SUPLEMENTO PARA O PROFESSOR
Sumário Apresentação da obra, 3 Estrutura geral da coleção, 3 Organização dos capítulos, 4 Texto e imagens, 4 Quadros temáticos, 4 Leitura, 4 Atividades, 4 Bibliografia,, respostas, nova nomenclatura anatômica, Bibliografia Índice remissivo, 5
Sugestões para utilizar esta obra como instrumento de aprendizagem e avaliação, 5 Orientação de leitura, 5 Conhecimentos prévios dos estudantes, 5 Ligações com o cotidiano, 5 Integração da Biologia com outras disciplinas, 5 Atividades didáticas, 6 Utilização dos mapas de conceitos, 6
Destaques temáticos, objetivos de ensino e sugestões para este volume, 6 PARTE I – A diversidade biológica, 7 Capítulo 1 – Sistemática, classificação e biodiversidade, 7 Sugestões de atividades complementares, 7 Exemplos de mapas de conceitos, 7
PARTE II – Vírus, moneras, protoctistas e fungos, 7 Capítulo 2 – Vírus, 7 Capítulo 3 – Os seres procarióticos: bactérias e arqueas, 8 Capítulo 4 – Protoctistas: algas e protozoários, 8 Capítulo 5 – Fungos, 8 Sugestões de atividades complementares, 9 Exemplos de mapas de conceitos, 9
PARTE III – Diversidade, anatomia e fisiologia das plantas, 9 Capítulo 6 – Diversidade e reprodução das plantas, 9 Capítulo 7 – Anatomia das plantas angiospermas, 9 Capítulo 8 – Fisiologia das plantas angiospermas, 9 Sugestões de atividades complementares, 10 Exemplos de mapas de conceitos, 10
PARTE IV – Diversidade dos animais, 10 Capítulo 9 - Características gerais dos animais, 10 Capítulo 10 – Poríferos e cnidários, 11 Capítulo 11 – Platelmintos e nematelmintos, 11
Capítulo 12 – Moluscos e anelídeos, 11 Capítulo 13 – Artrópodes, 11 Capítulo 14 – Equinodermos e protocordados, 11 Capítulo15 – Vertebrados, 12 Sugestões de atividades complementares, 12 Exemplos de mapas de conceitos, 12
PARTE V – Anatomia e fisiologia da espécie humana, 12 Capítulo 16 – Nutrição, 12 Capítulo 17 – Circulação sangüínea, 13 Capítulo 18 – Respiração e excreção, 13 Capítulo 19 – Movimento e suporte do corpo humano, 13 Capítulo 20 – Integração e controle corporal: sistemas nervoso e endócrino, 13 Sugestões de atividades complementares, 14 Exemplos de mapas de conceitos, 14
Atividades complementares, 14 Anexo - Páginas para fotocopiar, fotocopiar, 24
Trabalhando com mapas de Trabalhando conceitos, 29 Exemplos de mapas de conceitos, 31
Respostas às questões das atividades, 44 Capítulo 1 Capítulo 2 Capítulo 3 Capítulo 4 Capítulo 5 Capítulo 6 Capítulo 7 Capítulo 8 Capítulo 9 Capítulo 10 Capítulo 11 Capítulo 12 Capítulo 13 Capítulo 14 Capítulo 15 Capítulo 16 Capítulo 17 Capítulo 18 Capítulo 19 Capítulo 20
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Apresentação da obra Idealizamos esta coleção como ferramenta de estudo e de consulta voltada ao ensino médio, visando a atender diversas opções de conteúdo adotadas pelos professores brasileiros. A amplitude dos assuntos tratados, trat ados, além de refletir o alentado alent ado arcabouço conceitual das ciências biológicas, procura contemplar temas que nossas pesquisas indicam serem os preferidos pela maioria dos(as) colegas. Entendemos o livro didático como um instrumento flexível, que deve servir de fonte de informação confiável e atualizada e também propor atividades e exercícios capazes de estimular e de promover a aprendizagem. Para ser um apoio efetivo nesse sentido, procuramos apresentar livros com texto bem estruturado, ilustrado e explicativo, capazes de influenciar o desenvolvimento da capacidade de leitura e de organização do pensamento, além de compor harmoniosamente textos e imagens, de modo a convidar os estudantes a vencer os desafios inerentes à aquisição de novos conhecimentos. Foi com essas perspectivas que elaboramos esta coleção em três volumes.
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Esperamos que a obra leve os estudantes a compreender os conceitos fundamentais em Biologia e facilite sua ligação aos fatos do cotidiano; esperamos também que eles percebam o quanto as ciências biológicas têm sido importantes para a humanidade e seu grande potencial para novas descobertas que se delineia neste século XXI. Nossa expectativa é que cada professor possa utilizar esta obra da melhor maneira possível, de acordo com a disponibilidade de sua carga horária e de seus objetivos de aprendizagem. or i er e fe
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Estrutura geral da coleção 0
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A obra aborda diferentes níveis de organização da vida: as células, os organismos e as populações. Procuramos incorporar incorpor ar,, aos conceitos tradicionalmente tradicionalment e tratados no ensino médio, as muitas novidades da Biologia da última década, de modo a levar os estudantes a conhecer e acompanhar os grandes debates científicos da atualidade. d
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O Volume 1 focaliza o nível celular de organização da vida, relacionando-o com o nível das moléculas e também com o dos tecidos. Os principais assuntos tratados no volume são: tr
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a. as características típicas do fenômeno vida e as teorias atuais sobre a origem da vida em
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nosso planeta; b. estrutura e função nas células vivas (Citologia) e organização celular dos tecidos animais (Histologia); c. aspectos gerais da reprodução, dos ciclos de vida e do desenvolvimento animal (Reprodução e Embriologia). O Volume 2 aborda a vida no nível dos organismos, estudando sua diversidade, anatomia e fisiologia. Os principais assuntos tratados no volume são: a. noções básicas de Sistemática, com destaque para a classificação biológica; b. estudo sistemático dos principais representantes dos grandes reinos de seres vivos; c. anatomia e fisiologia de plantas e animais, com ênfase nas plantas angiospermas e no
organismo humano. O Volume 3 trata de conceitos e processos relacionados mais diretamente com o nível populacional de organização dos seres vivos, estudando-o sob os pontos de vista da Genética, da Evolução Biológica e da Ecologia. Os principais assuntos tratados no volume são: a. aspectos históricos e modernos da Genética, de Gregor Mendel até os recentes avanços
no conhecimento genético e suas aplicações; apl icações; b. aspectos históricos e modernos das teorias de evolução biológica, de Darwin à moderna teoria evolucionista, com ênfase na evolução da espécie humana; c. conceitos fundamentais de Ecologia e de Educação Ambiental. Em cada capítulo, o conteúdo é apresentado por meio de um texto integrado a fotos, ilustrações e esquemas, além de Quadros temáticos, Leitura e Atividades. ESTRUTURA GERAL DA COLEÇÃO
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Organização dos capí tulos tulos Texto e imagens A linguagem empregada na obra procura aliar a precisão conceitual da comunicação científica à clareza didática. Sempre que possível utilizamos analogias e comparações, exemplificando com assuntos do cotidiano, de modo a tornar conceitos e fenômenos biológicos mais concretos para os estudantes. As imagens são fundamentais para a compreensão mais ampla dos assuntos, e suas legendas complementam o texto básico. Além das fotografias, há esquemas com comparações didáticas e sínteses conceituais e, nesse caso, é importante levar os alunos a perceber os elementos em diferentes escalas e em cores-fantasia.
Quadros temáticos Cada capítulo pode conter um ou mais quadros temáticos em que determinados assuntos – aprofundamentos, aspectos históricos, novidades científicas e tecnológicas etc. – são apresentados paralelamente ao desenvolvimento do conteúdo explicativo seqüencial. Os quadros temáticos possibilitam que os assuntos específicos neles tratados possam ser utilizados em diferentes momentos da aprendizagem, a critério do professor, profes sor, garantindo maior flexibilidade no trabalho com o texto didático. . 8
Leitura 9 9 1 e
Ao final de cada capítulo há um item denominado Leitura, em que é apresentado um texto selecionado de livros, revistas científicas, jornais ou da internet. Um dos objetivos da Leitura é fornecer aos estudantes textos de diferentes autores, com diferentes enfoques para assuntos tratados no capítulo. O trabalho com o item Leitura pode preceder o estudo do capítulo, servindo de problematização e de referência para os conceitos e processos tratados no texto b ásico. A partir do texto da Leitura é possível também solicitar aos estudantes, como atividade de pesquisa, que encontrem textos sobre o mesmo tema em diferentes meios de divulgação P
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Atividades Após a Leitura apresentamos um elenco de atividades, dimensionando-o para abranger os assuntos fundamentais do capítulo. As atividades estão divididas em três módulos: Guia de estudo, Questões para pensar e discutir e A Biologia no vestibular. O primeiro módulo orienta os estudantes a rever, passo a passo, os principais conceitos e processos tratados no capítulo; compõe-se de questões discursivas, cujas respostas são fornecidas forneci das apenas ao professor profess or.. O módulo seguinte, Questões para pensar e discutir , traz questões objetivas e discursivas que desafiam os estudantes a ligar fatos, conceitos e processos em situações reais ou simuladas; as respostas dessas questões também s ão fornecidas exclusivamente para o professor. professor. O terceiro módulo, A Biologia no vestibular , traz uma seleção das melhores questões de vestibulares sobre os assuntos tratados no capítulo. Ao trabalhar com essas questões, cujas respostas são fornecidas no Livro do Aluno, os estudantes entram em contato com o que se avalia nos diversos exames de ingresso ao Ensino Superior. Sugira aos estudantes que, após a leitura do texto de cada cap ítulo, sempre façam os exercícios do Guia de estudo. Para facilitar sua utilização, esses exercícios estão divididos em blocos, correspondentes aos itens numerados do capítulo. Estimule os estudantes a rever o texto em caso de dúvida em algum exercício. Para que os estudantes possam explorar mais amplamente os temas do capítulo, solicite que façam as atividades propostas no módulo Questões para pensar e discutir , em que são apresentadas questões mais desafiadoras e/ou sugestões de pesquisas e atividades, úteis para discussões de fechamento dos assuntos. O elenco de questões de A Biologia no vestibular pode ser utilizado, a seu critério, tanto após o Guia de estudo como após as Questões para pensar e discutir . Além de ajudar os alunos a estudar, os diferentes módulos de atividades podem ser utilizados pelo professor como instrumentos de avaliação da aprendizagem, em especial o Guia de estudo e as Questões para pensar e discutir , cujas respostas são fornecidas exclusivamente no livro do professor.
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ESTRUTURA GERAL DA COLE ÇÃO
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Bibliografia, respostas, nova nomenclatura anat ômica, í ndice ndice remissivo Após o último capítulo de cada volume, no Livro do Aluno, apresentamos, em seqüência: a) a principal bibliografia consultada na elaboração do livro; b) as respostas às questões A Biologia no vestibula vestibular r ;; c) uma tabela com as principais alterações na nomenclado módulo dulo A tura do corpo humano sugeridas pela mais recente Nomina Anatomica; Anatomica; d) d) índice remissivo. Sugerimos que o(a)s colegas professor professore(a)s e(a)s estimulem a utilização do índice remissivo pelos estudantes, tanto para localizar rapidamente assuntos no texto como para relacionar informações de diferentes temas. Isso pode familiarizá-los com obras de consulta.
Sugestões para utilizar esta obra como instrumento de aprendizagem e avalia ção Orientação de leitura
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Para habituar os estudantes à estrutura do livro didático, de modo que este se torne um verdadeiro aliado nos estudos, sugerimos aos(às) colegas professore(a)s que sempre orientem os estudantes para a leitura do texto selecionando e indicando trechos para serem lidos antes, durante ou após a aula. Um diálogo aberto sobre os objetivos a serem alcançados com o estudo do capítulo pode facilitar a comunicação com os estudantes, estimulando-os a dividir com o(a) professor(a) a responsabilidade por sua aprendizagem. Chambliss, M. J. e Calfee, R. C., no livro Textbooks for Learning (Malden, Massachussets, Blackwell Publishers Publishers Inc., 1998), propõem questões a serem levantadas em situações como essa, tais como: I Que informações do texto se relacionam com algo que você conhece? I Que partes do texto você considera mais interessantes? I Como você resumiria o que aprendeu na leitura do texto? I Daqui a um mês, o que você acha que poderá lembrar do texto? I Se você for discutir o assunto do texto com outras pessoas, que idéias, argumentos e exemplos utilizaria? tr
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Conhecimentoss pré vios dos estudantes Conhecimento
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Diversas correntes pedagógicas destacam a importância de se levantar os conhecimentos prévios dos estudantes, tanto suas concepções baseadas no senso comum, como conceitos aprendidos em ciclos escolares anteriores e que são pré-requisitos para construir e ancorar os novos conhecimentos. Vale a pena investir algum tempo para levantar e discutir os conceitos sobre os seres vivos e sobre seu pr óprio corpo que os estudantes trazem em sua bagagem de conhecimentos e ajudá-los a analisar suas concepções e a adquirir outras, fundamentadas no conhecimento científico. Em geral, apresentar os objetivos do estudo do capítulo e discutir com os estudantes as idéias que eles têm a respeito do tema é suficiente para detectar conceitos que vão exigir mais discussões e explicações.
Ligações com o cotidiano A idéia de ligar o que se aprende na escola ao mundo aparece em muitos dos objetivos sugeridos para cada capítulo e volume em que se encontram. Os estudantes geralmente se motivam a aprender quando percebem conexões entre fatos próximos à sua vida e conteúdos estudados na escola. Isso fica evidente no interesse que eles manifestam em conteúdos referentes a saúde, higiene, questões sobre reprodução, contracepção e DSTs, por exemplo. Assuntos veiculados pela imprensa podem ser utilizados como instrumentos de problematização de conteúdos. Jornais e revistas costumam ter seções especializadas em ciências; é possível estabelecer, na classe, uma rotina para acompanhar notícias de interesse científico, que podem ser apresentadas em um mural, por exemplo. Os textos da Leitura apresentados ao final de cada capítulo do livro também podem ser empregados para tal finalidade. SUGEST ÕES PARA A UTILIZA ÇÃO DA OBRA
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Integração da Biologia com outras disciplinas Modernas tendências pedagógicas apontam a integração interdisciplina interdisciplinarr como uma importante estratégia de ensino. Por um lado, o(a)s professore(a)s das diferentes disciplinas complementam informações, trocam idéias e desenvolvem o trabalho em equipe. Os estudantes percebem mais facilmente as relações entre os diferentes fenômenos da natureza quando estudam os mesmos conceitos em diferentes disciplinas. Considere a possibilidade de integração interdisciplinar formal ou informal e, se possível, que se inclua no planejamento pl anejamento ao menos uma atividade de integração interdisciplinar.
Atividades didáticas O aprendizado requer participaçã o ativa dos estudantes. Atividades de pesquisa bibliográ fica, seminários, aulas prá ticas e estudos do meio, entre outras estrat égias pedagógicas, podem tornar altamente dinâmico e motivador um curso de Biologia. A partir da p á gina 14 deste suplemento sugerimos algumas atividades complementares relacionadas aos conteúdos tratados neste volume. Somadas ou adaptadas às do repertório do próprio( prio(a) a) professor(a), essas atividades po dem motivar os estuda ntes e ajudá-los a se apropriar de novos conhecimentos e habilidades desejadas.
Utilização dos mapas de conceitos Identificar os conceitos básicos apresentados no texto de cada capítulo constitui um aspecto importante do processo de ensino-aprendizagem. Se o(a) professor(a) dispõe de poucas aulas semanais para desenvolver o conteúdo, pode ser melhor destacar os conceitos mais importantes, deixando em segundo plano aspectos de detalhamento ou temas não-pertinentes aos objetivos didáticos que se deseja alcançar ar.. Uma das maneiras de trabalhar criteriosamente com conceitos é por meio da elaboração de mapas de conceitos. conceitos . Trata-se de uma estratégia didática que é muito útil também no planejamento de unidades didáticas e na preparação de aulas. Um mapa de conceitos consiste de um conjunto de conceitos interligados por palavras de ligação, que identificam o tipo de relação que há entre eles. Embora simples em sua concepção, os mapas de conceitos constituem-se em uma ferramenta poderosa para o processo de ensino-aprendizagem e para a avaliação da aprendizagem.
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Para o(a)s professor(a)s que desejarem se aprofundar no assunto, apresentamos, na página 29, um texto sobre os princípios de construção de mapas de conceitos, acompanhado de bibliografia suplementar e de exemplos de mapas de conceitos referentes a assuntos tratados no volume.
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Destaques temáticos, objetivos de ensino e sugestões para este volume A seguir apresentamos os destaques temáticos e os principais objetivos de ensino de cada capítulo deste volume. Apresentamos também sugestões de atividades complementares e exemplos de mapas de conceitos relativos aos assuntos tratados em cada parte do volume.
Destaques temáticos e objetivos de ensino Os destaques temáticos são apresentados na forma de uma breve sinopse dos temas de cada capítulo, acompanhada dos principais objetivos que tivemos em mente ao elaborá-los. Os objetivos foram divididos em duas categorias: objetivos gerais, gerais , referentes ao desenvolvimento de conhecimentos, habilidades e valores que ultrapassam os limites da Biologia, e objetivos did áticos ticos,, mais específicos, que se referem ao desenvolvimento de conhecimentos e habilidades específicas de Biologia. Um exemplo de objetivo geral é: Valorizar os aspectos hist óricos da ci ência, tais como os íficos relativos ao desenvolvimento da Gen ética, reconhecendo que os avan ç os os cient í f icos de uma é poca dependem de conhecimentos desenvolvidos em é pocas anteriores. Um exemplo de objetivo didático é: Caracterizar alelos como formas diferentes de um mesmo gene e conceituar os seguintes termos: alelo dominante, alelo recessivo, indiv í duo duo í duo homozigótico, indiv í duo heterozigótico, dominância incompleta e co-domin ância. Se desejar, utilize os objetivos que sugerimos para cada capítulo em seu planejamento e como parâmetro de avaliação, adequando-os às suas necessidades.
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DESTAQUES TEM ÁTICOS, OBJETIVOS E SUGEST ÕES
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Sugestões de atividades complementares complementares Para auxiliar o(a) professor(a) em sua tarefa de obter participação mais ativa dos estudantes no processo de aprendizagem, reunimos neste suplemento sugestões de atividades complementares de diferentes tipos: pesquisas bibliográficas, seminários, aulas de laboratório, estudos do meio e montagens, entre outras estratégias pedagógicas. Se desejar desejar,, utilize essas atividades em complementação àquelas presentes no livro do estudante.
Mapas de conceitos Os mapas de conceitos são construções pessoais e contextuais, de modo que sua utilização mais produtiva como ferramenta pedagógica é produzir os próprios mapas. Entretanto, analisar e avaliar mapas de conceitos já prontos é um excelente ponto de partida para a elaboração de mapas conceituais próprios. Assim, neste suplemento, após a sugestão de atividades complementares, apresentamos alguns exemplos de mapas de conceitos envolvendo os principais conceitos tratados nos capítulos. Se desejar, utilize os mapas sugeridos como base para discussão com os estudantes, que podem modificá-los ou ampliá-los, dependendo dos conceitos tratados e dos objetivos almejados.
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PARTE I - A DIVERSIDADE BIOLÓGICA Capí tulo tulo 1 - Sistemática, classificação e biodiversidade or
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Destaques temáticos Apresenta os princ ípios básicos da Sistemática e da Taxonomia. Conceitua biodiversidade, árvore filogenética e cladograma. Apresenta e caracteriza os grandes reinos de seres vivos. Discute as novas tendências taxonômicas e as polêmicas atuais relativas à classificação biológica e sua relação com o parentesco evolutivo dos diferentes grupos de organismos.
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Exemplos de mapas de conceitos 1. Si Sist stem emática e classificação biológica (página 32)
PARTE II - V ÍRUS, MONERAS, PROTOCTISTAS E FUNGOS í rus Capí tulo tulo 2 - V í rus I
Apresenta as caracter ísticas de diversos tipos de vírus e seus ciclos reprodutivos, com ênfase nos vírus de gripe e da aids. Traz um quadro de consulta em que s ão relacionadas algumas doenças causadas por v írus, sua prevenção e formas de tratamento.
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Objetivos gerais Compreender que a Sistem ática, cujos resultados se expressam pela Taxonomia, organiza a diversidade dos seres vivos e facilita seu estudo, revelando padr ões de semelhança que evidenciam as relações de parentesco evolutivo entre diferentes grupos de organismos.
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Inferir, a partir do conhecimento das formas de transmiss ão Inferir, de alguns tipos de v írus patogênicos às pessoas, as principais atitudes e medidas capazes de prevenir seu ataque ao organismo humano.
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Sugestões de objetivos didáticos Conhecer a hierarquia nas rela ções de inclusão das seguintes categorias taxonômicas: espécie, gênero, família, ordem, classe, filo e reino. Compreender a import ância da nomenclatura binomial e reconhecer que a primeira palavra do nome cient ífico designa o gênero e a segunda, a espécie. Conhecer as regras b ásicas da nomenclatura biológica e reconhecer sua importância para a comunicação científica. Compreender os princ ípios básicos da elaboração das árvores filogenéticas e dos cladogramas, reconhecendo-as como formas de representar as rela ções de parentesco entre os seres vivos. Caracterizar cada um dos reinos de seres vivos (Monera, Protoctista, Fungi, Plantae e Animalia) quanto a: tipo de c élula (procariótica ou eucariótica); quantidade de células (unicelular ou multicelular); nutri ção (autotrófica ou heterotr ófica). Compreender e explicar porque os v írus não são incluídos em nenhum dos reinos de seres vivos (são acelulares).
Sugestões de atividades complementares 1. Trabalha rabalhando ndo com representa representações gráficas de árvores filogen éticas (página 14)
Objetivos gerais Estar informado sobre a natureza dos v írus, as doenças que eles causam e suas formas de dissemina ção e tratamento, de modo a atuar positivamente, tanto no aspecto pessoal como no social, para a prevenção de doenças virais.
Reconhecer que a falta de consenso entre os cientistas quanto à classifica ção biológica revela tanto as dificuldades quanto a variedade de pontos de vista sobre o assunto, indicando que a ciência é um processo em cont ínua construção. or
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Valorizar os conhecimentos cient íficos e técnicos sobre os vírus e reconhecer que esses conhecimentos podem contribuir para a melhora da vida humana. I
Sugestões de objetivos didáticos Conhecer a estrutura geral dos v írus (acelulares, compostos por um único tipo de ácido nucléico, por um caps ídio protéico e, em alguns casos, por um envelope externo), reconhecendo sua relativa simplicidade estrutural e bioqu ímica. Relacionar o fato de os v írus serem acelulares e bioquimicamente simples, quando comparados a outros seres vivos, com o fato de serem parasitas intracelulares obrigat órios. Discutir, com base em argumentos favor áveis e contrários, a Discutir, questão de os v írus serem ou não seres vivos. Conhecer, em linhas gerais, em que consiste uma infec ção viral e explicar o que ocorre com a c élula afetada (tem seu metabolismo controlado pelo v írus). Reconhecer que a infecção é a maneira de o vírus se multiplicar. Identificar, em esquemas e ilustrações, as etapas básicas do Identificar, processo de reprodu ção de alguns v írus (bacteriófago, vírus de gripe e v írus HIV).
PARTE I
— A DIVERSIDADE BIOLÓGICA
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Capí tulo tulo 3 - Os seres procarióticos: bactérias e arqueas I
Destaques temáticos Apresenta as caracter ísticas e a reprodu çã o dos seres procarióticos: bactérias e arqueas. Trata da diversidade das bactérias quanto à morfologia e à nutrição, entre outros aspectos. Discute a import ância das bactérias para a humanidade (bactérias fixadoras de nitrog ênio, bactérias decompositoras, bactérias causadoras de doen ças etc.). Traz um quadro de consulta em que s ã o relacionadas algumas doen ç as bacterianas, sua prevenção e formas de tratamento.
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Relacionar a fotossíntese realizada pelas algas do fitopl âncton com o aparecimento e a manuten ção das taxas atuais de gás oxigênio na atmosfera terrestre e da í inferir poss íveis conseqüências sobre a composi ção da atmosfera em caso de decl ínio da população de algas fotossintetizantes do pl âncton. Estar informado sobre as doen ças causadas por protozo ários (protozooses) e suas formas de dissemina ção e tratamento, de modo a atuar positivamente, tanto no aspecto pessoal como no social, para a prevenção dessas doenças. I
Enumerar e explicar as principais caracter ísticas das algas: unicelulares ou multicelulares; c élulas eucarióticas; nutrição autotrófica fotossintetizante; presen ça de cloroplastos; eventual presença de parede celular; ambientes onde vivem.
Objetivos gerais Estar informado sobre as caracter ísticas das bact érias, as doen ças que elas causam e suas formas de dissemina ção e tratamento, de modo a atuar positivamente, tanto no aspecto pessoal como no social, para a preven ção de doenças bacterianas.
Caracterizar e exemplificar os principais filos de algas: Chlorophyta (algas verdes); Phaeophyta (algas pardas); Rhodophyta (algas vermelhas); Bacillariophyta (diatom áceas); Chrysophyta (algas douradas); Euglenophyta (euglen óides); Dinophyta (dinoflagelados); Charophyta (carof íceas).
Inferir, a partir do conhecimento das formas de transmiss ão de alguns tipos de bact érias patogênicas às pessoas, as principais atitudes e medidas para prevenir seu ataque ao organismo humano.
Explicar, em linhas gerais, os principais processos de reprodu ção Explicar, assexuada em algas: divisão binária; fragmentação; zoosporia.
Sugestões de objetivos didáticos
Conhecer algumas doen ças causadas por protozo ários (amebíase; doença de Chagas; malária), associando cada uma delas aos seguintes aspectos: agente causador, causador, transmiss ão, tratamento, prevenção.
Reconhecer a import ância das bactérias para a humanidade (na produção de alimentos, na decomposi ção, na fertilização do solo etc.).
Produzir esquemas e ilustra ções legendadas para representar os ciclos da amebíase, da doença de Chagas e da malária.
Capí tulo tulo 4 - Protoctistas: algas e protozoários Destaques temáticos Discute as pol êmicas relativas à classificação atual de algas e de protozo ários. Apresenta a diversidade, as caracter ísticas e a reprodu ção de diferentes grupos de protoctistas e discute a import ância desses organismos para a humanidade (as algas como constituintes do pl âncton e na alimenta ção humana, por exemplo). Traz um quadro de consulta em que são relacionadas algumas doen ças causadas por protozo ários, sua prevenção e formas de tratamento.
Capí tulo tulo 5 - Fungos
Objetivos gerais
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Destaques temáticos Apresenta as características gerais dos diferentes tipos de fungo, com as novas tend ências de classificação relativas ao reino Fungi. Trata da import ância ecológica e econômica dos fungos (na produção de alimentos, bebidas alcoólicas e medicamentos, na decomposição, como causadores de doen ças etc.)
Objetivos gerais
Valorizar o estudo sistematizado e aprofundado de seres vivos como os protoctistas, o qual permite reconhecer padr ões de semelhança e de diferença entre os seres que nos rodeiam.
Valorizar o estudo sistematizado e aprofundado de seres viValorizar vos como os fungos, o qual permite reconhecer padr ões de semelhança e de diferença entre os seres que nos rodeiam.
Estar informado de que as algas do fitoplâncton – em especial as diatom áceas e os dinoflagelados – são os principais produtores produtor es de matéria orgânica nos mares e da í concluir que a maioria dos seres heterotr óficos marinhos depende de algas planctônicas para viver.
Reconhecer a import ância ecológica e econômica dos fungos para a humanidade e estar informado sobre doen ças causadas por fungos e suas formas de dissemina ção e tratamento, de modo a atuar positivamente, tanto no aspecto aspe cto pessoal como no social, para a prevenção de doenças micóticas.
— VÍRUS, MONERAS, PROTOCTISTAS E FUNGOS
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Estar informado de que a maioria dos protozoários se reproduz assexuadamente por divis ão binária; conhecer e compreender os processos b ásicos sexuais (conjuga çã o) no paramécio.
Conhecer os processos b ásicos pelos quais as bact érias podem misturar seus genes: transforma ção, transdução e con jugação.
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Descrever o processo geral de nutri ção de um protozo ário (endocitose, forma çã o de vacú olo digestivo, digest ão intracelular, clasmocitose) e explicar o papel do vac úolo contrátil na osmorregula ção de protozo ários de água doce.
Caracterizar e exemplificar bact érias quanto à nutri çã o: autotróficas (fotoautotr óficas e quimioautotr óficas); heterotróficas (aeróbicas, anaeróbias e fermentadoras).
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Caracterizar e exemplificar os principais filos de protozo ários: Rhizopoda (amebas); Actinopoda (radiol ários e heliozoários); Foraminifera Foraminifer a (foraminíferos); Apicomplexa (apicomplexos ou esporozoários); Zoomastigophora (flagelados); Ciliophora (ciliados).
Conhecer o processo de reprodu ção das bactérias (assexuada por divis ão binária).
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Enumerar e explicar as principais caracter ísticas dos protozoários: unicelulares; célula eucariótica; nutrição heterotrófica.
Conhecer a estrutura geral da c élula bacteriana, reconhecendo-a como procari ótica, e identificar, em esquemas, ilustrações e fotografias, suas partes principais (parede, membrana, citoplasma, ribossomos, nucle óide, cromossomo, plasmídio e flagelo bacteriano).
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Compreender e esquematizar o ciclo reprodutivo sexuado de algumas algas.
Valorizar os conhecimentos cient íficos e técnicos sobre as bactérias e reconhecer a import ância desses conhecimentos para a humanidade. I
Sugestões de objetivos didáticos
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Descrever, em linhas gerais, o ciclo de vida das plantas, recoDescrever, nhecendo-o como altern ância entre gera ções haplóides (gametófitos) e diplóides (esporófitos) e identificando as fases do ciclo em que se formam gametas e esporos.
Sugestões de objetivos didáticos Enumerar e explicar as principais caracter ísticas dos fungos: unicelulares ou filamentosos (hifas, mic élios, corpos de frutificação); eucarióticos; nutri ção heterotrófica.
Comparar os ciclos de vida de bri ófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas, identificando suas principais diferenças e semelhanças quanto ao tipo de gera ção predominante, fase em que ocorre a meiose etc.
Caracterizar e exemplificar os principais filos de fungos: Cythridiomycota (citridiomicetos ou mastigomicetos); Zygomycota (zigomicetos); Ascomycota (ascomicetos); Basidiomycota (basidiomicetos); Deuteromycota (deuteromicetos).
Identificar o estr óbilo (pinha) e a flor como estruturas reprodutivas em que folhas f érteis transformadas formam grãos de pólen ou óvulos.
Explicar, em linhas gerais, os principais processos de reproExplicar, dução assexuada em fungos: fragmenta ção; esporulação; brotamento.
Conceituar óvulo de plantas faner ógamas, reconhecendo reconhecendo-o -o como a estrutura multicelular em que se forma o gameta feminino, a oosfera.
Compreender, em linhas gerais, os processos de reprodu ção sexuada em zigomicetos, ascomicetos e basidiomicetos. Reconhecer e explicar a import ância dos fungos decompositores (saprofágicos) na reciclagem da matéria orgânica dos cadáveres.
Conceituar gr ão de pólen de plantas faner ógamas, reconhecendo-o como a estrutura em que se formam os gametas masculinos, as células espermáticas.
Conhecer e exemplificar a import ância econômica dos fungos (como alimento, na produ ção de pão e de bebidas alcoólicas, na fabrica ção de queijos etc.).
Distinguir a fecunda ção simples, que ocorre em plantas gimnospermas, da fecunda ção dupla, que ocorre em plantas angiospermas.
Sugestões de atividades complementares
Conceituar semente, identificando suas partes b ásicas (casca, endosperma e embri ão) e explicando a origem de cada uma delas; reconhecer a import ância das sementes na adaptação das plantas ao ambiente terrestre.
2. Obser Observand vando o algas, protozo protozoários e fungos (página 15) 9
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3. Constatando a atividade dos levedos levedos (página 15) d
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4. Pesqu Pesquisa: isa: a hist história dos antibi óticos (página 16) er
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Identificar as partes b ásicas de uma flor: c álice, corola, androceu e gineceu.
5. Trabalhando com com desenhos e modelos (p ágina 16) d
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Conceituar fruto, reconhecendo sua import ância na proteção e na disseminação das sementes de angiospermas.
Exemplos de mapas de conceitos d
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2. Vírus (página 33) 6.
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Comparar os ciclos de vida dos diferentes grupos de plantas com relação à redu ção da fase gametof ítica e à não-independência da água para a reprodução.
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PARTE III - DIVERSIDADE, ANATOMIA E FISIOLOGIA DAS PLANTAS C
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Capí tulo tulo 6 - Diversidade e reprodução das plantas d
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CAPÍTULO 7 - Anatomia das plantas angiospermas I
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Destaques temáticos Apresenta características gerais e diversidade dos principais grupos de plantas: plantas avasculares e plantas vasculares, plantas sem semente e plantas com sementes e plantas com frutos. Comenta as novas tend ências na classifica ção das plantas, os ciclos reprodutivos dos grandes grupos de plantas e as relações de parentesco evolutivo entre eles.
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Sugestões de objetivos didáticos Listar e explicar as principais caracter ísticas das plantas (multicelulares, eucarióticas, autotróficas); reconhecer que as plantas apresentam um est ágio de embrião, característica que as distingue das algas. Conhecer os principais grupos de plantas atuais (avasculares, vasculares sem semente, gimnospermas e angiospermas), identificando suas caracter ísticas básicas e exemplificando com pelo menos um representante de cada grupo.
Sugestões de objetivos didáticos Identificar as partes da raiz, do caule e da folha e conhecer a estrutura interna microsc ópica desses órgãos quanto aos principais tecidos componentes.
Valorizar o conhecimento sistem ático das plantas, tanto para identificar padrões no mundo natural quanto para compreender a importância das plantas no grande conjunto de seres vivos. Estar informado sobre a variedade de plantas das quais certas partes, como frutos e sementes, s ão utilizadas na alimentação humana.
Objetivo geral Valorizar o conhecimento cient ífico sobre a estrutura das plantas, tanto para identificar padr ões no mundo natural quanto para conhecer as estrat égias peculiares desses seres autotróficos, com os quais a esp écie humana tem estreitas relações de dependência.
Objetivos gerais Conhecer as semelhan ças e as diferenças entre os grandes grupos de plantas, de modo a possibilitar reflexões e análises sobre as relações de parentesco evolutivo entre os componentes do mundo vivo.
Destaques temáticos Apresenta a forma ção dos principais tecidos vegetais, sua estrutura e localiza ção nos órgãos das plantas, o crescimento primário e o crescimento secund ário de caules e ra ízes, além da Estrutura anatômica das folhas.
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Conhecer a estrutura e a localiza ção dos principais tecidos vegetais (epiderme, periderme, par ênquimas, colênquima, esclerênquima, xilema, floema e meristemas).
CAPÍTULO 8 - Fisiologia das plantas angiospermas I
Destaques temáticos Apresenta os principais aspectos da nutri ção mineral das plantas. Discute a import ância da aduba ção e comenta as características do solo favor áveis ao crescimento vegetal. Trata também da nutrição orgânica das plantas pela fotoss íntese e dos mecanismos de transporte transporte de seiva bruta e de seiva elaborada. Apresenta os horm ônios vegetais e seu papel no crescimento e desenvolvimento. Discute ainda a rela ção entre a flora ção e os fitocromos.
PARTE III — DIVERSIDADE, ANATOMIA ANATOMIA E FISIOLOGIA DAS PLANTAS
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análises não-preconc o-preconceituosas eituosas sobre a posi ção que nossa espécie ocupa no mundo dos seres vivos.
Objetivos gerais Valorizar o conhecimento cient ífico sobre a fisiologia das plantas, tanto para identificar padr ões no mundo natural quanto para conhecer as estrat égias peculiares desses seres autotróficos, com os quais a esp écie humana tem estreitas relações de dependência.
Capí tulo tulo 9 - Caracterí sticas sticas gerais dos animais I
Apresenta as características gerais dos animais e um resumo dos principais filos do reino Animalia. Trata das semelhan ças e diferenças relativas ao desenvolvimento embrion ário dos principais filos animais e compara seus principais sistemas corporais: sistemas esquel éticos, sistemas digest ó rios, sistemas de transporte corporal, sistemas respirat órios e sistemas excretores. Comenta, ainda, uma hip ó tese das rela ções evolutivas entre os principais grupos animais quanto à evolução.
Conhecer as necessidades básicas das plantas quanto à nutrição mineral e org ânica, reconhecendo a import ância desses conhecimentos para a preserva ção dos ambientes terrestres, nos quais as plantas são fundamentais pois delas dependem muitos animais, inclusive a esp écie humana. I
Sugestões de objetivos didáticos Conhecer as subst âncias minerais de que as plantas necessitam (micronutrientes e macronutrientes) e compreender os princípios da aduba ção do solo. Explicar como a água e os sais minerais absorvidos pelas raízes chegam até as folhas (transporte pelo xilema). Reconhecer a fotoss íntese como a fonte prim ária de alimentos orgânicos para as plantas. Identificar e explicar os fatores limitantes da fotoss íntese e entender o que é ponto de compensa ção luminosa. Explicar a teoria de M ünch para o deslocamento da seiva elaborada pelo floema. Caracterizar horm ônio vegetal e identificar os principais grupos de hormônio (auxinas, giberelinas, citocininas, ácido abscísico e etileno), associando-os às suas funções na planta. Descrever a ação das auxinas na determina ção dos tropismos da raiz e do caule e no fen ômeno da domin ância apical. Definir fotoperiodismo e explicar o que s ão plantas de dia longo, plantas de dia curto e plantas indiferentes; relacionar relacionar fotoperiodismo com os fitocromos.
Sugestões de atividades complementares 6. Cons Construi truindo ndo um um terrário de briófitas (página 16) 7. Obser Observando vando espo esporr ângios de pterid ófitas (página 16) 8. Ob Obse serv rva ação de de órgãos reprodutivos de faner ógamas (página 16) 9. Obser Observand vando o sementes sementes (página 16) 10. Obser Observando vando raízes (página 17) 11. Obser Observand vando o caules e folhas folhas (p ágina 17) 12. Observando o gravitropismo (ou geotropismo) geotropismo) (p ágina 18) 13. Observando plantas plantas no ambiente natural (p ágina 18)
Exemplos de mapas de conceitos 3. Prin Principai cipaiss grupos de plantas plantas (página 34) 4. Ciclo de vida das plantas plantas sem sementes sementes (página 34) 5. Ciclo de vida das plantas plantas com sementes sementes (página 35) 6. Nu Nutr triição das plantas (página 36) 7. Ho Horm rmônios vegetais (página 37)
PARTE IV - DIVERSIDADE DOS ANIMAIS I
Objetivos gerais para todos os capítulos desta parte Estar consciente da import ância de conhecer a variedade das características animais, tanto para ampliar a compreensão geral sobre o fen ômeno vida, quanto para utilizar esse conhecimento em aspectos pr áticos, como distinguir animais úteis dos potencialmente perigosos à nossa espécie. Reconhecer semelhan ças e diferenças entre a espécie humana e outros animais, de modo a poder poder refletir e fazer
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PARTE IV
— DIVERSIDADE DOS ANIMAIS
Destaques temáticos
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Sugestões de objetivos didáticos Listar e explicar as principais caracter ísticas dos animais (multicelulares, (multicelular es, organizaçã o celular eucari ótica, nutri ção heterotrófica, presença de tecidos e de órgãos); reconhecer que os estágios de blástula e de g ástrula são características exclusivas de animais. Reconhecer os nove filos animais apresentados no texto (Porifera, Cnidaria, Platyhelminthes, Nematoda, Mollusca, Annelida, Arthropoda, Echinodermata e Chordata), exemplificando com pelo menos um representante de cada filo. Caracterizar animais dibl ásticos e tribl ásticos, reconhecend reconhecendo o que, exceto por í feros e cnid ários, todos os filos s ã o triblásticos.
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Caracterizar animais acelomados, pseudocelomados e celomados, e citar o filo (ou filos), dentre os nove estudados, em que cada uma dessas tr ês características ocorre.
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Distinguir os processos esquizoc élico e enteroc élico de forma çã o do celoma e identificar os filos animais em que cada um desses processos ocorre; reconhecer a associação entre o tipo de celoma e o destino do blast óporo (esquizocelomado ⇔ protost ômio; enterocelomado ⇔ deuterostômio).
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Definir simetria, distinguindo simetria radial de simetria bilateral; apontar o tipo de simetria presente ou predominante em cada filo e sua poss ível relação com o modo de vida de seus representantes. Explicar o papel das cavidades corporais internas (pseudoceloma e celoma) na distribui ção de substâncias e na acomodação de órgãos internos. Definir metameria, reconhecendo e explicando sua importância na história evolutiva dos animais; identificar os filos de animais em que a metameria est á presente. Conhecer os diferentes tipos de esqueleto (hidrost ático, exoesqueleto e endoesqueleto), relacionando-os com os filos animais em que estão presentes. Caracterizar sistema digestivo completo e sistema digestivo incompleto, identificando os filos animais em que cada tipo está presente; citar e descrever algumas diferencia ções do tubo digestivo (est ômago, papo, moela e intestino). Reconhecer o papel dos diferentes tipos de transporte de substâncias no corpo dos animais (transporte por difus ão e sistemas circulatórios) e relacionar o tipo de transporte aos filos animais em que ocorrem. Caracterizar sistema circulat ório aberto e sistema circulatório fechado, identificando os filos animais em que cada tipo está presente; definir sangue e hemolinfa com base no tipo de sistema circulat ório (sangue ⇔ sistemas fechados; hemolinfa ⇔ sistemas abertos).
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Conceituar respira ção, caracterizando e comparando os diversos tipos de sistema respiratório dos animais (respira ção cutânea, respiração branquial, respira ção pulmonar e respiração traqueal); associar cada sistema respirat ório aos filos animais em que ocorrem, relacionando-os com o ambiente onde os animais vivem. Conceituar excre ção e conhecer os diferentes tipos de estruturas excretoras dos animais (protonefr ídeos, metanefrídeos, glândulas antenais, gl ândulas coxais, túbulos de Malpighi e néfrons), relacionando-as aos filos de animais em que est ão presentes.
Capí tulo tulo 12 - Moluscos e anelí deos deos I
Trata dos filos Mollusca (moluscos) e Annelida (anel ídeos). Em ambos, são abordadas as características gerais do filo, sua organização corporal, classifica ção, diversidade e reprodução. Comenta também a importância ecológica e econômica de moluscos (como alimento) e anel ídeos (na fertilização do solo), entre outros aspectos. I
Comparar moluscos e anel ídeos quanto aos seguintes aspectos: sustentação esquelética; sistema digestório; sistema circulat ório; sistemas respiratório e excretor; sistemas nervoso e sensorial.
Capí tulo tulo 10 - Porí feros feros e cnidários Destaques temáticos
Estar informado da import ância dos moluscos na alimentação humana e dar exemplos de integrantes de algu ns grupos como os bivalves (ostras e mexilh ões) e os cefalópodes (lulas e polvos).
Apresenta os filos Porifera (por íferos ou esponjas) e Cnid ária (cnidários ou celenterados). Em ambos, s ão abordadas as características gerais do filo, sua organiza ção corporal, classificação, diversidade e reprodu ção. Comenta, ainda, um problema crescente que afeta os ecossistemas marinhos, o “branqueamento” (perda de algas endossimbi óticas ou zooxantelas) dos corais. . 8 9 9 1 e d or e
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Sugestões de objetivos didáticos Caracterizar os animais do filo Porifera quanto aos seguintes aspectos: organiza ção corporal (tipos de c élula, sustentação esquelética e tipo de estrutura – asconóide, siconóide e leuconóide); principais classes; reprodução.
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Conhecer e explicar o papel de anel ídeos como as minhocas na fertilização do solo.
Capí tulo tulo 13 - Artrópodes I
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Caracterizar a metagênese dos cnid ários, relacionando as formas corporais de p ólipo e de medusa com as fases assexuada e sexuada do ciclo de vida. d ó C o d 4 8 1. tr
Estar informado sobre a rela ção simbiótica entre cnidários como os corais e protoctistas autotr óficos (zooxantelas), relacionando a interferência da poluição nessa simbiose ao fenômeno de “branqueamento ” dos corais. A . a id ib or p o ã ç
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Caracterizar e comparar os representantes de cada um dos subfilos de artr ó podes – crust á ceos, quelicerados e unirrâmeos – quanto aos seguintes aspectos: sustenta ção esquelética e movimenta ção; sistema digest ório; sistema circulatório; sistema respirat ório; sistema excretor; sistemas nervoso e sensorial.
Capí tulo tulo 11 - Platelmintos e nematelmintos I
Destaques temáticos Apresenta os filos Platyhelminthes (platelmintos ou vermes achatados) e Nemathelmynthes (nematelmintos ou vermes cilíndricos). Em ambos, são abordadas as caracter ísticas gerais dos animais do filo, sua organiza ção corporal, classificação, diversidade e reprodu ção. Trata também das principais doenças humanas causadas por platelmintos e nematelmintos, seus sintomas, tratamento e preven ção.
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Comparar a reprodu ção de crustáceos, aracnídeos e insetos e comentar sobre est ágios larvais, mudas e tipos de desenvolvimento (direto ou indireto, com ou sem metamorfose etc.). Estar informado sobre os principais aracn ídeos peçonhentos brasileiros e conhecer os procedimentos b ásicos para evitar acidentes com esses animais e os cuidados a serem tomados caso eles ocorram.
Sugestões de objetivos didáticos Caracterizar platelmintos e nematelmintos quanto aos seguintes aspectos: organiza ção e simetria corporal; locais onde vivem; alimenta çã o e digestão; principais classes; reprodução. Comparar platelmintos e nematelmintos quanto aos seguintes aspectos: número de folhetos germinativos; presen ça ou ausência de cavidade corporal (al ém da cavidade digest ória); possíveis relações de parentesco evolutivo. Descrever e esquematizar as principais etapas dos ciclos de vida dos seguintes parasitas humanos: esquistossomo, t ênia, lombriga, ancil óstomo e filária; identificar, identificar, em cada ciclo, os eventuais hospedeiros intermediários e as medidas e atitudes preventivas aplic áveis.
Sugestões de objetivos didáticos Caracterizar os artr ópodes quanto aos seguintes aspectos: organiza çã o e simetria corporal; locais onde vivem; classifica çã o.
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Destaques temáticos Apresenta as caracter ísticas gerais dos animais do filo Artrhopoda (artr ópodes), com ênfase nas novas tendências de classificação relativas ao filo. Trata das caracter ísticas principais e da reprodu ção nos subfilos Crustacea (crust áceos), Chelicerata (quelicerados) e Uniramia (insetos, quil ópodes e diplópodes). Apresenta, ainda, destaque para os principais aracnídeos peçonhentos (escorpi ões e aranhas) existentes no Brasil e os cuidados para prevenir e tratar acidentes causados por esses animais.
Caracterizar os animais do filo Cnidaria quanto aos seguintes aspectos: organiza ção corporal (tecidos e tipos de c élula); alimentação e digestão; principais classes; reprodução. L
Sugestões de objetivos didáticos Caracterizar moluscos e anel ídeos quanto aos seguintes aspectos: organiza ção e simetria corporal; locais onde vivem; alimentação e digestão; principais classes; reprodução.
Conhecer a árvore filogen ética dos animais, identificando as principais caracter ísticas que permitem separar cada um de seus ramos (tipo de simetria, presen ça e tipo de celoma, metameria etc.)
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Destaques temáticos
Conhecer e descrever as caracter ísticas das principais ordens de insetos.
Capí tulo tulo 14 - Equinodermos e protocordados I
Destaques temáticos Apresenta as caracter ísticas gerais do filo Echinodermata (equinodermos) com ênfase nas relações evolutivas entre ele e o filo Chordata (cordados). Trata ainda das carater ísticas gerais dos cordados e de dois de seus subfilos Urochordata Urochordata (urocordados) (urocordad os) e Cephalochord Cephalochordata ata (cefalocordado (cefalocordados). s).
PARTE IV — DIVERSIDADE DOS ANIMAIS
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gráfica da escola, a disponibilidade de recursos laboratoriais, a disponibilidade de tempo etc.
Sugestões de objetivos didáticos Caracterizar os equinodermos quanto aos seguintes aspectos: organiza ção e simetria corporal; alimenta ção e digestão; respiração e excreção; locais onde vivem; classifica ção; reprodu ção.
Ao trabalhar animais em sala de aula, n ão se pode ignorar a aversão que certos organismos, mesmo inofensivos, despertam nas pessoas. Um dos objetivos do ensino da Zoologia é, justamente, diminuir ou mesmo eliminar esse tipo de comportamento. Entretanto, isso deve ser feito de maneira cuidadosa, estimulando o estudante a observar detalhes dos animais e a compreender sua organiza ção corporal e seu comportamento, entendendo-os como adapta ções evolutivas a determinados modos de vida.
Descrever o funcionamento do sistema ambulacral de um equinodermo como o ouri ço-do-mar, explicando suas fun ções. Conhecer as caracter ísticas em que equinodermos e cordados se assemelham, discutindo seu significado quanto ao parentesco evolutivo.
Se sua escola dispõe de microscópios, é possível examinar lâminas preparadas com cortes de diferentes tecidos e órgãos, encontradas em lojas de materiais did áticos.
Capí tulo tulo 15 - Vertebrados I
Destaques temáticos Discute as novas tend ências para a divisão do subfilo Craniata ou Vertebrata (vertebrados) em classes. Apresenta as características gerais e aspectos morfol ógicos e fisiológicos das principais classes de vertebrados: Myxine (peixes-bruxa); Petromyzontida (lampr éias); Chondricthyes (condrictes ou peixes cartilaginosos); Actinopterygii ou Osteicthyes (peixes ósseos com nadadeiras radiais); Amphibia (anf íbios); Reptilia (répteis); Aves (aves); Mammalia (mamíferos). Apresenta, ainda, destaque para as principais serpentes pe çonhentas existentes no Brasil e os cuidados para prevenir e tratar acidentes causados por esses animais.
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Sugestões de objetivos didáticos Caracterizar os vertebrados quanto aos seguintes as pectos: organização e simetria corporal; sistema esquel ético; classificação; origem e parentesco evolutivo. Justificar a divis ão informal dos vertebrados em agnatos, peixes e tetrapodes, apontando as classes que comp õem cada um desses grupos. Comparar condrictes e oste íctes quanto aos seguintes aspectos: escamas, esqueleto e nadadeiras; sistema digestório; ventilação branquial; sistema respirat ório; excreção; reprodução. Explicar o papel e o modo de funcionamento da bexiga natatória dos actinopter ígeos; estar informado sobre a poss ível relação evolutiva entre bexiga natat ória e pulmões.
14. É eticamente conden ável a utilização de animais em pesquisa científica? (página 18) 15. Cole Coleta ta e observ observa a ção da planária de água doce (página 18) 16. Cole Coleta ta e observ observa ação de vermes nematódeos (página 18) 17. Coleta Coleta e obser observa vação de anelídeos (página 19) 18. Obser Observand vando o crust crust áceos e insetos (página 19) 19. Obs Observ erva ação do ciclo de vida de um inseto (p ágina 19) 20. Observ Observa ação da anatomia interna e externa de um peixe ósseo (página 19) 21. Obs Observ erva ação de cnidários marinhos (página 20) 22. Cons Construin truindo do uma uma árvore filogen ética dos animais (página 20) v
Identificar, em fotografias e/ou ilustra ções de mamíferos placentários, a ordem a que eles pertencem.
Sugestões de atividades complementares I
Trabalhando com animais Entre as atividades sugeridas a seguir, algumas s ão de observação de animais. Enquanto algumas s ão bastante simples de realizar, outras dependem de fatores como a localiza ção geo-
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PARTE V — ANATOMIA E FISIOLOGIA DA ESP ÉCIE HUMANA
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9. Filo Nemath Nemathelmin elminthes thes (página 39) 9
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10. Car Caract acter erísticas gerais dos cordados (p ágina 40) L
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PARTE V - ANATOMIA E FISIOLOGIA DA ESPÉCIE HUMANA o
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Objetivos gerais para todos os capítulos desta parte tr
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Reconhecer em si mesmo os princ ípios fisiol ógicos que se aplicam a outros seres vivos, particularmente aos animais vertebrados, o que contribui para a reflex ão sobre as relações de parentesco que a espécie humana tem com os outros organismos. Valorizar os conhecimentos sobre a estrutura e o funcionaValorizar mento dos sistemas de órgãos do corpo humano, reconhecendo-os como necess ários tanto para a identifica ção de eventuais distúrbios org ânicos como para os cuidados com a manutenção da pr ópria saúde.
Caracterizar os r épteis quanto aos seguintes aspectos: principais ordens da classe Reptilia; n úmero de câmaras cardíacas; substância excretada; reprodu ção.
Caracterizar os mamíferos quanto aos seguintes aspectos: características exclusivas da classe Mammalia; n úmero de câmaras cardíacas; substância excretada; principais subclasses de mamíferos; reprodução.
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8. Car Caract acter erísticas gerais dos animais (p ágina 38)
nome Amphibia dado a essa classe de vertebrados.
Caracterizar as aves quanto aos seguintes aspectos: revestimento corporal, sistema digest ório, número de câmaras cardíacas, substância excretada, reprodução.
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Exemplos de mapas de conceitos
Representar, por meio de esquemas ou ilustra ções legendadas, o ciclo de vida de anf íbios como sapos e r ãs, justificando o
Estar informado sobre as principais serpentes pe çonhentas brasileiras, conhecendo os procedimentos b ásicos para evitar acidentes com esses animais e os cuidados a serem tomados caso eles ocorram.
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Capí tulo tulo 16 - Nutrição I
Destaques temáticos Trata dos fundamentos da nutrição humana e da organização funcional do sistema digest ório. Apresenta os principais horm ônios que atuam no controle da digest ão. Traz, ainda, um destaque sobre os principais cuidados e provid ências para manter o bom funcionamento do sistema digest ório.
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Sugestões de objetivos didáticos Conhecer os principais tipos de nutrientes (carboidra tos, proteínas, lipídios, vitaminas, sais minerais e água) presentes nos alimentos, reconhecendo o papel de cada um deles no organismo humano. Associar corretamente os alimentos mais comuns com os nutrientes neles presentes (por exemplo, macarr ão contém carboidratos, manteiga cont ém lipídios etc.). Avaliar a composição e a energia disponíveis em diversos alimentos a partir da consulta a uma tabela nutricional.
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Conhecer e justificar os fundamentos de uma dieta balanceada, identificando os tipos de alimentos e as quantidades necessárias à manutenção de uma boa sa úde.
Capí tulo tulo 18 - Respiração e excreção I
Apresenta os sistemas respirat ório e urinário humanos. Em ambos os casos são apresentados os principais componentes de cada sistema, e a fisiologia da respira ção e da excreção. Traz, ainda, destaques sobre os principais cuidados e providências para manter o bom funcionamento dos sistemas respiratório e urinário.
Conhecer a anatomia do tubo digest ório humano, compreendendo o papel de cada um de seus órgãos (boca, esôfago, estômago, intestino e ânus) no processo processo de digestão e assimilação de nutrientes. Conhecer e compreender a fun ção das glândulas associadas ao tubo digest ório (glândulas salivares, glândulas estomacais, fígado e pâncreas).
I
Reconhecer e dar exemplos de mecanismos que auto-regulam a digestão, em particular os processos mediados por horm ônios como a gastrina e a secretina.
Conhecer e compreender o papel da hemoglobina das hemácias no processo de hematose (oxigena ção do sangue) nos capilares sang üíneos dos alvéolos pulmonares. Estar informado sobre os principais cuidados com o sistema respiratório, em particular no que se refere ao controle do tabagismo, de modo a atuar preventivamente para o bom funcionamento desse sistema corporal e, conseq üentemente, da própria saúde.
Capí tulo tulo 17 - Circulação sangüí nea nea
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Destaques temáticos Apresenta o sistema cardiovascular humano e promove o estudo de seus principais componentes: sangue, cora ção, artérias, capilares e veias. Trata também da organização e do papel do sistema linfático. Também é estudada a fisiologia do sistema cardiovascular,, com destaque para o funcionamento do cora ção cardiovascular e o movimento do sangue no corpo. Traz um destaque sobre os principais cuidados e provid ências para manter o bom funcionamento do sistema circulat ório. Apresenta, ainda, uma visão geral do sistema de defesa corporal (sistema imunit ário).
Reconhecer que a uréia é o principal excreta nitrogenado eliminado pelo sistema excretor humano e conhecer o fato de que essa substância é formada no metabolismo dos aminoácidos que comp õem as proteínas. Conhecer os componentes b ásicos do sistema excretor humano (rins, vias urin árias e bexiga), compreendend compreendendo o o papel de cada um deles no organismo humano.
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Conhecer, em linhas gerais, a estrutura interna do rim humano, identificando c órtex e medula, al ém da localização dos néfrons e dos dutos coletores.
Sugestões de objetivos didáticos Conhecer os componentes b ásicos do sistema circulat ório humano (cora ção, vasos sangüíneos e sangue), compreendendo o papel de cada um deles no organismo humano.
Conhecer a estrutura do n éfron (cápsula renal, túbulo contornado proximal, al ça néfrica, túbulo contornado distal), compreendendo como ocorre a filtra ção do sangue nos glomérulos renais, a formação de urina inicial, a reabsor ção de substâncias úteis e a eliminação dos excretas na urina.
Conhecer a estrutura do cora ção humano (dois átrios e dois ventrículos, valvas atrioventriculares, valvas semilunares etc.) e identificar, em esquemas e ilustra ções, as principais artérias (aorta e artérias pulmonares) e veias (cavas e veias pulmonares) ligadas a esse órgão.
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Compreender como as s ístoles e as diástoles das câmaras card íacas, ocorrendo coordenadamente, contribuem para manter a circula ção do sangue. Compreender, tamb ém, o que é pressão arterial sistólica e pressão arterial diastólica, reconhecendo seus valores normais (entre 120 mmHg e130 mmHg, e entre 70 mmHg e 80 mmHg, respectivamente).
Capí tulo tulo 19 - Movimento e suporte do corpo humano I
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Conhecer o papel das art érias coron árias na irriga ção do miocárdio e compreender por que a obstru ção dessas artérias pode levar ao infarto do miocárdio (ataque card íaco).
Definir tônus muscular e explicar seu papel na manuten ção da postura corporal. Conhecer os componentes do sistema esquel ético (ossos, cartilagens, tend ões e ligamentos) e descrever a estrutura básica de um osso (peri ósteo, tecido ósseo e medula óssea).
Conhecer os componentes b ásicos do sangue (plasma sangüíneo, hemácias, leucócitos e plaquetas), compreendendo o papel de cada um deles no organismo humano.
Estar informado sobre os principais cuidados com o sistema cardiovascular, em particular no que se refere à alimentação, ao controle do estresse, ao exerc ício físico etc., de modo a atuar positivamente para o bom funcionamento desse sistema corporal e, conseq üentemente, da própria saúde.
Sugestões de objetivos didáticos Explicar a import ância do antagonismo muscular na realização dos movimentos corporais.
Reconhecer a região dos capilares sangüíneos como o local onde ocorrem as trocas de substâncias entre as células e o sangue.
Reconhecer que as principais defesas corporais internas estão a cargo dos linf ócitos e dos órgãos que os produzem (sistema imunitário); compreender, compreender, em linhas gerais, o papel dos macrófagos, dos linf ócitos T (CD4 e CD8) e dos linfócitos B na resposta imunit ária.
Destaques temáticos Trata dos sistemas responsáveis pela movimenta ção, suporte e proteção do corpo humano: os sistemas muscular e esquelético. Trata do antagonismo muscular e da rela ção entre musculatura e esqueleto na produção de movimentos corporais. Traz tamb ém os principais componentes do esqueleto humano e sua organiza ção estrutural.
Representar, com esquemas ou ilustra ções, o caminho do sangue na circula ção pulmonar e na circula ção sistêmica. Reconhecer o papel das v álvulas do interior das veias no retorno do sangue ao cora ção.
Sugestões de objetivos didáticos Conhecer os componentes b ásicos do sistema respirat ório humano (vias respirat órias e pulmões), compreendendo o papel dos músculos do tórax e do diafragma na ventila ção pulmonar (inspira ção e expiração).
Estar informado sobre os principais cuidados com o sistema digestório, em particular no que se refere à alimentação, de modo a atuar preventivamente para o bom funcionamento desse sistema corporal e, conseqüentemente, da própria saúde.
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Destaques temáticos
Definir articula ção, reconhecendo a import ância desta última nos diversos tipos de movimentação corporal.
