Biologia Acerta Mais Enem

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<p>BIOLOGIA MANUAL DO PROFESSOR</p><p>ACERTA ENEM MANUAL DO PROFESSOR BIOLOGIA Evandro Brandão de Oliveira edição São Paulo / 2020 EDITORA</p><p>Copyright 2020 Título original da obra: MWC EDITORA Acerta mais ENEM: Biologia Av. Paulista, 37 4° andar Manual do Professor Cond. Parque Cultural Paulista edição / São Paulo, 2020 CEP 01311-000 São Paulo SP Brasil Edição CNPJ: 13.101.659/0001-86 Rodrigo Gonçalves Fone: (11) 2246.2848 comercial@mwceditora.com.br Assistência Editorial Ferreira Luísa Félix Preparação e revisão Dayane Oliveira Jéssica Tayrine Produção gráfica Gilberto Melo Diagramação Alexandre Cavalcanti Fernando Galdino Fernando Gabriel Gilberto Melo Wilker Mad Ilustração Lelo Alves Iconografia Anderson Figueiredo Projeto Gráfico Alexandre Cavalcanti Caio Lopes Gilberto Melo Banco de imagens Shutterstock Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) Oliveira, Evandro Brandão de 1.ed. Acerta mais ENEM: biologia: manual do professor / Evandro Brandão de Oliveira; [editor] Rodrigo 1.ed. São Paulo: MWC Editora, 2020. 256 20,5 27,5 cm. ISBN 978-65-5662-001-5 1. 2. ENEM 3. 4. Manual do professor. I. Gonçalves, Rodrigo. II. Na tentativa de cumprir todas as regulamentações CDD 570 determinadas pela legislação, realizamos todos os esforços para localizar os detentores dos direitos das imagens e textos Índices para catálogo sistemático: contidos nesta obra. No entanto, caso tenha havido alguma 1. Biologia: manual do professor omissão involuntária, a MWC Editora se compromete em 2. ENEM: questões corrigi-la na primeira oportunidade. 3. Vestibular Todos os direitos reservados. Nenhuma parte deste livro pode Bibliotecária responsável: Aline Graziele Benitez CRB-1/3129 ser reproduzida sem a permissão por escrito da editora.</p><p>Apresentação Prezado professor, Ao reconhecer a relevância de um material didático que sistematiza os conhecimentosrelacionados às competências e habilidades ao Exame Nacional do Ensino Médio Enem, a coleção Acerta Mais Enem foi elaborada para ser um suporte voltado a atender às necessidades de professores e estudantes do Ensino Médio. Os livros que compõem a coleção foram produzidos para apoiar o processo de preparação para as provas de cada área de conhecimento do Enem. Para isso, algumas estratégias foram adotadas. Em primeiro plano, os volumes, divididos por área de conhecimento, são subdivididos por componentes curriculares. Dessa forma, atende-se a um maior número de habilidades que podem ser desenvolvidas a partir das mediações pedagógicas realizadas pelos professores. Em relação aos recursos digitais, as videoaulas têm acesso facilitado via tecnologia QR Code, em que o estudante verifica a resolução das questões apresentadas nos livros. Já em relação ao manual do professor, é disponibilizado um quadro descritivo dos conteúdos, competências e habilidades para auxiliar no planejamento das aulas. É importante que o livro de redação é um volume único e foca no desenvolvimento da escrita do texto dissertativo-argumentativo explorando o processo de produção passo a passo. Em síntese, a etapa final da Educação Básica Ensino Médio deve concretizar um processo educativo pautado na formação integral, essencial à continuidade da vida escolar dos estudantes. Como consequência, a formação de uma sociedade mais justa, democrática e inclusiva será alcançada.</p><p>ENEM ENEM O Exame Nacional do Ensino Médio (Enem) foi instituído em 1998 como forma de o desenvol- vimento de competências por parte dos egressos do ensino médio e, consequentemente, orientar a criação de políticas públicas que pudessem resultar em melhores desempenhos. Foi a partir de 2009 que o Novo Enem passou a avalian jovens e adultos brasileiros como mecanismo único, alternativo ou complementar aos processos de seleção para o acesso ao ensino superior no Brasil. Por ser uma avaliação complexa, sustentada em eixos cognitivos o domínio de linguagens, a com- preensão de fenômenos, o enfrentamento de situações-problema, a construção de argumentação e a ela- boração de propostas os alunos/participantes precisam estar preparados para atender aos requisitos de cada prova. Os eixos cognitivos são assim caracterizados: I. Dominar linguagens (DL): dominar a norma culta da Língua Portuguesa e fazer uso das linguagens matemática, artística e científica e das línguas espanhola e inglesa. II. Compreender fenômenos (CF): construir e aplicar conceitos das várias áreas do conhecimento para a compreensão de fenômenos naturais, de processos histórico-geográficos, da produção tec- nológica e das manifestações artísticas. III. Enfrentar situações-problema (SP): selecionar, organizar, relacionar, interpretar dados e informa- ções representados de diferentes formas, para tomar decisões e situações-problema. IV. Construir argumentação (CA): informações, representadas em diferentes formas, e conhecimentos disponíveis em situações concretas, para construir argumentação consistente. V. Elaborar propostas (EP): recorrer aos conhecimentos desenvolvidos na escola para elaboração de propostas de intervenção solidária na realidade, respeitando os valores humanos e conside- rando a diversidade sociocultural. Os eixos são os mesmos para as quatro áreas de conhecimento do ensino médio, que, de acordo com a Matriz de Referência do são: Linguagens, Códigos e suas Tecnologias e Redação: referente aos componentes curriculares Língua Portuguesa, Língua Estrangeira Moderna (Inglês ou Espanhol), Literatura, Arte, Educação Física. Matemática e suas Tecnologias: referente ao componente curricular Matemática. Ciências da Natureza e suas Tecnologias: referente aos componentes curriculares Química, Física e Biologia. Ciências Humanas e suas Tecnologias: referente aos componentes curriculares Geografia, História, Filosofia e Sociologia. 1 Conjunto de competências e habilidades elaborado pelo Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais Anísio Teixeira (Inep), autarquia vinculada ao Ministério da Educação (MEC) responsável pela aplicação a prova. 4 MANUAL DO PROFESSOR</p><p>ACERTA MAIS ENEM PRESSUPOSTOS Conectado à Matriz de Referência do Enem, o ACERTA MAIS ENEM foi concebido com o objetivo geral de aprimorar o conhecimento com base no desenvolvimento de competências e habilidades, como um esforço para que o processo de aprendizagem seja focado na preparação dos alunos para os desafios do mundo contemporâneo. Assim, é importante considerar que: Competência é capacidade de mobilizar, cognitivamente, recursos - saberes, habi- lidades e informações visando resolver uma situação complexa. É o aluno saber saber ou saber conhecer. As competências são constituídas de um conjunto de habilidades. Habilidade é a aplicação prática de alguma competência para resolver uma situa- ção complexa, estando associada ao saber Para o desenvolvimento das competências e habilidades de cada componente curricular, a coleção ACERTA MAIS ENEM foi dividida em três obras Ciências Humanas e Linguagens, Ciências da Natu- reza e Matemática, e Redação tendo, as duas primeiras, 3 volumes e, a última, um volume único: Ciências Humanas: referente aos componentes curriculares Geografia, História, Filosofia e So- ciologia; e Linguagens: referente à Literatura, Interpretação, Inglês, Espanhol, Arte, Educação Fí- sica Volume 1, volume 2 e volume 3. Ciências da Natureza: referente aos componentes curriculares Química, Física e Biologia; e Ma- temática: referente ao componente curricular Matemática Volume 1, volume 2 e volume 3. Redação: Volume único. No Enem, agrupamento em quatro áreas não implica ques- tões relativas a uma única disciplina. Assim, ao len um enunciado do Exame, não é possível afirman que ele se refere apenas à litera- tura, à arte, ou à história, por exemplo. Essa estratégia evidencia que o conhecimento humano é historicamente adquirido e não se subdivide em "arquivos segmentados", devendo ser considerado MANUAL DO PROFESSOR 5</p><p>como uma ampla rede, mutável e heterogênea. Portanto, o conhecimento, no Exame, é apresentado de maneira interdisciplinar, apoiando a ideia de que apenas o conhecimento "enciclopédico" não é suficiente para que o aluno atinja uma boa nota. Nesse sentido, Blaise Pascal afirmou, no século XVII, uma premissa que ainda é válida: "Não se pode conhecer as partes sem conhecer o todo, nem conhecer todo sem conhecer as partes". Corroborando com a necessidade da interdisciplinaridade, Morin (2000) enfatiza que a aptidão do conhecimento é questão fundamental da educação e que, para torná-lo pertinente, é necessário tornar o contexto, o global, o multidimensional e completo evidentes: A esse problema universal confronta-se a educação do futuro, pois existe inadequação cada vez mais ampla, profunda e grave entre, de um os saberes compartimenta- dos de outro, as realidades ou problemas cada vez mais transversais, multidi- globais e planetários (MORIN, 2000, p. Outra característica das questões do Enem é a contextualização, cujo objetivo é estabelecer associações entre conhecimento e o contexto de mundo que nos cerca, envolvendo aspectos sociais, políticos, culturais e científicos, sempre relacionados a problemas da realidade. Em relação à importância do contexto, Morin (2000) afirma que "O conhecimento das informações ou dos dados isolados é insuficiente. É preciso as informa- ções e os dados em seu contexto para que adquiram sentido" (p. 37). Em cada enunciado, as questões do Enem trazem uma situação-problema desafiadora e nitidamen- te ligada a um contexto. Para a resolução, o candidato deve apoiar-se nas informações contidas no pró- prio enunciado e em conhecimentos prévios. Por esse motivo, é muito importante uma leitura atenta do enunciado, uma vez que este pode apresentar as informações necessárias e suficientes para a resolução da questão, garantindo um bom desempenho. Assim, se pudéssemos indicar a principal competência para as provas do Enem seria a leitora, ou seja, a capacidade de compreender e interpretar o que foi lido. Para isso, deve-se considerar não apenas a leitura dos textos verbais, mas também dos textos multissemióticos ou multimodais que circulam em nossa sociedade, como mapas, diagramas, infográficos, tirinhas, charges, campanhas de publicidade etc. Ao realizar as provas do Enem, o aluno/participante receberá cinco notas diferentes, uma para cada área de conhecimento e uma para a redação. Não haverá peso diferente para cada uma dessas notas. No entanto, ao usarem as notas em seus respectivos processos seletivos, as instituições de ensino superior poderão conferir a elas pesos distintos, a fim de classificar os candidatos entre as carreiras concorridas. OBJETIVOS DA COLEÇÃO Por meio de atividades com grau de complexidade progressivo e adequado à série à qual se destina, a coleção ACERTA MAIS ENEM tem como objetivos específicos: Auxiliar na aprendizagem de conteúdos das quatros áreas de conhecimento previstas na Matriz de Referência do Enem. Contribuir com processo de desenvolvimento de competências e habilidades de diferentes áreas de conhecimento. Disponibilizar materiais digitais pedagógicos de cada componente curricular do ensino médio para alunos e professores. a aprendizagem por meio de simulados no modelo Enem, com correção baseada na Teo- ria de Resposta ao Item (TRI). 1 Edgar. Os sete saberes necessários à educação do futuro. Tradução de Catarina Eleonora F. da Silva e Jeanne Revisão técnica de Edgard de Assis Carvalho. 3 ed. São Paulo: DF: 2000. 6 MANUAL DO PROFESSOR</p><p>Em Ciências Humanas, o objetivo é as aprendizagens nos componentes curriculares Filosofia, Geografia, História e Sociologia, propondo que os estudantes desenvolvam a capacidade de estabelecer diálogos entre indivíduos, grupos sociais e cidadãos de diversas nacionalidades, saberes e culturas dis- tintas elemento essencial para a aceitação da alteridade e a adoção de uma conduta ética em sociedade. Em Linguagens, o objetivo é ampliar as aprendizagens nos componentes Literatura, Interpretação, Língua Inglesa, Língua Espanhola, Arte e Educação Física, considerando a garantia dos direitos linguísti- aos diferentes povos e grupos sociais brasileiros. Para tanto, prevê que os estudantes desenvolvam competências e habilidades que lhes possibilitem mobilizar e articular, simultaneamente, conhecimentos desses componentes a dimensões socioemocionais, em situações de aprendizagem que lhes sejam signi- ficativas e relevantes para sua formação integral. Em Ciências da Natureza, é levado em consideração a interpretação e a aplicação de modelos ex- plicativos para fenômenos naturais e sistemas tecnológicos, aspectos fundamentais do fazer ampliando aprendizagens nos componentes curriculares Física, Química e Biologia. Em Matemática, o foco é a construção de uma visão integrada da Matemática, aplicada à reali- dade, em diferentes contextos, levando em consideração as vivências cotidianas dos estudantes do ensino médio a fim de promover ações que ampliem o letramento matemático. Além das áreas de conhecimento, tendo em vista a complexidade do ato de escrever e o peso que a Redação possui na média final do Exame, elaboramos o ACERTA MAIS ENEM Redação, um material que orienta o(a) candidato(a) a uma nota de excelência na produção textual, auxi- liando trabalho do professor em sala de aula. O livro é pautado nos referenciais teóricos da Matriz de Competências da Redação do Enem, com propostas de produção textual e temas de viés social e de interesse público. O objetivo é desenvolver as competências necessárias para a elaboração de um texto dissertativo-argumentativo, considerando o domínio da modalidade escrita formal da língua portuguesa; a compreensão da proposta de redação e a aplicação de conceitos das várias áreas de conhecimento para desenvolvimento do tema, dentro dos limites estruturais do texto dissertativo- -argumentativo em prosa; a seleção, a relação, a organização e a interpretação de informações, fatos, opiniões e argumentos em defesa de um ponto de vista; conhecimento dos mecanismos linguísticos necessários para a construção da argumentação; e a elaboração de proposta de intervenção que res- peite os direitos humanos. Para atingir tais objetivos, a coleção considera como ponto de partida os conhecimentos prévios dos estudantes, disponibilizando os conteúdos de forma no intuito de estabelecer um diálo- go entre aluno e professor para a sistematização dos conteúdos da aprendizagem. Dessa forma, o aluno se torna protagonista de sua própria aprendizagem, e desenvolve colaborativamente com os colegas, com os professores e com a comunidade. PLATAFORMA ON-LINE E APLICATIVO ACERTA MAIS Para complementar o trabalho do professor em sala de aula, a partir da concepção de todo o material pode ser acessado pelo aplicativo ACERTA MAIS, tornando o aprendizado disponível a qual- quer momento, e também pela plataforma on-line de acesso dinâmico e simples, que fornece banco de questões, videoaulas, correção personalizada de redação, simulados e muito mais. O projeto parte da revisão dos conhecimentos explorados pelo Enem, utilizando, para isso, a dis- cussão de teorias abordadas em diferentes componentes curriculares e a prática de exercícios em sala de aula, que demanda uma carga horária destinada para o projeto. Em consonância a isso, as videoau- las da plataforma e os simulados que os professores podem gerar para acompanhar a evolução e o desempenho da turma dão suporte extraclasse, contribuindo para os estudos diários dos estudantes. 