando ocorre a primeira menstruação ou menarca. Em geral, o ciclo dura 28 dias. O primeiro dia da menstruação marca o início do ciclo. A respeito dos hormônios que atuam nesse ciclo, analise as proposições e conclua.  Na primeira metade do ciclo, o hormônio foliculo estimulante (FSH) e o estrógeno são responsáveis, respectivamente, pelo crescimento e amadurecimento folicular e pelo espessamento (proliferação) do endométrio.  Por volta do 14o dia, ocorre um aumento do hormônio luteinizante (LH), responsável pela ovulação.  O LH atua na formação do folículo ovariano que se rompe e passa a ser o corpo lácteo ou corpo-amarelo que ocasiona a descamação do endométrio.  Os ovários produzem o estrógeno, responsável pelas características sexuais secundárias, como o desenvolvimento das mamas e o arredondamento das formas da mulher.  A progesterona, produzida na hipófise, é o principal hormônio da gravidez, mantendo o endométrio preparado para a recepção do embrião. BIOLOGIA

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4. Uefs-BA 2018 Os métodos contraceptivos são classificados em naturais ou tecnológicos. Uma mulher consultou seu médico e optou por usar um contraceptivo tecnológico não hormonal que dificulta a fecundação do óvulo e a implantação do embrião no endométrio. O método escolhido pela mulher foi o a) preservativo feminino. c) diafragma. e) espermicida. b) DIU de cobre. d) anel vaginal. 5. IFCE 2014 Um problema que tem aumentado consideravelmente, nos últimos anos, é a gravidez na adolescência. O uso e o conhecimento adequado de métodos contraceptivos pelos jovens podem reverter este quadro. Sobre os métodos contraceptivos, é incorreto afirmar-se que a) para maior segurança nas relações sexuais, deve-se utilizar a camisinha masculina ou feminina, pois elas previnem a transmissão do vírus da AIDS e uma possível gravidez. b) o DIU (dispositivo intrauterino) é um método contraceptivo que previne uma gravidez indesejada, mas não previne a transmissão de doenças sexualmente transmissíveis. c) o diafragma é o método contraceptivo que deve ser utilizado com uma pomada ou gel espermicida. d) o método da tabelinha é eficaz, se forem evitadas relações sexuais somente no dia da ovulação. e) a pílula, método hormonal feminino, impede a ovulação. 6. Uece 2014 Dentre os métodos contraceptivos, a vasectomia é um processo que consiste em a) eliminar os tubos seminíferos para que os espermatozoides não possam se locomover até o óvulo. b) cortar os canais deferentes para que não seja mais possível a eliminação dos espermatozoides no sêmen. c) retirar a vesícula seminal para diminuir a quantidade de sêmen produzido. d) isolar a próstata, cessando a produção de espermatozoides.

Exercícios complementares 1. Unicamp-SP A maior parte dos copinhos de café, copos de água e mamadeiras é feita de policarbonato com bisfenol A, substância que é liberada quando algum líquido quente é colocado nesses recipientes. O bisfenol A é um composto químico cuja estrutura molecular é muito semelhante à do hormônio estrógeno. A ingestão do bisfenol A pode resultar em alterações do ciclo menstrual e também causar alterações no amadurecimento sexual principalmente em adolescentes do sexo feminino. a) Considerando a semelhança do bisfenol A com o estrógeno e a sua presença em adolescentes, explique como o bisfenol A poderia influenciar no amadurecimento sexual desses adolescentes e no espessamento do endométrio no início do ciclo menstrual. b) Embora o amadurecimento sexual ocorra para meninos e meninas em torno dos 12 anos, no sexo feminino a divisão celular meiótica começa muito antes e pode durar décadas. Quando esse processo de divisão começa no sexo feminino e por que essa divisão pode ser tão longa? 2. Uninove-SP 2016 O sistema genital masculino é formado por glândulas (próstata, vesiculares e bulbouretrais), testículos no interior do escroto, epidídimos, ductos deferentes, pênis e uretra. a) Qual destes órgãos produz a testosterona? Qual é o papel da testosterona na puberdade? b) A vasectomia é um método contraceptivo cirúrgico, não reversível naturalmente. Como fica o nível de testosterona em um homem submetido à vasectomia? Justifique sua resposta. 3. UFU-MG O conhecimento científico acerca da sexualidade humana tem possibilitado às pessoas controlar conscientemente a reprodução, seja por meio de métodos contraceptivos permanentes (esterilização), seja por meio de métodos temporários. a) Apresente e explique o funcionamento de um método contraceptivo permanente e de um método contraceptivo temporário. b) Comente sobre os métodos contraceptivos que, além de evitarem a gravidez, também são eficientes na prevenção a doenças sexualmente transmissíveis. c) Explique por que o coito interrompido e o método do ritmo ovulatório (tabelinha) são considerados de baixa eficácia. 4. UEM-PR 2015 Sobre reprodução humana e doenças sexualmente transmissíveis, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01 O hormônio folículo estimulante (FSH) é produzido no ovário e induz a atividade das gônadas e o desenvolvimento do endométrio. 02 O impulso sexual e o desenvolvimento das características sexuais secundárias são promovidos, na mulher, pelo estrógeno e, no homem, pela testosterona. 04 A pílula anticoncepcional contém certos hormônios hipofisários que inibem a produção normal de hormônios ovarianos. 08 A utilização da camisa de vênus não pode ser considerada como método anticoncepcional, e sim como preventivo contra doenças sexualmente transmissíveis. 16 Tricomoníase é uma doença sexualmente transmissível que não é causada por vírus e nem por bactérias. Soma: BIOLOGIA

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Biologia – Frente 3 – Capítulo 13 Exercícios propostos 1. IFSul-RS 2015 O tecido epitelial está dividido em tecido epitelial de revestimento e tecido epitelial glandular. O tecido epitelial de revestimento, além de revestir o corpo, forra as cavidades internas como a traqueia e os brônquios. Observando sua aparência, nessas cavidades internas, tem-se a impressão de que existe mais de uma camada de células, pois, os núcleos, dispõem-se em diferentes alturas. Essa disposição celular caracteriza o epitélio a) uniestratificado. b) pluriestratificado. c) pseudoestratificado. d) de transição. 2. IFPE 2018 A hérnia de disco é uma lesão que ocorre com mais frequência na região lombar, sendo mais atingidos os discos que ficam entre a quarta e a quinta vértebra lombar (L4/L5) e entre a quinta vértebra e o sacro (L5/S1). Dentre os sintomas dessa doença estão dores nas costas e alterações de sensibilidade para coxa, perna e pé. O disco intervertebral é formado por dois componentes: o anel fibroso e, no seu interior, o núcleo pulposo. Este último é constituído por fibras soltas que ficam suspensas num líquido viçoso rico em ácido hialurônico e com um pouco de colágeno. Já o anel fibroso é constituído por a) tecido cartilaginoso fibroso (fibrocartilagem) e tecido ósseo. b) tecido conjuntivo frouxo e tecido adiposo. c) tecido adiposo e tecido reticular (hematopoiético). d) tecido conjuntivo denso modelado e tecido cartilaginoso fibroso (fibrocartilagem). e) tecido ósseo e tecido conjuntivo frouxo. 3. Uece 2016 Relacione os tipos de células do tecido ósseo com suas respectivas funções, numerando a Coluna II de acordo com a Coluna I. Coluna I 1. Osteócitos. 2. Osteoblastos. 3. Osteoclastos.

Coluna II   Produção da região orgânica da matriz óssea.   Reabsorção óssea.   Manutenção da matriz óssea.

A sequência correta, de cima para baixo, é: a) 3, 1, 2. b) 2, 3, 1.

c) 1, 2, 3.

d) 1, 3, 2.

4. Unisc-RS 2015 Os aparelhos ortodônticos exercem forças diferentes daquelas a que os dentes estão naturalmente submetidos. Nos pontos em que há pressão ocorre reabsorção óssea, enquanto no lado oposto há deposição. Desse modo, o dente é deslocado na arcada dentária, à medida que o osso alveolar é remodelado. Este é um exemplo da plasticidade do tecido ósseo, apesar das características de rigidez deste tecido. O processo de reabsorção acima descrito ocorre através da atividade dos a) fibroblastos. b) condroblastos. c) osteoblastos. d) osteócitos. e) osteoclastos. 5. UFJF/Pism-MG 2015 Mamíferos aquáticos, como os cetáceos, possuem um revestimento de tecido adiposo que serve, principalmente, para evitar a perda de calor. Em humanos, o corpo é mais ou menos envolvido por uma camada de gordura que se localiza abaixo da pele. Marque a afirmativa CORRETA, a qual mostra o nome das células desse tecido em I, a(s) substância(s) que armazena(m) em II e um exemplo de suas funções em III. a) I – adiposas; II – hemoglobina; III – isolante térmico. b) I – condroblastos; II – triglicerídeos; III – evita choques mecânicos. c) I – fibroblastos; II – colágeno; III – preenchimento de espaços. d) I – adiposas; II – gorduras ou lipídeos; III – reserva de energia. e) I – osteoblastos; II – minerais; III – formação dos ossos.