Capí tulo tulo 20 - Integração e controle corporal: sistemas nervoso e endócrino I
Destaques temáticos Apresenta os sistemas nervoso, sensorial e end ócrino humano e seus papéis na integra ção de diferentes partes do corpo e funções orgânicas. Trata dos principais componentes e
PARTE V — ANATOM ANATOMIA IA E FISIOLOGIA DA ESPÉCIE HUMANA
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subdivis ões do sistema nervoso (SNC ou sistema nervoso ce ntral e SNP ou sistema nervoso perif érico) e mostra com destaque os principais dist úrbios do sistema nervoso. Traz tamb ém as diferentes estruturas sensoriais e os principais sentidos corporais: paladar, olfato, audi ção, equilíbrio, visão e tato. Apresenta o sistema endócrino, com suas principais gl ândulas e hormônios, inclusive os relacionados à reprodução. I
Sugestões de atividades complementares I
Trabalhar com modelos dos órgãos do corpo humano é importante para concretizar os conhecimentos e formar uma imagem mental mais realista da tridimensionalidade dos órgãos internos. Se trabalharmos apenas com desenhos e esquemas, os estudantes podem ter dificuldades para visualizar a posição de alguns órgãos e perceber rela ções anatômicas importantes. No mercado especializado h á diversos tipos de modelos de corpo humano, fabricados em diferentes materiais. Além dos modelos j á prontos, também é possível elaborar modelos próprios, utilizando, para isso, materiais como argila, massa de modelar, papel “maché” etc. Se na escola houver aulas de Educa ção Artística, verifique a possibilidade de realizar um projeto interdisciplinar com Biologia e Educa ção Artística, para representar os órgãos e os sistemas do corpo humano. Ou proponha essa atividade aos estudantes, desafiando-os a encontrar solu ções criativas para representar os órgãos e sistemas estudados.
Sugestões de objetivos didáticos Conhecer as principais divis ões do sistema nervoso (sistema nervoso central e sistema nervoso perif érico) e seus respectivos componentes (enc éfalo, medula espinhal, nervos e gânglios nervosos). Conhecer as principais partes do enc éfalo humano (c érebro, tálamo, hipot álamo, mesencéfalo, ponte, cerebelo e medula oblonga). Reconhecer que o mesenc éfalo, a ponte e a medula oblonga formam o tronco encef álico. Conhecer a classifica ção dos nervos de acordo com os tipos de neurônios que possuem (nervos sensitivos ⇔ só neurônios sensitivos; nervos motores ⇔ só neurônios motores; nervos mistos ⇔ neurônios sensitivos e neur ônios motores) e de acordo com a regi ão do sistema nervoso à qual se conectam (nervos cranianos e nervos raquidianos). Descrever uma resposta nervosa reflexa e fornecer um exemplo, explicando por que se trata de uma a çã o inconsciente. Conhecer a divis ão do sistema nervoso perif érico em voluntário e aut ônomo e a divis ão deste último em simpático e parassimpático. Caracterizar sucintamente o SNPA simp ático e o SNPA parassimp ático, distinguindo-os quanto à posição de seus gânglios e aos locais do sistema nervoso central aos quais estão conectados. Conhecer a classifica ção das células sensoriais de acordo com a origem dos estímulos (exteroceptores, proprioceptores e interoceptores) interoceptor es) e de acordo com a qualidade dos est ímulos (quimioceptores, (quimioceptor es, mecanoceptores e fotoceptor fotoceptores). es). Compreender o mecanismo b ásico da percep ção dos cheiros e dos sabores. Conhecer as principais partes da orelha (orelha externa, orelha média e orelha interna), identificando-as em esquemas e desenhos; descrever sucintamente os mecanismos básicos de percep ção dos sons, da posi ção do corpo e dos movimentos. Conhecer as principais partes do bulbo do olho humano (esclera, córnea, humor aquoso, cori óide, íris, pupila, lente do olho, corpo v ítreo e retina), identificando-as em esquemas e ilustrações. Explicar resumidamente as fun ções da íris, da lente e da retina do olho humano, destacando seus respectivos pap éis no processo de vis ão. Explicar as fun ções dos cones e bastonetes na vis ão; justificar a existência do ponto cego da retina. Explicar o mecanismo b ásico da vis ão em três dimensões. Conhecer as principais gl ândulas end ó crinas humanas (neuroipófise, adenoipófise, tireóide, paratireóides, pâncreas, adrenais e gônadas) e seus respectivos hormônios. Caracterizar as principais disfun ções endócrinas: diabetes insípido, gigantismo, nanismo, hipertireoidismo, hipotireoidismo, cretinismo e diabetes melito. Explicar o papel das gonadotrofinas (FSH e LH) na sexualidade e na reprodução. Interpretar, a partir da leitura de gr áficos que mostram as concentrações de hormônios no sangue, a inter-relação entre as gonadotrofinas FSH e LH e os horm ônios sexuais femininos estrógeno e progesterona no ciclo menstrual.
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ATIVIDADES COMPLEMENTARES
Trabalhando com modelos e representações dos órgãos do corpo humano
Auscultando Auscultan do o cora cora ção (página 20) Medindo Medin do a freqüência cardíaca (página 20) Medindo Medin do a freqüência respirat ória (página 20) Localizando receptores de tato na na pele (página 20) Examinand Exami nando o ossos ossos e músculos (página 22) Construindo um modelo para para explicar a ventila ventila ção pulmonar (página 22) 29. Simul Simulando ando a atua atuação de um par de músculos antag ônicos (página 23) 23. 24. 25. 26. 27. 28.
30. Pesquisa: Drogas Drogas que atuam atuam no sistema sistema nervoso (p ágina 23)
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Exemplos de mapas de conceitos 11.. Nu 11 Nutr triição humana (página 41)
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13. Cont Control role e do n ível de cálcio no sangue (p ágina 43)
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14. Cont Control role e do n ível de glicose no sangue (p ágina 43) A
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Atividades complementares o
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1. TRABALHANDO TRABALHANDO COM COM REPRESENT REPRESENTA A ÇÕ FICAS DE ÇÕES GR Á FICAS RVORES FILOGENÉTICAS Á RVORES O objetivo desta atividade é concretizar conceitos como árvores filogenéticas, parentesco evolutivo e categorias taxonômicas por meio do exercício das habilidades de leitura e de interpreta ção de gráficos. A atividade consiste em analisar uma árvore filogen ética dos carnívoros e uma dos canídeos, ambas elaboradas com base em modernas técnicas de compara ção de DNA. Essas técnicas permitem estabelecer correlações de parentesco entre as esp écies e estimar, pelo grau de semelhança encontrado, aproximadamente h á quanto tempo viveu um ancestral que duas esp écies supostamente tiveram em comum. O material que serviu de base para esta atividade encontra-se dispon ível na internet, em: www.idir.net/~wolf2dog/wayne2.htm. Acesso em 02 jun. 2005. Sugerimos, primeiramente, fotocopiar as árvores filogenéticas apresentadas nas páginas 25 e 26. Juntamente com a árvore filogenética da família Canidea há um texto, traduzido e adaptado do trabalho de Robert K. Wayne, Molecular evolution of the dog family (disponível no endereço da internet mencionado acima). A leitura e an álise desse texto farão parte da atividade; abaixo sugerimos algumas quest ões para orientar o trabalho dos estudantes. Inicialmente, certifique-se de que os estudantes realmente compreendem o que é uma árvore filogenética. Discuta com eles a escala de tempo indicada nos gr áficos e leve-os a refletir sobre a ordem de grandeza do tempo evolutivo (milh ões de anos) em relação à escala de tempo humana.
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• Comece analisando a árvore filogen ética geral dos carn ívoros. Faça um levantamento, com os estudantes, de quantos animais da árvore eles conhecem. Se houver tempo e interesse, oriente uma pesquisa em enciclop édias, internet e outras fontes, sobre os diferentes animais apresentados. • Peça aos estudantes que comparem as informa ções do texto que está embaixo da árvore dos canídeos, com as da árvore filogenética dos carn ívoros, para verificar se são coerentes. Por exemplo, na árvore é possível verificar que o ancestral de todos os car n ívoros (primeira ramificação, de baixo para cima) teria vivido h á quase 60 milhões de anos, o que est á de acordo com o texto. Lembre aos estudantes que, nessa escala de tempo, margens de erro de poucos milhões de anos são razoáveis. • Questione os estudantes sobre a afirmação de que os canídeos divergiram cedo da árvore dos carnívoros. O que o autor do texto quis dizer com isso? Essa afirma ção pode ser deduzida da árvore filogen ética? Estimule os estudantes a identific ar, na árvore, o ponto em que a família dos canídeos (cão, chacal, raposas) e os ancestrais das famílias dos gambás, lontras, ursos etc. divergiram. • Peça aos estudantes que confiram, analisando a árvore filogen ética dos carnívoros, a informação que está no Livro do Aluno, sobre a classificação dos grandes-pandas da China. Esses animais, classificados inicialmente como pequenos-pandas do Himalaia (fam ília Procyonidae), foram posteriormente remanejados para a fam ília dos ursos (Ursidae), como a árvore revela. • Complemente a atividade analisando a árvore filogen ética dos canídeos. Chame a atenção dos estudantes para o fato de que essa árvore representa um aprofundamento do trecho da árvore dos carnívoros (no lado esquerdo), no qual est ão representados apenas três canídeos (cão, chacal e raposa-do- ártico). • Comente com os estudantes a possibilidade de representar, na árvore dos can ídeos, apenas as espécies que mais interessam. Isso foi feito, por exemplo, quando se representou apenas tr ês canídeos na árvore geral dos carn ívoros. Sugira aos estudantes que escolham apenas os animais mais conhecidos e representem simplificadamente a árvore dos carnívoros e a dos canídeos.
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negro (um zigomiceto mencionado no texto do Livro do Aluno). Observe os bolores com uma lupa e coloque pequenos peda ços deles entre uma lâmina e uma lamínula, com uma gota de água, para observa ção ao microsc ópio. Acompanhe os estudantes em uma excurs ão à procura de cogumelos e orelhas-de-pau, chamando a aten ção para os ambientes onde vivem esses fungos: sobre mat éria orgânica, como madeira, restos de animais e vegetais e excremento excrementos, s, em lugares úmidos, principalmente nas esta ções chuvosas. Procure tamb ém por liquens. Se possível, colete alguns exemplares desses organismos para observ álos no laborat ório. Escolha cogumelos em diferentes est ágios de maturação. Os mais abertos, nos quais as lamelas sob o chap éu j á estão se desfazendo, são os melhores para se encontrar esporos. Se possível, visite entrepostos de legumes e verduras à procura de cogumelos frescos, tais como champignons, shitakes, shimejis e outros tipos de fungos comest íveis. Para a observação de fungos microsc ópicos, utilize o levedo de cerveja Saccharomyces cerevisae. Compre fermento biol ógico fresco, dissolva-o em água e prepare uma l âmina para observação microscópica. Adicionando um pouco de a çúcar ao fermento dissolvido em água, estimulando assim a reprodução dos levedos, pode-se preparar lâminas para observar o fen ômeno de brotamento ao microscópio. 3. CONST CONSTAT ATANDO ANDO A ATIVIDADE ATIVIDADE DOS LEVEDOS O objetivo desta atividade é constatar a fermenta ção realizada pelas leveduras que constituem o fermento biol ógico. O gás carbônico liberado durante a fermenta ção infla bexigas de borracha e indica em qual dos frascos experimentais os levedos est ão ativos.
Material
Se a escola dispuser de microsc ópios, vale a pena complementar as observações macroscópicas com observa ções ao microscópio, de algas, protozoários e fungos. Isso pode ser feito em prepara ções a fresco, sem utilizar técnicas citológicas especiais.
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É muito fácil obter fungos para observa ção. Basta deixar um pedaço de pão em um lugar úmido, durante alguns dias, para conseguir uma cole ção de bolores de diversas cores, incluindo o bolor
2. OBSER OBSERVAN VANDO DO ALGAS, PROTOZO PROTOZO Á RIOS RIOS E FUNGOS
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Fungos
Algas macroscópicas podem ser encontradas facilmente nos litorais marinhos. Junto aos cost ões de pedras, particularmente, podem ser observadas dezenas de espécies de alga, de várias cores, formas e tamanhos. Outra possibilidade de observar algas macrosc ópicas é adquirir, em uma loja de artigos culin ários orientais, algas conhecidas como kombu, wakame e outras. Depois de hidratadas, essas algas podem ser observadas: a forma de se u talo e até mesmo suas células, ao microscópio. Para observar algas microsc ópicas de água doce, pode-se coletar água da superfície de uma lagoa, açude ou mesmo de uma po ça. Em alguns casos, as algas são tão abundantes que formam uma camada de “limo” esverdeado junto à superfície. Quase sempre é possível identificar diversas algas verdes unicelulares, com cloroplastos bem observ áveis, além de euglenas e diatom áceas.
Protozoários No mesmo ambiente em que vivem as algas de água doce são comuns os protozo ários. É possível que na própria coleta de algas sejam encontrados protozo ários flagelados e ciliados. Mesmo que n ão se encontre protozo ários em quantidade, pode-se tentar desenvolver uma cultura, introduzindo alguns gr ãos de arroz cru em um recipiente de vidro ou pl ástico contendo água doce coletada do ambiente. O amido do arroz servir á de alimento para as bact érias e estas, por sua vez, servir ão de alimento para os protozo ários eventualmente coletados, que se multiplicar ão. Nesse tipo de cultura, é boa a chance de se encontrar param écios, que podem medir cerca de 0,25 mm de comprimento, sendo bem observ áveis.
5 tubos de ensaio (ou frascos pequenos de refrigerante) 5 bexigas de borracha barbante ou el ástico 1 tablete de fermento biol ógico fresco água com açúcar etiquetas para identificar os tubos
Procedimentos Dissolva o fermento em um pouco de água, de preferência filtrada. No tubo 1, coloque apenas água; no tubo 2, coloque água com açúcar; no tubo 3, coloque água com o fermento dissolvido; nos tubos 4 e 5, coloque água com a çúcar e o fermento dissolvido;
Este procedimento deve ser executado pelo(a) professor(a), devido a risco de queimaduras. Ferva durante alguns minutos o conte údo do tubo 5. Etiquete os tubos 1, 2, 3, 4 e 5 indicando seus conte údos e ajuste uma bexiga à boca de cada um, amarrando-a firmemente com barbante ou el ástico. Deixe o conjunto por algumas horas em um ambiente relativamente aquecido e observe o que acontece com as bexigas. O que se espera é que apenas a bexiga do tubo 4 tenha se inflado devido à liberação de gás carbônico pelos levedos. Os tubos 1 e 2 servem de controle, para nos certificarmos de que nem água pura nem água com a çúcar, por si sós, liberam gás. O tubo 3 também tem função de controle, mostrando que é necessário fornecer açúcar aos levedos para que eles realizem fermenta ção. O tubo 5, previamente fervido para matar os levedos, mostra que estes precisam estar vivos para produzir gás carbônico. ATIVIDADES COMPLEMENTARES
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Após a montagem da experiência, estimule os estudantes a elaborar hipóteses sobre os resultados. Discuta com eles o papel dos tubos utilizados como controle experimental e as diferen ças entre os tubos 4 e 5. Comente a diferen ça entre o fermento biol ógico, no qual é a atividade fermentativa dos levedos, seres vivos, que produz g ás carbônico, e o fermento qu ímico em pó, que produz g ás carbônico graças uma reação química acelerada pelo calor do forno.
Este procedimento deve ser executado pelo(a) professor(a), devido a risco de corte. Esta preparação também pode ser feita antes da aula. Coloque uma gota de água sobre uma l âmina de microscopia e, com o auxílio de um bisturi ou de um estilete, raspe um soro sobre a lâmina.
Peça aos estudantes que elaborem e laborem um pequeno relat ório sobre a experiência, contemplando os seguintes itens: a) objetivos da atividade; b) desenho esquemático da montagem da experi ência, com legendas, que represente os frascos, se u conteúdo e as bexigas, antes e depois dos resultados; c) resultados, isto é, aquilo que foi observado, e as conclusões a que se chegou pela interpretação dos resultados.
Coloque uma lam ínula sobre a prepara ção e observe ao microscópio os espor ângios e os esporos. Oriente os estudantes a comparar as estruturas observadas com os esquemas e ilustra ções no texto do Livro do Aluno.
4. PESQ PESQUIS UISA: A: A HIST HISTÓRIA DOS ANTIBI ÓTICOS
8. OB OBSER SERVA VA ÇÃ O DE ÓRG Ã OS OS REPRODUTIVOS
Se houver tempo e interesse, pode-se encaminhar uma pesquisa sobre os antibi óticos, dos quais o primeiro foi a penicilina, descoberto por Alexander Fleming em 1929. Os objetivos principais dessa pesquisa são: adquirir informa ções sobre os principais tipos de antibióticos atualmente em uso e a hist ória de sua descoberta, e sobre: resistência das bactérias aos antibióticos, a preocupa ção dos médicos com a dissemina ção das cepas resistentes, as pesquisas de laboratórios farmacêuticos para produzir sempre novos antibi óticos. Oriente os estudantes a pesquisarem em enciclop édias, revistas científicas, associações de medicina e farm ácia, laboratórios e internet. 5. TRABAL TRABALHANDO HANDO COM COM DESENHOS DESENHOS E MODELOS MODELOS Sempre que possível, é importante propor atividades que motivam e promovem o desenvolvimento de atitudes e habilidades em relação ao estudo. Considere a possibilidade de realizar com os estudantes atividades que envolvam desenhar e criar modelos de vírus, de bact érias e de seus ciclos de vida. Trabalhos desse tipo desenvolvem a criatividade e demandam muita aplica ção e pesquisa por parte dos alunos. Al ém disso, os modelos podem ficar expostos na classe ou em murais da escola, contribuindo para informar, recordar e criar um ambiente mais estimulante para o estudo. 6. CONSTR CONSTRUINDO UINDO UM TERR Á RIO RIO DE BRI ÓFITAS
É possível preparar e manter um terr ário de bri ófitas em sala de aula, utilizando um aqu ário ou mesmo um recipiente grande de plástico transparente, como, por exemplo, os utilizados para guar-
DE FANERÓGAMAS Uma atividade interessante e que facilita o aprendizado da reprodu ção nas plantas faner ógamas é a observação e a manipulação de suas estruturas reprodutivas. Colete, com os estudantes, flores de diversos tipos de planta e, se possível, estróbilos masculinos e femininos de pinheiros. Chame a atenção para a diversidade de formas e de cores das flores. Pe ça aos estudantes que examinem o material coletado, identificando suas partes. O exame inicial das flores consiste na identifica ção de suas diversas partes: sépalas, pétalas, estames e pistilo. Solicite aos estudantes que, após examinar e contar os diversos componentes de cada flor, fa çam desenhos esquemáticos das flores examinadas e que as representem, em seguida, na forma de diagramas florais.
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Pode-se fazer, em seguida, a disseca çã o da flor, removendo sucessivamente s épalas e p étalas, de modo a restarem apenas os estames (que constituem o androceu) e o pistilo ou pistilos (que constituem o gineceu). Ap ós examinar os estames, destaque uma antera e prepare-a para a observa çã o ao microsc ópio.
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Oriente os estudantes a observar a estrutura dos gamet ófitos e dos esporófitos, que variam nos diversos grupos de bri ófitas. Os estudantes poderão, também, comparar ilustrações de briófitas com os exemplares coletados. Como fontes de pesquisa das ilustra ções pode-se utilizar livros didáticos, livros especializados e internet (buscar: bri ófitas/imagens).
Este procedimento deve ser executado pelo(a) professor(a), devido a risco de corte. Corte transversalmente a região mediana do ov ário.
Solicite aos estudantes que examinem um espor ófito de samambaia, identificando suas partes principais: folhas, rizoma e ra ízes. Chame a atenção para as nervuras dos folíolos, reforçando o conceito de que essas plantas s ão vasculares (as nervuras foliares s ão feixes condutores de seiva). Localize, na face inferior de certas folhas, estruturas cor de ferrugem, os soros, em que se localizam os espor ângios produtores de esporos. Procure observ á-los com uma lupa. Com um microsc ópio pode-se observar esporos.
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ATIVIDADES COMPLEMENTARES
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Este procedimento deve ser executado pelo(a) professor(a), devido a risco de corte. Coloque a antera sobre uma l â mina com uma gota d ’á gua e corte-a transversalmente com uma l âmina de barbear ou com um bisturi. Esprema o conte údo da antera com uma pin ça de ponta fina, para liberar os grãos de pólen. Remova os restos da antera, cubra a gota d ’água e os grãos de pólen com a lamínula e observe ao microsc ópio. Oriente os estudantes a observar a rebuscada ornamentação da parede dos gr ãos de pólen. É interessante analisar diferentes espécies, o que dá uma idéia da enorme diversidade de tipos de p ólen.
Samambaias e avencas são plantas fáceis de obter e de manter no laboratório ou em sala de aula, e podem ser utilizadas para uma análise detalhada do ciclo de vida das plantas vasculares sem sementes.
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dar mantimentos. Forre a base do recipiente com uma camada de terra bem úmida, sobre a qual devem ser colocadas as bri ófitas coletadas. Para coletar briófitas, utilize uma esp átula, retirando a planta juntamente com a terra (ou outro substrato) sobre a qual ela cresce. Cubra o recipiente com vidro ou pl ástico para evitar o ressecamento, mas deixe uma pequena abertura para permitir a livre troca de ar com o ambiente. Mantenha o terr ário sempre bem úmido, pulverizando-o regularmente com água.
7. OBSER OBSERVAN VANDO DO ESPOR Â NGIOS NGIOS DE PTERIDÓFITAS
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Após examinar os pistilos, identifique suas partes (estigma, estilete e ovário).
Oriente os estudantes a observar as c âmaras internas do ov ário, com os óvulos presos em suas paredes. Chame a atenção para o fato de que os óvulos são as futuras sementes da planta, e que as paredes do ovário são folhas modificadas que d ão origem ao fruto. 9. OBSER OBSERVAN VANDO DO SEMENTE SEMENTES S Obtenha diversos tipos de semente (feij ão, gr ão-de-bico, mamona, milho etc.) e coloque-as em um recipiente forrado com papel absorvente umedecido. No dia seguinte, oriente os estudantes a retirar cuidadosamente as cascas de algumas sementes de feij ão e de grão-de-bico. Os cotil édones devem ser separados e os embriões removidos e colocados sobre um papel absorvente umedecido, para observa ção com uma lupa. Solicite
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aos estudantes que desenhem os embriões e identifiquem suas partes, com base em ilustrações do Livro do Aluno ou em outras fontes.
Este procedimento deve ser executado pelo(a) professor(a), devido a risco de corte. As sementes de mamona devem ser cortadas com uma lâmina de barbear ou com um estilete, ao longo do comprimento e da face mais larga. Os cotilédones da mamona são finos e delicados, sem reservas nutritivas acumuladas ao contrário daqueles do feijão e grão-debico. Pingue uma gota de solução de iodo sobre a semente cortada; as regiões que não se tornarem negro-azuladas correspondem ao embrião (a coloração resulta da reação química do iodo com o amido armazenado no endosperma). Oriente os alunos a não ingerir iodo por ser substância tóxica.
Solicite aos estudantes que desenhem o embrião de mamona e seus cotilédones, e que os comparem com o desenho do embrião de feijão.
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Chame a atenção dos estudantes para o fato de o grão de milho ser, ao mesmo tempo, uma semente e um fruto, ou, no dizer dos botânicos, fruto e semente “concrescidos”. A parte correspondente ao fruto é apenas a fina camada que reveste o grão de milho.
vro do Aluno (Figura 7.13). Estes foram elaborados a partir de preparações citológicas obtidas por técnicas de fixação, corte ao micrótomo e coloração com diversos corantes, para evidenciar os diferentes tecidos. Caso disponha de lâminas permanentes de cortes de raiz, ou tenha condições de adquiri-las no comércio de materiais didáticos, mostre-as aos estudantes, depois das observações a fresco.
Identificando a zona de crescimento de raízes Coloque sementes de feijão ou grãos de milho para germinar sobre algodão ou papel absorvente previamente umedecidos. Espere até que as raízes atinjam cerca de 3 cm de comprimento. Enxugue uma raiz com cuidado e meça-a com uma régua. Marque divisões regulares na raiz (a cada 1 mm ou 2 mm, por exemplo) desde a extremidade, com tinta permanente (nanquim ou marcador de CD). Em seguida, retorne as sementes para a superfície úmida, onde elas devem permanecer para que as raízes continuem a crescer crescer.. Oriente os estudantes a medir cuidadosamente o espaçamento entre as marcas das raízes, nos dias seguintes à marcação. A região em que ocorreu o maior distanciamento entre as marcas de tinta corresponde à zona de alongamento (ou de elongação) da raiz. Semente de feijão
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Coloque o grão de milho sobre um pedaço de papel, com a parte oval esbranquiçada voltada para cima e corte-o em duas metades ao longo do comprimento, com uma lâmina de barbear ou um estilete. Pingue uma gota de solução de iodo sobre as partes cortadas; as regiões que não se corarem correspondem ao embrião. 0
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Solicite aos estudantes que façam desenhos dos embriões de milho e identifiquem suas partes, com base em ilustrações do livrotexto e em outras fontes. o
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Uma atividade adicional interessante é acompanhar o desenvolvimento dos embriões, pela observação observação diária de grupos de sementes postas para germinar ao mesmo tempo. Pode-se, por exemplo, analisar entre 5 e 10 sementes diariamente, medindo o comprimento de cada embrião e calculando a média dos indivíduos. Com os dados obtidos pode-se construir um gráfico do crescimento dos embriões ao longo do período analisado. or
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11. OBSERVANDO CAULES E FOLHAS
Se possível, saia com os estudantes para coletar ramos de plantas, e peça a eles que identifiquem, nos ramos coletados, a gema apical do caule e as gemas axilares, estas últimas localizadas acima dos pontos de inserção das folhas (axilas foliares).
Este procedimento deve ser realizado pelo(a) professor(a), devido a risco de corte. Se for o caso, obtenha cortes transversais das extremidades dos caules para observação ao microscópio microscópio..
10. OBSERVANDO RAÍZES d
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Morfologia externa e interna de raízes Coloque grãos de milho e/ou de feijão para germinar sobre algodão, papel absorvente ou mesmo areia previamente embebidos em água. Oriente os estudantes a acompanhar e anotar todas as mudanças das sementes durante a germinação. A raiz é o primeiro órgão a surgir. Peça aos estudantes que a observem com uma lupa, localizando a coifa e a zona dos pêlos absorventes (zona pilífera). Se houver condições de realizar observações microscópicas, espere que as raízes atinjam alguns centímetros de comprimento e corte-as transversalmente, a cerca de 3 cm da extremidade. Para obter cortes satisfatórios, coloque a raiz entre dois pedaços de cortiça ou de isopor e corte-os com uma lâmina de barbear nova; quanto mais finas as fatias, melhor será a qualidade da preparação. Com um pincel macio e previamente molhado, apanhe cuidadosamente a melhor fatia obtida e coloque-a em uma gota de água, em uma lâmina de microscopia; cubra a preparação com uma lamínula. Oriente os estudantes a observar o corte de raiz ao microscópio, inicialmente em menor aumento, para ter uma visão geral do corte. Sugira que façam esquemas simplificados simplificados do corte de raiz observado, antes de passar para o aumento maior. Explique as diferenças entre o material observado a fresco e os esquemas mostrados no Li-
Oriente os estudantes a identificar as partes das folhas: limbo, pecíolo, bainha e estípulas (lembre que nem toda folha possui todas essas partes).
Este procedimento deve ser realizado pelo(a) professor(a), devido a risco de corte. Pode-se fazer cortes transversais de folhas para observação microscópica, nas formas sugeridas para raiz e caule. No caso de observar corte de folha ao microscópio, chame a atenção para o parênquima clorofiliano, com suas células ricas em cloroplastos. Solicite aos estudantes desenhos esquemáticos do que foi observado. Com o auxílio de uma pinça de ponta fina é possível destacar partes de epiderme inferior de folhas para a obse rvação de estômatos ao microscópio. Dobre uma folha de modo a quebrá-la e destaque uma parte de epiderme com a pinça, colocando-a sobre uma gota de água, em uma lâmina de microscopia; cubra com a lamínula. Utilize inicialmente o menor aumento do microscópio para localizar estômatos. Passe para o aumento maior e peça aos estudantes que observem a forma típica das células estomáticas, as únicas da epiderme em que há cloroplastos. Solicite desenhos esquemáticos dos estômatos e peça aos estudantes que os comparem com as ilustrações do Livro do Aluno. ATIVIDADES COMPLEMENTARES
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12. OBSERVANDO O GRAVITROPISMO (OU GEOTROPISMO) Umedeça algodão e coloque chuma ços em quatro caixas de plástico transparente retangulares, do tipo usado para guardar CDs. Sobre o algod ão de cada caixa coloque quatro gr ãos de milho, um em cada lado da caixa, com as pontas voltadas para o centro (veja a ilustração abaixo). A quantidade de algod ão deve ser suficiente para que as sementes permaneçam fixas quando a caixa for fechada e apoiada sobre um dos lados. Feche as caixas e embrulhe-as em papel opaco (papel de alum ínio, por exemplo), para evitar a interfer ência da luz sobre o crescimento das ra ízes. Coloque as caixas “em p é” sobre um dos lados. Mantenha-as nessa posi ção até que as raízes atinjam cerca de 3 cm, e os caules, cerca de 1 cm (isso deve ocorrer em tr ês ou quatro dias). Note que, independentemente da posi ção original dos gr ãos, as raízes crescem sempre para baixo e os caules sempre para cima. Gire duas das caixas 90 º, apoiando-as agora sobre o lado adjacente; mantenha as outras caixas na posi ção original. Um ou dois dias depois, observe a curvatura dos caules e ra ízes. Se for o caso, pode-se optar por fazer esta demonstração antes de estudar a parte conceitua l, de modo a estimular os estudantes a elaborar hip óteses e suas próprias explicações sobre o comportamento de caules e de ra ízes. Caixa plástica de CD Grãos de milho R
filo a que pertencem, o tipo de simetria que apresentam, se t êm ou não esqueleto, que tipo de esqueleto apresentam, se têm corpo segmentado ou não, e outros aspectos que julgar importante. Um número incont ável de animais, dos mais variados filos, é utilizado em laborat órios de ensino e de pesquisa cient ífica de todo o mundo. Pesquisas na área médica utilizam principalmente mam íferos (ratos, camundongos, c ães, gatos e macacos, entre outros), de modo a testar t écnicas e medicamentos em organismos mais semelhantes a seres humanos. Atualmente, entidades de defesa dos animais t êm criticado o uso indiscriminado de animais de laborat ório. Sugerimos que se organize um debate em torno do tema: é í fieticamente condenável a utilização de animais na pesquisa cient í fica? Uma possibilidade é ajudar os estudantes a organizarem uma comiss ão de defesa dos direitos dos animais de laborat ório, que deve pesquisar previamente o assunto e, em seguida, promover um debate sobre o tema proposto utilizando, na argumenta ção, dados obtidos na pesquisa. Alguns sites sobre o assunto s ão:
• www.bioetica.ufrgs.br/animhist.htm • www.educacional.com.br/noticiacomentada/031121_not01.asp. • www.arcabrasil.org.br/uso_animais.htm Acesso em 02 maio 2005.
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Alguns dias depois da germinação, gire a caixa 90o T S U LI
Cubra a caixa com papel opaco, coloque-a em pé e aguarde a germinação
13. OBSERVANDO PLANTAS NO AMBIENTE NATURAL Leve os estudantes, em uma excurs ão monitorada, aos arredores da escola ou a algum parque com vegetação. Oriente-os a observar primeiramente as plantas mais evidentes, como árvores, arbustos, plantas herbáceas etc. Estimule-os, ent ão, a procurar vegetais em locais sombreados e úmidos, embaixo de rochas e de troncos caídos, onde podem ser encontradas bri ófitas como musgos e eventualmente hepáticas e prótalos de pteridófitas. Orientar os alunos a utilizar luvas de jardinagem. Rochas e troncos ca ídos são esconderijos de muitos animais, alguns peçonhentos. Solicite aos estudantes que observem cuidadosamente cada planta em seu ambiente natural. Pode-se aproveitar a oportunidade oportunidade também para coletar exemplares que poderão ser estudados posteriormente, com mais detalhes, em sala de aula ou no laborat ório.
ÇÃ O DE 14. DEBATE: É ETICAMENTE CONDEN Á VEL A UTILIZA ÇÃ ANIMAIS NA PESQUISA CIENT ÍFICA? O aprendizado da Zoologia torna-se muito mais atraente quando se trabalha com animais vivos. Observar o comportamento de uma minhoca ou de um caracol é mais estimulante que um texto ou mesmo que um filme. Oriente os estudantes a observar animais como: minhocas, caracóis, insetos, aranhas, tatuzinho-de-jardim, tatuzinho-de-jardim, peixes, r ãs, camundongos, pássaros etc. Pode-se, se for o caso, levar esp écimes para o laboratório, desde que se tenha condições de mantê-los adequadamente. Oriente os estudantes sobre como manipular os animais com segurança e sem lhes causar sofrimentos. Oriente os estudantes a produzir relatórios contendo esquemas e desenhos do animal estudado, o
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ATIVIDADES COMPLEMENTARES
15. COLETA E OBSERVA ÇÃ RIA DE Á GUA GUA DOCE ÇÃ O DA PLAN Á RIA Planárias de água doce podem ser facilmente coletadas em lagoas e riachos de águas limpas, onde vivem escondidas sob pedras, troncos e folhas submersos. Uma maneira f ácil de coletar plan árias é amarrar um peda ço de fígado fresco de boi em um barbante e mergulhá-lo no fundo da lagoa. Com sorte, depois de uma hora ou mais, pode-se encontrar plan árias (elas medem entre 1 cm e 2 cm de comprimento) alimentando-se do f ígado. Solte os animais do f ígado com delicadeza, utilizando um pincel fino. As plan árias podem ser mantidas por longos per íodos de tempo em recipientes contendo água e pedrinhas trazidas do local da coleta, para servirem de abrigo. Alimente as plan árias a cada três ou quatro dias com pequenos pedaços de fígado fresco, ou mesmo com pedacinhos de carne. O recipiente deve permanecer coberto para diminuir a evapora ção.
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Sugira aos estudantes que transfiram as plan árias para uma placa de Petri com água do local da coleta, e que as observem sob luz forte e com ajuda de uma lupa. Oriente-os a colocar alimento na placa, de modo a observar como o animal se alimenta. alime nta. Pe ça aos estudantes que desenhem as planárias de diferentes ângulos e que anotem suas observações sobre a estrutura e o comportamento dos animais.
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16. COLETA E OBSERVA ÇÃ ÇÃ O DE VERMES NEMATÓDEOS Vermes nematódeos de pequeno tamanho s ão abundantes no solo e podem ser facilmente coletados. Oriente os alunos a fazer isso com luvas, e a observ á-los ao microsc ópio. Uma maneira f ácil de coletá-los é colocar um punhado de solo f értil sobre um peda ço de meia de náilon fina ou de gaze, juntando e amarrando as pontas de modo a formar uma pequena “trouxa ”. Coloque a trouxa de terra em um funil que tenha um tubo de borracha flex ível, com cerca de 10 cm de comprimento, adaptado ao seu bico. Feche a extremidade do tubo com uma pin ça e encha o funil de água até a trouxinha de terra ficar totalmente submersa. Ap ós cerca de 24 horas, abra a pinça e liberte um pouco da água acumulada em um copo. Com um conta-gotas, transfira um pouco do l íquido do funil sobre uma lâmina de microscopia, cobrindo-o com uma lam ínula. Leve ao microscópio e observe sob pequeno aumento. Quase s empre é possível encontrar pequenos vermes nemat ódeos contorcendo-se.
Este procedimento deve ser executado pelo(a) professor(a). A solução de corante cont ém álcool e é t ó xica. Prepare, com pelo menos um dia de anteced ência, uma solução de corante vital à base de azul de metileno (0,1 g dissolvido em 10 mL de álcool a 95%). Adicione, a seguir seguir,, cerca de 30 mL de água destilada e deixe a solu ção em repouso por, no mínimo, 24 horas antes de us á-la.
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Com o aux ílio de um conta-gotas, coloque uma gota da s olu ção de corante junto a uma das bordas da lam ínula, na prepara ção contendo os vermes. Encoste, na borda oposta da lam ínula, um pedaço de papel absorvente, o que permitir á que o corante entre rapidamente sob a lam ínula. Observe a prepara ção, agora corada, ao microsc ópio. Peça aos estudantes que comparem suas observa ções em lâminas coradas e não-coradas.
estudantes podem coletar e cuidar de algumas lagartas (como s ão conhecidas popularmente as larvas de borboletas e de mariposas) e acompanhar seu desenvolvimento at é a metamorfose. Com sorte também se pode encontrar ovos desses insetos (geralmente grudados na face inferior das folhas), e observar s eu desenvolvimento desde o início.
Essa atividade evidência como são comuns e abundantes no solo esses animais.
Larvas com cerdas, popularmente chamadas taturanas ou mandarovás, em geral produzem substâncias urticantes que causam dor, inchaço e vermelhid ão ao contato. Oriente os estudantes a não coletar esse tipo de larva. O contato com larvas do g ênero Lonomia pode causar, além dos sintomas j á citados, sangramentos, dores de cabe ça, insuficiência renal, ou, nos casos mais graves, a morte. Leia mais informações sobre acidentes com taturanas e veja fotos das larvas de Lanomia no site: www.butantan.gov.br/ materialdidatico/Numero6/numero6.htm. Acesso em 02 maio 2005.
Se houver interesse em observar nemat ódeos de grande porte, pode-se formar um grupo e organizar uma visita a um matadouro. No intestino de porcos vive Ascaris lumbricoides , lombriga de at é 40 cm de comprimento que tamb ém é parasita da espécie humana. No intestino de cavalos vive Parascaris equorum, lombriga que pode chegar a 40 cm de comprimento. Os animais coletados no matadouro podem ser mergulhados em álcool a 70% e conservados para observação futura, e at é mesmo para disseca ção. 17. COLETA E OBSERVA ÇÃ ÇÃ O DE ANELÍDEOS
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Minhocas são facilmente encontradas em jardins, ou onde haja terra fofa e rica em mat éria orgânica. No Brasil é comum a esp écie Pheretima hawayana, popularmente conhecida como “minhoca-louca”, devido às suas frenéticas contor ções ao ser perturbada. Coloque a minhoca em uma bandeja de pl ástico forrada com papel toalha umedecido. Cuide para que o animal n ão resseque, umedecendo-o quando necess ário. Se a epiderme da minhoca secar ela morrerá asfixiada, uma vez que sua respiração é cutânea. fe
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Oriente os estudantes a observar o animal detalhadamente, distinguindo suas regi ões anterior e posterior, dorsal e ventral. Pe ça para que localizem a boca, o ânus e o clitelo. Àqueles que se dispuserem a manipular o animal, sugira que percorram longitudinalmente a minhoca com os dedos, para sentir a aspereza das cerdas corporais. Isso poderá ser feito mais facilmente com minhocas anestesiadas (ver na atividade 17).
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As minhocas são organismos importantes para a fertilidade do solo. Atualmente, é possível comprar adubo preparado à base de húmus (dejetos) de minhoca em lojas de produtos de jardinagem. Pode-se propor aos estudantes uma pesquisa sobre o processo de fabricação do húmus de minhoca e sobre as vantagens de utilizá-lo. Estimule-os a pesquisar n ão apenas em livros de Biologia, mas também em revistas agrícolas e em outras publica ções do gênero. É interessante, também, entrevistar jardineiros, agricultores, agr ônomos etc., de modo a confrontar informações “práticas” obtidas com eles com as informa ções “teóricas”. Uma etapa importante do trabalho será a redação de um pequeno texto sobre o assunto, nos moldes de um artigo de divulga ção científica, e que pode at é mesmo ser publicado no jornal da escola. Sugira aos estudantes que se baseiem nos textos do ítem Leitura que o Livro do Aluno apresenta ao final de cada capítulo. 18. OBSERVANDO CRUST Á CEOS CEOS E INSETOS Crustáceos e insetos podem ser obtidos e observados observados no laboratório, ou mesmo na sala de aula. Um camarão, por exemplo, pode ser fixado e conservado por uma semana ou mais em álcool a 70%. Um gafanhoto, um grilo ou uma barata podem ser anestesiados pelo frio (por exemplo, colocando-os, em um recipiente fechado para não contaminar os alimentos, no congelador por alguns minutos) e fixados em álcool a 70%. Oriente os estudantes a comparar a organização corporal dos animais das duas classes (presença de cefalotórax e de abdome nos crust áceos, e de cabe ça, tórax e abdome nos insetos). Chame a atenção para o exoesqueleto, o n úmero de antenas (dois pares em crust áceos e um par em insetos), o n úmero de pernas e outras diferen ças que puderem ser observadas. Como sempre, é importante que os estudantes desenhem os animais, identificando suas diferentes partes com legendas. 19. OBSERVA ÇÃ ÇÃ O DO CICLO DE VIDA DE UM INSETO Dependendo da época do ano e do local, n ão é difícil observar as etapas do ciclo de vida de mariposas e borboletas. Nesse caso, os
Oriente os estudantes a apanhar as larvas com cuidado, sem tocá-las, e a coloc á-las em uma caixa pl ástica grande, com tampa. Sugira que coloquem na caixa tamb ém alguns galhos, os quais servirão de apoio para a fixação de pupas. A tampa da caixa deve ter alguns furos para ventila ção. Os estudantes deverão abastecer diariamente as caixas com folhas das plantas em que as larvas foram coletadas. Devem observar as larvas anotando quanto elas comem por dia, o seu crescimento, comportamento comportamento etc. Em geral, é possível observar a larva virar cris álida, e esta sofrer a metamorfose para borboleta ou mariposa. Solicite aos estudantes que desenhem e fotografem as larvas em diferentes fases do desenvolvimento e que elaborem um relatório detalhado de suas observa ções. 20. OBSER OBSERVA VA ÇÃ ÇÃ O DA ANATOMIA EXTERNA E INTERNA DE UM PEIXE ÓSSEO Diversos tipos de peixe podem ser utilizados para observa ção da anatomia externa e interna. Em um mercado, feira ou entreposto, escolha dois ou três tipos de peixe, medindo entre 15 cm e 30 cm de comprimento. É conveniente dissecar os peixes antes da aula, escolhendo o mais adequado, que seja f ácil de dissecar e tenha os órgãos internos mais facilmente identific áveis. Na página 27 apresentamos o esquema de um peixe dissecado, que pode ser fotocopiado e distribu ído aos estudantes como guia de identificação. Lembre os estudantes que o esquema n ão se refere a nenhum peixe real, servindo apenas como refer ência teórica. Sugira um estudo inicial da morfologia externa, observando a boca rodeada pelos maxilares (o maxilar inferior m óvel é a mandíbula), as narinas, os olhos destituídos de pálpebras, os opérculos (sob os quais ficam as brânquias), as nadadeiras, as escamas, o ânus e o orifício urogenital. Aproveite para comentar que os peixes ósseos não têm cloaca. Chame a aten ção para a linha lateral que percorre os lados do peixe, da cabe ça à cauda. Comente as características que devem ser observadas para saber se um peixe est á bem fresco: os olhos devem estar brilhantes, as brânquias sobre o op érculo devem ter cor vermelha viva e a musculatura deve estar firme ao tato. Após a análise da morfologia externa, proponha aos estudantes a dissecação do peixe para estudar seus órgãos internos.
Este procedimento deve ser executado pelo(a) professor(a), devido a risco de corte. Com uma tesoura de ponta fina, fa ça um corte superficial ao longo da barriga, começando um pouco à frente do ânus e progredindo at é um pouco adiante das nadadeiras p élvicas. Deite o peixe lateralmente sobre uma bandeja de disseca ção (pode ser uma bacia plástica ou outro recipiente) e fa ça cortes de modo a remover a parede lateral do corpo do peixe. Tenha sempre à mão um espirrador com água para umedecer os órgãos internos e evitar que eles ressequem.
ATIVIDADES COMPLEMENTARES
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21. OBSERVA ÇÃ RIOS MARINHOS ÇÃ O DE CNID Á RIOS A diversidade e o comportamento de diversos cnid ários (águasvivas, anêmonas e corais) s ão freqüentemente mostrados em filmes e vídeos. Procure obter v ídeos sobre esses animais e mostre-os aos estudantes. Encaminhe uma discuss ão sobre os organismos mostrados nos vídeos, abordando aspectos como: tipo de locomo ção, modo de alimentação, hábitat em que vivem, entre outros. Em algumas cidades, é poss ível que em shoppings e lojas especializadas existam aquários contendo corais e an êmonas. Se este especializadas for o caso de sua cidade, os estudantes podem ser orientados a observar estes cnid ários e a pesquisar como s ão alimentados. 22. CONSTR CONSTRUINDO UINDO UMA UMA Á RVORE FILOGENÉTICA DOS ANIMAIS Á RVORE Esta atividade sobre árvores filogen éticas, além de funcionar como uma revis ão do tema, é uma excelente forma de fazer uma síntese das características dos animais e seu parentesco evolutivo. Árvores filogen éticas são diagramas que relacionam organismos quanto ao seu parentesco evolutivo. Nesta atividade, a proposta é que os estudantes desenhem uma árvore filogen ética relacionando os nove principais filos animais. Para
isso, eles deverão partir de uma tabela que relaciona as principais aquisições evolutivas da linhagem animal com os nove filos estudados. Essa tabela é mostrada na p ágina 21, juntamente com a árvore filogenética constru ída a partir dela. Sugerimos que se apresente aos estudantes a tabela em branco (na página fotocopi ável 28). 28). Depois de preenc her a tabel a, eles devem iniciar a confec çã o da árvore filogen ética. O ponto inicial (na parte inferior do esquema) refere-se ao grupo ancestral (seres eucari óticos, multicelulares e heterotró ficos). A primeira bifurca çã o corresponde ao ramo dos por í feros, separados pela característica: “ter ou n ão tecidos ”. Oriente os estudantes a completar a árvore filogen ética a partir das caracter ísticas compartilhadas pelos filos, mostradas na tabela. Esta n ão apresenta a caracter í stica que permite separar anel ídeos de artr ópodes. Os estudantes poder ão questionar essa ausência, e o(a) professor(a) pode estimul á-los a escolher a característica distintiva, no caso, a presen ça de exoesqueleto e de pernas articuladas. Para encerrar a atividade, pe ça aos estudantes para recordar, no Livro do Aluno, as quest õ es referentes à árvore filogen ética animal. Veja, abaixo, na Resolução da atividade 22 a árvore filogen ética elaborada com base na tabela.
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O ponto de interrogação refere-se a uma característica não mostrada na tabela (presença ou não de exoesqueleto e de apêndices articulados, que permite separar anelídeos de artrópodes).
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ATIVIDADES COMPLEMENTARES
23. AUSCULT AUSCULTANDO ANDO O CORA ÇÃ ÇÃ O
26. LOCALIZANDO RECEPTORES DE TATO NA PELE
Uma atividade simples e interessante consiste em auscultar o cora çã o e identificar os principais sons dos batimentos card íacos. Se for poss í vel obter um estetosc ó pio m édico, a qualidade da ausculta çã o ser á melhor. Pode-se tamb ém encostar o ouvido diretamente no peito ou nas costas de uma pessoa, como faziam os antigos m édicos.
É fácil perceber que temos receptores de tato nas pontas dos dedos. Ao passar levemente as pontas dos dedos sobre um objeto podemos perceber detalhes de sua superf ície. Essa percepção depende de mecanoceptores (receptores t áteis) e será tanto mais acurada quanto maior a concentra ção desses receptores em uma área da pele. Nesta atividade, o objetivo é comparar a concentra ção de receptores de tato em diferentes regi ões do corpo.
Procure os melhores pontos de ausculta ção. Utilize o esquema do cora ção em vista frontal, mostrado no Livro do Aluno, para localizar as regi ões mais próximas das valvas cardíacas e aórticas. Peça aos estudantes para identificar as duas batidas seq üenciais do cora çã o, a mais forte causada pelo fechamento das valvas semilunares da aorta e das artérias pulmonares, e a mais fraca causada pelo fechamento das valvas atrioventriculares direita e esquerda. Em alguns casos é possível perceber um som que lembra um chiado ou esguicho, causado pela passagem do sangue, sob alta pressão, pelo coração e pelos grandes vasos a ele ligados. Se puder contar com a colabora ção de um profissional m édico, peça a ele que explique aos estudantes os diferentes tipos de sons que o cora ção produz e como sua ausculta ção pode levar ao diagn óstico de eventuais problemas card íacos.
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24. MEDIN MEDINDO DO A FREQ FREQ ÜÊNCIA CARDÍ ACA ACA Para esta atividade, bastam um cron ômetro (ou um rel ógio que marque os segundos), papel e l ápis para anotar os resultados das medições. Peça aos estudantes que formem duplas, nas quais inicialmente um deles faz o papel de “paciente” e o outro realiza as medidas e anota ções. Em seguida, esses pap éis devem inverter inverter-se. -se. 1
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Comece pelas medidas da freq üência cardíaca durante o repouso. O estudante que faz o papel de paciente deve permanecer sentado ou deitado, de olhos fechados e respirando tranqüilamente. O estudante que faz as medidas deve perceber o pulso em uma das art érias do bra ç o ou do pesco ç o e contar o n úmero de batimentos durante um minuto. Em seguida, deve-se contar o n úmero de batimentos durante 10 s ou 15 s, multiplicando-se o valor por 6 ou por 4 respectivamente, para obter o valor em 1 minuto. Peça aos estudantes que comparem essas duas medidas. Embora a contagem cont ínua durante um minuto completo seja mais precisa, as medidas em períodos menores t êm a vantagem de ser mais rápidas.
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Depois de registrar a freq üência cardíaca durante durante o repouso, pode-se medi-la ap ós um exercício físico (tal como correr, andar depressa, subir escadas etc.). Nesse caso, em que a freqüência tem de ser medida rapidamente, sugira aos estudantes que usem a t écnica de contar os batimentos durante 10 s ou 15 s, multiplicando os valores por 6 ou por 4. Pe ça que eles contem o n úmero de batimentos imediatamente depois do exerc ício, contando novamente a cada minuto, durante 5 minutos. A freq üência cardíaca, que aumenta muito durante o exerc ício, cai rapidamente ao longo do repouso subseqüente. Se for o caso, pode-se elaborar tabelas e gr áficos com esses valores. Ajude os estudantes a organizar suas medi ções. Pode-se, por exemplo, desenhar uma grande tabela na lousa reunindo as medidas de toda a classe, calculando-se, em seguida, o valor m édio para a classe de freqüência cardíaca em repouso (os valores ap ós o exercício devem variar muito, devido às diferentes intensidades dos exercícios praticados). Discuta o significado fisiol ógico de a freq üência cardíaca aumentar depois de uma atividade f ísica intensa.
Material • palitos de dente • cinco retângulos de papel ão (6 cm X 10 cm) por dupla de alunos • lenço (ou tecido) para vendar os olhos Procedimentos Introduza um palito no centro de um dos ret ângulos de papelão, deixando cerca de 3 mm da ponta exposta. Em cada um dos demais cartões introduza, também na região central, dois palitos, sendo que, no primeiro cart ão, a distância entre os palitos deve ser de 0,5 cm; no segundo cart ão, a distância deve ser de 1 cm, no terceiro, de 2 cm e, no quarto, de 3 cm. Oriente os estudantes a trabalhar em duplas. Um dos parceiros terá os olhos vendados, enquanto o outro tocar á a superfície de sua pele com a ponta dos palitos presos nos cart ões de papelão. Sugerimos comparar as seguintes áreas do corpo: ponta do dedo indicador, centro da palma da m ão, dorso da m ão, parte posterior do pescoço e costas. Oriente os estudantes a pressionar os palitos com delicadeza ao tocar a pele do companheiro e, tamb ém, a não executar os testes na ordem crescente de dist ância, para n ão induzir a resposta. Antes de iniciar a atividade, oriente os estudantes a construir uma tabela como a mostrada a seguir, que ser á utilizada para anotar as observa ções de cada estudante.
Tabela para anotação dos testes de receptores de tato REGIÃO DO CORPO TOCADA
DISTÂNCIA ENTRE OS PALITOS 0 cm
0,5 cm
1 cm
2 cm
3 cm
Ponta do dedo Palma da mão Dorso da mão Pescoç o Axila
As colunas da tabela devem ser preenchidas anotando o tipo de sensação percebida pelo estudante. Se for percebida apenas uma ponta, o parceiro deve preencher o quadro correspondente à região do corpo tocada, com o n úmero 1; se forem percebidas duas pontas, deve ser utilizado o n úmero 2. Sugira aos estudantes que troquem de posição e repitam a experiência. Com base nos resultados, os estudantes podem relacionar as regiões da pele testadas por ordem decrescente de quantidade de receptores de tato.
Nas atividades 27 e 28, os procedimentos destacados nos quadros devem ser feitos apenas pelo(a) professor(a), devido ao risco de corte.
25. MEDIN MEDINDO DO A FREQ FREQ ÜÊNCIA RESPIRATÓRIA
27. EXAMINANDO OSSOS E M ÚSCULOS
Os procedimentos para medir a freq üência respiratória são semelhantes aos sugeridos para as medi ções da freqüência cardíaca. Peça aos estudantes que trabalhem em duplas, e que contem e registrem o número de respirações por minuto, em repouso e ap ós uma atividade física. Organize uma discuss ão semelhante à sugerida para a freqüência cardíaca.
O objetivo desta atividade é observar ossos, m úsculos e tend ões em uma coxa e sobrecoxa de frango. Esse material é relativamente barato e fácil de ser obtido; al ém disso, os es tudantes podem repetir as observações em casa, utilizando até mesmo coxas de frango previamente cozidas. Alguns dos principais m úsculos do membro inferior da ave estão identificados nas figuras a seguir. ATIVIDADES COMPLEMENTARES
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Iliotibial lateral
Gastrocnêmio (parte interna)
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Iliotibial cranial
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Ambiens : O Ã
Femurotibial interno Ç A R T S U
Extremidade do fêmur Flexor do terceiro dedo
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Pubisquiotempral
Fibular longo Flexor crural medial Iliofibular Flexor do segundo dedo Flexor digital longo
Flexor crural lateral
Gastrocnêmio (parte média) Gastrocnêmio (parte interna)
Gastrocnêmio (parte externa)
Gastrocnêmio (parte externa)
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Fibular longo
VISTA INTERNA
VISTA EXTERNA
Tendão Extremidade da tíbia . 8 9
Extremidade da tíbia
Coxa e sobrecoxa de frango*
1
9
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d
e
*
er
O nome dos diferentes músculos tem a intenção didática de mostrar a complexidade da estrutura muscular da ave; não há necessidade de os estudantes saberem essa nomenclatura. fe
v
e e d 9 1 e
sos) e observar a sua estrutura flexível e resistente. Com a faca, corte uma das extremidades do fêmur, de modo a observar a estrutura do material ósseo esponjoso e a medula óssea gelatinosa localizada em s eu interior. interior.
Material
• coxa e sobreco sobrecoxa xa de frango frango • papelpapel-toa toalha lha • cuba (ou bandeja bandeja)) para dissecação dissecação
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L
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9
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1
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• lente de de aumento aumento manual manual • tesoura tesoura de ponta ponta fina • pinça pinça de ponta dentada dentada (opcional) (opcional)
e P gi
o
Sugira aos estudantes que façam desenhos do osso cortado, identificando com legendas o periósteo, a medula óssea, a região de osso compacto e a região de osso esponjoso. tr
1.
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C
ó
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Após a atividade, cuide para que os estudantes lavem bem as mãos e os equipamentos com água e sabão.
• bisturi bisturi (opcio (opcional) nal) • faca faca bem afiad afiada a
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A
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Procedimentos
Lave o conjunto coxa/sobrecoxa em água corrente, enxugue-a bem com o papel-toalha e coloque-a na bandeja de dissecação, que pode ser um recipiente de plástico. Oriente os estudantes a examinar a pele, puxando-a levemente com a pinça de modo a sentir sua elasticidade e a frouxa ligação com os tecidos embaixo dela. Corte a pele com a tesoura ao longo da sobrecoxa e da coxa e desprenda-a da musculatura, tomando cuidado para não danificar os músculos. Chame a atenção para a forma dos músculos e mostre os tendões, filamentos brancos e resistentes que prendem os músculos aos ossos. Os fios esbranquiçados que ligam o fêmur (osso da sobrecoxa) à tíbia (osso da coxa) são ligamentos. Lembre os estudantes de que a “coxa” do frango corresponde à nossa perna (abaixo do joelho) e chame a atenção para o músculo gastrocnêmio, o mesmo que forma nossa panturrilha (ou “barriga da perna”). Desprenda os músculos dos ossos, com o bisturi ou a faca, e chame a atenção para o revestimento cartilaginoso das articulações. Se for possível, permita que os estudantes observem esse revestimento com lente de aumento. Com o bisturi, é possível remover parte do periósteo (a camada que reveste os os-
22
n
ATIVIDADES COMPLEMENTARES
p
28. CONSTRUINDO UM MODELO MODELO PARA EXPLICAR EXPLICAR A VENTILAÇÃO PULMONAR O mecanismo da ventilação pulmonar na espécie humana pode ser demonstrado em um modelo muito fácil de fazer, fazer, representado em uma ilustraçã o no próprio Livro do Aluno Aluno (Figura 18.5). Material
• garrafa plástica vazia e transparente, de paredes relativamente rígidas • uma rolha de cortiça cortiça ou de borracha borracha que sirva na na boca da garrafa plástica • um “corpo” de caneta caneta esferográfica, ou ou um tubo de plástico plástico rígido de diâmetro semelhante • dois balões de borracha borracha utilizados para para decorar festas, um pequeno e um grande • teso tesour ura a • fita adesiva adesiva ou ou fita crepe crepe Procedimentos
A escolha da garrafa plástica é importante, pois algumas podem ter as paredes muito flexíveis, não se prestando para a atividade. Algumas marcas de vinagre têm garrafas plásticas adequadas, assim como certas marcas de refrigerante. Com a tesoura, corte a garrafa plástica um pouco acima da metade, e dispense a parte que tem o fundo.
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A parte superior da garrafa representará o tórax de uma pessoa, com o gargalo correspondendo à região da garganta. Fure a rolha no meio e atravesse o orifício com o corpo da caneta esferográfica (ver na ilustração, abaixo). Coloque a rolha no gargalo e deixe cerca de 5 cm do corpo da caneta para dentro da garrafa. Nessa extremidade adapte o balão pequeno, se preciso fixando-o firmemente com fita adesiva. Ao soprar pelo corpo da caneta, o ar deve encher o balão, sem escapar.. O balão que representa o pulmão comunica-se com o meio par exterior pelo corpo da caneta (que representa a traquéia). Corte a parte superior do balão maior, e utilize a película de borracha para vedar o fundo da garrafa cortada. Cuide para que a película fique bem esticada, como a pele de um tambor, e prenda-a firmemente à garrafa com a fita adesiva. Essa membrana elástica que agora fecha o fundo da garrafa representa o diafragma, a membrana grossa e musculosa que separa o tórax do abdome. Confira seu modelo com a ilustração.
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fe
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Para pôr o modelo em ação, basta puxar a membrana de borracha para baixo, simulando a contração e o abaixamento do diafragma, que ocorrem durante a inspiração. Com o aumento do volume e conseqüente diminuição da pressão dentro da garrafa, o balão pequeno se encherá com o ar vindo do exterior. Ao empurrarmos a membrana de borracha para dentro da garrafa, simulamos o relaxamento e a elevação do diafragma, que ocorrem durante a expiração. Com a diminuição do volume e conseqüente aumento da pressão dentro da garrafa, o balão pequeno se esvaziará. d 9 1 e 0 1 6. i
Corpo de caneta esferográfica l
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• • • • •
cartolina cartol ina fita fit a adesi adesiva va balões infláveis infláveis de borracha (“bexigas”) arame fino fino ou clipes clipes de de papel barb ba rban ante te
Procedimentos O modelo é muito fácil de ser montado pelos estudantes. A cartolina será o material utilizado para construir os ossos do modelo. Para isso, oriente os estudantes a cortar dois quadrados de cartolina cujos lados tenham o comprimento do antebraço, e um quadrado de lado igual ao comprimento do braço. Os quadrados de cartolina devem ser enrolados de modo a formar cilindros finos, e assim mantidos com fita adesiva (veja a figura abaixo). abaixo). Oriente os estudantes a furar as extremidades dos tubos de cartolina e a prendê-los com arame, como está mostrado na figura. As extremidades livres dos tubos correspondentes aos ossos do antebraço devem ser unidas com fita adesiva. As bexigas devem ser enchidas apenas parcialmente, de modo a adquirir um “tônus” firme, que lembre lembre a consistência de um músculo. A bexiga que simulará o bíceps deve ter uma de suas pontas amarrada com barbante na extremidade livre do tubo que simula o úmero. A outra ponta deve ser amarrada nos tubos que simulam os ossos do antebraço. A bexiga que representa o tríceps deve ter uma de suas pontas amarrada na extremidade livre do tubo que simula o úmero, no lado oposto à primeira bexiga. A outra ponta da bexiga deve passar por trás do “cotovelo” do modelo e ser amarrada nos tubos que simulam os ossos do antebraço. A movimentação da articulação do modelo mostra claramente o antagonismo entre o bíceps e o tríceps e permite visualizar com clareza a ação integrada das alavancas ósseas e dos músculos na produção dos movimentos corporais.
d
9
Material
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Rolha gi d ó C d
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Bexiga que representa o tríceps
Garrafa plástica cortada a
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Balão de borracha pequeno or p o
Cilindro de cartolina que representa o úmero Bexiga que representa o bíceps Cilindros de cartolina que representam o rádio e a ulna
ã ç u d or R
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Fita adesiva ou elástico : O Ã Ç
Fita adesiva A R
Película de borracha do balão grande T S U IL R O T
Articulação de arame U A : O
Ponta da bexiga que representa o tríceps
Ã Ç A R
30. PESQUISA: DROGAS QUE ATUAM NO SISTEMA NERVOSO T S U LI
Modelo para simular a ventilação pulmonar causada pelos movimentos do diafragma. Ao abaixar a membrana de borracha, simula-se a inspiração.