2 Técnica que consiste em utilizar estratégias e recursos dos jogos digitais, criando uma dinâmica motivacional para pessoas e resolver problemas. MANUAL DO PROFESSOR 7</p><p>Em relação à Redação, as propostas de produção presentes no material estão alinhadas às da plata- forma on-line, com correção e envio de feedbacks individuais em até 5 dias Essa atividade otimiza tempo em sala de aula para o professor, que pode explorar as discussões temáticas sem a necessidade de detalhadamente as produções textuais realizadas pelos estudantes. A avaliação da aprendizagem é realizada pela aplicação de simulados impressos com 180 questões, no modelo Enem, com correção pela Teoria de Resposta ao Item (TRI), sendo distribuídas nas 4 áreas de conhecimento: 45 questões de Linguagens, 45 questões de Ciências Humanas, 45 questões de Ciências da Natureza e 45 questões de Matemática e redação. Em suma, a coleção ACERTA MAIS ENEM incentiva uma formação voltada ao pensamento crítico, à capacidade de formular hipóteses e solucionar problemas diversos, em face de realidades que estão em constante transformação. No final deste caderno, você encontrará um quadro designando as competências e habilidades que orientaram a seleção dos conteúdos das aulas dos três volumes do ACERTA MAIS ENEM. Você pode utilizá-lo para o planejamento pedagógico. Além disso, os gabaritos comentados das atividades também são disponibilizados para a consulta. 8 MANUAL DO PROFESSOR</p><p>ACERTA BIOLOGIA Obra concebida e produzida pela MWC Editora. edição São Paulo / 2020 EDITORA</p><p>Copyright 2020 Título original da obra: EDITORA Acerta mais ENEM: Ciências da Natu- MWC EDITORA reza e Matemática Volume 1 Av. Paulista, 37 4° andar edição / São Paulo, 2020 Cond. Parque Cultural Paulista CEP 01311-000 Edição São Paulo SP Brasil Rodrigo Gonçalves CNPJ: 13.101.659/0001-86 Fone: Assistência Editorial comercial@mwceditora.com.br Ferreira Félix Preparação e revisão Dayane Oliveira Jéssica Tayrine Produção gráfica Gilberto Melo Diagramação Alexandre Cavalcanti Fernando Galdino Fernando Gabriel Gilberto Melo Wilker Mad Lelo Alves Iconografia Anderson Figueiredo Projeto Gráfico Alexandre Cavalcanti Caio Lopes Gilberto Melo Banco de imagens Shutterstock Na tentativa de cumprir todas as regulamentações determinadas pela legislação, realizamos todos os esforços para localizar os detentores dos direitos das imagens e textos contidos nesta obra. No entanto, caso tenha havido alguma omissão involuntária, a MVC Editora se compromete em corrigi-la na primeira oportunidade. Todos os direitos reservados. Nenhuma parte deste livro pode ser reproduzida sem a permissão por escrito da editora.</p><p>Mensagem Prezado estudante, Parafraseando Vinicius de Moraes, um livro sem apresentação é como um rio sem pontes, portanto, faz-se necessária essa breve, porém imprescindível introdução. Você está iniciando uma nova etapa do ciclo escolar: o Ensino Médio. Reconhece- mos os desafios da educação na sociedade atual e entendemos que a juventude vive hoje as transformações geradas por um mundo globalizado e impulsionado pelas tecnologias cada vez mais virtuais e impessoais. No entanto, convidamos você, com entusiasmo, a enfrentar os desafios que essa nova jornada apresenta, pois isso é necessário para seu desenvolvimento não apenas como sujeito do saber, mas também como cidadão. Além disso, é nessa etapa que se vislumbra o Ensino Superior, principal objetivo para consolidar essa trajetória de sucesso. A coleção ACERTA MAIS ENEM irá auxiliá-lo nessa jornada. Sabe-se que hoje, no Brasil, a principal porta de entrada de estudantes con- cluintes do Ensino Médio para o nível superior de ensino é o Exame Nacional do Ensino Médio (Enem), que avalia os conhecimentos dos candidatos em quatro áreas de conhecimento: Ciências Humanas e suas Tecnologias; Ciências da Nature- za e suas Tecnologias; Matemática e suas Tecnologias e; Linguagens, Códigos e suas Tecnologias e Redação. Considerando que em cada uma dessas áreas é requerido dos estudantes certas competências e habilidades que os tornam aptos para ingresso no Ensino Supe- rior, buscamos, de forma didática e objetiva, prepará-lo para uma compreensão interdisciplinar dos diferentes domínios e temáticas exigidas pelo Enem. Para tanto, nos valemos de resumos sucintos e completos dos conteúdos e de ques- tões práticas, no mesmo estilo da avaliação, associadas às tecnologias da plata- forma on-line e do App ACERTA MAIS, nos quais você encontrará videoaulas, simulados, correção de redações e muito mais. Pensando nas suas necessidades, nosso objetivo é oferecer um material de alta qua- lidade que contribua para o seu projeto de vida, suas metas e seus planos de estudos diários. Esperamos que você encontre no ACERTA MAIS ENEM o suporte necessário para o desenvolvimento de suas atuais habilidades e das potenciais competências que você conquistará durante a sua formação no Ensino Médio. Lembre-se: com foco e perseverança, você pode conquistar todos os seus objetivos!</p><p>Sumário CONHEÇA ACERTA MAIS ENEM 14 VOLUME 1 AULA 01 Método científico e origem da vida 18 AULA 02 Teorias evolutivas 23 AULA 03 Bioquímica celular 29 AULA 04 Biologia celular 38 AULA 05 Metabolismo celular energético 48 AULA 06 Síntese de proteínas 57 AULA 07 Divisão celular e gametogênese 65 AULA 08 Embriologia 76 AULA 09 Histologia animal 82 AULA 10 Sistema imunitário 90 VOLUME 2 AULA 01 Microbiologia I 96 AULA02 Microbiologiall 104 AULA 03 Botânica I 110 AULA 04 Botânica II 117 AULA 05 Zoologia I 125 AULA 06 Zoologia II 136 AULA 07 Anatomia e fisiologia humana I 146 AULA 08 Anatomia e fisiologia humana II 152 AULA 09 Anatomia e fisiologia humana III 158 AULA 10 Reprodução humana 163 VOLUME 3 AULA 01 Genética clássica I 172 AULA 02 Genética clássica II 179 AULA 03 Genética clássica III 185 AULA 04 Biotecnologia 192 AULA 05 Ecologia I 199 AULA 06 Ecologia II 205 AULA 07 Ecologia III 211 AULA 08 Ecologia IV 219 GABARITO E COMENTÁRIOS QUADRO DESCRITIVO DE COMPETÊNCIAS E HABILIDADES 230 VOLUME 1 233 VOLUME 2 241 VOLUME 3 249</p><p>Sumário VOLUME 1 AULA 01 Método científico e origem da vida 132 AULA 02 Teorias evolutivas 137 AULA 03 Bioquímica celular 143 AULA 04 Biologia celular 152 AULA 05 Metabolismo celular energético 162 AULA 06 Síntese de proteínas 171 AULA 07 Divisão celular e gametogênese 179 AULA 08 Embriologia 190 AULA 09 Histologia animal 196 AULA 10 Sistema imunitário 204 VOLUME 2 AULA 01 Microbiologia I 132 AULA 02 Microbiologia II 140 AULA 03 Botânica I 146 AULA 04 Botânica II 153 AULA 05 Zoologia I 161 AULA 06 Zoologia II 172 AULA 07 Anatomia e fisiologia humana I 182 AULA 08 Anatomia e fisiologia humana II 188 AULA 09 Anatomia e fisiologia humana III 194 AULA 10 Reprodução humana 199 VOLUME 3 AULA 1 Genética clássica I 106 AULA 2 Genética clássica II 113 AULA 3 Genética clássica III 118 AULA 4 Biotecnologia 125 AULA 5 Ecologia I 132 AULA 6 Ecologia II 138 AULA 7 Ecologia III 144 AULA 8 Ecologia IV 152 in</p><p>Conheça ACERTA MAIS ENEM oferece uma abordagem atual dos temas exigidos no Enem, ENEM a e fim tudo de que que ele você oferece possa enxergar Nosso o mundo material de forma ampla e conectada. Conheça o ACERTA MAIS como solução educacional. LIVROS ACERTA ENEI O livro CIÊNCIAS HUMANAS E LINGUA- GENS e o livro CIÊNCIAS DA NATUREZA E MATEMÁTICA organizam as aulas com os com- ponentes curriculares específicos de cada área de conhecimento, nas quais são apresentados os conceitos de cada assunto e sugeridas questões inéditas e de Enem anteriores. Nossa proposta é HUMANAS que você faça a leitura das temáticas e em seguida LINGUAGENS resolva questões relacionadas a fim de a sua aprendizagem. ACERTA ENEM ACERTA ENEM REDAÇÃO IZA DA NATUREZA MATEMATICA Na seção QUESTÕES, assista, em vídeo à resolução de algumas questões acessando-as por meio do QR Code. 14</p><p>PLATAFORMA ON-LINE Imagine em um único local tudo o que você precisa para o seu plano de estudos direcio- nado ao Enem. Em nossa plataforma on-line, você Módulo 1 tem acesso a mais de 300 videoaulas ministradas por experientes professores que seguiram a se- ENEM quência de aulas dos livros que você tem em mãos. Você dispõe, ainda, da opção de simulados com banco de mais de 3000 questões gabarita- das e comentadas que preparamos para facilitan a sua rotina de aprendizagem. As videoaulas possuem a tradução em Libras como forma de inclusão para todos os estudantes. RevisgENEM APP ACERTA MAIS E-mail Em tempos de redes sociais em que todos interagem sobre as diversas áreas da vida, o App Login ACERTA MAIS é um aplicativo que propõe a inte- ração entre diversos estudantes com o propósito de compartilhar dúvidas, assuntos e informações de forma rápida. Por meio do App, além de se nectar com outros colegas, você pode assistir às videoaulas, gerar simulados e sua redação para correção, a fim de obter um feedback rápido e útil para seu desenvolvimento. Todas as suas ações no App acumulam pon- tos para um ranking de competição com seus co- legas. Você pode, ainda, trocar os pontos acumu- lados com suas conquistas por prêmios em nossa loja virtual. 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Tomemos como exemplo o Universo, muitos são sões relativas ao fato. os questionamentos acerca de sua fundação e, devido a isso, algumas teorias surgem para tentar desvendar os Verificação das hipóteses: início da fase dos experi- segredos que sondam a dimensão cósmica. mentos controlados capazes de testar as hipóteses formuladas. Inúmeras pesquisas têm sido realizadas no intuito de as respostas que satisfaçam os questio- Análise dos resultados: observação dos resultados namentos existentes, mas a maioria delas não alcançam para confirmar as hipóteses ou descartá-las. o público em geral. Carl Sagan, cientista do século XX, afirmava que o universo ansiava por ser descoberto. Conclusões: confirmação ou descarte das hipóteses. Caso se confirmem, passam a ser encaradas como Se a ciência, porém, for um tópico de interesse e consi- teorias. deração geral, se seus encantos e consequências sociais Publicação: após a confirmação dos resultados, eles forem discutidos com competência e regularidade nas podem uma publicação. escolas, na imprensa e à mesa de jantar, teremos au- mentado as possibilidades de aprender como o mundo Em determinadas investigações po- realmente é, para melhorarmos a ambos, a nós e a ele. de-se usar um experimento controlado, com dois gru- pos: um chamado grupo experimental e o outro, gru- Carl E. Sagan (1934-1996) po controle. No grupo de controle ou amostra, não é feita nenhuma intervenção, servindo de comparação ETAPAS BÁSICAS com os grupos experimentais nos quais são provoca- Para a realização de determinadas pesquisas, al- das alterações. gumas etapas são necessárias, tais como: Uma teoria pode ser contestada e cain em des- crédito. A descoberta de novos fatos exige modifica- ções ou abandono de uma teoria. A ciência não acei- Observação ta nada como imutável, fixo ou infalível, mas procura constantemente evidências adicionais para explicar os Hipótese princípios básicos da natureza. Caracterização Uma lei é uma regra, norma, fato ou princípio do problema constante e invariável. É uma fórmula geral que enun- cia a relação constante entre o fenômeno de dada or- Levantamento dem ou de mesma natureza. de dados Elaboração ou A formulação de problemas é, muitas vezes, mais Teste de mudanças hipótese na Hipótese importante que a solução, que pode ser apenas uma questão de habilidade matemática ou experimental. Verdadeira Falsa Propor novos e encarar os velhos sob um novo ângulo requer imaginação criadora e é o que promove o pro- Resultados Teoria gresso da ciência. Albert Einstein Observação: verificação de um ou mais fatos de ORIGEM DO UNIVERSO fenômenos naturais ou observações descritas por Como vimos, muitos questionamentos têm sur- seres humanos. gido a fim de tentar elucidar os mistérios do Universo 18 CIÊNCIAS DA NATUREZA</p><p>como, por exemplo, "Como tudo começou? Como surgiu tros fechados com gazes. Nesses experimentos, verifi- o universo? Entre outros. Diante desses questionamen- cou-se o surgimento de larvas apenas nos frascos que tos, duas teorias embasam as pesquisas e o imaginário estavam abertos. das pessoas, uma de vertente religiosa e outra científica: Assim, o médico provou que as larvas encontradas o criacionismo e o evolucionismo. A primeira embasada nessas carnes, bem como as moscas adultas, são oriun- nos escritos bíblicos e a segunda, na Teoria do Big Bang. das de outras moscas. Com seus experimentos, Redi abriu as portas para hipótese da biogênese, segundo a ORIGEM DA VIDA qual a vida surge a partir de outra vida preexiste e não Várias teorias surgiram para tentar explicar a de matérias inanimadas. origem dos seres vivos. Segundo o fixismo ou criaci- A partir dessa experiência, concluiu-se que os seres nismo, a vida teria surgido por ato divino e as espécies vivos provêm de outros seres vivos a partir da reprodução. que existem hoje em dia permanecem iguais desde o passado, sem sofrer qualquer alteração. Já a abiogê- Experimento de Redi nese ou geração espontânea afirma que os seres vivos originaram-se da matéria bruta de forma espontânea. Tampa Contudo, hoje, a teoria mais aceita é a da origem bio- química da vida. Frascos fechados onde Existe ainda a panspermia cósmica. Segundo as moscas não têm acesso ao material essa teoria, a vida teve origem em outro planeta e foi ausência Matéria orgânica mosca de larvas trazida para a Terra por meteoros que traziam formas em putrefação de vida bem simples. Essa teoria não é bem aceita, pois continua a questão de como a vida teria surgido em outros planetas. Frascos abertos onde as moscas têm acesso ao material orgânico: A abiogênese e o experimento de Van Helmont presença de larvas Segundo a lógica da abiogênese, ou geração es- pontânea, algumas formas de vida poderiam ser origi- Os experimentos de Needham e Spallanzani