Exercícios complementares 1. UEM-PR Sobre os tecidos epiteliais, é correto afirmar que 01 o tecido epitelial glandular é formado por agrupamento de células especializadas na produção de secreção. 02 o tecido epitelial de revestimento é classificado de acordo com o número de camadas e com a morfologia de suas células. 04 os tecidos epiteliais são vascularizados na epiderme e no intestino. 08 o tecido epitelial se origina, embriologicamente, da ectoderme. 16 no intestino é encontrado o tecido epitelial do tipo pseudoestratificado ciliado. Soma: BIOLOGIA

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2. UEG-GO A pele é um órgão importante na manutenção do metabolismo basal nos mamíferos e apresenta uma complexidade em células especializadas e de diferentes tipos de tecidos. A respeito do assunto, responda ao que se pede: a) Quais os tecidos constituintes desse órgão? b) Relacione a função das glândulas presentes na pele enquanto característica adaptativa dos mamíferos ao ambiente terrestre. 3. UEM-PR Sobre os tecidos conjuntivos que atuam unindo outros tecidos e conferindo-lhes sustentação e nutrição, é correto afirmar que 01 a histamina, liberada pelos mastócitos, é o principal agente nos processos alérgicos e inflamatórios dos tecidos. 02 as fibras elásticas e colágenas, presentes no tecido conjuntivo dérmico, são responsáveis pela elasticidade e pela resistência da pele humana. 04 os condroblastos são células do tecido ósseo responsáveis pela regeneração das superfícies ósseas lesadas ou envelhecidas. 08 os macrófagos originam-se dos monócitos e apresentam intensa atividade fagocitária, atuando no mecanismo de defesa dos tecidos. 16 o tecido cartilaginoso não apresenta vasos sanguíneos, sua nutrição é realizada através do pericôndrio. Soma: 4. UEPG-PR 2016 Analise os itens a seguir e correlacione as funções/tipos celulares aos respectivos tecidos (listados nas alternativas) e assinale o que for correto. I. Apresenta como funções a proteção, absorção e secreção de substâncias e a percepção de sensações. Os fibroblastos e os condroblastos são exemplos de células presentes neste tecido. II. Contém células especializadas no armazenamento de gordura (os adipócitos), as quais reservam energia. III. Permite a movimentação dos órgãos internos, como batimentos cardíacos, pulsação das artérias, eliminação das secreções e excreções pelas glândulas, entre outros. 01 I – Tecido epitelial. 02 II e III – Tecido conjuntivo. 04 IV – Tecido muscular. 08 I e II – Tecido nervoso. 16 II e IV – Tecido hematopoiético. Soma: 5. Unesp 2016 As Olimpíadas de 2016 no Brasil contarão com 42 esportes diferentes. Dentre as modalidades de atletismo, teremos a corrida dos 100 metros rasos e a maratona, com percurso de pouco mais de 42 km. A musculatura esquelética dos atletas que competirão nessas duas modalidades apresenta uma composição distinta de fibras. As fibras musculares do tipo I são de contração lenta, possuem muita irrigação sanguínea e muitas mitocôndrias. Ao contrário, as fibras do tipo II são de contração rápida, pouco irrigadas e com poucas mitocôndrias. As fibras do tipo I têm muita mioglobina, uma proteína transportadora de moléculas de gás oxigênio que confere a estas fibras coloração vermelha escura, ao passo que as do tipo II têm pouca mioglobina, sendo mais claras. A imagem ilustra a disposição das fibras musculares de cortes histológicos transversais, vistas ao microscópio, da musculatura dos atletas Carlos e João. Cada atleta compete em uma dessas duas modalidades. Carlos

João

(www.victoris.ugent.be)

Por que é possível afirmar que Carlos é o atleta que compete na maratona? Que metabolismo energético predomina em suas fibras musculares? Determine o metabolismo energético que predomina nas fibras musculares de João e explique por que ele é mais suscetível à fadiga muscular quando submetido ao exercício físico intenso e prolongado. BIOLOGIA

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6. UEPG-PR 2016 Existem três tipos de tecido muscular, os quais diferem entre si pelas características de suas células e pela localização no organismo. Considerando o tecido muscular, assinale o que for correto. 01 O tecido muscular estriado cardíaco é encontrado apenas no coração. Suas células são longas, ramificadas, com estrias transversais e contraem-se de forma involuntária e ritmada. 02 Entre as funções do tecido muscular liso estão: empurrar o alimento ao longo do tubo digestório e regular o fluxo de sangue por meio do controle do diâmetro dos vasos, contraindo-se involuntariamente. 04 As miofibrilas dos músculos estriados são constituídas pelas proteínas miosina e actina, as quais organizam-se em filamentos. A contração ocorre quando os filamentos de actina deslizam sobre os filamentos de miosina, diminuindo, assim, o comprimento do miômero (ou sarcômero). 08 O processo de contração de um tecido muscular estriado esquelético é voluntário (por exemplo, movimento das pernas ao caminhar), processo, então, que não depende do sistema nervoso. Soma: 7. UEPG-PR Por ocasião das Olimpíadas sempre vem à tona a importância da prática de exercícios físicos. Assim, assinale o que for correto com relação aos tecidos musculares e processos de contração muscular. 01 As células musculares são chamadas de fibras musculares (ou miócitos) e seus constituintes recebem denominações especiais. O seu citoplasma recebe o nome de sarcoplasma, o retículo endoplasmático é chamado de retículo sarcoplasmático e a membrana plasmática é o sarcolema. 02 Quando se move contrai-se um tipo de músculo que se prende aos nossos ossos: músculo estriado esquelético – formado por longas células cilíndricas e plurinucleadas. 04 O processo de contração muscular deve-se ao encurtamento de miofibrilas compostas de dois tipos de açúcares: miosina e actina. O deslizamento dessas estruturas, umas sobre as outras, libera energia suficiente para o processo de contração. 08 O tecido muscular estriado cardíaco possui células longas e mononucleadas, que se contraem voluntariamente e de maneira lenta, fazendo com que o coração bata de uma maneira constante e ritmada. Soma:

BNCC em foco EM13CNT302

1. IFSC 2014 Leia o texto abaixo para responder à questão.

Pesquisa: uma em cada cinco crianças consome vegetais diariamente Um novo estudo, conduzido pela Vouchercloud.com, concluiu que apenas uma em cada cinco crianças consome vegetais todos os dias, e a maioria estaria substituindo alimentos saudáveis por comidas processadas. A pesquisa contou com 1 912 pais de crianças com 10 anos ou menos e também descobriu que uma criança come, em média, apenas cinco diferentes tipos de refeições por semana no Reino Unido. [...] Ainda, mais de 61% dos pais consideraram a dieta das crianças limitada, enquanto apenas 23% disseram ter tentado ampliar as preferências dos filhos em relação à alimentação. “É surpreendente a pequena quantidade de refeições que a criança média consome no Reino Unido. Mas com tão poucos pais tentando aumentar as opções nas dietas dos filhos, entendemos o porquê”, disse Matthew Wood, da Vochercloud.com. Estas descobertas alarmantes acontecem após a revelação de que um terço das crianças do ensino fundamental está com sobrepeso ou até mesmo obesas. No ano passado, foi descoberto também que adolescentes de apenas 14 anos estão se submetendo a cirurgias para perda de peso, sendo que 45 já fizeram a operação na Inglaterra, desde 2007. Fonte: http://www.jb.com.br/ciencia-etecnologia/noticias/2014/03/05/pesquisa-uma-em-cada-cinco-criancas-consome-vegetaisdiariamente/. Acesso: 7 mar. 2014.

Considerando o texto e o tema tecido adiposo, assinale a alternativa CORRETA. a) O tecido adiposo não possui função benéfica ao nosso organismo. Sendo assim, os alimentos com lipídeos devem ser eliminados completamente da nossa dieta alimentar. b) As pessoas não precisam consultar médicos para adquirir medicamentos para a obesidade e devem comprá-los pela internet. c) As principais células que compõem o tecido adiposo são chamadas fibrócitos e fibroblastos. d) As causas da obesidade infantil são muitas, mas pesam os hábitos alimentares baseados no fast-food, salgadinhos e guloseimas e as horas passadas em frente da televisão ou jogando videogame. Porém, como as crianças e jovens estão em período de crescimento, não se faz necessário uma dieta balanceada e a prática de atividade física. e) Embora o tecido adiposo em excesso no organismo seja indesejado, ele pode desempenhar funções importantes como: isolante térmico, reserva de energia (os triglicerídeos); e proteção contra choques mecânicos. BIOLOGIA

FRENTE 3

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GABARITO a doença é de 25%. Caso sejam dizigóticos, a probabilidade de ambos terem a doença é de 6,25%.

Frente 1

Capítulo 13

4. No primeiro cruzamento, o genótipo da fêmea é XBXb, e os

descendentes de olhos brancos são todos machos (XbY). Do segundo cruzamento, espera-se que 25% da prole seja de machos de olhos brancos e 25%, de fêmeas de olhos brancos.

Exercícios propostos 1. E

3. D

2. C

4. C

5. C

5. B 6. D

Exercícios complementares

BNCC em foco

1. Soma: 01 1 02 1 08 5 11

2. O tipo de herança encontrada no padrão de pelagem dos cães

é a epistasia recessiva, na qual o alelo e, em homozigose, inibe a expressão do outro par de alelos, B e b, impedindo a deposição de pigmentos na pelagem. O casal de pelagem chocolate tem genótipo bbEe, e a probabilidade de esse casal gerar um filhote de pelagem chocolate é de 3/4, ou 75%. 3. a) São esperados 3/16 indivíduos com flores amarelas. b) Para as plantas, o principal benefício da polinização é a fe-

cundação cruzada. Para os insetos, o principal benefício é a alimentação, pelo consumo do néctar das plantas. 4. Soma: 01 1 08 5 09

5. a) Na fecundação, ocorre a fusão do material genético do

esper­matozoide e do óvulo. Caso não houvesse a redução da ploidia na gametogênese, o lote cromossômico de uma espécie dobraria a cada geração. A redução da ploidia ocorre durante a anáfase I. b) Com os genes em ligação gênica do tipo cis (AB/ab), serão

formados gametas AB e ab. Com os genes localizados em diferentes pares de cromossomos homólogos, podem ser formados os gametas AB, Ab, aB e ab.

1. A

Capítulo 15 Exercícios propostos 1. B 2. D 3. a) A força evolutiva é a deriva genética, que, nesse caso, modi-

ficou a frequência de alelos por um desastre ambiental. b) Não, pois ainda há indivíduos heterozigotos na população, os

quais têm uma cópia do alelo recessivo. 4. Na população, a frequência de indivíduos heterozigotos (2pq)

é de 0,48. Portanto, há 96 indivíduos heterozigotos. Para que uma população esteja em equilíbrio de Hardy-Weinberg, devem estar ausentes mecanismos evolutivos, como seleção natural, migração ou mutação. Além disso, a população deve ser muito grande e os acasalamentos devem ocorrer aleatoriamente.

Exercícios complementares 1. C 2. C 3. a) Não, pois as células da mucosa bucal têm o gene codificante

Capítulo 14

da hemoglobina inativo. Essa proteína não é produzida nessas células e, portanto, a sequência de bases que produz a hemoglobina não estará no RNAm nem na fita de DNA complementar produzida a partir dele.

Exercícios propostos 1. Soma: 04 2. Soma: 08 1 16 5 24

b) Sim, já que todas as células somáticas de um organismo têm o

mesmo genoma.

3. Soma: 16

4. Soma: 01

4. D

5. E

Exercícios complementares

6. a) Durante a formação dos gametas por meiose, pode ocorrer

1. O heredograma indica um padrão de herança recessiva e ligada

ao sexo, uma vez que há mais homens afetados (neles, a presença de um alelo recessivo é suficiente para que a síndrome se manifeste), mas há homens que não são afetados (o que exclui a possibilidade de a herança ser restrita ao sexo). gd

GD

a não disjunção das cromátides-irmãs do cromossomo 21, o que resulta em um gameta com um cromossomo a mais. b) O zigoto que dará origem a uma criança com síndrome de

Down pode sofrer não disjunção das cromátides-irmãs do cromossomo 21 ainda nas primeiras divisões mitóticas. Dessa forma, o indivíduo apresentará um mosaico de células com 46 cromossomos e de células com trissomia do 21.