29. SIMULANDO A ATUAÇÃO DE DE UM PAR DE MÚSCULOS ANTAGÔNICOS O objetivo desta atividade é construir um modelo de braço e antebraço que permite visualizar o papel dos músculos bíceps e tríceps na flexão e na distensão do antebraço.
Se houver tempo e interesse, oriente uma pesquisa sobre drogas que afetam o sistema nervoso: tanto drogas legalizadas (álcool, cafeína, tranqüilizantes etc.) quanto drogas ilícitas (maconha, cocaína, “crack”, anfetaminas, heroína, LSD etc.). A pesquisa pode ser feita em livros, revistas, jornais, enciclopédias, internet, entre outras fontes. Alguns sites sobre o assunto são: http://www.portal.saude.gov.br; http://www.semdrogas.org.br; http://www.abead.com.br. Acesso em 13 jun. 2005. Os resultados das pesquisas podem ser apresentados à classe na forma de seminários, debates, murais etc. Se for possível, conclua a atividade convidando convidando médicos, pscicólogos ou ou outros especialistas para ministrar palestras em sua escola e debater o tema com os estudantes. ATIVIDADES COMPLEMENTARES
23
ANEXO
. 8 9 9 1 e d or i er e v fe e d 9 1
ATIVIDAD TIVIDADES ES COMPLEMENT COMPLEMENTARES ARES
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L e l a n e P o gi d ó C
PÁGINAS PARA FOTOCOPIAR
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. a id ib or p o ã ç u d or p e R
24
ANEXO
ATIVIDADE 1
Árvore filogenética dos carnívoros Série:
Nome: MILHÕES DE ANOS ATRÁS 0
0 2
0 3 0
0 4 1
0 5
0 6
9
9
8
.
O D R A P E O U D G R A P O Y E L E O R O F Ã E F EL T O O E L G E M C E E O D G A O V O T L A C E I G T S S O É T M A O D G O T A G e
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S A N E I H i
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O T S U G N A M S A T E V I C O T E N E G O H N I R A M O Ã E L A A C D O N F A P E O N I D D N A N R A O G I A O L S A R M U O O D S R R A U P A O D S N R A U P O N E U Q E P
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M U C A R A R T N OL O Ã R A UF H N I N O D A T R S A O E M T N A R C O I N R E S Á M B A O M C I A T G R Á O D A S O P A O R C I L T A S C É A M H O D C O Ã C
}
ANEXO
25
ATIVIDADE 1
Árvore filogenética dos canídeos Série:
Nome:
O R E S G D A E H N A L R O A O E A A O C A H S I O L R I T H D O B T R O O O N R L E C A E R O A C T E A I M O E M M C Á Z D D Á S T N O O I O R N O N J A T O S E E R R I G M O E D A D R I E C C E É Z E C D U D A F R N G - V - A A C C - K A U A N M I A E L P - U A A I S R A A S S G S A P A A A G O C E H S S S S S O O N O C D O D O T O O O P O R P O O O P A P O O O A O - B S A M O A P P P O B I P A R A P Ã H R A A A Ã O O C C Ã O R E Ã R A A R A R U R R R C L C D C R C L R C
0 . 8 9 9 1 e d or i er e v fe e d 9 1 e d 0 1 6. 9 i e L e l a n e P
S
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R T A S O N A E D S E
o gi d
5 ó C o d 4 8 1. tr A . a id ib or p o ã ç u d or p e R
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H L I M
10
“Ferramentas da Genética Molecular têm sido utilizadas para ‘dissecar ’ as relações de parentesco evolutivo dos canídeos, revelando seu lugar na ordem Carnivora e as relações dentro da família Canidae. A ordem Carnivora inclui, além da família dos cães, as famílias dos gatos, das hienas, dos ursos e outras. O ancestral comum a todas essas famílias deve ter vivido por volta de 60 milh ões de anos atrás. Os canídeos divergiram cedo dos outros carnívoros, algo em torno de 50 milhões de anos.” Fonte :
Robert K. Wayne. Molecular evolution of the dog family , 1999 (Tradução ( Tradução e adaptação nossa ). ). Disponível em: www.idir.net/~wolf2dog/wayne2.htm. Acesso em 15 jun. 2005.
26
ANEXO
ATIVIDADE 20 Observação da anatomia externa e interna de um peixe ósseo Nome:
Série:
a r l i e a d d a u d a a c N a r a i e c d i v a l d é a p N l a a t r i u n t r e e g b o A r u
a ) o d i a r n á ô v o G ( . 8 9 9 1 e d or i er e v fe e d 9 1 e d 0 1
s a s r i i e a d s a r d o a d N 6. 9 i e L e l a n e P o gi
s u n Â
o n i t s e t n I
d ó C o d
o g a m ô t s E 4 8 1. tr A . a id ib or p o ã ç u d or
a a i r g i ó x t a e t B a n p e R
o d a g í F
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o ã ç a r o C
o h l O s a n i r a N
Fonte :
s s o c o i c r e ó C l i p
o ç a B
a c o B
R
s a i u q n â r B O T U A : O Ã Ç A R T S U LI
RODRIGUES, S. A., Zoologia, Cultrix: São Paulo, 1970.
ANEXO
27
ATIVIDADE 22 Construindo uma árvore filogenética dos animais Série:
Nome:
Tabela que relaciona os filos animais com caracter ísticas que representam aquisi çõ es evolutivas importantes na evolu çã o animal.
FILOS ANIMAIS Por í feros
C A R A C T E R Í S T I C A S
Cnid á rios
Pl at e lm in to s
Nematód e os Mo lu s co s
A n elíd e os Ar t ró po d es E qu in o de rm o s
C or da d os
Tecidos verdadeiros Trê s folhetos germinativos Pseudoceloma . 8
Celoma verdadeiro 9 9 1 e d or
Celoma enterocélico i er e v fe e
Celoma esquizocé lico d 9 1 e d 0 1 6.
Metameria 9 i e L e l a n e P o gi d ó C o d 4 8 1. tr A . a id ib or p o ã ç u d or p e R
28
ANEXO
O encadeamento de várias proposições aumenta a complexidade do mapa. Observe, a seguir, várias proposições interligadas relativas ao DNA:
Trabalhando com mapas Trabalhando de conceitos I
O que são mapas de conceitos?
e
er
i
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d
e
1
9
9
8
.
Mapas de conceitos são diagramas bidimensionais que relacionam conceitos de uma determinada área de conhecimento. O termo “conceito” tem diversas conotações, dependendo do contexto em que termoconceito conceito é utilizado. Nos mapas de conceitos, o termo é definido como “um rótulo usado para caracterizar objetos ou eventos”. Objeto Objeto,, por sua vez, é qualquer entidade material, e evento é um acontecimento qualquer, real ou imaginário. Por exemplo, o rótulo que identifica o objeto “cadeira” relaciona-se a um conjunto de características, tais como ter pernas, ter assento individual, ter encosto, servir para sentar etc. O conceito de “inseto” refere-se a animais que apresentam três pares de pernas, um par de antenas e corpo constituído por cabeça, tórax e abdome, entre outras características.
DNA
é constituído por duas
apresenta separam-se na
➤
➤
CADEIAS POLINUCLEOTÍ DICAS
são constituí das por
dispõem-se no espa ç o como uma
➤
DUPLICAÇÃ O SEMICONSERVATIVA
mantê m-se emparelhadas por meio de
é catalisada pela
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fe
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Conhecer e compreender as características que definem um conceito é essencial para aprendê -lo. Como essas caracter ísticas també m sã o conceitos, o aprendiz deve conhecê -los previamente ou deve aprendê -los simultaneamente ao novo conceito trabalhado. Por exemplo, para se aprender o conceito de DNA é preciso dominar diversos conceitos prévios, desde as noções b ásicas do que é uma substância até o conceito específico de “desoxirribonucleotídio”, a unidade que compõe a mol é cula de DNA. Nesse aspecto, os mapas de conceitos sã o particularmente úteis, pois permitem identificar rapidamente quais sã o os conceitos pré vios necessá rios ao aprendizado de novos conceitos. A importâ ncia dos conceitos pré vios para a aprendizagem significativa é o ponto central da teoria de aprendizagem de Ausubel, a partir da qual os mapas de conceitos foram desenvolvidos. A proposta básica dos mapas de conceitos é tornar claras as relações importantes que há entre conceitos de uma área de conhecimento. Em sua forma mais simples, um mapa de conceitos consiste em dois conceitos unidos por uma ou mais palavras de ligação, formando uma proposição; esta expressa a relação que há entre os dois conceitos considerados. Por exemplo, os conceitos “ DNA ” e “CADEIAS POLINUCLEOTÍDICAS”, unidos pela frase de ligação “é constituído por duas”, formam a proposição: DNA
é constituído por duas
CADEIAS ➤
Í
POLINUCLEOT DICAS DICAS
➤
DUPLA-HÉ LICE
➤
DESOXIRRIBONUCLEOT ÍDIOS
I
➤
➤
LIGAÇÕ ES DE HIDROG Ê NIO
POLIMERASE DO DNA
Importância dos mapas de conceitos Os mapas de conceitos foram desenvolvidos no início da década de 1970 pela equipe de Joseph Novak para serem utilizados em pesquisas educacionais. No entanto, logo se percebeu o valor dos mapas como técnica de ensino-aprendizagem, e eles passaram a ser utilizados com sucesso tanto na área da educaçã o como em outras atividades que envolvem estruturação de conhecimentos. Mapas de conceitos dependem do contexto, ou seja, um mesmo grupo de conceitos pode ser organizado de diferentes maneiras, dependendo das relaçõ es conceituais a que se d á prioridade. Os mapas organizam o conhecimento, o que facilita a estudantes e a professores vislumbrar maior n ú mero de significados no material de aprendizagem. Mapas de conceitos tornam claras as idé ias-chave que devem ser focalizadas em qualquer atividade de ensino-apr ensino-aprendizagem, endizagem, fornecendo um roteiro das etapas que se devem
TRABALHANDO COM MAPAS DE CONCEITOS
29
seguir para conectar conceitos em proposições. Dessa forma, os mapas contribuem para aumentar a precisão e a qualidade do trabalho pedagógico. Entre as diversas utilidades dos mapas de conceitos como organizadores prévios da atividade de ensino, podem-se destacar as seguintes:
Atividades preparatórias
a) aumen aumentam tam a integração integração de conceit conceitos; os;
Apresente aos estudantes duas listas de palavras, uma de objetos (por exemplo, cachorro, gato, panela, cadeira, caneta etc.) e outra de eventos (por exemplo, jogo, chuva, amor, festa, pensamento etc.). Pergunte se eles são capazes de diferenciar as duas listas; ajude-os a perceber que a primeira lista trata de entidades com existência material, e a segunda, de acontecimentos.
b) diminuem a possibilidade de omissão de conceitos importantes; c) aumentam aumentam as chances chances de encontrar encontrar múltiplos múltiplos caminhos para a construção de significados. Como auxiliadores do processo de aprendizagem, os mapas de conceitos ajudam os estudantes, entre outras coisas, a: a) ter uma compreensão compreensão mais mais unificada unificada de um tópico; tópico; b) organizar o conhecimento conhecimento para para solucionar solucionar problemas; problemas; c) compr compreende eenderr melhor o processo processo de aprendizag aprendizagem. em.
Os mapas de conceitos também fornecem um sumário esquemático do conteúdo aprendido. Sobre o emprego de mapas de conceitos em Biologia, Schmidt e Telaro (1990) dizem o seguinte: “Biologia é tão difícil de se aprender porque lida com uma grande quantidade de conceitos nãofamiliares ao aprendiz e que apresentam relações complexas entre si. A estratégia dos estudantes para lidar com material não-familiar [e sem ligação evidente com sua rede cognitiva] é o aprendiz ado por memorização, que falha completamente diante das complexas interações conceituais inerentes à Biologia. Nesse sentido, os mapas de conceitos favorecem o aprendizado com significado e parecem ser o caminho ideal para tratar o conteúdo biológico”. Mapas de conceitos são ferramentas importantes no planejamento e na preparação de atividades didáticas, além de auxiliarem os estudantes em sua aprendizagem formativa. E quando o estudante aprende a fazer mapas de conceitos, estes também podem ser usados como poderoso instrumento de avaliação.
I
tratégia para ensinar aos estudantes a construção de mapas de conceitos, que apresentamos resumidamente a seguir.
Etapas da construção de mapas de conceitos A elaboração de um mapa de conceitos inicia-se com a identificação das idéias e conceitos mais importantes em determinado assunto. Esse processo, por si só, já ajuda a separar os princípios gerais dos detalhes. Novak e Gowin (1996) propõem uma es30
TRABALHANDO COM MAPAS DE CONCEITOS
1.
2.
Caracterizando Caracterizand o objetos e eventos
Trabalhando com a noção de conceito
Peça aos estudantes que descrevam o que pensam quando ouvem cada uma das palavras da primeira e da segunda lista. Ajude-os a reconhecer que, embora utilizando as mesmas palavras, cada pessoa pensa em coisas ligeiramente diferentes. Apresente a noção de conceito como o conjunto das representa representa-ções mentais que associamos a cada palavra. Palavras são rótulos para conceitos, mas cada pessoa lhes atribui um significado próprio. a
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v
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1
9
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8
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n
3.
P
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Apresentando as palavras de ligação d
gi
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Apresente aos estudantes uma lista de palavras, tais como: é, foram, tem, quanto, quem, como, onde, o, um, com etc. Peça a eles que descrevam o que pensam quando ouvem ou lêem cada uma dessas palavras. Faça-os perceber que elas não têm significado próprio, mas que são palavras de ligação, utilizadas junto com conceitos para construir proposições com significado. 4.
Distinguindo nomes próprios de conceitos
Apresente uma lista de nomes próprios, tais como: Ana, João, Brasil, Canadá etc. Peça aos escomo: Ana, tudantes que descrevam o que pensam quando ouvem ou lêem cada uma dessas palavras. Faça-os perceber que nomes próprios não são conceitos, sendo empregados para designar pessoas e lugares específicos. Utilize esses exemplos para fazer a distinção entre rótulos que descrevem regularidades em eventos ou objetos (os conceitos) de nomes de objetos e eventos específicos (nomes próprios). 5.
Construindo proposições
Apresente duplas de conceitos e palavras de ligação entre eles para construir sentenças que ilustrem como essas combinações podem expressar sig-
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d
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A
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1.
8
4
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C
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nificados. Peça aos estudantes que descrevam o que pensam ao ouvir ou ler cada uma das sentenças: “Células têm metabolismo” ou “Seres vivos são formados de células”, por exemplo. Peça a eles que construam frases curtas semelhantes a essas, identificando as palavras-chave e classificando os conceitos em eventos ou objetos.
res. Quanto maior é o número de relações identificadas, mais detalhado é o conhecimento sobre o assunto. 5. Rearranjando o mapeamento inicial As primeiras tentativas de mapeamento dos conceitos resultam, em geral, em mapas espacialmente assimétricos ou com blocos de conceitos mal localizados em relação a outros. Esclareça os estudantes que geralmente é necessário reconstruir um mapa para obter uma representação adequada das proposições e que proporcione uma leitura fluente das relações entre os conceitos.
6. Aprendendo novos conceitos Apresente aos estudantes uma lista de palavras não familiares a eles, mas que designem conceitos já conhecidos, como por exemplo, Canis Canis,, lúgubre, conciso etc. Essas palavras têm um significado especial e ajudam os estudantes a perceber que os significados dos conceitos não são rígidos e fixos, mas podem ampliar-se ampliarse e mudar à medida que se aprende.
6. Testando o aprendizado de constru ção Selecione novos textos e solicite a cada estudante, ou grupo de estudantes, que elabore mapas de conceitos segundo os critérios apresentados anteriormente. Peça aos estudantes que façam a versão final dos mapas em folhas de tamanho grande, o que facilita a discussão em classe. Sugira que um dos estudantes, responsável pela construção de um mapa, o apresente à classe, explicando-o. Estimule a comparação entre mapas feitos sobre um mesmo texto, para mostrar suas semelhanças e diferenças.
Mapeando os conceitos 1. Selecionando conceitos em um texto 8
. 9 1
9
Escolha um texto que contenha um conjunto de conceitos interligados. Peça aos estudantes que selecionem uma lista dos conceitos concei tos relevantes para o tema que está sendo estudado. 1
9
d
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e 0
d
2. Classificando os conceitos selecionados 9
6.
1
L
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i
Solicite aos estudantes que classifiquem os conceitos selecionados por ordem decrescente de impor impor-tância (ou de abrangência). Em geral, não h á plena concordância entre os estudantes quanto à ordenaoco rção obtida, mas as diferenças são pequenas. Isso ocorre porque pode haver mais de uma maneira de ver o significado de um texto. ib
id
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I
Para saber mais NOVAK, J. D. & GOWIN, D. B. Aprendendo a aprender. Lisboa: Plátano Edições Técnicas, 1996. KINCHIN, I. M. Concept mapping in Biology. Journal of Biological Education, v. 34, p. 61-68, 2000.
or ã
o
p
SCHMIDT, R. F. & TELARO, G. Concept mapping as an instructional strategy for high school biology. Journal of Educational Research , v. 84, p. 78-85, 1990.
3. Iniciando a construção do mapa R
e
p
or
d
u
ç
Após avaliar a importância relativa dos conceitos selecionados, solicite aos estudantes que escrevam frases curtas de ligação entre os conceitos de modo a formar proposições válidas. Dentro de cada proposição, os conceitos podem ser unidos por uma linha sobre a qual é escrita a frase de ligação. Uma boa maneira para iniciar a prática de construção dos mapas é escrever os conceitos e as palavras de ligação em retângulos de papel, tentando então arranjá-los de modo a formar relações válidas. 4. Identificando ligações cruzadas Procure identificar ligações cruzadas entre conceitos de um setor do mapa com conceitos concei tos de outros seto-
’ ’ TAYLOR, M. Student Study Guide for Campbell s Biology . 2th ed. New York: Benjamin/Cummings, 1990.
Perspectives on Concept Mapping. Journal Mapping. Journal of Research in Science Teaching eaching,, v. 27 (edição especial), 1990.
I
Exemplos de mapas de conceitos Nas páginas seguintes apresentamos exemplos de mapas de conceitos referentes ao conteúdo deste volume.
TRABALHANDO COM MAPAS DE CONCEITOS
31
Mapa de conceitos 1 - SISTEMÁTICA E CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA SISTEMÁTICA expressa suas conclusões por meio da ➤
CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA é também chamada de ➤
organiza e nomeia os
SERES VIVOS ➤
TAXONOMIA
➤ . 8
é um sistema para nomear os
inclui a
9
agrupa os organismos em 9 1 e d or i
➤
cada espé cie recebe um
NOMENCLATURA BINOMIAL
er e v fe e
CATEGORIAS TAXONÔMICAS
➤
d 9 1 e d 0 1 6.
➤
principais s ão
i
9
REINO(S) ➤
l
e
L
e
define as regras para escrever o
P
e
n
a
gi
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os semelhantes s ão reunidos em
➤
o
C
ó
d
d 4
FILO(S) ➤
➤
➤
A
tr
1.
8
NOME CIENTÍFICO
as semelhantes s ão reunidas em
ib
id
a
.
➤
ç
ã
o
p
or
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CLASSE(S) ➤
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ORDEM(NS)
Homo sapiens
➤
sua segunda palavra designa a
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➤
FAM FA MÍLIA(S)
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➤
➤
➤ ➤
ESPÉCIE HUMANA
GÊNERO(S) ➤ ➤ ➤
s ão reunidas em
ESPÉCIE(S) BIOLÓGICA(S)
32
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➤
sua primeira palavra designa o
EXEMPLOS DE MAPAS DE CONCEITOS
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Mapa de conceitos 3 - PRINCIPAIS GRUPOS DE PLANTAS PLANTAS podem ser
FOLHAS
➤
➤
➤ ➤
RAIZ CAULE
suas partes b á sicas são
VASCULARES
➤
nã o t ê m ➤ ➤
➤
➤
PLANTAS COM SEMENTE
PLANTAS SEM SEMENTE
SISTEMA CONDUTOR
s ão a s ➤
consiste no
podem ser ➤
s ão a s ➤
.
PTERIDÓFITAS
PLANTAS COM FRUTO
PLANTAS SEM FRUTO
8 9
➤
➤
9 1 e d
XILEMA
FLOEMA
conduz ➤
conduz ➤
SEIVA BRUTA
SEIVA ELABORADA
são a s ➤
ANGIOSPERMAS
GIMNOSPERMAS
BRIÓFITAS
➤
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podem ser
➤
são as
AVASCULARES
or i er e v fe e d 9 1 e d 0 1 6. 9 i e L e l a n e P o gi d ó C o
Mapa de conceitos 4 - CICLO DE VIDA DAS PLANTAS SEM SEMENTES d 4 8 1. tr A .
PLANTAS SEM SEMENTE a id ib or p o
➤
DIPLÓIDES
ESPORÓFITO(S)
são
➤
desenvolvese a partir do
➤
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GAMETÓFITO(S)
são ➤
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➤
ESPORÂNGIOS
➤
➤
BRIÓFITAS
ANTERÍDIOS
GAMETAS ➤
são
é onde se formam os
exemplo éo
➤
ANTEROZÓIDES
OOSFERAS
ZIGOTO
➤ ➤
➤
é onde se formam as
HAPLÓIDES
é a fase predominante em
ARQUEGÔNIOS
formam
contê m
➤
leva à formaçã o do
SAMAMBAIA
34
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forma
SOROS
➤
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ESPOROS
PTERIDÓFITAS
➤
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➤
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EXEMPLOS DE MAPAS DE CONCEITOS
fundem-se no processo de ➤
➤
FECUNDAÇÃO
MUSGO
Mapa de conceitos 5 - CICLO DE VIDA DAS PLANTAS COM SEMENTES PLANTAS COM SEMENTE tê m como fase predominante o
ESPORÓFITO
➤
sã o
➤
➤
ANGIOSPERMAS ➤
GIMNOSPERMAS
formam
formam
➤
➤
ESTRÓBILOS
FLORES sã o ➤ . 8 9 9
RAMOS FÉRTEIS 1 e d or i er e v fe e
produzem d 9 1 e d
➤
➤ 0 1 6.
MICRÓSPOROS
MEGÁSPOROS 9 i e L e l e
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➤
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GAMETÓFITO(S) FEMININO(S) 4 8 1. tr A
GAMETÓFITO(S) MASCULINO(S)
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GAMETAS
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GRÃO DE PÓLEN
➤
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➤
SACO EMBRIONÁRIO
são
forma ➤
➤
CÉLULAS ESPERMÁTICAS
OOSFERA ➤
➤
conté m a
fundem-se no processo de
ÓVULO
➤
origina a ➤
FECUNDAÇÃO
SEMENTE origina o
conté m o
➤
ENDOSPERMA
conté m o ➤
➤
EMBRIÃO
EXEMPLOS DE MAPAS DE CONCEITOS
35
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EXEMPLOS DE MAPAS DE CONCEITOS
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37
Mapa de conceitos 8 - CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS ANIMAIS REINO ANIMAL é subdividido em diversos
re úne os
EUCARIÓTICOS
➤
➤
➤
HETEROTRÓFICOS
➤
ANIMAIS
são
FILOS
➤
MULTICELULARES
apresentam os principais são
➤
BLASTOCELA
➤
sua cavidade interna é a
BLÁSTULA são est ágios do
origina a
➤
DESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO
➤
ARQUÊNTERO
é a cavidade interna da
(GASTROCELA)
. 8 9 9
GÁSTRULA
➤
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apresenta v fe e
➤ d 9 1 e
FOLHETOS GERMINATIVOS
delimita o
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➤
ENDODERMA
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não apresentam
➤
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ECTODERMA
MESODERMA
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➤
comunica-se com o meio externo através do
.
ausente nos
presente nos
➤
PORIFERA
DIBLÁSTICOS
TRIBLÁSTICOS
u d or
➤
são
CNIDARIA
PLATYHELMINTHES
➤
➤
➤
PSEUDOCELOMADOS
➤
BLASTÓPORO
➤
são
NEMATHELMINTHES
CELOMADOS origina a boca nos
ANNELIDA
podem ser
➤
origina o ânus nos
ESQUIZOCELOMADOS
➤
➤ ➤
➤
DEUTEROSTÔMIOS
são
MOLLUSCA ARTHROPODA
PROTOSTÔMIOS
38
p
➤
podem ser
ACELOMADOS
➤
sã o sempre
sã o sempre
➤
ENTEROCELOMADOS
EXEMPLOS DE MAPAS DE CONCEITOS
ECHINODERMATA ➤
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são
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CHORDATA
➤
➤
➤
➤
➤
➤
R
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Mapa de conceitos 10 - CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS CORDADOS
FILO CHORDATA
re úne os ➤
CORDADOS
➤
TRIBLÁSTICOS
seus embriõ es s ão dotados de . 8 9 9 1 e d
s ão or i er
NOTOCORDA
e v
s ão classificados nos subfilos
➤
fe e d 9
apresentam
TUBO NERVOSO DORSAL
UROCHORDATA
➤
➤
DEUTEROSTÔMIOS
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1
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➤ 9 i e L e l
➤
CEPHALOCHORDATA
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FENDAS FARINGIANAS
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CRANIATA
➤
➤
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CAUDA
➤
sã o os ➤
➤
PROTOCORDADOS
VERTEBRADOS
➤
CELOMA é do tipo ➤
ENTEROCÉLICO
40
or
ib
SISTEMA DIGESTÓRIO COMPLETO
origina o
SISTEMA NERVOSO
1.
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➤
s ão considerados
➤
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SIMETRIA BILA BILATERAL TERAL
EXEMPLOS DE MAPAS DE CONCEITOS
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EXEMPLOS DE MAPAS DE CONCEITOS
41
Mapa de conceitos 12 - SISTEMA RESPIRAT RESPIRATÓRIO SISTEMA RESPIRATÓRIO compõe-se de
TÓRAX
➤
➤
seus movimentos permitem a
separa o abdome do
DIAFRAGMA
➤
➤
VENTILAÇÃO PULMONAR
VIAS RESPIRATÓRIAS
➤
PULMÕES
INSPIRAÇÃO
é a entrada de ar nos
➤
➤ 8 9 1 e d i
or
cada um possui milhões de
é a sa ída de ar dos
alterna-se com a ➤ ➤
. 9
➤
➤
abre-se para o exterior nas
sua base ap óia-se no
➤
compõ ese de
NARINAS
➤
quando abaixa promove a
➤
as principais são
situam-se dentro do
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EXPIRAÇÃO e d 0 1 6. 9
➤
CAVIDADES NASAIS
➤
ALVÉOLOS ALV PULMONARES
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conduzem ar para a
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s ã o recobertos por
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1.
➤ ➤
➤
LARINGE
➤
➤
é a captura, pelo sangue, de
circulam nos
➤
➤
GÁS OXIGÊNIO (O2)
TRAQUÉIA ramifica-se em dois
conduzem ar para os
é captado pelas
➤
HEMÁCIAS
➤
combina-se com a
contê m
transporta ➤ ➤
BRÔNQUIOS
➤
OXIEMOGLOBINA
➤ ➤
42
BRONQUÍOLOS
EXEMPLOS DE MAPAS DE CONCEITOS
➤
HEMOGLOBINA
➤
ramificam-se em milhares de
ç
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or
CAPILARES SANGÜÍNEOS
HEMATOSE
conduz ar para a
ib
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➤
transforma-se em
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Mapa de conceitos 13 - CONTROLE DO NÍVEL DE CÁLCIO NO SANGUE TIREÓIDEA um de seus hormô nios é a ➤
CALCITONINA seus efeitos específicos sã o inibir a absorçã o de c á lcio pelo
estimular a deposiçã o de c álcio nos
seu efeito global é reduzir o teor de cá lcio no é estimulada pelo aumento de concentraçã o, no sangue, de
reduzir a reabsorçã o de c álcio nos
➤
➤ ➤
➤
➤
INTESTINO
OSSOS
RINS
SANGUE
CÁLCIO
➤
➤
➤
➤
estimular a liberaçã o de cá lcio dos
estimular a absorçã o de cá lcio pelo .
aumentar a reabsorçã o de c á lcio pelos seu efeito global é elevar o teor de cá lcio no
seus efeitos especí ficos sã o 8 9 9 1 e d or
sua diminuiçã o, no sangue, estimula as
PARATORMÔNIO i er e v
➤ fe e d
seu hormônio é o 9 1 e d
PARATIREÓIDEAS 0 1 6.
➤
9 i e L e l a n
Mapa de conceitos 14 - CONTROLE DO NÍ VEL DE GLICOSE NO SANGUE e P o gi d ó C
PÂNCREAS o d 4 8 1.
sua parte endó crina é formada pelas tr A . a id
➤ ib or p o
ILHOTAS PANCREÁTICAS ã ç u d or p e R
apresentam ➤ ➤
CÉLULAS BETA produzem ➤
CÉLULAS ALFA s ão estimuladas pelo aumento da taxa sangüí nea de
INSULINA
sua deficiê ncia pode causar
estimula a absorçã o, pelas c élulas, de ➤
➤
GLICOSE ➤
DIABETES MELITO
➤
produzem ➤ interagem no controle da
GLUCAGON
➤
estimula
NORMOGLICEMIA ➤
é a taxa sangüí nea normal de
FÍGADO
a liberaçã o de glicose pelo
➤
➤ é armazenado principalmente nas cé lulas do
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EXEMPLOS DE MAPAS DE CONCEITOS
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Respostas às questões das atividades CAPÍTULO
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Sistemática, classificação e biodiversidade GUIA DE ESTUDO 1. Biodiversidade designa os tipos de seres vivos e as variações existentes entre eles. 2. O objeto de estudo da Sistemática é a diversidade biológica. Seus principais objetivos são: a) descrever a biodiversidade e dar nomes científicos aos seres vivos; b) desenvolver critérios para organizar a diversidade, agrupando os seres vivos de acordo com características realmente importantes; c) compreender os processos responsáveis pela existência da diversidade encontrada entre os seres vivos. 3. Classificação biológica ou taxonomia é um sistema que organiza os seres vivos em categorias hierárquicas (categorias menores incluídas em categorias maiores) e lhes atribui nomes científicos. 4. Lineu elegeu como mais importantes as características estruturais e anatômicas, como a divisão do corpo e o número de pernas dos animais, por exemplo, e a forma das flores e dos frutos nas plantas. 5. Porque, segundo a nomenclatura criada por Lineu, o nome científico de todo ser vivo deve ser composto de duas palavras: a primeira, o nome genérico, e a segunda, o nome específico. Ex.: Canis familiaris. 6. Os nomes populares dos seres vivos variam nos diferentes idiomas e também entre as regiões de um mesmo país, enquanto o nome científico é um só e refere-se exatamente à espécie catalogada e descrita detalhadamente pelos estudiosos. Isso facilita e torna mais precisa a comunicação entre os cientistas. Outra vantagem é que o nome do organismo, por conter uma parte genérica, indica a relação de semelhança com outras espécies. Por exemplo, só pelo nome sabemos que Canis familiaris e Canis lupus devem apresentar muitas semelhanças, uma vez que pertencem ao mesmo gênero. 7. Lineu elegeu a espécie como categoria taxonômica básica, ponto de partida para a classificação. Espécies semelhantes são reunidas em gêneros, gêneros semelhantes em famílias e famílias semelhantes, por sua vez, reunidas em ordens. Ordens semelhantes estão reunidas em classes; classes semelhantes, em filos; e filos semelhantes, em reinos. reconhecidas por suas 8. Para Lineu, todas as espécies poderiam ser reconhecidas características estruturais típicas, que as distinguiriam de outras espécies. Com o desenvolvimento da Biologia, passou-se a incluir a reprodução como critério-chave na conceituação de espécie; os indivíduos de uma espécie devem ser capazes de se cruzar em condições naturais, produzindo descendentes férteis. Na natureza, portanto, as espécies estão reprodutivamente reprodutivamente isoladas umas das outras. A principal limitação desse conceito de espécie é que ele só se aplica a organismos com reprodução sexuada. Bactérias, por exemplo, que se reproduzem assexuadamente, não podem ter suas espécies definidas pelo critério reprodutivo. 9. Evolução biológica é o processo de transformação que as espécies biológicas sofrem ao longo do tempo em função de sua adaptação aos ambientes, diversificando-se e originando novas espécies.
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
10. Adaptação é o ajustamento que todo organismo apresenta em relação ao ambiente em que vive. A teoria evolucionista explica a adaptação da seguinte maneira: entre a variedade que sempre há entre os indivíduos de uma população, os portadores de características adaptativas tendem a ter mais chance de sobreviver e de deixar descendentes, aos quais transmitem seus genes e, conseqüentemente, suas características. Dessa forma, as características da população vão se modificando ao longo das gerações, tornando-se gradativamente mais adequadas e eficientes. 11. Fósseis são vestígios ou restos de seres que viveram em épocas remotas (esqueletos, dentes, pegadas impressas em rochas, ossos, fezes petrificadas, animais conservados no gelo etc.). Os fósseis constituem o mais forte argumento a favor da teoria evolucionista, segundo a qual nosso planeta já foi habitado por seres diferentes dos que existem atualmente, dos quais os seres atuais descendem evolutivamente. 12. Estruturas ou órgãos homólogos são os que se desenvolvem de modo semelhante em embriões de determinadas espécies (ex.: os membros anteriores de grande parte dos animais vertebrados), podendo ter função diferente, dependendo da adaptação. De acordo com o evolucionismo, a explicação para essas semelhanças é que todos os animais mencionados descendem de uma mesma espécie ancestral que viveu em um passado remoto e da qual herdaram a estrutura óssea semelhante. Durante a evolução de cada grupo de vertebrado, a forma de muitos ossos se modificou em função da adaptação das espécies a modos de vida diferentes, mas conservou o design básico do ancestral. Assim, a semelhança anatômica entre os membros anteriores dos vertebrados testemunha seu parentesco evolutivo. 13. Convergência evolutiva designa a adaptação que leva grupos de organismos pouco aparentados a desenvolver estruturas e formas corporais semelhantes ao adotar modos de vida semelhantes. As asas, por exemplo, são estruturas adaptadas para voar e, por isso, apresentam superfície ampla, o que permite obter sustentação no ar. Esse princípio estrutural está presente tanto nas asas de insetos como nas asas dos morcegos, que têm origens embrionárias totalmente distintas. 14. A principal maneira de se formarem novas espécies é a cladogênese, também chamada de especiação por diversificação. Esse processo tem início com o isolamento entre populações de uma espécie ancestral, de modo a impedir o cruzamento entre os indivíduos das populações isoladas. O tipo mais comum de isolamento é o aparecimento de uma separação física (isolamento geográfico) entre as populações, que dificulta ou mesmo impede completamente o encontro entre seus indivíduos. Um rio que corta uma planície, um vale que separa dois planaltos, um braço de mar que separa ilhas e continentes etc. podem causar o isolamento geográfico. Uma vez isoladas, as duas populações passam a ter histórias evolutivas diferentes. Mutações dos genes que ocorrem em uma delas podem não ocorrer na outra (e vice-versa), e a adaptação a ambientes diferentes leva à diversificação das populações, que vão se tornando mais e mais diferentes quanto a seus patrimônios genéticos e características. As diferenças acumuladas entre as populações isoladas podem tornar-se tão grandes que seus indivíduos perdem a capacidade de se cruzar cruzar.. A partir daí, diz-se que as duas populações apresentam isolamento reprodutivo, reprodutivo, e elas passam a ser consideradas espécies distintas. 15. Com a publicação do livro A origem das espécies em que Darwin propõe a idéia de parentesco evolutivo, os biólogos passaram a assumir que a classificação biológica deveria refletir as relações evolutivas entre os seres vivos. Os componentes de uma categoria taxonômica ou táxon deveriam ter compartilhado uma espécie ancestral comum em algum ponto da história evolutiva. R
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16. Árvores filogen éticas (ou filogenias) s ão diagramas ramificados que tentam representar as rela ções de parentesco evolutivo entre grupos de seres vivos. Nas árvores filogen éticas, a divisão de um ramo em dois indica que um grupo ancestral originou dois outros grupos de organismo. Cada esp écie atual representa a ponta de um ramo da grande árvore filogen ética dos seres vivos.
17. Lineu considerava prioritariamente as caracter ísticas estruturais e anatômicas dos seres vivos. A Sistem ática moderna, al ém das características morfológicas, compara também semelhanças entre as moléculas dos seres vivos, principalmente seus ácidos nucléicos (DNA e RNA) e prote ínas. 18. Para a fenética, a classificação deve expressar a semelhan ça entre categorias taxon ômicas, com base no maior n úmero de características possível, e não necessariamente refletir a hist ória
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evolutiva de um grupo. Os feneticistas agrupam os organismos em categorias taxon ômicas, ou táxons, com base na sua similaridade estimada pela m édia das características compartilhadas, sem privilegiar nenhum car áter em particular. Para a escola filogenética, a classificação biológica deve refletir o m áximo possível as relações de parentesco entre os t áxons. O método em ascensão entre os filogeneticistas é a cladística, que procura estabelecer relações de parentesco evolutivo pela escolha criteriosa de características que indicam realmente a ancestralidade comum entre os grupos, tentando descartar as caracter ísticas decorrentes de converg ência evolutiva.
19. Apomorfias s ão as novidades evolutivas que aparecem exclusivamente nos componentes de um t áxon, definindo-o como grupo; em outras palavras “é o que todos os seus componentes têm e ningu ém mais tem”. Por exemplo, “presença de pêlos e de glândulas mamárias” são apomorfias dos mam íferos: somente eles têm, ninguém mais possui. Assim, qualquer animal que possua pêlos e glândulas mamárias pertence à classe Mammalia. A presença de coluna vertebral é uma apomorfia dos vertebrados e define o subfilo Vertebrata, enquanto a presen ça de notocorda é uma apomorfia dos cordados e define o filo 4
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QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR QUESTÕES
OBJETIVAS
23. d 24. d 25. c 29. 1b 1b; 2a; 3e; 4c; 5b; 6d. QUESTÕES
26. a 30. c
27. d 31. b
28. a 32. d
DISCURSIVAS
33. Os animais A e B devem apresentar maior grau de semelhança, uma vez que pertencem à mesma família –– categoria taxonômica mais restrita do que ordem. Em outras palavras, enquanto A e B somente diferem quanto ao g ênero e à espécie, C e D diferem quanto à família, ao gênero e à espécie.
34. a) A afirmação é procedente dentro de uma certa l ógica. Embora o conceito de esp écie tenha sido definido pelos cientistas (sendo, nesse sentido, arbitr ário), as espécies estão realmente separadas na natureza pelo isolamento reprodutivo reprodutivo (dois indiv íduos que se cruzam e produzem descendentes férteis, em condi ções naturais, pertencem à mesma espécie). b) Todas as outras categorias taxon ômicas baseiam-se em crit érios arbitrariamente escolhidos pelos cientistas, tais como semelhan ças físicas, desenvolvimento embrion ário, graus de parentesco (evolu ção e análise molecular). Pode haver diverg ência quanto a classificar dois organismos em um mesmo g ênero ou família, mas o critério que separa as espécies é natural –– o isolamento reprodu reprodutivo. tivo. 35. REINO
TIPO DE CÉLULA
TIPO DE ORGANIZAÇÃO
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Procari ótic ticaa Euc Eucari ariótica Unic Unicelul elular ar Mult Multicel icelular ular Auto Autotr tr ófica Hete Heterotr rotrófica Monera
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20. Cladogramas são representações gráficas semelhantes às árvores filogenéticas, sendo porém construídos segundo os m étodos da cladística. Em um cladograma nunca encontramos tr ês ramos partindo de um mesmo ponto, como nas árvores filogen éticas, já que a cladística admite que as esp écies surgem sempre pela divisão em dois de uma esp écie ancestral (cladog ênese). Além disso, nos cladogramas sempre est ão indicadas as caracter ísticas derivadas usadas para a classifica ção. 21. Reino Monera: reúne seres procari óticos e unicelulares, de tamanho microscópico, genericamente chamados bact érias e arqueas. Reino Protoctista: inclui os protozo ários, seres eucarióticos, unicelulares e heterotróficos, e as algas, seres também eucarióticos, mas autotróficos fotossintetizantes e unicelulares ou multicelulares, além dos mixomicetos. Reino Fungi: inclui os fungos, seres eucarióticos, unicelulares ou multicelulares, heterotr óficos. Reino Plantae: reúne as plantas, seres eucarióticos, multicelulares e autotróficos fotossintetizantes. Musgos, samambaias, pinheiros e plantas frutíferas são os principais grupos do reino Plantae, cujos representantes formam embri ões multicelulares que, durante o desenvolvimento, retiram alimento da planta genitora. Reino Animalia: reúne os animais, seres eucarióticos, multicelulares e heterotróficos. A caracter ística típica dos animais é que todos eles formam, durante o desenvolvimento embrion ário, um estágio embrionário chamado blástula.
22. Os v írus não estão incluídos em nenhum dos cinco reinos por serem acelulares, isto é, não apresentarem células. Eles são constituídos por uma ou algumas mol éculas de ácido nucl éico (DNA ou RNA), envoltas por mol éculas de proteína. Os vírus são sempre parasitas intracelulares.
CAPÍ TULO TULO
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v írus GUIA DE ESTUDO 1. Vírus são agentes infecciosos diminutos (com tamanho entre 20 e 300 nm de di âmetro ou comprimento) constitu ídos por ácido nucléico e proteínas, sem organiza ção celular e que parasitam células de todos os tipos de seres vivos, desde bact érias e fungos até plantas e animais. 2. Os vírus, segundo alguns cientistas, n ão são seres vivos porque não apresentam nenhum tipo de atividade metab ólica, sendo incapazes de se multiplicar fora de uma c élula hospedeira. Uma discussão entre os bi ólogos é se os vírus são a forma de vida mais simples que existe ou se eles s ão os sistemas moleculares não-vivos mais complexos existentes. Mesmo os que n ão incluem os v írus entre os seres vivos concordam que eles s ão sistemas biol ógicos, uma vez que possuem ácidos nucl éicos com instruções genéticas codificadas. Seu sistema de codifica ção genética é o mesmo que o de todas as formas de vida conhecidas. 3. Além de produzirem doen ças muitas vezes sérias em seres humanos, os vírus também atacam animais e plantas de interesse comercial causando preju ízos à humanidade. Alguns tipos de vírus têm sido empregados como ferramentas importantes para manipulação genética de animais e plantas na área da biotecnologia. Vislumbra-se tamb ém o emprego de bacteriófagos para combater bactérias causadoras de doen ças, que se tornaram resistentes aos antibi óticos existentes. RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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4. Os vírus foram descobertos no final do s éculo XIX com o estudo da doença conhecida como mosaico-do-tabaco. O pesquisador Adolf Mayer descobriu que essa doença podia ser transmitida a plantas sadias por um extrato das folhas de uma planta doente. O bi ólogo Dimitri Ivanovski demonstrou depois que o agente infeccioso do mosaico era pequeno o suficiente para atravessar os fin íssimos poros de filtros de porcelana. Em 1897, Martinus Beijerinck demonstrou que o agente infeccioso contido nos filtrados era capaz de se multiplicar. Os biólogos chamaram esse tipo de agente infeccioso de vírus, palavra de origem latina que significa veneno. 5. Um vírus possui um único tipo de ácido nucl éico, que pode ser DNA ou RNA, envolto por um revestimento de prote ínas, o capsídio. Este, por sua vez, pode ou n ão estar envolvido por uma membrana lipoprot éica, o envelope viral, formado a partir da membrana plasm ática da célula hospedeira. A part ícula viral, quando está fora da c élula hospedeira, é denominada vírion; cada tipo de v írus apresenta v írions de formato caracter ístico. 6. Depois de penetrar na c élula hospedeira, o material gen ético do vírus se multiplica e produz mol éculas de RNA mensageiro, traduzidas em prote ínas virais. Algumas dessas prote ínas têm a função de alterar o funcionamento da c élula, desviando o metabolismo celular para a produ ção de novos v írus. Outras ir ão constituir os envolt órios virais, associando-se aos ácidos nucl éicos e gerando novos v írus capazes de infectar outras c élulas. 7. Os v írus podem ser classificados em v írus de DNA ou v írus de RNA. Dentro de cada uma dessas categorias eles podem ser classificados quanto ao n úmero de cadeias do ácido nucl éico: simples ou dupla. Os v írus de RNA de cadeia simples podem ainda ser subdivididos em tr ês categorias: cadeia +, nos quais o RNA genômico é igual ao RNAm; cadeia –, em que o RNA genômico é complementar ao RNAm; retrov írus, que produzem DNA a partir do RNA viral. 8. Transcriptase reversa é uma enzima presente nos retrov írus, sendo responsável pela produ ção de DNA a partir do RNA viral. À medida que sintetiza o DNA, essa enzima degrada o RNA modelo. Em seguida, ela catalisa a produ ção de uma cadeia de DNA complementar à formada a partir do RNA, originando uma mol écula de DNA dupla. Esse DNA é transcrito em mol éculas de RNA, que atuam como mensageiras na s íntese das prote ínas virais. A transcriptase reversa sintetiza tamb ém o RNA que ser á empacotado para constituir os novos v írus formados na c élula infectada. 9. Capsídio é o envoltório prot éico que sempre reveste o ácido nucléico viral. Nucleocaps ídio é o conjunto formado pelo ácido nucl éico e pelo caps ídio que o envolve. Envelope viral é o envoltório externo de alguns v írus, formado por um peda ço de membrana plasmática da c élula hospedeira, modificada pela inclus ão de prote ínas virais. 10. Receptores virais s ão moléculas presentes na superf ície da célula hospedeira que permitem a liga ção do vírus. 11. Para infectar uma célula, todo vírus precisa se encaixar a receptores presentes na superf ície celular celula r. É a necessidade dessa associação que torna os v írus tão específicos: eles só conseguem infectar células que possuam receptores compat íveis aos ligantes de seu envoltório. Uma vez preso à superfície celular, o v írus pode injetar apenas seu ácido nucléico na célula, como fazem os bacteri ófagos, ou introduzir todo o nucleocaps ídio, como fazem os v írus de animais. A infecção pode se dar de duas maneiras básicas: a partícula viral é endocitada pela célula, como ocorre com o v írus da gripe, ou o envelope viral se funde à membrana plasmática liberando o nucleocaps ídio no citoplasma, como ocorre com o HIV. 12. As plantas são infectadas por v írus de duas maneiras, conhecidas como transmiss ão vertical e transmiss ão horizontal. A transmissão vertical ocorre em casos de propaga ção assexuada, em que a nova planta se desenvolve a partir de c élulas de uma plan-
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
ta infectada. Fala-se em transmiss ão horizontal quando a planta se contamina com v írus provenientes do ambiente. Quando ocorrem lesões na planta, como as decorrentes de podas, os v írus podem penetrar pelos ferimentos. Eles se dispersam por toda a planta passando pelas pontes citoplasm áticas (plasmodesmos) que põem em comunica ção direta o citoplasma das células vegetais. Certos vírus são transmitidos por insetos sugadores de seiva.
13. O fago T4 é capaz de aderir à parede celular de uma bact éria hospedeira, perfurando-a e nela injetando seu DNA. Este começa a se multiplicar e a ser transcrito em mol éculas de RNAm por ação de enzimas da própria bactéria, incapazes de distinguir o DNA viral do bacteriano. Os RNAm virais s ão traduzidos em proteínas virais e os novos vírus começam a ser montados. Uma enzima viral, um tipo de lisozima, produzida ao final da infecção, degrada os componentes da parede bacteriana e libera as novas part ículas virais. O processo todo ocorre em menos de 30 minutos. 14. O profago é o ácido nucl éico viral em estado de lat ência, integrado ao cromossomo da c élula hospedeira. O profago duplicase junto com o DNA do hospedeiro, sendo assim transmitido às células-filhas. Epissomo é um termo usado para designar qualquer molécula de DNA com capacidade replicativa que se encontra livre dentro de uma c élula, ou seja, não associado fisicamente ao cromossomo bacteriano. V írus temperados são aqueles capazes de se manter inativos na c élula hospedeira, como profago ou como epissomo. 15. Uma bactéria portadora de um v írus integrado em seu DNA, na forma de profago, é chamada de bactéria lisogênica, uma vez que a qualquer momento o fago pode se desintegrar e destruir a célula hospedeira. As sucessivas divis ões de uma bact éria lisogênica, com transmiss ão do vírus integrado às suas célulasfilhas, é chamado de ciclo lisog ênico. Quando eventualmente o profago se desprende do cromossomo bacteriano e passa a se multiplicar, originando novos fagos e causando a lise celular, fala-se em ciclo l ítico.
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16. Um vírion da gripe é um envelope lipoprot éico que contém oito moléculas de RNA diferentes, envoltas pelas prote ínas do capsídio. O envelope é um pedaço da membrana plasmática da célula hospedeira que contém proteínas que caracterizam o v írus.
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17. Durante a infec ção gripal, uma pessoa produz anticorpos contra as espículas virais e torna-se imune ao tipo de v írus que a infectou. Ap ós um surto de gripe, grande parte da popula ção se torna imune àquele tipo espec ífico de vírus. No entanto, em algumas pessoas surgem v írus mutantes, com espículas H e N ligeiramente diferentes das da linhagem original, o que impede que os anticorpos produzidos atuem eficientemente. Esses v írus mutantes provocar ão um novo surto da doen ça quando as condi ções se tornarem prop ícias, por exemplo, nos meses de inverno, quando a resist ência natural das pessoas diminui devido às variações climáticas. A vacina antigripe usada atualmente na imunização de idosos é feita com uma mistura das formas virais mais comuns, em particular das que causaram gripe nos últimos anos. 18. Formas muito diferentes de v írus de gripe surgem esporadicamente por recombinação genética. Como os v írus têm oito moléculas de RNA diferentes em seu genoma, no caso de uma c élula ser infectada simultaneamente por dois tipos diferentes de vírus, podem ser geradas part ículas virais com combina ções de moléculas de RNA das duas variedades. Esses v írus terão combinações de proteínas totalmente novas, n ão reconhecidas pelo sistema imunitário humano. O v írus pode, então, se reproduz reproduzir ir rapidamente provocando infec ções agudas e se dispersando pela população. Essa é, em geral, a origem das grandes pandemias de gripe.
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19. A razão é que se tais vírus forem identificados rapidamente h á a possibilidade de se produzir vacinas e imunizar grande parte da popula ção antes que a epidemia atinja maiores proporções. 20. De modo geral, os vírus desses animais não são adaptados à nossa espécie e não conseguem transmitir-se de uma pessoa para outra. No entanto, bastam algumas modifica ções na molécula de hemaglutinina do v írus da gripe desses animais para que ele possa se ligar e infectar c élulas humanas. Isso pode acontecer tanto por muta çã o no v írus quanto por meio de sua recombina ção com o vírus de gripe humano. Por exemplo, se uma célula for infectada simultaneamente por um v írus de ave e por um vírus humano, o que ocorre com certa freq üência em porcos, podem ser gerados novos tipos de v írus com uma mistura dos dois tipos de RNA. Um desses v írus, que porte o RNA respons ável pela produção da hemaglutinina humana, ser á capaz de infectar c élulas humanas com efici ência. Como parte de seus demais componentes s ão típicos do v írus de aves, ele será desconhecido para nosso sistema imunit ário, que não conseguirá combatê-lo com a efici ência necessária para evitar uma infecção grave.
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21. O vírus da gripe liga-se, por meio da proteína H (hemaglutinina) presente em seu envelope lipoprot éico, a receptores presentes na membrana das células que revestem as vias respiratórias. Essa ligação estimula a membrana plasmática a englobar o v írus, que penetra assim inteiro na célula hospedeira. Ele é liberado no citoplasma no interior da bolsa resultante da endocitose. O envelope lipoprot éico do v írus funde-se, então, à membrana do endossomo e o nucleocaps ídio entra em contato direto com o citoplasma, desfazendo-se e liberando as mol éculas de RNA. Estas migram para o interior do n úcleo da célula hospedeira, onde passam a atuar. 22. As moléculas de RNA viral (cadeias –) são usadas como modelo para produzir mol éculas complementares (cadeias +) que atuam como RNAm na s íntese das prote ínas virais. Algumas dessas moléculas de RNA (cadeia +) permanecem no n úcleo da célula e são usadas como modelo para a produ ção de cadeias complementares (cadeias –), que constituirão o material genético dos novos v írus. Cada conjunto de oito mol é culas de RNA (cadeia – ) é envolvido por prote ínas do capsídio transcritas pelos ribossomos celulares a partir de RNAm virais, formando os nucleocaps ídios. Uma parte das proteínas transcritas a partir dos RNAm virais, entre elas as hemaglutininas e as neuraminidases, associam-se à membrana da célula infectada, preparando-a para envelopar novos vírus formados. Os nucleocaps ídios encostam nas regi ões da membrana plasmática dotadas externamente de esp ículas H e N e são expelidos da célula, revestidos pelo envelope viral. 23. O vírion do HIV apresenta um envelope lipoprotéico externo que cont ém glicoprote ínas. Este envelope, por sua vez, cont ém o nucleocapsídio constitu ído por duas mol éculas idênticas de RNA de cadeia simples, por prote ínas e pelas enzimas transcriptase reversa e integrase. 24. São o linfócito T auxiliador (c élula CD4) e certos tipos de c élulas epiteliais. 25. Depois de se ligar aos receptores da célula hospedeira, o envelope do HIV funde-se com a membrana celular e introduz o nucleocaps ídio. No citoplasma, este libera o RNA, a transcriptase reversa e a integrase. A transcriptase reversa entra em a ção imediatamente e transcreve uma cadeia de DNA a partir do RNA viral (transcrição reversa). É esse modo de ação que caracteriza os retrovírus. À medida que transcreve o DNA, a transcriptase reversa degrada o RNA modelo. Em seguida, produz uma cadeia de DNA complementar à recém-sintetizada, originando um DNA de cadeia dupla. Esse DNA penetra no n úcleo da célula hospedeira e, pela ação da enzima integrase, insere-se em um dos cromossomos. Uma vez integrado ao cromossomo da c élula, o DNA viral come ça a produzir moléculas de RNA. Algumas
delas irão constituir o material gen ético dos novos v írus; outras serão traduzidas pelos ribossomos da c élula, produzindo as diversas proteínas virais: transcriptase reversa, integrase, prote ínas do capsídio e glicoprote ínas. Estas últimas, que farão parte do envelope viral, migram para a membrana da c élula hospedeira, onde se agregam. Por sua vez, RNA, enzimas e prote ínas unem-se formando nucleocaps ídios. Os nucleocaps ídios encostam nas regiões da membrana plasmática onde há glicoproteínas e são envolvidos por ela, surgindo assim o envelope viral. Ao final desse processo, vírions completos do HIV s ão expelidos da célula hospedeira e podem infectar c élulas sadias. A célula hospedeira, tendo o material genético do vírus integrado ao seu, continua a produzir partículas virais. Em certas c élulas infectadas, o v írus integrado ao cromossomo mantém-se em estado latente (profago), sem produzir RNA. Isso impede que o sistema imunit ário e drogas antivirais eliminem o vírus completamente do corpo humano.
26. O HIV transmite-se atrav és de fluidos corporais produzidos durante as relações sexuais e pelo sangue. As vias de transmiss ão são relações sexuais, uso de seringas contaminadas e transfus ão de sangue. O vírus parece ser capaz de atravessar a placenta e contaminar o feto ou ser transmitido da m ãe para o filho durante o parto. Cerca de 30% dos filhos de m ães portadoras do vírus nascem infectados se a mulher n ão for tratada com drogas antivirais durante a gravidez. É provável também que o vírus seja transmitido da m ãe para o filho atrav és da amamentação. 27. Algumas pessoas não manifestam nenhum sintoma ao serem infectadas pelo HIV; outras t êm sintomas semelhantes aos da gripe: febre, dor de cabeça, cansaço e inflamação dos linfonodos. Os sintomas desaparecem entre uma semana e um m ês e geralmente são confundidos com os de uma virose qua lquer. Durante a fase que sucede a infec ção, os vírus multiplicam-se ativamente e os fluidos corporais e o sangue da pessoa s ão altamente infectantes. O sistema imunit ário é ativado pela multiplica ção viral e passa a combater os v írus, que diminuem em quantidade e tornam a infec ção completamente assintom ática. Novos sintomas só voltam a aparecer muito tempo depois, em geral, ap ós alguns anos. Durante o per íodo assintom ático, trava-se uma batalha entre o HIV e o sistema imunit ário. A principal c élula atacada pelo HIV é um leuc ócito sang üí neo, o linf ócito T auxiliador, também chamado célula CD4, que comanda as respostas do sistema imunit ário. Assim, ao destruir as c élulas CD4, o HIV enfraquece a capacidade do organismo em combater tanto a infecção retroviral como outras infec ções comuns, que normalmente não afetariam pessoas sadias. 28. A aids refere-se aos estágios mais avançados da infecção pelo HIV e caracteriza-se pela diminui ção da quantidade de linf ócitos T CD4 (menos de 200 c élulas por mil ímetro cúbico de sangue, enquanto uma pessoa sadia apresenta quantidade de c élulas T CD4 cinco vezes maior). Outros sintomas s ão infecções oportunistas que normalmente n ão aparecem em pessoas sadias. Nos portadores de aids, essas infec ções s ão severas e muitas vezes fatais, pois o sistema imunit ário praticamente destru ído pelo HIV não consegue combater os agentes que as causam, como v írus, bact érias, fungos e outros microrganismos. microrganismos. 29. A prevenção da infecção pelo HIV consiste em: a) praticar sexo seguro, com a prote ção de preservativos (camisinhas); b) usar sempre sangue devidamente testado para transfus ões. Além disso, mulheres portadoras do v írus devem ser tratadas com drogas antivirais durante a gravidez e n ão podem amamentar o recém-nascido. 30. Apesar de não curar a aids, os tratamentos com coquet éis antivirais têm permitido reduzir o n úmero de mortes em decorr ência da aids e melhorar a qualidade de vida dos portadores do HIV. Os coquet éis consistem de combina ções de inibidores da transcriptase reversa e inibidores das proteases virais. RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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31. Zoonoses virais são doenças causadas por v írus transmitidas aos seres humanos por animais. 32. Diversas doenças virais que atualmente se transmitem de pessoa a pessoa foram adquiridas originalmente de reservat órios animais. Existem indícios de que a varíola e o sarampo, por exemplo, originaram-se do gado bovino h á menos de 10 mil anos, quando as populações humanas tornaram-se sedent árias e passaram a conviver com animais domesticados. O v írus da gripe humana, ao que tudo indica, descende de um v írus de marreco ou de porco. 33. Arbovírus são os vírus transmitidos pela picada de artr ópodes, capazes de se multiplicar tanto nesses insetos quanto em animais vertebrados. Exemplos de arbov írus são os que causam a febre amarela, a dengue e diversas encefalites. 34. Viróides são pequenos segmentos de RNA de cadeia simples presentes exclusivamente no n úcleo das c élulas infectadas. Eles se distinguem dos v írus por n ão formarem envolt órios protéicos e n ão codificarem prote ínas. Virusóides são moléculas de RNA infecciosas semelhantes aos vir óides mas que só se multiplicam quando a célula está infectada por determinado tipo de v írus. 35. Os príons são moléculas de prote ínas infectantes capazes de induzir altera ções na forma de prote ínas do hospedeiro, que se transformam em novos pr íons. Quando uma pessoa ou um animal ingerem carne contaminada por pr íons, estes penetram na circulação sangüínea, atingindo nervos e corpos celulares dos neurônios, onde transformam prote ínas normais em novos príons. A destruição dos neurônios afeta o funcionamento do sistema nervoso, levando ao aparecimento dos sintomas t ípicos da doença: perda gradativa da mem ória recente e de orienta ção espacial, incontin ência urin ária, demência e morte. Os pr íons são a causa de doen ças como: encefalopatia espongiforme bovina (“doença da vaca louca ”); doença de Creutzfeld-Jac Creutzfeld-Jacob; ob; doença de Gerstmann-Straussler Gerstmann-Straussler-Scheinker; -Scheinker; ins ônia familiar fatal; kuru; síndrome de Alpers.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR QUESTÕES OBJETIVAS
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QUESTÕES DISCURSIVAS
47. O processo de introdu ção do gene PDX-1 no material gen ético da c élula hepática é comparável ao processo de incorpora ção do DNA do HIV no cromossomo da c é lula hospedeira. O adenovírus atua, assim, como um “vetor” que transporta genes para dentro da c élula. 48. De acordo com a defini ção (1), vírus, viróides, virusóides e príons seriam considerados vivos, pois todos s ão formados por substâncias orgânicas e se multiplicam. Os tr ês primeiros multiplicam-se por meio da cópia de sua estrutura em mol éculas-filhas, e o último (príon), por modelagem de mol éculas já prontas. De acordo com a defini ção (2), os príons seriam excluídos, pois não contêm ácidos nucl éicos. Quanto aos tr ês outros, depende do que se define por “instruções codificadas ”. Se estas são necessariamente seqüências de bases nitrogenadas espec íficas, vírus, viróides e virusóides seriam considerados vivos, e pr íons não; se considerarmos que as informa ções têm de se expressar pela síntese de proteínas, porém, apenas vírus seriam considerados vivos, pois vir óides, virusóides e príons não codificam prote ínas. De acordo com a defini ção (3), apenas vírus seriam considerados vivos, pois viróides, virusóides e príons não codificam prote ínas; os príons atuam sobre proteínas já prontas. De acordo com a definição (4), nenhuma das quatro entidades citadas seria considerada viva, pois nem mesmo as mais complexas delas, os v írus, apresenta metabolismo próprio.