nadas a partir de uma matéria inanimada, sem por O biólogo inglês John Needham (1713-1781), meio de um princípio ativo que permitiria a transforma- favorável à hipótese da geração espontânea, no século ção da matéria bruta em um ser vivo. XVIII, utilizou sucos orgânicos nutritivos em tubos de No século XVII, o médico belga Van Helmont ensaio que foram aquecidos e fechados para impedir (1579-1644) elaborou um experimento a fim de pro- entrada de ar. Alguns dias depois, ele constatou que essa teoria: em uma caixa, ele colocou uma camisa esses sucos continham microrganismos, confirmando, suja, com muito suor, e germe de trigo. Segundo ele, assim, a ideia da abiogênese. em aproximadamente três semanas nasceriam filho- O religioso italiano Spallanzani (1729- tes de camundongos, pois o "fermento" da camisa em 1799), adepto da biogênese, refez as experiências de contato com os grãos sofreria uma "transmutação", Needham. No entanto, ferveu os sucos contidos em tu- gerando, assim, os filhotes, não levando em conta que bos de ensaio, que foram posteriormente fechados, ob- eles podiam vir do meio externo. Sua hipótese apon- servando, após longo período, que não havia nenhuma tava para o fato de que os grãos de trigos se transfor- forma de vida. Porém, Needham afirmou que a fervura mariam em camundongos devido a um princípio ativo excessiva havia destruído o princípio ativo e, por isso e existente no humano. pelo fato da opinião pública concordar com a ideia de A biogênese e o experimento de Francesco Redi Needham, a abiogênese não foi refutada. Um dos nomes mais conhecidos dessa teoria é Os experimentos de Pasteur Francesco Redi (1626-1691), um ávido estudioso do francês Louis Pasteur, em 1861, realizou um ex- ciclo de vida das moscas que surgiam de organismos vermiformes em carnes em decomposição. perimento que gerou a teoria da biogênese, refutando a teoria da abiogênese e trazendo a técnica de pasteuri- Em suas observações, Redi percebeu que esses zação nos alimentos, que é conhecida até os dias atuais. insetos se transformavam em diversas espécies de Pasteur colocou um caldo nutritivo em um balão moscas. Para sua hipótese, fez vários experimen- de vidro de pescoço comprido. Em seguida aqueceu, tos, o mais conhecido foi colocar pedaços de carnes em esticou e dobrou esse pescoço, criando o balão pesco- decomposição em frascos, deixando uns abertos e ou- CIÊNCIAS DA NATUREZA 19</p><p>de cisne. Pasteur ferveu o caldo de forma sufuciente que passaram por um processo comum nos coloides; em para matar os possíveis microorganismos que pode- algumas situações, as moléculas de proteínas, que esta- riam existir nele. Com o fim do aquecimento, vapores vam envolvidas por água, aproximaram-se umas das ou- de água do caldo condesaram-se no pescoço do balão, tras, formando aglomerados. Esses aglomerados ficaram depositando-se de forma líquida na curvatura. conhecidos como coacervados onde, de acordo com a Embora o pescoço do balão tenha permanecido hipótese, deveriam ocorrer reações químicas. aberto, os microrganismos presentes no an não chega- vam até o caldo, pois eram retidos pela água presente Atmosfera primitiva no pescoço. Dessa forma, o líquido permaneceu Quando Pasteur quebrou o pescoço do balão, os gases: microoganismos presentes no an entraram em contato Altas temperaturas com o caldo, contaminando-o. Condições especiais Descargas elétricas constantes Por meio desse experimento, Pasteur negou a Radiação ultravioleta ideia da geração espontânea, ganhando adeptos para a teoria da biogênese que estabelece que todo ser vivo Aminoácidos se origina de outro ser vivo. Proteínas nos oceanos primitivos permanece estéril Coacervados nos oceanos primitivos nutritivo Coacervados complexos com capacidade de duplicação Primeiro ser vivo cisne Aspiração de an As gotas de água no pescoço do tubo retêm poeira Vapor contendo róbios Experimento de Miller Nos anos de 1950, o biólogo Stanley Miller rea- lizou um experimento que simulava, baseado em rea- pescoço do tubo é quebrado ções químicas, o ambiente inóspito da terra primitiva, a fim de comprovar a teoria de Oparin e Haldane. Os micróbios aparecem Miller construiu um aparelho no qual colocou no líquido nutritivo substâncias semelhantes as existentes na Terra primiti- va e submeteu essa mistura a fortes descargas elétricas, HIPÓTESES SOBRE A ORIGEM DA VIDA ao mesmo tempo em que fornecia vapor de água. Após uma semana de funcionamento, observou que no líqui- Há duas hipóteses: uma de que os primeiros seres do formado havia a presença de compostos orgânicos, vivos que surgiram no planeta eram autótrofos (produ- apoiando, dessa forma, a ideia de Oparin e Haldane. zem o próprio alimento) e outra de que eles eram hete- rótrofos (não produzem próprio alimento). fios elétricos A teoria de Oparin e Haldane descarga elétrica Na década de 1920, os biólogos Aleksandr Oparine gases da atmosfera John Haldane, de forma independente, formularam a mais primitiva: vapor de água. aceita hipótese sobre a origem da vida até os dias atuais. vapor de A tese desses dois cientistas era de que, na terra primiti- saída de água água refrigeração va, as moléculas orgânicas simples (como os aminoácidos, entrada de água por exemplo) foram formadas a partir de compostos inor- gânicos que se combinaram e formaram estruturas com- água fervendo os compostos orgânicos plexas que deram origem aos seres vivos. acumulam-se aqui Quando colocamos moléculas de proteínas na tubo em U água, estas são envolvidas por moléculas de água for- mando sistemas coloidais. Acredita-se que nos mares primitivos devem sido formados sistemas colidais 20 CIÊNCIAS DA NATUREZA</p><p>QUESTÕES 100 10 QUESTÃO 1 (UCPEL) Atmosfera Anteparo Atmosfera semelhante de ozônio primitiva do planeta Marte As lavavam as rochas e conduziam os compos- 1 tos orgânicos para os mares. Surgiam micelas nas águas mornas dos mares primitivos que estão em solução co- 0,1 loidal. Em um quando as partículas são muito pequenas e não podem ser vistas a olho nu, dizemos que é uma Solução Coloidal ou colóide. O aglomerado -4 -2 -1.6 -1 de moléculas orgânicas em uma solução coloidal, reves- TEMPO DE ANOS) tido por uma película de moléculas de água e que, na opinião de alguns cientistas, pode ser um dos primeiros De acordo com o gráfico, pode-se dizer que passos rumo à origem da vida, chama-se: as primeiras formas de vida surgiram na ausência A Aminoácido. Coacervado. B a atmosfera primitiva apresentava 1% de de oxigênio. Micro-organismo. após o início da o de oxigênio na D Enzima. atmosfera mantém-se estável. E Proteína. D desde o Pré-cambriano, a atmosfera mantém os mesmos níveis de teor de oxigênio. QUESTÃO 2 (UNIMONTES) E na escala evolutiva da vida, quando surgiram os o de oxigênio atmosférico já se havia estabilizado. Os passos principais de um método científico incluem a observação, formulação de hipótese, parte experi- QUESTÃO 4 (ENEM) mental e No outras partes po- dem ser incorporadas ao desenvolvimento de uma pesquisa, como controles. variáveis e dados. Por mais Em certos locais, larvas de moscas, criadas em arroz co- que a utilização de controles possa estar relacionada zido, são utilizadas como iscas para pesca. Alguns cria- a todos os passos de uma pesquisa, o valor de um dores, no entanto, acreditam que essas larvas surgem controle serve para diretamente a: do arroz cozido, tal como preconiza- do pela teoria da geração espontânea. A Parte experimental. Essa teoria começou a ser refutada pelos cientistas ain- Conclusão. da no século XVII, a partir dos estudos de Redi e Pas- Observação. teur, que mostraram experimentalmente que D Hipótese. A seres vivos podem ser criados em laboratório. E Teoria. B a vida se originou no planeta a partir de micro-or- ganismos. QUESTÃO 3 (ENEM) o ser vivo é oriundo da reprodução de outro ser vivo preexistente. O gráfico abaixo representa a evolução da quantidade D seres vermiformes e micro-organismos são evolu- de oxigênio na atmosfera no curso dos tempos geológi- tivamente aparentados. número 100 sugere a quantidade atual de oxigê- E vermes e micro-organismos são gerados pela ma- nio na atmosfera, e os demais valores indicam diferen- téria existente nos cadáveres e nos caldos nutriti- tes porcentagens dessa quantidade. vos. respectivamente. CIÊNCIAS DA NATUREZA 21</p><p>Sinônimo de lei científica, que descreve regularida- QUESTÃO 5 (FATEC) des de fenômenos naturais, mas não permite fazer previsões sobre eles. Hoje admite-se que a primeira forma de vida tenha surgido em lagos da Terra primitiva, que apresentava Sinônimo de hipótese, ou seja, uma suposição ainda uma atmosfera diferente da atual. A partir desse acon- sem comprovação experimental. tecimento outros se sucederam, estabelecendo-se uma Uma ideia sem base em observação e experimen- diversidade de formas e processos. A primeira forma tação, que usa o senso comum para explicar fatos de vida (I), a composição da atmosfera primitiva (II) e do cotidiano. a provável sequência de processos para obtenção de D Uma ideia, apoiada no conhecimento alimento e energia (III) conquistados pelos seres vivos que tenta explicar fenômenos naturais relaciona- foram, respectivamente: dos, permitindo fazer previsões sobre eles. E A = autótrofa; II = sem oxigênio; III = fotossíntese, Uma ideia, apoiada pelo conhecimento fermentação, respiração que, de tão comprovada pelos cientistas, já é con- siderada uma verdade incontestável. = autótrofa; = com oxigênio; III = fotossíntese, fermentação, respiração aeróbica. = = sem oxigênio; III = QUESTÃO 8 (INÉDITA) fermentação, fotossíntese, respiração aeróbica. D = II = sem oxigênio; III = heterotrófico, respiração aeróbica, fotossíntese, fermentação. E I = heterótrofa; II = com oxigênio; III = heterotrófi- CO, respiração aeróbica, fotossíntese, fermentação. carne QUESTÃO 6 (PUC-MG) frasco larvas cobrem a carne aberto ao fimde 24 horas Em uma experiência, Francesco Redi colocou em oito fras- de vidro um pedaço de carne. Quatro vidros tiveram sua abertura recoberta por um pedaço de gaze. Após al- guns dias, apareceram larvas de moscas nos vidros que não continham a gaze recobrindo a abertura do frasco. Nos frascos protegidos com gaze, elas não apareceram. Essa experiência ilustra o princípio da: A Teoria Celular. frasco tapado ausência de Biogênese. com gaze larvas Sucessão ecológica. Disponível em: evolucao2.php. Acesso em: 20 ago. 2019. D Origem da célula. O experimento acima, do biólogo Francesco Redi, E Higiene. confrma a hipótese da A endossimbiose das mitocôndrias. QUESTÃO 7 (FUVEST) B metamorfose das moscas. tema "teoria da evolução" tem provocado debates abiogênese. em certos locais dos Estados Unidos da América, com D biogênese. algumas entidades contestando seu ensino nas escolas. E panspermia cósmica. Nos últimos tempos, a polêmica está centrada no ter- mo teoria que, no entanto, tem significado bem defini- do para os cientistas. Sob o ponto de vista da ciência, teoria é: 22 CIÊNCIAS DA NATUREZA</p><p>AULA 02 Teorias evolutivas EVIDÊNCIAS E PROVAS DA As principais ideias do Darwinismo são: EVOLUÇÃO Há variações entre indivíduos de mesma espécie tanto na morfologia quanto na fisiologia. LAMARCKISMO O número de indivíduos de uma espécie é mantido A ideia de que características adquiridas seriam mais ou menos constante ao longo das gerações. transmitidas aos seus descendentes foi incorporada à Na luta pela vida, os indivíduos com variações favo- teoria evolutiva proposta por Jean Baptiste Lamarck. ráveis às condições do ambiente onde vivem apre- Ela foi publicada em seu livro Filosofia zoológica, em sentam maiores chances de sobrevivência, já que a 1809. De acordo com Lamarck, as transformações das seleção natural é atuante. espécies dependeriam de dois fatores fundamentais (leis do mecanismo da evolução): As ideias de Darwin foram escritas em seu livro A Origem das espécies, em 1859, que teve todos os seus lei - uso e desuso: afirma que um órgão se de- exemplares vendidos no dia de seu lançamento. senvolve com uso e se atrofia com desuso. É ver- Segundo o autor, na seleção natural, as espécies dadeira em parte, pois o organismo só pode varian seriam representadas por indivíduos cada vez mais fenotipicamente dentro de limites predeterminados bem adaptados. Porém, Darwin não conseguiu explicar pelo genótipo. a causa primária das variações e nem como ocorria a lei herança dos caracteres adquiridos: afirma transmissão dessas características. que o caráter adquirido (resultante da lei) seria transmitido aos descendentes. Exemplos: girafas, halterofilista. RESUMO DE ORIGEM DAS ESPÉCIES, 1859 A teoria evolutiva de embora não tenha Fatos Consequências explicado corretamente como ocorre a evolução, tem 1 Rápido aumento Luta pela vida grande valor histórico, pois relacionou muitos exemplos da população de adaptações 2 Luta pela vida Sobrevivência do mais uso da herança apto: seleção natural se Sobrevivem indivíduos 3 Seleção natural liga!!! diferentes em meios variação do meio origem de novas espécies A experiência de August Weis- mann (1875) estabeleceu a existência de duas linhagens de células: ger- O naturalista inglês Alfred Russel Wallace chegou minativas (gametas) e somáticas (corpo), mos- a conclusões semelhantes a de Darwin, a respeito do trando que somente as modificações surgidas processo evolutivo baseado em observações feitas em na linhagem germinativa se transferem aos suas viagens; já Darwin fez a viagem ao redor do mun- descendentes, refutando o lamarckismo. do e passou décadas revendo material coletado e ana- lisando evidências reunindo, assim, grande quantidade de evidências. Wallace e Darwin, ao seguirem a mesma perspec- DARWINISMO: tiva teórica, decidiram publicar suas ideias de forma si- Após uma viagem ao do mundo, visitando multânea. Porém, como Darwin possuía maior número vários arquipélagos tropicais, o naturalista Charles de observações, ele ficou sendo reconhecido por todo Darwin observou que, apesar de muitas espécies pro- o mundo como "pai" da evolução. duzirem um grande número de descendentes, poucos sobrevivem, concluindo que haveria, dessa forma, uma seleção natural. CIÊNCIAS DA NATUREZA 23</p><p>A TEORIA SINTÉTICA DA EVOLUÇÃO ASA DE MORCEGO (NEODARWINISMO) Carpo Falange Rádio A Teoria Sintética da Evolução, proposta no Metacarpo século XX, reúne as propostas de Darwin, as des- cobertas trazidas pela Genética Clássica (Mendel alanges e Morgan) e as pesquisas do código genético e da IV III síntese de proteínas. As mutações vêm explicar a Ulna V causa primária da variabilidade gênica, e as recom- binações gênicas (meiose e reprodução sexuada) trazem as explicações da variabilidade gênica nos NADADEIRA DE BALEIA organismos vivos. Rádio Carpo Falanges Alguns fatores importantes