GD

2. a) O genótipo de I-1 é X Y, e o de I-2 é X X . GD

gd

GD

b) O genótipo de II-1 é X X , e o de II-2 é X Y. c) Como os quatro filhos diferem entre si quanto aos fenótipos,

cada um apresenta uma combinação entre os alelos de ambas as características: sem deficiência de G6PD e sem daltonismo (XGDY); sem deficiência de G6PD e daltônico (XGdY); com deficiência de G6PD e sem daltonismo (XgDY); e com deficiência de G6PD e daltônico (XgdY). d) Como os dois genes em questão estão em linkage no cromos-

somo X, podemos inferir que houve crossing-over entre esses cromossomos na formação dos gametas femininos, o que possibilitou a formação de quatro tipos diferentes de gameta. 003048

3. As mulheres têm dois cromossomos X e podem ter, além do

alelo mutante, um alelo dominante que produz a proteína distrofina e impede a manifestação da doença. Caso os gêmeos sejam monozigóticos, a probabilidade de eles desenvolverem

7. E 8. C 9. De acordo com o quadro, a população A em 1850 apresenta

f(A) 5 0,1 e f(a) 5 0,9. Assim, a frequência de heterozigotos (2pq) é 0,18 ou 18%. Portanto, dos 500 indivíduos, 90 são heterozigotos.

Capítulo 16 Exercícios propostos 1. D

2. A

3. A

4. D

Exercícios complementares 1. Soma: 04 1 16 5 20

31

2. Soma: 01 1 02 1 08 1 16 5 27

ao passar pelas membranas da endoderme, os sais minerais são selecionados e apenas os que serão utilizados pela planta são transportados até o xilema e conduzidos para toda a parte aérea da planta.

3. D

4. a) A puromicina, ao se ligar aos ribossomos, impede a síntese pro-

teica, prejudicando a formação de proteínas fundamentais para a sobrevivência das bactérias. Na presença da puromicina, os aminoácidos não podem ser adicionados à cadeia proteica que está sendo formada; portanto, sua massa molecular média será menor que a da proteína na ausência desse antibiótico. b) As células que receberam o gene passam a ser capazes de

4. Soma: 01 1 02 1 04 5 07 5. F; V

6. a) A estrutura 1 é o fruto, e a 2, o estilete. b) A estrutura 3 é um pseudofruto, que serve de alimento para

animais. Ao comerem o morango, os animais ingerem as sementes e, depois, eles as eliminam com as fezes, contribuindo para a dispersão e para o sucesso evolutivo do morangueiro.

produzir a proteína que destrói a puromicina e têm, portanto, maior taxa de sobrevivência em relação às células não modificadas, suscetíveis à ação do antibiótico. 5. a) A relação entre os códons (trincas de bases do RNA mensagei-

ro) e os aminoácidos, chamada de código genético, é universal, ou seja, os mesmos códons codificam os mesmos aminoácidos em qualquer organismo. Sendo assim, os ribossomos bacterianos fazem a leitura do RNA mensageiro e adicionam os mesmos aminoácidos que seriam adicionados na tradução na célula humana, formando uma proteína idêntica.

1. E

Capítulo 17 Exercícios propostos

b) Não, pois as bactérias não são capazes de realizar o proces-

1. A

3. C

samento do RNAm (ou splicing) para remoção dos íntrons e junção dos éxons, portanto a sequência de nucleotídeos inserida na bactéria deve conter somente os éxons.

2. D

4. C

6. Como os vírus são parasitas intracelulares obrigatórios, eles são

utilizados como vetores para o transporte do gene de interesse até o DNA da célula. As enzimas responsáveis pelo corte do material genético são chamadas de enzimas de restrição, e as que inserem os genes de interesse são as DNA-ligases. 7. a) As amostras 1 e 2 pertencem a tigres-de-bengala, devido à

grande semelhança com a sequência dessa espécie. Apesar de a amostra 2 ter dois pares de base diferentes, ela ainda é mais semelhante à sequência do tigre-de-bengala do que à do leopardo (da qual difere em seis pares de base). Analisando as amostras, é possível concluir que pertencem a dois animais diferentes, devido à diferença na sequência de bases. b) O pesquisador tem razão, pois, ao utilizar as fezes dos animais,

pode conseguir células do sistema digestório, que saíram devido ao atrito das fezes com as paredes intestinais, e obter seu DNA. Já as hemácias são células anucleadas, portanto não é possível extrair DNA nuclear dessas células.

Frente 2

Capítulo 16 Exercícios propostos

5. A

Exercícios complementares 1. a) A figura 1 mostra um estômato aberto, que corresponde à

área B do gráfico, pois é nesse período que a taxa de transpiração é maior, ou seja, está ocorrendo a transpiração estomática, além da cuticular. A figura 2 mostra um estômato fechado, que corresponde às áreas A do gráfico, nas quais a transpiração é menor. b) As condições listadas induzem os estômatos a se abrirem,

como na figura 1. Nessas condições, ocorre entrada de íons potássio nas células-guarda, que se tornam hipertônicas e absorvem água por osmose, ficando túrgidas. A turgescência faz com que as células se afastem, abrindo o ostíolo. 2. Soma: 01 1 02 5 03

3. a) Os estômatos se localizam nas folhas. A abertura dos estôma-

tos possibilita as trocas gasosas, inclusive a absorção do gás carbônico para realizar fotossíntese. b) Com pouca disponibilidade de água no solo, os estômatos fi-

cam fechados nas horas mais quentes e ensolaradas, o que reduz a perda de água por transpiração. Em condições ideais de água e luminosidade, a concentração de gás carbônico também influencia a atividade dos estômatos. 4. a) A gutação ocorre sob condições de alta umidade relativa do

1. A

ar, e a transpiração será maior sob condições de baixa umidade relativa do ar.

2. C

b) A diminuição da temperatura e o aumento da umidade do ar

3. E

promovem a redução na taxa de transpiração. Plantas com pressão osmótica positiva nas raízes continuam absorvendo água por osmose, o que força a condução da seiva inorgânica pelo xilema até as folhas. O excesso de água que chega até as folhas pelo xilema é liberado no estado líquido pelos hidatódios, e esse processo é denominado gutação.

Exercícios complementares 1. Soma: 01 1 16 5 17

2. Nas plantas epífitas, as raízes não estão em contato com o solo

e apresentam uma estrutura especializada, chamada velame, que possibilita a absorção do vapor de água da atmosfera. Nas plantas de manguezais, a maior proporção do sistema radicular fica imersa no solo alagado, pobre em gás oxigênio, e as raízes aéreas (pneumatóforos) são dotadas de poros (pneumatódios), por onde entra o gás oxigênio, e de parênquima do tipo aerênquima, onde esse gás é armazenado. 3. a) A coifa (1) protege as células meristemáticas da raiz do con-

003048

BNCC em foco

tato direto com o solo. A região de absorção (2), formada por pelos absorventes, aumenta a área de absorção de água e minerais pelas plantas. b) As estrias de Caspary impedem a passagem de água e mine-

rais pelas paredes celulares laterais da endoderme. Assim,

5. De acordo com a teoria da transpiração-tensão-adesão-coesão,

a transpiração foliar causa uma tensão no xilema que puxa a coluna de água nesse tecido para cima. As forças de coesão e adesão das moléculas de água ajudam a manter a coluna de água ininterrupta, o que é imprescindível para que ocorra o transporte da seiva até as folhas. 6. Soma: 01 1 02 1 04 1 08 1 16 5 31

7. a) O anelamento no tronco principal interrompe o fluxo de seiva

orgânica pelo floema, o que promove a morte das raízes por falta de nutrientes e, posteriormente, a interrupção do transporte de seiva inorgânica pelo xilema para a parte aérea, causando a queda das folhas e a morte da árvore.

32

o surgimento das características sexuais secundárias masculinas, como o aumento do pênis, o surgimento de pelos, o engrossamento da voz e o aumento da massa muscular.

b) O anelamento de um ramo lateral interrompe o fluxo de sei-

va orgânica pelo floema, mas não interrompe o transporte de seiva inorgânica pelo xilema. Ocorrerá acúmulo de matéria orgânica na região acima do anel, mas a planta não morrerá.

b) Os níveis de testosterona não são alterados pela vasectomia,

c) O anelamento do caule de uma palmeira não interrompe o

pois esse procedimento consiste na secção nos ductos deferentes, impedindo a chegada dos espermatozoides no ducto ejaculatório, o que não afeta a produção da testosterona pelos testículos.

fluxo de seiva, e a planta continua viva após esse processo. Isso porque a palmeira é uma monocotiledônea, com feixes vasculares dispersos de forma difusa por todo o caule.

3. a) Os métodos contraceptivos permanentes são: laqueadura

Capítulo 18

tubária (consiste em cortar ou amarrar as tubas uterinas, impedindo o encontro dos gametas) e vasectomia (interrupção dos ductos deferentes). Os métodos contraceptivos temporários que podem ser citados são: preservativo (camisinha) feminino ou masculino, diafragma, DIU, tabelinha, pílula anticoncepcional e coito interrompido.

Exercícios propostos 1. E

3. A

5. C

2. C

4. D

6. E

7. A

Exercício complementar

b) O único método contraceptivo que evita a gravidez e a

transmissão de ISTs é o preservativo (tanto masculino quanto feminino), pois envolve os órgãos genitais e armazena os espermatozoides, impedindo a chegada deles ao útero e o contato entre os fluidos corporais.

1. a) A seta 2, pois a auxina promove alongamento celular, sem

divisão. b) A poda da gema apical provoca o fim da dominância apical.

As gemas axilares passam a produzir auxina e formam novos ramos na planta.

c) No caso do coito interrompido, pode haver espermatozoides

no líquido pré-ejaculatório, e o homem pode não conseguir retirar o pênis no momento certo. No caso da tabelinha, podem ocorrer alterações no ciclo menstrual e nas datas de ovulação, levando a erro no cálculo do período fértil.

Frente 3

4. Soma: 02 1 16 5 18

Capítulo 11 Exercícios propostos 1. B

2. D

Capítulo 13 3. A

4. A

Exercícios complementares 1. E 2. a) Células-tronco são células indiferenciadas com grande capa-

cidade de multiplicação. Elas têm, ainda, a capacidade de se diferenciar em diversos tipos celulares. b) A glândula atacada pelas defesas do organismo no diabetes

tipo 1 é o pâncreas. O hormônio cuja produção é afetada é a insulina.