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
CAPÍ TULO TULO
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Os seres procarióticos: bactérias e arqueas GUIA DE ESTUDO 1. As bactérias e as arqueas diferem de todos os demais seres vivos por apresentarem células procarióticas; protoctistas, fungos, plantas e animais possuem células eucarióticas. 2. A constituição qu ímica da parede celular é uma diferença importante entre bact érias e arqueas. Nas bact érias, ela contém peptidioglicanos, subst ância inexistente em arqueas, cuja parede é constituída por polissacar ídios e proteínas. Diversas arqueas não têm parede celular. A diferen ça mais marcante entre bact érias e arqueas reside na organiza ção e no funcionamento dos genes. Nesses aspectos, as arqueas assemelham-se mais aos organismos eucari óticos. 3. Células eucarióticas apresentam compartimentos membranosos no citoplasma; no principal deles, o n úcleo, fica contido o material genético (cromossomos). Células procarióticas têm organização bem mais simples, n ã o apresentando compartimentos membranosos em seu citoplasma, de modo que seu material genético fica em contato direto com o fluido que preenche a c élula. 4. A célula procari ótica apresenta um envolt ório externo r ígido, a parede celular, celular, que determina a forma celular e protege contra agressões físicas do ambiente (poucas esp écies de bactéria não têm parede celular). Sob a parede celular est á a membrana plasmática, semelhante às membranas das células eucarióticas. A membrana delimita o citoplasma, onde h á milhares de pequenos grânulos, os ribossomos, respons áveis pela produção das prote ínas, e o nucleóide, que é a massa emaranhada de DNA que constitui o cromossomo bacteriano.
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5. Além do DNA cromossômico, a célula procariótica pode também conter moléculas circulares adicionais de DNA, os plasm ídios. Estes são bem menores que a mol écula de DNA do cromossomo e não são essenciais à vida da célula. A presença de plasmídios, entretanto, pode ser vantajosa, pois eles geralmente cont êm genes para destruir moléculas de antibióticos, que poderiam matar a c élula.
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6. Cápsula bacteriana é uma cobertura gelatinosa pegajosa que reveste externamente a parede celular de certas bact érias. A cápsula pode estar associada à virulência da bact éria, isto é, à sua capacidade de causar doen ça, pois ela dificulta a fagocitose da bactéria pelos glóbulos brancos do hospedeiro. 7. As células bacterianas podem apresentar forma esf érica (coco), de bastonete (bacilo), espiralada (espirilo), de v írgula (vibrião) etc. Os agrupamentos podem ser dois cocos unidos (diplococo), oito cocos formando um cubo (sarcina), cocos alinhados formando cadeias que lembram colares de contas (estreptococo), cocos reunidos em forma de cacho de uvas (estafilococo (estafilococo), ), bacilos reunidos dois a dois (diplobacilo), bacilos alinhados em cadeia (estreptobacilo) etc. 8. Bactérias autotróficas são as que produzem subst âncias orgânicas a partir de substâncias inorgânicas (gás carbônico, água, gás sulfídrico etc.), utilizando para isso energia luminosa (fotoautotr óficas) ou energia qu ímica liberada em certas rea ções inorgânicas de oxirredução (quimioautotr óficas). As bactérias heterotróficas alimentam-se de moléculas produzidas por outros seres vivos. 9. Fixação de nitrog ênio é a transformação do gás nitrogênio (N2) do ar atmosférico em compostos nitrogenados que os seres vivos podem utilizar para a s íntese de subst âncias org ânicas nitrogenadas. As cianobact érias são importantes em termos ecológicos por serem capazes de fixar nitrogênio atmosférico e de colonizar ambientes in óspitos como superf ície de rochas, solo e águas pobres em nutrientes.
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10. As cianobactérias e as proclorófitas realizam um processo de fotossíntese semelhante ao de algas e plantas, em que moléculas de gás carbônico (CO2) reagem com moléculas de água (H2O) produzindo glic ídios e gás oxigênio (O2). As sulfobact érias, tanto as púrpuras quanto as verdes, realizam um tipo de fotoss íntese em que a subst ância doadora de hidrog ênio não é a água, mas compostos de enxofre, como o g ás sulfídrico (H2S). Essas bactérias n ã o produzem g á s oxig ê nio como subproduto da fotossíntese, mas enxofre elementar (S). ou íons 11. Espécies do gênero Nitrosomonas absorvem amônia (NH3) ou amônio (NH+4) presentes no solo e os oxidam a íons nitrito (NO–2). Espécies do gênero Nitrobacter absorvem íons nitrito (NO2–) e os oxidam a íons nitrato (NO –3). Estes fertilizam o solo pois s ão os compostos nitrogenados nitrogenados que as plantas melhor conseguem assimilar.
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12. Bactérias do g ênero Rhizobium são capazes de fixar nitrog ênio do ar e de manter estreita coopera ção com plantas da família das leguminosas, tais como a soja, o feij ão e a alfafa. Essas plantas possuem nódulos localizados nas ra ízes, dentro dos quais vivem as bactérias, que captam g ás nitrogênio do ar e com ele produzem compostos nitrogenados, tamb ém utilizados pela planta hospedeira. Em troca, a leguminosa fornece a çúcares e outros compostos org ânicos às bactérias. Os compostos nitrogenados produzidos pelas bact érias dos nódulos das leguminosas acabam por fertilizar o solo, o que favorece tamb ém plantas não-leguminosas. 13. Certos agricultores alternam o plantio de esp é cies n ãoleguminosas, como o milho, por exemplo, com o plantio de leguminosas, como o feij ão ou a soja, método conhecido como rota çã o de culturas. Podem plantar leguminosas e n ãoleguminosas ao mesmo tempo, em fileiras alternadas, m étodo conhecido como planta ção consorciada. Outros agricultores plantam leguminosas e as deixam apodrecer no campo, preparando o solo para uma próxima cultura; esse método é chamado de adubação verde. C
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14. Bact érias saprofágicas são as que obtêm alimento a partir de matéria orgânica sem vida, como cad áveres ou por ções descartadas por outros seres vivos. Bact érias parasitas são as que obtêm alimento a partir dos tecidos corporais vivos de outros seres.
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15. Respiração aeróbica é um processo em que a c élula obtém energia a partir de mol éculas orgânicas (açúcares, gorduras etc.) com participação do gás oxigênio (O2). As moléculas orgânicas reagem com o gás oxigênio sendo totalmente degradadas a g ás carbônico (CO2) e água (H2O). O gás oxigênio atua como aceptor final dos hidrog ênios liberados pela oxida ção da mol écula orgânica, transformando-se em mol éculas de água. A respiração anaeróbica também é um processo de obten ção de energia por oxidaçã o de moléculas org ânicas, mas difere da respira çã o aeróbica, por não utilizar g ás oxigênio e sim uma outra subst ância inorgânica, como um nitrato ou um sulfato, como aceptor final dos hidrog ênios liberados na oxida ção. nitrogenados em sua respiração 16. Bactérias que usam compostos nitrogenados anaeróbica são importantes na reciclagem do elemento nitrogênio (N). Algumas transformam amônia em nitratos, e outras transformam nitritos em nitratos (nitrifica ção). Outras bactérias permitem o retorno do nitrogênio à atmosfera, processo conhecido como desnitrifica ção. Bactérias como Desulfovibrio participam da reciclagem do enxofre, transformando sulfatos em sulfeto de hidrog ênio (H2S).
17. Fermentação é um processo biol ógico de obten ção de energia em que as moléculas orgânicas são incompletamente degradadas e, por isso, liberam menos energia que a liberada na respiração. Os tipos de fermentação caracterizam-se pelos produtos formados no processo, que variam de acordo com o tipo de microrganismo microrganism o fermentador. fermentador. Os tipos mais comuns de fermen-
tação são: fermentação alcoólica, em que glicídios são fermentados em álcool etílico e gás carbônico; fermenta ção láctica, em que glicídios são fermentados em ácido láctico; fermenta ção acética, em que álcool etílico é fermentado em ácido acético.
18. A fermentação láctica realizada por bact érias é utilizada na produção de alimentos; diferentes esp écies bacterianas s ão usadas, por exemplo, na produ ção de picles, de queijos diversos e de iogurtes. 19. Bactérias fermentadoras que produzem ácido l áctico (lactobacilos) vivem em diversas partes de nosso corpo contribuindo para mantê-lo saudável. Elas habitam normalmente a vagina, o intestino e a cavidade bucal, onde o ácido láctico por elas eliminado impede o desenvolvimento de outras bact érias potencialmente patogênicas. 20. Bact érias aeróbicas são as que necessitam de g ás oxigênio para viver. Bactérias anaeróbicas n ão necessitam de gás oxigênio. Estas últimas são subdivididas em anaer óbicas facultativas, que podem viver tanto na presen ça quanto na ausência de gás oxigênio, e anaeróbicas obrigat órias, para as quais o g ás oxigênio é letal. 21. As bactérias reproduzem-se assexuadamente por divis ão binária. Nesse processo, a célula bacteriana duplica seu cromossomo e se divide ao meio, originando duas novas bact érias idênticas entre si e à bactéria genitora. Em condi ções ideais, o processo de reprodu çã o dura cerca de 20 minutos. Em algumas hora s, uma única bact éria pode originar uma popula çã o composta por milhares de c élulas geneticamente id ênticas, denominadas clone. 22. Endósporos são estruturas de resist ência formadas por certas espécies de bactéria quando as condi ções ambientais se tornam adversas (falta de nutrientes essenciais ou de água, por exemplo). Os endósporos são revestidos por uma parede grossa e resistente, sendo capazes de permanecer anos com a atividade metabólica suspensa ou muito reduzida. Os end ósporos resistem a calor intenso, a falta de água e a substâncias químicas que normalmente matam os microrganism microrganismos. os. 23. Os endósporos bacterianos s ão resistentes ao calor e à esterilização química. Uma maneira de destru í-los, evitando que originem novas bactérias, é a autoclavagem. Nesse processo, alimentos, roupas, instrumentos hospitalares etc. s ão tratados com vapor de água a 120 °C em alta press ão por um per íodo de, no mínimo, 20 minutos. Essas condi ções são obtidas em um aparelho denominado autoclave, cuja vers ão doméstica é a panela de pressão. A destruição de endósporos de materiais que n ão podem ser submetidos à autoclavagem, como certos tipos de alimento e materiais que n ão resistem a temperaturas altas, é a esterilização por radiação gama. 24. Na preservação de alimentos são utilizadas subst âncias conhecidas como preservativos qu ímicos, que evitam a germina ção de endósporos e a multiplica ção de diversos tipos de microrganismo. Essas substâncias são ácidos orgânicos simples, como o ácido sórbico e o nitrito de s ódio. 25. Recombinação genética é a mistura de genes entre indiv íduos diferentes, com forma ção de indivíduos com caracter ísticas genéticas novas. Uma bact éria pode adquirir genes de outra bactéria e misturá-los aos seus de três maneiras diversas: transfor transfor-mação, transdução e conjuga ção. 26. A transforma ção bacteriana ocorre quando a bact éria absorve mol éculas de DNA dispersas no ambiente. A transdu çã o bacteriana consiste na transfer ência de segmentos de mol éculas de DNA de uma bact éria para outra por meio de um v írus bacteriófago. A conjuga ção bacteriana consiste na passagem de DNA diretamente de uma bact éria doadora para uma bact éria receptora atrav és de um tubo de prote ína, o pili , que conecta duas bactérias conjugantes. RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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27. Quando plasm ídios portadores de genes para resist ência a diferentes antibi óticos entram em uma mesma bact éria, eles podem se recombinar e formar plasm ídios com resist ência a diversos antibi óticos simultaneamente. Esse é o principal mecanismo por meio do qual as bact érias adquirem múltipla resistência a drogas. 28. A distinção entre dois dos maiores grupos de bact éria é feita com base na colora ção de Gram. Essa denomina ção deriva do nome do inventor dessa t écnica de colora ção, o microbiolo microbiologista gista dinamarquês Hans Christian J. Gram (1853-1938). 29. Bactérias Gram-positivas apresentam uma grossa camada de peptidioglicanos em sua parede. As bact érias Gram-negativas possuem uma camada de peptidioglicanos mais fina, envolta por uma segunda membrana lipoprot éica com polissacar ídios incrustados. 30. Actinomicetos s ão bactérias que formam agrupamentos filamentosos semelhantes a fungos, da í sua denominação. 31. A maior parte das bact érias que vivem no solo pertence ao grupo dos actinomicetos, principalmente ao g ênero Streptomyces. Essas bactérias secretam enzimas que digerem prote ínas e polissacarídios presentes na mat éria orgânica do solo. 32. As mixobact érias vivem em ambientes ricos em mat éria orgânica em decomposi ção, como esterco de gado. A maioria alimenta-se de outras bact érias, que s ão mortas pelas enzimas e antibióticos produzidos pelas mixobact érias. Essas bactérias constituem corpos de frutifica çã o, onde se formam os mixósporos, esporos resistentes a o calor, à radiação ultravioleta e à dessecação. 33. Micoplasmas são bactérias pequenas, entre 0,1 µm e 0,25 µm de diâmetro, sem parede celular celular.. Podem formar agrupamentos filamentosos que lembram fungos, da í nome do grupo ( myco significa fungo). Algumas esp écies têm vida livre e outras s ão parasitas extracelulares de animais e de plantas. 34. Clamídias e rickéttsias distinguem-se das demais bact érias por serem parasitas intracelulares obrigat órios: elas só conseguem se multiplicar no interior de c élulas vivas. Uma diferen ça entre clamídias e rickéttsias é que as primeiras produzem, durante seu ciclo de vida, formas resistentes semelhantes a esporos. As rickéttsias não formam esporos, e por isso s ó se transmitem por contato direto. 35. Biotecnologia é a utilização de seres vivos em tecnologias úteis à humanidade. A indústria de latic ínios, por exemplo, utiliza bactérias dos gêneros Lactobacillus e Streptococcus na produção de queijos, iogurtes e requeij ões. O vinagre é produzido por bactérias do gênero Acetobacter , que convertem o álcool do vinho em ácido acético. Bactérias do gênero Corynebacterium têm sido utilizadas para a produ ção em larga escala de ácido glutâmico, um amino ácido utilizado em temperos por sua propriedade de intensificar o sabor dos alimentos. As bact érias também têm sido muito empregadas na ind ústria farmacêutica, para a produção de antibióticos e vitaminas. O antibi ótico neomicina, por exemplo, é produzido por uma bact é ria do g ê nero Streptomyces. A indústria química também se utiliza de bactérias para a produ ção de substâncias como o metanol, o butanol, a acetona etc. 36. As bactérias são peças-chave nas novas tecnologias de manipulação do DNA. As enzimas de restri ção que os cientistas usam para cortar as moléculas de DNA em pontos espec íficos são extraídas de bactérias. Os plasmídios bacterianos s ão modificados pelos cientistas para servirem de vetores para moléculas de DNA de interesse. 37. Biorremediação é o nome que se dá aos procedimentos que se utilizam de microrganismos, principalmente bact érias, para limpar áreas ambientais contaminadas por poluentes das mais di-
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
versas naturezas. O grande interesse nesse tipo de procedimento deve-se ao fato de a biorremedia ção ser geralmente mais simples, mais barata e menos prejudicial ao ambiente que os processos não-biológicos atualmente utilizados, como recolher os poluentes e transport á-los para outros locais.
38. Como exemplo de processo de biorremedia ção pode-se citar a utilização de bact érias na descontamina ção de ambientes polu ídos por substâncias como petr óleo e pesticidas. 39. Bactérias oportunistas s ão aquelas que só conseguem atacar eficientemente o organismo e causar doen ça quando nosso sistema de defesa se torna enfraquecido. Um exemplo é Streptococcus pneumoniae, que vive normalmente na garganta da maioria das pessoas sadias, mas pode causar pneumonia se houver uma queda em nossa capacidade de defesa corporal. Um dos principais problemas da aids é fragilizar o sistema imunit ário, abrindo caminho para uma s érie de infecções oportunistas que n ão afetam pessoas sadias. 40. Antibióticos são substâncias capazes de interferir no metabolismo das bact érias, matando-as. Todos os antibi óticos são extraídos de bactérias e de fungos, mas grande parte deles é modificada por processos qu ímicos que aumentam seu potencial de ação, sendo por isso chamados de antibi óticos sintéticos. O primeiro antibiótico foi descoberto em 1929 por Alexander Fle ming, que o extraiu de um fungo do g ênero Penicillium; por isso, esse antibiótico foi chamado de penicilina. Dez anos depois, a penicilina foi industrializada e passou a ser produzida em grande escala, tendo sido utilizada na Segunda Grande Guerra e contribuído para salvar a vida de milhares de feridos em combate, que certamente teriam morrido de infec ções bacterianas. 41. A maioria das arqueas vive em ambientes extremos como lagos de água quente e ácida, lagos salgados, o tubo digest ório de animais ou o lodo do fundo de lagoas. Recentemente foram descobertas arqueas vivendo em ambientes gelados.
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42. Arqueas halófilas (do grego halos, sal, e philos, amigo) são as que habitam águas com alta concentra çã o salina. Arqueas termoacidófilas são as que vivem em condi ções extremas de acidez e temperatura, como fontes termais ácidas e fendas vulc ânicas nas profundezas oce ânicas. Arqueas metanog ênicas vivem em condições anaeróbicas como p ântanos e tubo digest ório de cupins e de animais herb ívoros, liberando g ás metano como produto de seu metabolismo.
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QUESTÕES DISCURSIVAS
59. Na experiência realizada na década de 1920 pelo cientista ingl ês Fred Griffith, uma mistura de bact érias vivas não-patogênicas com bactérias patogênicas mortas e esmagadas produziu linhagens vivas patog ênicas, capazes de transmitir a caracter ística adquirida à descendência. Essas novas linhagens surgiram pelo processo denominado transforma ção bacteriana, no qual a bactéria é capaz de absorver mol éculas de DNA dispersas no meio (no caso, o DNA das bact érias patogênicas mortas) e recombinála com seu cromossomo. O DNA absorvido, uma vez incorporado ao cromossomo bacteriano, é transmitido às células-filhas. 60. a) Não, h á duas incorre ções no nome: não está destacado no texto com letra inclinada (it álico), ou sublinhada, e o nome da espécie deve ser escrito com a inicial min úscula. O correto seria Helicobacter pylori , ou Helicobacter pylori.
R
Gastrenterologia, logia, comenb) Exemplo de carta dirigida à Clínica de Gastrentero tando a afirma ção “Bactéria boa é bactéria morta”: “Embora algumas bactérias sejam causadoras de doen ças, não se pode fazer essa generalização. Se não fossem as bactérias, provavelmente não haveria vida na Terra. Em primeiro lugar, porque todos os seres vivos descendem de bact érias primitivas; em segundo, porque organelas presentes em c élulas de animais (as mitocôndrias) e em células de plantas (os plastos) descendem provavelmente provavelment e de bactérias que invadiram c élulas eucarióticas ancestrais de animais e plantas. Al ém disso, a maioria das bactérias são essenciais para a manuten ção das condi ções climáticas do planeta e para a produ ção da maior parte do g ás oxigênio necessário à respiração aeróbica dos seres vivos. As bact érias lácteas, além de proteger nosso corpo, s ão largamente usadas na indústria de alimentos, como na produ ção de queijos e iogurtes. As bact érias são respons áveis pela decomposi çã o e reciclagem da mat éria orgânica no planeta, sem o que a mat éria constituinte dos cad áveres não seria reaproveitada. Se as bact érias desaparecessem, ocorreria extin ção da maioria, senão de todas as espécies do planeta ”.
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GUIA DE ESTUDO 6.
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1. A principal cr ítica feita ao sistema de classifica ção em cinco reinos é que ele não reflete o parentesco evolutivo, a principal diretriz da Sistem ática moderna. De acordo com essa diretriz, uma categoria taxonômica deve ser monofilética, isto é, todos os seus representantes devem ter tido em algum ponto do passado um mesmo ancestral, de quem herdaram a caracter ística que compartilham entre si (apomorfismo) e que os distingue de todos os demais grupos.
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2. Não, o reino Protoctista é um grupo claramente polifil ético. Todas as pesquisas recentes apontam que seus principais representantes, genericamente denominados algas e protozo ários, têm ancestralidades distintas. O reino Protoctista é mais uma categoria de conveni ência, algo como um “quarto de despejo ” em que são colocados os seres eucari óticos que não cabem na definição de planta, de fungo ou de animal. 3. O termo alga designa um agrupamento informal de organismos, isto é, não equivalente a uma categoria taxon ômica como reino, filo etc. S ão chamados de algas os seres eucari óticos fotoautotróficos, com células dotadas de parede celul ósica e cloroplastos e que n ão formam embri ões com desenvolvimento dependente do organismo materno. Grande parte das algas é unicelular, mas há também diversas espécies multicelulares, algumas das quais atingem grandes tamanhos. 4. Os organismos chamados informalmente de protozo ários são seres eucarióticos, unicelulares e heterotr óficos. 5. a) As algas vivem no mar, em água doce e em terra firme, sobre superfícies úmidas. b) Muitas espécies são unicelulares, enquanto outras são multicelulares, formando filamentos, l âminas ou estruturas compactas que podem lembrar caules e folhas de plantas terrestres. O corpo das algas multicelulares é chamado de talo. c) A maioria das algas é fotossintetizante, com nutri ção autotrófica. 6. As clorof íceas podem ser unicelulares ou multicelulares, algumas com talos relativamente complexos. A maioria é aquática, com espécies marinhas ou de água doce. Existem tamb ém
clorof íceas terrestres, que vivem em ambientes úmidos como barrancos ou troncos de árvores nas florestas; certas esp écies chegam a viver na superf ície da neve.
7. As zooclorelas s ão clorof íceas que vivem no interior das c élulas de animais, principalmente de cnid ários de água doce como a Hydra. Ao realizar a fotossíntese, as zooclorelas fornecem substâncias orgânicas nutritivas ao cnid ário, que, por sua vez, garante às algas o ambiente adequado para viver. viver. Esse tipo de associação é chamada de endossimbiose. 8. Todas as espécies de feof ícea são multicelulares e marinhas, apresentando cor que varia do bege-claro ao marrom-amarelado. Algumas espécies acumulam carbonato de c álcio na parede celular,, o que lhes confere um aspecto r ígido e petrificado. lular 9. A maioria das rodof íceas é multicelular, com talo geralmente ramificado e dotado de uma estrutura especializada na fixa ção ao substrato. As rodof íceas são abundantes nos mares tropicais, mas também ocorrem em água doce e em superf ícies úmidas, como troncos de árvores de florestas. Sua cor pode variar desde o vermelho até o roxo-escuro, quase negro. Algumas esp écies acumulam carbonato de c álcio na parede celular, sendo denominadas algas coralíneas. 10. As diatomáceas são unicelulares e a maioria das esp écies vive em mares de águas frias, mas algumas espécies habitam lagos de água doce. Elas, em geral, flutuam na superf ície dos mares e lagos, representando parcela importante do fitopl âncton. 11. Diatomito (ou terras de diatom áceas) é formado por camadas compactas de carapa ças de diatomáceas que se acumularam no fundo do mar ao longo de milhares de anos. O diatomito tem granulosidade fin íssima devido ao pequeno tamanho das carapaças vitrificadas que o constituem, se ndo por isso utilizado como matéria-prima de polidores e tamb ém na confecção de filtros e isolantes. 12. A maioria das crisof íceas é unicelular e vive no mar ou em água doce. Muitas apresentam as paredes celulares impregnadas de dióxido de silício (sílica). 13. Os euglenóides são unicelulares e a maioria vive em água doce, nadando gra ças à movimentação de um flagelo. Em ambientes iluminados realizam fotoss íntese, produzindo seu pr óprio alimento. Quando colocados no escuro, podem sobreviver ingerindo partículas de alimento por fagocitose, um modo heterotr ófico de nutrição. Há espécies de euglenóides sem cloroplastos, cuja nutrição é exclusivamente heterotr ófica; os cientistas acreditam que esses organismos provavelmente perderam os cloroplastos no curso da evolu ção. O modo amb íguo de nutri ção, autotrófica e heterotrófica, tem sido um dos motivos de pol êmica na classificação dos euglenóides. Em certos sistemas, os euglen óides são classificados como protozo ários. ma ioria vive no mar, cons14. Os dinoflagelados s ão unicelulares e a maioria tituindo juntamente com as diatom áceas parte importante do fitoplâncton oce ânico. Eles apresentam dois flagelos e se deslocam em rápidos rodopios, girando sobre si mesmos.
15. Zooxantelas são algas, principalmente dinoflagelados, diatom áceas e crisofíceas, que vivem dentro de c élulas de protozo ários e animais marinhos (cnidários, platelmintos e moluscos) em rela ção de de endossimbiose. As zooxantelas mant êm uma relação de troca de benefícios com as células hospedeiras; gra ças à sua capacidade de realizar fotoss íntese, permitem que animais como os corais, que se alimentam de plâncton, possam viver em locais onde h á pouco plâncton dispon ível. 16. Maré vermelha é um fenômeno causado pela multiplica ção exagerada de dinoflagelados perto do litoral, colorindo a água de tons marrom-avermelhados. Nessas situa ções, as substâncias tóxicas liberadas pelos dinoflagelados causam a morte de peixes e de outros animais marinhos, e eventualmente podem intoxicar pessoas. RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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17. As carofíceas são algas multicelulares e vivem em água doce, crescendo geralmente ancoradas a fundos submersos. O aspecto de seu talo é complexo, com nós e entrenós, dos quais se projetam filamentos com órgãos reprodutivos, lembrando os musgos terrestres. A parede celular das carof íceas é constituída de celulose, impregnada de carbonato de c álcio, o que lhes confere um aspecto áspero e petrificado. 18. Três tipos de reprodu ção assexuada presente nas algas s ão: divisão binária, fragmentação e zoosporia. A divis ão binária ocorre em algas unicelulares e consiste na divis ão da célula em duas. A fragmentação, que ocorre em certas algas filamentosas, consiste na quebra do talo em peda ços que regeneram novos organismos. Zoosporia consiste na forma ção de células flageladas, os zoósporos, que se libertam da alga que os formou e nadam at é atingir locais favor áveis, onde se fixam e originam novos talos. 19. No ciclo de vida de muitas algas multicelulares alternam-se gerações de indivíduos haplóides e diplóides, fenômeno denominado alternância de gerações. Talos diplóides (2n) s ão chamados de esporófitos; algumas de suas c élulas diferenciam-se e passam por meiose, produzindo c élulas haplóides (n), os esporos. Os esporos libertam-se do talo dipl óide que os originou e, ao encontrar condi ções adequadas, germinam e produzem talos hapl óides ( n ), os gametó fitos. Na maturidade, algumas c é lulas do gametófito se diferenciam, multiplicam-se por mitose e originam dezenas de gametas haplóides flagelados. Estes libertamse dos gametófitos e fundem-se dois a dois, produzindo zigotos diplóides (2n). O desenvolvimento do zigoto d á origem a um talo diplóide (2n), que na maturidade repetir á o ciclo. 20. Os principais grupos de algas presentes no fitopl âncton s ão diatom áceas e dinoflagelados. Esses organismos, juntamente com bact érias fotossintetizantes, constituem a base da cadeia alimentar nos mares e lagos. Al ém disso, esses seres s ão responsáveis pela produ çã o da maior parte do g ás oxig ênio atmosf érico. 21. A maioria dos protozo ários é aquática, vivendo em água doce, água salgada, regi ões lodosas e terra úmida. Algumas espécies s ã o parasitas, habitando o interior do corpo de animais invertebrados e vertebrados, causando doen ças. Há também protozo ários que mant êm rela çõ es de troca de benef ícios (mutualismo) com outros seres vivos (ex.: flagelados e cupins). Algumas espécies alimentam-se de mat éria orgânica de cadáveres ou de restos de outros seres vivos; outras ingerem microrganismos vivos, como bact érias, algas e outros protozo ários; existem ainda protozo ários parasitas que se alimentam de tecidos corporais dos hospedeiros. 22. A eliminação do excesso de água nesses protozo ários está a cargo dos vacúolos contr áteis, bolsas citoplasm áticas que acumulam água, eliminando-a de tempos em tempos. Assim, pode-se dizer que os vac úolos contr áteis são responsáveis pela regula ção da osmose nos protozo ários, ou seja, por s ua osmorregulação. 23. O filo Rhizopoda, tamb ém chamado Sarcodina, compreende os protozo á rios que se locomovem por meio de expans õ es citoplasmáticas denominadas pseud ópodes, também utilizados para capturar alimento. H á espécies de rizópodes vivendo livremente em água doce ou no mar, sobre os fundos e a vegeta ção submersa. Algumas amebas podem viver no corpo humano sem causar prejuízo, em uma relação que os bi ólogos chamam de comensalismo. Exemplos de amebas comensais humanas s ão Entamoeba gengivalis, que vive na boca, e Entamoeba coli , que vive no intestino. Por outro lado, a Entamoeba histolytica é parasita, e ao se instalar no intestino humano provoca a doen ça conhecida como ameb íase ou disenteria amebiana. 24. Os radiolários e os heliozoários, que integram o filo Actinopoda, apresentam pseudópodes afilados, os axópodes, sustentados por um eixo central e que se projetam como raios em torno da c élu-
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
la. Os radiolários apresentam uma c ápsula interna central, esf érica e perfurada, constitu ída de quitina e ligada a um esqueleto formado por esp ículas de sílica (SiO2) ou de sulfato de estr ôncio (SrSO4); eles vivem exclusivamente no mar, constituindo constituindo um importante componente do pl âncton. Os heliozo ários podem ou não ser dotados de estruturas esquel éticas, mas nunca apresentam cápsula esférica central, como os radiol ários. A maioria dos heliozoários é de água doce; algumas esp écies habitam o fundo de lagos de água doce ou vivem sobre a vegeta ção submersa.
25. O filo Foraminifera (do latim foramen, buraco, furo) re úne protozoários dotados de uma carapa ça externa, constituída de carbonato de cálcio (CaCO3), quitina ou mesmo de fragmentos calc ários ou silicosos selecionados da areia pelo foramin ífero. A carapaça apresenta numerosas perfurações, através das quais se projetam finos e delicados pseud ópodes, usados na captura de alimento. A maioria dos foramin íferos vive no mar. Muitas esp écies de foraminíferos flutuam, constituindo parte importante do pl âncton. Outras espécies vivem sobre algas, animais ou no fundo do mar. 26. O filo Apicomplexa engloba exclusivamente protozo ários parasitas, sem estruturas locomotoras e dotados, em algum est ágio do ciclo de vida, de uma estrutura celular proeminente, proeminente, o complexo apical (daí o nome do grupo). Estudos t êm mostrado que o complexo apical desempenha papel importante na penetração desses protozoários parasitas nas c élulas hospedeiras. O termo Sporozoa, antigamente utilizado para designar o filo, se refere ao fato de muitos representantes do grupo possu írem ciclos de vida com est ágios em que se formam esporos. Zoomastigophora, phora, também conhecido por Flagellata, com27. O filo Zoomastigo preende protozoários que se locomovem por meio de estruturas filamentosas em forma de chicote, os flagelos. Geralmente há um ou dois flagelos, mas algumas espécies podem apresentar dezenas deles. Muitos flagelados podem viver no meio aquático, no mar e em água doce. Alguns t êm vida livre, utilizando os flagelos para a natação e capturando alimentos por fagocitose. Outros s ão sésseis, isto é, vivem fixados a um substrato, e utilizam o movimento flagelar para criar correntezas l íquidas que arrastam partículas de alimento para perto de si. Diversas esp écies de flagelados são parasitas, causando doenças em animais e na esp écie humana.
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28. Reunir os protozo ários pela presença de flagelo não parece ser um bom critério para refletir o parentesco evolutivo. Provavelmente o flagelo surgiu independentemente em diversos grupos de organismos e não constitui um apomorfismo que permita reunir os flagelados em um grupo monofil ético. Em outras palavras, o flagelo não é uma novidade evolutiva exclusiva de protozo ários, ocorrendo tamb ém em organismos classificados como algas (euglenóides e dinoflagelados). Por isso, alguns sistemas modernos de classificação distribuem os protozo ários flagelados em diferentes filos e até mesmo em reinos diferentes. 29. O filo Ciliophora, ou Ciliata, compreende os protozo ários que apresentam estruturas locomotoras filamentosas geralmente mais curtas e mais numerosas que os flagelos, os c ílios, e mais de um núcleo por célula, um deles maior, o macronúcleo, e um ou mais núcleos menores, os micron úcleos. A maioria dos ciliados tem vida livre. Entre as pouqu íssimas espécies parasitas destaca-se Balantidium coli , que parasita o intestino do porco e pode, eventualmente, infectar a esp écie humana. Certos ciliados vivem no tubo digestório de animais ruminantes como bois, carneiros, cabras, girafas etc., auxiliando a digest ão da matéria vegetal e servindo, eles próprios, de alimento para os seus hospedeiros. 30. A maioria dos protozo ários de vida livre se reproduz assexuadamente por divisão binária. A célula cresce até determinado tamanho e se divide ao meio, originando dois novos indiv íduos. Entretanto alguns sarcod íneos e apicomplexos podem se reproduzir assexuadamente por divis ão m últipla. Nesse caso a célula multiplica seu núcleo diversas vezes por mitose antes de se fragmentar em inúmeras pequenas células.
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31. A amebíase ou disenteria amebiana é a parasitose causada pelo rizópode Entamoeba histolytica (entameba). Adquire-se esse parasita ao se ingerir cistos de entameba presentes na água ou em alimentos contaminados com fezes de pessoas doentes. Apenas uma em cada dez pessoas infestada por E. histolytica apresenta sintomas da doença. Estes são geralmente brandos, como diarréias e dor de estômago; em casos mais graves, ocorrem diarr éias sanguinolentas e a pessoa pode se tornar an êmica. 32. Atualmente há medicamentos eficazes contra ameb íase, que devem ser utilizados ap ós o diagnóstico da parasitose por meio de um exame das fezes do doente. Entre as maneiras de prevenir a amebíase destaca-se a construção de instalações sanitárias adequadas, tais como privadas, esgotos e fossas s épticas, que impeçam a contamina ção da água e de alimentos por fezes que contenham cistos de ameba. A água, caso não seja tratada, deve ser fervida antes de ser usada para beber ou para lavar alimentos consumidos crus. Esses e outros cuidados b ásicos, associados a uma maior higiene pessoal, previnem n ão só a amebíase como inúmeras outras doen ças infecciosas.
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33. Leishmaniose é a denominação genérica da infecção causada por protozo ários flagelados denominados leishmanias. H á dois tipos de leishmaniose: visceral e tegumentar. A leishmaniose visceral (ou calazar) é causada pela Leishmania chagasi , que ataca o baço e o f ígado. Os sintomas da doen ça são febre contínua, perda de apetite, crescimento exagerado do f ígado, les ões na pele, anemia, em alguns casos levando à morte. A leishmaniose tegumentar (ou úlcera-de-bauru) é uma doença parasitária de pele e mucosas causada pela Leishmania brasiliensis . Na pele, a doen ça se manifesta pela forma ção de feridas ulcerosas, com bordas elevadas e fundo granuloso. Nas mucosas (cavidade nasal, faringe ou laringe) a leishmaniose destr ói tecidos e, em casos graves, pode perfurar o septo nasal e causar les ões deformantes. 34. A parasitose é transmitida pela picada de mosquitos, conhecidos popularmente como mosquitos-palhas. A leishmaniose visceral é transmitida pela esp écie Lutzomya longipalpis e a tegumentar por v árias espécies do g ênero Lutzomya. O tratamento é feito com a administra ção prolongada de medicamentos à base de antimônio que, devido à toxicidade, não podem ser ingeridos por mulheres gr ávidas e pessoas com problemas cardíacos. A prevenção consiste em combater os mosquitos transmissores e em evitar sua picada, pelo uso de cortinados e telas. R
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35. A doença de Chagas, também chamada tripanossom íase americana, é a infecção pelo flagelado Trypanosoma cruzi , o tripanossomo. Nos primeiros est ágios da doen ça, os principais sintomas são cansaço, febre, aumento do f ígado ou do ba ço e inchaço dos linfonodos. Depois de 2 a 4 meses es ses sintomas desaparecem. Somente 10 a 20 anos ap ós a infestação é que começam a aparecer os sintomas mais graves da doen ça; os protozo ários instalam-se preferencialmente no m úsculo cardíaco e causam lesões que prejudicam o funcionamento do cora ção, o que leva à insuficiência cardíaca crônica. 36. O tripanossomo é transmitido por insetos popularmente chamados de “barbeiros” ou “chupanças”, sendo a espécie transmissora mais comum o Triatoma infestans. Depois de picar uma pessoa, geralmente no rosto (da í o nome “barbeiro”), o inseto defeca; se ele estiver contaminado, os tripanossomos em suas fezes podem penetrar através do ferimento da picada, quando a pessoa co ça o local, atingindo a circula ção sangüínea, via de acesso aos órgãos do corpo. A doen ça pode também ser adquirida pelo contato das mucosas (dos olhos, do nariz e da boca) com fezes do inseto contaminadas pelo parasita. Mulheres infestadas tamb ém podem transmitir o parasita aos filhos durante a gravidez ou na amamentação. Transplantes de órgãos e transfusões de sangue de doadores infestados s ão outras vias pelas quais se pode ad-
quirir a doença de Chagas. Desde a d écada de 1960, têm sido desenvolvidas drogas terap êuticas capazes de matar e destruir o Trypanosoma cruzi , principalmente no per íodo inicial da doen ça. Entretanto, as lesões do coração e de outros órgãos, como o esôfago e o intestino, s ão irreversíveis e até o momento não há tratamento eficaz para os estágios avançados da doença de Chagas. Assim, a principal maneira de combater essa parasitose é adotar medidas preventivas, que impe ç am a entrada dos protozoários no organismo humano. A primeira provid ência é evitar a picada do barbeiro, o agente transmissor (ou vetor) da doen ça. Como esses insetos se escondem nas frestas das casas de barro ou de pau-a-pique, construir casas de alvenaria, sem esconderijos para o barbeiro, ajuda a combater a doen ça de Chagas. Outra medida preventiva importante é a instalação de cortinados de fil ó sobre as camas e de telas de prote ção em portas e janelas.
37. A malária é uma doença causada por protozo ários apicomplexos do g ênero Plasmodium (plasmódio). Há quatro espécies de Plasmodium que causam malária; P. malariae e P. ovale são os respons áveis por uma forma branda da doen ça; P. falciparum causa a forma mais grave; P. vivax causa uma forma de mal ária de gravidade intermedi ária. Os sintomas da mal ária são picos de febre alta, entre 39 ºC e 40 ºC, que coincidem com a ruptura das hemácias infestadas, que liberam parasitas e subst âncias tóxicas, causando febre e calafrios. 38. Todos os tipos de mal ária são transmitidos pela picada de f êmeas de mosquitos do gênero Anopheles (anófeles). Atualmente, há vários medicamentos capazes de eliminar o plasm ódio do sangue. Além do tradicional quinino e seus derivados, novas drogas terapêuticas têm sido usadas com sucesso no tratamento da malária. Drogas antimal áricas devem ser tomadas preventivamente, sob rigorosa orienta ção médica, por pessoas que visitam regi ões com alta incid ência da doença. As principais medidas para prevenir a malária consistem em combater a prolifera ção do mosquito transmissor e impedir sua picada. O combate ao mosquito pode ser feito pelo aterro de lagoas e po ças d’água que servem de criadouro para as larvas, e tamb ém pela aplicação de inseticidas sobre as áreas atingidas pela doen ça. Esta última providência tem a conseqüência indesejável de matar indiscriminadamente outras espécies de inseto, muitas delas úteis. Para impedir a picada do mosquito, pode-se proteger as portas e as janelas das casas com telas, e cobrir as camas com cortinados de fil ó.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR QUESTÕES OBJETIVAS
39. b
40. e
41. c
42. h
43. g
44. a
45. e
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QUESTÕES DISCURSIVAS
62. O enredo da história ficcional dever á ser uma criação dos estudantes, considerando os conhecimentos a seguir seguir.. O fitopl âncton marinho é constituído por algas unicelulares, com predomin ância de diatomáceas e dinoflagelados. Os seres do fitopl âncton são os produtores da cadeia alimentar marinha, servindo de alimento, direta ou indiretamente, à quase totalidade dos seres desse ecossistema. Além disso, sendo fotossintetizantes, os seres do fitopl âncton fornecem a maior parte (cerca de 90%) do gás oxigênio presente na atmosfera. Se o fitopl âncton marinho desaparecesse, possivelmente ocorreria extin ção da maioria das espécies do ecossistema marinho e de muitas esp écies de terra firme, tanto pela falta de mat éria orgânica como pelo decr éscimo acentuado no teor de g ás oxigênio na atmosfera da Terra. RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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63. ORGANIZAÇÃO AMBIENTE EM ESTRUTURAL QUE VIVEM
IMPORTÂNCIA PARA DOENÇAS QUE A HUMANIDADE CAUSAM
Eucarióticos; uni ou pluricelular pluricelulares; es; com parede celular; sem tecidos diferenciados.
Maioria é aquática, de água doce ou salgada; algumas espécies são terrestres (em ambientes ú midos).
Muitas espécies são utilizadas como alimento; algas vermelhas fornecem subst âncias empregadas na industria e na pesquisa cient ífica (ágar e carragenina).
Heterotr ófi fica ca Euc Eucar ariióticos; unicelulares; sem parede celular; podem apresentar cílios ou flagelos.
Espécies de vida livre em á gu a doce, salgada e em superf í cies úmidas; espécies parasitas habitam o interior de células, o sangue e diversos org ãos humanos e de animais.
Algumas espécies cau- Doença de Chasam doenças. Sem im- gas (causada por port ância econômica. flagelados); mal á ria (causada por esporozo ários); disenteria amebiana (causada por sarcodíneos).
GRUPO DE SERES VIVOS
NUTRIÇÃO
Algas
Autotrófica
Protozários
Nenhuma.
EXEMPLOS Spirogyra (clorof ícea filamentosa); Chlamydomonas (clorof í cea unicelular); Ulva (ou “alface-do-mar”; clorofícea multicelular); Sargassum (feofícea multicelular). Amoeba proteus (ameba de vida livre); Paramecium (ciliado de vida livre); Trypanosoma cruzi (flagelado causador da doen ça de Chagas); Plasmodium vivax (esporozoário causador da malária). . 8 9
64.
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66. Esquema do ciclo do tripanossomo. Os estudantes poder ão fazer desenhos com legendas ou esquemas simples, como o apresentado a seguir.
MEIOSE
Esporos
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Barbeiro contaminado pica pessoa e elimina fezes com tripanossomos
Esporófito
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Pessoa coça a picada e contamina o ferimento com tripanossomos
FASE
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ASSEXUADA L e l
FASE DESENVOLVIMENTO
GERMINAÇÃO
SEXUADA
Barbeiro se contamina ao picar pessoas doentes ou animais silvestres silvestres contaminados
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Tripanossomos instalam-se Tripanossomos no sangue e no cora ção, onde se se reproduzem C
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Zigoto FECUNDAÇÃO
Gametófito
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ESPORÓFITO
GUIA DE ESTUDO 1. A maioria dos fungos é constituída por filamentos microsc ópicos e ramificados denominados hifas, que em conjunto constituem o mic élio. Uma hifa é um tubo microsc ópico que cont ém o material celular do fungo.
GAMETÓFITO
produz germina e origina o ESPORO(S)
produz
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GAMETAS
HAPLÓIDE(S)
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unem-se e originam o
é ZIGOTO
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Fungos
ALTERNÂNCIA DE GERAÇÕES
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CAPÍ TULO TULO
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
2. Hifas septadas são as que apresentam paredes transversais (septos) delimitando compartimentos celulares com um ou dois n úcleos, dependendo do est ágio do ciclo sexual (mic élios primários têm hifas monocarióticas e micélios secundários têm hifas dicarióticas). Os septos são incompletos, apresentando um orif ício central que põe em comunicação direta o citoplasma dos compartimentos da hifa. Hifas cenocíticas (do grego koinos, comum, e kitos, célula) não apresentam divisões transversais, sendo preenchidas por uma massa citoplasmática com centenas de núcleos. 3. A quitina é um polissacarídio semelhante à celulose, que constitui a parede dos fungos. Curiosamente, essa subst ância também está presente no reino Animal, constituindo o esqueleto dos artrópodes (crustáceos, insetos, aranhas etc.). 4. A primeira hifa de um fungo sempre se origina pela germina ção de um esporo, seja este proveniente de processos sexuados ou assexuados. O esporo alonga-se enquanto seu n úcleo multiplica-se por mitose, originando a hifa inicial, que cresce e se ramifica, formando o mic élio.
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5. Os fungos apresentam nutri ção heterotrófica, utilizando grande variedade de fontes orgânicas de alimento. O micélio cresce sobre o material orgânico e libera enzimas digestivas, que agem extracelularmente; as hifas absorvem, então, os produtos da digest ão.
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6. Consideramos neste livro cinco filos de fungos: Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota e Deuteromycota. a) Chytridiomycota Chytridiom ycota (quitridiomicetos, ou quitr qu itr ídias) reúne os fungos que apresentam flagelos em algum est ágio de seu ciclo de vida; a maioria deles é aquática; possuem quitina na parede celular e armazenam glicanos. Ex.: Phytophthor Phytophthora a infestans, que destruiu a colheita de batata da Irlanda no s éculo XIX. b) Zygomycota (zigomicetos) reúne os fungos sem corpo de frutifica ção que durante a reprodução sexuada formam esporos especiais, denominados zigósporos. Ex.: Rhizopus migrans, um bolor negro que cresce sobre pão velho. c) Ascomycota (ascomicetos) re úne os fungos que no ciclo de reprodu ção sexuada formam ascósporos alojados no interior de hifas especiais em forma de saco, os ascos. Em certos ascomicetos, os ascos estão organizados em um corpo de frutificação carnoso, o ascocarpo, ascocarpo, ou ascoma. asc oma. Ex.: Saccharomyces cerevisae, o popular fermento-defermento-de-padaria. padaria. d) Basidiomycota (basidiomiceto (basidiomicetos) s) reúne os fungos que durante o ciclo de reprodu ção sexuada formam basidiósporos, alojados em hifas especiais denominadas bassídios. Ex.: Agaricus sp., conhecido como champignon, muito usado ba na culinária. e) Deuteromycota (deuteromicetos) re úne as espécies de fungo que não apresentam processos sexuais conhecidos. 7. a) Fragmentação: um micélio fragmenta-se originando novos micélios. b) Brotamento (gemulação): ocorre em fungos unicelulares; as células formam brotos (gêmulas) que normalmente se separam do genitor, mas eventualmente podem permanecer grudados, formando cadeias de c élulas. c) Esporulação: processo em que se formam esporos a partir de hifas monocari óticas. 1
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8. Fungos heterotálicos são aqueles que apresentam “formas sexuais” distintas designadas pelos sinais + e –. Isto é, existem duas formas fisiologicamente fisiologicam ente distintas de micélio, sendo que um do tipo + s ó pode realizar reprodução sexuada com um do tipo – e vice-versa. Os fungos que não apresentam diferencia ção sexual são chamados de homotálicos e neles a reprodução sexuada pode ocorrer tanto entre hifas de micélios distintos quanto entre hifas de um mesmo mic élio. 8
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9. A reprodu ção sexuada dos fungos come ça pela fusão de hifas, a plasmogamia, seguida da cariogamia, que é a fusão de pares de núcleos hapl óides origin ários das hifas que se fundiram na plasmogamia, com forma ção de núcleos diplóides correspondentes ao zigoto. R
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10. Nos zigomicetos, a cariogamia ocorre logo ap ós a plasmogamia. Em ascomicetos e basidiomicetos, as hifas resultantes da fus ão sexual formam um micélio secundário, constituído por hifas septadas dicari óticas, isto é, com dois núcleos, provenientes um de cada micélio que se fundiu. Nos basidiomicetos, basidiomicetos, pode passar muito tempo até que ocorra a cariogamia, com forma ção dos núcleos zigóticos. 11. Zigósporo é uma estrutura especial que se forma no ciclo sexual dos zigomicetos. Constitui-se de uma massa citoplasm ática multinucleada, com n úcleos diplóides, presente no interior de um envolt ório espesso, o zigospor ângio. O zigospor ângio forma-se após a fusão dos dois gamet ângios (plasmogamia) e da fusão (cariogamia) de seus n úcleos haplóides. As paredes dos gametângios fundidos diferenciam-se, formando um revestimento espesso e escuro, o zigosporângio, que cont ém o zig ósporo. 12. O zigósporo multinucleado geralmente permanece em estado de dormência durante alguns meses. Em determinado momento, ele inicia o processo de germina ção, formando uma estrutura alongada, o esporangióforo, que perfura a parede do zigospor ângio e emerge. A extremidade do esporangi óforo diferencia-se em um espor ângio dentro do qual os n úcleos diplóides do zigósporo passam por meiose, originando milhares de esporos hapl óides. Mais tarde o esporângio rompe-se e liberta os esporos, que s ão transportados pelo ar. 13. A reprodução assexuada por meio de esporos é a principal forma de propagação e disseminação dos ascomicetos. Durante o desenvolvimento do micélio, formam-se hifas especializadas nesse tipo de re-
produção, os conidi óforos. As extremidades dessas hifas sofrem estrangulamentos sucessivos, gerando c élulas mononucleadas que se diferenciam em esporos denominados con ídios. Estes libertam-se progressivamente da extremidade da hifa, dispersando-se pelo ar e originando novos mic élios ao encontrar condi ções favoráveis.
14. O mesmo micélio que forma hifas especializadas na reprodu ção assexuada (conidióforos) produz também hifas especializadas na reprodução sexuada. Estas são de dois tipos: gamet ângios femininos, chamados de ascogônios, e gametângios masculinos, chamados de anterídios. A partir do ascog ônio forma-se uma projeção, o tricógino, que cresce em direção a um anterídio próximo e se funde a ele. Através do tricógino, os núcleos do anterídio migram para o interior do ascogônio. Nas espécies homotálicas, a passagem de núcleos pode ocorrer tanto entre gamet ângios de um mesmo micélio quanto de micélios distintos. Nas esp écies heterotálicas, apesar de um mesmo micélio formar anterídios e ascogônios, só há união e passagem de núcleos entre gametângios de micélios sexualmente compatíveis. Assim, os ascogônios de micélios + só se unem e recebem núcleos de anterídios de micélios – e vice-versa. Os núcleos provenientes do anterídio emparelham-se com os núcleos do ascogônio, estabelecendo a condição dicariótica, mas não ocorre fusão entre eles. 15. Após a plasmogamia, o ascog ônio origina hifas cujas c élulas apresentam pares de núcleos: um deles descendente de um núcleo do ascogônio e o outro, de um núcleo do anter ídio. Assim, o mic élio que se origina do “ascogônio fecundado ” é constitu ído exclusivamente por hifas dicari óticas, denominadas hifas ascógenas. 16. Os ascos formam-se a partir de c élulas apicais de hifas ascógenas. Nesse processo, os dois n úcleos de uma célula da extremidade de uma hifa ascógena fundem-se para formar o zigoto, que é o único n úcleo dipl óide em todo o ciclo de vida de um fungo ascomiceto. A célula contendo o n úcleo diplóide alonga-se e forma o asco. Em seu interior, o núcleo divide-se por meiose e origina quatro n úcleos haplóides que ficam enfileirados ao longo do asco. Na maioria dos ascomicetos, cada um desses n úcleos passa por uma divis ão mitótica adicional, de modo que o asco fica com oito células haplóides enfileiradas em seu interior. Essas c élulas diferenciam-se nos ascósporos, que são liberados pelo rompimento da parede do asco maduro. Os asc ósporos são transportados pelo ar e, ao encontrarem condi ções favoráveis, germinam, originando novos micélios haplóides e reiniciando o ciclo. 17. Durante o ciclo de vida da maioria das esp é cies do filo Basidiomycota, o mic élio passa por duas fases distintas: uma em que as hifas são monocarióticas, e outra, mais duradoura, em que as hifas são dicarióticas. Na primeira fase é denominado micélio primário; na segunda, mic élio secundário. 18. O micélio primário origina-se a partir da germina ção de um esporo. O micélio secund ário surge do encontro de dois mic élios sexualmente compat íveis e da fusão de hifas + de um deles com hifas – do outro (plasmogamia). 19. Em determinada fase do desenvolvimento de um mic élio secundário, a célula terminal de certas hifas adquire a forma de uma clava e passa a ser denominada bas ídio. Os dois núcleos do basídio fundem-se (cariogamia), originando um n úcleo diplóide que, imediatamente, se divide por meiose e produz quatro n úcleos haplóides. Enquanto a meiose ocorre, formam-se na superf ície do basídio quatro protuber âncias em forma de dedos. Cada um dos n úcleos haplóides gerados na meiose migra para o interior de uma dessas protuberâncias, a qual se isola do resto do bas ídio e desenvolve uma parede grossa e resistente, transformando-se em um basidi ósporo. 20. Dentre os basidiomicetos, apenas as espécies da classe Basidiomycetes formam corpos de frutifica ção. Nas espécies das outras duas classes do filo — Teliomycetes e Ustomycetes — os basídios ficam agrupados sobre o mic élio secundário, formando estruturas denominadas soros. A formação dos corpos de frutifica ção dos basidiomicetos requer luz e taxas relativamente baixas de g ás carbônico (CO2), condições indicativas de que o micélio está próximo da superfície do substrato. Nessas condições formam-se hifas especiais que crescem como uma estrutura compacta que emerge do substrato. Essas hifas RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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constituem o chamado mic élio terciário, que se organiza de maneira compacta, formando estruturas altamente elaboradas, de formas e cores variadas; são os corpos de frutifica ção, denominados basidiocarpos (cogumelos). Os bas ídios formam-se na superfície das lamelas localizadas na parte inferior do chap éu dos cogumelos.
21. Os fungos são organismos fundamentais ao equil íbrio da natureza. As espécies saprofágicas, juntamente com certas bact érias, desempenham o papel de agentes decompositores, destruindo cad áveres e restos de plantas e animais. Isso permite que a matéria orgânica dos seres mortos possa ser aproveitada pelos novos seres que nascem. Entretanto, essa mesma atividade decompositora pode ter aspecto negativo, j á que os fungos causam o apodrecimento de roupas, objetos de couro, cercas, dormentes de madeira das estradas de ferro etc. 22. O levedo Saccharomyces cerevisae é empregado na fabrica ção de pão e de bebidas alco ólicas. Ao realizar a fermenta ção de açúcares para obter energia, o fungo libera g ás carbônico e álcool etílico. Este último é utilizado na produ ção de bebidas alco ólicas. Na produção do pão, é o gás carbônico que interessa; as pequenas bolhas desse g ás, eliminadas pelo levedo na massa, contribuem para tornar o p ão leve e macio. 23. Liquens são formados pela associa ção cooperativa de fungos e algas, ou fungos e cianobact érias. Os fungos mais comuns nessas associações s ão os ascomicetos, e as algas geralmente s ão clorof íceas unicelulares. Tradicionalmente, Tradicionalmente, os bi ólogos têm considerado a associação entre fungos e algas no l íquen como uma troca mútua de benefícios, ou mutualismo. Comprovadamente Comprovadamente as algas, graças à sua capacidade de fazer fotoss íntese, produzem substâncias utilizadas na nutri ção do fungo. O fungo, por sua vez, contribuiria dando prote ção à alga e mantendo-a em um ambiente úmido e favorável à sua vida. 24. Micorrizas são associações cooperativas entre fungos e ra ízes de certas plantas. Estas beneficiam-se com a associa ção, principalmente se o solo for pobre em minerais de que elas necessitam. O fungo aumenta a capacidade da raiz de absorver minerais escassos no solo. Por sua vez, o fungo tamb ém se beneficia com a associação, obtendo a çúcares, aminoácidos e outras subst âncias orgânicas das raízes, das quais se nutre.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR QUESTÕES OBJETIVAS
25. d
26. b
27. a
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29. e
30. c
31. b
QUESTÕES DISCURSIVAS
32. Se os fungos decompositores deixassem de atuar, a maioria dos cadáveres de plantas, animais e outros seres vivos deixaria de ser decomposta, e eles não liberariam para o ambiente os elementos químicos que constituem seus corpos. A longo prazo, elementos como nitrog ênio, carbono etc. deixariam de ser reciclados e faltariam materiais para a continuação da vida na Terra. 33. O filo Chytridiomycota re úne organismos que apresentam flagelos, estruturas ausentes em todos os outros grupos de fungos. Al ém disso, eles não têm quitina na parede celular e os n úcleos de suas hifas são diplóides, enquanto as hifas de todos os outros fungos têm núcleos haplóides. Os citridiomicetos armazenam micolaminarina, uma substância de reserva semelhante às encontradas em algas pardas e diatom áceas. Todas essas características reforçam a tendência para retirar os citridiomicetos do reino Fungi. O filo Deuteromycota, por sua vez, re úne as espécies de fungo que aguardam melhor classifica ção. Esse filo é, na verdade, uma categoria de conveniência e tenderá a ser extinto: muitos fungos classificados inicialmente como deuteromicetos foram e est ão sendo reclassificados, principalmente como ascomicetos. Considerando que os citridiomicetos talvez n ão sejam realmente fungos, e que os deuteromicetos são fungos à espera de melhor classificação, podemos dizer que “fungos verdadeiros ” são apenas os representantes dos filos Zygomycota, Ascomycota e Basidiomycota.
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
CAPÍ TULO TULO
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Diversidade e Reproduçã o das Plantas GUIA DE ESTUDO 1. A apomorfia que caracteriza as plantas é a presença de embriões multicelulares compactos, cujo desenvolvimento se d á à custa do organismo materno. 2. Além de apresentarem embriões compactos que se desenvolvem à custa do organismo materno, todas as plantas s ão organismos eucarióticos, multicelulares e autotr óficos, produzind produzindo o por meio da fotoss íntese as substâncias orgânicas que lhes servem de alimento. es pécie de planta apresenta em seu ciclo de vida dois tipos 3. Toda esp de indivíduos que se alternam. Os indiv íduos haplóides, chamados de gamet ófitos, formam gametas masculinos e femininos, que se unem pela fecunda ção, originando zigotos dipl óides. O zigoto desenvolve-se e origina um indiv íduo dipl óide, chamado de esporófito. Ao atingir a fase adulta, c élulas do esporófito dividem-se por meiose, originando c élulas haplóides chamadas de esporos. Cada esporo d á origem a um novo gamet ófito haplóide, fechando o ciclo.
4. Plantas vasculares são as que possuem tecidos condutores, isto é, células tubulares especializadas na condu ção de substâncias nutritivas (seiva) pelo organismo. Plantas avasculares s ão as que não possuem tecidos condutores. Apenas as bri ófitas são plantas avasculares; todas as demais plantas (pterid ó fitas, gimnospermas e angiospermas) s ão vasculares, ou traque ófitas.
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5. As pteridófitas distinguem-se das gimnospermas e angiospermas por não produzirem sementes.
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6. As gimnospermas produzem sementes expostas externamente no órgão reprodutivo, enquanto as angiospermas apresentam flores e frutos: estes abrigam e protegem as sementes.
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s em vasos condutores 7. Briófitas são plantas pequenas e delicadas, sem de seiva, que vivem, em geral, em ambientes úmidos e sombreados, como barrancos e troncos de árvores no interior das matas.
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8. Turfeira é um tipo de vegeta ção de regiões úmidas e frias constituída predominantemente por musgos. O ac úmulo de musgos mortos constitui constitui a turfa, que tem import ância no ciclo do carbono, pois ret ém grande quantidade de mat éria orgânica. 9. Nas briófitas, o gametófito (fase hapl óide) é a geração mais desenvolvida e persistente do ciclo de vida. O espor ófito das bri ófitas (geração dipl óide) tem tamanho reduzido e desenvolve-se sobre o gamet ófito, nutrindo-se à custa deste at é atingir a maturidade e produzir esporos. Isso diferencia as bri ófitas de todas as outras plantas, nas quais a fase predominante do ciclo de vida é o espor ófito. 10. O corpo das bri ófitas não se diferencia em raiz, caule e folha e, por isso, é chamado de talo. Os gametófitos das briófitas fixamse ao solo, a rochas ou a troncos de árvores por meio de estruturas filamentosas que lembram ra ízes, os rizóides, que não desempenham, porém, papel importante na absor ção de água e nutrientes minerais. As c élulas das briófitas são pouco diferenciadas. Apesar de serem consideradas plantas avasculares, certas espécies de musgo apresentam, na por ção central do caul óide, um tecido especializado na condu ção de água e nutrientes através do corpo da planta. Esse tecido, denominado hadrome, é formado por dois tipos de c élulas mortas chamadas hidr óides, que conduzem água e sais minerais dissolvidos. Um outro tecido especializado na condu ção de subst âncias orgânicas é o leptoma, constitu ído por células chamadas lept óides.