atuam na variabilida- de gênica, já estabelecida: Seleção natural. IV Oscilação gênica. Metacarpo Ulna Migrações. Homologia entre os membros anteriores dos ANALOGIA Seleção natural Fixação das Espécie DARWINISMO Variações variações adaptada "favoráveis" Neste caso, trata-se de uma mesma função com origem embriológica diferente. O processo evolutivo Seleção natural Fixação das Espécie NEODARWINISMO Variações variações adaptada se dá por convergência adaptativa. Observam-se, por exemplo, pressões evolutivas semelhantes que pos- Mutações Recombinação suem órgãos homólogos, como as asas dos insetos e das aves. PROVAS E EVIDÊNCIAS DA EVOLUÇÃO ESTRUTURAS ANÁLOGAS HOMOLOGIA Asa de inseto Asa de ave Trata-se de uma mesma origem embrionária, po- dendo ter a mesma função ou O processo evoluti- nesse caso, é por irradiação adaptativa. Observa-se, Ossos por exemplo, a ancestralidade comum entre os orga- Quitina Nervuras nismos que possuem órgãos homólogos, como o braço do ser humano, a pata do cavalo, a asa do morcego e a nadadeira da baleia. Muitos organismos apresentam órgãos vesti- giais, estruturas atrofiadas e sem uma função evi- dente como, por exemplo, o apêndice humano. A BRAÇO DO HOMEM PATA DIANTEIRA DO CAVALO presença dele é explicada pelo fato de esse órgão ter sido importante para nossos ancestrais, que tinham Úmero Ulna uma dieta de predominância O apêndice, Rádio assim, abrigava microrganismos que auxiliavam na Rádio digestão da celulose. Carpo Osso estiloide Ulna (metacarpo dos PROVAS PALEONTOLÓGICAS dedos e IV) Carpo Osso da canela São nessas provas, os achados fósseis. (metacarpo Metacarpo Quaisquer provas materiais que comprovem a existên- do dedo III) cia de um ser vivo ausente na atualidade e que seja mais Falanges III (Falange única) antigo do que 11 mil anos são consideradas 24 CIÊNCIAS DA NATUREZA</p><p>tico originando espécies distintas é conhecido por Dentes (como Garras (como especiação. Réptil) Os cientistas consideram a existência de dois pro- cessos de formação de novas espécies (especiação): a Archaeopterix anagênese e a cladogênese. ANAGÊNESE A população vai se modificando gradativamen- te, em função de contínuas alterações nas condições ambientais, o que resulta em uma população tão dife- rente da original que pode ser considerada uma nova espécie. Penas CLADOGÊNESE Longa cauda com muitas vértebras Novas espécies se formam por irradiação adapta- (como Réptil) tiva, ou seja, a partir de grupos que se isolam da popula- ção original e se adaptam a diferentes regiões. Depois de longo tempo de isolamento, esses grupos originam EMBRIOLOGIA COMPARADA novas espécies. Ao acompanhar a formação embrionária de es- truturas com organização anatômica semelhante em espécies diferentes, é possível observar que elas se de- senvolvem de forma muito parecida. Esse fato pode ser explicado por ser nessa fase que ocorre a definição do plano básico de organização corporal que os organis- mos parentes herdam de um ancestral comum. SALAMANORA LAGARTO MACACO ANAGÊNESE forms de ou CLADOGÊNESE membres . C A especiação por cladogênese ocorre por, princi- palmente, duas etapas: isolamento geográfico e isola- Fendas mento reprodutivo. Formação de somitos do corpo) Isolamento geográfico Esse tipo de isolamento ocorre quando uma po- pulação está isolada de outra da sua espécie por uma barreira geográfica, impedindo a reprodução entre os indivíduos e formando duas populações diferentes Embriologia comparativa, do peixe ao entre si. Esse isolamento pode ocorrer de diversas formas, ESPECIAÇÃO - FORMAÇÃO DE como, por exemplo, o deslizamento de uma geleira, o NOVAS ESPÉCIES aparecimento de um rio, flores separadas por uma ca- deia de montanhas, serpentes separadas em uma ilha, O processo em que populações de uma mesma entre outros. espécie acumulam diferenças em seu conjunto gené- CIÊNCIAS DA NATUREZA 25</p><p>Isolamento reprodutivo QUESTÃO 2 (INÉDITA) Diferenças entre as populações vão se tornando cada vez maiores e a reprodução entre os organismos A palavra evoluir vem do latim evolutione, que significa de populações distintas deixa de ocorrer. Os meca- desenvolvimento progressivo, seja de uma ideia, de um nismos responsáveis por esse tipo de isolamento são: acontecimento, de uma ação etc. Em biologia, evolução Pré-zigóticos ou pré-copulatórios: impedem a fe- se refere a uma teoria que admite a transformação pro- cundação e a formação do zigoto. gressiva das espécies... Isolamento estacional: duas populações têm épocas Disponível em: de reprodução diferentes. Isolamento comportamental: rituais de acasala- nismo.htm?cmpid=copiaecola. Acesso em: 20 ago. 2019. mento diferentes. A evolução biológica pode ser compreendida como um Isolamento mecânico: incompatibilidade entre as peças genitais. A evento dinâmico com a transmissão das caracte- Isolamento gamético: incompatibilidade entre os rísticas adquiridas. gametas. conjunto de transformações que ocorre no decor- Pós-zigóticos ou pós-copulatórios: não completa o do tempo em uma população. desenvolvimento ou os filhos morrem antes de atin- processo dogmático em que é aceito criacionismo. gir a idade de reprodução. Esterilidade do hibrído: o hibrído é incapaz de pro- D modelo comprovado pela geração espontânea. gametas funcionais. Exemplo: o cruzamento processo hipotético baseado em fossilização. entre um jumento e uma égua origina uma mula. QUESTÃO 3 (ENEM) QUESTÕES Corredores ecológicos visam mitigar os efeitos da fragmentação dos ecossistemas promovendo a liga- ção entre diferentes áreas, com o objetivo de pro- porcionar deslocamento de animais, a dispersão QUESTÃO 1 (ENEM) de sementes e o aumento da cobertura vegetal. São instituídos com base em informações como estudos sobre o deslocamento de espécies, sua área de vida Os anfíbios são animais que apresentam dependência (área necessária para o suprimento de suas necessi- de um ambiente úmido ou aquático. Nos anfíbios, a dades vitais e reprodutivas) e a distribuição de suas pele é de fundamental importância para a maioria das populações. atividades vitais, apresenta glândulas de muco para conservar-se úmida, favorecendo as trocas gasosas e, Nessa estratégia, a recuperação da biodiversidade é também, pode glândulas de veneno contra efetiva porque microrganismo e predadores. A propicia o fluxo gênico. Segundo a Teoria Evolutiva de Darwin, essas caracte- B intensifica o manejo de espécies. rísticas dos anfíbios representam a amplia o processo de ocupação humana. lei do uso e desuso. D aumenta o número de indivíduos nas populações. atrofia do pulmão devido ao uso contínuo da pele. favorece a formação de ilhas de proteção integral. transmissão de caracteres adquiridos aos descen- dentes. QUESTÃO 4 (ENEM) D futura extinção desses organismos, pois estão mal adaptados. processo de formação de novas espécies é lento e E seleção de adaptações em função do meio am- repleto de nuances e estágios intermediários, havendo bientes em que vivem. uma diminuição da viabilidade entre cruzamentos. As- sim, plantas originalmente de uma mesma espécie que 26 CIÊNCIAS DA NATUREZA</p><p>não cruzam mais entre si podem ser consideradas como Considerando as diversas teorias sobre a evolução, na uma espécie se diferenciando. Um pesquisador realizou visão tradicional: cruzamentos entre nove populações - denominadas de acordo com a localização onde são encontradas - de A Baseada em Darwin, a girafa adquire o pescoço com- uma espécie de orquídea (Epidendrum denticulatum). prido pela lei de uso e desuso. As girafas que esticam No diagrama estão os resultados dos cruzamentos en- seus pescoços geram uma prole que já nasce com pes- mais comprido e, cumulativamente, ao longo das tre as populações. Considere que o fornece o gerações, o pescoço, em média, aumenta de tamanho. pólen para o receptor. B Baseada em Lamarck, a girafa adquire o pescoço RESULTADOS DOS comprido devido à sobrevivência diferencial de gi- CRUZAMENTOS Pão de açúcar Peti Peti rafas. Aquelas com pescoço comprido conseguem se alimentar de folhas inacessíveis às outras e dei- xam, portanto, mais descendentes. Itirapina Alcobaça Baseada em a girafa adquire o pescoço com- prido pela lei do uso e desuso. Aquelas com pescoço comprido conseguem se alimentar de folhas inacessi- veis às outras e deixam, portanto, mais descendentes. Itapeva D Baseada em Darwin, a girafa adquire o pescoço Bertioga comprido com a sobrevivência diferencial de gi- Olivença rafas. Aquelas com pescoço comprido conseguem se alimentar de folhas inacessíveis às outras e dei- Marambaia xam, portanto, mais descendentes. E Baseada em Darwin, a girafa adquire o pescoço comprido com a sobrevivência diferencial de gira- Massambaba fas. As girafas que esticam seus pescoços geram DOADOR RECEPTOR Polinização induzida bem-sucedida uma prole que já nasce com pescoço mais compri- DOADOR RECEPTOR Polinização induzida inviável ou nula do e, cumulativamente, ao longo das gerações, o Mata Cerrado pescoço, em média, aumenta de tamanho. Em populações de quais localidades se observa um pro- cesso de especiação evidente? QUESTÃO 6 (ENEM) A Bertioga e Marambaia; Alcobaça e Olivença. Alguns anfíbios e répteis são adaptados à vida subter- Itirapina e Itapeva; Marambaia e Massambaba. rânea. Nessa situação, apresentam algumas ticas corporais como, por exemplo, ausência de patas, Itirapina e Alcobaça e Itirapina. corpo anelado que facilita o deslocamento no subsolo D Itirapina e Peti; Alcobaça e Marambaia. e, em alguns casos, ausência de olhos. E Itirapina e Olivença; Marambaia e Peti. Suponha que um biólogo tentasse explicar a origem das adaptações mencionadas no texto utilizando conceitos da teoria evolutiva de Lamark. Ao adotar esse ponto de QUESTÃO 5 (INÉDITA) vista, ele diria que Evolução biológica, em termos simples, é descendên- as características citadas no texto foram originadas cia com modificação. Essa definição engloba evolu- pela seleção natural. ção em pequena escala (mudanças em frequência B a ausência de olhos teria sido causada pela falta de gênica em uma população de uma geração para a uso, segundo a lei do uso e desuso. próxima) e evolução em larga escala (a progênie de o corpo anelado é uma característica fortemente espécies diferentes de um ancestral comum após adaptativa, mas transmitida apenas à primeira ge- muitas gerações). A evolução nos ajuda a entender a ração de descendentes. história da vida D as patas teriam sido perdidas pela falta de uso e, Disponível em: em seguida, essa característica foi incorporada ao Acesso em: 10 set. 2019. patrimônio genético e então transmitida aos des- cendentes. CIÊNCIAS DA NATUREZA . 27</p><p>E as características citadas no texto foram adquiridas QUESTÃO 9 (INÉDITA) por meio de mutações e depois, ao longo do tempo, foram selecionadas por serem mais adaptadas ao ambiente em que os organismos se encontram. "O nome do naturalista francês Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet (1744-1829) que ganhou o título de cavaleiro de Lamark, é muitas vezes citado como si- QUESTÃO 7 (ENEM) nônimo de cênci ruim, mas essa fama é injusta. Ele foi um cientista importante, que trouxe novas ideias para Podemos esperar que, evoluindo de ancestrais que diversas áreas do conhecimento. A injustiça histórica disputavam os mesmos recursos, as espécies tenham em relação a Lamarck esta ligada às suas ideias sobre a desenvolvido características que asseguram menor ou evolução doas animais (...) nenhuma competição com membros de outras espé- As principais diferenças entre esses dois naturalistas cies. Espécies em coexistência, com um potencial apa- (Lamarck e Dawin) se referem a descendência a partir rente para competir, exibirão diferenças em comporta- de ancestrais comununs por meio da seleção natural mento, fisiologia ou morfologia. (ideia de Darwin não comparilhada por Lamarck) e à C. R.: M.: Fundamentos em concepção de que a vida surge muitas vezes por gera- ecologia. Porto Alegre: Artmed, 2006 (adaptado). ção espontânea... (ideias de Lamarck, não compartilha- das por Darwin)." Qual fenômeno evolutivo explica a manutenção das di- ferenças ecológicas e biológicas citadas? VIEIRA, Rosana. A bicentenária filosofia de Lamarck. In: Revista Ciência Hoje, vol. 45. 265. novembro de p. 70-72. Mutação. Os autores afirmam que Lamarck foi injustiçado. Qual a Fluxo gênico. importância das ideias desse biólogo para o desenvolvi- mento do pensamento evolutivo? Seleção natural. D Deriva genética. A Lamarck não foi o primeiro a falar em evolução, mesmo sendo de uma época em que esse assunto E Equilíbrio de Hardy-Weinberg. não era muito aceito pela comunidade científica, sendo assim, ele se baseou em outros pesquisado- res antes de lançar a lei do uso e desuso, que é acei- QUESTÃO 8 (INÉDITA) ta até os dias atuais. tema "especiação e seus mecanismos", essencialmen- Embora não explicando corretamente como ocorre a evolução, a teoria evolutiva de Lamarck tem gran- te, busca quais teorias foram elaboradas ao de valor histórico, pois, mesmo não apresentando longo do tempo sobre como surgiu a diversidade bio- muitos exemplos de adaptações, serviu de base lógica. A tentativa de elucidar a origem das espécies e para outros pesquisadores. a maneira pela qual elas se formam são os principais questionamentos dos biólogos evolucionistas (REG- Lamarck teve mérito ao ter chamado atenção para NER, 2001; WILKINS, 2005). Essa foi a o fenômeno de adaptação dos seres vivos ao am- biente, resultado de modificações lentas e graduais vel pergunta que Charles Darwin (1859) sustentou ao ao longo de gerações. longo de mais de vinte anos em busca do mistério dos mistérios, a origem de novos seres no planeta. D Lamarck fundamentou sua teoria na lei dos carac- teres adquiridos, e era totalmente contra a lei do Disponível em: uso e desuso, afirmando que determinadas carac- Acesso em: 19 ago. 2019. teristicas poderiam ser transmitidas aos descen- dentes, mas que jamais desapareceriam. evento crucial para a origem de uma nova espécie é E Em seu livro A origem das espécies, Lamarck propôs que os seres vivos variam entre si; as espécies com- a mutação. petem pela sobrevivência e somente os mais adap- a recombinação gênica. tados sobrevivem, sendo, portanto, selecionados essa ideia é aceita até hoje. a seleção natural. a deriva gênica. E o isolamento reprodutivo. 