Exercícios propostos 1. C

3. B

2. D

4. E

Exercícios complementares 1. Soma: 01 1 02 5 03

2. a) A pele é constituída pelo tecido epitelial, formando a epider-

me, e tecido conjuntivo, que forma a derme. b) As glândulas sudoríferas eliminam o suor através da pele.

Quando o suor é evaporado, ele absorve calor da superfície do corpo, e isso ajuda na manutenção da temperatura corporal. Há também as glândulas sebáceas, que produzem o sebo, que lubrifica a pele e os pelos, evitando o ressecamento.

Capítulo 12 Exercícios propostos 1. D

3. V; V; F; V; F

5. D

2. D

4. B

6. B

Exercícios complementares 1. a) O estrógeno estimula a proliferação das células do endomé-

trio, espessando-o. A utilização do bisfenol A poderia causar amadurecimento sexual precoce e aumento do espessamento do endométrio no início do ciclo menstrual. b) A ovogênese (por meio de divisão celular meiótica) se inicia

durante o desenvolvimento embrionário, isto é, antes do nascimento. A divisão é longa porque a meiose é interrompida e a célula permanece como ovócito II até que a pessoa chegue à puberdade, quando os hormônios estimulam a ovulação. A divisão só será concluída caso ocorra a fecundação.

5. D

3. Soma: 01 1 02 1 08 1 16 5 27 4. Soma: 01 1 02 1 04 5 07

5. Carlos tem mais fibras vermelhas, de tipo I, e é capaz de fazer

atividades intensas de longa duração, como uma maratona, já que predomina o metabolismo aeróbio. João tem mais fibras do tipo II, de metabolismo predominantemente anaeróbio e menor produção de ATP, o que o torna mais suscetível à fadiga muscular. 6. Soma: 01 1 02 1 04 5 07 7. Soma: 01 1 02 5 03

BNCC em foco 1. E

2. a) A testosterona é produzida pelos testículos. Na puberdade,

003048

esse hormônio estimula a produção dos espermatozoides e

33

BIOLOGIA

FRENTE 1

Capítulo 13 — Interações e ligações gênicas Interação gênica • Conjunto de genes com segregação independente e que atuam na determinação de um mesmo fenótipo.

• Exemplo: cor da plumagem em periquitos-australianos (Melopsittacus undulatus). Fenótipos (cor da plumagem)

Genótipos

Verde

A_B_

Azul

A_bb

Amarela

aaB_

Branca

aabb

− O cruzamento de um casal de periquitos duplo-heterozi-

gotos resulta em descendência com proporção fenotípica de 9 verdes : 3 azuis : 3 amarelas : 1 branca.

Genes que interagem na mesma via metabólica

• Cada gene controla uma etapa diferente da mesma via metabólica.

• Exemplo: cor da flor em ervilhas Pisum sativum.

− O cruzamento entre duplo-heterozigotos resulta em descendência com proporção fenotípica de 12 brancas : : 3 vermelho-escuras : 4 vermelho-claras.

Herança quantitativa • Herança com fenótipos de variação contínua, cujos valores são mensuráveis entre dois fenótipos extremos.

• Alelos: − aditivos: intensificam o fenótipo. − não aditivos: sem efeito intensificador. • Exemplo: altura de uma planta hipotética com participação de dois genes, cada um com dois alelos.

− Número de fenótipos possíveis 5 número de alelos 1 1 1 ñ 5 fenótipos.

− Altura mínima (2 metros): genótipo aabb. − Altura máxima (4 metros): genótipo AABB. Contribuição de cada fenótipo máximo 2 fenótipo mínimo 5 alelo aditivo total de alelos

− Portanto, para o caso apresentado, cada alelo aditivo torna a planta 0,5 metro mais alta.

Genótipos

Fenótipos (altura da planta)

Genótipos

Púrpura

C_P_

4 metros

AABB

Branca

C_pp, ccP_ , ccpp

3,5 metros

AaBB ou AABb

3 metros

AAbb, aaBB ou AaBb

2,5 metros

Aabb ou aaBb

2 metros

aabb

Fenótipos (cor da flor)

− O cruzamento entre ervilhas duplo-heterozigotas resulta em descendência com proporção fenotípica de 9 púrpuras : : 7 brancas.

Epistasia • Um gene, denominado epistático, inibe a manifestação de outro, chamado de hipostático, localizado em outro par de cromossomos homólogos.

Epistasia recessiva

• A inibição decorre da presença de um alelo recessivo do gene epistático em dose dupla.

• Exemplo: cor da pelagem em cães labradores. Fenótipos (cor da pelagem)

Genótipos

Preta

B_E_

Marrom

bbE_

Amarela

_ _ee

− O cruzamento entre cães duplo-heterozigotos resulta em descendência com proporção fenotípica de 9 pretas : : 3 marrons : 4 amarelas.

Epistasia dominante

• Apenas um alelo dominante do gene epistático é suficiente para que a inibição ocorra.

• Exemplo: cor da flor em dedaleiras (Digitalis purpurea). Fenótipos (cor da flor)

Genótipos

Branca

W_ _ _

Vermelho-escura

wwD_

Vermelho-clara

wwdd

− O cruzamento entre plantas duplo-heterozigotas resulta em descendência com proporção fenotípica de 1 (4 metros) : : 4 (3,5 metros) : 6 (3 metros) : 4 (2,5 metros) : 1 (2 metros).

− A curva da distribuição das frequências fenotípicas tem formato de sino, pois fenótipos médios são, em geral, os mais comuns, e os fenótipos extremos são normalmente menos frequentes.

Ligação gênica • Dois ou mais pares de alelos estão localizados no mesmo par de cromossomos homólogos.

• Os alelos localizados no mesmo cromossomo tendem a ser herdados juntos.

• Na ligação gênica, a segregação independente não se aplica. Meiose na segregação independente

• A meiose de uma célula com genótipo duplo-heterozigoto (AaBb) gera quatro tipos de gametas (AB, ab, Ab e aB) na proporção de 25% cada.

Meiose na ligação gênica

• Os tipos de gametas formados dependem do arranjo dos alelos no par de cromossomos homólogos.

• Arranjo cis: considerando um genótipo duplo-heterozigoto (AaBb), os alelos dominantes estão em um cromossomo e os recessivos no seu homólogo. Representação: AB/ab ou

AB . A meiose resulta em dois tipos de gametas (AB e ab) na ab

proporção de 50% cada.

BIOLOGIA

FRENTE 1

FRENTE 1

Resumindo

1

goto (AaBb), há um alelo dominante e um recessivo em cada cromossomo do par. Representação: Ab/aB ou

Ab . aB

A meiose resulta em dois tipos de gametas (Ab e aB) na proporção de 50% cada.

Crossing-over e ligação gênica • Crossing-over, ou permutação: troca de segmentos correspondentes entre cromátides de cromossomos homólogos.

• Tipos de gametas: parentais (gerados independentemente da permutação); recombinantes (formados em decorrência do crossing-over).

• Geralmente, a porcentagem de gametas recombinantes é menor que a de gametas parentais.

• O valor máximo para a TR é de 50%, observado em casos nos quais 100% das células têm meiose com permutação.

• Quanto maior for a distância entre os genes no cromossomo, maior será a probabilidade de haver crossing-over entre eles, resultando em maior taxa de recombinação.

• A convenção define que 1% de taxa de recombinação corresponde a uma unidade de mapa (u.m.), ou centimorgan (cM), de distância entre os genes.

• Exemplo de construção de um mapa genético: considerando um cromossomo com três genes ligados, A, B e C, e que a TR entre A e B seja 9%, entre A e C seja 23% e entre B e C seja 14%, os seguintes passos devem ser executados: os primeiros genes posicionados serão os mais distantes, isto é, aqueles com maior taxa de recombinação, e os demais genes são colocados entre eles.

Taxa de recombinação e mapeamento genético

9 u.m.

• Taxa de recombinação (TR), ou taxa de permutação: porcentagem de gametas recombinantes. TR 5

número de gametas recombinantes total de gametas

14 u.m.

A

B

? 100

Capítulo 14 — Herança relacionada ao sexo Determinação cromossômica do sexo Sistema XY

• Ocorre em seres humanos, entre outros mamíferos, assim como em muitas espécies de plantas vasculares.

• As células humanas diploides (2n) têm 46 cromossomos (23 pares) distribuídos em:

• 22 pares (44 cromossomos) autossomos (A). • 1 par (2 cromossomos) sexual. − sexo feminino: 44A + XX; sexo homogamético. − sexo masculino: 44A + XY; sexo heterogamético. • Regiões dos cromossomos sexuais: • diferenciais ou heterólogas: com genes exclusivos. • homólogas ou pseudoautossômicas: genes em correspondência entre os cromossomos.

C 23 u.m.

• Fêmeas são diploides (2n). • Machos são haploides (n), gerados por partenogênese. Herança relacionada ao sexo Herança ligada ao cromossomo X: casos recessivos

• Daltonismo • Incapacidade de distinguir cores, principalmente verde e vermelha.

• Alelos: − XD (dominante): condiciona visão normal. − Xd (recessivo): determina o daltonismo. Sexo masculino Genótipo D

X Y XdY

Fenótipo

gamético.

• Machos têm apenas um cromossomo X (X0) – sexo heterogamético.

Sistema ZW

• Ocorre em aves, em certos peixes e em alguns insetos, como borboletas e mariposas.

• Fêmeas têm um cromossomo Z e um W (ZW) – sexo heterogamético.

• Machos têm um par de cromossomos Z (ZZ) – sexo homogamético.

Sistema haplodiploide (n/2n)

• Ocorre em abelhas.

Genótipo D D

Fenótipo

Visão normal

X X

Visão normal

Daltônico

XDXd (portadora)

Visão normal

XdXd

Daltônica

Sistema X0

• Ocorre em gafanhotos, grilos, baratas e percevejos. • Fêmeas têm dois cromossomos sexuais (XX) – sexo homo-

Sexo feminino

Genótipos e respectivos fenótipos para o daltonismo.

• Hemofilia • Deficiência na coagulação sanguínea. • Alelos: − XH (dominante): condiciona coagulação normal. − Xh (recessivo): determina a hemofilia. Sexo masculino Genótipo

Fenótipo

Sexo feminino Genótipo

Fenótipo

X Y

Coagulação normal

X X

Coagulação normal

XhY

Hemofílico

XHXh (portadora)

Coagulação normal

XhXh

Hemofílica

H

H H

Genótipos e respectivos fenótipos para a hemofilia.

BIOLOGIA

FRENTE 1

FRENTE 1

• Arranjo trans: considerando um genótipo duplo-heterozi­

2

Herança ligada ao cromossomo X: casos dominantes

Sexo masculino

Sexo feminino

Genótipo

Fenótipo

Genótipo

Fenótipo

XAY

Afetado

XAXA ou XAXa

Afetada

XaY

Não afetado

XaXa

Não afetada

Genótipos e respectivos fenótipos para a hipofosfatemia.