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11. Anterídios são estruturas reprodutivas masculinas presentes em gametófitos maduros, no interior das quais se formam os gametas masculinos, denominados anteroz óides. Arquegônios são estruturas reprodutivas femininas presentes em gamet ófitos maduros, no interior das quais se forma o gameta feminino, denominado oosfera. 12. Na maioria das briófitas, o esporófito maduro é formado por tr ês partes: o pé, que é a porção mergulhada no arqueg ônio; a seta ou pedúnculo, que é a haste fina e longa que emerge da caliptra e arrasta parte dela consigo; a c ápsula ou espor ângio, localizada na extremidade livre do ped únculo. A passagem de nutrientes do gametófito para o espor ófito é feita por células especializadas da base do arquegônio, que constituem a placenta. Essas c élulas apresentam inúmeras dobras, o que aumenta sua superf ície de contato com o embri ão em desenvolvimento. 13. Esporângio é a estrutura do gamet ófito onde se formam os esporos, por divis ão meiótica de células precursoras, os esporócitos, ou células-mãe de esporos. guarda-chuva a pre14. Os gametóforos são estruturas em forma de guarda-chuv sentes nos gametófitos de hepáticas e que cont êm os órgãos sexuais: arquegônios, nas plantas femininas, e anter ídios, nas plantas masculinas.
15. Anterozóide = n; caliptra = n; embrião = 2n; esporo = n; gametóforo = n; oosfera = n; parede do esporângio = 2n; parede do arqueg ônio = n; parede do anter ídio = n; pé = 2n; placenta = n; seta = 2n. er
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16. Pteridófitas são geralmente plantas de pequeno porte (herb áceas), apesar de existirem espécies arborescentes que atingem 4 m ou mais de altura. As esp écies mais conhecidas do grupo s ão samambaias e avencas, utilizadas como plantas ornamentais. 1
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17. Do final do per íodo Devoniano at é o final do Carbon ífero, ou seja, entre 375 e 290 milh ões de anos atrás, as pteridófitas formavam grandes florestas nos diversos continentes. Muitas esp écies atingiam grande tamanho, com troncos de quase 1 m de di âmetro e mais de 30 m de altura. Foram os restos n ão decompostos dessas matas de pteridófitas do Carbon ífero que formaram os grandes depósitos de carvão existentes em diversos locais do planeta e atualmente explorados como fonte de energia. A
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18. As pteridófitas distinguem-se das bri ófitas por apresentarem dois tipos de tecidos vasculares bem diferenciados: o xilema e o floema. Distinguem-se tamb ém de gimnospermas e angiospermas por n ão formarem sementes. R
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19. O xilema das pteridófitas é constitu ído por elementos denominados traque í des, tamb é m presentes em gimnospermas e angiospermas. angiosperm as. As traque ídes são estruturas não-vivas, constituídas por paredes celulares vazias, com refor ços de lignina. Uma traque íde é um tubo vazio, fino e longo, com as extremidades afiladas e fechadas. Traqueídes formam longas fileiras que v ão das raízes até as folhas e transportam seiva bruta. O floema é constitu ído pelas células crivadas, assim chamadas por apresentarem in úmeros poros em suas paredes transversais, assemelhando-se a um crivo de chuveiro. Essas células são longas e mais finas do que as traque ídes, diferindo delas também por serem vivas e repletas de citoplasma. As células crivadas também ficam organizadas em fileiras, que partem das folhas e chegam at é as raízes. Em geral, os vasos liberianos dispõem-se ao redor do feixe de traque ídes, e o conjunto fica localizado na região central das raízes, caules e folhas. A fun ção das células crivadas é transportar seiva elaborada. 20. Pteridófitas isosporadas s ão as que formam um único tipo de esporo. Pteridófitas heterosporadas formam dois tipos diferentes de esporo, um grande (megásporo) e outro pequeno (micr ósporo). 21. Esporofilos são folhas especiais (folhas férteis) nas quais se formam esporângios, em cujo interior os espor ócitos se dividem por meiose e dão origem a esporos. Nas licopod íneas (filo Licophyta), os esporofilos ficam reunidos na extremidade de certos ramos, formando os estróbilos, estruturas que lembram pequenas espigas.
22. O prótalo é o gametófito das pterid ófitas, que surge pela germinação do esporo. Nas esp écies isosporadas, o gamet ófito é monóico, ou bissexual, ou seja, forma tanto órgãos reprodutores femininos, os arqueg ônios, quanto masculinos, os anter ídios. 23. O esporo de uma pterid ófita divide-se por mitoses sucessivas (germinação), dando origem ao gamet ófito, denominado pr ótalo. O gametófito forma arquegônios, nos quais se formam oosferas, e anterídios, nos quais se originam os anteroz óides. Estes nadam até os arquegônios, onde penetram; um deles fecunda a oosfera, formando o zigoto dipl óide. Este se divide intensamente por mitoses sucessivas, originando o embri ão, que se nutre de substâncias fornecidas pelo gamet ófito. As células do embrião em desenvolvimento logo se diferenciam nos prim órdios de raiz, caule e folha, definindo a organiza ção básica do corpo do jovem espor ófito. Na maturidade, o esporófito desenvolverá folhas férteis onde se formarão esporângios e esporos, completando o ciclo. 24. Megásporo é o esporo de grande tamanho (feminino) que se forma nas pteridófitas heterosporadas. Megaspor ângios são as estruturas (esporângios) em que se formam os meg ásporos. Megasporofilos são as folhas férteis em que se formam os megasporângios. 25.. Micrósporo é o esporo de pequeno tamanho (masculino) que se for25 ma nas pteridófitas heterosporadas. Microsporângios são as estruturas (esporângios) em que se formam os micr ósporos. Microsporofilos são as folhas férteis em que se formam os microsporângios. 26. Microgametófito, ou micropr ótalo, é a planta haplóide que surge da germinação do micrósporo. Megagametófito, ou megaprótalo, é a planta haplóide que surge da germinação do megásporo. 27. Caule = 2n; esporângio = 2n; esporofilo = 2n; estróbilo = 2n; folha = 2n; indúsio = 2n; microgametófito = n; megagametófito = n; pr ótalo = n; raiz = 2n; soro = 2n; suspensor = 2 n. 28. O ciclo de vida das selaginelas apresenta tr ês características importantes na transi ção das plantas sem sementes para as plantas com sementes: a) formaçã o de dois tipos de esporos (heterosporia); b) desenvolvimento dos gamet ófitos no interior da parede do esporo (endosporia); c) transforma çã o do megagametófito em uma estrutura precursora da semente. 29. Sob a designa ção de gimnospermas s ão reunidos quatro filos de plantas que se caracterizam por formar sementes expostas na superfície das estruturas reprodutoras. A maioria das esp écies são árvores que atingem grande tamanho, estando entre os maiores seres vivos existentes. 30. O óvulo das plantas é uma estrutura multicelular constitu ída por tecido diplóide, originário do esporófito, e pelo gametófito haplóide que se desenvolve a partir do meg ásporo. No interior do óvulo das plantas diferenciam-se um ou mais gametas femininos que se fundirão com os gametas masculinos para originar os zigotos. O gameta feminino das plantas, correspondente ao óvulo dos animais, é a oosfera, uma das inúmeras células constituintes do óvulo vegetal. 31. O óvulo das gimnospermas desenvolve-se a partir de uma folha fértil (megasporofilo) e em seu interior diferencia-se o megasporângio. Este é recoberto por camadas de tecido do megasporofilo, denominadas integumento. No megaspor ângio diferenciase um megásporo que d á origem ao megagamet ófito. O óvulo das plantas é , portanto, o megaspor â ngio, contendo o megagametófito, revestido pelo integumento. 32. O megasporângio das gimnospermas cont ém um único megasporócito, ou célula-mãe de oosfera, que se divide por meiose originando quatro c élulas haplóides, das quais três degeneram. A que sobrevive é o megásporo funcional, que fica retido no interior do megaspor ângio. O megaspor ângio das plantas com semente é constitu ído por um tecido nutritivo denominado nucelo. O meg ásporo divide-se sucessivamente por mitoses e origina o megagamet ó fito (ou megapr ó talo). Este forma arqueg ônios, nos quais se diferenciam oosferas, os gametas femininos. Os arquegônios ficam voltados para uma abertura existente no integumento do óvulo, a micrópila, por onde penetram os microgamet ófitos com os gametas masculinos. RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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33. O zigoto resultante da fecunda ção da oosfera desenvolve-se em um embri ã o (espor ó fito dipl ó ide) que fica mergulhado no megagamet ó fito. O jovem espor ófito mergulhado no megagametófito e envolto pelo integumento é a semente. 34. O grão de pólen é o gametófito masculino, ou microgametófito, parcialmente desenvolvido. Ele é liberado pelo microspor ângio e transferido pelo ar para perto do gamet ófito feminino que se encontra no interior do óvulo. Essa transferência é chamada de polinização. 35. O tubo pol ínico é uma estrutura tubular correspondente ao microgametófito maduro, pelo qual o gameta masculino, denominado célula espermática, chega até à oosfera, fecundando-a. 36. As gimnospermas adultas formam microsporofilos onde se desenvolvem microsporângios (ou androspor ângios). Um microsporângio jovem cont ém muitos microspor ócitos, ou células-mãe de grão de de pólen, que se dividem por meiose e originam micr ósporos haplóides. O micrósporo divide-se por duas mitoses sucessivas originando quatro c élulas: duas c élulas protaliais, uma c élula generativa e uma célula do tubo. Enquanto as divis ões celulares ocorrem em seu interior, a parede do micr ósporo se diferencia, formando estruturas que permitem seu transporte at é o óvulo. O conjunto das quatro c élulas revestido por essa parede modificada é o grão de pólen, que é um microgametófito imaturo. 37. Ao entrar em contato com o óvulo, o gr ão de pólen germina e forma o tubo pol ínico. Este penetra pela micr ópila e atinge a oosfera. Durante esse processo, a c élula generativa se divide por mitose, produzindo duas c élulas-filhas: a célula estéril e a célula espermatogênica. Pouco antes de o tubo pol ínico atingir a oosfera, a célula espermatog ênica se divide, produzindo duas células espermáticas, que são os gametas masculinos. Com isso completa-se o amadurecimento do microgamet ófito. Ao atingir a oosfera, o tubo pol ínico lança para dentro dela a maior parte de seu conte údo, inclusive as duas c élulas espermáticas. O núcleo de uma delas funde-se ao n úcleo da oosfera, produzindo o zigoto dipl óide; a outra c élula espermática degenera. 38. A germinação é a retomada do desenvolvimento do embri ão, que cresce e perfura a casca da semente, dando origem a uma nova planta (esporófito). Durante a germina ção, o embri ão nutre-se do gametófito feminino ainda existente. Quando este se esgota, a jovem planta j á apresenta raízes e folhas, sendo capaz de retirar nutrientes minerais do solo e de produzir subst âncias orgânicas por meio da fotoss íntese. 39. As angiospermas são plantas que formam flores e frutos, podendo viver no solo, na água ou sobre outras plantas, em certos casos como parasitas e em outros apenas como inquilinas. Quanto à forma, elas podem ser árvores, arbustos, trepadeiras, capins etc. Apesar da variedade, os cientistas acreditam que as angiospermas atuais são todas descendentes de um mesmo ancestral, constituindo, portanto, um grupo monofil ético com mais de 235 mil espécies descritas, das quais mais de 40 mil ocorrem no Brasil. 40. Porque essa divisão não está de acordo com a hist ória evolutiva do grupo. As monocotiled ôneas formam, realmente, um grupo monofil ético e continuam a ter essa denomina ção. Mas sob a designação de dicotiledôneas eram reunidas espécies que hoje sabemos pertencerem a dois grupos evolutivamente distintos e que, por isso, foram separadas em eudicotiled ôneas e dicotiledôneas basais. Estas últimas se caracterizam por apresentar tra ços bastante primitivos, sendo consideradas remanescentes do grupo que deu origem às monocotiled ôneas e às eudicotiledôneas. 41. O ciclo de vida das angiospermas é muito parecido com o das gimnospermas, mas difere dele principalmente por duas novas aquisições evolutivas: a presen ça de flores e o fato de as sementes se formarem dentro de uma estrutura denominada carpelo, a qual dá origem ao fruto. 42. Flor é um ramo (caule) com esporofilos, isto é, com folhas modificadas que desenvolvem espor ângios.
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
43. O ramo que contém a flor é chamado pedicelo e a por ção dele onde se encaixam as folhas modificadas (elementos florais) é o receptáculo floral. Os elementos florais f érteis são os carpelos (ou megasporofilos), que formam os óvulos, e os estames (ou microsporofilos), microsporo filos), que formam os gr ãos de pólen. O conjunto de estames é denominado androceu e o conjunto de carpelos é o gineceu. Além dos elementos férteis, a maioria das flores possui elementos estéreis, que tamb ém são folhas modificadas. S ão as pétalas, cujo conjunto denomina-se corola, e as s épalas, coletivamente denominadas c álice. O conjunto de elementos est éreis de uma flor, ou seja, o c álice e a corola, constitui o perianto. 44. Um estame é um microsporofilo constitu ído por uma fina haste, o filete, que sustenta uma estrutura bilobada na extremidade, a antera. Esta cont ém em seu interior quatro microspor ângios (ou androspor ângios), denominados sacos pol ínicos. Dentro dos sacos polínicos formam-se os microspor ócitos, ou células-mãe de grãos de pólen, que se dividem por meiose, produzindo células haplóides que se diferenciam em grãos de pólen. O número de estames em uma flor varia de um a dezenas, de acordo com a esp écie. 45. Uma flor pode ter um ou mais carpelos (megasporofilos), que podem ficar separados ou se fundir parcial ou totalmente. Os carpelos, isolados ou em grupo, dobram-se e se fundem pelas bordas, formando uma estrutura que lembra um pequeno vaso com a por ção inferior dilatada e a superior afilada. Essa estrutura recebe a denomina ção de pistilo. A parte inferior dilatada do pistilo é o ovário, no interior do qual se formam um ou mais óvulos, dependendo da esp écie. A porção superior em forma de tubo recebe a denomina ção de estilete e é em seu interior que o tubo pol ínico cresce. A por ção terminal do pistilo é o estigma, que recebe os grãos de pólen na poliniza ção. 46. A megagametog ê nese consiste no desenvolvimento do megagametófito no interior do óvulo. Tanto em gimnospermas quanto em angiospermas, o processo tem in ício com a degeneração dos três megásporos mais próximos da micrópila. Apenas o mais interno sobrevive, tornando-se o único megásporo funcional no óvulo. Ele cresce alimentando-se do nucelo e seu n úcleo divide-se por mitose. Nas gimnospermas, diversas mitoses se sucedem e d ão origem ao megagametófito multicelular, no qual se diferenciam arqueg ônios, dentro dos quais surge a oosfera. Nas angiospermas, as mitoses do megásporo originam apenas oito núcleos, quatro dos quais ficam próximos da micrópila, enquanto os outros quatro ficam no p ólo oposto da célula. Um núcleo de cada um desses conjuntos migra para a região central da célula e passa a formar os chamados núcleos polares. Ao redor de cada um dos demais n úcleos, formam-se membranas, individualizando c élulas. Assim, o citoplasma do antigo micrósporo fica dividido em sete c élulas: três no pólo próximo à micrópila, três no pólo oposto e uma, com os dois núcleos polares, que ocupa praticamente todo o espa ço restante. Esse conjunto de sete células, uma delas binucleada, é o gametófito feminino (megagametófito), também chamado de saco embrion ário. Duas das células próximas à micrópila são denominadas sinérgides; a terceira, localizada entre elas, é a oosfera, o gameta feminino. As tr ês células no pólo oposto são chamadas de antípodas e a grande c élula que contém os dois núcleos polares é chamada de célula central. 47. Quando o tubo pol ínico das angiospermas atinge o saco embrionário, um dos n úcleos espermáticos se funde com o n úcleo da oosfera, formando o zigoto dipl óide (2n), que dá origem ao embrião. O outro n úcleo espermático se funde com os dois n úcleos polares da célula central, originando uma c élula triplóide (3n), ou seja, com tr ês conjuntos de cromossomos da esp écie. Essa célula se divide por mitoses sucessivas, dando origem a um tecido tripl óide, o endosperma, que nutrir á o embrião. 48. Cotilédones são folhas especiais, cuja fun ção é absorver as reservas alimentares armazenadas no endosperma e transferi-las para o embrião. 49. Fruto é o ovário maduro e pode ou n ão incluir outras partes da flor. Nesse caso, as partes que n ão se originam do ov ário são denominadas pseudofrutos.
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50. A parte suculenta e comestível do caju origina-se do desenvolvimento do pedicelo da flor e é, portanto, um pseudofruto. O fruto do caju é a parte dura em forma de feij ão no interior da qual fica a semente, conhecida como castanha-de-caju. O fruto da ma çã é a parte central endurecida na qual se localizam as sementes. A por ção suculenta e comestível é um pseudofruto originado do desenvolvimento do receptáculo floral. O morango é um fruto agregado, pois se origina de uma única flor com vários ovários. No entanto, o que se origina dos ovários são os minúsculos pontos escuros e relativamente duros, chamados de frutículos, localizados na superfície do morango. A porção suculenta e comestível do morango origina-se do recept áculo floral, tratando-se, portanto, de um pseudofruto. 51. Na história evolutiva das plantas, o sucesso inicial do fruto deve ter sido a proteção que ele conferia às sementes; posteriormente houve uma adapta ção para a função de disseminá-las. Hoje encontramos os mais diversos tipos de frutos, com incr íveis especializações que permitem às sementes chegarem a lugares bem distantes da planta que as produziu. Isso, por um lado, garante que as novas plantas não concorram com sua genitora e suas irm ãs pelos recursos do ambiente; por outro lado, permite que elas se espalhem, conferindo maior chance de sobreviv ência à espécie. . 8 9
GAMETÓFITO 9 1
ESPORÓFITO
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QUESTÕES DISCURSIVAS
110.
ÓRGÃOS REPRODUTIVOS
GAMETAS
SEMENTES E FRUTOS
EXEMPLOS
Espécies dióicas e monóicas. Formam flores, muitas delas hermafroditas, dotadas de androceu (parte masculina) e de gineceu (parte feminina).
Grão de pólen origina o tubo polínico, com duas células espermáticas (gametas masculinos); uma delas fecunda a oosfera, originando o zigoto, e outra fecunda os núcleos polares, originando o endosperma triplóide.
Presença de sementes contidas em frutos.
Plantas frut íferas.
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Fase duradoura diplóide, constitu ída de raiz, caule, folhas, flores, sementes e frutos.
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Angiospermas Fase haplóide reduzida que se desenvolve dentro do esporângio; gametófito feminino com apenas oito células; gametófito masculino no interior do gr ão de pólen, com apenas três células.
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Pinheiros, ciprestes, ginc ófitas, cicas etc.
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Presença de sementes e ausência de frutos (sementes nuas).
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Grão de pólen origina o tubo polínico, que contém duas células espermáticas (gametas masculinos); células do gametófito feminino formam arquegônios com oosferas (gametas femininos).
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A maioria das espécies de pinheiro é monóica; formam estróbilos masculinos (microstróbilos) e femininos (megastróbilos).
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Fase duradoura diplóide, constitu ída de raiz, caule, folhas, estróbilos e sementes.
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Gimnospermas Fase haplóide reduzida que se desenvolve dentro do esporângio; gametófito feminino com poucas centenas de células; gametófito masculino no interior do gr ão de pólen, com apenas três células.
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Samambaias e avencas.
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Anterozóides flagelados nadam e fecudam a oosfera presente no arquegônio.
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No prótalo hermafrodita formam-se os órg ã os reprodutivos masculinos (anter ídios) e femininos (arquegônios).
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Fase duradoura diplóide, constitu ída de raízes, caule (rizoma) e folhas.
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Fase transitória haplóide; é o prótalo hermafrodita com vida independente que sustenta o esporófito jovem.
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Pteridófitas
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Musgos, hepáticas e antóceros.
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Anterozóides biflagelados nadam até a oosfera.
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No ápice da planta masculina formamse anterídios com anterozóides; no ápice da planta feminina formam-se arquegônios, cada um com uma oosfera.
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Fase transitória diplóide, constituída por uma haste e uma cápsula, na qual ocorre a meiose; cresce sobre o gametófito e dele depende; responsável pela formação dos esporos.
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Fase predominante haplóíde, constituída de rizóides, caulículo filoídes; responsável pela formação dos gametas.
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QUESTÕES OBJETIVAS
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QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR
RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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111. Há mais de 500 milh ões de anos, as plantas ainda não haviam surgido e, portanto, o petr óleo não pode ter se originado delas. Ele foi formado, provavelmente, a partir de cad áveres de seres microscópicos componentes do pl âncton marinho. As plantas deram origem ao carv ão mineral, formado principalmente durante o per íodo Carbon ífero a partir de restos de pteridófitas.
8. Raiz primária é a que se diferencia diretamente da rad ícula que emerge da semente. Raíz secundária é a que se forma como ramificação da raiz principal. Ra íz adventícia é a que se desenvolve a partir do caule.
112. Os estudantes devem ser orientados a refletir sobre o assunto e a pesquisar em livros, revistas, jornais, na Internet etc. Os professo professo-res de Geografia, Atualidades etc. também podem ajudar os estudantes em suas pesquisas. A questão fundamental é como conciliar o desenvolvimento econ ômico com a manuten ção das florestas e da biodiversidade, e envolve a no ção de sustentatibilidade, abordada no volume 3 desta cole ção.
10. O gancho de germina ção abre caminho entre as part ículas de solo até a superfície, evitando que a plúmula sofra les ões pelo atrito com a terra. O cole óptilo, presente em gram íneas, envolve a plúmula até o caule emergir do solo, desempenhando papel protetor equivalente ao do gancho de germina ção.
CAPÍ TULO TULO
7
DESENVOLVIMENTO E MORFOLOGIA DAS PLANTAS ANGIOSPERMAS GUIA DE ESTUDO 1. O corpo de uma planta é constituído por tr ês partes básicas: raiz, caule e folhas. A raiz geralmente cresce sob o solo e suas principais funções são a fixação da planta e a absor ção de água e de sais minerais. As folhas são órgãos especializados em realizar a fotossíntese, processo por meio do qual as plantas produzem as substâncias orgânicas que lhes servem de alimento. O caule sustenta as folhas conduzindo at é elas água e sais das raízes e levando para outros órgãos as substâncias produzidas nas folhas. 2. Células meristemáticas possuem forma poli édrica, parede celular fina e muito flex ível (parede primária), citoplasma denso com pequenos vac úolos, núcleo volumoso e grande capacidade de se multiplicar por mitose. 3. São os meristemas prim ários que se diferenciam a partir dos meristemas apicais do caule e da raiz. O protoderma é a camada de c élulas que reveste externamente o embri ão e que dará origem à epiderme. O meristema fundamental forma um cilindro abaixo do protoderma, e d á origem ao córtex. O procâmbio localiza-se na parte central do caule e raiz em desenvolvimento e d á origem aos tecidos vasculares (xilema prim ário e floema prim ário). 4. Meristema primário é o que se origina diretamente de c élulas embrionárias; meristema secund ário é o que surge a partir de células diferenciadas que se desdiferenciam, readquirindo as características de células meristemáticas. pri mários são os que derivam diretamente de meristemas 5. Tecidos prim primários e tecidos secund ários são os que se originam a partir de meristemas secund ários.
6. A germinação da semente é a retomada do crescimento e da diferencia ção do embrião presente dentro dela; depende de uma série de fatores, principalmente água, gás oxigênio e temperatura adequados. 7. Hipocótilo é a parte do embrião localizada entre o meristema apical da raiz e o ponto de implanta ção do(s) cotilédone(s). Epicótilo é a região localizada entre os cotil édones e o meristema apical do caule. Pl úmula é a porção superior do embri ão constituída pelo epicótilo, pelo meristema apical do caule e, algumas vezes, por prim órdios de folhas. Cole óptilo é uma estrutura laminar que envolve a pl úmula das gramíneas nas etapas iniciais do desenvolvimento.
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
9. Germinação epígea é aquela em que os cotil édones são levados para fora do solo pelo crescimento da planta; germina ção hipógea é aquela em que os cotil édones permanecem sob o solo.
11. A extremidade de toda raiz é coberta por um capuz de c élulas parenquim áticas, a coifa, que protege a zona de multiplica ção celular. Esta compreende o meristema apical e o conjunto de células imediatamente acima, que est ão se diferenciando nos meristemas primários. Em seguida, h á a zona de alongamento celular, assim chamada porque as c élulas se alongam nessa regi ão. Esse é o local da raiz em que ocorre a maior taxa de crescimento em comprimento. A zona de alongamento é seguida pela zona de matura ção celular, ou de diferencia ção celular, assim chamada por ser o local em que tem in ício o amadurecimento dos meristemas prim ários. As células epidérmicas da zona de matura ção apresentam p êlos absorventes. Nas porçõ es mais superiores da raiz, em que os tecidos j á est ão completamente diferenciados e a estrutura interna totalmente definida, ocorre forma ção de raízes laterais, ou raízes secund árias. Alguns autores costumam chamar essa regi ão de zona de ramifica ção. 12. Pêlos absorventes são finas projeções das células epidérmicas recém-diferenciadas, que crescem perpendicularmente à raiz introduzindo-se entre as partículas de solo. Esses pêlos formam uma densa “cabeleira” ao redor da zona de matura ção, o que aumenta enormemente a superfície de contato das células epidérmicas com o solo, permitindo uma absor ção de água e sais minerais muito eficiente.
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13. O córtex é a região localizada entre a epiderme e o cilindro vascular. É constituído por várias camadas celulares que surgem a partir do meristema fundamental e se diferenciam em par ênquimas, tecidos de sustenção (esclerênquima) e endoderma.
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14. O colênquima é constituído por células vivas, que apresentam parede celular muito refor çada por grandes dep ósitos de celulose, principalmente nos v értices celulares. O esclerênquima compõe-se de paredes de células mortas com refor ços de lignina em toda sua extensão. Essas paredes podem ser alongadas (fibras) ou ramificadas (esclere ídes). 15. Endoderma é a camada celular mais interna do c órtex da raiz, que delimita o cilindro vascular. É constitu ído por células bem encaixadas entre si, dotadas de refor ços especiais de suberina nas paredes, denominados estrias casparianas. Uma estria caspariana dispõe-se como uma faixa cont ínua ao redor das paredes laterais, unindo firmemente cada c élula às suas vizinhas endod érmicas. vascular, pois as 16. O endoderma seleciona o que entra no cilindro vascular, estrias casparianas são impermeáveis e formam uma eficiente barreira à passagem de água e outras substâncias pelos espa ços extracelulares. Assim, para entrar no cilindro central, as substâncias vindas do c órtex têm necessariamente que atravessar a membrana e o citoplasma das c élulas endod érmicas.
17. Cilindro vascular é a região central da raiz que se origina a partir do procâmbio. Externamente é delimitado pelo periciclo, constituído por uma ou mais camadas de c élulas com caracter ísticas meristemáticas, dispostas internamente ao endoderma. O cilindro vascular é preenchido por vasos condutores de seiva (xilema e floema), células meristemáticas, células parenquim áticas e fibras de esclerênquima.
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18. Raízes secundárias têm origem endógena porque se formam a partir da multiplica ção e diferenciação de células do periciclo, localizado internamente no c órtex. Folhas e ramos caulinares têm origem ex ógena porque se formam a partir de grupos de células meristemáticas (gemas) localizados na por ção superficial do caule. 19. Protoxilema é o conjunto dos primeiros elementos condutores de seiva bruta que se formam na zona de matura ção da raiz. Esses elementos são finos e apresentam refor ços de lignina em anel ou em hélice, o que permite sua distens ão durante o alongamento da raiz. Posteriormente, o proc âmbio, localizado internamente ao protoxilema, d á origem ao metaxilema. Os elementos condutores de seiva bruta do metaxilema s ão bem mais grossos e suas paredes apresentam maior quantidade de refor ço de lignina.
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20. Ambos são células mortas das quais restaram apenas as paredes com reforços de lignina. A diferen ça é que a traqueíde conserva a parede celular intacta, enquanto os elementos de vaso t êm grandes perfurações nas extremidades, resultantes da desintegra ção das paredes transversais das células no final de sua diferencia ção. No caso dos elementos de vaso, as fileiras de paredes celulares formam tubos cont ínuos, os vasos lenhosos, uma vez que n ão há paredes transversais e a seiva bruta passa livremente de um elemento para outro. Nas traque ídes, a seiva atravessa as paredes celulares que separam elementos vizinhos pelas pontua ções, que são regiões onde não ocorre deposi ção de lignina e a camada de celulose é perfeitamente permeável a soluções aquosas. 21. O floema dispõe-se entre os blocos de protoxilema e cont ém, além de dois tipos de elementos condutores de seiva elaborada (c élulas crivadas e elementos de tubo crivado), c élulas companheir companheiras. as.
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22. As células crivadas e elementos de tubo crivado caracterizam-se por apresentar em suas paredes conjuntos de perfura ções que lembram o crivo de um chuveiro. Atrav és delas passam finas pontes citoplasm áticas (plasmodesmos) que p õem em contato direto os citoplasmas de c élulas vizinhas. Os elementos de tubos crivados diferem das c élulas crivadas por apresentar em suas paredes áreas onde se concentra grande quantidade de poros de grande tamanho. Essas regi ões recebem o nome de áreas crivadas e sua presen ça é interpretad interpretada a como uma maior especialização dos elementos de tubo crivado em relação às células crivadas. Durante a diferencia ção das células crivadas e dos tubos crivados, o n úcleo, a membrana do vac úolo (tonoplasto), os ribossomos, o complexo golgiense e o citoesqueleto se desintegram e desaparecem, restando apenas a membrana plasm ática envolvendo uma massa de citoplasma, na qual existe uma rede bem desenvolvida de ret ículo endoplasm ático não-granuloso (liso), mitocôndrias e alguns plastos. Com isso a c élula mantémse viva, o que é fundamental para que ela cumpra seu papel de conduzir a seiva elaborada. Apesar de n ão terem núcleo e ribossomos, os elementos crivados do floema conseguem se manter vivos porque est ão intimamente associados a um tipo especial de célula parenquim ática que lhes fornece as prote ínas e outras substâncias necessárias ao metabolismo. Essas c élulas mantêm os elementos crivados vivos e funcionais e s ão denominadas apropriadamente c élulas companheiras. 23. O crescimento primário da raiz resulta do amadurecimento dos tecidos formados a partir da diferencia ção dos meristemas primários. O crescimento secundário resulta do amadurecimento dos tecidos formados a partir da diferencia ção dos meristemas secund ários. O crescimento primário ocorre em todas as plantas vasculares, enquanto o crescimento secund ário ocorre tipicamente em plantas arbustivas e arbóreas, como certas gimnospermas, dicotiled ôneas basais e eudicotiledôneas. 24. A organiza ção dos tecidos em uma raiz que apresentou apenas crescimento prim ário é chamada de estrutura prim ária; a estrutura de uma raiz que teve crescimento secund ário é denominada estrutura secundária.
25. O crescimento secund ário resulta da atividade de dois meristemas: o câmbio vascular e o câmbio da casca. O câmbio vascular se desenvolve a partir de c élulas do proc âmbio, que se mantiveram indiferenciadas entre o xilema prim ário e o floema prim ário, e de células do periciclo pr óximas às extremidades dos raios de xilema. O câmbio da casca da raiz, tamb ém chamado de felog ênio (ou câmbio suberógeno da raiz), desenvolve-se a partir do periciclo. 26. As células do câmbio vascular, dispostas como uma l âmina entre os blocos de floema prim ário e do xilema prim ário central, dividem-se continuamente formando novas camadas celulares para o interior da raiz e novas camadas voltadas para fora. As novas c élulas voltadas para o interior diferenciam-se em elementos do xilema — traque ídes, elementos de vaso, par ênquima e fibras esclerenquimáticas —, constituindo o chamado xilema secund ário. As novas células voltadas para o exterior diferenciam-se em elementos do floema — células crivadas, elementos de tubos crivados, c élulas companheiras, fibras esclerenquim áticas e parênquima —, constituindo o chamado floema secund ário. Durante o crescimento secundário comumente é produzido mais xilema que floema. A atividade do câmbio vascular, assim chamado porque gera novos vasos condutores (xilema para dentro e floema para fora) faz com que o cilindro vascular aumente progressivamente em di âmetro. 27. As células do câmbio da casca, dispostas inicialmente como uma lâmina ao redor do periciclo tamb ém geram novas c élulas para dentro e para fora. As c élulas internas diferenciam-se em um parênquima, semelhante ao c órtex, denominado feloderma. As células geradas para a superf ície externa acumulam suberina e acabam morrendo em conseq üência da impermeabiliza ção de suas paredes. O conjunto dessas c élulas externas ao câmbio da casca constitui o s úber, popularmente conhecido como corti ça. O conjunto desses três tecidos secundários — feloderma, câmbio da casca (felog ênio) e súber — que passa a revestir a raiz com crescimento secund ário, é denominado periderme. 28. Os sistemas radiculares costumam ser classificados em dois tipos básicos: pivotante e fasciculado. O sistema pivotante, característico das eucotiled ôneas, de algumas dicotiled ôneas basais e de gimnospermas, constitui-se de uma raiz principal que engrossa progressivamente da extremidade at é o ponto em que se conecta ao caule. Dela partem in úmeras ramificações, denominadas raízes laterais, ou secundárias. O sistema fasciculado, típico das monocotiled ôneas, é formado por ra ízes finas, com diâmetro constante ao longo de seu comprimento e que partem em grande número diretamente do caule, assemelhando-se a uma cabeleira. Essas raízes são denominadas advent ícias pelo fato de surgirem do caule, uma vez que nessas plantas, a raiz principal degenera logo ap ós a germinação da semente. 29. Raízes tuberosas são aquelas que armazenam grande quantidade de reservas nutritivas, principalmente na forma de gr ãos de amido, e, por isso, apresentam grande di âmetro. São exemplos de raízes tuberosas a mandioca, a cenoura, o nabo, a beterraba e a batata-doce (esta, na verdade, constitu ída por tecidos de caule e de raiz concrescido concrescidos). s). 30. Raízes respiratórias, ou pneumatóforos, são adaptadas à realização de trocas gasosas com o ambiente. S ão encontradas em plantas como a Aviccenia, que vive no solo encharcado e pobre em g ás oxigênio dos manguezais. As ra ízes dessa planta crescem rente à superfície e, de espaço em espaço, lançam projeções para fora do solo. Essas proje ções apresentam inúmeros pequenos orif ícios, os pneumat ódios, pelos quais ocorrem trocas gasosas. 31. O velame é uma epiderme multiestratificada que reveste as partes expostas ao ar de raízes aéreas. Raízes desse tipo ocorrem em plantas epífitas como as orqu ídeas. 32. Raízes sugadoras s ão adaptadas à extração de alimento de plantas hospedeiras, sendo caracter ísticas de espécies parasitas. Essas raízes possuem uma estrutura para se fixar ao hospedeiro, o RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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apreens ório, do qual partem finas proje çõ es denominadas haustórios. Estes penetram nos tecidos da planta hospedeira at é atingir os vasos condutores de seiva, de onde extraem nutrientes. Plantas parasitas, como o cip ó-chumbo, extraem todo seu alimento da planta hospedeira, tendo at é mesmo perdido a capacidade de realizar fotoss íntese. Plantas como a erva-de-passarinho extraem do hospedeiro apenas seiva bruta, que utilizam para realizar fotoss íntese em suas próprias folhas; elas s ão, por isso, consideradas hemiparasitas ou semiparasitas.
33. Na extremidade do caule, localiza-se o meristema apical, ou gema apical, que permite o crescimento em extens ão. A partir do meristema apical formam-se, de espa ço em espaço, primórdios de folha que apresentam no ponto de jun ção com o caule um grupo de c élulas meristemáticas, a gema lateral, ou gema axilar. axilar. Esta permanece em estado de dormência até ser ativada e originar um ramo lateral, ou galho. O plano de inser ção do primórdio foliar ao eixo caulinar é denominado nó e o espaço entre dois nós vizinhos é o entrenó. Assim, à medida que o caule cresce pela atividade da gema apical, v ão sendo produzidas unidades, denominadas fitômeros, que se repetem. Cada fit ômero constitui-se de um nó com seus primórdios foliares e do entren ó que se segue, na base do qual ficam as gemas axilares. Diferentemente do que ocorre nas ra ízes, os tecidos condutores nos 34. Diferentemente caules recém-formados organizam-se na forma de feixes mistos, contendo floema primário — células crivadas, eleme elementos ntos de d e tubos crivados, células companheiras, fibras e par ênquima — voltado para o exterior da planta e xilema prim ário — traqueídes, elementos de vaso, parênquima e fibras — voltado para o interior. Eles s ão denominados simplesmente fascículos ou feixes líbero-lenhosos, pelo fato de o xilema ser conhecido tamb ém como lenho e o floema, como líber. bero-lenhososs se distribuem no interior 35. O modo como os feixes l íbero-lenhoso do caule varia entre as esp écies, mas pode-se distinguir tr ês padrões básicos. Algumas coníferas, cotiledôneas basais arbóreas e eudicotiledôneas apresentam um tipo de estrutura prim ária em que os feixes l íbero-lenhosos formam um cilindro quase contínuo no centro do caule. Esses feixes ficam praticamente encostados uns aos outros, deixando apenas estreitos espa ços entre si, preenchidos por par ênquima. Em outras gimnospermas, dicotiledôneas basais e eudicotiledôneas, os feixes líbero-lenhosos também se dispõem como um cilindro, mas ficam separados uns dos outros. O terceiro tipo de estrutura prim ária de caule está presente na maioria das monocotiled ôneas. Nessas plantas, os feixes l íbero-lenhoso bero-lenhososs disp õem-se em vários círculos concêntricos ou ficam dispersos irregularmente no par ênquima fundamental.
36. O crescimento secund ário do caule ocorre em gimnospermas, em dicotiledônes basais arbóreas e na maioria das eudicotiled ôneas pela atividade de dois meristemas: o c âmbio vascular e o câmbio da casca. O câmbio vascular do caule origina-se de c élulas do proc âmbio, que se mantêm indiferenciadas entre o xilema prim ário e o floema prim ário dos feixes líbero-lenhosos, e de células do parênquima entre esses feixes. A por ção do câmbio vascular que se origina dentro dos feixes l íbero-lenhosos recebe o nome de câmbio fascicular e a que se origina entre os feixes é chamada câmbio interfascicular. O c âmbio da casca do caule surge a partir de uma camada de células corticais localizada imediatamente abaixo da epiderme. Sua atividade produz novas c élulas que se diferenciam em parênquima para o interior, constituindo o feloderma, e em s ú ber para o exterior. A camada de c élulas mortas suberificadas constitui um tecido de prote ção que reveste o caule das plantas arbóreas. 37. Ritidoma é o conjunto de tecidos mortos da periderme que se solta de caules velhos de plantas com crescimento secund ário. 38. O xilema de uma árvore geralmente apresenta uma regi ão central mais escura, o cerne, circundada por uma regi ão externa mais clara, o alburno. O cerne é formado por xilema inativo,
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
cujos vasos lenhosos est ão fora de fun ção e não transportam mais seiva bruta. O alburno é formado por vasos lenhosos ativos, ainda envolvidos no transporte da seiva bruta das ra ízes para as folhas. Em muitos casos, quando um vaso xilem ático deixa de ser funcional, seu interior é obstruído por proje ções de citoplasma de c élulas parenquim áticas vizinhas. Essas proje ções celulares, denominadas tiloses, podem se formar tamb ém em vasos jovens e funcionais como resposta a condi ções anormais, por exemplo, a presen ça de agentes patog ênicos. As tiloses parecem constituir um mecanismo de defesa que evita a disseminação de parasitas que, eventualmente, invadam o xilema. transversalmente mostra, em geral, 39. Um tronco de árvore cortado transversalmente círculos concêntricos em seu xilema, conhecidos como an éis de crescimento. Esses c írculos resultam da variação de atividade do câmbio vascular em resposta a altera ções climáticas. Os anéis de xilema são visíveis porque há uma grande diferença entre os vasos produzidos no final de um ciclo de crescimento e os produzidos no início do ciclo seguinte. Quando est á se encerrando um ciclo de atividade, o câmbio produz vasos xilem áticos mais finos e com paredes grossas, que constituem o xilema estival, ou xilema tardio. Ao retomar seu funcionamento depois de uma fase de repouso, o câmbio produz vasos de grosso calibre com paredes relativamente finas, que constituem o xilema primaveril, ou xilema inicial. Em certas espécies, o número de anéis de crescimento corresponde exatamente ao número de anos de exist ência da árvore, pois durante o inverno, a atividade do c âmbio é sempre interrompida.
40. Troncos são caules robustos, desenvolvidos na parte inferior e, em geral, ramificados no ápice, encontrados na maioria das árvores e arbustos dos grupos das gimnospermas, dicotiled ôneas basais e eudicotiledôneas. Estipes são caules geralmente n ão-ramificados, que apresentam em seu ápice um tufo de folhas; s ão típicos das palmeiras (monocotiledôneas). Colmos são caules não-ramificados que se distinguem dos estipes por apresentar, em toda sua extensão, divisão nítida em gomos, que podem ser ocos como no bambu, ou cheios como no milho e na cana-de-a çúcar.
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trepadores, es, 41. São caules relativamente finos e longos; os volúveis, ou trepador crescem enrolando-se sobre diversos tipos de suporte, os rastejantes crescem prostrados no solo, ou sobre algum suporte ao qual se prendem por meio de gavinhas. Os bot ânicos costumam distinguir os caules rastejantes em sarmento, que se caracteriza por apresentar apenas um ponto de enraizamento, e em estolho, ou estol ão, que se caracteriza por produzir gemas de espaço em espaço. Essas gemas podem originar novas plantas com raízes e folhas. Caules sarmento estão presentes em plantas de chuchu e de abóbora, entre outras; estolho é encontrado em morangueiro e grama-de-jardim, por exemplo.
42. Rizomas são caules subterr âneos que acumulam subst âncias nutritivas. Distinguem-se de ra ízes por apresentar gemas laterais. Em alguns rizomas ocorre ac úmulo de material nutritivo em certas regiões, formando tubérculos, como na batata-inglesa. Bulbos são estruturas complexas formadas pelo caule e por folhas modificadas. Costumam ser classificados em tr ês tipos: tunicado, escamoso e cheio. O exemplo cl ássico de bulbo tunicado é a cebola, cuja porção central, chamada de prato, é pouco desenvolvida. Da parte superior do prato partem folhas modificadas, muito ricas em substâncias nutritivas, os cat áfilos, que formam a cabe ça da cebola; da porção inferior do prato partem as ra ízes. O bulbo escamoso difere do tunicado pelo fato de os cat áfilos se disporem como escamas parcialmente sobrepostas. Esse tipo de bulbo é encontrado no l írio. No caso do bulbo cheio, as escamas s ão menos numerosas e o revestem como se fosse uma casca. Bulbos desse tipo estão presentes na palma. 43. Cladódios são caules modificados, adaptados à realiza ção de fotossíntese e, em algumas espécies, também ao armazenamento de água. As plantas que os possuem perderam as folhas no curso da evolução, geralmente como adapta ção a regiões de clima seco.
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A ausência de folhas permite à planta economizar parte da água que seria perdida por evapora ção. Rizóforos são ramos caulinares que crescem em direção ao solo (gravitropismo positivo) eventualmente mergulhando nele e formando ra ízes adventícias. Estão presentes na planta Rhizophora mangle, comum nos manguezais brasileiros; e atuam dando-lhe sustenta ção.
44. Gavinhas são ramos ou folhas modificados que, ao encontrar um substrato adequado, crescem enrolando-se sobre ele. Servem para a fixação de plantas trepadeiras e ocorrem em videiras e nas plantas de chuchu, por exemplo. Espinhos s ão ramos curtos, resistentes e com ponta afiada, que protegem a planta, afastando animais que poderiam danific á-Ia. Os espinhos tanto podem surgir por modifica ção de folhas, como nas cactáceas, como se originar de ramos caulinares, como ocorre nos limoeiros e laranjeiras. Acúleos são estruturas ponteagudas originadas da epiderme, o que explica serem facilmente destac áveis do caule, ao contrário dos espinhos; estão presentes em roseiras.
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folia r, 45. São: limbo, pecíolo, bainha e estípulas. O limbo, ou lâmina foliar a por o laminar expandida da folha. O pec olo o ped é çã í é únculo por meio do qual o limbo se prende ao ramo caulinar; muitas folhas não possuem pecíolo e são chamadas de s ésseis. A maioria das monocotiled ôneas e algumas eudicotiled ôneas possuem folhas com uma expans ão na base, a bainha, que reveste o caule. Certas folhas apresentam na base do pec íolo um par de pro jeções filamentosas ou laminares, denominadas est ípulas.
46. Uma folha é totalmente revestida por epiderme que se diferencia a partir do protoderma. Seu interior, denominado mes ófilo, é constituído por células ricas em cloroplastos, o par ênquima clorofiliano clorofiliano,, ou clorênquima, que se diferencia a partir do meristema fundamental. Além disso, o mesófilo contém tecidos condutores, organizados em feixes líbero-lenhosos, que se diferenciam a partir do procâmbio, e tecidos de sustentação que podem se diferenciar tanto do meristema fundamental quanto do proc âmbio.
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47. A epiderme foliar é, na maioria dos casos, uniestratificada, mas plantas de regiões áridas, ou xerófitas, podem apresentar epiderme com várias camadas de c élulas. A face externa das c élulas epidérmicas é coberta por cutina, que forma uma pel ícula praticamente impermeável, a cutícula, revestindo toda a folha. As trocas gasosas com o ambiente ocorrem atrav és de inúmeros estômatos presentes, principalmente na face foliar inferior. As c élulas dos estômatos são as únicas da epiderme a possuir cloroplastos. Nas plantas monocotiled ôneas, os estômatos dispõem-se, em geral, em fileiras paralelas ao eixo maior da folha; nas demais plantas eles têm uma distribuição aleatória na superfície foliar. 48. As folhas apresentam, em geral, dois tipos de células parenquimáticas clorofiladas preenchendo o mes ófilo, como é denominada a região entre as epidermes superior e inferior do limbo. Um tipo tem forma colunar, ou cil índrica, e constitui o par ênquima paliçádico, assim chamado porque as células dispõem-se lado a lado, com o eixo maior orientado perpendicularmente à epiderme, lembrando uma paliçada. O outro tipo de c élula clorofilada do mes ófilo tem forma irregular e constitui o par ênquima esponjoso, ou lacunoso, pois as células deixam grandes espa ços de ar entre si. O parênquima paliçádico das mesófitas, como são chamadas as plantas que habitam ambientes nem muito secos nem excessivamente úmidos, localizase, em geral, na face superior da folha, onde a incid ência de luz é maior. O parênquima lacunoso, por sua vez, fica em contato com a epiderme da face inferior, onde se localiza a maior parte dos estômatos. Muitas xerófitas e algumas outras plantas apresentam parênquima paliçádico em ambas as faces da folha, com o par ênquima esponjoso entre eles. Algumas esp écies podem apresentar duas ou três camadas de células paliçádicas, mas a maioria das folhas apresentam uma única camada dessas células. bero-lenhosos, s, associados ou n ão a 49. Nervuras foliares s ão feixes líbero-lenhoso tecidos de sustenta ção. Esses feixes são prolongamentos dos existentes no caule e apresentam o xilema voltado para a super-
fície superior, e o floema voltado para a superf ície inferior. Na maioria das monocotiled ôneas, as nervuras têm aproximadamente a mesma espessura ao longo de todo seu comprimento e se estendem paralelamente desde a base at é o ápice da folha. Por isso, essas folhas recebem a designação de paralelinérveas. Nas outras plantas angiospermas, ou seja, nas dicotiledôneas basais e eudicotiledôneas, as nervuras formam um padr ão ramificado, com feixes sucessivamente sucessivamente mais finos ramificando-se dos dos mais grossos. Esse tipo de nerva ção é denominado reticulado, ou peninérveo. As nervuras mais finas terminam revestidas por c élulas do mesófilo que cont êm poucos cloroplastos e formam uma bainha compacta ao redor das extremidades dos vasos xilemáticos e floemáticos, assegurando que nenhuma parte dos tecidos condutores entre em contato direto com o ar. As c élulas ao redor do feixe de elementos condutores, denominadas c élulas da bainha do feixe, controlam a passagem de subst âncias para dentro e para fora dos vasos condutores. É através delas que a água e os sais minerais trazidos pelo xilema s ão distribuídos às demais c élulas do mes ó filo e que os produtos da fotoss íntese são introduzidos no floema para serem levados para as diversas partes da planta.
50. Hidatódios são estruturas localizadas nas bordas das folhas de certas plantas, cuja fun ção é eliminar o excesso de água da planta. De manhã bem cedo é possível observar, nas bordas das folhas de certas plantas, gotas de água eliminadas através dos hidatódios. Tricomas são estruturas epidérmicas, uni ou multicelulares, com formas e funções diversas. Nas folhas de urtiga, por exemplo, existem tricomas que produzem subst âncias tóxicas, cuja fun ção é proteger a planta do ataque de animais herb ívoros. Em certas plantas do cerrado, as folhas t êm tricomas em tal quantidade que seu aspecto é aveludado, contribuindo para reduzir a perda d ’água por transpiração. 51. Filotaxia é o arranjo das folhas no caule. O tipo mais comum é o helicoidal, ou filotaxia alternada, em que os pontos de inser ção das folhas na seqüência de nós se dispõem segundo uma h élice ao redor do ramo. Outro tipo de filotaxia é a dística, em que existe uma única folha por n ó e elas se inserem alternadamente em lados opostos ao longo do caule. Na filotaxia oposta, existem duas folhas por n ó inseridas em lados diametralmente opostos. Se os pontos de inser ção em nós adjacentes formam ângulos entre si, a filotaxia é chamada de oposta cruzada. Pode haver ainda três ou mais folhas por n ó e, nesse caso, a filotaxia é denominada verticilada. 52. As folhas são classificadas primeiramente em simples, cujo limbo não é dividido, e compostas, com limbo dividido em fol íolos, cada uma com seu próprio pecíolo; estes se fundem para formar um pecíolo comum que une a folha ao n ó caulinar. As folhas simples podem ser classificadas de acordo com a forma do limbo. As folhas compostas costumam ser classificadas de acordo com a disposi ção dos fol íolos no pecíolo e com o n úmero deles, par ou ímpar. 53. Brácteas são folhas que se formam nas axilas do pedicelo de uma flor ou de uma infloresc ência. Em certas plantas, em que as pétalas são pequenas ou mesmo inexistentes, as br ácteas podem ser coloridas e vistosas, fazendo o papel das p étalas na atração de polinizadores. Um conjunto de br ácteas ao redor de uma infloresc ência é denominado env ólucro.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR QUESTÕES OBJETIVAS
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56. a
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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QUESTÕES DISCURSIVAS
CAPÍTULO
69. A preocupação de que a casa sobre os ramos mais baixos de uma grande árvore possa ficar cada vez mais alta com o passar dos anos é infundada. Os ramos mais baixos são os mais antigos e não mudam de altura com o passar dos anos porque o crescimento em altura da árvore ocorre a partir do ápice, região em que estão localizados os tecidos meristemáticos. 70.
Epiderme Córtex
FISIOLOGIA DAS PLANT PL ANTAS AS ANGIOSPERMAS GUIA DE ESTUDO 1. Nutrição orgânica é a produção de nutrientes orgânicos pela fotossíntese. As substâncias orgânicas são necessárias para construir o corpo da planta e para obter energia metabólica. A fonte de energia para a fotossíntese é a luz solar. As matérias-primas são o gás carbônico proveniente do ar e a água proveniente do solo. Os produtos formados são glicídios, utilizados como nutrientes nutrie ntes pela planta, e gás oxigênio, liberado para o ambiente. Nutrição mineral é a absorção, pelas plantas, de sais minerais, necessários por conter elementos químicos essenciais ao organismo vegetal.
Cilindro vascular
Endoderma Periciclo Floema primário
Xilema primário
Estrutura primária da raiz Súber
Felogênio (câmbio da casca)
Feloderma Floema primário
2. Macronutrientes são sais minerais que fornecem às plantas os elementos químicos necessários em quantidades relativamente grandes (macroelementos). Entre os macroelementos podem-se citar o nitrogênio e o potássio, supridos por sais minerais como o nitrato de potássio (KNO 3). Micronutrientes são sais minerais que fornecem às plantas os elementos químicos de que elas necessitam apenas em pequena quantidade (microelementos). Exemplos de microelementos são o boro (B) e o molibdênio (Mo). O borato, derivado do ácido bórico (H 3BO3), é um sal micronutriente.
Periciclo
Câmbio vascular
Xilema primário
Xilema secundário Floema secundário O IR E
Estrutura secundária da raiz BI R RI N A U
Floema primário J
Procâmbio
Córtex
Epiderme
Estrutura primária do caule
Epiderme rompida
6. Os sintomas causados pela deficiência de um elemento químico dependem da função que ele desempenha na planta. Por exemplo, a deficiência de magnésio torna as folhas amareladas, em virtude da queda na produção de clorofila, molécula que contém magnésio em sua constituição. O nitrogênio é um elemento cuja falta acarreta limitação drástica ao crescimento das plantas. As deficiências nutricionais mais comuns nas plantas são dos elementos nitrogênio, fósforo e potássio. O nitrogênio e o fósforo são constituintes de importantes substâncias orgânicas (proteínas, ácidos nucléicos e ATP) e o potássio está relacionado ao equilíbrio osmótico e à permeabilidade celular.
Felogênio (câmbio da casca) Feloderma Súber
Estrutura secundária do caule
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Parânquima 4 2 paliçádico 4
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1 3 Parênquima 4 2 lacunoso 4 1 Epiderme inferior
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face inferior
Estômato
A folha é um órgão adaptado à realização da fotossíntese. A forma laminar do limbo fornece uma ampla área de absorção de luz. A forma e a disposição das células no parênquima paliçádico paliçádi co na face superior permitem uma absorção a bsorção de luz adequada. A presença de estômato principalmente na fase inferior permite as trocas gasosas com um mínimo de perda de água por evaporação. A presença do parênquima lacunoso na face inferior permite o deslocamento de gás oxigênio do ar para todas as células do mesófilo e de gás carbônico em sentido inverso.
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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5. Os micronutrientes atuam geralmente como co-fatores de enzimas, por isso, são requeridos em quantidades muito pequenas.
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Epiderme superior
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4. O carbono, o oxigênio, o hidrogênio, o nitrogênio, o enxofre e o fósforo são requeridos em grandes quantidades por serem os principais componentes das moléculas orgânicas. O cálcio, além de outras funções importantes na regulação do metabolismo da célula, também entra na constituição da lamela média. O potássio é o principal regulador da pressão osmótica das células das plantas. O magnésio é um componente básico da clorofila e também atua como co-fator de diversas enzimas.
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3. Hidroponia é um método de cultivo de plantas na ausência de solo, em que as raízes ficam mergulhadas em uma solução de nutrientes salinos que fornecem os nutrientes minerais essenciais.
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7. As plantas podem apresentar deficiência de nitrogênio porque não conseguem absorvê-lo na forma de gás nitrogênio (N 2), como ele se encontra na atmosfera. Para ser utilizado pelas células vegetais, o nitrogênio precisa estar na form a do íon amônio (NH +4) ou do íon nitrato (NO 3–). Esses íons são produzido produzidoss a partir do N 2 pela ação de diversos tipos de bactéria presentes no solo. 8. A morte e a decomposição dos seres vivos em um ambiente natural devolve ao solo os elementos retirados pelas plantas, o que possibilita a constante reciclagem reciclagem dos elementos químicos. químicos. Em um campo de cultivo, porém, a situação é diferente. As plantas são removidas, inteiras ou em parte, e utilizadas como alimento pelas pessoas ou por animais domésticos. Com isso o solo vai gradativamente empobrecendo em elementos químicos essenciais. Para que o solo não se “esgote”, tornando-se inadequado à agricultura, os elementos perdidos devem ser repostos periodicamente pela adição de compostos químicos que os contenham. Esses compostos são denominados adubos, ou fertilizantes, e podem ser de dois tipos: orgânicos e inorgânicos.
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9. Adubos orgânicos são constituídos por restos ou partes de animais
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ou de plantas, como fezes e sobras de alimentos. À medida que são decompostos pelos organismos do solo, os adubos orgânicos vão liberando elementos essenciais ao crescimento das plantas. Adubos inorgânicos são compostos produzidos industrialmente que contêm, em geral, três elementos químicos essenciais: nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K). A adubação orgânica, além de fornecer ao solo elementos essenciais, dá a ele uma textura que favorece a retenção de água. A adubação inorgânica, por sua vez, possibilita calcular exatamente que quantidades de diferentes elementos devem ser fornecidas à planta. Isso é importante, pois a concentração relativa de cada elemento tem influência no tipo de crescimento. O pH tem influência direta sobre a capacidade de absorção dos diferentes elementos químicos pelas plantas. Mesmo que o solo contenha todos os elementos essenciais, elas podem deixar de absorver um ou outro deles, se o pH for inadequado. Por exemplo, em um solo com pH 8 a planta consegue absorver cálcio, mas é incapaz de absorver ferro. Assim, antes do cultivo e de uma eventual adubação, é importante determinar o pH do solo, corrigindo-o, se necessário. Se o solo é ácido, deve-se adicionar calcário (carbonato de cálcio) para corrigi-lo; se é alcalino, a correção é feita pela adição de sulfatos de sódio ou magnésio. Água e sais minerais penetram na planta através das extremidades das raízes, principalmente na zona dos pêlos absorventes, em que as paredes das células são altamente permeáveis. Após atravessar a epiderme, a água e os sais nela dissolvidos deslocam-se para a região central da raiz. Esse deslocamento pode ocorrer tanto pelo apoplasto quanto pelo simplasto. Apoplasto refere-se ao que se localiza externamente às membranas plasmáticas, ou seja, compreende os espaços existentes entre as paredes das células e os espaços microscópicos presentes nas próprias paredes celulósicas, que se embebem de líquido como um papel-toalha. Simplasto refere-se aos conteúdos celulares, isto é, ao que está contido dentro das membranas plasmáticas. Ele é contínuo, uma vez que os citoplasmas das células de uma planta se comunicam através de finas pontes citoplasmáticas, os plasmodesmos. A água e os sais que se deslocam pelo apoplasto, rumo ao cilindro vascular central, são barrados pelas células endodérmicas, as quais estão fortemente unidas umas às outras por meio de cinturões impermeáveis de suberina, as estrias casparianas, que impedem a água e os sais dissolvidos de passar entre as paredes celulares. Para penetrar no cilindro vascular, vascular, portanto, a água e os sais têm necessariamente de atravessar a membrana plasmática e passar pelo citoplasma das células endodérmicas. Capilaridade é um fenômeno físico que resulta das propriedades de adesão e coesão manifestadas pelas moléculas de água. A água é capaz de subir espontaneamente por um tubo de pequeno calibre (capilar) (capilar) devido ao fato de suas moléculas se aderirem às paredes do tubo e se manterem unidas (coesas) entre si. A adesão ao tubo resulta de pontes de hidrogênio entre as moléculas de água e os componentes da parede do capilar. Como as moléculas se mantêm coesas, as que aderem às paredes do capilar arrastam consigo as demais. Conhecendo-se o diâmetro de um tubo é possível calcular a altura que a coluna de água nele subirá como resultado das forças de capilaridade. Os cientistas calculam que, em um vaso xilemático com cerca de 30 µm a 50 µm de diâmetro, o fenômeno da capilaridade é suficiente para elevar a coluna de água a pouco mais de 0,5 m acima do nível do solo. Isso significa que a capilaridade sozinha não é suficiente para levar a seiva bruta até a copa das árvores. As raízes de muitas plantas empurram a seiva bruta para cima, fenômeno conhecido como pressão positiva da raiz. Em certas espécies verificou-se que essa pressão é suficiente para elevar a coluna de água nos vasos xilemáticos a alguns metros de altura.
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A pressão positiva da raiz resulta do fato de os sais minerais serem continuamente bombeados para dentro do xilema pelas células de transferência e de seu retorno ao córtex por difusão ser impedido pelas estrias casparianas. A diferença de concentração salina que se estabelece entre o cilindro vascular e o córtex força a entrada de água por osmose, gerando a pressão que faz a seiva subir pelos vasos xilemáticos. Essa possibilidade é descartada porque, além de muitas árvores não apresentarem pressão positiva da raiz, o deslocamento da seiva por esse mecanismo é muito lento, insuficiente para explicar o movimento total de água nas árvores. Gutação é a eliminação do excesso de água que chega às folhas, em decorrência da pressão positiva da raiz, através dos hidatódios. A teoria coesão-tensão, também conhecida como teoria de Dixon, admite que a seiva bruta é puxada desde as raízes até as folhas como resultado da evaporação de água que ocorre nas células foliares. As células da folha, ao perderem água por evaporação, têm sua pressão osmótica aumentada e retiram água das células vizinhas, as quais, por sua vez, terminam por retirar água das terminações dos vasos xilemáticos. Assim, ao perderem água por transpiração, as folhas sugam seiva do xilema e toda a coluna líquida se eleva desde a raiz. Os cálculos mostram que a tensão criada pela transpiração é suficiente para elevar uma coluna de água dentro de um vaso xilemático a cerca de 160 m de altura. Estômato é uma estrutura epidérmica que controla a entrada e a saída de gases da planta. É formado por duas células em forma de grão de feijão ou de haltere, ricas em cloroplastos, denominadas células-guarda, e por um número variável de células vizinhas chamadas de células acessórias, ou subsidiárias. O espaço entre as duas células-guarda de um estômato é o ostíolo, que pode se abrir ou se fechar, dependendo da turgidez das células-guarda. O estômato se abre quando as células-guarda absorvem água, tornando-se túrgidas, e se fecha quando as células-guarda perdem água, tornando-se flácidas. Esse comportamento deve-se à disposição estratégica das fibras de celulose na parede das células-guarda. Na maioria das eudicotiledôneas, elas têm forma de rim e as microfibrilas de celulose da parede estão orientadas de tal maneira que, ao se tornarem túrgidas, as células-guarda aumentam sua curvatura e o ostíolo se abre. Ao perder água, por outro lado, elas diminuem a curvatura e se aproximam, fechando o ostíolo. Nas gramíneas, as células-guarda têm forma de haltere, com as extremidades mais dilatadas e a região mediana mais comprimida. As extremidades têm paredes finas e a região central tem paredes grossas. Quando ficam túrgidas, com o afastamento na região mediana, as extremidades das célulasguarda dilatam-se, abrindo o ostíolo. Quando as células-guarda células-guarda perdem água, as extremidades diminuem sua dilatação e as regiões medianas das células aproximam-se, fechando o ostíolo. Ao abrir os estômatos para permitir a entrada de CO 2, a planta passa a perder maior quantidade de água, isto é, sua taxa de transpiração aumenta. Transpiração é a perda de água na forma de vapor que ocorre pela superfície corporal de plantas e animais. Nas plantas, mesmo com os estômatos totalmente fechados, fechados , ocorre uma certa taxa de transpiração através da cutícula das folhas, denominada transpiração cuticular. Quando os estômatos se abrem para que a planta possa absorver CO 2 para a fotossíntese, somase à transpiração cuticular a perda d´água pelos estômatos, chamada de transpiração trans piração estomatar. A maioria das plantas abre os es tômatos assim que amanhece, fechando-os ao anoitecer. anoitecer. Esse comportamento permite à folha receber gás carbônico para a fotossíntese enquanto há luz disponível. O suprimento de gás oxigênio para a respiração, acumulado no mesófilo, geralmente dura a noite inteira. O fechamento noturno dos estômatos diminui sensivelmente a perda d’água por transpiração.