28 CIÊNCIAS DA NATUREZA</p><p>AULA 03 Bioquímica celular As substâncias químicas presentes nas células po- Participa dos processos de contra- dem ser divididas em dois grandes grupos: substâncias ção muscular e coagulação do san- inorgânicas e substâncias orgânicas. Calcio (Ca++) gue. Atua sobre a permeabilidade das membranas celulares. Compõe SUBSTÂNCIAS SUBSTÂNCIAS INORGÂNICAS ORGÂNICAS os Água Carboidratos É essencial à formação do ácido clo- Cloro Sais Minerais Proteínas no estômago. Lipídios Faz parte dos hormônios da tireói- Ácidos Nucléicos glândula relacionada ao controle Vitaminas metabólico geral. A carência de iodo lodo na alimentação pode provocar o bó- SUBSTÂNCIAS INORGÂNICAS cio, comum em certas regiões inte- rioranas (bócio endêmico). ÁGUA Faz parte da molécula de hemoglo- A substância água existe em proporção no bina, pigmento vermelho presente ser vivo celular metabolicamente ativo, sendo encontra- no interior das hemácias do sangue da no interior das células. A sua proporção varia em fun- com função de realizar o transpor- ção de três fatores: atividade metabólica, idade e espécie. Ferro te de gases respiratórios. Faz parte Quanto maior a atividade metabólica de um tecido, maior das moléculas de citocromos, que será a proporção de água. Normalmente, a proporção de são transportadores de elétrons e água decresce com o aumento da idade. Nos organismos que participam dos processos de vivos, essa proporção varia de espécie para espécie. fotossíntese e respiração celular. As principais funções da água nos seres vivos são: Faz parte da molécula de clorofila, solvente universal, participar das principais reações pigmento verde capaz de absorver metabólicas, equilíbrio térmico, equilíbrio Magnésio (MG++) a energia luminosa para a realização lubrificante e transporte. da Atua em reações A molécula da água é formada por dois átomos de químicas com enzimas. hidrogênio e um de oxigênio, representada pela fórmu- Faz parte dos nucleotídeos, unida- la química Ela apresenta uma região eletricamen- des formadoras dos ácidos nucléi- te negativa e outra positiva e, por essa característica, é classificada como uma molécula polar. Fosfato Faz parte da molécula de que se relaciona à transferência de SAIS MINERAIS energia nas células. Faz parte da de vitamina ÍONS MINERAIS (Cianocobalamina), essencial ao PAPEL BIOLÓGICO Cobalto (Co++) (SAIS MINERAIS crescimento, formação e amadureci- SOLÚVEIS) mento das hemácias do sangue. Aumentam a permeabilidade das membranas celulares, desempenhan- do importante papel na manutenção SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS do equilíbrio osmótico celular. Rela- Sódio (Na+) cionam-se também com a condução e Pótássio (K+) CARBOIDRATOS dos impulsos nervosos. A concentra- ção de maior no meio extracelu- Os carboidratos são a principal fonte de energia lar, enquanto a concentração de K+ é para os seres vivos. Também denominados de hidratos maior no meio intracelular. de carbono, glicídios ou açúcares, sua fórmula genéri- CIÊNCIAS DA NATUREZA 29</p><p>ca é Eles podem se por meio da ligação Polissacarídeos glicosídica e também se às proteínas (glico- Formados pela união de centenas de moléculas proteínas) ou aos lipídios (glicolipídios). São compostos de glicose. Os principais polissacarídeos são: celu- energéticos e estruturais. lose, dá estrutura às células vegetais, compondo a Os carboidratos são divididos em três grandes gru- parede celulósica; glicogênio, carboidrato de reser- pos: monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos. va no animais; amido (biopolímeros de glicose) car- boidrato de reserva nos vegetais; quitina (composto químico orgânico nitrogenado) que tem função es- São os carboidratos mais simples. Os monossa- trutural, compondo a parede celular de fungos e o carídeos são as unidades formadoras dos carboidratos exoesqueleto de não hidrolisáveis. o FÓRMULA PENTOSE OCORRÊNCIA FUNÇÃO OH MOLECULAR OH OH a(1-6) Ribose RNA Estrutural CH2OH CH2 o OH OH OH Desoxirribose DNA Estrutural Lo Lo HO OH OH OH OH FÓRMULA HEXOSE OCORRÊNCIA FUNÇÃO AMIDO MOLECULAR CH2OH CH2OH Glicose Sangue-Mel Energética OH OH Frutose Frutas Energética o o HO HO CH2 CH2OH Galactose Leite Energética o OH OH OH OH OH OH 7-11 Dissacarídeos GLICOGÊNIO Formam-se pela união de dois monossacarídeos com a perda de uma molécula de água. Os principais CH2OH OH CH2OH OH dissacarídeos são: maltose, presente no malte, forma- o OH OH OH OH do pela união de glicose- sacarose, presente na HO OH cana-de-acúcar, beterraba e frutas, sendo formada pela OH CH2OH OH CH2OH união de glicose +frutose; lactose, presente no leite, CELULOSE sendo formada pela união de glicose+galactose. CH, CH2 C-O CH,OH H NH CH,OH H NH H o o H H H OH OH H H OH H H H H H H H OH H H OH H H OH H OH H H H o H H o o HO H 2 H NH H,OH H NH H OH H OH maltose QUITINA CH,OH CH2OH o LIPÍDIOS H H o H H OH H o H HO Ao contrário das demais os lipídios HO CH,OH não são polímeros, isto não são repetições de uma H OH OH H unidade básica. Embora possam apresentar uma es- sacarose trutura química relativamente simples, as funções dos CH,OH H OH lipídios são complexas e diversas, atuando em muitas HO o OH etapas cruciais do metabolismo e na definição das es- o H H OH H truturas celulares. OH H H H H o H Eles são os principais depósitos de energia exis- H OH CH,OH tentes. Constituem o combustível celular ideal, pois lactose cada molécula carrega grandes quantidades de energia por unidade de peso. Podem ser encontrados livres nas 30 CIÊNCIAS DA NATUREZA</p><p>células e são as moléculas mais eficientes para reserva A gordura corporal localizada nos depósitos de energética. armazenamento imediatamente abaixo da pele desem- Os ácidos graxos são um tipo de lipídios, de bio- penham uma função importante de isolamento térmi- moléculas mais calóricas, apesar de os carboidratos CO, determinando a capacidade das pessoas de toleran serem bem mais eficazes na produção de energia. Os os extremos de exposição ao frio. nutrientes em excesso são transformados prontamen- As gorduras desempenham papel fundamen- te em gordura para serem armazenados. Dessa forma, tal na absorção das vitaminas A, D, E e K (liposso- a gordura funciona como principal depósito do excesso lúveis). A eliminação ou a redução significativa da de energia alimentar. Semelhante ao que ocorre com os gordura da dieta pode resultar em um menor nível carboidratos, a utilização de gorduras como dessas vitaminas, o que finalmente pode acarretar vel poupa proteínas para suas importantes funções de em uma hipovitaminose. síntese e reparo dos tecidos. São, também, componentes de tecidos funda- Mas, apesar da enorme quantidade de energia mentais. A gordura é essencial para o desenvolvimento acumulada nas gorduras, a velocidade com que são cerebral porque é necessária para a mielinização e oxidadas para a produção de energia, principalmen- crescimento dos neurônios e também para o desenvol- te em exercícios intensos de curta duração, é relati- vimento da retina. vamente menor do que a dos carboidratos. Por isso, Os lipídios mais comuns são formados pela união quando o organismo necessita de maior quantidade de álcoois com ácidos de longa cadeia chamados áci- de energia por unidade de tempo, utiliza os carboidra- dos graxos, compostos por derivados dos ácidos car- tos. Já nos exercícios de resistência (como corrida ou boxílicos, sendo geralmente chamados de lipídios sa- ciclismo), conforme diminui a intensidade do esforço, ponificáveis porque a reação destes com uma solução os lipídios passam a ser responsáveis por maior pro- quente de hidróxido de sódio produz correspondente dução de energia. sal sódico do ácido carboxílico, isto é, o sabão. Os ácidos graxos também podem ser classifica- se dos como saturados ou insaturados, dependendo da ausência ou presença de ligações duplas carbono- Cada grama de lipídio nos for- carbono. Os insaturados (que contêm tais ligações) nece nove calorias, enquanto são facilmente convertidos em saturados pela hidro- cada grama de proteínas e de carboidratos genação catalítica (processo chamado de redução). A nos fornece quatro calorias. Apesar disso, os presença de insaturação nas cadeias de ácido carboidratos são vistos como a principal e a lico dificulta a interação intermolecular, e os insatura- mais eficiente fonte energética, já que neces- dos se apresentam, à temperatura ambiente, no es- sitam de menos oxigênio para a sua oxidação, tado líquido; já os saturados, com maior facilidade de quando comparados a lipídios e proteínas. empacotamento intermolecular, são sólidos. A marga- rina, por exemplo, é obtida por meio da hidrogenação de um líquido, o óleo de soja ou de milho, que é rico em Os lipídios são os principais componentes das ácidos graxos insaturados. membranas celulares; isso é importante porque as membranas são um dos maiores componentes es- Classificação dos lipídios truturais e organizados das células. Estão presentes Glicerídeos: são óleos e gorduras, substância de re- na constituição de estruturas celulares (fosfolipí- serva energética presente em plantas e animais. dios e colesterol), como as membranas plasmáticas, do retículo endoplasmático rugoso e liso, e membra- Fosfolipídios: tem função estrutural, pois compõe a nas dos organoides que as possuem (mitocôndrias, membrana celular. Suas longas moléculas possuem cloroplastos etc.). uma extremidade polar (hidrófila) e outra apolar (hi- Eles também têm função de isolamento e prote- drófoba) que repele água. ção de órgãos. Formam uma película protetora (isolan- Carotenoides: lipídios com coloração vermelha ou te térmico) sob a epiderme de muitos animais (tecido laranja, presentes nas células vegetais e animais adiposo). Além disso, funcionam como escudo protetor herbívoros. Nos vegetais, na forma de xantofilia, contra traumatismo de órgãos vitais, como coração, auxiliam na fotossíntese. A cenoura, por exemplo, fígado, rins, baço, cérebro e medula espinhal. Até 4% da contém o carotenoide caroteno, importante na for- gordura corporal total desempenha essa função. mação da vitamina A. CIÊNCIAS DA NATUREZA 31</p><p>Ceras: são insolúveis em água. Nos vegetais, na for- A união de um pequeno número de aminoácidos ma de cutina, impermeabilizam folhas, pétalas e fru- origina um Se número de aminoácidos tos, a fim de a perda de água. Nos animais, a não é que 10, temos um oligopeptídio; se é cera protege a das ovelhas, sendo encontrada nas maior que 10, temos um polipeptídio. Utilizamos o cavidades do cérebro de algumas baleias, além de nome proteína quando o número de aminoácidos é fazer parte das secreções da orelha humana e de al- superior a 50. guns insetos. Grupo carboxilo Esteroides: os esteroides são lipídios derivados do colesterol. Eles atuam nos organismos como hor- Grupo Amina COOH mônios e nos humanos são secretados pelas gôna- das, pelo córtex adrenal e pela placenta. A testoste- H2N C H rona é o hormônio sexual masculino, já o estradiol Cadeia é o hormônio responsável por muitas das caracte- R Lateral Carbono a rísticas femininas. O colesterol, além da atividade hormonal, também desempenha um papel estrutu- Estrutura de um aminoácido. ral habita a pseudofase orgânica nas membranas celulares. Muitas vezes chamado de vilão pela mí- R R R. dia, o colesterol é um composto vital para a maioria dos seres vivos. HOH H H H H terminação ligação terminação amino peptidica carboxila se Especialistas indicam, para o co- Ligação peptídica lesterol, um valor normal entre As proteínas constituem um dos componentes 140 e 270 mg/100 ml de sangue. Acima dessa fundamentais das células. Quimicamente, são com- faixa, o nutricionista receitará uma dieta ade- postos orgânicos enormes e participam dos mais im- quadae o médico, medicamentos próprios para portantes processos e estruturas dos organismos, colocar o nível de colesterol na faixa normal. constituindo mais de 50% do peso seco de uma célula. Quando atinge níveis elevados, contribui para a São biomoléculas formadas basicamente por carbono, formação de placas de ateroma, acúmulos lipí- hidrogênio, oxigênio e nitrogênio; podem conter en- dicos que vão se depositando nas paredes das xofre e, em alguns casos, fósforo, ferro, magnésio e artérias, provocando-lhes um estreitamento. cobre, entre outros elementos. Além disso, a calcificação do ateroma contribui As proteínas, por hidrólise, durante a digestão, ori- para a perda de elasticidade da artéria. Todo ginam uma mistura de aminoácidos. Elas são essenciais esse processo, que configura a doença conheci- para o funcionamento das células vivas e, juntamente da como aterosclerose, reduz o fluxo sanguíneo com os glicídios e lipídios, constituem a alimentação bá- sica dos animais. nas artérias, podendo comprometer a atividade dos órgãos por elas irrigados. No coração, a in- São muitas as fontes de proteínas e o número desses suficiência sanguínea pode matar parte do mús- existentes na natureza é praticamente in- finito, embora número de aminoácidos seja de apenas culo caracterizando o infarto. dos quais 20 são utilizados pela espécie O organismo sintetiza aminoácidos não essenciais (a alani- na, arginina, ácido aspártico, aspargina, ácido glutâmico, cistina, cisteína, glicina, glutamina, hidroxiprolina, prolina, serina e tirosina), enquanto os essenciais precisam ser As proteínas são compostos orgânicos de estru- fornecidos por fontes alimentares. tura complexa e massa molecular elevada, sintetiza- São aminoácidos essenciais: leucina, isoleucina, das nos organismos vivos pela condensação de um nú- valina, triptofano, metionina, fenilalanina, treonina, mero grande de moléculas de aminoácidos, por meio lisina e a histidina. Temperatura, grau de acidez, algu- de ligações peptídicas. Estas se estabelecem entre o mas substâncias químicas e outros fatores ambientais grupo carboxila de um aminoácido e grupo amina do podem afetar a estrutura espacial da proteína, fazen- seguinte, dando lugar ao desprendimento de uma mo- do com que ela se desenrole e perca a configuração lécula de água. original, que é chamado de desnaturação proteica. 