Herança ligada ao cromossomo Y (restrita ao sexo ou holândrica)

• Determinada por genes localizados na região diferencial do cromossomo Y.

• Exemplo: gene SRY (responsável pela formação dos testículos). Herança influenciada pelo sexo

• Condicionada por genes autossômicos cuja expressão varia de acordo com o sexo.

• Um alelo tem caráter dominante em um sexo e no outro se comporta como recessivo.

• Exemplo: calvície. • C1: determina a calvície – dominante no sexo masculino e recessivo no sexo feminino.

• C2: condiciona ausência de calvície.

Capítulo 15 — Mutações e genética de populações Aspectos gerais das mutações • Alterações no material genético dos seres vivos. • Podem ocorrer aleatoriamente e ao acaso de maneira espontânea ou serem induzidas.

• São a fonte primária de variabilidade genética nas populações.

• Possíveis consequências: mutação negativa, mutação positiva ou mutação neutra.

• Mutações em células germinativas (precursoras dos gametas) são passadas aos descendentes.

Mutações gênicas • Alteram a sequência de bases nitrogenadas de um gene. • Podem alterar a sequência de aminoácidos da proteína resultante da expressão gênica.

• Tipos: substituição, inserção e deleção. Mutações cromossômicas • Alterações estruturais: deleção, duplicação, inversão e translocação.

• Alterações numéricas: − Euploidias: modificam a ploidia das células.

Fenótipo Genótipo

Sexo masculino

Sexo feminino

C1C1

Calvo

Calva

C1C2

Calvo

Sem calvície

C2C2

Sem calvície

Sem calvície

Genótipos e seus respectivos fenótipos para a calvície.

Herança mitocondrial

• Mitocôndrias são organelas com DNA próprio. • A herança do DNA mitocondrial (mtDNA) é materna. Cromatina sexual (ou corpúsculo de Barr) • Consiste em um cromossomo X altamente condensado e majoritariamente inativo durante a intérfase.

• Cromatinas sexuais = total de cromossomos X – 1: − Célula feminina (XX) = 2 cromossomos X – 1 = 1 cromatina sexual

− Célula masculina (XY) = 1 cromossomo X – 1 = 0 cromatina sexual

• Mecanismo de compensação de dose (hipótese de Lyon): − Permite que a quantidade de produtos proteicos derivada do cromossomo X seja equivalente entre machos e fêmeas de mamíferos.

• Características da inativação do cromossomo X: − Ocorre no início do desenvolvimento embrionário. − É aleatória e fixa. − Determina a formação de tecidos em mosaico em mamíferos do sexo feminino.

− Aneuploidias: em geral, envolvem apenas um cromossomo. − Tipos de aneuploidias em organismos diploides (2n): • Monossomias: ausência de um cromossomo (2n – 1). • Trissomias: presença de um cromossomo extra (2n 1 1). • Nulissomia: perda de ambos os cromossomos de um par de homólogos (2n 2 2).

• Principais causas: não disjunção (não separação) de cromossomos homólogos na meiose I ou de cromátides-irmãs na meiose II.

• Monossomias em humanos: − Síndrome de Turner (44A 1 X0). • Trissomias em humanos: − Síndrome do duplo Y (44A 1 XYY). − Síndrome do triplo X (44A 1 XXX). − Síndrome de Klinefelter (44A 1 XXY). − Síndrome de Down (trissomia do 21: 47, XY, 121 ou 47, XX, 121).

Genética de populações • Estudo da distribuição e frequência das variações genéticas (genotípicas e gênicas) nas populações e dos fatores que atuam sobre essas variações.

BIOLOGIA

FRENTE 1

FRENTE 1

• Hipofosfatemia (raquitismo resistente à vitamina D) • Alelos: − XA (dominante): condiciona a hipofosfatemia. − Xa (recessivo): determina a ausência de hipofosfatemia.

3

Equilíbrio de Hardy-Weinberg

Teorema ou equação de Hardy-Weinberg

• População na qual as frequências gênicas e genotípicas per-

• Exemplo: herança autossômica determinada por um gene com

• Condições para o equilíbrio: − a população deve ser muito grande; − a população deve ser pan-mítica; − ausência de deriva genética; − ausência de mutações; − ausência de migrações; − ausência de seleção natural. • Qualquer alteração nas frequências gênicas ou genotípicas corresponde a uma mudança evolutiva.

• A aplicação das ideias de Hardy-Weinberg testa se a população está evoluindo.

Capítulo 16 — Biotecnologia Células-tronco • Células indiferenciadas que podem originar diversos tipos celulares do organismo.

• Podem ser somáticas ou embrionárias. • Podem ser totipotentes (embrionárias de mórula), pluri-

potentes (embrionárias de blastocisto) ou multipotentes (somáticas).

• iPSCs: células-tronco pluripotentes induzidas. Clonagem • Reprodutiva: produção de clones de organismos adultos. • Terapêutica: produção de células-tronco embrionárias. • Transferência nuclear somática: fusão do núcleo celular de um organismo com o ovócito anucleado de outro organismo. – O clone produzido tem o DNA nuclear do organismo doa­ dor do núcleo, mas o DNA mitocondrial do organismo doador do ovócito.

Engenharia genética • Enzimas de restrição: cortam o DNA em locais específicos (sítios de restrição).

• DNA-ligase: liga diferentes fragmentos de DNA. • DNA recombinante: plasmídeo + gene de interesse. • Bactéria transgênica: contém o DNA recombinante e é aplicada na produção de proteínas de interesse.

Organismos transgênicos

• Organismos que recebem, incorporam e expressam genes de outras espécies.

• Plantas transgênicas – Vantagens: resistência a pragas e aumento de produtividade e de valor nutricional.

dois alelos (B: dominante; b: recessivo). • Frequências gênicas (alélicas) − f(B) 5 p − f(b) 5 q − Sendo p 1 q 5 1, então p 5 1 2 q e q 5 1 2 p. • Frequências genotípicas

− − − − −

f(BB) 5 p²

f(Bb) 5 2pq f(bb) 5 q²

Isso equivale a (p 1 q)² 5 p21 2pq 1 q² 5 1.

É aplicável a heranças ligadas ao cromossomo X e a heranças que envolvem alelos múltiplos.

– Desvantagens: danos para as espécies nativas, alergia e seleção de superpragas.

Terapia gênica

• Tratamento de doenças por meio da introdução de genes saudáveis nas células com genes que causam essas doenças.

• Utilização de vírus como vetores genéticos. Edição genética

• Alteração de genes por meio da inserção de sequências de nucleotídeos. – Potencial terapêutico: tratamento de doenças genéticas por meio do desligamento ou da correção de genes que causam essas doenças.

• Conhecida como sistema CRISPR-Cas9. • Cas9: enzima bacteriana capaz de cortar o DNA. • RNA-guia: possui sequência complementar ao gene disfuncional.

Eletroforese em gel

• Técnica para separar proteínas ou ácidos nucleicos (DNA e RNA).

• Diferenciação das moléculas pelo tamanho e pela carga elétrica.

• Bandas menores encontram menos resistência e correm mais. • Bandas maiores encontram mais resistência e correm menos. Impressão digital de DNA

• VNTRs: sequência específica de repetições curtas de nucleotídeos.

• O padrão de bandas na eletroforese é exclusivo para cada indivíduo.

• Aplicação: identificação de criminosos e determinação da paternidade.

FRENTE 1

manecem constantes ao longo das gerações.

BIOLOGIA

FRENTE 1

4

BIOLOGIA

FRENTE 2

Capítulo 16 — Morfologia vegetal Desenvolvimento do corpo da planta • Órgãos vegetativos: folhas, caules e raízes – crescimento e manutenção da planta.

• Órgãos reprodutivos: flores, frutos e sementes – produção, dispersão e sobrevivência dos descendentes.

Folhas • Origem: primórdios foliares. • Funções: fotossíntese, trocas gasosas e transpiração vegetal. • Morfologia: pecíolo e lâmina foliar. • Anatomia: epiderme e mesofilo (feixes vasculares e parênquima clorofiliano).

• Folhas modificadas: insetívoras, brácteas, gavinhas e espinhos. Caules • Origem: caulículo e gemas axilares. • Funções: sustentação da parte aérea, transporte de seiva e armazenamento de nutrientes.

• Morfologia: gemas apicais, gemas axilares, nós e entrenós. • Anatomia: epiderme, córtex, cilindro vascular e medula. • Tipos de caule aéreo: tronco, haste, colmo, estipe, estolão e cladódio.

• Tipos de caule subterrâneo: rizoma, bulbo e tubérculo. Raízes • Origem: radícula, caule e ramificações de outras raízes. • Funções: fixação da planta, armazenamento de nutrientes e absorção de água e minerais.

• Morfologia: região de ramificação, região pilífera, região lisa, região meristemática e coifa.

• Anatomia: epiderme, córtex e cilindro vascular. • Tipos de raiz: escoras, tabulares, respiratórias, tuberosas e sugadoras.

Flores • Origem: gemas apicais e/ou axilares. • Funções: reprodução sexuada das angiospermas.

Capítulo 17 — Fisiologia vegetal I Nutrição vegetal • Inorgânica: absorção de água e minerais do solo e gás carbônico da atmosfera.

• Orgânica: produção de moléculas orgânicas por meio de fotossíntese.

Nutrientes essenciais

• São 17 elementos químicos fundamentais para a planta com-

• Morfologia: pedicelo, receptáculo e órgãos florais. • Órgãos florais: sépalas, pétalas, estames e pistilos. Frutos • Origem: ovário desenvolvido das flores. • Funções: proteção e dispersão das sementes. • Estrutura: epicarpo, mesocarpo e endocarpo. Classificação

• Quanto à origem: simples, agregados e infrutescências. • Quanto à consistência: carnosos e secos. • Quanto à abertura: deiscentes (se abrem) e indeiscente (não se abrem).

• Frutos simples: − Origem: uma única flor com um pistilo. − Carnosos: bagas e drupas. − Secos: sâmaras, legumes, cápsulas e aquênios. • Frutos agregados: − Origem: flor única com vários pistilos separados. − Constituídos de vários frutículos inseridos em um mesmo receptáculo floral.

− Exemplos: morango e framboesa. • Infrutescências têm origem em inflorescências (várias flores). Exemplos: abacaxi e figo.

• Pseudofrutos são estruturas carnosas que não se originam do ovário, mas de outras partes da flor, como pedicelo, receptáculo floral e/ou tubo floral. Exemplos: maçã, pera, morango e caju.