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24. Os estômatos se abrem quando a planta é submetida a baixas concentrações de gás carbônico e se fecham quando a concentração desse gás se torna elevada. O mecanismo representa uma adaptação relacionada à fotoss íntese: se ocorrer acúmulo de CO2 no mesófilo, isso provavelmente significa que esse g ás não está mais sendo usado para a fotossíntese devido à falta de luz, sinalizando que os est ômatos podem ser fechados. 25. A disponibilidade de água no solo, ou seja, o suprimento h ídrico de que a planta dispõe, exerce grande influência sobre os movimentos dos estômatos. Se faltar água para a planta, os est ômatos se fecham, mesmo com luz dispon ível para a fotossíntese e com baixa concentra ção de gás carbônico no mes ófilo. 26. O movimento estom ático é determinado pela entrada e sa ída de íons potássio nas células-guarda. Em presen ça de luz ou em baixa concentra ção de gás carbônico, íons potássio (K+) são bombeados para o interior das c élulas estomáticas. O aumento da concentra ção desse íon faz as c élulas estomáticas absorverem água de suas vizinhas por osmose, o que causa aumento de volume e abertura do est ômato. Em situação inversa, ou seja, na ausência de luz ou em altas concentra ções de CO2, as células estomáticas perdem íons pot ássio; com isso, diminui sua pressão osmótica e elas perdem água, o que acarreta o fechamento do ost íolo. 27. O ácido abscísico, um hormônio vegetal, parece ser o fator que determina o fechamento estom ático em condições de falta de água. A perda d ’água parece não ter um efeito direto sobre o fechamento estom ático, uma vez que os est ômatos se fecham muito antes de as c élulas da folha murcharem. A explica ção é que, quando come ça a faltar água na folha, entra em a ção o ácido abscísico, que penetra nas c élulas estomáticas e estimula a sa ída de íons potássio. Isso faz com que essas células se tornem flácidas, e o est ômato se fecha. 28. A taxa de fotoss íntese aumenta progressivamente em fun ção do aumento na concentra ção de CO2, até esta atingir cerca de 0,3%, cerca de dez vezes a concentra ção atmosférica normal; a partir daí, o aumento na concentra ção de CO2 não causa aumento na taxa de fotoss íntese. Até essa concentração de gás carbônico, diz-se que o CO 2 está atuando como fator limitante do processo de fotoss íntese. 29. Em condições ideais de temperatura e concentração de CO2 atmosférico, a taxa de fotossíntese aumenta progressivamente devido ao aumento de luminosidade at é atingir um certo valor. Essa intensidade luminosa a partir da qual a taxa de fotoss íntese deixa de aumentar é chamada de ponto de satura ção luminosa. 30. Ponto de compensa ção luminosa, ou ponto de compensa ção fótico, é a intensidade luminosa em que as taxas de fotoss íntese e de respiração se equivalem, ou seja, todo o g ás oxigênio liberado na fotoss í ntese é utilizado na respira çã o e todo g ás carbônico produzido na respira ção é utilizado na fotoss íntese. No ponto de compensa ção luminosa, a planta n ão realiza trocas gasosas com o ambiente. 31. O ponto de compensa ção luminosa varia nas diferentes esp écies de planta. Espécies com pontos de compensa ção elevados só conseguem viver em locais de alta luminosidade, sendo por isso chamadas de plantas heli ófilas (do grego helios, sol, e philos, amigo), ou plantas de sol. Esp écies com pontos de compensação luminosa mais baixos necessitam de intensidades menores de luz e podem viver em ambientes sombreados, sendo por isso chamadas de plantas umbr ófilas (do latim umbra, sombra), ou plantas de sombra. 32. Certas plantas apresentam o chamado metabolismo CAM, uma adaptação a climas secos. Essas plantas mant êm os estômatos fechados durante o dia, abrindo-os apenas à noite, como estratégia para evitar a perda de água por transpira ção estomatar. Durante a noite, a temperatura diminui e a taxa de evapora ção torna-se menor que de dia. Plantas com metabolismo CAM captam
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
CO2 durante a noite, enquanto seus est ômatos estão abertos, e o armazenam na forma de ácidos orgânicos nos vac úolos das células do mesófilo. Pela manhã, os estômatos se fecham e a planta deixa de realizar trocas gasosas com o ar atmosf érico, mas os ácidos orgânicos produzidos durante a noite v ão sendo degradados, liberando o gás carbônico necessário à fotossíntese.
33. Coloca-se uma certa quantidade de ramos dessa planta em um recipiente de vidro, contendo água com bicarbonato de s ódio na proporção de 3 colheres de sopa por litro. Dentro da água as plantas são cobertas com um funil de vidro, que deve ficar totalmente submerso. Sobre o bico do funil é emborcado um tubo de ensaio cheio de água. Quando o conjunto é iluminado com luz intensa, a planta come ça a soltar pequenas bolhas de gás oxigênio, que vão se acumular no tubo de ensaio. 34. Folhas recém-coletadas de uma planta s ão presas a rolhas, de modo a ficar suspensas em tubos contendo certa quantidade da solução de vermelho de cresol (indicadora de pH). Alguns tubos s ão colocados em uma caixa à prova de luz, enquanto outros são deixados expostos à luz. Algumas horas ap ós o início do experimento a solu ção dos tubos expostos à luz estará roxa, indicando eleva ção do pH, causada pelo consumo de CO 2. A solução dos tubos mantidos no escuro estar á amarela, indicando diminui ção do pH, provocada pelo aumento de CO 2 produzido pela respira ção das folhas. As plantas respiram tanto no ambiente iluminado quanto no escuro. No ambiente iluminado, porém, todo o CO2 liberado na respira ção é utilizado na fotoss íntese. 35. Folhas recém-coletadas de uma planta s ão presas a rolhas de modo a ficarem suspensas em tubos contendo certa quantidade da solução de vermelho de cresol (indicadora de pH). Os tubos são, então, colocados a diferentes dist âncias de uma fonte de luz, de modo a expor as folhas a diversas intensidades luminosas. Nos tubos em que a solução permanecer rósea, não houve variação na concentra ção de CO2, o que indica equilíbrio entre fotossíntese e respiração. A intensidade luminosa recebida por esses tubos corresponde, portanto, ao ponto de compensa ção fótico da planta em estudo.
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36. O anel de Malpighi consiste na remoção de um anel de casca de um ramo caulinar. A regi ão imediatamente acima da opera ção torna-se intumescida com o passar do tempo pelo intenso crescimento dos tecidos, devido ao ac úmulo de substâncias nutritivas, cujo deslocamento das folhas para as ra ízes é interrompido pela remoção da casca. Quando o anel é feito no caule principal, a planta morre, pois suas raízes deixam de receber o alimento enviado pelas folhas. 37. A hipótese do fluxo por press ão, ou hip ótese do desequil íbrio osmótico, ou ainda, hip ótese do fluxo em massa, considera que o deslocamento da seiva elaborada atrav és do floema resulta de um desequil íbrio osmótico entre a fonte e o destino das subst â ncias org â nicas. Nas regi õ es de produ çã o ou de armazenamento (fontes) ocorre um bombeamento ativo de subst âncias orgânicas solúveis, principalmente sacarose, para o interior dos tubos e das c élulas crivadas que comp õem o floema. Com isso a press ão osmótica no interior desses elementos torna-se maior do que nas c élulas vizinhas e eles passam a absorver água. Essa entrada de água nos elementos floem áticos cria uma corrente de l íquido que arrasta passivamente as moléculas orgânicas em direção a seus destinos, onde elas são ativamente absorvidas e utilizadas pelas c élulas. A absorção de substâncias orgânicas pelas c élulas consumidoras faz com que a press ão osmótica diminua no interior dos elementos floem áticos e se torne menor do que a das c élulas vizinhas. Com isso, os tubos crivados e as c élulas crivadas perdem água para as células vizinhas, o que contribui para a manuten ção da corrente líquida desde as c élulas produtoras e armazenadoras até as regiões de consumo.
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38. Muitas espécies de planta apresentam laticíferos constituídos por células produtoras de l átex, localizadas no c órtex ou entre os elementos do floema. O l átex é um fluido, em geral leitoso, cuja composição varia consideravelmente entre as esp écies, podendo conter prote ínas, alcalóides, amido, açúcares diversos, óleos, taninos, resinas e gomas. Quando exposto ao ar, ele coagula, e uma de suas fun ções parece ser a selagem de ferimentos superficiais da planta, evitando a entrada de fungos e bact érias no organismo. Al ém dessa função, o látex pode servir como reserva de nutrientes e evitar a preda ção da planta por animais, uma vez que apresenta, em geral, sabor amargo e pode conter substâncias tóxicas. 39. Horm ônios vegetais, ou fitorm ônios, são substâncias orgânicas produzidas em determinados locais da planta e transportadas para outros locais onde exercem seus efeitos. Em pequen íssimas quantidades, eles afetam o funcionamento de c élulas específicas, denominadas células-alvo do horm ônio, provocando alterações no metabolismo celular.
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40. As auxinas estimulam o alongamento das c élulas do caule e atuam no fototropismo, no geotropismo, na domin ância apical e no desenvolvimento dos frutos. Auxinas s ão produzidas no meristema apical do caule, em prim órdios foliares, folhas jovens, flores, frutos e sementes. 41. As moléculas de auxina deslocam-se do lado iluminado do caule para o lado oposto. Assim, a face oposta à fonte de luz fica com uma quantidade aumentada de auxina, o que faz as c élulas se alongarem mais que na face iluminada, provocando o dobramento do caule em dire ção à fonte de luz. 1
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42. As células do caule s ão menos sensíveis à auxina que as da raiz. Assim, uma concentra ção de auxina suficiente para induzir um crescimento “ótimo ” do caule tem forte efeito inibidor sobre o crescimento da raiz. Por outro lado, concentra ções ótimas para o crescimento da raiz s ão insuficientes para produzir efeitos no caule.
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43. As auxinas também participam da forma ção dos frutos. As sementes em desenvolvimento de diversas plantas liberam auxinas que atuam sobre a parede do ov ário, causando seu desenvolvimento no fruto. Quando a fecunda ção não ocorre e as sementes não se formam, o ov ário dessas plantas não se desenvolve em fruto. No entanto, em diversas esp écies, se auxina for aplicada ao ovário, este se desenvolve em fruto, mesmo que n ão ocorra fecundação. Essa estratégia tem sido utilizada para a produção comercial de frutos partenoc árpicos, muito apreciados por n ão apresentarem sementes. 44. Dominância apical é o efeito inibidor que a gema apical do caule exerce sobre as gemas laterais, impedindo que elas saiam do estado de dorm ência e se desenvolvam em novos ramos. Quando a gema apical é removida, as gemas laterais começam logo a se desenvolver produzindo ramos laterais nas axilas das folhas. Entretanto, se auxina for aplicada sobre a região cortada, o desenvolvimento das gemas laterais continua inibido. 45. A separação natural de folhas, flores e frutos do caule, fen ômeno conhecido como abscis ão, resulta de alterações químicas e estruturais que ocorrem pr óximo à base do pecíolo. Ao envelhecerem, folhas, flores e frutos pass am a produzir progressivamente menos auxina, cuja presen ça é importante para evitar a abscis ão. Com isso, formam-se na base do pecíolo duas camadas transversais de células especializadas: a camada de separa ção, ou de abscisão, e a camada protetora. A primeira é constituída por células pequenas com paredes finas e fr ágeis, que são quebradas por enzimas, o que provoca a separação do pec íolo do caule. A camada protetora é formada por c élulas com paredes suberificadas que isolam a folha do caule antes de sua queda, interrompendo o fluxo de seiva para os tecidos foliares. Ap ós a queda, a camada protetora permanece no caule, formando a cicatriz foliar no n ó.
46. A giberelina promove a germina ção de sementes e o desenvolvimento de brotos; estimula o alongamento do caule e das folhas, a floração e o desenvolvimento de frutos. Ela é produzida em meristemas, frutos e sementes. 47. Algumas variedades de plantas s ão anãs por não produzirem uma giberelina respons ável pelo crescimento do caule. Por exemplo, uma linhagem de ervilha an ã, a mesma usada pelo geneticista Gregor Mendel em seus experimentos clássicos sobre hereditariedade, n ão possui giberelina GA 1. Nessas plantas, o gene responsável pela formação da giberelina GA1 está alterado, produzindo uma forma inativa da enzima respons ável pela reação de formação desse hormônio. Plantas de ervilha com o gene da giberelina GA 1 alterado, porém, crescem até o tamanho normal se for aplicada sobre elas a quantidade adequada de giberelina GA 1 durante o desenvolvimento. 48. Um efeito importante da giberelina é na germinação das sementes. Quando as sementes absorvem água (embebição) e a germinação tem início, o embrião libera giberelinas. Estas difundem-se pelos tecidos da semente e estimulam a s íntese de enzimas hidrol íticas, que passam a degradar as moléculas das reservas alimentares estocadas no endosperma e cotil édones. Os produtos dessa digest ão (açúcares, aminoácidos etc.) são absorvidos pelas c élulas do embri ão, que os utilizam como matéria-prima para seu crescimento. 49. A citocinina estimula as divis ões celulares e o desenvolvimento das gemas, participa da diferencia ção dos tecidos e retarda o envelhecimento dos órgãos. Seu local de produ ção é desconhecido, mas acredita-se que um deles seja a extremida de das raízes. 50. As citocininas atuam em associa ção com as auxinas no controle da dominância apical. Nesse caso, os dois horm ônios têm efeitos antagônicos: as auxinas que descem pelo caule inibem o desenvolvimento das gemas laterais, enquanto as citocininas provenientes das ra ízes estimulam as gemas a se desenvolverem. Quando a gema apical é removid removida, a, cessa a ação das auxinas e as citocininas induzem o desenvolvimento das gemas laterais. 51. Quando um fragmento de uma planta, um peda ço de parênquima, por exemplo, é colocado em meio de cultura contendo todos os nutrientes essenciais à sua sobrevivência, as células podem crescer mas não se dividem. Se adicionamos apenas citocinina a esse meio, nada acontece, mas, se também colocamos auxina, as c élulas passam a dividir-se e podem diferenciar-se em diversos órgãos. O tipo de órgão que surge em uma cultura de tecidos vegetais depende da relação entre as quantidades de citocinina e auxina adicionadas ao meio. Quando as concentra ções dos dois hormônios são iguais, as células se multiplicam mas não se diferenciam, formando uma massa celular denominada calo. Se a concentração de auxina é maior que a de citocinina, o calo forma ra ízes. Se, por outro lado, a concentra ção de citocinina é maior que a de auxina, o calo forma brotos. 52. O ácido abscísico é um inibidor do crescimento, promovendo a dormência de gemas e de sementes, e induzindo o envelhecimento de folhas, flores e frutos. Ele induz tamb ém o fechamento dos estômatos. Seu local de produ ção são: folhas, coifa e caule. 53. O ácido abscísico causa a dormência de sementes, impedindo sua germinação prematura. Embri ões de milho portadores de mutações que impedem a produ ção de de ácido abscísico não apresentam dormência e germinam ainda na espiga. Em regiões áridas, as sementes de muitas plantas s ó germinam após serem lavadas pela água da chuva, que remove o excesso de ácido abscísico nelas presente. amadurecimento o de frutos e na abscis ão das 54. O etileno atua no amadureciment folhas. Ele é produzido em diversas partes do corpo da planta.
55. O etileno participa da abscis ão das folhas juntamente com a auxina. Quando a concentra ção de auxina nas folhas diminui a produção de etileno é estimulada e é ele o respons ável direto pela queda das folhas. RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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56. Tropismo é o crescimento de uma planta em resposta a um estímulo externo. Quando a planta cresce em dire ção à fonte de estímulo, fala-se em tropismo positivo; quando o crescimento ocorre em direção oposta à fonte de estímulo, fala-se em tropismo negativo. Nastismos são movimentos que ocorrem em resposta a um estímulo, mas cuja direção é independente da orienta ção do fator estimulante.
longo, o fitocromo P fr atua como indutor da flora ção. Assim, elas só florescem se os períodos de escuridão não forem muito prolongados, de modo que n ão haja conversão total de fitocromo Pfr em fitocromo P r. Na época do ano em que as noites s ão longas, as plantas de dia-longo n ão florescem, porque todo o fitocromo P fr é convertido em fitocromo P r, o qual não é capaz de induzir a flora ção.
57. Quando uma planta é colocada na posi ção horizontal, as auxinas produzidas pela gema apical do caule migram para a regi ão voltada para o solo, o que faz as c élulas desse lado crescerem mais que as do lado oposto; com isso, o caule curva-se para cima. Na raiz, o aumento de auxina no lado voltado para baixo inibe o alongamento celular e as c élulas do lado oposto alongam-se relativamente mais, o que faz a raiz se curvar para baixo.
65. Vernalização é o efeito que o frio exerce sobre processos fisiol ógicos das plantas como a flora ção ou a germinação da semente de certas espécies. Por exemplo, o trigo de inverno, uma planta de dia-curto, n ão florescer á, mesmo quando submetido a fotoperíodo apropriado, se a planta n ão for exposta por v árias semanas a temperaturas inferiores a 10 C. Se, após a vernalização, o trigo de inverno for submetido a fotoper íodos indutores menores que o fotoper íodo crítico, ele florescer á.
58. Fitocromo é uma proteína de cor azul-esverdeada que pode assumir duas formas interconversíveis, isto é, que podem se transformar uma na outra: o fitocromo P r, uma forma inativa, e o fitocromo P fr, a forma ativa. O fitocromo P r transforma-se em fitocromo P fr ao absorver luz vermelha de comprimento de onda na faixa dos 660 nm. O fitocromo P fr, por sua vez, se transforma em fitocromo P r ao absorver luz vermelha de comprimento de onda mais longo, na faixa dos 730 nm (vermelho de onda mais longa), ou na escurid ão. A capacidade das plantas de responderem a estímulos luminosos é conferida pelo fitocromo P fr. 59. Fotoblastismo é o efeito que a luz exerce sobre a germ inação das sementes. As sementes que necessitam de estímulo luminoso para germinar são chamadas de fotobl ásticas positivas e as que não necessitam de luz s ão denominadas fotobl ásticas negativas. As sementes fotobl ásticas positivas necessitam de est ímulo luminoso porque nelas o processo de germina ção é induzido pelo fitocromo Pfr, que se forma durante o per íodo de exposição à luz. 60. É o fenômeno apresentado pelas plantas que germinam no escuro. Normalmente ele ocorre enquanto a jovem planta est á sob o solo e constitui um processo adaptativo que evita o contato direto da gema apical e das primeiras folhas com as part ículas de solo, o que poderia acarretar danos às frágeis estruturas da jovem planta. Quando a jovem planta continua a crescer no escuro, o estiolamento resulta em caule muito alongado, devido ao crescimento anormal dos entrenós, folhas pequenas, persistência do gancho de germinação e cor amarelada, uma vez que os plastos não produzem clorofila na ausência de luz. Esse conjunto de caracter ísticas, típico do estiolamento, é causado pela ausência de fitocromo P fr. 61. Fotoperiodismo é qualquer resposta biológica que ocorre em função de mudanças na razão entre o período iluminado e o per íodo de escuridão a que o organismo fica exposto, e xposto, em um ciclo de 24 horas. 62. Quanto à influência do fotoperiodismo na flora ção, as plantas são classificadas em: de dia-longo, de dia-curto e indiferentes. Plantas de dia-curto são aquelas que florescem quando a dura ção do período iluminado é inferior a um determinado n úmero de horas, denominado fotoper íodo crítico. Plantas de dia-longo s ão as que florescem quando a dura ção do período iluminado é superior a um determinado número de horas (fotoper íodo crítico). Plantas indiferentes são as que florescem independentemente do fotoper íodo. 63. Se o período de escurid ão de um ciclo indutor de flora ção (dias curtos) em plantas de dia-curto for interrompido pela exposi ção das plantas a um curto per íodo de iluminação, elas deixam de florescer. Se o período de escuridão de um ciclo inibidor de floração (dias curtos) em plantas de dia-longo dia-l ongo for interrompido pela exposição das plantas a um curto per íodo de iluminação, elas passam a florescer. A interrup ção do per íodo de ilumina ção não tem nenhum efeito sobre a flora ção. 64. Nas plantas de dia-curto, o fitocromo Pfr atua como inibidor da floração. Assim, elas só florescem em estações do ano em que as noites são longas porque, durante o per íodo prolongado de escuridão, todo fitocromo P fr converte-se espontaneamente em fitocromo P r, deixando de inibir a flora ção. Nas plantas de dia-
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QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR QUESTÕES OBJETIVAS
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QUESTÕES DISCURSIVAS
88. a) A planta do salgueiro aumentou seu peso no decorrer de 5 anos não apenas pela incorpora ção de água e sais minerais, mas, principalmente, pela produ ção de matéria orgânica na fotossíntese, usando como fonte de carbono e oxig ênio o gás carbônico do ar atmosf érico.
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b) O desaparecimento de 60 g de terra original pode ser creditado à assimilação, pelo vegetal, de sais minerais presentes na terra do plantio.
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89. Plantas que n ão se desenvolvem bem em locais sombreados, necessitando ficar expostas ao sol, s ão denominadas “plantas de sol” (ou heliófilas), e têm ponto de compensa ção luminosa elevado. Para crescer, as plantas precisam acumular subst âncias orgânicas, realizando mais fotoss íntese do que respira ção; portanto, elas precisam receber intensidade de luz superior à de seu ponto de compensa ção luminosa. “Plantas de sombra” (ou umbrófilas) têm pontos de compensa ção luminosa mais baixos. 90. Devido à insuficiência de água em um dos ambientes e à falta de luz (anoitecer) no outro ambiente, o comportamento esperado para os estômatos é o mesmo, ou seja, deverá ocorrer seu fechamento em decorr ência da perda de turgor das c élulas estomáticas. O fechamento dos est ômatos protege a planta da dessecação. 91. a) Há uma relação direta entre o uso de fertilizante e a produção de arroz. b) Os períodos de alta e de baixa produ ção de arroz coincidem com o aumento e a diminuição, respectivamente, do uso de fertilizante. c) O fertilizante contribui para um incremento na s íntese de substâncias orgânicas pela cultura de arroz, o que faz gerar maior produtividade produtividad e desse vegetal. 92. a) Não. Seria necessário saber se as plantas de aveia florescem com período de iluminação superior ou inferior a 9 horas. No primeiro caso, ela seria de dia-longo e no segundo, de dia-curto. b) O fato de as plantas de aveia n ão florescerem quando submetidas a regime luminoso de 7 horas, portanto abaixo do fotoperíodo crítico (9 horas), significa que elas s ão plantas de dia-longo.
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93. a) Para obter a flora ção de crisântemos, deve-se submeter as plantas a per íodos de ilumina ção inferiores a 14 horas. No caso da regi ão mencionada, em que a dura ção do dia é de 16 horas, isso pode ser feito em estufas, em que o período de iluminação é controlado pelo uso de ilumina ção artificial ou de persianas, que são fechadas a uma dada hora do dia, impedindo a entrada de luz. b) A floração do crisântemo é inibida pelo fitocromo P fr, as plantas florescem quando o per íodo de escurid ão do ciclo de 24 horas é longo o suficiente (maior do que 10 horas) para que o P fr seja convertido em Pr e deixe de inibir a flora ção. Assim, as plantas devem receber até um máximo de 14 horas de ilumina ção (período de escuridão maior do que 10 horas) para florescer.
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CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS ANIMAIS GUIA DE ESTUDO 9
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1. Os animais são organismos eucari óticos, multicelulares com nutrição heterotr ófica. i
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2. O apomorfismo dos animais é a presença do estágio de blástula, uma bola de células oca, durante o desenvolvimento embrion ário. d
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3. Animais diblásticos são os que apresentam apenas dois folhetos germinativos: ectoderma e endoderma; s ão diblásticos apenas os animais do filo Cnidaria (corais, an êmonas-do-mar e águasvivas). Os animais de todos os outros filos apresentam um terceiro folheto germinativo, o mesoderma, e por isso s ão chamados tribl ásticos ou triplobl ásticos. Os por íferos, por não apresentarem folhetos germinativos, n ão entram nessa classifica ção.
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4. Celoma é uma cavidade corporal completamente revestida por mesoderma. Os animais que a apresentam s ão chamados de celomados (anelídeos, moluscos, artr ópodes, equinodermos e cordados). Alguns animais t êm uma cavidade corporal apenas parcialmente revestida por mesoderma, chamada pseudoceloma; esses animais são pseudocelomados (nemat ódeos). Animais triblásticos em que o corpo é maciço, sem cavidade corporal além da digestiva, s ão denominados acelomados (platelmintos). 5. O celoma pode se formar de duas maneiras: a partir de fendas internas que surgem no mesoderma do embrião ou do espa ço interno das bolsas de mesoderma que “brotam ” do arquêntero. No primeiro caso, a forma çã o do celoma é denominada esquizocélica; no segundo caso, o processo de forma ção do celoma é chamado enteroc élico. Dos nove principais filos de animais, os moluscos, os anelídeos e os artrópodes apresentam celoma esquizoc élico, sendo por isso considerados animais esquizocelomados. Nos equinodermos (ouri ços-do-mar e estrelas-do-mar) e nos cordados (cujos principais representantes representantes s ão os vertebrados), a formação do celoma é enteroc élica e, por isso, esses organismos são chamados enterocelomados. 6. Protost ômios são animais em que o blastóporo dá origem à boca (moluscos, anel í deos e artr ó podes); todos os animais esquizocelomados s ão também protostômios. Deuterost ômios s ã o animais em que o blast ó poro d á origem ao â nu s (equinodermos e cordados); todos os animais enterocelomados são também deuterostômios. 7. O subfilo Parazoa re úne os animais que n ão apresentam tecidos nem cavidade digestiva; os por íferos são os únicos animais parazoários. Com base nessas caracter ísticas, todos os outros animais são reunidos em um outro sub-reino, Eumetazoa.
8. Uma estrutura apresenta simetria se, quando cortada real ou imaginariamente por um plano que passe por seu centro (plano de simetria), originar metades equivalentes. Uma bola, por exemplo, apresenta simetria esf érica; qualquer plano que passe pelo centro da esfera a divide em metades sim étricas. O mesmo não ocorre com uma ma çã; se esta for cortada ao longo de seu eixo maior, realmente obteremos metades sim étricas; porém, se a cortarmos transversalmente, obteremos obteremos duas partes não-simétricas. Nesse caso, fala-se em simetria radial, pois metades simétricas são obtidas apenas por planos de corte longitudinais, orientados como os raios de uma circunfer ência. Outro tipo de simetria é a bilateral. Nesse caso h á um único plano que divide um objeto em metades sim étricas. Nosso corpo, por exemplo, apresenta simetria bilateral; o único plano de simetria possível é o plano longitudinal que divide o corpo nas metades esquerda e direita. A simetria radial ocorre em poucas esponjas (a maioria possui corpo assim étrico), em cnid ários (águas-vivas, anêmonas-do-mar e corais) e tamb ém nas formas adultas de equinodermos (ouri ços-do-mar, estrelas-do-mar etc.). Com exceção desses, todos os outros animais t êm simetria bilateral. 9. Muitos animais radialmente sim étricos são sésseis, isto é, vivem fixados a objetos e t êm movimentos lentos. A simetria bilateral está associada à movimentação ativa e direcionada, característica de animais que nadam, cavam, rastejam, voam ou andam. 10. Cefalização é a concentra ção de órgãos dos sentidos e de c élulas nervosas na regi ão anterior do corpo, definindo uma cabe ça. Os principais filos cujos representant representantes es apresentam cabe ça bem diferenciada são os moluscos (carac óis, polvos, lulas etc.), os anelídeos (vermes poliquetos), artr ópodes (insetos, crustáceos, aranhas e escorpi ões) e cordados (vertebrados). 11. Os cientistas admitem que a presen ça de uma cavidade corporal interna, dentro da qual se movi mentam e circulam l íquidos, traz diversas vantagens ao animal. Entre outras coisas, facilita a distribui ção de substâncias para as c élulas e a eliminação de excretas. Outro papel importante desempenhado pelo celoma em muitos animais é a acomoda ção e a proteção de órgãos internos. No interior da cavidade cel ômica, os órgãos podem crescer e movimentar-se com maior independ ência. Além dessas funções, a presença de uma cavidade corporal cheia de líquido d á sustenta ção ao animal, podendo funcionar como uma espécie de esqueleto, como veremos mais adiante no item referente a sistemas esquel éticos. 12. Metameria é a divisão do corpo em segmentos (met âmeros) ao longo de seu comprimento. Ter corpo segmentado garante flexibilidade corporal e variedade de movimentos. Apresentam metameria os anelídeos, os artrópodes e os cordados. 13. Podem-se distinguir tr ês tipos de esqueleto: hidrost ático, exoesqueleto e endoesqueleto. O esqueleto hidrost ático resulta da açã o da musculatura sobre as cavidades corporais cheias de l íquido. Est á presente em nemat ódeos (vermes cilíndricos, como a lombriga) e em anel ídeos (vermes segmentados, como a minhoca). O exoesqueleto é uma cobertura rígida que envolve o corpo do animal totalmente (exoesquele to completo) ou parcialmente (exoesqueleto incompleto), protegendo os órgãos internos e fornecendo pontos de apoio para a musculatura. O exoesqueleto completo (carapa ça) é típico dos artr ópodes. O exoesqueleto incompleto (concha) é t í pico dos moluscos, como ostras, mexilh õ es, caracó is, caramujos etc. O endoesqueleto é o conjunto de estruturas esquel éticas internas respons áveis pela sustenta çã o corporal e pela fixa çã o dos músculos. Nos vertebrados, as estruturas esqueléticas são os ossos. Os equinodermos e a maioria dos animais cordados possuem endoesqueleto. RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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14. Sistema digestório incompleto é aquele em que h á apenas uma abertura de comunica ção da cavidade digestiva para o exterior. exterior. Apresentam esse tipo de sistema cnid ários e platelmintos; neles a abertura da cavidade digestiva, embora denominada boca, serve tanto para a ingest ão do alimento como para a eliminação dos restos não-digeridos. Sistema digest ório completo é aquele em que há duas aberturas da cavidade digestiva para o exterior: a boca, por onde o alimento entra, e o ânus, por onde s ão eliminados os restos alimentares não utilizados. O sistema digest ório completo est á presente em moluscos, nemat ódeos, anelídeos, artrópodes, equinodermos e cordados. 15. Em poríferos, cnidários e platelmintos, a distribui ção de substâncias pelo corpo ocorre por simples difus ão célula a célula. Embora lento, o processo de difus ão é eficiente porque esses animais s ão relativamente pequenos e todas as suas c élulas estão próximo da cavidade digestiva e das superf ícies respiratórias. Nos nematódeos, a distribuição das substâncias pelo corpo é feita pelo líquido que preenche o pseudoceloma. O g ás oxigênio absorvido pela superf ície do corpo e os nutrientes absorvidos pela parede do tubo digestório difundem-se para o l íquido do pseudoceloma, atrav és do qual atingem todas as partes do corpo. Na maioria dos animais complexos, o transporte de subst âncias dá-se pelo sistema circulatório, um sistema de tubos ramificados, os vasos sang üíneos, no interior dos quais circula um fluido. Este é impulsionado dentro dos vasos por meio de um ou mais corações, estruturas musculosas que se contraem ritmicamente. ritmicamente. 16. Sistema circulat ório fechado é aquele em que o sangue circula sempre no interior de vasos. Apresentam esse tipo de sistema anelídeos e cordados. Sistema circulat ório aberto é aquele em que os vasos circulatórios têm extremidades abertas, de modo que o fluido sai para cavidades corporais chamadas hemocelas ou lacunas. O fluido que se desloca em um sistema circulat ório aberto costuma ser chamado de hemolinfa. 17. Respiração cutânea é a difusão dos gases respiratórios através da superfície corporal. Apresentam esse tipo de respiração animais que vivem na água ou em ambientes úmidos, como poríferos, cnidários, platelmintos, nematódeos, alguns anel ídeos (minhocas, por exemplo) e anfíbios. 18. Respiração branquial é aquela realizada por órgãos denominados brânquias; essas são dobras externas da superfície epidérmica nas quais há vasos circulatórios em grande quantidade. O sangue (ou a hemolinfa), ao passar pelos vasos que irrigam as br ânquias, fica próximo o suficiente da água, o que permite as trocas de gases com o ambiente aquático. Apresentam brânquias diferentes animais aquáticos: peixes, crustáceos, diversos anelídeos e moluscos. 19. Respiração pulmonar é aquela realizada por órgãos denominados pulmões, dobras internas ao corpo que se comunicam com o exterior atrav és de condutos estreitos. Os pulmões são órgãos ricamente vascularizados, o que garante eficiente troca de gases entre o l íquido circulat ório e o ar. Apresentam respira ção pulmonar muitos animais terrestres, como alguns moluscos, muitos anfíbios, répteis, aves e mamíferos. 20. Respiração traqueal é a que ocorre por meio de um sistema de canais ramificados (traquéias) que se abrem na superfície do corpo, em poros (espiráculos). O sistema respiratório traqueal não tem relação funcional com o sistema circulat ório, pois as traquéias garantem que o O2 chegue diretamente às células, sem intermediação do líquido circulatório. Ocorre Ocorre nos insetos, quil ópodes, diplóides, em alguns carrapatos e em algumas aranhas. 21. Excretas ou excre ções são substâncias produzidas no metabolismo e que precisam ser eliminadas rapidamente do corpo; algumas delas são tóxicas. A principal subst ância excretada pelas c élulas animais é a amônia (NH3), que se forma principalmente como resultado da degrada ção de substâncias ricas em nitrogênio. Por
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ser muito tóxica, a NH3 tem de ser rapidamente eliminada do corpo. Nos por íferos e nos cnidários, animais em que praticamente todas as células têm contato direto com a água do ambiente, a NH3 é eliminada por simples difus ão. N ão h á nenhum sistema especializado em eliminar as excre ções celulares.
22. Os principais tipos de órg ão excretor dos animais s ão: a) protonefrídios; b) canais excretores; c) metanefr ídios; d) glândulas antenais; e) glândulas coxais; f) túbulos de Malpighi; g) rins. a) Um protonefr ídio consiste de uma c élula ciliada, a c élula-flama, e de um tubo ao qual ela se liga. As c élulas-flamas absorvem água e excretas dos espa ços entre as células, lançando essas substâncias nos canais dos protonefrídios. O batimento dos cílios das células-flamas impulsiona a solu ção aquosa contendo excretas (urina) at é os poros excretores localizados na superfície corporal. Apresentam protonefr ídios os platelmintos. b) O canal excretor é formado por uma única célula gigante em forma de tubo. Há dois canais excretores laterais que se unem na região anterior do corpo e desembocam no poro excretor único, por onde a urina é eliminada do corpo. Apresentam canais excretores os nemat ódeos. c) O metanefrídio é um tubo aberto nas duas extremidades, sendo uma delas alargada formando um funil ciliado, o nefr óstoma, o qual se abre na cavidade celô mica. A outra extremidade do metanefr í dio é o nefridi óporo ou poro excretor, excretor, e abre-se na superf ície do corpo. Apresentam metanefr ídios os anel ídeos e os moluscos. d) A glândula antenal é uma bolsa dilatada e de paredes finas ligada a uma câmara glandular, de onde parte um canal excretor. Substâncias diversas presentes na hemolinfa, entre elas as excreções, são absorvidas pela regi ão dilatada da gl ândula verde, de onde passam para a câmara glandular. As c élulas dessa câmara absorvem substâncias ainda úteis e as devolvem à hemolinfa, restando dentro da c âmara glandular apenas excretas dissolvidos em água, que constituem a urina; esta é eliminada pelo canal excretor, que se abre em um poro localizado na base da antena. Apresentam glândulas antenais os crust áceos. e) A glândula coxal localiza-se na base da perna e tem estrutura e funcionamento similares aos da gl ândula verde dos crust áceos. Apresentam glândulas coxais a maioria das esp écies de aranhas. f) O túbulo de Malpighi é um saco alongado e tubular tubular,, com uma das extremidades ligada ao intestino e a outra com fundo cego. Os túbulos de Malpighi absorvem excretas da hemolinfa e as lançam na cavidade intestinal, onde elas se misturam às fezes e são eliminadas. Apresentam t úbulos de Malpighi insetos e algumas espécies de aranhas. g) Rins são órgãos formados por estruturas excretoras chamadas nefros. O nefro é um tubo especializado que envolve um pequeno “novelo ” de capilares sangüíneos — o glomérulo — de onde retiram excretas diretamente do sangue circulante. As excretas removidas pelos nefros são conduzidas at é canais excretores que se abrem para fora do corpo. Os rins est ão presentes nos vertebrados. 23. As principais subst âncias excretadas pelos animais s ão: amônia, uréia e ácido úrico. Muitos animais aqu áticos excretam diretamente a amônia. Essa substância é altamente tóxica para o organismo, mas também é bastante solúvel em água, o que permite sua rápida difus ão e eliminação por animais que vivem no ambiente aquático. Os animais terrestres transformam a am ônia em substâncias menos tóxicas, de modo a poder armazen á-las temporariamente no corpo sem risco de intoxica ção. Nos mamíferos a amônia é convertida em ur éia, uma substância bem menos t óxica que a amônia. Outros animais terrestres, como insetos, r épteis e aves convertem a amônia em ácido úrico. Essa substância tem a vantagem de ser bem menos tóxica do que a am ônia, além de ser pouco sol úvel em água, o que leva a uma menor perda de água durante a elimina ção da urina. Nas aves e nos répteis a urina é uma massa esbranquiçada de consistência quase sólida, sendo geralmente eliminada juntamente com as fezes.
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24. Fósseis são restos ou vestígios de animais que viveram no passado e se preservaram até nossos dias. Os fósseis constituem as principais evidências para reconstruir a hist ória dos animais na Terra. Os cientistas têm encontrado poucos f ósseis de animais muito antigos, por duas razões principais: a primeira, quanto maior o tempo desde a morte de um animal, maior a chance de seu cad áver ter sido completamente decomposto e n ão ter se transformado em f óssil; segunda, animais de corpo mole, sem estruturas esquel éticas resistentes à decomposição, como certamente eram os mais antigos, raramente se fossilizam. Apesar disso, foram descobertos diversos fósseis de animais que viveram durante o final da era Pr é-cambriana e o início da era Paleozóica, quando começa o período Cambriano, há 570 milhões de anos. 25. Estudos recentes sugerem que a Terra passou por grandes glacia ções, períodos em que praticamente todos os mares ficaram cobertos de gelo. A última grande glaciação teria terminado há cerca de 575 milhões de anos. Acredita-se que os primeiros animais multicelulares tenham surgido logo ap ós o término dessa última grande glacia ção. Com o aquecimento do planeta, in úmeros ambientes tornaram-se dispon íveis, possibilitando a grande diversificação dos animais, fenômeno que os cientistas denominam explosão cambriana, quando surgiram os ancestrais de todos os filos atuais. . 8 9 9 1
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54. Os poríferos são classificados no sub-reino Parazoa porque apresentam organiza ção corporal muito simples. Diferem de todos os outros animais por n ão formarem tecidos e n ão terem cavidade digestiva.
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55. Não tem sentido classificar os por íferos e os cnidários como acelomados porque eles s ão diblásticos (originados de dois folhetos germinativos), e o conceito de acelomado implica a existência de um terceiro folheto germinativo, o mesoderma. Nos animais tribl ásticos e acelomados, os platelmintos, os tecidos derivados do mesoderma preenchem todos os espa ços do corpo situados entre a camada externa, derivada do ectoderma, e a camada mais interna, derivada do endoderma. 56. A segmentação corporal, ou metameria, é considerada uma importante estrat égia evolutiva, uma vez que musculatura organizada de forma independente em cada met âmero propicia maior flexibilidade corporal e grande variedade de movimentos. A metameria pode ser encontrada nos filos de anel í deos, artrópodes e vertebrados, inclusive nossa esp écie. 57. Um exoesqueleto completo é vantajoso, pois fornece prote ção aos órgãos internos e pontos de apoio para a musculatura. Entretanto, limita o crescimento do animal, obrigando-o a sofrer muda ou ecdise. Ocorre nos artr ópodes. 58. Os equinodermos são considerados mais aparentados aos cordados pela semelhança que apresentam em seu desenvolvimento embrionário, em particular na maneira de formar o celoma; cordados e equinodermos são os únicos em que a formação do celoma é enterocélica (o mesoderma surge a partir de bolsas formadas no arquêntero); em todos os outros animais, a forma ção do celoma é esquizocélica (o mesoderma desenvolve-se como blocos maci ços, e o celoma surge de uma fenda interna nesses blocos).
CAPÍ TULO TULO
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POR ÍFEROS E CNID Á RIOS RIOS GUIA DE ESTUDO 1. Quanto ao hábitat, todos os poríferos são aquáticos. A maioria vive no mar, em águas costeiras, rasas e quentes, geralmente fazendo parte da comunidade dos recifes recife s de corais. Quanto ao modo de vida, crescem aderidos a substratos submersos (madeira, rochas, conchas etc.) e praticamente n ão se movimentam, o que caracteriza um modo de vida que os bi ólogos denominam s éssil. 2. As esponjas alimentam-se das part ículas orgânicas presentes na água que circula atrav és de seu corpo, entrando pelos poros e saindo pelo ó sculo, da í elas serem consideradas animais filtradores. Al ém de alimento, a água que circula pelo corpo da esponja traz g ás oxigênio e minerais e leva produtos in úteis, como gás carbônico e excreções. 3. a) Pinacócitos são células achatadas e justapostas que revestem a superfície externa e os canais condutores de água em certas esponjas. b) Porócitos são células dotadas de um canal central, por onde a água atravessa a parede do corpo da esponja, chegando à cavidade interna denominada espongiocela. c) Coanócitos são c élulas dotadas de um flagelo, cuja base é circundada por proje ções da membrana plasm ática, formando um funil. As ondula ções do flagelo dos coan ócitos impulsionam a água através do corpo da esponja, criando uma corrente l íquida que traz part ículas nutritivas e g ás oxigênio, além de remover excreções e gás carbônico resultantes da atividade celular. d) Amebócitos (ou arque ócitos) são c élulas totipotentes, capazes de originar todos os outros tipos de c élula da esponja, incluindo aquelas que produzem as estruturas esquel éticas. Uma importante função dos amebócitos é distribuir nutrientes pelo corpo da esponja. Os amebócitos capturam, por endocitose, part ículas alimentares transferidas pelos coan ócitos. Em seguida, digerem intracelularmente os alimentos e se desloca m pelo mesohilo, transferindo nutrientes a pinac ócitos, porócitos e outras c élulas. e) Escleroblastos são células responsáveis pela produ ção de estruturas esqueléticas microscópicas chamadas de espículas. Estas podem ser calcárias, constituídas de carbonato de cálcio (CaCO3), ou silicosas, constitu ídas de sílica (H2Si3O7). 4. Mesohilo é a fina matriz gelatinosa localizada entre as camadas de pinacócitos e de coanócitos, onde se encontram os elementos de sustenta ção esquelética das esponjas (espículas e/ou fibras). É também no mesohilo que se deslocam os ameb ócitos. 5. Quanto à estrutura corporal, as esponjas podem ser de tr ês tipos básicos: asconóides, siconóides e leuconóides. a) O tipo asconóide é o mais simples, apresentando a espongiocela completamente revestida por coanócitos. Nele a água percorre o seguinte trajeto: meio externo → poros → espongiocela → ósculo → meio externo. b) Nas esponjas siconóides, geralmente maiores e mais complexas que as asconóides, a parede apresenta fendas que levam a canais aferentes, nas paredes dos quais h á porócitos que se abrem em canais radiais revestidos por coan ócitos. O caminho da água é: meio externo → canais aferentes → poros → canais radiais → espongiocela → meio externo. c) As esponjas leuconóides são maiores e mais complexas que as sicon óides, com parede espessa e dotada de aberturas que levam a canais aferentes, os quais desembocam em câmaras revestidas de coanócitos, as câmaras vibráteis. Estas, por sua vez, comunicam-se por canais eferentes com a espongiocela, um canal estreito e sem coan ócitos, que leva ao ósculo. Nelas o caminho da água é: meio externo → canais aferentes → câmaras vibráteis → canais eferentes → espongiocela → ósculo → meio externo. RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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Desmospongiae 6. O filo Porifera é dividido em três classes: Calcarea, Desmospongiae e Hexactinellidae. Os representantes da classe Calcarea são todos marinhos e caracterizam-se por apresentar, como elementos de sustentação esquelética, predomínio de espículas calcárias, constituídas de carbonato de c álcio. A maioria dos representantes da classe Desmospong Desmospongiae iae é marinha, com algumas esp écies de água doce. Caracterizam-se por apresentar, como elementos de sustentação esquelética, espículas silicosas, fibras de espongina ou ambos. Os represen representantes tantes da classe Hexactinel Hexactinellidae lidae s ão exclusivamente marinhos, com espículas silicosas de seis raios, o que as distingue das espículas silicosas presentes nos desmospongi ários (que têm de um a quatro raios). Por apresentar esp ículas de sílica, o mesmo material constituinte do vidro, as esponjas hexactinel ídeas são chamadas de esponjas-de-vidro. Em certas espécies, as espículas silicosas fundem-se formando uma trama entrela çada no mesohilo.
7. A maioria das esponjas apresenta reprodu ção assexuada por brotamento, que consiste na forma ção de expans ões do corpo, os “brotos ”, que crescem e mais tarde se separam do organismo genitor, genitor, passando a constituir novos indiv íduos. Em muitas espécies de esponja, ocorre brotamento sem a posterior separação dos brotos, formando-se, assim, col ônias. 8. Gêmulas são estruturas formadas por certas esponjas de água doce; têm parede espessa, com espículas, e em seu interior há um conjunto de amebócitos cuja atividade metab ólica encontra-se muito reduzida, o que permite suportar longos per íodos em estado de repouso. Quando as condições tornam-se favoráveis, os amebócitos retornam à atividade e saem por um pequeno poro na parede da g êmula, multiplicam-se e diferenciam-se, originando uma nova esponja. 9. a) A maioria das esp écies é monóica, ou hermafrodita. H á também espécies dióicas (de sexos separados), com indiv íduos produtores de ó vulos (f ê meas) e indiv í duos produtores de espermatoz ó ides (machos). b) Na maioria dos por í feros, espermatoz óides que entram no corpo da esponja-f êmea fundem-se a coan ócitos, que se transformam em ameb ócitos e se deslocam pelo mesohilo at é o óvulo. O ameb ócito transfere ao óvulo o n úcleo do espermatoz óide, fecundando-o. Na maioria das esponjas, portanto, ocorre fecunda ção interna. c) Em muitas espécies, a blástula flagelada liberada pelo corpo da esponja genitora logo se fixa a um objeto submerso e origina diretamente uma nova esponja semelhante à original. Fala-se, nesse caso, em desenvolvimento direto, porque a bl ástula desenvolve-se diretamente em um organismo jovem bastante semelhante aos adultos. Algumas esp écies de esponja apresentam desenvolvimento indireto; a bl ástula origina um organismo bastante diferente da forma adulta, genericamente chamada larva, que em algumas esp écies é a anfibl ástula, e, em outras, a parenqu ímula. 10. A maioria dos cnid ários é marinha; poucas esp écies vivem em lagos e rios de água doce e limpa. As anêmonas-do-mar e os corais são sésseis, vivendo fixados a objetos submersos. As águasvivas nadam ativamente e as caravelas flutuam ao sabor das correntezas. Umas poucas esp écies de cnid ário são parasitas externos do corpo de peixes. 11. Os cnidários são chamados de dibl ásticos porque apresentam apenas dois folhetos germinativos, ectoderma e endoderma, enquanto todos os outros animais (exceto as esponjas) t êm três folhetos germinativos, sendo tribl ásticos. 12. A maioria das espécies de cnidário apresenta, em seu ciclo de vida, duas formas corporais: p ólipo e medusa. A forma de p ólipo, ou polipóide, lembra um cilindro, com a base fixada a um objeto submerso e o topo livre, onde se situam a boca e os tent áculos. A forma de medusa, ou medus óide, lembra um guarda-chuva, com a boca situada em posição central na face côncava do animal. Pode haver tentáculos ao redor da boca e nas bordas do corpo.
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
13. a) Células mioepiteliais epidérmicas desempenham papéis de revestimento e contração do corpo. b) Células intersticiais são totipotentes, capazes de originar os diversos tipos celulares do cnid ário, participando do crescimento e dos processos regenerativos. c) Células sensoriais têm capacidade de perceber estímulos ambientais e transmiti-los a células nervosas presentes na mesogléia. d) Células glandulares da epiderme secretam muco, cujo papel é lubrificar o corpo, protegendo-o; no caso das formas sésseis, o muco também permite a aderência do animal ao substrato. e) Cnidoblastos são células que contêm em seu interior uma cápsula ovóide, o nematocisto, com um líquido tóxico sob pressão. O nematocisto se prolonga por um longo tubo, o filamento urticante, o qual se encontra invertido sobre si mesmo e enrolado no interior do nematocisto. Seu papel é participar da captura de alimento e da defesa contra inimigos. 14. As células mioepiteliais digestivas apresentam, na regi ão de contato com a mesogléia, fibrilas contr áteis; assim, elas participam da movimentação corporal. Elas também apresentam dois flagelos, cujas ondula çõ es movimentam o conte ú do da cavidade gastrovascular, facilitando a mistura do alimento com as enzimas digestivas produzidas por certos tipos de c élulas glandulares. As células mioepiteliais digestivas tamb ém participam ativamente da absorção e da digestão intracelular dos alimentos. 8
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15. Mesogléia é a massa gelatinosa secretada por certas c élulas da epiderme e da gastroderme do cnid ário e que d á suporte ao corpo, constituindo um esqueleto el ástico e flexível. É na mesogléia que se localiza a rede de células nervosas que constitui o sistema nervoso difuso dos cnid ários. 16. Enzimas digestivas secretadas por c élulas glandulares especiais da gastroderme iniciam a digestão do alimento extracelularmente, na cavidade gastrovascular. Part ículas de alimento parcialmente digeridas vão sendo englobadas pelas c élulas mioepiteliais digestivas, em cujo citoplasma a digest ão se completa. A digestão nos cnidários, portanto, inicia-se extracelularmente e termina intracelularmente. Os produtos úteis da digestão são distribuídos às diversas células do corpo por difus ão. Restos não digeridos permanecem na cavidade gastrovascular até serem eliminados pela boca.
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17. Zooclorelas são algas verdes (clorof íceas) presentes no interior das células de cnidários de água doce (hidra); as clorof íceas realizam fotossíntese e fornecem subst âncias orgânicas ao cnidário; este, por sua vez, garante às algas o ambiente adequado para viver. Esse tipo de associação é chamado de endossimbiose. Zooxantelas são algas fotossintetizantes, geralmente dinoflagelados, que vivem endossimbioticamente dentro das c élulas de corais e de outros cnidários. 18. O filo Cnidaria é subdividido em quatro classes: Hydrozoa (hidrozo ários), Scyphozoa (cifozo ários), Cubozoa (cubomedusas) e Anthozoa (antozo ários). A maioria dos hidrozo ários vive em água salgada, mas há espécies de água doce. No ciclo de vida dos hidrozoários predomina a forma polip óide. Na maioria das espécies os pólipos originam, assexuadamente, pequenas medusas de vida relativamente curta; estas reproduzem-se sexuadamente originando p ólipos, que fecham o ciclo. Exemplos de hidrozo ários são a Hydra (hidra), Obelia e Physallia (caravela). Cifozoários são cnidários marinhos em que a forma medusóide é a predominante no ciclo de vida. O tamanho das medusas varia nas diferentes espécies, desde de 2 cm até 4 m de diâmetro. A maioria das águas-vivas, comuns nas praias em certas épocas do ano, pertence à classe Scyphozoa. Ex.: Aurelia. Cubozoários (ou cubomedusas) s ão cnidários marinhos em que predomina a forma de medusa, como ocorre nos cifozoários. A medusa dos cubozo ários é relativamente compacta e lembra um sino de forma cúbica. Ex.: Chiropsalmus quadrumanus. Antozoários são organismos exclusivamente marinhos e que, diferentemente dos outros cnidários, apresentam apenas formas polip óides no ciclo de vida. Ex.: anêmonas-do-mar e corais.
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19. Certos pólipos de hidrozo ários e de antozo ários podem formar pequenos brotos, que posteriormente se soltam e originam indivíduos independentes. Fala-se, neste caso, em brotamento. Em certas espécies, os brotos se desenvolvem unidos, formando colônias. No ciclo de vida de muitas esp écies de cnidários os pólipos reproduzem-se assexuadamente, por um processo denominado estrobiliza ção, que leva à formação de medusas.
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20. a) Há espécies monóicas (hermafroditas) e dióicas (sexos separados). b) Muitos cnidários têm fecundação externa: óvulos e espermatozóides são liberados e a fecundação ocorre na água. Há também espécies com fecundação interna, em que os óvulos são retidos dentro do corpo da fêmea, em geral na cavidade gastrovascular, onde são fecundados pelos espermatoz óides que penetram pela boca. c) Poucas espécies de cnidário apresentam desenvolvimento direto, sem estágios larvais. Nas hidras, o óvulo permanece grudado ao corpo da hidra-mãe, onde é fecundado e se desenvolve at é formar um pequeno embrião. Este se solta e se fixa a algum objeto submerso, transformando-se em uma hidra semelhante aos pais. Na maioria dos hidrozoários, cifozoários e cubozoários, o ciclo de vida apresenta alternância de gerações assexuadas polipóides e gerações sexuadas medusóides, fenômeno também chamado de metagênese. As medusas machos sempre libertam seus espermatoz óides na água, e as medusas fêmeas, dependendo da espécie, podem liberar os óvulos na água ou retê-los no interior do corpo, onde ser ão fecundados. O zigoto desenvolve-se em uma larva ciliada de corpo achatado, a plânula. Depois de nadar livremente durante algumas horas ou dias, a plânula se fixa a um objeto submerso, perde os c ílios e transformase em um pólipo. Este se desenvolve e origina, assexuadamente, novas medusas, fechando o ciclo. 0 1 6. 9
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45. A impossibilidade de encontrar por íferos terrestres deve-se ao fato de eles serem essencialmente aquáticos, dependendo do movimento da água pelo interior do corpo para obter nutrientes e gás oxigênio, e para eliminar gás carbônico e excreções. 46. e 47. Os estudantes devem ser orientados quanto às medidas de segurança básicas (calçados adequados para caminhar sobre rochas molhadas, material necess ário para observar os animais, escolha de hor ários em que a maré está baixa etc.) e de cuidados com a preserva ção do ambiente durante a pesquisa (guardar o lixo, não coletar desnecessariamente animais etc.). 48. a) A taxa de crescimento da hidra diminui à medida que a temperatura vai diminuindo. b) O tamanho final do corpo da hidra é maior em temperaturas mais baixas. 49. Para os gregos, a hidra representava um monstro de nove cabeças, que vivia num p ântano próximo à cidade de Lerna, na Grécia. Quando uma de suas cabe ças era cortada, cresciam outras duas em seu lugar; a cabeça central era imortal. A medusa era descrita como uma das filhas de Phorcys, o deus do mar. Tinha o corpo coberto por escamas douradas e serpentes como cabelo. Vivia no lado mais afastado do oceano, isolada, porque seu olhar transformava as pessoas em pedra. As semelhan ças entre esses seres lendários e os cnid ários podem ser estabelecidas a partir da: presença de estruturas múltiplas em uma de suas extremidades (cabeças e cabelos como serpentes, nos monstros, e tent áculos, nos cnid ários); capacidade de regeneração.