32 CIÊNCIAS DA NATUREZA</p><p>Por exemplo, no caso do cozido, o calor ex- afinidade semelhante à do substrato; ligando-se cova- cessivo agita as moléculas e rompe as ligações fracas lentemente em local próximo ou no próprio sítio cata- (desnatura). As proteínas desnaturadas se enrolam lítico da apoenzima; atuando de maneira intermediária umas nas outras, tornando-se insolúveis e se solidi- aos dois extremos citados. ficando. Um outro caso é o de queijos e iogurtes, em que o leite é acidificado pelo ácido lático liberado pe- Especificidade substrato/enzima o sítio ativo los microrganismos fermentadores, desnaturando e As enzimas são muito específicas para os seus solidificando a proteína. substratos. Essa especificidade se deve à existência, na superfície da enzima, de um local denominado sítio de Funções das proteínas ligação do substrato. Esse local é dado por um arranjo No organismo, existem tipos diferentes de pro- tridimensional especial dos aminoácidos de determi- teínas que executam as mais diversas funções. Essas nada região da geralmente complementar à funções podem ser agrupadas em cinco categorias: molécula do substrato, chamado sítio ativo. Estrutural: participação na estrutura de tecidos. Há, também, enzimas de RNA, chamadas riboen- zimas. Alguns modelos procuram explicar a especifi- Exemplos: colágeno, queratina, miosina e actina. cidade substrato/enzima, como é o caso do modelo Hormonal: no caso de alguns hormônios do organis- chave/fechadura, que prevê um encaixe perfeito do mo de natureza proteica. substrato no sítio de ligação, que seria rígido como uma Exemplo: insulina. fechadura. No exemplo da figura a seguir, determinada região Nutritiva: nesse caso, aminoácidos podem ser usa- da proteína o módulo liga-se à tirosina fosfata- dos como fonte de energia. da, que se adapta ao sítio ativo da enzima tal como uma Exemplo: vitelo, que nutre é particular- chave faz com a sua fechadura. Atualmente, o modelo mente rico em proteínas encaixe-induzido é o mais aceito. Além dessas, têm ainda a função de transporte, facilitando a entrada e saída de substâncias por meio da membrana celular que compõe a hemoglobina; e ativo função de defesa, com proteínas que protegem o orga- substrato nismo contra substâncias estranhas (anticorpos). Cofatores enzimáticos e coenzimas inibidor Cofatores são pequenas moléculas orgânicas ou + inorgânicas que podem ser necessárias para a função + de uma enzima. Esses cofatores não estão ligados sitio permanentemente à molécula da enzima, mas, na au- enzima regulatório sência deles, a enzima é A fração proteica de uma enzima, na ausência do seu cofator, é chamada de apoenzima. Quando há enzi- ma mais cofator, chamamos de holoenzima. inibidor substrato Exemplo de cofactor Coenzimas são compostos orgânicos, quase sem- pre derivados de vitaminas, que atuam em conjunto com as enzimas. Podem atuar ligando-se à enzima com CIÊNCIAS DA NATUREZA 33</p><p>Fatores que influenciam na ação enzimática VITA- PRINCIPAIS NOME CARÊNCIA MINA FONTES X Cegueira noturna ou Velocidade hemeralopia: deficiência visual em ambiente com da Reação Cenoura, luz fraca: ressecamen- to da camada córnea do A Retinol globo ocular com sua leite. destruição. manteiga, Pele escamosa: pele áspera, com descamações y Concentração frequentes. de Substrato Xerodermia Concentração do substrato Feijão, Beribéri: polineurite soja, leite, generalizada com distúr- B1 Tiamina bios neuromusculares carne, levedo de profundos e paralisia X muscular. Velocidade cerveja. da Reação Inflamação na boca (estomatite) e na língua Feijão, soja, leite. Rachaduras nos cantos B2 Riboflavina dos lábios (queilose). levedo de Distúrbios neuromus- y Concentração cerveja. culares: de Enzima Concentração da enzima Feijão, soja, Dermatite: leite. X B6 Piridoxina Distúrbios neuromus- Velocidade carne, levedo de culares. da Reação cerveja. Anemia perniciosa: ausência de amadureci- Cianoco- B12 fígado. mento das hemácias de balamina Produzi- sangue. Y Temperatura da pela microbiota Retardo no crescimento. em intestinal. Temperatura Frutas cítri- Escorbuto: inflamação cas. da pele e mucosas com sangramento de lábios e Ácido C ascórbico morango, X goiaba, Fragilidade dentária e Velocidade diminuição de resistên- da Reação maçã. cias às infecções. Leite. manteiga, óleo de fígado. Raquitismo: fragilidade Y D Calciferol Radiação óssea e dentária com pH ultravioleta retardo no crescimento. estimula a síntese de pH vitamina D na pele VITAMINAS As vitaminas são compostos orgânicos essenciais Esterilidade em alguns ao metabolismo, havendo as lipossolúveis, A,D,E,K e as Tocoferal E animais: hidrossolúveis, vitaminas do complexo B e vitamina C. arroz, Envelhecimento precoce. soja. Observe, a seguir, o quadro com a discriminação das principais vitaminas. 34 CIÊNCIAS DA NATUREZA</p><p>QUESTÃO 2 (ENEM) Verduras: Dificuldade na coagula- Filoqui- alho. ção do sangue, já que a K Produzida vitamina K participa da Recentemente um estudo feito em campos de trigo nona pela biota síntese da protrombina intestinal. no fígado. mostrou que níveis elevados de dióxido de carbono na atmosfera prejudicam a absorção de nitrato pelas plan- tas. Consequentemente, a qualidade nutricional desses alimentos pode diminuir à medida que os níveis de dió- Niacina Pelagra: também conhe- ou [ácido cida por "doença dos xido de carbono na atmosfera atingirem as estimativas PP nicotinico] carne, três dês": é caracterizada ou nicoti- fígado, por diarréia e para as próximas décadas. namida verduras. et al. Nitrate assimilation is inhibited by elevated CO2 in field-grown wheat. Nature Climate Change, n. abr. 2014 (adaptado). Feijão, soja, leite, Nesse contexto, a qualidade nutricional do grão de tri- H Biotina carne, Dermatite levedo de go será modificada primariamente pela redução de cerveja, fígado. amido. B frutose. lipídeos. QUESTÕES D celulose. proteínas. QUESTÃO 1 (ENEM) QUESTÃO 3 (UERJ ADAPTADA) No Século II, foi inventado o papel na China, mas durante Alguns fatores podem alterar a rapidez das reações mais de anos a matéria-prima mais comum para químicas. A seguir, destacam-se três exemplos no con- fazê-lo não era madeira, mas sim fibras de algodão ex- texto da preparação e da conservação de alimentos: traídas de roupas velhas, panos e trapos. Atualmente, a 1 A maioria dos produtos alimentícios se conserva por principal matéria-prima para a produção de papel são to- muito mais tempo quando submetidos à refrigeração. ras de madeira. O papel comum é formado, basicamente, Esse procedimento diminui a rapidez das reações que pelo polissacarídio mais abundante no planeta. contribuem para a degradação de certos alimentos. Este carboidrato, nas células vegetais, tem a seguinte 2 Um procedimento muito comum utilizado em prá- função: ticas de culinária é o corte dos alimentos para acele- rar o seu cozimento, caso não se tenha uma panela Revestir as organelas. de pressão. B Formar a membrana plasmática. 3 Na preparação de iogurtes, adicionam-se ao leite Compor a estrutura da parede celular. bactérias produtoras de enzimas que aceleram as rea- ções envolvendo açúcares e proteínas lácteas. D Acumular reserva energética no hialoplasma. Com base no texto, quais são os fatores que influen- E a célula. ciam a rapidez das transformações químicas relaciona- das aos exemplos 1, 2 e 3, respectivamente? QUESTÃO 4 (ENEM) Temperatura, superfície de contato e concentração. Sabendo-se que as enzimas podem ter sua atividade re- B Concentração, superfície de contato e catalisadores. gulada por diferentes condições de temperatura e pH, Temperatura, superfície de contato e catalisadores. foi realizado um experimento para testan as condições ótimas para a atividade de uma determinada enzima. D Superfície de contato, temperatura e concentração. Os resultados estão apresentados no gráfico. E Temperatura, concentração e catalisadores. CIÊNCIAS DA NATUREZA 35</p><p>os carboidratos contidos no arroz são mais nutriti- vos que os do feijão. o arroz é mais calórico que feijão por maior quantidade de lipídios. as proteínas do arroz têm a mesma composição de aminoácidos que as do feijão. 10°C.pH8 D a combinação de arroz com feijão contém energia e Em relação ao funcionamento da enzima, os resultados nutrientes e é pobre em colesterol. obtidos indicam que o(a) E duas colheres de arroz e três de feijão são menos calóricas que três colheres de arroz e duas de feijão. aumento do pH leva a uma atividade maior da enzima. QUESTÃO 6 (ENEM) temperatura baixa (10°C) é o principal inibidor da enzima. Na década de 1940, na Região Centro-Oeste, produ- ambiente básico reduz a quantidade de enzima ne- tores rurais, cujos bois, porcos, aves e cabras estavam cessária na reação. morrendo por uma peste fizeram uma D ambiente básico reduz a quantidade de substrato promessa, que consistiu em não comer carne e deri- metabolizado pela enzima. vados até que a peste fosse debelada. Assim, durante E temperatura ótima de funcionamento da enzima é três meses, arroz, feijão, verduras e legumes formaram 30 independentemente do pH. o prato principal desses produtores. o Hoje, 15 2011 (adaptado). QUESTÃO 5 (ENEM) Para suprir o déficit nutricional a que os produ- tores rurais se submeteram durante o período da Arroz e feijão formam um "par perfeito", pois fornecem promessa, foi importante eles terem consumido ali- energia, aminoácidos e diversos nutrientes. O que falta mentos ricos em em um deles pode ser encontrado no outro. Por exem- plo, o arroz é pobre no aminoácido lisina, que é encon- A vitaminas Ae E. trado em abundância no feijão, e o aminoácido metioni- frutose e sacarose. na é abundante no arroz e pouco encontrado no feijão. A tabela seguinte apresenta informações nutricionais aminoácidos naturais. desses dois alimentos. D aminoácidos essenciais. E ácidos graxos saturados. ARROZ FEIJÃO (1 COLHER DE SOPA) (1 COLHER DE SOPA) QUESTÃO 7 (CESVA) Calorias 41 kcal 58 kcal As vitaminas lipossolúveis são absorvidas e transpor- Carboidratos 8,07 g 10,6 g tadas com a gordura da Elas não são facilmen- te excretadas na urina e podem ser armazenadas no Proteínas 0,58 g 3,53 g fígado e tecido adiposo. As vitaminas hidrossolúveis, de uma maneira geral, não são normalmente arma- Lipídios 0,73g zenadas em quantidades significativas no organis- mo, o que leva, muitas vezes, à necessidade de um Colesterol 0g 0g suprimento diário dessas vitaminas. Um exemplo de vitamina liberada pela urina, em razão da sua solubi- R.S. Arroz e feijão, um par perfeito. lidade em água, é a Disponível em: Acesso em: 01 fev. A partir das informações contidas no texto e na tabela, A vitamina A. conclui-se que B vitamina C. 36 CIÊNCIAS DA NATUREZA</p><p>vitamina D. já a lipoproteína de baixa densidade (LDL) leva o coles- terol para as células. Daí vem a distinção entre os dois D vitamina E. tipos de colesterol. E vitamina K. Nos referimos como o HDL ao bom colesterol e LDL ao mau colesterol. Entretanto, o HDL e LDL desempe- QUESTÃO 8 (INÉDITA) nham papel importante na bioquímica do corpo. pas- trazem benefícios ao organismo. Há motivo para cortar o carboidrato? Disponível em: www.minhavida.com.br/saude/materias/ De repente, parece que, para emagrecer, a solução é funcoes-dele-no-organismo. Acesso em: 15 ago. 2019. abandonar pães, massas e outras fontes desse nutrien- Um dos benefícios do colesterol para o organismo é a te. Mas será que isso faz sentido? No que diz respeito ao carboidrato, se tem um elemen- regulação da osmose nas células vegetais. to que não deveria da tabela nutricional é ele. Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), de B formação dos hormônios da tireóide. 50 a 70% das calorias diárias deveriam dele. Diabé- formação da vitamina D. ticos e atletas de alto rendimento, claro, têm necessi- D formação dos fosfolipídios. dades diferenciadas. A glicose, subproduto da digestão desse macronutriente, é nossa principal fonte de ener- E formação dos triglicerídios. gia. Ela é crucial especialmente para o cérebro. [...] Disponível em: ha-motivo-para-cortar-o-carboidrato/ QUESTÃO 10 (INÉDITA) Acesso em: 19 ago. 2019 (adaptado). Se pudéssemos as classes de compostos existen- Portanto, o carboidrato que garante um menor impac- tes na natureza, de acordo com o que provo- to glicêmico é: as enzimas estariam. com certeza, dentre os prin- cipais da lista. Mas o que faz dessas espécies Celulose. tão incríveis e indispensáveis? Quitina. A manutenção de nossa vida depende da ocorrência Glicogênio. ininterrupta de uma série de reações químicas. Pra- ticamente todas as enzimas são proteínas (hoje sa- D bemos que certas moléculas de RNA também atuam E Sacarose. como enzimas). Disponível em: www.fcfar.unesp.br/alimentos/ bioquimica/enzimas.htm. Acesso em: 14 ago. 2019. QUESTÃO 9 (INÉDITA) Portanto, as enzimas Colesterol não é o vilão da saúde: conheça 9 funções dele no organismo não possuem especificidade. É desequilíbrio entre as taxas de HDL e LDL que pode são consumidas na reação. fazer mal ao coração. realizam apenas reações de catabolismo. O colesterol é frequentemente referido como sendo D não promovem a reação. uma gordura. Esse costuma ser o primeiro erro das pes- soas em relação ao tema. Na verdade, trata-se de um ál- são ativadas apenas em pH ácido. cool com estrutura semelhante a de um hormônio, que se comporta como uma gordura, sendo insolúvel em água e no sangue. O colesterol entretanto, tem uma película de um composto chamado lipoproteína, que funciona como uma espécie de revestimento, tornando-o solúvel em água e pode ser transportado pelo sangue. Lipoproteínas são descritas em termos de sua densida- de. De um modo geral, lipoproteína de alta densidade (HDL) transporta o colesterol das células para o fígado, CIÊNCIAS DA NATUREZA 37</p><p>AULA ERTA 04 Biologia celular Robert Hooke, em 1665, observou pela primeira CÉLULA EUCARIÓTICA vez células utilizando um microscópio óptico simples ilu- A célula eucariótica possui núcleo organizado, minado à vela. Vendo pedaços de cortiça ao microscópio, com carioteca e organelas delimitadas por membranas descreveu pequenas cavidades em seu interior, denomi- e citoesqueleto. nadas células (cell = em inglês). Em 1838, Schleiden Observe abaixo as principais células eucarióticas. e Schwann, observando a presença de células em tecidos animais e vegetais, anunciaram a Teoria Celular: "Todos CÉLULA ANIMAL CÉLULA VEGETAL os seres vivos são formados por células" e toda celula se Núcleo origina de uma preexistente. Nucleolo Grande central endoplasmático rugoso Atualmente, a exceção a essa teoria são os vírus. endoplasmático Membrana plasmática ORGANIZAÇÃO CELULAR Lisossomos de Golgi Uma célula típica apresenta três partes básicas: Citoplasma membrana citoplasmática, citoplasma e núcleo. Quanto Peroxissomo Ribossomos à organização, existem dois tipos celulares básicos: cé- lula procariota e célula eucariota. As células procario- tas caracterizam os representantes do Reino Monera, As células eucarióticas são encontradas no Reino que se denominam procariontes. Protoctista, Fungi, Plantae e Animallia. Citoplasma das células procarióticas difere do citoplasma das células eucarióticas. MEMBRANA CITOPLASMÁTICA A membrana plasmática é lipoproteica, com CÉLULA PROCARIÓTICA duas camadas de fosfolipídios e proteínas imersas A célula procariótica, encontrada no Reino Mo- na membrana, e, em células animais, possui carboi- nera, é desprovida de núcleo organizado, não possui dratos que formam o Como as proteínas carioteca e não possui organelas delimitadas por mem- estão em constante deslocamento, a estrutura da branas. Observe, abaixo, a célula procariótica. membrana tem um caráter dinâmico. Esse modelo é chamado de mosaico fluido, como pode ser obser- Camada Gelatinosa de fostato vado a seguir. Parede celular de proteina Lamelas Ribossomos DNA de gordura Membrana Plasmática