• Frutos partenocárpicos são frutos que se originam do ovário, porém sem que ocorra a fecundação e, portanto, não possuem sementes. Exemplos: banana e uva Thompson.

Sementes • Origem: óvulos fecundados e desenvolvidos. • Funções: proteção e nutrição do embrião. • Estrutura: casca e amêndoa (embrião e endosperma). • Embrião: radícula, caulículo e cotilédones. • Dispersão: anemocoria (vento), hidrocoria (água) e zoocoria (animais).

nitrogênio (N), potássio (K), cálcio (Ca), magnésio (Mg), fósforo (P) e enxofre (S).

• Micronutrientes: são necessários apenas em pequenas quantidades. Entre eles, temos: cloro (CL), ferro (Fe), manganês (Mn), boro (B), zinco (Zn), cobre (Cu), níquel (Ni) e molibdênio (Mo). Elemento químico

Forma disponível para as plantas

Funções principais

Nitrogênio (N)

NO32 e NH1 4 (solo)

Componente de ácidos nucleicos (DNA e RNA), proteínas, hormônios, ATP, clorofila e coenzimas

Potássio (K)

K1 (solo)

Abertura dos estômatos, cofator de diversas enzimas e balanço osmótico

pletar seu ciclo de vida e produzir descendentes.

• Macronutrientes: são necessários em grandes quantidades. Entre eles, temos: carbono (C), oxigênio (O), hidrogênio (H),

BIOLOGIA

FRENTE 2

FRENTE 2

Resumindo

1

Fósforo (P)

Forma disponível para as plantas H2PO42 e HPO422 (solo)

Funções principais Componente dos ácidos nucleicos (DNA e RNA), dos fosfolipídeos das membranas biológicas, das moléculas de ATP e de várias coenzimas

Hidroponia

• Técnica de cultivo de plantas em soluções nutritivas sem necessidade de solo.

• Vantagens: − diminuição da utilização de agroquímicos (herbicidas e inseticidas);

− economia de água; − diminuição na transmissão de doenças humanas, como lombriga e amebíase.

Transpiração vegetal • Eliminação de água no estado gasoso pela epiderme das plantas.

• Funções: diminuição da temperatura das folhas nos dias mais quentes e transporte de seiva mineral pelo xilema do sistema radicular para a parte aérea.

• Tipos: cuticular (cutícula) e estomática (estômatos). Estômatos

Gutação

• Eliminação de água no estado líquido pelas folhas. • Estruturas secretoras: hidatódios. • Condições necessárias: presença de hidatódios, solo hidratado e atmosfera úmida.

Teoria da transpiração-tensão-coesão-adesão

• Força impulsora: transpiração vegetal. • Folha: puxa a seiva para cima. • Mecanismo: − transpiração vegetal; − tensão no xilema; − seiva bruta é puxada para cima; − coesão e adesão nas moléculas de água; − absorção de água e minerais do solo pelas raízes. Transporte de seiva orgânica • Composição da seiva: água, sais minerais e compostos orgânicos (carboidratos, aminoácidos, proteínas, RNA e hormônios).

• Tecido responsável: floema. • Sentido do fluxo: bidirecional. • Fonte de açúcar: órgão responsável pela produção de açúcar, que pode ocorrer por meio de fotossíntese, como nas folhas maduras, ou pela hidrólise do amido, como os órgãos de reserva maduros.

• Abertos: células estomáticas túrgidas, solo hidratado, baixa

• Dreno de açúcar: órgão que consome açúcar e/ou armazena

• Fechados: células estomáticas flácidas, solo seco, alta con-

na forma de amido. Como exemplos de drenos de açúcar temos raízes, caules, folhas jovens, meristemas, flores, frutos, sementes e órgãos de reserva jovens.

concentração de gás carbônico e luz.

centração de gás carbônico e ausência de luz.

• Íon envolvido: potássio (K1).

Transporte de seiva mineral • Composição da seiva: água e sais minerais absorvidos do solo pelas raízes.

• Tecido responsável: xilema. • Sentido do fluxo: unidirecional. Absorção pelas raízes

• • • •

Local: região pilífera das raízes.

• Pulgões: inserem o estilete no floema e se alimentam de seiva elaborada.

Experimento de Münch

• Objetivo: descobrir o mecanismo envolvido no transporte de seiva elaborada.

• Materiais utilizados: bolsas semipermeáveis, recipiente e tubo de vidro.

• Conclusão: fluxo por pressão ou desequilíbrio osmótico.

Absorção de água por osmose.

Teoria do fluxo por pressão

Absorção de sais minerais por difusão e transporte ativo.

• A seiva elaborada é transportada de uma região em que o

Caminhos possíveis:

− Apoplástico: água e minerais passam pelas paredes celulares e pelos espaços intercelulares até chegar à endoderme.

− Simplástico: água e minerais seguem pelos plasmodesmos até o xilema.

Mecanismos de transporte Pressão de raiz

• Condições: raiz hipertônica e solo hipotônico. • Raiz: empurra a seiva para cima.

floema possui maior pressão osmótica (folhas maduras) para outra de menor pressão osmótica (raízes).

• Força impulsora: transporte ativo de sacarose no floema da fonte de açúcar.

Anelamento

• Retirada de um anel da casca do caule (tronco ou ramo) de uma planta.

• Consequência: morte da planta (quando realizado no tronco principal) ou formação de frutos mais doces (quando realizado em ramos caulinares).

BIOLOGIA

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Elemento químico

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Fitormônios Auxina

• Natural: ácido indolacético (AIA). • Sintéticas: ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D), ácido naftalenoacético (ANA) e ácido indolbutírico (IBA).

• Transporte polar: ocorre pelo tecido parenquimático em direção descendente do caule a partir das gemas apicais.

• Locais de produção: gemas apicais caulinares, folhas jovens e sementes em desenvolvimento.

• Sensibilidade à auxina: alta na raiz e baixa no caule. • Principais funções: − alongamento celular; − dominância apical; − crescimento de frutos; − herbicida seletivo; − formação de raízes; − tropismos. Giberelinas

• Natural: ácido giberélico (GA3). • Locais de produção: meristemas apicais (caulinares e radicula­ res), folhas jovens e embriões das sementes.

• Principais funções: − germinação das sementes; − alongamento do caule; − crescimento de frutos. Citocininas

• Principais funções: − estímulo das divisões celulares mitóticas; − quebra da dormência das gemas axilares; − retardamento da senescência. Ácido abscísico

• Inibidor do crescimento. • Locais de produção: quase todos os órgãos vegetais. • Principais funções: − fechamento dos estômatos; − dormência das gemas laterais no inverno; − dormência das sementes.

Movimentos vegetais Tropismos

• Conceito: movimentos vegetais de crescimento dependentes da posição de origem do estímulo.

• Positivos: movimentos dos órgãos ou de estruturas vegetais se aproximam dos estímulos.

• Negativos: movimentos dos órgãos ou de estruturas vegetais se afastam dos estímulos.

• Tipos: fototropismo, gravitropismo (geotropismo), quimiotropismo, hidrotropismo e tigmotropismo.

• Fototropismo − Estímulo: luz. − Planta com luz unilateral: auxina se concentra no lado não iluminado.

− Caule: fototropismo positivo. − Raiz: fototropismo negativo. • Gravitropismo − Estímulo: gravidade. − Planta na posição horizontal: auxina se concentra no lado inferior.

− Caule: gravitropismo negativo. − Raiz: gravitropismo positivo. Nastismos

• Conceito: movimentos vegetais de abertura ou fechamento que não dependem da origem do estímulo e, geralmente, são reversíveis.

• Tipos: tigmonastismo e sismonastismo. Tactismos

• Conceitos: movimentos em que ocorre deslocamento de moléculas, organelas ou microrganismos, influenciados por estímulos ambientais (físicos ou químicos).

• Tipos: fototactismo e quimiotactismo. Luz e desenvolvimento vegetal • Fotomorfogênese: efeito da luz no desenvolvimento e crescimento das plantas.

• Exemplos: alongamento do caule, abertura dos estômatos, germinação das sementes e floração.

• Fotorreceptores: pigmentos que detectam e absorvem os diferentes comprimentos de onda da luz.

Fitocromo

Etileno

• Fotorreceptor azul que absorve luz vermelha. • Fitocromo ativo ou FVC: absorve onda de luz vermelha curta

• Hormônio gasoso relacionado à senescência. • Locais de produção: todos os órgãos vegetais, exceto pelas

• Fitocromo inativo ou FVL: absorve onda de luz vermelha longa

sementes, regiões lesionadas, frutos maduros ou podres.

• Principais funções: − amadurecimento dos frutos; − queda das folhas.

(660 nm) e atua diretamente nas respostas fisiológicas.

(730 nm) e não atua diretamente nas respostas fisiológicas.

Fotoperiodismo

• Conceito: fenômenos vegetais determinados pelo fotoperíodo

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Capítulo 18 — Fisiologia vegetal II

(período de exposição à luz).

BIOLOGIA

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los e raízes tuberosas, reprodução assexuada, germinação de sementes e quebra da dormência das gemas axilares.

• Plantas de dia curto (noite longa): − Florescem em um tempo menor ou igual ao fotoperíodo crítico.

− Florescem no início da primavera, no outono ou durante o inverno.

− Exemplos: morangueiro, crisântemo e ipê-amarelo.

• Plantas de dia longo (noite curta): − Florescem em um tempo maior ou igual ao fotoperíodo crítico. − Florescem, geralmente, no final da primavera e durante o verão. − Exemplos: espinafre, trigo, íris e alface. • Plantas neutras: − Floração não depende do fotoperíodo, mas do grau de desenvolvimento da planta, da disponibilidade de água ou da temperatura ambiental.

− Exemplos: tomateiro, feijoeiro, milho e roseira.

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• Exemplos: floração, queda das folhas, formação de tubércu-

BIOLOGIA

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Resumindo

BIOLOGIA

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Capítulo 11 — Controle endócrino Introdução • O sistema endócrino é constituído pelo conjunto de glândulas endócrinas do organismo. • O controle endócrino é feito por meio da ação dos hormônios sobre suas células-alvo. Regulação dos níveis hormonais Feedback negativo

• A resposta das células-alvo inibe a produção do hormônio que a desencadeou, evitando que os hormônios sejam liberados em quantidades excessivas.

Feedback positivo

• O aumento da intensidade da resposta das células-alvo resulta em aumento da liberação do hormônio que as estimula. Principais glândulas endócrinas Hipófise

• Localizada na base do encéfalo, intimamente associada ao hipotálamo. • Dividida em duas regiões: − neuroipófise (porção posterior): não produz hormônios; armazena e libera no sangue hormônios sintetizados pelo hipotálamo; − adenoipófise (porção anterior): sintetiza e secreta hormônios sob o controle do hipotálamo. Regiões da hipófise

Hormônios

Ações e características

ADH (hormônio antidiurético), ou vasopressina

• Aumenta a reabsorção de água nos néfrons. • Sua carência causa diabetes insípido: produção de grande volume de urina diluída.