CAPÍ TULO TULO
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Platelmintos e nematelmintos GUIA DE ESTUDO 1. a ) Os platelmintos apresentam simetria bilateral; b) s ã o triblásticos; c) apresentam sistema digestório incompleto, em que a cavidade gastrovascular, possui apenas uma abertura, a boca, que serve tanto para a entrada de alimento como para a saída dos restos não aproveitados. 2. A classe Turbellaria re úne os platelmintos de vida livre, conhecidos popularmente como plan árias devido ao corpo achatado. Elas podem ser aquáticas, marinhas ou de água doce, ou viver em ambientes úmidos de terra firme. Um exemplo é Dugesia tigrina. A classe Trematoda re úne platelmintos ectoparasitas (do grego ectos, fora), isto é, que vivem fixados a superf ícies externas do corpo de vertebrados hospedeiros, e endoparasitas (do grego endos, dentro), que vivem no interior do corpo de vertebrados. Um exemplo de tremat ódeo ectoparasita é Gyrodactylus, que vive aderido à superfície externa das brânquias de peixes de água doce, como carpas e trutas. Exemplos de tremat ódeos endoparasitas são Fasciola hepatica, que vive em veias do fígado de carneiro, e Schistossoma mansoni , que vive em veias do fígado humano. A classe Cestoda reúne vermes endoparasitas conhecidos popularmente como tênias ou solitárias. Tênias adultas vivem no intestino de animais vertebrados, geralmente em mam íferos. Os estágios larvais podem ocorrer em um ou mais hospedeiros, que tanto podem ser invertebrados como vertebrados. Exemplos s ão a tênia-do-porco ( Taenia solium) e a tênia-do-boi ( Taenia saginata sa ginata). 3. A planária protrai a faringe sobre o alimento e lan ça sobre ele enzimas digestivas, produzidas por c élulas glandulares especiais da parede intestinal. O processo digest ório inicia-se ainda fora do corpo e a faringe vai sugando alimento parcialmente digerido para o intestino, onde a digest ão prossegue. Células da parede intestinal englobam o alimento parcialmente digerido e a digest ão se completa intracelularmente. 4. A cavidade digest ória dos turbel ários é geralmente muito ramificada, e os produtos úteis da digestão difundem-se para todas as células do corpo gra ças a essa grande ramificação. Por isso, ela é denominada cavidade gastrovascular, gastrovascular, por cumprir os papéis de digest ão e de distribuição dos alimentos. 5. O sistema excretor das plan árias é constitu ído por protonefr ídios, tubos interligados em cujas extremidades h á uma célula excretora flagelada (ciliada) denominada c élula-flama, quando dotada de um tufo de flagelos, ou solen ócito, quando dotada de um único flagelo. As c élulas excretoras absorvem subst âncias indesejáveis do espaço entre as células e, graças ao batimento de seus flagelos, impulsionam as excre ções pelo interior de condutos excretores, excretores, que se abrem em poros excretores (nefridi óporos) situados lateralmente na superfície externa dorsal do corpo do animal. 6. Nas planárias, as células nervosas da regi ão da cabeça formam dois gânglios cerebrais, que se ligam a dois cord ões nervosos que percorrem longitudinalmente o corpo. Dos cord ões nervosos partem prolongamentos de células nervosas (nervos) que chegam a todas as regiões do corpo. Os gânglios cerebrais dos platelmintos constituem um centro integrador das informa ções captadas pelas células sensoriais e conduzidas pelos nervos nerv os e cordões nervosos. Essa “centralização” do sistema nervoso dos platelmintos representa um avanço em relação aos cnidários, que têm uma rede nervosa difusa, sem nenhum órgão integrador das funções nervosas. RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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7. Planárias e outros platelmintos não possuem órgãos ou sistemas especializados em realizar trocas gasosas. G ás oxigênio e gás carbônico são, respectivamente, absorvidos e eliminados por difusão, que ocorre por toda a superf ície epidérmica. Por isso, diz-se que esses animais apresentam respiração cutânea (do latim cutis, pele). 8. a) Escólex é a extremidade anterior afilada das t ênias, onde há ventosas, ganchos ou sulcos adesivos que permitem a fixa ção do verme no intestino do hospedeiro. b) Progl ótides são partes que se repetem no corpo da t ênia, em número de mil ou mais. c) Estrobilização é o processo de divis ão transversal do corpo que ocorre junto ao esc ólex e produz novas progl ótides. Estas amadurecem à medida que se distanciam do esc ólex. Ao tornarse sexualmente madura, uma proglótide autofecunda-se e torna-se “gr ávida ”, isto é, repleta de ovos. Nesse est ágio as progl ótides destacam-se da t ênia e são eliminadas do corpo do hospedeiro, juntamente com as fezes. 9. a) As planárias são monóicas: cada animal apresenta g ônadas masculinas (testículos) e gônadas femininas (ov ários). b) Nas planárias ocorre cópula: dois indiv íduos sexualmente maduros unem-se e justapõem os poros genitais, cada um introduzindo seu pênis no poro genital do outro. Ap ós a troca de espermatozóides, os animais se separam e, em cada plan ária, os espermatozóides recebidos do parceiro percorrem os ovidutos, onde se encontram com os óvulos, fecundando-os. Portanto, a fecundação é interna. c) As planárias têm desenvolvimento direto; os embriões desenvolvem-se dentro de um casulo, originando pequenas planárias semelhantes aos pais. 10. Vermes parasitas cujo ciclo de vida se completa em um único hospedeiro são chamados de monogen éticos; é o caso, por exemplo, do Gyrodactylus, cujo hospedeiro é um peixe de água doce. Os vermes parasitas que necessitam de dois hospedeiros diferentes para completar seu ciclo de vida s ão chamados de digen éticos. Esse é o caso, por exemplo, do Schistosoma mansoni , causador da esquistossomose, que apresenta, em seu ciclo de vida, seres humanos e moluscos (caramujos aqu áticos) como hospedeiros. 11. Hospedeiros definitivos s ão aqueles em que ocorrem as fases adultas (sexualmente maduras) do parasita, enquanto hospedeiros intermedi ários são aqueles em que ocorrem as fases larvai s ou sexualmente imaturas No Schistosoma mansoni , por exemplo, a espécie humana é a hospedeira definitiva do verme, e o caramujo é o hospedeiro intermedi ário. 12. Oncosfera é a fase larval que emerge do ovo da t ênia, perfura a parede intestinal e entra no sangue, indo alojar-se na musculatura ou no c érebro do hospedeiro. A larva se transforma, ent ão, em uma bolsa ov óide cheia de l íquido, denominada cisticerco. 13. a) O causador da esquistossomose comum no Brasil é o platelminto trematódeo Schistosoma mansoni . b) Se uma pessoa tomar banho ou beber água onde existem cerc árias, as formas larvais infestantes, estas poderão penetrar ativamente pela pele ou pelas mucosas. A penetração das cercárias causa uma coceira característica, o que levou os locais onde elas existem em abund ância a serem denominados “lagoas de coceira ”. c) No organismo humano, a cercária perde a cauda e origina o esquistossomo jovem (esquistossômulo) que se aloja nas veias do f ígado. A esquistossomose pode causar complica ções intestinais, hemorragias e disfunção hepática. Se a infestação for muito grande, ap ós três a sete semanas pode haver uma fase fas e aguda da doença, caracterizada por febre, falta de apetite, dor abdominal e dor de cabe ça. O fígado pode estar com o tamanho aumentado. A fase cr ônica da esquistossomose geralmente se inicia seis meses depois da infestação, podendo durar v ários anos. Dependendo da gravidade, a doença pode causar hipertens ão pulmonar, acúmulo de líquido no abdome e ruptura de veias do es ôfago. O fígado pode aumen-
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
tar muito de tamanho e a pessoa doente fica com a barriga inchada, vindo daí a denominação “barriga-d ’água”. d) Medidas profiláticas são: 1) impedir que ovos de esquistossomo contaminem rios, lagos, açudes e outros reservat órios de água; para isso é preciso construir instala ções sanitárias adequadas, com fossas sépticas ou sistemas de esgotos; 2) combater os caramujos transmissores, que servem de hospedeiros intermedi ários para o verme; isso pode ser feito pela aplica ção, na água, de substâncias moluscocidas; 3) evitar a penetra ção das larvas no corpo; para isso não se deve consumir a água em que vivem os caramujos transmissores ou utilizá-la para tomar banho ou, ent ão, deve-se ferver a água antes de consumi-la. Atualmente, t êm sido feitas experiências de criar peixes como as til ápias em lagos em que h á caramujos, pois sabe-se que esses peixes comem as cerc árias.
14. a) O hospedeiro intermedi ário do Schistosoma mansoni é um caramujo planorb ídeo, principalmente da esp écie Biomphalaria glabrata. b) Miracídio é a forma larval aquática, ciliada, que emerge do ovo do esquistossomo; o mirac ídio penetra no caramujo, onde origina um esporocisto prim ário. c) Esporocisto primário é a estrutura que se forma do caramujo a partir do miracídio; esporocistos secund ários formam-se a partir de c élulas germinativas liberadas pelo esporocisto prim á rio; no esporocisto secund ário formam-se as cerc árias. d) Cercárias são as formas larvais infestantes, de cauda bifurcada, que abandonam o caramujo e penetram ativamente na pele das pessoas. 15. Teníase é a infestação por vermes adultos da t ênia no intestino delgado. Uma pessoa adquire ten íase ao comer carne malcozida de animais com cisticercose. Cisticercose é a infestação por formas imaturas da tênia, os cisticercos, que podem se alojar na musculatura ou no c érebro. Adquire-se cisticercose ao se ingerir ovos de tênia. Estes liberam as oncosferas e se alojam na musculatura, onde geralmente causam poucos problemas, ou no c érebro, onde podem provocar convuls ões semelhantes às da epilepsia.
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16. a) O agente causador da hidatose é o platelminto cest óide Echinococcus granulosus. b) A infestação ocorre pela ingest ão de água ou alimentos contaminados por fezes de c ães contendo ovos do equinococo, ou pelo contato direto com animais infestados. c) No intestino da pessoa os ovos eclodem e libertam larvas, que, pelo sangue, atingem diversos órgãos (músculos, pele, vísceras ou cérebro), formando grandes bolsas esf éricas cheias de líquido, os cistos hid áticos. Estes podem causar lesões e desenvolver infec ções bacterianas. d) A prevenção consiste em evitar o contato com c ães ou com água e alimentos contaminados por suas fezes. 17. a) Os nematelmintos têm simetria bilateral. b) São triblásticos (têm três folhetos germinativos). c) Apresentam sistema digestório completo, com boca e ânus. d) Apresentam uma cavidade corporal parcialmente revestida por mesoderma, o pseudoceloma. 18. O sistema nervoso dos nematelmintos consiste de um anel de células nervosas em torno da faringe, de onde partem dois cordões nervosos, um dorsal e um ventral, que percorrem longitudinalmente o corpo do verme. 19. A digestão dos alimentos inicia-se na cavidade intestinal; os alimentos semidigeridos s ão englobados pelas c élulas da parede do intestino, onde terminam de ser digeridos. A digest ão é, portanto, extra e intracelular. celular, íons em exces20. As excreções resultantes do metabolismo celular, so e outras substâncias indesejáveis são lançadas no líquido do pseudoceloma. Parte delas, principalmente excretas nitrogenadas, é eliminada por difus ão através da parede do corpo. Outra parte, constitu ída principalmente por íons, é eliminada por estruturas especiais denominadas denomi nadas renetes. Um dos tipos mais comuns de renete é uma célula gigante em forma de letra H que
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percorre todo o corpo do animal, formando dois longos tubos laterais unidos por um canal transversal na por ção anterior do verme. Dele parte um ducto que termina no poro excretor, através do qual as excreções são eliminadas do corpo. especializados os para 21. Os nematelmintos n ão têm órgãos ou sistemas especializad realizar trocas gasosas. Gás oxigênio e gás carbônico são, respectivamente, absorvidos e eliminados por difus ão, que ocorre por toda a superfície do corpo. Eles apresentam, portanto, respira ção cutânea.
22. a) A maioria dos nematelmintos é dióica. b) Os machos copulam com as fêmeas e transferem a elas espermatozóides; a fecundação é interna.
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23. a) O verme causador da ascarid íase é o nematelminto Ascaris lumbricoides (lombriga). b) A infesta ção se dá pela ingestão de água e alimentos contaminados por ovos de áscaris. No tubo digestório do hospedeiro a casca do ovo é digerida, e dele sai uma pequena larva filamentosa, com cerca de 0,2 mm de comprimento. c) Quando em pequeno n úmero no intestino, as lombrigas trazem poucos preju ízos ao hospedeiro. Em grande n úmero podem causar obstru ção intestinal. Se muitos ovos forem ingeridos ao mesmo tempo, a migra ção das larvas pode causar le s õ es e infec çõ es pulmonares de relativa gravidade. As lombrigas, embora raramente, podem invadir as veias do fígado, onde produzem les ões graves, na maior parte das vezes fatais. d) É possível prevenir a infesta ção construindo instalações sanitárias adequadas que impe çam a contaminação de água potável e de alimentos. Outro cuidado importante na prevenção da ascarid íase e de outras doen ças parasitárias é ferver a água potável e lavar bem os alimentos consumidos crus, principalmente as verduras e as frutas. 24. a) São dois os nematelmintos causadores da ancilostomose: Ancylostoma duodenale e Necator americanus. b) As larvas vivem no solo e penetram atrav és da pele, indo pelo sangue at é os pulmões, de onde passam ao intestino. c) Os vermes do amarelão causam lesões na parede intestinal, provocando hemorragias. A perda de sangue torna a pessoa an êmica, fraca e desanimada, com uma palidez t ípica na face (da í o termo amarelão). d) Como no caso de outras parasitoses, pode-se previnir o amarel ão construindo instala ções sanitárias adequadas, para que os ovos do parasita não se espalhem no solo. Outra provid ência importante é o uso de cal çados, que impede a penetração das larvas pelos pés, a maneira mais comum de infestar-se com os vermes. R
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25. a) A larva migrans é o nematelminto Ancylostoma braziliensis . b) As larvas de A. braziliensis penetram ativamente na pele dos pés, como na infesta ção do amarelão. c) Os sintomas da infestação pelas larvas migrans s ão forte coceira e irrita ção da pele, principalmente à noite, quando os vermes se tornam mais ativos. d) A prevenção consiste em andar cal çado e evitar que cães e gatos, os hospedeiros do verme, defequem em áreas freqüentadas por pessoas, como praias e tanques de areia. 26. a) A triquinose é causada pelo nematelminto Trichinella spiralis. b) As pessoas se contaminam pela ingest ão de carne malcozida contendo cistos. Porcos e outros animais adquirem o verme do mesmo modo, pela ingest ão de carne contaminada. c) A migração das larvas, geralmente em n úmero de milhares, causa fraqueza, dores musculares e febre. Os linfonodos inflamam, formando inchaços (ínguas). Dependendo da quantidade de larvas, a pessoa pode sofrer s érias lesões musculares. d) A prevenção da triquinose implica medidas rigorosas de inspe ção e controle sanitário sobre matadouros e frigor íficos, para evitar a comercialização de carne de porco contaminada por cistos de Trichinella. Al ém disso, é aconselhável não comer carne de porco crua ou malcozida. malcozida . 27. a) A filaríase é causada pelo nematelminto Wuchereria bancrofti , popularmente conhecido por fil ária. b) A transmissão ocorre pela picada de pernilongos ( Culex , principalmente , e Anopheles) conta-
minados por microfil árias. c) Na primeira fase da infesta ção, o sistema imunitário da pessoa responde provocando o aparecimento de alergias, febres e inchaço dos linfonodos. Nos est ágios avançados, os vermes causam obstru ções nos vasos linfáticos, provocando enormes incha ços (edemas linfáticos), principalmente nas pernas. Geralmente ocorrem forma çõ es de grandes cistos calcificados na pele, cujo único tratamento é a remoção cirúrgica. d) A prevenção da filariose consiste em combater os mosquitos transmissores, proteger as camas com cortinados, para evitar a picada dos insetos transmissores, e tratar os doentes.
28. a) O nematelminto Enterobius vermicularis, conhecido popularmente como oxiúro, é o causador da oxiurose. b) A infestação primária ocorre pela ingestão de alimentos ou por contato bucal com objetos contaminados por ovos do verme. As reinfesta ções pela própria pessoa são muito freqüentes. c) Os sintomas são irritação e prurido anais, causados por migra ções das fêmeas para desovar. Infec ções leves passam despercebidas, mas vermes em grande quantidade no intestino podem causar danos à parede intestinal, desconforto e tornar a pessoa irritadi ça. d) Como em outras verminoses transmitidas pelas fezes, a primeira provid ência para deter a oxiurose é a constru ção de instalações sanitárias. A pessoa doente deve tratarse com vermífugos e manter as mãos sempre limpas, escovando as unhas para eliminar os ovos dos vermes e evitar a reinfesta ção.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR QUESTÕES OBJETIVAS
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QUESTÕES DISCURSIVAS
51. A planária suga pequenos animais ou cad áveres usando a faringe protra ída através da boca ventral; o sistema digest ório é incompleto e a digest ão ocorre em parte extracelularmente e, em parte, intracelularmente. O esquistossomo suga l íquidos e células do corpo do hospedeiro pela a ção da faringe muscular; a digestão é semelhante à das planárias. A tênia absorve nutrientes diretamente da cavidade intestinal do hospedeiro, atrav és da parede do corpo; ela n ão possui boca nem sistema digestório. 52. Quantidade de ovos maduros de t ênia que uma pessoa infectada libera: a) em um dia: de 700 mil a 900 mil; b) em uma semana: de 4,9 milhões a 6,3 milhões; c) em um mês: de 21 milhões a 27 milhões; d) em um ano: de 252 milh ões a 324 milh ões. 53. Pelos dados, a constru ção da barragem no rio Nilo n ão foi acompanhada de medidas sanitárias adequadas, capazes de evitar a contaminação das águas por ovos do esquistossomo. Assim, as larvas do parasita puderam encontrar mais facilmente seus hospedeiros definitivo (o ser humano) e intermedi ário (caramujos planorbídeos) e dar continuidade a seu ciclo de vida. 54. Semelhanças: a) fêmeas e machos adultos vivem no intestino humano; b) milhares de ovos postos pela f êmea são eliminados com as fezes da pessoa infestada; c) ambos possuem desenvolvimento indireto, ou seja, t êm estágio larval; d) as larvas de ambos os vermes fazem um trajeto migratório pelo corpo do hospedeiro: sangue, pulmões, traquéia, faringe e intestino. Diferen ças: a) ovos de lombriga são ingeridos com alimentos e água contaminados; b) larvas do ancil óstomo eclodem no solo e penetram ativamente pela pele do hospedeiro; c) geralmente a ascaridíase é assintomática; porém, se o grau de infestação for muito grande, o hospedeiro pode apresentar bronquite, c ólicas e diarréia; os sintomas da ancilostomíase são anemia, fraqueza, desânimo e palidez. RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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CAPÍ TULO TULO
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MOLUSCOS E ANELÍDEOS GUIA DE ESTUDO 1. As características dos moluscos s ão: a) simetria bilateral; b) três folhetos germinativos (tribl ásticos); c) sistema digestório completo, com boca e ânus; d) a cavidade corporal é totalmente revestida por mesoderma, sendo denominada celoma. 2. As três partes básicas de um molusco s ão: cabeça, pé e massa visceral. Dependendo da classe de molusco, algumas dessas partes são mais ou menos desenvolvidas, refletindo a adaptação a um modo de vida particular. A cabe ça é desenvolvida nos gastrópodes (caramujos e carac óis) e nos cefal ópodes (lulas e polvos) e reduzida ou praticamente inexistente nos bivalves (mexilhões e ostras). Isso está relacionado com o fato de os gastrópodes e cefal ópodes procurarem ativamente alimento, atividade para a qual a cabe ça é importante por apresentar órgãos sensoriais; os bivalves, por sua vez, s ão animais s ésseis e filtradores, e para esse modo de obter alimento n ão é importante ter uma cabe ça desenvolvida. O p é é uma estrutura musculosa cuja fun ção também varia nos diversos grupos. Nos gastrópodes, ele é especializado na locomo çã o por deslizamento. Nos cefal ópodes permite nadar, caminhar ou capturar presas. Nos bivalves permite cavar ou fixar o animal a um substrato. A massa visceral fica ligada ao p é e é onde se alo jam os órgãos internos (v ísceras). Seu revestimento, denominado manto, ou p álio, é uma dobra da epiderme, responsável pela produ çã o da concha. Em muitos moluscos, o manto prolonga-se al ém da massa visceral, formando uma cavidade, a cavidade do manto, ou cavidade palial, onde se abrem o ânus e os poros excretores. 3. Os moluscos s ão divididos em sete classes: a) Aplacophora (vermiformes, sem concha, vivem em grandes profundidades profundidades no mar; ex.: Chaetoderma canadensis). b) Monoplacophora (concha única recobrindo o corpo, vivem em grandes profundidades no mar; ex.: Neopilina). c) Polyplacophora (concha dorsal dividida em oito placas articuladas, marinhos; ex.: Chiton). d) Scaphopoda (concha única de forma c ônica, pé afilado, marinhos; ex.: Dentallium). e) Bivalvia (concha formada por duas valvas, sésseis, marinhos e de água doce; ex.: Mytilus (mexilh ão)). f) Gastropoda (concha única espiralada, pé desenvolvido, marinhos, de água doce ou de terra firme; ex.: Biomphalaria glabrata (caramujo de água doce). g) Cephalopoda (concha interna – lulas e sépias —; concha externa – náutilos —; sem concha – polvos; pé diferenciado em tent áculos, todos marinhos) . 4. a) A concha dos moluscos como um bivalve é constituída basicamente por carbonato de c álcio e possui três camadas principais, de dentro para fora: camada nacarada (nácar), camada prismática, camada orgânica (perióstraco). b) A concha é formada por gl ândulas especiais localizadas na epiderme. 5. a) A digest ão é extra e intracelul ar. b) As glândulas digest órias secretam a maior parte das enzimas respons áveis pela digestão dos alimentos; al ém de secretar enzimas, também atuam no armazenamento de prote ínas, lipídios, glicog ênio e sais de cálcio, e na produ ção de excretas. Como desempenham funções semelhantes às do fígado (secretam enzimas digestivas), e do pâncreas dos vertebrados, as gl ândulas digest órias dos moluscos recebem tamb ém a denomina ção de hepatop âncreas. Na maioria dos moluscos, a absor ção do alimento parcialmente digerido e sua digest ão intracelular ocorrem nas gl ândulas digest órias. c) A rádula é uma estrutura em forma de fita ligada a músculos, com fileiras de pequenos dentes afiados cons-
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
titu ídos de quitina. Ela raspa o alimento, transformando-o em pequenas part ículas, que são ingeridas. Funcionalmente, a rádula seria compar ável aos nossos dentes ou à nossa língua. d) Estilete cristalino é um bastão translúcido e flex ível, constituído por muco e enzimas digest órias cristalizadas, presente no est ômago dos bivalves e de umas poucas esp écies de gastrópodes. O batimento dos c ílios da parede estomacal faz o estilete cristalino girar com sua extremidade pressionada contra uma placa abrasiva, o escudo g ástrico, localizada no teto do estômago. Com isso, a extremidade do estilete cristalino vai sendo ralada, liberando as enzimas digestivas.
6. Essa estratégia consiste em retirar part ículas orgânicas e organismos microsc ópicos nutritivos em suspens ão na água do mar. O batimento dos c ílios que recobrem a superf ície interna do manto e das br ânquias faz a água circundante penetrar no interior da concha pelo sif ão inalante. A água traz part ículas alimentares, que aderem à camada de muco das br ânquias; os cílios das brânquias “varrem ” as partículas alimentares em direção aos palpos labiais, que encaminham part ículas úteis à boca. A água sai da concha pelo sif ão exalante, tamb ém situado na regi ão posterior, acima do sif ão inalante. 7. a) O sistema circulat ório é fechado nos cefal ópodes e aberto (ou lacunar) nos demais moluscos. b) O coração fica alojado em uma cavidade cheia de l íquido, a cavidade peric árdica (do grego peri , ao redor, e kardia, coração), delimitada por uma membrana de origem mesod érmica. Movimentos alternados de contração e relaxamento da musculatura cardíaca bombeiam a hemolinfa para o interior de art érias. Essas se ramificam e chegam às diversas partes do corpo, lan çando a hemolinfa em cavidades entre os tecidos, as hemocelas. Ali o l íquido hemolinfático entra em contato direto com as c élulas, abastecendo-as de nutrientes e gás oxigênio, e livrando-as de res íduos metabólicos. Das hemocelas, a hemolinfa retorna ao cora ção, passando uma das vias de retorno pelos órgãos respiratórios, onde ela é oxigenada. 8. Alguns moluscos, entre eles os escaf ópodes e certos gastr ópodes como as lesmas, não apresentam órgãos respiratórios e têm respiração cutânea, pelo manto. A maioria dos moluscos aqu áticos apresenta brânquias, especializadas na troca de gases com o ambiente. Certos moluscos terrestres como os carac óis têm pulmões, que são cavidades internas na concha revestidas por tecido ricamente vascularizado. 9. Os moluscos apresentam um par de metanefr ídios, que retiram excreções da cavidade pericárdica e dos vasos sang üíneos que circulam em suas proximidades. As excre ções são eliminadas do corpo por meio de um conduto condut o que se abre em um poro excretor exc retor,, geralmente localizado na cavidade do manto. 10. O sistema nervoso dos moluscos é composto de g ânglios nervosos e nervos. Os principais g ânglios estão localizados na regi ão da cabeça (gânglios cerebrais), de onde partem nervos para os principais órgãos dos sentidos (olhos, tent áculos etc.). Há ainda gânglios pedais e g ânglios viscerais. Os sentidos dos moluscos variam nos diferentes grupos. Os bivalves possuem termina ções nervosas no manto capazes de perceber o toque e a press ão; algumas espécies têm receptores de luminosidade semelhantes a olhos (mas que não formam imagens), al ém de órgãos sensoriais que indicam as características químicas da água. Gastrópodes e cefalópodes têm olhos bem desenvolvidos. Esses últimos, em particular, têm olhos semelhantes aos dos vertebrados, dotados de cristalino e capazes de formar imagens. 11. Em algumas espécies, como no caracol-de-jardim, ocorre desenvolvimento direto; em outras, como nas ostras, h á desenvolvimento indireto, com duas fases larvais. O zigoto desenvolvese em uma larva ciliada, denominada troc ófora, que nada ati-
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vamente; em algumas esp écies esse é o único est ágio larval. Na maioria das esp écies, porém, a troc ófora transforma-se em um segundo est ágio larval, a v éliger, no qual tem in ício a formação do pé e da concha.
12. As características dos anelídeos são: a) simetria bilateral; b) três folhetos germinativos (tribl ásticos); c) sistema digestório completo, com boca e ânus; d) a cavidade corporal é totalmente revestida por mesoderma, portanto, celoma. Uma novidade evolutiva apresentada pelos anel ídeos é a metameria, isto é, seu corpo é formado por segmentos ou met âmeros que se repetem ao longo do comprimento. 13. As três classes principais de anel ídeos são: a) Oligochaeta (poucas cerdas corporais, de terra firme ou de água doce; ex: Pheretima hawaiana, a minhoca-louca). b) Polychaeta (parapóides com muitas cerdas, marinhos, h ábitos errantes ou tubícolas; ex.: Nereis, a nereida). c) Hirudinea (sem cerdas, de á gua doce, sugam sangue de vertebrados; ex.: Hirudo medicinalis, uma sanguessuga).
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14. A parede de cada met âmero apresenta uma camada de musculatura externa, com fibras contr áteis dispostas circularmente ao corpo, e uma camada de musculatura interna, com fibras dispostas em sentido longitudinal. A contra ção da musculatura externa faz o segmento alongar-se, enquanto a contra ção da musculatura interna faz o segmento encurtar. Nos segmentos distendidos, as cerdas corporais se retraem; no segmento contraído, elas se eriçam. As cerdas eriçadas se apóiam no solo, seja no interior dos t úneis, seja na superfície, atuando como min úsculas pernas. Graças à contração e distensão coordenadas dos músculos de cada met âmero, as minhocas podem rastejar e penetrar em túneis com grande rapidez. 15. a) A digestão é totalmente extracelular. b) A função da faringe é sugar terra misturada a detritos org ânicos; o papo umedece o material ingerido; a moela tritura as part ículas alimentares junto com a terra, fragmentando-as e facilitando a digest ão. c) Aumentar a superf ície intestinal de absor ção dos nutrientes.
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16. a) Sistema circulatório fechado. b) O sistema circulatório é formado por uma rede de vasos sang üíneos em que h á vasos especializados em se contrair, os cora ções laterais. Os vasos ramificam-se e originam capilares finos na pele, no intestino e em outros órgãos corporais. c) Um grande vaso dorsal conduz o sangue em direção da região anterior do corpo e dois vasos ventrais conduzem o sangue em sentido inverso. Ess es grandes vasos estão ligados a redes de finos vasos capilares sang üíneos, que irrigam as diversas partes do corpo. Ao passar perto da superfície do corpo, o sangue dos vasos capilares absorve g ás oxigênio e libera gás carbônico. Ao passar pelos diversos órgãos e tecidos internos, libera o oxig ênio para as células e recolhe gás carbônico e excreções. Passando pelos vasos que recobrem o intestino, o sangue recolhe os nutrientes absorvidos pelas c élulas intestinais, distribuindo-os, em seguida, para todas as partes do corpo. d) Os pigmentos respirat órios presentes em anelídeos são a hemoglobina, proteína que apresenta ferro em sua estrutura e tem semelhan ças com a hemoglobina dos vertebrados, a hemocianina, uma subst ância de cor azulada que possui cobre. Esses pigmentos combinam-se ao g ás oxigênio, facilitando seu transporte pelo sangue. 17. A excreção da minhoca e de outros anel ídeos é realizada por metanefrídios. Há um par de metanefr ídios e de poros excretores excretores em cada segmento corporal da minhoca. O nefr óstoma remove as excreções que as células lançam no fluido celômico, enquanto o túbulo enovelado retira as excre ções diretamente do sangue que circula nos capilares ao seu redor. As excre ções recolhidas pelos metanefrídios são eliminadas para o exterior pelos nefridi óporos. O principal produto de excre ção da minhoca é a amônia.
18. O sistema nervoso dos anel ídeos é constituído por um par de gânglios cerebrais e por dois cord ões nervosos ventrais, com um par de gânglios por metâmero. Dos gânglios partem nervos para os músculos e as células sensoriais. Os sentidos das minhocas s ão pouco desenvolvidos. Consistem de c élulas epidérmicas especializadas na captação de estímulos mecânicos, químicos e térmicos, concentradas principalmente na extremidade anterior do corpo. Nessa região também há células que captam estímulos luminosos, permitindo ao animal perceber se est á claro ou escuro. 19. A maioria dos poliquetos marinhos apresenta desenvolvimento indireto. Do ovo dos poliquetos emerge uma forma larval denominada troc ófora, que mais tarde se transforma em adulto. Os oligoquetos e hirud íneos têm desenvolvimento direto.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR QUESTÕES OBJETIVAS
20. d
21. c
22. c
23. b
24. d
25. c
26. a
27. c
28. d
29. d
QUESTÕES DISCURSIVAS
30. ASPECTO COMPARA DO DO
a)
MOLU SC SCOS
ANELÍDEOS
Tipo de digestão
Extra e intracelular
Totalmente extracelular
b)
Tipo de desenvolvimento
Dirret Di eto o ou ou ind indir iret eto o
Dire Di reto to ou in indi dire reto to
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Tipo de larva
Trocófora e véliger
Trocófora
d)
Tipo de si Tipo sist stem emaa circulatório
Abeerto ou Ab ou la lacunar
Fechado
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Tipo de fluid Tip ido o circulatório
Hemolinfa
Sangue
Tipo de respiração
Cutânea, branquial ou pulmonar
Cutânea
Tipo Ti po de fe feccun unda dação
Externa ou interna
Externa
f) g)
31. As minhocas são extremamente eficientes na aduba ção (produção de húmus) e na aeração do solo (escavação de túneis). Em um quilômetro quadrado de solo rico em mat éria orgânica, as minhocas podem movimentar cinco toneladas de terra por ano. Alimentam-se de restos vegetais, principalmente de folhas ca ídas, ajudando na decomposição da matéria orgânica e, ao mesmo tempo, enriquecendo o solo com os nutrientes contidos nesses materiais e com os produtos contidos em suas excre ções, principalmente amônia.
CAPÍ TULO TULO
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ARTR ÓPODES GUIA DE ESTUDO 1. Artrópodes apresentam: a) simetria bilateral; b) três folhetos germinativos (tribl ásticos); c) sistema digestório completo; d) cavidade corporal totalmente revestida por mesoderma (celomados). 2. Na maioria dos artrópodes, os metâmeros diferenciam-se durante o desenvolvimento embrion ário, podendo fundir-se para formar determinadas partes do corpo, genericamente denominadas tagmas. Por exemplo, na maioria dos insetos, a cabeça resulta da fusão dos seis metâmeros anteriores. Os três metâmeros seguintes geralmente fundem-se formando o tagma tor ácico, ou tórax. Os últimos metâmeros diferenciam-se, mas geralmente permanecem RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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separados, constituindo o tagma do abdome. Em alguns crust áceos, há fusão dos metâmeros anteriores e intermediários, originando um tagma denominado cefalot órax; em artrópodes considerados mais primitivos, ocorre fus ão de metâmeros intermediários e posteriores, originando um tagma denominado tronco.
3. O corpo dos artr ópodes é revestido externamente por uma armadura resistente, o exoesqueleto (ou cut ícula), constituído principalmente por uma subst ância do grupo dos polissacar ídios, a quitina, semelhante à celulose das plantas, mas com nitrog ênio em sua composição. A malha de mol éculas de quitina entrelaçadas confere rigidez aliada à flexilibilidade. Em muitos crust áceos, a malha quitinosa é impregnada de carbonato de c álcio, formando uma couraça rígida e espessa. O exoesqueleto protege os órgãos internos e fornece pontos firmes para a fixa ção da musculatura, o que permite grande efici ência de movimenta ção. 4. Muda (ou ecdise) é a troca periódica do exoesqueleto para permitir o crescimento corporal. Durante a muda, a epiderme secreta um novo exoesqueleto embaixo do antigo; este se rompe dorsalmente, permitindo a sa ída do artrópode com seu novo revestimento. O exoesqueleto rec ém-formado é muito flexível e se distende à medida que o corpo do animal cresce rapidamente, logo após a muda. Depois de algum tempo, o novo exoesqueleto endurece e o artrópode pára de crescer. Outra fase de crescimento somente será possível após uma nova muda. 5. Os trilobites constituem um grupo primitivo de artr ópodes marinhos extintos, que deixou um registro f óssil relativamente abundante em rochas formadas entre 570 e 250 milh ões de anos atrás. 6. Os onicóforos são animais que apresentam caracter ísticas intermediárias entre as de anelídeos e de artrópodes e representam uma evidência do parentesco evolutivo entre esses dois filos. 7. Os crustáceos (subfilo Crustacea) t êm corpo dividido em cefalot órax e abdome e dois pares de antenas. O exoesqueleto quitinoso é em geral, impregnado de subst âncias calcárias, que o tornam r ígido, constituindo uma carapa ça. Há geralmente ap êndices locomotores no cefalot órax e no abdome. A maioria dos crust áceos vive em ambientes aquáticos, marinhos ou de água doce. Há poucas espécies de terra firme, entre elas os tatuzinhos-de-jardim, os tatuzinhos-de-areia ou tatu íras e as baratas-de-praia. 8. Os crustáceos desempenham papel importante na cadeia alimentar de mares e grandes lagos. Nesses ambientes, a luz solar é captada primariamente pelos seres fotossintetizantes do fitoplâncton, geralmente bact érias fotossintetizantes e algas. Os seres do fitoplâncton servem de alimento aos dos zoopl âncton, entre os quais os mais abundantes são crustáceos pequenos, quase invisíveis a olho nu, principalmente os da ordem Copepoda (classe Maxillopoda). Essa comunidade de seres flutuantes, o pl âncton, constitui a base alimentar da maior parte da fauna aqu ática. apêndices corporais articulados de diversos tipos. 9. Os crustáceos têm ap Na região cefálica, por exemplo, há um par de antenas, que desempenham funções de equilíbrio, tato e paladar. Há também um par de mandíbulas fortes, usadas para mastigar e triturar o alimento; e um par de maxilas, que manipulam o alimento e o encaminham para a boca. No tórax há apêndices denominados maxil ípedes, cuja função é manipular o alimento, passando-o para as maxilas e mand íbulas. Cada um dos outros cinco ap êndices do tórax apresenta um par de pereiópodes, adaptados para caminhar nos fundos submersos. Em certos casos, o primeiro par de pereiópodes forma pinças ou quelas. Cada segmento abdominal apresenta um par de ap êndices denominados pleópodes, adaptados para nadar e caminhar. O último metâmero abdominal apresenta um par de ap êndices achatados, os urópodes, adaptados à natação e que formam a cauda.
10. Uma característica típica dos quelicerados (subfilo Chelicerata) é a presença de um par de quelíceras, estruturas afiadas que participam da captura de alimento. A maioria dos quelicerados tem o
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
corpo dividido em cefalot órax (ou prossomo) e abdome (ou opistossomo), possui quatro pares pares de pernas e não tem antenas. A maioria dos aracnídeos vive em ambientes de terra firme. As aranhas vivem em matas, pântanos, desertos e casas. Escorpiões são comuns em regiões desérticas, passando o dia escondidos em tocas e saindo à noite para caçar pequenos animais, geralmente insetos. Há um grupo de quelicerados, Merostomata, que vive no mar.
11. Uma característica dos unirrâmeos (subfilo Uniramia) é a presença de apêndices unirramosos, isto é, formados por único ramo, sem subdivis ão. As principais classes do subfilo s ão Chilopoda (quil ópodes), Diplopoda (dipl ópodes) e Insecta (insetos); outras classes expressivas são Collembola, Protura e Diplura, totalizando mais de 1 milh ão de espécies descritas. 12. Quilópodes (centopéias e lacraias) têm o corpo formado por cabeça e tronco. Na cabe ça há um par de antenas. O tronco é alongado, constituído por um n úmero de metâmeros que varia entre 15 e 170, dependendo da esp écie. Cada metâmero tem um par de pernas. Diplópodes (piolhos-de-cobra ou embu ás) têm corpo formado por cabeça, tórax e abdome. A cabe ça tem um par de antenas. O tórax é curto, formado por quatro met âmeros; o segundo, o terceiro e o quarto metâmeros torácicos têm, cada um, um par de pernas. O abdome é longo, formado por 25 a 100 met âmeros. Cada segmento abdominal é formado por dois met âmeros fundidos, com dois pares de pernas por segmento corporal. Pelo fato de apresentarem muitas pernas, quil ópodes e diplópodes são chamados de miriápodes e reunidos na superclasse Myriapoda. 13. Insetos têm o corpo dividido em cabe ça, tórax e abdome. Apresentam três pares de pernas tor ácicas e um par de antenas. A maioria apresenta um ou dois pares de asas. Por apresentarem seis pernas, os insetos são chamados de hexápodes e classificados, juntamente com colêmbolos, proturos e dipluros, na superclasse Hexapoda. Os insetos estão adaptados a ambientes de terra firme e vivem bem mesmo em regi ões desérticas. Entretanto, há espécies cujas larvas e adultos vivem em água doce. Insetos só não são abundantes no mar; há poucas espécies de insetos marinhos, entre elas alguns besouros que vivem nas praias, nas zonas das marés. São os únicos animais invertebrados capazes de voar, o que lhes permitiu colonizar todas as regiões do planeta.
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14. Os insetos têm importância ecológica como elementos fundamentais em cadeias alimentares de terra firme e aqu áticas. As larvas de determinados insetos alimentam-se de cad áveres de animais e de plantas, contribuindo para a reciclagem de nutrientes. Certas espécies de insetos são pragas e causam preju ízos à pecuária e à lavoura. Mosquitos sugadores de sangue, piolhos, pulgas e outros insetos podem transmitir doen ças a seres humanos e animais domésticos. Abelhas, vespas, besouros e outros insetos s ão importantes agentes polinizadores. Abelhas produzem mel, alimento importante para a humanidade. A atividade das lagartas do bicho-da-seda fornece milh ões de toneladas anuais de seda usada na confecção de roupas. Certas espécies de joaninha comem pulgões de plantas, sendo atualmente utilizadas como uma forma biológica de controlar certas pragas da lavoura. 15. Os músculos fixam-se às partes internas do exoesqueleto e funcionam em antagonismo: se a contra ção de um músculo flexiona uma perna, a contração de outro músculo faz essa perna distenderse. É a ação de músculos antagônicos, conjugada ao exoesqueleto rígido, que permite a grande variedade e efici ência dos movimentos dos artrópodes, inclusive a movimenta ção das asas para o vôo, no caso dos insetos. 16. As asas dos insetos são totalmente diferentes das asas dos vertebrados (aves e morcegos). Nestes últimos, a asa é o membro anterior com esqueleto interno, adaptado ao v ôo. As asas dos insetos são estruturas laminares revestidas por exoesqueleto quitinoso ou cut ícula. Nelas podem-se distinguir linhas mais espessas, as nervuras, pelo interior das quais circula hemolinfa.
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17. Tégminas, hemi élitros, élitros e balancins s ão asas especializadas. Tégminas são as asas do par anterior mais espessas que as asas posteriores, protegendo estas últimas quando o inseto est á pousado. Ocorrem nos grilos e gafanhotos (ordem Orthoptera). Orthoptera). Hemi élitros são asas anteriores com a base bastante espessa e a extremidade membranosa. Ocorrem nos percevejos e barbeiros (ordem Hemiptera). Élitros são asas do par anterior espessas e curvadas, que protegem, como um estojo, as asas membranosas posteriores quando o inseto está pousado. Ocorrem nas joaninhas e besouros (ordem Coleoptera). Balancins (ou halteres) são estruturas em forma de clava correspondentes ao par de asas posterior posterior.. Os balancins movimentam-se durante o vôo, desempenhando o papel de órgãos auxiliares do equilíbrio corporal. Ocorrem nas moscas e mosquitos (ordem Diptera). 18. Nos artrópodes ocorre digestão extracelular. As enzimas que atuam na cavidade intestinal s ão secretadas pela parede do tubo digestório e por dois órgãos anexos, o hepatop âncreas e os cecos gástricos. Os nutrientes absorvidos pelas c élulas da parede intestinal e dos cecos g ástricos atingem o sistema circulat ório, que se encarrega de sua distribui ção pelo corpo. Restos e alimentos n ão digeridos são eliminados pelo ânus.
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19. Os artrópodes têm sistema circulat ório aberto, ou lacunar. H á um coração tubular, localizado em posi ção dorsal, que bombeia a hemolinfa para hemocelas (lacunas) entre os tecidos. Destas, a hemolinfa retorna ao cora ção. pe rcorre o corpo longi20. Nos insetos há um grande vaso dorsal que percorre tudinalmente. A parte desse vaso localizada no abdome é dilatada, constituindo um cora ção funcional, dividido internamente em câmaras, separadas por orifícios com válvulas — as óstias —, que fazem a hemolinfa fluir da regi ão posterior para a anterior. O vaso dorsal, na região anterior, anterior, diferencia-se em uma grande artéria, a aorta, que termina na hemocela da cabe ça, onde a hemolinfa entra em contato com os tecidos cef álicos. Daí ela flui para uma grande hemocela abdominal, de onde retorna ao cora ção através de óstias da parede desse órgão, também dotadas de válvulas para impedir o refluxo. ó
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21. Nos crustáceos, além de transportar nutrientes e excre ções celulares, a hemolinfa também transporta gás oxigênio, muitos apresentam pigmentos respirat órios (hemocianina). Nos insetos e nos quelicerados, a hemolinfa transporta apenas nutrientes nutri entes e excre ções; os gases circulam em um sistema separado, o sistema traqueal.
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22. Os três tipos principais de sistema respirat ório que ocorrem nos artrópodes são: a) sistema branquial, adaptado à respiração em meio líquido; ocorre em crust áceos; b) sistema traqueal, adaptado à respira çã o a é rea; ocorre em insetos, quil ó podes, diplópodes e em alguns aracn ídeos; c) sistema filotraqueal, adaptado à respiração aérea; ocorre em muitos aracn ídeos. 23. Nos insetos, o sistema traqueal comunica-se ao ar atmosf érico através de minúsculas aberturas ao longo da superf ície do tórax e do abdome, os espiráculos. Destes, o ar passa para grandes traqu éias, que se ramificam progressivamente e atingem todas as partes do corpo. Na extremidade de cada traqu éia há uma célula especial, denominada traquéola, cujo papel é estabelecer a interface de comunicação entre o ar e os tecidos corporais. O g ás oxigênio difunde-se para as traquéolas e destas para as células adjacentes. O gás carbônico produzido no metabolismo celular faz o caminho inverso, sendo eliminado para o ar das traqu éias e daí para o exterior. 24. O sistema excretor varia nos diferentes grupos de artr ópodes e pode ser classificado em três tipos principais: a) glândulas antenais (ou glândulas verdes), presentes nos crust áceos; b) túbulos de Malpighi, presentes nos insetos e em alguns aracn ídeos; c) glândulas coxais, presentes nos aracn ídeos. 25. As substâncias nitrogenadas excretadas pelas gl ândulas antenais dos crust áceos são am ônia e ur éia. A principal subst ância excretada pelos t úbulos de Malpighi dos insetos é ácido úrico. 26. O sistema nervoso dos artrópodes é formado por um g ânglio cerebral e por uma cadeia nervosa ventral. O gânglio cerebral, localizado
na cabeça, liga-se à cadeia nervosa, que percorre ventralmente o corpo. Do gânglio cerebral e da cadeia nervosa partem nervos que conectam o sistema nervoso aos m úsculos e às estruturas sensoriais.
27. Feromônios são substâncias odoríferas de comunicação, que ocorrem em alguns insetos. Em certas esp écies de mariposas, o macho fe romônios da fêmea a quilômetros é capaz de detectar o odor dos ferom de distância, guiando-se até ela pelo rastro químico. Os cientistas acreditam que insetos sociais como as abelhas e formigas reconhecem os membros de sua col ônia por meio do olfato. 28. Os artrópodes percebem estímulos luminosos por meio de tr ês tipos de órgãos visuais: ocelos, olhos simples e olhos compostos. Os ocelos detectam a intensidade e a dire ção da luz, mas não formam imagens. Estão presentes em certos crust áceos e em insetos. Os olhos simples são dotados de uma pequena lente e capazes de formar imagens. Est ão presentes em aracnídeos. Os olhos compostos são formados por milhares de unidades visuais denominadas omatídios, cada um dotado de c órnea e lente próprias. 29. A maioria dos crust áceos é dióica. Os óvulos são eliminados do corpo e ficam aderidos ao abdome por meio de uma esp écie de cola, onde os espermatozóides armazenados os fecundam. Ocorre, portanto, fecunda ção externa. Em algumas esp écies de crustáceos, os ovos se desenvolvem diretamente em formas jovens, semelhantes aos pais, apresentando, portanto, desenvolvimento direto. Em outras espécies, os jovens passam por um ou mais est ágios larvais, apresentando, portanto, desenvolvimento indireto. 30. Aracnídeos são dióicos. Nas aranhas ocorre fecunda ção interna e os ovos são colocados dentro de um casulo de seda tecido pela fêmea, chamado de ovissaco. Dos ovos eclodem pequenas aranhas semelhantes aos pais. Ocorre, portanto, desenvolvimento direto. 31. Insetos são dióicos. Durante a cópula, o macho introduz o p ênis na vagina da f êmea, onde elimina os espermatoz óides. Estes passam para um reservatório denominado espermateca, onde ficam temporariamente armazenados. Os óvulos produzidos nos ov ários percorrem os ovidutos e, ao passar pela espermateca, s ão fecundados. Ocorre, portanto, fecunda ção interna. Em alguns insetos, a porção terminal do abdome da f êmea forma uma projeção chamada de ovopositor, que lhe permite perfurar o solo, frutas ou mesmo o corpo de outros animais para a postura dos ovos. 32. a) Insetos ametábolos são os que apresentam desenvolvimento direto. As formas jovens assemelham-se ao adulto, sendo apenas menores. Ex.: Traças-de-livros (ordem Thysanura). b) Insetos hemimetábolos têm desenvolvimento indireto. As formas jovens t êm alguma semelhança com o adulto e, a cada muda, a semelhan ça torna-se maior. Os estágios de desenvolvimento s ão as ninfas. As mudanças para a fase adulta ocorrem gradualmente e, por isso, o processo é denominado metamorfose incompleta ou metamorfose gradual. Ex.: gafanhoto (ordem Orthoptera). c) Insetos holometábolos têm desenvolvimento indireto. O indiv íduo que eclode do ovo é vermiforme, de corpo segmentado, que pode ou n ão ter pernas, sem olhos nem asas, denominado larva; esta sofre sucessivas mudas até se imobilizar, transformando-se em uma pupa ou cris álida. A pupa passa por profundas mudan ças, em que os tecidos larvais são destruídos e formam-se tecidos caracter ísticos do adulto. A transformação de larva em adulto é denominada metamorfose completa.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR QUESTÕES OBJETIVAS
33. d
34. c
35. b
36. d
37. d
38. d
39. b
40. a
41. d
42. b
43. a
44. c
45. b
46. b
47. e
48. c
QUESTÕES DISCURSIVAS
49. RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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APÊNDICES CORPORAIS
SISTEMA CIRCULATÓRIO
SISTEMA RESPIRATÓRIO
SISTEMA EXCRETOR
Cefalotórax e abdome.
Dois pares de antenas; apêndices locomotores no cefalotórax e no abdome.
Do tipo aberto ou lacunar; coração tubular dorsal, que bombeia a hemolinfa pelas artérias, que se abrem em hemocelas; a hemolinfa retorna ao coração pelas veias.
Branquial, adaptado à respiração em meio líquido. Há pigmentos respiratórios na hemolinfa.
Um par de glândulas antenais (glândulas verdes) que filtram a hemolinfa, removendo as excreções e eliminandoas em um poro excretor que se abre na base da antena.
A maioria das espécies é dióica; há apêndices especializados em transferir espermatozóides para a fêmea, onde ficam armazenados; fecundação externa; o desenvolvimento pode ser direto (algumas espécies) e indireto (na maioria).
Cefalotórax e Quelicerados Todos de terra firme; muitas esabdome. pécies vivem no solo, entre rochas ou buracos; outras vivem em teias.
Apresentam quelíceras e pedipalpos; ausência de antenas; quatro pares de pernas.
Do tipo aberto ou lacunar; coração tubular dorsal, que bombeia a hemolinfa pelas artérias, que se abrem em hemocelas; a hemolinfa retorna ao coração pelas veias.
Traqueal (em algumas espécies) e filotraqueal ou pulmões foliáceos (na maioria).
Túbulos de Malpighi (em algumas espécies) e glândulas coxais (nas aranhas).
Dióicos; fecundação interna; desenvolvimento direto.
GRUPO DE ARTRÓPODES
Crustáceos
HÁBITAT
Maioria vive em ambientes aquáticos (água doce e salgada); poucas espécies em terra firme.
ORGANIZAÇÃO CORPORAL
REPRODUÇÃO
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Unirâmios
Quase todas as Cabeça, tórax e espécies de terra abdome. firme; diversas espécies têm larvas (e mesmo adultos) que vivem em água doce; poucas espécies são marinhas.
Apresentam um par de antenas; três pares de penas; um ou dois pares de asas (a maioria); algumas espécies são ápteras (sem asas).
Do tipo aberto ou lacunar; coração tubular dorsal, que bombeia a hemolinfa pelas artérias, que se abrem em hemocelas; a hemolinfa retorna ao coração pelas veias. Têm corações laterais que ajudam a bombear hemolinfa para as asas.
Traqueal; traquéias ramificadas captam ar atmosférico (pelos espiráculos), levando-o diretamente aos tecidos.
Túbulos de Malpighi que eliminam os excretas no intestino, de onde são eliminados com as fezes.
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Dióicos; fecundação interna; o desenvolvimento pode ser direto (insetos ametábolos) ou indireto (insetos hemimetábolos/holometábolos). a
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Quilópodos
Todos de terra firme; em ambientes úmidos, geralmente sob folhas e troncos em decomposição.
Cabeça pequena e tronco alongado e segmentado, sem diferenciação entre tórax e abdome.
Um par de antenas; cada segmento do tronco com um par de pernas.
Do tipo aberto ou lacunar; coração tubular dorsal, que bombeia a hemolinfa pelas artérias, que se abrem em hemocelas; a hemolinfa retorna ao coração pelas veias.
Traqueal; traquéias ramificadas captam ar atmosférico (pelos espiráculos), levando-o diretamente aos tecidos.
Túbulos de Dióicos; desenMalpighi que elivolvimento direto. minam os excretas no intestino, de onde são eliminados com as fezes.
Diplópodos
Todos de terra firme; em ambientes úmidos, geralmente sob folhas e troncos em decomposição.
Cabeça pequena, tórax curto (quatro segmentos) e abdome longo (25 a 100 segmentos).
Um par de antenas; um par de pernas no segundo, terceiro e quarto segmento torácico; dois pares de pernas em cada segmento abdominal (formado por dois segmentos fundidos).
Do tipo aberto ou lacunar; coração tubular dorsal, que bombeia a hemolinfa pelas artérias, que se abrem em hemocelas; a hemolinfa retorna ao coração pelas veias.
Traqueal; traquéias ramificadas captam ar atmosférico (pelos espiráculos), levandoo diretamente aos tecidos.
Túbulos de Dióicos; Malpighi que desenvolvimento eliminam os excre- direto. tas no intestino, de onde são eliminados com as fezes.
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
CAPÍ TULO TULO
14
EQUINODERMOS E PROTOCORDADOS GUIA DE ESTUDO 1. a) Todos os equinodermos s ão marinhos. b) Adultos têm simetria radial (geralmente pentarradial) e larvas t êm simetria bilateral. germinativos). os). d) Apresenta Apresentam m sistec) São triblásticos (três folhetos germinativ ma digestório completo, apesar de os ofiur óides não mais terem ânus, perdido no curso da evolu ção. e) São enterocelomados (celoma enterocélico). f) Não apresentam metameria. 2. Os biólogos denominam bentos a comunidade de seres aqu áticos cuja vida est á relacionada aos fundos submersos; todos os equinodermos equinoder mos fazem parte dos bentos, juntamente com esponjas, cnidários (anêmonas e corais), moluscos (bivalves, entre outros), crustáceos etc. Embora equinodermos adultos sejam essencialmente bentônicos, suas larvas flutuam ao sabor das corrent correntes es marinhas, fazendo parte da comunidade aqu ática denominada pl âncton. 3. Como têm simetria radial e são achatados, equinodermos como a estrela-do-mar apresentam uma face do corpo voltada para o substrato, na qual se localiza a boca e por isso denominada regi ão oral. A região oposta é a região aboral, onde geralmente se localiza o ânus. v
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4. Em equinodermos e cordados, o celoma origina-se dos espa ços que surgem nas evagina ções do teto do intestino primitivo (arquêntero), durante a forma ção do mesoderma. Esse tipo de formação do celoma é denominado enteroc élica. Em moluscos, anelídeos e artrópodes, o celoma origina-se de fendas que se abrem no interior de blocos mesod érmicos maciços (a origem do celoma é esquizocélica). Nos equinodermos e cordados, o blastóporo embrion ário origina o ânus e a boca surge depois, como uma neoforma çã o. Por isso, eles s ão chamados de deuterost ô mios. Nos moluscos, anel ídeos e artr ópodes, o blastóporo origina a boca do animal e o ânus surge posteriormente, como uma neoforma ção (protost ômios). a
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5. Equinodermos têm esqueleto interno de origem mesod érmica, por isso denominado endoesqueleto. Na maioria dos equinodermos o esqueleto é composto de oss ículos esponjosos, conectados por ligamentos constitu ídos basicamente por col ágeno. R
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6. Em ouriços-do-mar, a superf ície corporal apresenta grande n úmero de espinhos articulados, movidos por m úsculos, responsáveis pela função de defesa e de locomo ção. Distribuídas entre os espinhos há pedicelárias, estruturas m óveis dotadas de pequenas pinças nas extremidades, cuja fun ção é remover detritos e pequenos animais que aderem ao corpo do ouri ço-do-mar, mantendo-o sempre limpo. 7. O sistema hidrovascular (sistema ambulacral) consiste de um con junto de tubos e ampolas de paredes musculares, cheios de água do mar — daí o nome “hidrovascular” (do grego hidros, água, e do latim vasculum, vaso, recipiente). A água penetra no sistema hidrovascular pelos poros da placa madrep órica. Esse sistema funciona pela pressão de de água em seu interior, regulada pela a ção da da musculatura das paredes dos canais, ves ículas e ampolas. A contração da musculatura das ampolas for ça a água a penetrar nos pés ambulacrais, que s ão ocos e musculosos. Sob press ão, os pés distendem-se e encostam sua ventosa terminal em um objeto ou substrato. A contra ção da musculatura de sucção presente no pé ambulacral, em torno da ventosa, faz com que esta fique ade rida ao substrato. O relaxamento da musculatura de a des ão e o retorno da água para a ampola fazem o p é soltar-se do substrato. Esse mecanismo permite aos pés ambulacrais estender-se e contrair-se alternadamente, sob controle do sistema nervoso, atuando na locomoção, fixação a um substrato e captura de alimento.
8. Equinodermos t êm sistema digestório completo, embora em alguns grupos (asteróides e ofiuróides) o ânus não seja funcional ou mesmo desapareça. A digestão ocorre totalmente fora das células, pela ação de enzimas (digestão extracelular). 9. As estruturas relacionadas às trocas de gases respiratórios variam nos diferentes grupos de equinodermos. Em alguns ouri ços-domar há brânquias, situadas externamente no corpo, ao redor da boca. O sistema hidrovascular tamb ém participa da respira ção. Nas estrelas-do-mar há centenas de expansões delicadas situadas entre os espinhos (papilas respirat órias), compar áveis a brânquias. Nas holot úrias há um conjunto de tubos ramificados internos, denominados árvore respiratória, responsável pela respiração e excreção. 10. O sistema nervoso dos equinodermos consiste de um anel nervoso situado em torno da boca, do qual partem cinco nervos radiais, que se ramificam e atingem todo o corpo. Os sentidos são pouco desenvolvidos, compostos de uns poucos receptores químicos e táteis situados ao redor da boca e nos pés ambulacrais. 11. Equinodermos t êm fecundação externa. O desenvolvimento é indireto, com uma ou mais formas larvais. Ouri ços-do-mar t êm apenas uma forma larval, livre-natante e com simetria bilateral, o plúteo. Nas estrelas-do-mar h á duas formas larvais bilateralmente simétricas: bipin ária e braquiol ária. 12. a) Cordados têm simetria bilateral. b) São triblásticos (três folhetos germinativo germinativos). s). c) Têm sistema digestório completo. d) São enterocelomados (celoma de origem enteroc élica). e) S ão metamerizados. 13. 1. Tubo nervoso dorsal. 2. Notocorda. 3. Fendas faringianas (ou fendas branquiais). 4. Cauda p ós-anal. 14. Os cordados s ão desprovidos de caixa craniana e de coluna vertebral, como os urocordados e cefalocordados. El es s ão, por isso, chamados de cordados invertebrados, ou protocordados. 15. a) Os urocordados alimentam-se de part ículas orgânicas retiradas da água do mar que entra em seu corpo pelo sif ão inalante. O alimento gruda no muco que reveste a faringe e é “varrido” por células ciliadas em dire ção ao esôfago e estômago, onde começa a digestão. Do estômago, o alimento passa para o intestino, onde a digest ão termina e os nutrientes s ão absorvidos. Ocorre, portanto, digest ão extracelular. b) Nos urocordados, a água que circula continuamente pelos sif ões traz gás oxigênio, absorvido pelos tecidos corporais, e leva g ás carbônico e excreções. Nas traves que separam as fendas faringianas h á uma rede de vasos capilares, funcionalmente equivalentes a br ânquias. c) Urocordados t êm sistema circulatório aberto. 16. Algumas espécies de urocordado t êm reprodução assexuada por brotamento, originando col ônias. Todas as espécies apresentam reprodu ção sexuada e a maioria delas é monóica (hermafrodit (hermafrodita). a). 17. Urocordados t êm fecundação externa e desenvolvimento indireto. 18. a) Anfioxos filtram part ículas de alimento da água que passa por seu corpo. A água penetra pela boca e atravessa as fendas branquiais, passando por uma cavidade denominada átrio; daí, sai para o exterior por uma abertura chamada atri óporo. Partículas de alimento presentes na água grudam no muco que reveste a faringe e são “varridas” por células ciliadas em dire ção ao intestino; não há estômago. Uma glândula em forma de bolsa, o ceco hepático, secreta enzimas digestórias na cavidade intestinal, onde acontece a maior parte da digest ão. Ocorrem também fagocitose e digestão intracelular, o que distingue a digest ão dos cefalocordados da dos demais cordados que é inteiramente extracelular extracelular.. b) Quando o sangue passa pela rede de capilares dos arcos branquiais ocorre a troca gasosa com a água que passa pelas fendas faringianas. O g ás carbônico do sangue difunde-se para a água e o gás oxigênio faz o caminho inverso. c) Os cefalocordados têm sistema circulatório praticamente fechado e o fluxo sang üíneo segue um padrão típico de vertebrado: o sangue flui para a regi ão RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
81
posterior do corpo atrav és de um vaso dorsal (aorta dorsal) e dali para a região anterior por um vaso puls átil localizado ao longo da regi ão ventral. Muitos vasos sang üíneos dos anfioxos são pulsáteis e auxiliam a impulsa ção do sangue pelo corpo. Na base dos arcos faringianos existem pequenos “corações” acessórios. d) O sistema excretor do anfioxo é marcantemente diferente do dos demais cordados, sendo constitu ído por pares de nefrídios arranjados segmentalmente. Cada animal possui cerca de 100 pares de nefrídios, morfologicamente id ênticos aos dos invertebrados celomados, cada um correspondendo a um par de arcos branquiais. Eles ficam situados sob a faringe com sua extremidade filtradora ciliada — o nefróstoma — abrindo-se para o celoma e a extremidade de seu canal excretor — o nefridióporo — abrindo-se no átrio. Assim, os nefr ídios retiram as excreções do celoma e as eliminam no átrio, de onde saem para o exterior pelo atrióporo.
19. Cefalocordados t êm reprodução sexuada. Apresentam fecundação externa e desenvolvimento direto, direto, sem est ágio larval.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR QUESTÕES OBJETIVAS
20. d
21. c
22. d
23. d
24. a
25. c
26. d
27. b
28. b
29. a
30. a
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32. a
CAPÍ TULO TULO
15
VERTEBRADOS GUIA DE ESTUDO 1. Alguns autores sugerem que se d ê preferência ao termo Craniata em relação a Vertebrata, para que a denomina ção possa incluir também os peixes-bruxa (classe Myxine), cordados com cr ânio, mas sem coluna vertebral. Todos os outros “craniados” têm, além de crânio, coluna vertebral. Craniata, portanto, é uma denominação mais abrangente que Vertebrata, embora informalmente o termo vertebrado esteja consagrado e possa ser utilizado, fazendo a ressalva aos peixes-bruxa.
encéfalo e os órgãos dos sentidos. O esplancnocr ânio, por sua vez, compõe-se da mandíbula e das várias estruturas esquel éticas que sustentam a parte anterior do tubo digest ório. O esplancnocrânio surgiu, durante a evolu ção dos vertebrados, da transfor transfor-mação gradual dos primitivos arcos (ou traves) da faringe, os arcos branquiais.
5. O termo gnatostomado significa “animal que tem mandíbula na boca”. O termo agnato significa “animais sem mandíbula”. Muitos sistematas recomendam, atualmente, que essas subdivisões sejam usadas apenas informalmente e n ão como superclasses, como nas classificações mais tradicionais. 6. Mandíbula é uma estrutura dotada de sustenta ção esquelética que se articula à caixa craniana e permite ao animal abrir e fechar a boca. A mandíbula humana, por exemplo, é constituída pelo maxilar inferior, inferior, onde se implantam os dentes. Com exceção dos peixes-bruxa e das lampreias, que s ão agnatos, todos os outros vertebrados s ão gnatostomados, isto é, têm mandíbula. 7. Agnatos: classes Myxine (peixes-bruxa) e Petromyzontida (lampreias). Gnatostomados: classes Chondricthyes (peixes cartilaginosos), Actinopterygii (peixes de nadadeiras raiadas, ou peixes ósseos), Actinistia, ou Sarcopterygii (peixes de nadadeiras lobadas, os celacantos), Dipnoi (peixes pulmonados), Amphibia (anfíbios), Reptilia (répteis), Aves (aves) e Mammalia (mamíferos).
uma armadura. Acredita-se que os primitivos ostracodermos originaram os placodermos, que desenvolveram uma importante novidade evolutiva em rela ção aos seus ancestrais: a mand íbula, cuja aquisi ção foi determinante para a estrat égia alimentar dos vertebrados. A boca dotada de mand íbula transformouse em um eficiente aparato para obter e processar alimento, além de ser uma arma de ataque e defesa.
2. O esqueleto, nos vertebrados, tem origem mesod érmica e situase internamente ao corpo, sendo por isso denominado endoesqueleto. O suporte corporal promovido pelo endoesqueleto favorece o crescimento, o que explica por que os vertebrados s ão, em média, bem maiores que os invertebrados. Al ém disso, o esqueleto dos vertebrados est á intimamente integrado ao sistema muscular, garantindo a grande capacidade de movimentação que permitiu o sucesso adaptativo do grupo.