Cianossomo Proteina Integrada Colesterol Capsula Fibrila Membrana Esquelética Proteína Membrana periférica Plasmática DNA Citoplasma Esse conjunto de estruturas presentes na mem- brana plasmática conferem a capacidade de permeabi- lidade seletiva, porém não é permeável a tudo. Ribessomos Flagelo 38 CIÊNCIAS DA NATUREZA</p><p>TRANSPORTES ATRAVÉS DA MEMBRANA Osmose A membrana plasmática realiza os transportes A osmose é o transporte passivo da água através entre os meios intracelular e A membrana da membrana quando existem diferenças de concen- permite a passagem de água e de pequenas moléculas, trações entre os meios. A molécula de água, mesmo como gases e etanol, e dificulta ou mesmo impede a sem afinidade com a região hidrofóbica da camada de passagem de lipídio da membrana plasmática, consegue atravessá- esquema abaixo aborda as substâncias que -la quando existem diferenças de concentrações entre podem ser transportadas pela região lipídica da mem- os meios. A água também pode passar por proteínas brana plasmática (semipermeabilidade). Essas substân- chamadas de aquaporinas. cias passam por diferenças de concentrações entre os Solução Solução Solução meios extracelulares e intracelulares. HIPOTÔNICA ISOTÔNICA Membrana Membrana Membrana plásmática plásmática plásmática Interior da Exterior da Interior da Exterior da Interior da Exterior d Moleculas célula célula célula célula célula célula N2 Hidrofóbicas esteróide hormônios H2O Pequenas moléculas Uréia polares Gradiente de concentração variação entre solvente e soluto glicerol sem carga Exemplos de osmoses em células animais e vegetais: Grandes glicerol II III moléculas polares sacarose sem carga HCO-K H2O H2O Mg2+ Membrana lipídica sintética A membrana plasmática pode realizar os seguin- A B tes transportes: Osmose Sem ajuda de Transporte Passivo Difusão Simples sem gasto de energia D Difusão Facilitada Vacúolo A célula A está murcha ou crenada, a célula B so- Transporte Ativo Com ajuda de Primário carreadores freu a célula C está plasmolisada e célula D Transporte Ativo com gasto de energia está túgida. Transporte Ativo Secundário Difusão simples e difusão facilitada Há ainda a difusão simples e facilitada, transportes Transporte Passivo passivos que ocorrem de forma seletiva para gerar equilí- brio entre os gradientes de concentrações. A difusão sim- O transporte passivo é a passagem de determina- ples ocorre através da região lipídica e a difusão facilitada da substância através da membrana plasmática de uma ocorre por meio de proteínas carreadoras e canais. região onde ela se encontra mais concentrada para uma esquema a seguir mostra a difusão facilitada onde está menos concentrada, sem gasto de energia. com as proteínas e a difusão simples pela região lipídica. Um dos exemplos de transporte passivo é a osmose. CIÊNCIAS DA NATUREZA 39</p><p>Meio extracelular de Fluído extracelular Permease canal Na+ K+ Na Na K+ passagem obrigatória Bicamada Bomba de Sódio lipídica e Potássio 1 2 3 Difusão facilitada Meio intracelular Na+ Difusão simples passagem obrigatória ADP As proteínas podem transportar um ou dois com- Na +P postos, conforme o esquema abaixo: ATP Na K K K+ transportadora lon co-transportado K+ Na K+ Citoplasma sódio (Na+) entram na célula enquanto íons Bicamada potássio (K+) saem, com tendência a igualar as concen- lipídica trações desses íons de um lado e de outro da membra- na. Para a célula manter a diferença de concentração, entram em ação as proteínas que, com co-transportado gasto de energia, bombeiam íons sódio para o meio ex- UNIPORTE SIMPORTE ANTIPORTE tracelular e íons potássio para o citoplasma, realizando TRANSPORTE ACOPLADO assim o ativo conhecido como bomba de só- Transporte Ativo dio e potássio. O Transporte ativo ocorre contra um gradiente Transporte em bloco ou em massa de concentração com gasto de energia. Esse tipo de Transporte em bloco ou em massa ocorre transporte gera um desequilíbrio de concentrações, com a modificação da membrana plasmática que co- mas provoca a manutenção da homeostasia fisioló- local compostos maiores para dentro da célula (endo- gica dos meios. citose) ou para fora da célula (exocitose). Transporte ativo Há três tipos de endocitoses nas quais ocorre per- da de membrana plasmática. Fagocitose: engloba moléculas maiores com emis- S S são de pseudópodos. ADP S ATP S S Pinocitose: engloba moléculas menores com invagi- X ATP X nações da membrana plasmática. of S S Endocitose: mediada por receptores, conforme o X X X X X X X X X S esquema abaixo. X X X X X X X X X Fagocitose Pinocitose Endocitose receptor (A) Transporte (B) Transporte ativo primário ativo secundário (A) No transporte ativo primário a (B) No to transport ativo Membrana energia liberada pela hidrólise de um gradiente de (geralmente plasmática ATP movimento de instalado pelo transporte solutes um ativo primário movimento de Xa favor de seu gradiente fornece para dirigir cotransporte de um segundo soluto (S) contra seu radiente No esquema a seguir, observa-se um exemplo de A exocitose, ou por sua vez, é um transporte ativo primário antiporte, a bomba de sódio tipo de transporte em bloco que elimina compostos da e potássio ( Na+ K+ atpase). célula, que podem ser produtos de secreção ou resí- duos de digestão. 40 CIÊNCIAS DA NATUREZA</p><p>contrados livres no hialoplasma, associados às membra- Meio extracelular nas do retículo endoplasmático e ligados a uma fita de RNA mensageiro (RNAm). Nesse último caso, ocorre a formação dos polirribossomos ou polissomos. Os ribossomos, também realizam o processo de síntese de proteínas. Vésicula exocítica RNAm Citoplasma Esquema de polissomos (ribossomos livres) Especializações da membrana RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO Para adaptar-se melhor às suas funções, a mem- brana pode apresentar modificações, que recebem o nome de especializações da membrana. As microvilosidades permitem que em um pe- Endoplasmático Liso queno espaço seja possível absorver mais substâncias em menor tempo. A zona de oclusão é uma região que fecha a parte superior entre duas células vizinhas e im- pede que moléculas se infiltrem entre elas. As interdigi- tações são sobras que uma membrana faz sobre a mem- brana vizinha aumentando a aderência entre ambas. Endoplasmático PAREDE CELULAR VEGETAL Rugoso A parede celular vegetal é um envoltório mais ex- O retículo endoplasmático corresponde a rede de terno que a membrana plasmática, feito por carboidra- canais delimitados por membranas lipoproteicas que tos, fibras vegetais como a celulose. se comunica com a carioteca. Ele pode ser de dois tipos: Parede celular de O retículo endoplasmático liso armazena substân- cias no interior de suas cavidades, faz o transporte de a síntese de lipídeos e a neutraliza- ção de substâncias tóxicas no interior da agin- do como desintoxicante. O retículo endoplasmático rugoso, também deno- minado ergastoplasma, possui ribossomos aderidos de a membrana, desempenha todas as funções do retí- culo liso, além de realizar a síntese de proteínas de de exportação, como anticorpos e enzimas. COMPLEXO DE GOLGI Esquema da estrutura molecular da parede celulósica Sacos achatados CITOPLASMA Citoplasma é a região da célula compreendida entre a membrana citoplasmática e o núcleo. O hialo- plasma ou matriz citoplasmática é a região coloidal no interior da célula. Estruturas Citoplasmáticas Os ribossomos são constituídos por duas sub-u- nidades de RNA ribossômico (RNAr) e proteínas, sem Vesículas Brotamento de membrana lipoprotéica envolvente. Eles podem ser en- CIÊNCIAS DA NATUREZA 41</p><p>É uma organela formada por sacos achatados e MITOSSOMOS pequenas vesículas esféricas, normalmente localizado Encontrados em alguns eucariotos próximo ao núcleo. como microsporídeos e espécies de entamoeba e giár- Exerce a função de armazenamento e empaco- dia, atuam no metabolismo do enxofre e do ferro com tamento de substâncias, síntese de polissacarídeos, geração de energia. Formam bolsas arredondadas se- formação dos lisossomos, formação do acrossomo do melhantes ao lisossomos. espermatozoide, da lamela média vegetal e de envoltó- rios celulares, além de secreção celular. MITOCÔNDRIA LISOSSOMOS Organela membranosa com diversas enzimas, além de DNA, pequenos ribossomos com capaci- Ricos em enzimas digestivas, os lisossomos reali- dade de autoduplicação, ribossomos, e síntese de pro- zam a digestão intracelular, auxiliando a regulação do teína (ATP), responsável pela respiração celular. pH intracelular e a apoptose. O material que entra na célula por fagocitose ou Membrana pinocitose é envolto por uma vesícula membranosa Cristas interna chamada fagossomo. Os lisossomos se unem a essas Matriz vesículas formando o vacúolo digestivo. Corpo residual Fagossomo Membrana externa Lisossomo Golgi Ultra-estrutura de uma Mitocôndria O conjunto de mitocôndrias de uma célula é de- nominado condrioma. Essas organelas têm como prin- cipal função servir de sede para a realização da maior RER parte do processo de respiração celular aeróbia. Rea- liza o ciclo de Krebs na matriz e a fosforilação oxidativa ou cadeia respiratória nas cristas mitocondriais, além de participar da apoptose. Sua possível origem é expli- Lisossomo e digestão intracelular cada pela Teoria da Endossimbiose. Essa teoria supõe que primeiro tenha ocorrido um simbiose com certas bactérias aeróbias e que elas PEROXISSOMOS teriam dado origem às mitocôndrias. Depois de estabe- Formam bolsas arredondadas semelhantes ao lecida essa simbiose nas linhagens que derivaram para Ricos em enzimas auxi- as plantas e algas eucariontes, teria ocorrido a segunda liam na desintoxicação celular, oxidação de ácidos gra- simbiose, dessa vez com cianobactérias, que teriam ori- XOS, controlando o nível de radicais livres de oxigênio. ginado os cloroplastos. + Enzima Catalase GLIOXISSOMOS Nas sementes, convertem lipídios em carboidratos. Formam bolsas arredondadas semelhantes ao HIDROGENOSSOMOS Encontrados em protozoários com atividade anaeróbia, como o tricomonas, possuem a capacidade de produzir hidrogênio molecular gerando energia. For- mam bolsas arredondadas semelhantes ao lisossomos. Origem dos eucariontes 42 CIÊNCIAS DA NATUREZA</p><p>O DNA mitocondrial encontrado nos seres huma- CITOESQUELETO nos é de origem pois na fecundação permane- O citoesqueleto é feito de proteínas fibrosas, for- ce DNA do gameta feminino (óvulo). mando os filamentos intermediários, os microtúbulos e os microfilamentos. DNA nuclear DNA mitocondrial mt DNA Herdado de todos os ancestrais Herdado da linhagem materna Citoesqueleto Membrana Reticulo Filamentos PLASTOS São encontrados em células eucarióticas autotró- ficas fotossintetizantes (vegetais e algas), com DNA, autoduplicação, ribossomos e síntese de proteínas. Sua possível origem é explicada pela endossimbiose. CENTRÍOLOS Os centríolos são formados de microtúbulos e LEUCOPLASTOS CROMOPLASTOS são encontrados em muitos protozoários, algas flage- COLORAÇÃO Incolores Coloridos ladas, fungos flagelados, vegetais inferiores e animais. Formam cílios e flagelos nos eucariontes e participam PIGMENTOS Ausentes Presentes das divisões celulares. FUNÇÃO Armazenamento Fotossíntese de substâncias Microtúbulo proteico Xantoplastos (amarelos) Amiloplastos PRINCIPAIS Eritoplastos - Oleoplastos TIPOS (vermelhos) Proteoplastos Cloroplastos - (verdes) Estroma Lamela Trinca de microtúbulos Tilacóide proteicos Granum CÍLIOS FLAGELOS Membrana interna Curtos e nume- Membrana externa Longos e pouco CARACTERIZAÇÃO rosos numerosos Ultra-estrutura de um Cloroplasto MOVIMENTO Vibrátil Ondulatório Luz Glicose Certos proto- Certos protozoá- epitélio espermato- OCORRÊNCIA da traqueia e das zóides, coanócitos Granun tubas uterinas dos poríferos Estroma As funções atribuídas a cílios e flagelos são basi- H2O camente as mesmas, ou seja, locomoção, transporte de Lamela partículas e nutrição. Esquema de um Cloroplasto CIÊNCIAS DA NATUREZA 43</p><p>VACÚOLOS NÚCLEO CELULAR Os vacúolos são estruturas delimitadas por mem- O núcleo celular é encontrado de forma organi- branas em forma de sendo originadas do zada nos eucariontes. uma estrutura que comanda e retículo endoplasmático e do complexo golgiense. São coordena todas as funções celulares. O núcleo inter- estruturas celulares membranosas encontradas nos fásico é constituído pela carioteca, pelo suco nuclear, eucariontes. com funções bem definidas: pela cromatina e pelo nucléolo. Vacúolos de armazenamento: armazenam substân- Observe a figura abaixo. cias separadas do hialoplasma. Envelope nuclear Citoplasma Vacúolo comorgânulos Cromatina Poro Nucléolo Citoplasma com orgânulos Vacúolo Retículo Ribossomos endoplasmático Núcleo de uma célula Vacúolos digestivos: presentes nos processos de di- gestão Núcleo Centrômero Braço DNA Cromossomo O DNA dos eucariontes é envolvido nas Endocitose nas histonas para forman as cromatinas, que, quando se condensam durante as divisões celulares, formam os Vacúolos contrácteis: fazem a osmorregulação em Observe o esquema abaixo. protozoários de água doce e na alga euglena. DNA Histonas Vacúolo contrátil Macronúcleo Nucleossomo Micronúcleo Vacúolo Cromossomo digestivo Formação do vacúolo digestivo Histonas 44 CIÊNCIAS DA NATUREZA</p><p>Os cromossomos são formados por DNA envol- Os dois cromossomos "1" são homólogos, ou seja, vidos pelas proteínas histonas. Duplicam-se durante são iguais no sentido de que possuem os mesmos ge- a fase S da Intérfase. Quando atigem o grau de nes, na mesma sequência. O cromossomo "20" não é são observados, como na figura abaixo, homólogo de "1" pois não possui nem os mesmos genes com as suas regiões características. e nem a mesma sequência. cariótipo apresenta o conjunto de cromosso- Centômero (constrição primária) mos com os elementos morfológicos e numéricos que Constrição secundária caracterizam o padrão de uma espécie. Nele é possi- vel ver os 23 pares de cromossomos em que 22 pares são semelhantes para homens e mulheres e recebem nome de autossomos. O único par de cromossomos restantes são chamados cromossomos sexuais. As mu- lheres apresentam dois cromossomos X sendo, portan- to. XX, e os homens um cromossomo Xe outro Y Observe o esquema abaixo. Dependendo da localização dos centrômeros, podemos identificar quatro tipos de cromossomos, como mostra o esquema abaixo: Metacêntrico Submetacêntrico Acrocêntrico Telocêntrico Centrômero Quando centrômero Com centrômero fora Centrômero próximo da centrômero está na 1 2 3 se localiza na região da região central braços extremidade um braço extremidade por central ligeiramente desiguais curto muito pequeno não apresenta braço curto X XX 6 7 8 9 10 11 12 XX X xx xx xx 13 14 15 16 17 18 xx 19 20 21 22 x23y Tipos de cromossomos Cariótipo Humano No submetacêntrico e acrocêntri- CO. os centrômeros dividem as cromátides em em dois braços. Já no telocêntrico, os centrômeros são termi- QUESTÕES nais situados próximo a uma das extremidades. Os cromossomos homólogos são pares de cro- mossomos, um de origem materna e outro de origem paterna. Possuem genes alelos que trazem as informa- QUESTÃO 1 (ENEM) ções genéticas dos ancestrais. São encontrados em or- ganismos 2N (diploides). Alimentos como carnes, quando guardados de maneira Observe o esquema abaixo com os cromossomos inadequada, deterioram-se rapidamente devido à ação homólogos. de bactérias e fungos. Esses organismos se instalam e se multiplicam rapidamente por encontrarem con- COMOSSOMOS HOMOLOGOS dições favoráveis de temperatura, umidade e nutrição. 