Neuroipófise Ocitocina TSH (hormônio tireoestimulante) Hormônios tróficos

Adenoipófise

ACTH (hormônio adrenocorticotrófico) Gonadotrofinas: FSH (hormônio foliculoestimulante) e LH (hormônio luteinizante)

Prolactina (hormônio lactogênico)

GH (hormônio do crescimento), ou somatotrofina

• Estimula a secreção do leite materno e a contração do útero. • É caso de feedback positivo. • Estimula a produção de hormônios pela glândula tireoide. • Estimula a produção de hormônios pelo córtex das glândulas suprarrenais. • Estimulam o funcionamento dos ovários (gônadas femininas) e dos testículos (gônadas masculinas). • Estimula a produção de leite pelas glândulas mamárias. • Estimula a proliferação celular e a síntese proteica, por exemplo, em ossos e músculos, promovendo a elongação óssea e o aumento da massa muscular. • Na infância, o excesso causa o gigantismo, e a carência causa o nanismo hipofisário. Na fase adulta, o excesso causa a acromegalia.

Glândula tireoide (ou tireoidea)

Hormônios da glândula tireoide Calcitonina Tri-iodotironina (T3) Tetraiodotironina ou tiroxina (T4)

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• Localizada na porção anterior do pescoço. Ações e características • Reduz o nível sanguíneo de cálcio. • Estimulam o metabolismo. • Níveis sanguíneos controlados por feedback negativo. • Contêm iodo na composição.

• Alterações da glândula tireoide: − hipertireoidismo: produção e liberação excessiva dos hormônios T3 e T4, causando aumento acentuado do metabolismo; − hipotireoidismo: baixa secreção de T3 e T4, resultando em redução da taxa metabólica; − bócio endêmico ou carencial: causado pela carência de iodo. A prevenção é feita por meio do consumo de sal de cozinha enriquecido com iodo. BIOLOGIA

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Glândulas paratireoides

• Conjunto de quatro glândulas localizadas na parte posterior da glândula tireoide. • Secretam o paratormônio (PTH), que eleva o nível de cálcio no sangue. Glândulas suprarrenais (ou adrenais)

• Localizadas acima dos rins. • Divididas em duas regiões: medula (porção interna) e córtex (porção externa). Regiões das suprarrenais

Medula

Hormônios

Adrenalina (epinefrina) e noradrenalina (norepinefrina)

Mineralocorticoides (ex.: aldosterona)

Córtex

Glicocorticoides (ex.: cortisol)

Pâncreas

• Glândula mista (ou anfícrina): possui uma porção exócrina e uma endócrina.

− Porção exócrina: produz o suco pancreático. − Porção endócrina: constituída pelas ilhotas pancreáticas, sintetiza e secreta os principais hormônios que atuam no controle da glicemia – insulina (produzida pelas células beta) e glucagon (produzido pelas células alfa).

• Diabetes melito: caracterizada por hiperglicemia

Ações e características • Liberadas em situações de perigo e estresse. • Aumentam a degradação do glicogênio no fígado, resultando em elevação da glicemia. • Aumentam a pressão arterial. • Aumentam as frequências respiratória e cardíaca. • Aumentam a reabsorção renal de sódio e, consequentemente, a reabsorção de água. • Elevam a pressão arterial. • Elevam a glicemia. • Em doses altas, têm efeito anti-inflamatório. Insulina

ELEMENTOS FORA DE PROPORÇÃO CORES FANTASIA

Aumento da glicemia (ex.: ingestão de carboidratos)

crônica.

Formação de glicogênio no fígado Redução da glicemia

Glicemia normal

− Tipo 1: deficiência na síntese e na secreção de insulina. A regulação da glicemia acontece mediante a administração de insulina, por exemplo, por meio de injeções.

Aumento da absorção de glicose pelas células

Células beta

Redução da glicemia ( ex.: jejum)

Aumento da glicemia

− Tipo 2: redução da capacidade das células-alvo em responder à presença da insulina.

Representação esquemática da atuação da insulina e do glucagon na homeostase da glicose.

Degradação do glicogênio estocado no fígado

Glucagon

Células alfa

Capítulo 12 — Reprodução humana

Testículos

• Correspondem às gônadas masculinas. • São protegidos pela bolsa escrotal. • Estruturas internas: − túbulos seminíferos: local de produção dos espermatozoides (espermatogênese); − células intersticiais (células de Leydig): responsáveis pela síntese de testosterona, hormônio sexual importante à formação

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Sistema genital masculino

das estruturas genitais masculinas e, na puberdade, ao desenvolvimento das características sexuais secundárias masculinas;

− células de Sertoli: fornecem apoio, proteção e nutrição às espermatogônias, células que originarão os espermatozoides. • Efeito dos hormônios gonadotróficos hipofisários: − LH: estimula a síntese e a secreção de testosterona; − FSH: estimula a produção de espermatozoides. BIOLOGIA

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Epidídimos

• Ductos enovelados ligados aos testículos. • Local onde os espermatozoides completam sua maturação e ficam temporariamente armazenados. Ductos deferentes

• Vasos ligados aos epidídimos. • Por meio dos ductos deferentes, durante a ejaculação, os espermatozoides são conduzidos em direção à uretra. Uretra

• Canal que percorre longitudinalmente o pênis. • Estrutura comum aos sistemas urinário e genital, pois realiza a condução de urina durante a micção e de sêmen durante a ejaculação. • O sêmen é constituído de espermatozoides e secreções produzidas pelas vesículas seminais e próstata. Glândulas seminais

• Secretam um fluido importante, principalmente, para a nutrição dos espermatozoides. Próstata

• Libera uma secreção que contribui com a neutralização da acidez vaginal, permitindo a sobrevivência dos espermatozoides. Glândulas bulbouretrais

• Liberam o líquido pré-ejaculatório, que lubrifica a uretra e neutraliza resíduos ácidos presentes nesse canal. Pênis

• • • •

Órgão copulador masculino. Apresenta tecido erétil: dois corpos cavernosos e um corpo esponjoso. Durante a excitação sexual, o tecido erétil enche-se com sangue, resultando na ereção. Glande: extremidade anterior do pênis recoberta pelo prepúcio.

Sistema genital feminino Vulva

• Clitóris, lábios maiores e menores e abertura da vagina. • Corresponde à estrutura externa. Vagina

• Canal que recebe o pênis durante a relação sexual. Útero

• Órgão muscular. • Apresenta cavidade interna revestida pelo endométrio. • Parede constituída pelo miométrio, músculo de contração involuntária que atua na eliminação do endométrio durante a menstrua­ ção e na expulsão do feto no parto natural.

Tubas uterinas

• Estendem-se do útero até uma abertura próxima aos ovários. • São internamente revestidas por epitélio ciliado. • Geralmente, a fecundação ocorre no interior de uma das tubas uterinas. • • • •

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Ovários Correspondem às gônadas femininas. Local de ocorrência da maior parte da formação do óvulo (ovogênese). Local de produção e liberação dos principais hormônios sexuais femininos, o estradiol (um tipo de estrógeno) e a progesterona. Na puberdade, os estrógenos estão ligados ao desenvolvimento das características sexuais secundárias femininas.

Ciclo menstrual

• Prepara o sistema genital feminino para uma possível gravidez. • Dura, em média, 28 dias. − 1o dia: início do fluxo menstrual, que consiste na descamação e na eliminação de endométrio e sangue. − 14o dia: ovulação (liberação de um ovócito II em uma das tubas uterinas). BIOLOGIA

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• Caso não ocorra fecundação, o ciclo prossegue até a próxima menstruação. • Período fértil: período do ciclo menstrual no qual há maiores chances de ocorrer fecundação. Determina-se o provável dia da ovulação e, em relação a ele, é adicionada uma margem de três dias para mais e três dias para menos. Dessa forma, o período fértil vai do 11o dia até o 17o dia, em um ciclo de 28 dias.

Controle hormonal do ciclo menstrual

• No início do ciclo menstrual, há liberação de FSH (hormônio foliculoestimulante) pela hipófise; esse hormônio age sobre os

ovários, estimulando o crescimento e o amadurecimento dos folículos ováricos. Certas células do folículo em crescimento começam a secretar estradiol (estrógeno).

• O estrógeno atua sobre o útero, estimulando a proliferação das células do endométrio. • O aumento da concentração de estrógeno resulta na inibição da secreção de FSH por feedback negativo. • Um ou dois dias antes da ovulação, é observado um pico de secreção de LH (hormônio luteinizante); esse hormônio promove a ovulação e a formação do corpo lúteo no ovário. O LH estimula o corpo lúteo a secretar estrógeno e progesterona.

• A progesterona age sobre o endométrio, promovendo sua vascularização e sua manutenção. • A liberação de hormônios ovarianos pelo corpo lúteo inibe, por feedback negativo, a liberação de LH e FSH pela adenoipófise. • Caso não ocorra fecundação e nidação, as baixas concentrações de LH e FSH levam à regressão do corpo lúteo, originando o corpo albicante (corpo albicans ou corpo branco) e resultando na diminuição da concentração de estrógeno e progesterona. Nessa condição, o endométrio descama, resultando na menstruação.

Fecundação, nidação e gestação

• Fecundação: encontro dos gametas masculino e feminino e fusão de seus núcleos, resultando na formação do zigoto. Ocorre na tuba uterina.

• • • • •

Nidação: implantação do embrião na fase de blastocisto (blástula dos mamíferos) no endométrio. O embrião implantado libera no sangue materno a gonadotrofina coriônica humana (hCG). O hCG estimula o corpo lúteo a manter a secreção, principalmente, de progesterona, hormônio fundamental à manutenção da gravidez. O hCG pode ser detectado por meio de exames de sangue e urina, a fim de se confirmar a gravidez. A secreção de progesterona e estrógeno pelo corpo lúteo é mantida até, aproximadamente, o terceiro mês de gestação; deste ponto até o fim da gravidez, a placenta assume a função de secreção desses hormônios. A placenta também libera hCG.

Método

Ação

Abstinência sexual

Corresponde à não realização da prática sexual; dessa forma, não há fecundação.

Coito interrompido

Consiste na retirada do pênis de dentro da vagina antes da ejaculação.

Tabelinha

Baseia-se na abstinência sexual durante o período fértil.

Preservativos masculino e feminino

Popularmente conhecidos como camisinhas, esses métodos impedem o encontro dos gametas e a fecundação. Os preservativos são eficientes na prevenção contra as infecções sexualmente transmissíveis (ISTs).

Diafragma

Peça, geralmente feita de látex, inserida pelo canal vaginal até o colo do útero, antes do ato sexual. Impede que espermatozoides cheguem ao útero e às tubas uterinas. A utilização do diafragma não previne contra a transmissão de ISTs.

DIU – dispositivo intrauterino

Peça em formato de T instalada no útero que tem como finalidade interferir na fecundação e na nidação. Não previne contra ISTs.

Contracepção hormonal

As pílulas anticoncepcionais contêm hormônios sintéticos similares aos estrógenos e/ou progesterona. A utilização correta das pílulas inibe, por feedback negativo, a secreção dos hormônios gonadotróficos (FSH e LH). Por conta disso, não ocorre maturação dos folículos ovarianos nem ovulação. A pílula do dia seguinte é um método contraceptivo hormonal que deve ser utilizado apenas em situações de emergência; seu uso afeta o deslocamento dos gametas no sistema genital feminino e impede a ovulação ou a nidação.

Métodos cirúrgicos

A vasectomia consiste na interrupção dos canais deferentes, com o objetivo de impedir que os espermatozoides cheguem à uretra; dessa forma, o sêmen não contém gametas masculinos. A laqueadura tubária consiste em cortar e amarrar ou cauterizar as tubas uterinas, a fim de impedir que o ovócito II e os espermatozoides se encontrem.

BIOLOGIA

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Métodos contraceptivos

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• Tecidos são conjuntos de células que desempenham determinadas funções.

Tecidos epiteliais • Células justapostas. • Pouca matriz extracelular. • Avasculares. • Apoiados sobre uma camada de tecido conjuntivo subjacente. Epitélios de revestimento

• Funções: revestem órgãos, superfícies e cavidades; e atuam na proteção e, em algumas situações, na absorção de substâncias.

• Apresentam especializações de membrana, como desmossomos, interdigitações e microvilosidades.

• Classificação quanto ao número de camadas: − simples: uma camada de células; − estratificado: apresenta duas ou mais camadas; − pseudoestratificado: apresenta uma camada de células cujos núcleos variam em tamanho e posição.

• Classificação quanto ao formato das células: − cúbico: células em forma de cubo; − colunar (prismático): células alongadas; − pavimentoso (escamoso): células achatadas; − transição: forma e tamanho das células variam de acordo com o grau de distensão do órgão em que estão presentes.

Epitélios de secreção (ou glandulares)

• São derivados de diferenciações que ocorrem em epitélios de revestimento, originando as glândulas. (estruturas especializadas em produzir e liberar substâncias, como hormônios.)

• Classificação quanto ao número de células: − unicelulares: formadas por apenas uma célula; − multicelulares: compostas de agrupamentos de células. • Classificação quanto ao local onde é lançada a secreção: − glândulas exócrinas: liberam suas secreções na superfície do corpo ou em uma cavidade;

− glândulas endócrinas: lançam suas secreções no sangue; − glândulas mistas: possuem uma porção endócrina e uma porção exócrina.

Estrutura da pele humana

• Constituída pela epiderme (tecido epitelial) e pela derme (tecido conjuntivo). Sob a pele é encontrado o tecido subcutâneo (hipoderme) rico em adipócitos, células especializadas no armazenamento de gordura.

• A camada córnea (camada mais externa da epiderme) apresenta células mortas com queratina.

• Apresenta anexos epidérmicos, como pelos, glândulas sebáceas e glândulas sudoríferas.

Tecidos conjuntivos • Células dispersas em grande quantidade de matriz extracelular. • A matriz extracelular é formada por: − substância fundamental;

− fibras proteicas: colágenas, resistentes, porém flexíveis;

reticulares, que formam redes de apoio para outras estruturas; e elásticas, que conferem elasticidade aos tecidos.

• Células do tecido conjuntivo: − fibroblastos: responsáveis pela produção das fibras proteicas e da substância fundamental. Quando os fibroblastos diminuem sua atividade de síntese, passam a ser chamados de fibrócitos;

− plasmócitos: células de defesa responsáveis pela produção de anticorpos;

− macrófagos: atuam na defesa do organismo por meio da fagocitose de substâncias estranhas e microrganismos invasores;

− mastócitos: ligadas a processos alérgicos e respostas inflamatórias;

− mesenquimais: correspondem a células-tronco multipotentes; dessa forma, podem se diferenciar em outras células do tecido conjuntivo.

Tecido conjuntivo propriamente dito

• Frouxo: − Atua no suporte e no preenchimento de espaços entre células e tecidos.

• Denso: − Tecido com predominância de fibras colágenas. − Confere maior resistência à tração e oferece proteção aos demais tecidos.

Tecido adiposo

• Predominância de adipócitos, células especializadas no armazenamento de gordura.

• Pequena quantidade de matriz extracelular. • Encontrado principalmente sob a pele, formando o tecido subcutâneo, e ao redor de órgãos.

• Principais funções: reserva energética nos animais; isolamento térmico; proteção mecânica.

Tecido cartilaginoso

• Rígido e avascular. • Funções: sustentação; revestimento das articulações; crescimento dos ossos longos.

• Matriz extracelular com colágeno; também pode apresentar elastina, proteína que confere elasticidade.

• Condroblastos: células jovens, com intensa atividade secretora, que atuam na produção da substância fundamental e das fibras proteicas.

• Condrócitos: correspondem a condroblastos que diminuíram sua atividade. São encontrados em regiões de maior rigidez das cartilagens.

• Condroclastos: células que degradam os componentes do

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Capítulo 13 — Histologia animal

tecido cartilaginoso. Atuam na remodelação das cartilagens.

Tecido ósseo

• Principal componente dos ossos. • Matriz óssea (matriz extracelular) com parte orgânica constituída principalmente por colágeno, que confere certa flexibilidade aos ossos; e com porção mineral rica em fosfato e cálcio, resultando em alta resistência. BIOLOGIA

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aos músculos esqueléticos; reserva de cálcio e fosfato.

• Osteoblastos: atuam na produção da parte orgânica da matriz óssea e na mineralização da matriz óssea.

• Osteócitos: correspondem aos osteoblastos que diminuíram sua atividade. São células fundamentais à manutenção da matriz óssea.

• Osteoclastos: células que realizam a reabsorção da matriz óssea. São importantes nos processos de remodelação dos ossos, por exemplo, em casos de fratura.

• Os ossos longos são compostos de epífises (extremidades do osso) e diáfise (porção alongada e cilíndrica).

• A estrutura interna de um osso é formada de osso compacto (desprovido de cavidades), osso esponjoso (com cavidades intercomunicantes ocupadas pela medula óssea) e medula óssea. Há dois tipos de medula óssea: vermelha, rica em tecido hematopoiético, responsável pela produção de elementos sanguíneos (nos recém-nascidos, toda a medula óssea é vermelha; nos adultos, está restrita ao interior de certos ossos, como vértebras, esterno, costelas e ossos do crânio); e amarela, com tecido adiposo, que não produz elementos do sangue (está presente no interior da maioria dos ossos esponjosos de adultos).

Tecidos musculares • Funções: − execução de movimentos; − sustentação do corpo; − impulsionamento do sangue pelo sistema cardiovascular; − condução do alimento pelo tubo digestório; − armazenamento de substâncias, como proteínas, cálcio e glicogênio;

− controle da temperatura corporal. • Células (miócitos, ou fibras musculares) alongadas, ricas em filamentos de actina e miosina.

• Contração muscular: resultado do deslizamento dos filamentos de actina sobre os de miosina.

Tecido muscular estriado esquelético

• • • • • •

Musculatura ligada aos ossos. Fibras alongadas, multinucleadas e com estrias transversais. Contração, em geral, voluntária. Grupos musculares com ação antagônica. Organizado em feixes de fibras musculares paralelas. Cada fibra muscular apresenta as miofibrilas, que são sequências de sarcômeros (miômeros). Os sarcômeros correspondem às unidades contráteis básicas da musculatura.

• Na contração muscular, o deslizamento dos filamentos de actina sobre os filamentos de miosina causam o encurtamento do sarcômero.

Tipos de fibras musculares esqueléticas

• Fibras tipo I (fibras vermelhas): − Possuem grande quantidade de mioglobina.

− Apresentam metabolismo aeróbico predominante, sendo suscetíveis à fadiga muscular.

− Contração lenta, porém duradoura. − Ligadas à realização de exercícios mais duradouros, de intensidade moderada e que exigem maior resistência, a exemplo de uma maratona.

• Fibras tipo II (fibras brancas): − Possuem pouca mioglobina e poucas mitocôndrias. − Apresentam metabolismo anaeróbico predominante, sendo mais suscetíveis à fadiga muscular.

− Têm contração rápida e passageira. − Eficientes na realização de exercícios intensos, porém curtos, a exemplo de uma corrida de 100 metros rasos.

Junção neuromuscular e o estímulo à contração

• Junção neuromuscular: sinapse entre as terminações axônicas de um neurônio motor e a membrana plasmática da fibra muscular.

• Na fenda sináptica, há liberação do neurotransmissor acetilcolina.

• O estímulo desencadeado pela acetilcolina leva à liberação de íons cálcio (Ca2+) pelo retículo sarcoplasmático (retículo endoplasmático não granuloso) no citosol.

• Os íons Ca2+ permitem a ligação dos filamentos de miosina aos filamentos de actina e o deslizamento desses filamentos uns sobre os outros, promovendo a contração muscular mediante gasto de ATP.

• Fontes de energia para a contração − Reserva de ATP. − Reserva de fosfocreatina (fornece fosfato à síntese de ATP). − Reserva de glicogênio (degradado em glicose, que pode ser usada na respiração celular aeróbica e na fermentação lática).

− A glicose também pode ser fornecida às células musculares pela circulação sanguínea.

Tecido muscular estriado cardíaco (miocárdio)

• Encontrado apenas no coração. • Fibras com estrias transversais dotadas de um ou dois núcleos.

• Contração involuntária. O ritmo das contrações é determinado pelo próprio coração sob a influência do sistema nervoso autônomo.

• Discos intercalares: aumentam a adesão entre as células vizinhas e permitem a rápida propagação dos impulsos entre elas.

Tecido muscular liso

• Células fusiformes (extremidades afiladas), dotadas de um núcleo central e desprovidas de estrias transversais.

• Contração involuntária, controlada pelo sistema nervoso. • Participa de movimentos realizados por órgãos internos. • Encontrado em paredes de veias e artérias, órgãos do sistema

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• Funções: sustentação; proteção de estruturas internas; apoio

digestório, brônquios, útero, ureteres, músculos intrínsecos dos olhos etc.

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