1 1 20 Para preservar tais alimentos, é necessário controlar a Gene A presença desses microrganismos. Uma técnica antiga e Gene B ainda bastante difundida para preservação desse tipo de alimento é o uso do sal de cozinha. Nessa situação, o uso do sal de cozinha preserva os alimentos por agir Gene Gene B sobre os microrganismos, Gene D Gene Gene Gene A desidratando suas células. B inibindo sua síntese proteica. CIÊNCIAS DA NATUREZA 45</p><p>inibindo sua respiração celular. QUESTÃO 4 (ENEM) D bloqueando sua divisão celular. E desnaturando seu material genético. Para explicar a absorção de nutrientes, bem como a função das microvilosidades das membranas das célu- QUESTÃO 2 (ENEM) las que revestem as paredes internas do intestino del- gado, um estudante realizou o seguinte experimento: Uma indústria está escolhendo uma linhagem de Colocou 200 ml de água em dois recipientes. No microalgas que otimize a secreção de polímeros co- primeiro recipiente, mergulhou, por 5 segundos, um mestíveis, os quais são obtidos do meio de cultura de pedaço de papel liso, como na FIGURA 1; no segun- crescimento. Na figura podem ser observadas as pro- do recipiente, fez o mesmo com um pedaço de papel porções de algumas organelas presentes no citoplas- com dobras simulando as microvilosidades, conforme ma de cada linhagem. FIGURA 2. Os dados obtidos foram: a quantidade de água absorvida pelo papel liso foi de 8 ml, enquanto Perfil celular das linhagens de microalgas 100% pelo papel dobrado foi de 12 ml. 90% 80% Figura 1 70% 60% de 50% 40% 30% 20% 10% 0% Linhagem III Linhagem IV 20 20 20 20 20 10 cm Reticulo 20 35 15 40 35 50 40 35 20 15 10 5 30 20 30 Figura 2 Qual é a linhagem para se conseguir maior ren- dimento de polímeros secretados no meio de cultura? A I. II. III. 10 D IV. Com base nos dados obtidos, infere-se que a função das microvilosidades intestinais com relação à absor- E V. ção de nutrientes pelas células das paredes internas do intestino é a de QUESTÃO 3 (ENEM) A manter o volume de absorção. Osmose é um processo espontâneo que ocorre em to- aumentar a superfície de absorção. dos os organismos vivos e é essencial à manutenção diminuir a velocidade de absorção. da vida. Uma solução 0,15 mol/L de (cloreto de sódio) possui a mesma pressão osmótica das soluções D aumentar o tempo da absorção. presentes nas células humanas. manter a seletividade na absorção. A imersão de uma célula humana em uma solução 0,20 mol/L de tem, como consequência, a A adsorção de Na+ sobre a superfície da célula. QUESTÃO 5 (ENEM) B difusão rápida de Na+ para o interior da célula. diminuição da concentração das soluções presen- A estratégia de obtenção de plantas transgênicas pela tes na célula. inserção de transgenes em cloroplastos, em substitui- D transferência de íons Na+ da célula para a solução. ção à metodologia clássica de inserção do transgene no núcleo da célula hospedeira, resultou no aumento E transferência de moléculas de água do interior da quantitativo da produção de proteínas recombinantes célula para a solução. 46 CIÊNCIAS DA NATUREZA</p><p>com diversas finalidades biotecnológicas. O mesmo Célula de Célula camundongo humana tipo de estratégia poderia ser utilizada para produzir ETAPA 1 Proteína da proteínas recombinantes em células de organismos eu- membrana Proteína da carióticos não como as leveduras, membrana Fusão celular que são usadas para produção comercial de várias pro- ETAPA2 teínas recombinantes e que podem ser cultivadas em Célula grandes fermentadores. Considerando a estratégia metodológica descrita, qual ETAPA 3 organela celular poderia ser utilizada para inserção de transgenes em leveduras? Anticorpos contra proteina de Anticorpos contra proteína membrana de de membrana marcados com fluoresceina marcados com rodamina Tempo minuto A Lisossomo. Incubação ETAPA 4 Tempo 40 minutos D Complexo golgiense. ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. Porto E Retículo endoplasmático. Alegre: Artes Médicas, 1997 (adaptado). A mudança observada da etapa 3 para a etapa 4 do expe- QUESTÃO 6 (ENEM) rimento ocorre porque as proteínas A Uma das estratégias para conservação de alimentos é movimentam-se livremente no plano da bicamada o salgamento, adição de cloreto de sódio histo- lipídica. ricamente utilizado por tropeiros, vaqueiros e sertane- permanecem confinadas em determinadas regiões jos para conservar carnes de boi, porco e peixe. da bicamada. O que ocorre com as células presentes nos alimentos auxiliam o deslocamento dos fosfolipídios da mem- preservados com essa técnica? brana plasmática. D são mobilizadas em razão da inserção de anticorpos. O sal adicionado diminui a concentração de solutos em seu interior. E são bloqueadas pelos anticorpos. O sal adicionado desorganiza e destrói suas mem- branas plasmáticas. QUESTÃO 8 (INÉDITA) A adição de sal altera as propriedades de suas membranas plasmáticas. Dentre os dois tipos de transporte ativo, o transporte ativo primário é mais Nele o fornecimento D Os íons Na+ e provenientes da dissociação do de energia vem da hidrólise do ATP através de ATPases sal entram livremente nelas. específicas. O exemplo mais clássico de transporte ativo E A grande concentração de sal no meio extracelular primário é a bomba de sódio-potássio. Este tipo de trans- provoca a saída de água de dentro delas. porte consiste em uma proteína transmembrana locali- zada na membrana plasmática chamada Na+/K+ ATPase. QUESTÃO 7 (ENEM) Disponível em: Acesso em: 10 ago. 2019. Visando explicar uma das propriedades da membra- funcionamento da bomba de sódio e potássio é na plasmática, fusionou-se uma célula de camundon- possível devido go com uma célula humana, formando uma célula híbrida. Em seguida, com o intuito de marcar as pro- à presença de proteínas transmembranas ao longo teínas de membrana, dois anticorpos foram inseridos de toda a membrana plasmática. no experimento, um específico para as proteínas de ao anabolismo de ATP, já que a célula precisa man- membrana do camundongo e outro para as proteínas ter a diferença de concentração entre os íons. de membrana humana. Os anticorpos foram visuali- ao transporte do Na para dentro da célula. zados ao microscópio por meio de fluorescência de D ao cotransporte do tipo simporte. cores diferentes. E à concentração do K fora da célula. CIÊNCIAS DA NATUREZA 47</p><p>AULA Metabolismo celular 05 energético O metabolismo celular consiste em reações de ca- São organismos fotoautotróficos as cianobacté- tabolismo com o saldo de liberação de energia e em rea- rias, alguns tipos de bactérias, as algas e as plantas. ções de anabolismo com o saldo de absorção de energia. Veja a seguir as equações reduzidas da fotossíntese. Observe o esquema abaixo que relaciona essas Equação geral: reações catabólicas e anabólicas. LUZ 6 CO2 + 12 H2O PIGMENTOS Nutrientes FOTOSSINTÉTICOS Ricos em Energia Equação simplificada ADP Catabolismo NAD Anabolismo FAD 60 ATP NADH. Energia Química A fotossíntese se relaciona com os ciclos bio- Produtos Pobres em geoquímicos da água, do carbono e do oxigênio. Energia Precursoras Com a presença da luz solar ocorrem as reações que envolvem esses ciclos. O ATP é a moeda energética usada nas reações metabólicas processo que utiliza a energia dos com- Oxigênio postos energéticos quando sofrem catabolismo para Oxigênio a síntese do que sofre, em seguida, catabolismo, liberando energia para as reações metabólicas, como Glicose mostra as reações abaixo. Energia solar ATP Gás carbônico ESQUEMA DA FOTOSSÍNTESE Adenina Ribose Adenosina Trifosfato Água Sais minerais Energia Energia Consumida Libertada Absorção de luz A luz solar é uma forma de energia luminosa com- + P Adenina posta por vários comprimentos de ondas. Cada con Adenosina Difosfato compreende determinados comprimentos. Os pigmen- ADP tos fotossintetizantes, por sua vez, absorvem e refle- tem certos comprimentos de onda. METABOLISMO AUTOTRÓFICO O cientista Engelmann, em 1882, realizou um expe- rimento para verificar a eficiência dos comprimentos de onda na fotossíntese. Usou um filamento da alga Spirogyra FOTOSSÍNTESE com diferentes comprimentos de ondas, colocou bactérias Reação anabólica que usa a energia solar para aeróbias e observou, após algum tempo, maior concentra- realizar a síntese de compostos orgânicos usando com- ção de bactérias no corpo da alga onde havia as luzes azul postos inorgânicos. A energia luminosa solar é conver- e vermelha. Assim, identificou os comprimentos de onda tida em elétrica e, em seguida, em energia química. que possuiam a maior liberação de gás oxigênio. 48 CIÊNCIAS DA NATUREZA</p><p>Observe o esquema abaixo que demonstra o Observe o esquema a seguir. experimento. Cadeia de ATP transporte A experiência de Engelmann de elétrons Elétrons Energia excitados A relação entre o espectro de absorção de luz, a para produção (2e-) de ATP taxa de fotossíntese e a liberação de gás oxigênio. Violeta Anil Azul Verde Amarelo Laranja Vermelho Luz Clorofila NADPH Bactérias aeróbicas (2e-) Filamento da alga Alga spirojyra 400 450 500 550 600 650 700 (b) Fotofosforilação aciclica Comprimento da onda (nm) Resultado da fase clara ou fotoquímica: 18 atps, Fases da fotossíntese e gás oxigênio, serão utilizados na fase do es- A fotossíntese ocorre em duas etapas: a fase cla- curo ou química; 18 atps e os H dos ra (fotoquímica) e a fase escura (química). Na fotólise da água ou reação de Hill, a energia A fase clara é dividida em fotofosforilação acícli- luminosa solar quebra a molécula de água, liberando ca, cíclica e fotólise da água e ocorre nas regiões mem- elétrons para a clorofila excitada, o gás oxigênio para a branosas dos cloroplastos (tilacoides granum). atmosfera e o hidrogênio para os aceptores NADP. A fotofosforilação é a adição de fosfato em presença A fase escura ou por sua vez, não da luz, resultando na transformação da energia luminosa depende diretamente da luz, ocorrendo no interior do solar em energia elétrica, e a energia elétrica em energia estroma do cloroplasto. química. Nos processos fotofosforilativos, há a participa- Essa fase ocorre, inicialmente, com a fixação do ção dos pigmentos fotoativos, como a clorofila. Esses pig- pela enzima Rubisco carboxilase. Em seguida, os mentos atuam como uma complexa antena. hidrogênios são incorporados às moléculas de carbono, Na fotofosforilação cíclica ocorre a adição de fos- formando os carboidratos com o uso da energia do ca- fato ao produzindo ATP na presença de energia tabolismo do ATP. Não há dependência direta da ener- luminosa solar e clorofila. Os elétrons excitados saem gia luminosa solar, mas depende dos produtos da fase de uma molécula de clorofila para aceptores e liberam clara. O produto final do ciclo é uma triose que servirá energia aos poucos, que será usada na síntese de de base para a formação de outras moléculas orgânicas, voltando para a mesma clorofila, excitada inicialmente, como a glicose. como a P700. Observe a reação abaixo. Observe a reação bioquímica abaixo. O Ciclo de Calvin A fase escura da Fotossíntese Cadeia de ATP transporte de elétrons Elétrons 6CO2 excitados Energia para produção de ATP 6ADP+6P 6 Ribulose difosfato Carreador de elétrons Luz (RuDP) (5C) 12 Ácido fosfoglicérico 6ATP Fixação Clorofila de CO2 6 Ribulose monofosfato (RuMP) (5C) Regeneração Produção de 12ADP (a) Fotofosforilação de RuDP açúcares 10 Aldeido fosfoglicérico (PGAL) (3C) 12 NADPH Na fotofosforilação as moléculas de cloro- 12 fosfoglicérico 12 NADP+ (PGAL) (3C) fila P700 e P680 são excitadas pela energia solar lumino- 1 Glicose (6c) sa. Os elétrons excitados saem de uma molécula de clo- rofila para aceptores e liberam energia aos poucos, que será usada na síntese de ATP. Os elétrons não voltam A relação entre as duas fases estabelece a neces- para a mesma molécula excitada inicialmente. sidade da energia luminosa solar para a ocorrência do processo geral, fase clara e fase escura, como pode ser observado no esquema a CIÊNCIAS DA NATUREZA . 49</p><p>fase clara e fase escura Velocidade da Fotossíntese H2O CO2 ADP P ATP LUZ Fase Fase GLICOSE Luminosa Química NADP Not 1 Concentração de Temperatura Fatores limitantes da fotossíntese A temperatura atua nas reações enzimáticas. Com Há uma série de fatores ambientais, o aumento da temperatura, aumenta-se a velocidade que, em proporções inadequadas, podem impedir o das reações metabólicas da fase enzimática ( fase do bom rendimento das reações da fotossíntese. Dentre escuro), porém chegará a uma temperatura que provo- esse fatores, destacam-se: cará a desnaturação enzimática e perda da atividade, o que interrompe a reação, como revela o gráfico abaixo. Intensidade luminosa Quando o fotossintetizante é colocado na au- Velocidade da Fotossíntese sência de energia não realiza fotossíntese. Quando a intensidade luminosa começa a aumentar, a intensidade da fotossíntese aumenta. Porém, a par- tir de certa intensidade luminosa, a intensidade da fotossíntese atinge um ponto de saturação luminosa, como pode ser observado no gráfico abaixo. Velocidade da Fotossíntese Temperatura 10° 20° 40° 50° 60° Fotossíntese bacteriana ou fotorredução A síntese de matéria orgânica ocorre na presen- ça e uso da energia luminosa infravermelha com o pig- mento chamado Esse processo não utiliza a água como doadora de hidrogênios, e sim o gás sulfídrico. Não há liberação do gás oxigênio. Esses or- Intensidade Luminosa ganismos são as sulfobactérias. Concentração de Fotossíntese Bacteriana é o substrato da etapa química da fotos- síntese capturado pela enzima Rubisco. Na ausência Gás Glicose Enxofre carbônico Água de no ar, a intensidade da fotossíntese é nula. Au- INFRAVERMELHA mentando sua concentração, eleva-se a intensidade do 12H2S + 12S BACTERIOCLOROFILA processo. Quando ocorre a saturação enzimática pelo a reação entra em um patamar de estabilidade, Não utilizam água Não liberam conforme mostra o gráfico a seguir. como substrato oxigênio doador de H 50 CIÊNCIAS DA NATUREZA</p>