10. Linhagens primitivas de placodermos teriam se diversifica do e originado os peixes cartilaginosos e os peixes ósseos atuais. A evolução dos peixes ocorreu no mar, mas algumas linhagens invadiram e adaptaram-se a ambientes de água doce. Mais tarde, linhagens de primitivos peixes de água doce empreenderam a conquista dos ambientes de terra firme, originando as primeiras linhagens de anfíbios. Estas, por sua vez, foram os ancestrais dos r épteis, a partir dos quais surgiram as aves e os mam íferos atuais.
3. O esqueleto dos vertebrados pode ser dividido em axial e apendicular.. O esqueleto axial é formado pelo cr ânio e pela coapendicular luna vertebral. Al ém de definir o eixo corporal, o esqueleto axial protege o sistema nervoso central (enc éfalo e medula espinal). O encéfalo localiza-se dentro do cr ânio e a medula espinal localiza-se no canal formado pelas v értebras da coluna. O esqueleto apendicular é constituído pelas estruturas esqueléticas que d ão sustentação aos apêndices corporais (nadadeiras, asas, pernas ou braços).
11. Agnatos são vertebrados primitivos sem mand íbula, de corpo cilíndrico e alongado. Seus representantes mais conhecidos s ão os peixes-bruxa, ou peixes-feiticeira (classe Myxine) e as lampreias (classe Petromyzontida). Esses animais têm pele lisa, sem escamas, e não apresentam nadadeiras pares, como ocorre nos peixes com mandíbula; há apenas uma ou duas nadadeiras no dorso e uma na cauda. Como a boca é circular, são chamados tamb ém de ciclostomados ou cicl óstomos.
4. O crânio é uma estrutura ov óide, oca e de paredes r ígidas, constitu í da por material ósseo ou cartilaginoso (nos agnatos e condrictes) e localizada na extremidade anterior da coluna vertebral. O cr ânio é dividido em duas partes: neurocr ânio e esplancnocrânio, este último também chamado de cr ânio visceral. No neurocr ânio, também chamado caixa craniana, alojam-se o
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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8. Os “parentes” invertebrados mais pr óximos dos cordados s ão os equinodermos. Esses ind ícios são, principalmente, as semelhanças na maneira como se origina o celoma — enteroc élica em equinodermos e cordados, e esquizoc élica em todos os outros celomados — e o destino do blast óporo — que origina o ânus em equinodermos e cordados (deuterostômios), e a boca nos outros celomados (protost ômios). 9. Ostracodermos são animais vertebrados extintos, conhecidos por seus fósseis, que viveram h á aproximadamente 480 milh ões de anos. Eram animais sem mandíbula, que lembram os agnatos atuais. Placodermos são vertebrados primitivos que viveram h á cerca de 380 milh ões de anos e hoje est ão extintos. Eles receberam esse nome devido às placas que recobriam seus corpos como
12. a) Os peixes-bruxa s ão animais marinhos de corpo alongado e coloração rosa-acinzentada, que podem atingir at é 1 metro de comprimento. Eles secretam uma espessa camada de muco protetor sobre a pele e vivem enrolados, semi-enterrados, na lama do fundo dos mares. Seu alimento consiste principalmente de anelídeos poliquetos ou de peixes, vivos ou mortos. Os peixesbruxa às vezes incomodam os pescadores ao atacar peixes que
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estão sendo pescados antes que sejam retirados da água. b) As trocas gasosas são feitas por meio de br ânquias, que se abrem em orifícios laterais à cabeça. c) Graças à sua flexibilidade e ao muco extremamente escorregadio que recobre seu corpo, os peixes-bruxa s ão capazes de dar r ápidos “nós” em si mesmos, o que permite escapar dos inimigos. Descobriu-se que no muco secretado por esses animais h á uma proteína semelhante à das teias de aranhas, capaz de formar fibras de extrema resistência. Um dos possíveis usos dessa prote ína, segundo as pesquisas, seria sua aplicação sobre ferimentos para deter hemorragias.
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13. a) Lampreias são animais de corpo alongado, com mais de 1 metro de comprimento, boca circular sem mand íbula e pele lisa de cor acinzentada, com manchas e reflexos met álicos. A maioria das lampreias vive no mar, entrando em estu ários e subindo rios para reproduzir reproduzir.. H á espécies que passaram a viver em ambientes de água doce, como as que invadiram recentemente os Grandes Lagos da Am érica do Norte e do Canad á. Lampreias adultas são ectoparasitas de vertebrados aqu áticos, geralmente de peixes. Sua boca tem forma de ventosa, dotada de uma l íngua cartilaginosa com cerca de 100 dent ículos de queratina, utilizados para raspar a pele do hospedeiro at é perfur á-la para obter sangue e tecidos corporais. Uma gl ândula salivar produz uma subst ância anticoagulante, que impede o ferimento de fechar durante a alimenta ção. b) Lampreias têm sete orifícios branquiais de cada lado do corpo, logo atr ás da cabeça. Esses orifícios abremse em câmaras branquiais reforçadas por estruturas cartilaginosas, que se comunicam com as fendas branquiais da faringe. O tecido dos arcos branquiais é vascularizado, formando as br ânquias, por onde ocorrem as trocas respirat órias. c) Ao atingir a maturidade sexual, as lampreias entram nos estu ários dos rios e param de se alimentar. O macho constrói um ninho de pedras, onde a fêmea coloca cerca de 200 mil óvulos. Em seguida ele deposita esperma sobre eles (fecundação externa). Depois da fecunda ção, macho e fêmea iniciam o retorno ao mar, quase sempre morrendo no caminho. O desenvolvimento é indireto. Os ovos originam larvas denominadas amocetes, que ap ós mais ou menos duas semanas abandonam o ninho e instalam-se em águas mais calmas, podendo passar anos enterradas no lodo do fundo de lagos e rios, alimentando-se de part ículas em suspensão. Em algumas espécies, os amocetes passam entre 4 e 5 anos em água doce, antes de retornarem ao mar. 14. Os condrictes ou peixes cartilaginosos t êm esqueleto totalmente constituído de cartilagem. A maioria é carnívora e têm mandíbula bem desenvolvida. A classe Chondricthyes é dividida em duas subclasses: Elasmobranchii (elasmobr ânquios, também conhecidos por seláquios) e Holocephali (holoc éfalos). Os elasmobrânquios são os condrictes mais conhecidos, reunindo tubar ões, cações e raias (ou arraias). Os holoc éfalos são representados pelas quimeras, animais marinhos menos conhecidos que vivem em grandes profundidades. 15. Escamas placóides são formações dermoepidérmicas semelhantes a pequenos dentes. Sua base é larga e situa-se na derme, sob a epiderme. São constitu ídas por um material org ânico calcificado, a dentina, e nutridas por vasos sang üíneos que penetram em sua parte interna, denominada polpa, onde tamb ém há terminações nervosas. Cada escama placóide tem uma pro jeção em forma de espinho voltada para a parte posterior e coberta por um esmalte chamado enamel óide, um dos materiais mais duros do reino animal. S ão produzidas conjuntamente pela derme e pela epiderme, ou seja, t êm origem dermoepid érmica. 16. Tubarões e cações têm duas nadadeiras dorsais e dois pares de nadadeiras ventrais, um par na regi ão anterior do corpo — as nadadeiras peitorais — e outro na regi ão posterior — as nadadeiras pélvicas. Há também uma nadadeira caudal achatada lateralmente e assimétrica, com a parte superior maior que a inferior, sendo por isso denominada heterocerca. A exist ência de nadadei-
ras pares e de uma nadadeira caudal eficiente foi uma importante aquisição evolutiva dos peixes em rela ção aos seus ancestrais. Aliadas a uma musculatura poderosa e a uma pele especialmente adaptada para oferecer pequena resist ência na água, as nadadeiras dos condrictes permitem nadar com muita rapidez.
17. Válvula espiral é uma estrutura presente no interior do intestino dos condrictes. Ao que tudo indica, a fun ção da válvula espiral é retardar o trânsito dos alimentos, dando mais tempo à digestão, além de aumentar a área intestinal de absor ção de nutrientes. 18. a) Condrictes t êm sistema circulatório fechado, composto de artérias, veias e capilares sangüíneos ligados a um cora ção ventral, com duas câmaras, um átrio (ou aurícula) e um ventrículo. b) Seio venoso é um vaso dilatado, situado na entrada do coração, antes do átrio, onde chega o sangue proveniente dos tecidos. Cone arterial é uma região dilatada localizada na sa ída do cora ção, após o ventrículo. Nos condrictes a circula ção é simples; o sangue circula em um único circuito: ventr ículo cardíaco → cone arterial → aorta → brânquias → tecidos corporais → veias → seio venoso → átrio cardíaco. Nos vertebrados tetr ápodes (anfíbios, répteis, aves e mamíferos) a circulação é dupla, isto é, há um duplo circuito, um que leva sangue aos pulm ões e outro que leva sangue aos tecidos corporais 19. A principal subst ância excretada pelos condrictes é a uréia. Os condrictes mant êm quantidades elevadas de ur éia no sangue, comparativamente a outros animais. Isso ocorre porque, neles, a uréia exerce a função de equilibrar a concentra ção de solutos do sangue em relação à água do mar, evitando problemas osm óticos. O cheiro típico da carne de cação deve-se exatamente à grande quantidade de ur éia presente nesses animais. 20. Linhas laterais são dois finos canais ao longo das laterais do corpo, nos quais há aberturas por onde penetra a água do mar. Dentro dos canais há células sensoriais capazes de detectar variações de pressão na água, permitindo ao condricte sentir movimentos na água ao redor. 21. Clásper é uma diferencia ção das nadadeiras ventrais de machos de tubarões, com o qual eles introduzem esperma na cloaca da fêmea. 22. a) A fecunda ção é interna. b) O desenvolvimento é direto. c) Certas espécies são ov íparas, isto é, as fêmeas eliminam os ovos já fecundados, que se desenvolvem na água. Geralmente os ovos são protegidos por uma casca grossa e cori ácea, com ganchos que o aderem a algas ou outros substratos submersos. Outras espécies são ovovivíparas: as fêmeas retêm os ovos no interior do corpo at é o fim do desenvolvimento embrion ário, “dando à luz” jovens imaturos. Em umas poucas esp écies os embriões desenvolvem-se totalmente tota lmente dentro do corpo da fêmea, alimentando-se de subst âncias que retiram do sangue materno por meio de uma estrutura equivalente a uma placenta; fala-se, nesse caso, em espécies vivíparas. 23. Os actinopterígios, também chamados de peixes ósseos, são os peixes mais conhecidos. Diferem dos condrictes principalmente pelo fato de seu esqueleto ser constitu ído basicamente por ossos, daí a denominação peixes ósseos. Além disso, as brânquias (guelras) dos actinopter ígios não se abrem diretamente no ambiente, como nos agnatos e nos condrictes; s ão recobertas por uma placa móvel chamada de opérculo. 24. Enquanto as escamas dos condrictes, chamadas escamas placó ides, têm origem dermoepid érmica, as escamas dos actinopterígios t êm origem exclusivamente d érmica, sendo recobertas por uma fina epiderme na qual desembocam muitas glândulas produtoras de muco, que lubrificam a superf ície do corpo reduzindo o atrito com a água durante a nata ção. As escamas dão resistência e elasticidade à pele dos actinopter ígios, sendo uma de suas estruturas mais caracter ísticas. Em certos peixes, o revestimento escamoso constitui um verdadeiro exoesqueleto corporal. RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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25. Alguns poucos actinopter ígios, como o bagre, por exemplo, n ão têm escamas. A maioria apresenta escamas de um dos seguintes tipos: ganóide, ciclóide ou ctenóide. Escamas ganóides são achatadas, brilhantes, de formato losangular e encaixam-se como ladrilhos, apenas com as bordas sobrepostas. São cobertas por uma fina camada de esmalte enamel óide, com uma camada intermediária de dentina e uma camada mais interna ossificada. Ocorrem em algumas ordens de actinopterígios com caracter ísticas mais primitivas, como esturj ões e peixes-agulha. Escamas ciclóides são finas e achatadas, de formato oval, com linhas de crescimento conc êntricas em torno de um ponto mais ou menos central. São constitu ídas basicamente por prote ínas flexíveis. Ocorrem geralmente em peixes que t êm nadadeiras sem espinhos, com raios delicados, como os salm ões e as carpas. Escamas ctenóides têm constitui ção semelhante à das escamas ciclóides, diferindo destas por apresentar uma borda com pequenos dentes, conferindo uma textura áspera à pele dos peixes. Ocorrem geralmente em actinopter ígios de nadadeiras com raios espinhosos, como as percas, por exemplo. 26. Neuromastos são estruturas sensoriais presentes no interior do canal que percorre a linha lateral dos actinopter ígios. Essas estruturas têm células capazes de detectar vibra ções na água, conduzindo-as ao sistema nervoso central por meio de nervos. 27. Os actinopter ígios, como os condrictes, apresentam nadadeiras ventrais pares, sendo um par de nadadeiras peitorais e outro de nadadeiras pélvicas. Além dessas, há geralmente duas nadadeiras dorsais, uma nadadeira anal, situada após o ânus, e uma nadadeira caudal. Na maioria dos actinopter ígios, a nadadeira caudal é achatada lateralmente, com as partes superior e inferior aproximadamente de mesmo tamanho, da í ser chamada de homocerca. Actinopter ígios considerados mais primitivos, como os esturjões, têm cauda de forma heterocerca, semelhante à dos condrictes. 28. Os actinopterígios desenvolveram um mecanismo eficiente de “ventilar” as brânquias, isto é, de fazer a água circular em torno delas para propiciar as trocas gasosas. El es abaixam o “assoalho ” da cavidade bucal de modo a aspirar água pela boca. Em seguida, fecham a boca por meio da v álvula oral, abrem os opérculos e elevam o assoalho bucal, for çando a água a passar pelas fendas branquiais. 29. A bexiga natatória é uma bolsa interna de parede flex ível e cheia de gás localizada na porção dorsal da cavidade corporal dos peixes actinopterígios. Ela controla a flutua ção do peixe, permitindolhe manter-se em diversas profundidades, subir ou descer sem ter de despender muita energia. A parede da bexiga natat ória tem poucos vasos sangüíneos e é revestida, em sua maior parte, por cristais de guanina, o que a torna imperme ável a gases. Em algumas espécies, a bexiga natat ória liga-se à faringe por meio do ducto pneum ático. Na maioria dos peixes, no entanto, ela é uma bolsa completamente fechada. Os peixes que apresentam ducto pneumático são denominados fis óstomos (do grego ph´ yso, ar, e stóma, boca) e os que apresentam bexiga natat ória totalmente fechada são denominados fisoclistos (do grego physos, bexiga, e kleistós, fechado). Quando o peixe mergulha, a água exerce pressão cada vez maior sobre ele, o que comprime o g ás na bexiga natatória e torna o corpo mais denso. Com isso o peixe tende a afundar, o que n ão acontece gra ças à ação de uma glândula associada à bexiga natatória, denominada gl ândula de gás. Essa glândula secreta ácido lático no sangue que circula por um complexo de artérias e veias, denominado “rete mirabile” (literalmente, rede maravilhosa). O ambiente ácido faz o g ás oxigênio dissociar-se da hemoglobina e difundir-se para o interior da bexiga natatória, que nessa região é permeável a gases. Quando o peixe nada em dire ção à superfície ocorre fenômeno inverso: a pressão da água ao redor diminui, a bexiga se expande e o peixe fica menos denso, tendendo a flutuar at é a superfície da água.
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
Isso não acontece porque a bexiga natat ória elimina rapidamente gás de seu interior at é a densidade do corpo do animal igualar-se à da água ao redor. Nos peixes fis óstomos a liberação de gás é feita através do ducto pneum ático. Já os peixes fisoclitos possuem uma estrutura denominada janela oval, onde a bexiga natat ória entra em contato com os vasos sang üíneos, permitindo a difus ão de gás oxigênio de volta para o sangue.
30. A substância nitrogenada excretada pela maioria dos actinopterígios é a am amônia. A urina produzida nos rins é conduzida por meio de ureteres até um poro excretor localizado perto do ânus. A maior parte das excreções dos actinopterígios é eliminada pelas brânquias. 31. a) A fecundação é quase sempre externa. b) O desenvolvimento é direto. c) A maioria das espécies é ovípara e algumas depositam seus ovos em esconderijos ou em ninhos, muitas vezes vigiados pelos pais. 32. Dipnóicos, ou peixes pulmonados (classe Dipnoi), possuem uma espécie de pulmão ligado à faringe, pelo qual respiram. Vivem em água doce, utilizando seu pulm ão primitivo como órgão auxiliar das brânquias. Há apenas três gêneros desse grupo, na Am érica do Sul (gênero Lepidosiren), na África (gênero Protopterus) e na Austrália (gênero Neoceratodus). Sarcopterígios são peixes de nadadeiras lobadas (classe Actinistia ou Sarcopterygii) que respiram por brânquias e vivem no mar, a grandes profundidades. A única espécie atual da classe é Latimeria chalumnae, que vive no mar aos arredores da Ilha de Madagáscar, no sudeste da África. 33. Os cientistas acreditam que peixes crossopter ígios primitivos, possivelmente muito semelhantes aos celacantos atuais, possam ter originado os tetr ápodes, grupo ao qual pertencem os anfíbios, os répteis, as aves e os mam íferos atuais.
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34. A classe Amphibia (do grego amphi , duas, e bios, vida) reúne os anfíbios, cujos representantes mais conhecidos s ão sapos, rãs, pererecas e salamandras. A ordem mais expressiva de anf íbios é a dos anuros (ordem Anura), representados por sapos, r ãs e pererecas, assim chamados porque os adultos n ão têm cauda. Outra ordem de anfíbios é a dos urodelos (ordem Caudata, ou Urodela), representada pelas salamandras, animais de corpo alongado, quatro pernas e cauda longa. Anf íbios menos conhecidos s ão os ápodes (ordem Gymnophiona, ou Apoda), animais de corpo cilíndrico e alongado, geralmente chamados de cobras-cegas. O tamanho dos anf íbios varia de cerca de 1 cm, em certas r ãs, a mais de 1,5 m, em certas salamandras e certos ápodes.
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35. Cíngulos dos membros (ou cinturas articulares) s ão formados pelos ossos que ligam os membros à coluna vertebral. O c íngulo dos membros superiores é formado pelos ossos que articulam os membros anteriores à coluna vertebral; o c íngulo dos membros inferiores, pelos ossos que articulam os membros posteriores à coluna vertebral. 36. Larvas de anfíbios respiram por meio de br ânquias e pela pele (respiração cutânea); adultos respiram por pulm ões e também pela pele. Pulmões de sapos e rãs são razoavelmente eficientes nas trocas gasosas, com dobras internas ricamente vascularizadas. As salamandras, porém, têm pulmões rudimentares, com poucas dobras internas, e dependem muito da respira ção cutânea para sobreviver. 37. Para ventilar os pulmões, um anfíbio abre as narinas e abaixa o assoalho da cavidade bucal, fazendo o ar penetrar na boca pelas coanas. Em seguida, fecha as narinas e contrai os m úsculos do tórax, fazendo com que parte do ar que havia nos pulm ões volte para a boca, onde se mistura ao ar rec ém-inalado. Relaxando os m úsculos tor ácicos e elevando novamente o assoalho da boca, com as narinas ainda fechadas, o sapo for ça o ar da boca a passar para os pulmões. Graças à presença da glote, uma válvula na laringe (conduto que vai da faringe aos pulm ões), o ar pode ser mantido nos pulm ões por um certo tempo. Enquanto isso, o sapo abre as narinas, eliminando o ar da boca e captando ar novo, para recome çar outro ciclo de ventila ção.
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38. Os anfíbios e todos os outros vertebrados dotados de quatro membros têm circulação dupla. Em um dos circuitos, chamado de pequena circula ção, o coração envia sangue venoso (pobre em gás oxigênio) aos pulmões, onde ele é oxigenado e volta ao coração. Em outro circuito, chamado de grande circula ção, o sangue arterial (rico em g ás oxigênio) é enviado às diversas partes do corpo, oxigenando os tecidos e recolhendo g ás carbônico eliminado pelas células; o sangue torna-se venoso e volta ao cora ção. 39. O coração dos anfíbios adultos possui tr ês câmaras, sendo dois átrios (aurículas) e um ventr ículo. As veias trazem ao cora ção o sangue venoso proveniente dos tecidos, lan çando-o em um seio venoso, de onde ele segue para o átrio direito. Ao mesmo tempo, o átrio esquerdo recebe sangue oxigenado proveniente dos pulm ões. A contra ção simultânea dos átrios cardíacos envia sangue venoso e sangue arterial para o ventr ículo, onde eles se misturam. A contra ção do ventr ículo bombeia esse sangue parcialmente oxigenado para uma grande art éria, a aorta, que se ramifica e atinge os pulm ões e os demais órgãos do corpo.
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40. Os rins removem do sangue a ur éia, o principal produto de excreção de anfíbios adultos; larvas de anfíbios excretam principalmente amônia. 41. a) Nos anuros, ocorre fecunda ção externa. As fêmeas são abraçadas pelos machos (amplexo nupcial), o que as estimula a liberarem os óvulos; enquanto isso os machos eliminam sobre eles os espermatoz óides. Na maioria dos urodelos os machos executam uma dança nupcial durante a qual eliminam pequenos pacotes de espermatoz óides (espermatóforos) que as fêmeas sexualmente estimuladas sugam com a cloaca; ocorre, assim, fecunda ção interna. Os ápodes copulam; o macho introduz parte de sua cloaca na cloaca da fêmea, nela liberando os espermatoz óides; ocorre, assim, fecundação interna. b) Os anfíbios apresentam desenvolvimento indireto, com uma fase larval aqu ática que respira por meio de br ânquias e uma fase adulta terrestre, que respira por meio dos pulm ões e da pele. A larva dos anuros, chamada girino, n ão tem pernas e possui cauda bem desenvolvida. O desenvolvimento larval termina com a metamorfose, processo gradual marcado pelo desaparecimento progressivo da cauda e das br ânquias, aparecimento dos pulmões, transformação do coração (passa de um átrio e um ventrículo para dois átrios e um ventrículo), encurtamento do intestino e surgimento das pernas, entre outras modificações. A larva das salamandras tem pernas e é bastante semelhante ao adulto. As principais alterações que ocorrem em sua metamorfose são a perda da nadadeira caudal, as modifica ções no cora ção, o desaparecimento das brânquias e o surgimento dos pulm ões. 42. Neotenia é a reprodução do organismo ainda na fase larval, que ocorre em algumas esp écies de salamandra que não passam por metamorfose e ret êm as características larvais durante toda a vida, mesmo após tornarem-se sexualmente maduras e capazes de se reproduzir. 43. Os répteis (classe Reptilia) mais conhecidos s ão serpentes, lagartos, jacarés, crocodilos e tartarugas. Esses vertebrados estão plenamente adaptados a ambientes de terra firme, tendo o corpo recoberto por uma grossa camada impermeável, constituída pela proteína queratina, e pulmões bastante eficientes nas trocas gasosas com o ambiente aéreo. A classe dos répteis divide-se em quatro ordens: Squamata, Chelonia, Crocodilia e Rhyncocephalia. A ordem Squamata re úne os répteis mais abundantes e diversificados, representados principalmente pelas serpentes e pelos lagartos. A ordem Chelonia re úne as tartarugas marinhas e de água doce, os cágados, que vivem em água doce, e os jabutis, que vivem em terra firme. A ordem Crocodilia re úne crocodilos e jacarés, um grupo de répteis que vive apenas em regiões quentes, onde habitam rios e lagos de água doce; umas poucas espécies vivem no mar. A ordem Rhyncocephalia re úne apenas duas espécies, restritas à Nova Zelândia, conhecidas como tuataras. O tamanho dos répteis atuais varia de uns poucos cent ímetros, em alguns lagartos, a quase 10 metros, em algumas serpentes.
44. Animais ectot érmicos s ão aqueles que utilizam o calor do ambiente para se aquecer. Sua temperatura corporal varia de acordo com a temperatura ambiental. S ão ectotérmicos peixes, anfíbios e répteis. A maioria dos répteis se aquece pela exposição ao sol, procurando locais sombreados quando o ambiente se aquece demais. Animais endot érmicos são os que utilizam o calor gerado pelas atividades metab ólicas para se aquecer aquecer.. Graças a mecanismos de regulação t érmica, esses animais conseguem manter constante sua temperatura corporal, independentemente da temperatura ao redor. S ão endotérmicos alguns peixes, diversos insetos, as aves e os mam íferos. 45. O revestimento corporal dos r épteis é a pele, constituída por duas camadas: derme e epiderme. Esta última é espessa e altamente queratinizada, isto é, formada por c élulas mortas devido à impregnação de queratina, uma prote ína fibrosa imperme ável e resistente. A queratiniza ção da pele dos r épteis reflete claramente sua estratégia de adaptação aos ambientes de terra firme. 46. Os répteis apresentam escamas c órneas, de origem epid érmica, constitu ídas basicamente de queratina. Em jacar és e crocodilos, por exemplo, as escamas que recobrem as pernas e a barriga são retangulares, dispostas em fileiras, intercaladas com epiderme menos queratinizada e mais flex ível. Na região dorsal, formam-se placas d érmicas, de natureza óssea, sob as escamas dorsais, dotando o animal de uma armadura, ou exoesqueleto, que cresce junto com ele e nunca é trocado. Alguns répteis, como serpentes e lagartos, trocam periodicamente a camada epidérmica mais externa, a cut ícula, para permitir o crescimento.. O fenômeno assemelha-se à troca de exoesqueleto crescimento que ocorre em artr ópodes. 47. O coração da maioria dos r épteis possui tr ês câmaras: dois átrios (aurículas) e um ventrículo parcialmente dividido por uma parede interna. Essa divis ão, apesar de não ser completa, diminui a mistura de sangue arterial com sangue venoso durante a contra ção do ventrículo. Em crocodilos e jacar és, a separação entre os lados direito e esquerdo do ventr ículo é completa, de modo que se pode dizer que esses animais t êm quatro câmaras cardíacas. 48. O sangue venoso proveniente dos tecidos penetra no cora ção pelo átrio direito, enquanto o sangue arterial proveniente dos pulm ões penetra pelo átrio esquerdo. Com a contra ção simultânea dos átrios, o sangue venoso passa para a parte direita do ventrículo e o sangue arterial passa para a parte esquerda. Ao contrair-se, o ventr ículo impulsiona o sangue presente em seu lado direito para os pulm ões e o sangue presente no lado esquerdo para os diversos órgãos do corpo. 49. A maioria dos répteis excreta seus res íduos nitrogenados na forma de ácido úrico; essa substância, além de ser menos tóxica que a amônia, é pouco solúvel em água e pode ser eliminada em alta concentração na urina, com economia de água pelo organismo. 50. Substâncias solúveis, como a ur éia, por exemplo, obrigam o animal a gastar grande quantidade de água para elimin á-la na urina. A excreção de ácido úrico representa, portanto, uma adaptação ao ambiente de terra firme, onde a economia de água é importante. Diversos r épteis reabsorvem parte da água da urina enquanto ela est á armazenada na cloaca. Nesses casos, o ácido úrico concentra-se a ponto de formar uma pasta esbranqui çada, semi-sólida, eliminada juntamente com as fezes. Al ém disso, o ácido úrico pode ser armazenado dentro do ovo (no alant óide) até o nascimento, sendo pouco t óxico devido exatamente à sua insolubilidade. Assim, a excre ção de ácido úrico também representa uma adaptação ao desenvolvimento embrion ário em terra firme, dentro de um ovo com casca. 51. a) Répteis são ov íparos, em sua maioria. Machos são dotados de um órgão copulador, o p ênis, com o qual introduzem os espermatozóides na cloaca da f êmea durante a cópula. Ocorre fecundação interna. b) O desenvolvimento é direto, sem estáRESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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gio larval. Umas poucas esp écies de lagartos s ão constituídas apenas por fêmeas que se reprodu reproduzem zem por partenog ênese, processo em que o óvulo se desenvolve sem que ocorra fecunda ção Os ovos de serpentes, da maioria dos lagartos e de tartarugas são protegidos por uma casca flex ível, com consist ência de couro. Já os ovos de cágados, de crocodilos e de alguns lagartos apresentam casca r ígida, como os ovos das aves. Alguns r épteis são ovoviv íparos, isto é, as fêmeas retêm os ovos no interior do corpo até a eclosão, dando à luz organismos jovens. Umas poucas espécies de serpente são vivíparas e desenvolvem uma estrutura equivalente a uma placenta, que permite a troca de substâncias entre o embri ão e a mãe.
52. Durante o desenvolvimento embrion ário de r épteis e aves (e também de mamíferos) formam-se estruturas associadas ao corpo do embri ão denominadas anexos embrion ários. Um desses anexos é o âmnio, uma bolsa cheia de l íquido que envolve o embrião e o protege da desseca ção e de eventuais choques mecânicos. Outro anexo embrion ário é o saco vitel ínico, uma bolsa ligada ao intestino que envolve a gema do ovo e digere seus componentes, transferindo-os para os vasos sang üíneos do embrião. Outro anexo embrion ário é o alantóide, uma bolsa ligada ao intestino e que tem por fun çã o armazenar as excretas produzidas pelo embri ão durante seu desenvolvimento. O ácido úrico, a principal subst ância excretada pelos r épteis, é relativamente insol úvel e pouco t óxica, podendo ser armazenada no ovo sem prejudicar o embri ão. O embrião e todos os demais anexos embrion ários são envolvidos pelo c órion, anexo que fica em contato íntimo com a casca do ovo, possibilitando as trocas de gases respirat órios entre o sangue embrionário e o ar atmosférico. 53. Quanto à denti çã o, as serpentes podem ser: á glifas, opist ó glifas, solen ó glifas e proter ó glifas. Á glifas, ou aglifodontes, s ão aquelas em que os dentes s ão maciços, sem canal central ou sulco para a passagem de pe çonha. N ão h á dentes mais desenvolvidos (presas). Exemplos de serpentes ( Eunectes), ), jib ó ias (Bo ( Bo a ) e caninanas áglifas s ã o sucuris (Eunectes (Spilotes Spilotes). ). Opistóglifas, ou opistoglifodontes, s ão serpentes com um ou mais pares de dentes posteriores desenvolvidos (presas) nos quais h á um sulco por onde a pe çonha escorre. A posi çã o posterior das presas dificulta a inje çã o do veneno, de modo que a mordida dessas serpentes geralmente n ão resulta em acidente mais s ério. Exemplos de serpentes com dentiçã o opist óglifa s ão a falsa-coral (g ênero Oxyrhopus Oxyrhopus), ), a muçurana (Pseudoboa (Pseudoboa clelia) clelia) e a cobra-verde-de-jardim (g ênero Philodryas Philodryas). ). Proteróglifas, ou proter proteroglifodontes, oglifodontes, s ão serpentes dotadas de presas anteriores fixas, com um sulco profundo ao longo do seu comprimento, formando um canal por onde a pe çonha escorre. Embora tenham a boca relativamente pequena, o que dificulta a mordida, sua pe çonha pode ser letal. Exemplos de serpentes com denti çã o proter óglifa são as corais verdadeiras (g ênero Micrurus Micrurus)) e as najas (g ênero Naja). Naja ). Solenóglifas, ou solenoglifodontes, s ão serpentes dotadas de um par de presas anteriores ocas, com um canal injetor de peçonha (presas caniculadas). Essas presas s ão como agulhas de inje çã o longas e curvas, inseridas em um maxilar móvel que se projeta quando a serpente abre a boca, sendo altamente eficientes na inje çã o de pe çonha durante a mordida. Exemplos de serpentes com denti çã o solen óglifa s ão as cascavéis (gênero Crotalus Crotalus), ), as jararacas (g ênero Bothrops Bothrops)) e as surucucus (g ênero Lachesis Lachesis). ). 54. No Brasil h á quatro g êneros principais de serpentes pe çonhentas de importância médica devido à gravidade do envenenamento causado por suas mordidas. Todos eles pertencem à família Elapidae e são dos gêneros: Bothrops (jararacas), Crotalus (cascavéis), Lachesis (surucucus) e Micrurus (corais verdadeiras).
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
Os acidentes causados por Bothrops lideram as estatísticas, sendo responsáveis por cerca de 90% dos casos; em seguida v êm os causados por Crotalus (cerca de 9%), sendo o restante dividido entre os causados por Lachesis e Micrurus Micrurus..
55. A classe Aves reúne animais com corpo coberto por penas, que constituem um eficiente isolante para a manter constante a temperatura corporal; as aves, como os mam íferos, são animais homeotérmicos. As aves estão distribuídas em diversas ordens. As que n ão voam, com características consideradas mais primitivas, s ão agrupadas na superordem Palaeognathae (ou ratitas): avestruzes africanas (ordem Struthioniformes), emas sul-americanas (ordem Rheiformes), emus e casuares da Austrália e Nova Guiné (ordem Casuariformes) e moas e quivis da Nova Zelândia (ordem Apterygiformes). As aves consideradas mais modernas estão agrupadas na superordem Neognathae (ou carenadas) devido à presença de uma estrutura esquel ética chamada de quilha ou carena (veja adiante), à qual se prendem os músculos do vôo. As aves carenadas, exceto os pingüins, são capazes de voar. Algumas ordens de aves carenadas s ão: Anseriformes (patos, marrecos, gansos e cisnes); Apodiformes (andorinh ões, beija-flores); Charadriiformes (jaçanãs, quero-queros, maçaricos, gaivotas, trintaréis etc.); Ciconiiformes (garças, socós, jaburus, cabeças-secas, urubus, condores etc.); Columbiformes (pombas, rolas, juritis etc.); Falconiformes (águias, falcões, gaviões etc.); Galliformes (galinhas domésticas, galinhas-d´angola, jacus, jacutingas, mutuns, perus etc.); Pelecaniformes (atobás, fragatas, biguás, pelicanos etc.); Passeriformes (joões-de-barro, tangarás, arapongas, andorinhas, gralhas, sabiás, cardeais, tizius, tico-ticos, pintassilgos, bicos-de-lacre, can ários, bemte-vis etc.); Piciformes (tucanos, pica-paus etc.); Psittaciformes (araras, papagaios, periquitos etc.); Sphenisciformes (ping üins); Strigiformes (corujas etc.); Tinamiformes (macucos, inambus, perdizes, codornas etc.). 56. Penas são estruturas epid érmicas que se formam no interior de folículos, de maneira similar aos p êlos dos mamíferos. Nos fol ículos das penas, porém, não há glândulas sebáceas como nos folículos pilosos. A pena consiste de um eixo central, a r áquis, da qual partem obliquamente filamentos denominados barbas, que suportam filamentos ainda mais finos, as b árbulas. Estas se prendem umas às outras por meio de pequenos ganchos, formando uma superfície contínua que protege a pele e d á sustentação ao vôo, no caso das penas das asas. Os pássaros passam boa parte de seu tempo alisando cuidadosamente as penas com o bico, quando encaixam corretamente os ganchos entre as b árbulas. As principais fun ções das penas são a proteção do corpo contra choques mecânicos, a impermeabilização da pele e a manutenção da temperatura corporal, atuando como isolante t érmico. Além disso, as penas das aves s ão responsáveis pelo vôo. 57. A gl ândula uropigiana, localizada na parte superior da cauda, produz uma secre ção gordurosa respons ável pela lubrifica ção das penas das aves, o que é importante para manter suas características de impermeabilidade. Em aves aqu áticas como patos e cisnes, os animais freq üentemente levam o bico à glândula uropigiana da cauda, colhendo a secre ção gordurosa e espalhando-a sobre as penas para impermeabiliz á-las. 58. As principais diferen ças entre o esqueleto das aves e o dos demais vertebrados refletem adapta ções ao vôo. Além da estrutura especializada das asas e das penas, as aves têm uma estrutura óssea na parte anterior da caixa tor ácica, chamada de quilha ou carena à qual se prende a forte musculatura peitoral, fundamental ao v ôo. As aves têm ossos porosos, menos densos que os dos outros vertebrados. As espécies atuais de aves não têm dentes, o que tamb ém contribui para reduzir o peso do corpo. Nem todas as aves voam; certas espécies perderam essa capacidade em função de outras adaptações, por exemplo, a capacidade de correr velozmente como as emas e as avestruzes, ou a capacidade de nadar, como os pingüins, mergulhões e outras espécies de aves aquáticas.
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59. O papo é uma região dilatada do esôfago, especializada em armazenar o alimento ingerido. Al ém de permitir a armazenagem de alimento, para posterior digest ão em lugar seguro, o papo umedece os alimentos, tornando-os mais macios. O est ômago é dividido em duas partes; na primeira, chamada proventr ículo, o alimento é misturado a enzimas digest órias; a segunda parte do est ômago é a moela, que apresenta paredes grossas e musculosas, capazes de triturar os alimentos, facilitando a a ção das enzimas. Assim, enquanto o proventrículo atua como um “estômago químico”, a moela atua como um “estômago mecânico”. Muitas aves herbívoras engolem propositadamente pequenas pedras, que auxiliam a trituração do alimento na moela. Do ponto de vista funcional, essas es sas pedrinhas seriam equivalentes aos dentes, que as aves atuais n ão têm. Aves carnívoras não têm papo ou este é pouco desenvolvido; sua moela é geralmente pouco musculosa.
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60. As aves respiram por meio de pulmões eficientes na absor ção de gás oxigênio e na eliminação do gás carbônico. Os pulmões de aves estão ligados a grandes bolsas chamadas de sacos a éreos, que ocupam as regiões anterior e posterior do corpo, penetrando no interior de alguns ossos. Os pulm ões consistem de fin íssimos tubos, chamados parabronqu íolos, que se dispõem paralelamente entre si. A parede desses tubos é irrigada por grande quantidade de capilares sangüíneos, que possibilitam as trocas gasosas entre o sangue e o ar inalado. As aves t êm dois ciclos de inspira ção e de expiração para ventilar seus pulm ões. Na primeira inspiração, o ar vai diretamente para os sacos a éreos posteriores. Na expira ção subseqüente, esse ar passa para os pulmões e permanece por algum tempo nos parabronqu íolos, onde ocorrem as trocas gasosas com o sangue. Na segunda inspira ção, o ar que estava nos pulm ões passa para os sacos aéreos anteriores, de onde é expelido para o exterior na expiração seguinte. 61. O coração das aves tem quatro c âmaras: dois átrios (aurículas) e dois ventr ículos completamente separados.
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62. A circulação é dupla e não há mistura entre sangue venoso e sangue arterial. O sangue venoso, proveniente dos tecidos, chega ao coração pelas veias, penetrando no átrio direito. Ao mesmo tempo, o sangue arterial proveniente dos pulm ões penetra no átrio esquerdo. A contra ção simultânea dos átrios impulsiona o sangue para os ventrículos (o átrio direito para o ventr ículo direito e o átrio esquerdo, para o ventrículo esquerdo). A contra ção conjunta dos ventrículos impulsiona o sangue para grandes art érias. A artéria ligada ao ventr ículo direito conduz sangue venoso aos pulm ões (artéria pulmonar) e a art éria ligada ao ventrículo esquerdo conduz sangue arterial para os órgãos corporais (art éria aorta). 63. As aves têm cópula e fecunda ção interna. Os ovos s ão eliminados pela cloaca, sendo protegidos por uma casca calc ária. A maioria das aves choca os ovos, mantendo-os aquecidos, condição fundamental para o desenvolvimento do embri ão. 64. Dimorfismo sexual é uma nítida diferença entre machos e f êmeas de uma mesma espécie. Os machos de ave t êm geralmente plumagens coloridas e exuberantes, enquanto as f êmeas apresentam plumagens pouco vistosas e que se confundem com o ambiente. 65. A classe Mammalia reúne os mamíferos, cujas caracter ísticas mais típicas são: a) presença de glândulas mamárias; b) corpo total ou parcialmente recoberto por p êlos; c) dentes diferenciados em incisivos, caninos, pr é-molares e molares; d) presença de uma membrana muscular que separa o t órax do abdome, o diafragma, que participa da ventila ção dos pulmões. 66. Pêlos são filamentos epidérmicos constitu ídos de queratina compactada e formados no interior dos fol ículos pilosos. Em cada folículo piloso abre-se uma gl ândula sebácea que lubrifica a pele e os pêlos. Além da proteção, os pêlos são importantes isolantes térmicos contribuindo para manter elevada e constante a temperatura corporal. Nas aves, as penas desempenham papel semelhante. Outra caracter ística do revestimento corporal dos mam íferos relacionada à manutenção da temperatura corporal é a presença, na tela subcut ânea, de células que armazenam gorduras
(adipócitos), formando o chamado pan ículo adiposo. Além de constituir uma reserva de alimento, o panículo adiposo age como isolante térmico, diminuindo a perda de calor corporal.
67. Nos ruminantes (bois, cabras, camelos, veados etc.) o estômago é dividido em quatro compartimentos — rume (pança), retículo (barrete), omaso (folhoso) e abomaso (coagulador) — e a digestão do alimento é auxiliada por microrganismos como bact érias e protozoários. O ruminante arranca as folhas das plantas, em geral gramíneas, e as engole rapidamente, praticamente sem mastig álas. O alimento vai então para o rume, que é a maior porção do estômago dos ruminantes; no gado bovino esse compartimento corresponde a cerca de 80% do est ômago. No rume, o alimento é misturado com muco e com bact érias e protozoários ciliados que vivem ali e amassado por contra ções da parede estomacal. Durante esse processo, o alimento é parcialmente digerido pelos microrganismos anaeróbios, que produzem celulase, uma enzima que digere celulose transformando suas longas mol éculas insolúveis em moléculas de glicose. O retículo localiza-se à frente do rume, constituindo uma continuidade dele, de modo que a a ção dos microrganismos sobre o alimento acontece em ambos os compartimentos. Os microrganismos produzem grandes quantidades de g ás metano que fica acumulado na por ção superior do rume e do ret ículo. Periodicamente, o animal faz o alimento presente no ret ículo voltar à boca para ser novamente mastigado, o que constitui o ato de ruminar. Quando está suficiente suficientemente mente triturada, a massa alimentar é de novo engolida, retornando ao ret ículo e indo deste para o terceiro compartimento estomacal, o omaso. Nessa passagem pelo retículo e omaso, ocorre absor ção do excesso de água da massa alimentar, que é enviada, em seguida, ao último compartimento estomacal. Esse compartimento, denominado abomaso, é o “verdadeiro” estômago dos ruminantes, correspondente ao dos mam íferos não-ruminantes. Nele existem gl ândulas produtoras de enzimas digestivas que atuam sobre o bolo alimentar digerindo diversos de seus componentes, principalmente os microrganismos, que se multiplicaram durante todo o processo e agora constituem parte consider ável do bolo alimentar. Dentre as enzimas produzidas pelas glândulas do abomaso, destaca-se a lisozima que digere componentes da parede bacteriana. Na verdade, as principais fontes de aminoácidos e vitaminas para os ruminantes s ão os microrganismos que passam para o abomaso, onde são digeridos. 68. Alvéolos pulmonares s ão minúsculas bolsas presentes nos pulmões dos mamíferos, sobre as quais há grande quantidade de capilares sangüíneos. É aí que ocorrem as trocas gasosas entre o ar inspirado e o sangue, processo denominado hematose. 69. Os mamíferos têm coração com quatro c âmaras: dois átrios (aurículas) e dois ventr ículos completamente separados. A circulação é dupla, basicamente semelhante à das aves. 70. A uréia. A urina contendo ur éia é conduzida por um par de ureteres até a bexiga urin ária, onde permanece at é sua eliminação pela uretra. 71. As tr ê s subclasses da classe Mammalia s ã o: Prototheria (monotremados), (monotr emados), Metatheria (marsupiais) e Eutheria (eutérios, ou placentários). Os monotremados (subclasse Prototheria) s ão encontrados atualmente apenas na Austr ália e na Nova Guiné. Seus principais representantes são os ornitorrincos e os eqüidnas, que põem ovos semelhantes aos dos r épteis, sendo, portanto, ovíparos. Os marsupiais (subclasse Metatheria) s ão os cangurus da Austr ália e os gambás da América do Sul. As fêmeas desse grupo possuem uma bolsa de pele no ventre, o mars úpio, onde os filhotes completam o desenvolvimento. Os mam íferos placentários (subclasse Eutheria) compreendem 95% das espécies de mamíferos, como cães, gatos, girafas, cavalos, elefantes, coelhos, camundongos, al ém da espécie humana. Os embriões desenvolvem-se no útero materno, ligados à parede uterina por meio da placenta, um órgão formado por tecidos maternos e embrion ários. Pela placenta, o embrião recebe nutrientes e gás oxigênio do sangue da mãe e nele elimina gás carbônico e as excre ções resultantes do seu metabolismo. RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR QUESTÕES OBJETIVAS
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114.a 11 4.a QUESTÕES DISCURSIVAS
115. A bexiga natatória regula a densidade do peixe em diferentes profundidades. Se um peixe de profundidade é trazido rapidamente para a superfície, a pressão diminui e os gases dentro da bexiga natatória dilatam-se, levando o peixe a estourar. 116. Na metamorfose dos anf íbios, entre outras transforma ções, ocorrem modifica ções no aparelho circulat ório para permitir a respira ção pulmonar e cut ânea. Nos girinos, o coração tem uma aurícula e um ventr ículo e por ele passa somente sangue n ãooxigenado; nos adultos, o cora ção tem duas aur ículas e um ventrículo, com circula ção dupla. 117. A passagem da fase aquática para a terrestre, no ciclo de vida dos anfíbios, implica modificação da forma do corpo para a locomo ção em terra firme, desenvolvimento de estruturas locomotoras, substituição das brânquias pelos pulmões etc. A maioria dos anfíbios depende de água para o desenvolvimento dos ovos e dos girinos. 118. 11 8. a) O tuatara deve ter distribui ção geográfica mais restrita, uma vez que a variação de temperatura corporal que ele suporta corresponde à estreita faixa entre 5 ºC e 18 ºC. b) Os lagartos devem ter a distribui ção geográfica mais ampla, tendo em vista a grande variação de temperatura corporal que s ão capazes de suportar (entre 12 ºC e 48 ºC). 119. A temperatura influencia a determina ção do sexo em jacar és. Temperaturas mais baixas (entre 28 C e 31 C) determinam exclusivamente o nascimento de f êmeas; temperaturas acima de 31,5 C influenciam o desenvolvimento de uma porcentagem crescente de machos. °
°
°
CAPÍ TULO TULO
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NUTRIÇÃ O GUIA DE ESTUDO 1. Nutrição pode ser definida como o conjunto de processos que v ão desde a ingestão do alimento at é a sua assimilação pelas células. 2. Dieta refere-se aos tipos e às quantidades dos alimentos que ingerimos. A dieta humana precisa conter diversos tipos de substância, tais como carboidratos, lip ídios, proteínas, sais minerais, vitaminas e água. 3. Nutrientes energ éticos fornecem energia às células; são os glicídios (ou carboidratos) e os lip ídios. Nutrientes pl ásticos fornecem matéria-prima para a produção dos constituintes estruturais do corpo; os principais s ão as proteínas que fornecem aminoácidos para a constru ção de nossas pr óprias proteínas. 4. Nutrientes essenciais s ão substâncias que nosso corpo necessita, mas não consegue produzir, tendo de obt ê-las prontas no alimento. Vitaminas, por exemplo, s ão nutrientes essenciais. Outros exemplos de nutrientes essenciais s ão os aminoácidos que nossas células não conseguem produzir, conhecidos como aminoácidos essenciais.
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
5. Taxa metabólica basal é a quantidade de energia gasta por uma pessoa em repouso para manter suas atividades vitais. Taxa Taxa metabólica total corresponde à quantidade de energia necess ária à realização de todas as atividades do organismo. 6. Dieta protetora é aquela que cont ém a quantidade cal órica mínima necessária para impedir a subnutrição. Dieta balanceada é aquela que, além de fornecer a quantidade de energia de que o organismo necessita (aproximadamente 3 mil kcal/dia), apresenta uma proporção equilibrada dos diversos tipos de nutrientes: cerca de 50% a 60% de glicídios (carboidratos), 25% a 35% de gorduras e 15% a 25% de proteínas. 7. A partes do tubo digest ório humano s ão: boca, faringe, esôfago, estômago, intestino delgado (duodeno, jejuno e íleo), intestino grosso (ceco, colo e reto) e ânus. 8. Cárdia é a v álvula muscular pela qual a cavidade esof ágica se comunica com a cavidade estomacal. Ela mant ém-se fechada pela contração de um anel de musculatura lisa. Quando essa musculatura relaxa, a c árdia se abre e permite a passagem do bolo alimentar do es ôfago para o estômago. 9. Piloro é a v álvula muscular pela qual a cavidade estomacal se comunica com a cavidade do intestino. Ele mant ém-se fechado pela contração de um anel de musculatura lisa. Quando essa musculatura relaxa, o piloro se abre e permite a passagem do conteúdo estomacal para o duodeno. 10. Ceco intestinal é uma bolsa de fundo cego (da í seu nome), com cerca de 7 cm de comprimento, situada perto da jun ção com o intestino delgado. Na extremidade fechada do ceco localiza-se o ap êndice vermiforme, uma pequena bolsa tubular, do tamanho de um dedo mínimo. O ceco e o apêndice parecem não desempenhar nenhuma função importante nos seres humanos; os cientistas acreditam que eles sejam “órgãos vestigiais”, isto é, que eram importantes na digestão de nossos ancestrais herb ívoros e que hoje têm função reduzida.
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11. Digestão é o conjunto de processos pelos quais os componentes dos alimentos s ão transformados em subst âncias assimiláveis pelas células. Distinguem-se dois tipos de digest ão: mecânica, que consiste na tritura ção dos alimentos, e qu ímica, que consiste na quebra de mol éculas orgânicas por a ção de enzimas hidrolíticas. Na espécie humana a digest ão mecânica é realizada pelos dentes, pela língua e pelas contra ções da musculatura lisa presente na parede do tubo digest ório. A digestão qu ímica é realizada por enzimas secretadas por c élulas glandulares presentes no revestimento interno do tubo digest ório e por gl ândulas anexas, as glândulas salivares e o pâncreas. 12. A saliva secretada pelas gl ândulas salivares cont ém a enzima amilase salivar, ou ptialina, que atua sobre as grandes mol éculas de amido e de glicogênio, quebrando-as em fragmentos menores, denominados dextrinas dextrinas e, finalmente, no dissacarídio maltose. 13. O bolo alimentar é impulsionado por ondas r ítmicas de contração, as ondas peristálticas, ou peristaltismo, que ocorrem ao longo de todo o tubo digest ório. 14. A principal enzima ativa no est ômago é a pepsina, que digere proteínas pela quebra das liga çõ es peptídicas entre certos amino á cidos. Os produtos dessa quebra s ã o cadeias de aminoácidos relativamente longas, conhecidas como peptonas. Outra enzima presente no est ômago é a renina, produzida em grande quantidade no est ômago de recém-nascidos e de crianças, e em pequena quantidade no estômago de pessoas adultas. A renina provoca a coagula ção da caseína (principal prote ína do leite), o que faz com que ela permane ça por mais tempo no est ômago e seja mais bem digerida. 15. Quimo é a massa alimentar acidificada e semil íquida presente no estômago. À medida que a digest ão estomacal vai ocorrendo, o esfíncter pil órico relaxa-se e contrai-se alternadamente, liberando pequenas por ções de quimo para o duodeno.
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16. Suco intestinal, ou suco ent érico, é a solução de enzimas digestivas produzidas e secretadas pelas milhares de gl ândulas presentes na parede do duodeno. Suco pancre ático é a solução de enzimas e de bicarbonatos secretados pelos ácinos pancre áticos e eliminados no duodeno. 17. Bile é uma secreção de cor esverdeada produzida pelo f ígado e armazenada na vesícula biliar. Ela não contém enzimas digestivas. Seus principais componentes s ão os sais biliares, que emulsionam gorduras, isto é, quebram gotas de gorduras em got ículas microscópicas, o que facilita a a ção da lipase pancre ática. 18. Quilo é o líquido esbranqui çado a que fica reduzido o bolo alimentar após as últimas transforma ções químicas que ocorrem no intestino delgado.
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19. A digestão dos polissacar ídios amido e glicog ênio inicia-se na boca por a ção da amilase salivar salivar,, que quebra essas grandes moléculas em fragmentos progressivamente menores (dextrinas) at é transform á-los em maltose, um dissacar ídio. O processo é interrompido no est ômago com a inativa ção da amilase pela acidez estomacal. No duodeno a digest ão dos glicídios é retomada pela amilase pancre ática; amido, glicog ênio e dextrinas contidos no bolo alimentar s ão transformados em maltose. Esta, por sua vez, é quebrada em duas mol éculas de glicose pela a ção da maltase, uma enzima do suco intestinal. 20. A digestão das prote ínas tem início no estômago por a ção da pepsina, que a quebra transformando-as em grandes cadeias de aminoácidos denominadas peptonas. No duodeno, as enzimas pancreáticas, tripsina e quimotripsina, quebram as prote ínas que passaram intactas pelo est ômago e as peptonas resultantes da ação da pepsina em oligopeptídios e dipept ídios. As peptidases do suco intestinal degradam os oligopept ídios em aminoácidos, e as dipeptidases, também presentes no suco intestinal, quebram os dipept ídios em aminoácidos.
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21. O pâncreas é uma glândula alongada, com cerca de 15 cm de comprimento e formato triangular, triangular, localizada sob o est ômago, na alça formada pelo duodeno. Al ém de produzir os bicarbonatos e as enzimas que compõem o suco pancre ático, o pâncreas também produz horm ônios, apresentando, portanto, fun ção endócrina. As células pancreáticas secretoras de enzimas ficam reunidas em pequenas bolsas, denominadas ácinos pancre áticos, que se reúnem no ducto pancre ático. As células secretoras de hormônios formam pequenos agrupamentos, as ilhotas de Langerhans, dispersos entre os ácinos. 22. O fígado participa da digest ão produzindo a bile, secre çã o esverdeada que é temporariamente armazenada em uma bolsa de forma oval, a vesícula biliar. biliar. Esta situa-se embaixo do f ígado, e dela parte um canal que, junto ao ducto pancre ático, forma o ducto col édoco. 23. As principais fun ções da bile são: eliminar do corpo subst âncias indesejáveis e atuar na emulsão das gorduras ingeridas, facilitando, assim, a ação da lipase. As principais subst âncias indese jáveis eliminadas na bile s ão: toxinas; produtos da degrada ção de diversas drogas, inclusive de medicamentos; excesso de colesterol; e bilirrubina, uma subst ância de cor amarela produzida continuamente pela degrada ção de proteínas conjugadas com ferro, principalmente da hemoglobina de hem ácias velhas. 24. A maioria dos nutrientes é absorvida pela mucosa do intestino delgado, de onde passa para os capilares sang üíneos e linfáticos. Os aminoácidos e açúcares resultantes da digest ão de proteínas e carboidratos, respectivamente, atravessam as c élulas do revestimento intestinal e passam para o sangue. Os capilares sangüíneos intestinais formam a veia porta-hep ática, que leva os nutrientes absorvidos at é o fígado. Daí os nutrientes são conduzidos ao cora ção, pela veia cava inferior, inferior, e, em seguida, distri-
buídos para todas as células do corpo pelo sangue que deixa o cora ção. O glicerol e os ácidos graxos resultantes da digest ão de lipídios são absorvidos pelas c élulas intestinais, reconvertidos em lipídios e agrupados, formando pequenos gr ãos. Esses grãos lipídicos são, então, lançados nos vasos linf áticos das vilosidades intestinais, pelos quais chegam à veia cava e ao cora ção, que se encarrega de sua distribui ção pelo corpo.
25. Logo após uma refeição rica em gorduras, o sangue fica com aparência leitosa, devido ao grande n úmero de gotículas de lipídios em circula ção. Após uma refeição rica em açúcares, grande parte da glicose presente no sangue é absorvida pelas células do fígado e convertida em glicog ênio. Nos per íodos entre as refeições, quando a taxa de glicose no sangue diminui, as c élulas hepáticas reconvertem glicog ênio em glicose, liberando esse glicídio na circula ção. 26. A superfície interna do intestino delgado é intensamente pregueada, com milhões de pequenas dobras, chamadas vilosidades intestinais. As membranas das próprias células do epitélio intestinal apresentam dobrinhas microsc ópicas, denominadas microvilosidades. microvilosidades. O intenso pregueado da superf ície interna do intestino delgado proporciona uma ampla superf ície de contato entre as células e o quilo, o que garante a alta capacidade de absor ção intestinal. Os cientistas calculam que, se esticássemos todas as pequenas dobras da superfície das células intestinais, a área total seria de mais de 30 m2, o tamanho de uma sala de 6 m x 5 m. 27. Os restos de uma refei ção levam cerca de nove horas para chegar ao intestino grosso, onde permanecem, em m édia, de um a três dias. Durante esse período há intensa prolifera ção de bactérias na massa de resíduos e parte da água e dos sais nela contidos é absorvida. Assim, na regi ão final do colo, os res íduos solidificam-se, formando as fezes. Cerca de 30% da parte s ólida das fezes compõe-se de bactérias vivas e mortas, e os 70% restantes são constitu ídos por sais, muco, fibras de celulose e outros componentes n ão-digeridos. A cor escura das fezes é devida à presença de pigmentos provenientes da bile. 28. No intestino grosso proliferam diversos tipos de bact éria, muitos dos quais mantêm conosco rela ções amistosas, produzindo as vitaminas K, B12, tiamina e riboflavina, entre outras; em retribuição, fornecemos abrigo e alimento a esses microrganismos. Essas bactérias úteis constituem nossa flora intestinal, e sua presença no intestino evita a proliferação de bactérias patogênicas, as quais poderiam nos causar doen ças. 29. O processo da digestão dos alimentos é controlado pelo sistema nervoso aut ônomo e por horm ônios. A vis ão, o cheiro e o sabor do alimento estimulam nosso sistema nervoso central, e este, por meio de nervos, estimula as gl ândulas salivares a secretar saliva, fenômeno conhecido como saliva ção, e as glândulas estomacais a secretar enzimas digestivas e ácido clor ídrico. 30. Gastrina é um hormônio liberado por c élulas da parede estomacal em resposta à presença de alimento rico em prote ínas no estômago; pela corrente sang üínea atinge as glândulas da mucosa estomacal, estimulando-as a secretar grandes quantidades de suco gástrico. Esse hormônio atua também sobre o esfíncter pilórico, relaxando-o, e sobre o esf íncter cárdico, contraindo-o. 31. Secretina é um hormônio liberado por c élulas da parede do duodeno em resposta à acidez do quimo que entra no intestino vindo do est ômago. Ela exerce várias funções: inibe a secreção gástrica no estômago, reduz a mobilidade intestinal e estimula a liberação de secreção pancreática rica em bicarbonatos, a produção de bile pelo f ígado e a secreção de suco ent érico pela parede intestinal. A secre ção de bicarbonatos é importante por neutralizar a acidez do quimo, tornando a massa alimentar ligeiramente alcalina, o que é ideal para a ação das enzimas pancreáticas e intestinais. RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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32. Colecistoquinina, ou pancreozimina, é um hormônio liberado por células da parede do duodeno em resposta à presença de gorduras ou proteínas parcialmente digeridas no intestino delgado. Pela circulação sangüínea, a colecistoquinina atinge a ves ícula biliar, estimulando a contra ção de sua musculatura, de modo a lan çar bile no duodeno. A colecistoquinina atua tamb ém sobre o p âncreas, estimulando-o a liberar as enzimas do suco pancre ático. 33. Certas bactérias que vivem na boca humana alimentam-se dos restos de comida que ficam entre os dentes. Na presen ça de açúcar, essas bactérias multiplicam-se rapidamente, grudando nos dentes e formando as chamadas “placas bacterianas ”. As bactérias das placas produzem ácidos que corroem o esmalte dental, causando cáries. Podem-se prevenir as c áries dentárias evitando-se o consumo excessivo de alimentos ricos em a çúcar e mantendo os dentes sempre limpos, por meio da escova ção e do uso de fio dental. Deve-se, tamb ém, consultar regularmente um dentista, que pode indicar a melhor forma de cuidar da higiene bucal e tratar eventuais problemas dentários. 34. Quando comemos ou bebemos demais, ou se a comida ingerida está deteriorada, nosso sistema nervoso faz entrar em a ção uma operação de emergência: o vômito. Contrações violentas da musculatura abdominal e do estômago fazem o conte údo estomacal subir pelo esôfago e sair pela boca. O gosto ácido, característico do vômito, deve-se ao suco gástrico que está misturado com o alimento. 35. Diarréia é um processo de elimina ção rápida do conte údo intestinal e pode ocorrer por diversas causas, como a ingest ão de alimento deteriorado, nervosismo ou alergia a certos tipos de subst âncias alimentares. Como o tr ânsito intestinal é acelerado, não há tempo para a absorção normal da água, o que resulta em fezes liquefeitas. Apesar de ser um processo de defesa do corpo, a diarr éia continuada leva à perda de água e de sais, causando desidratação.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR QUESTÕES OBJETIVAS
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44. d
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53. O bolo alimentar é conduzido do es ôfago (3) ao estômago por meio de ondas peristálticas, ou seja, contrações musculares sucessivas. Essas contrações garantem o deslocamento cont ínuo e unidirecional do alimento por todo o tubo digestivo. 54. a) O suco gástrico atua no estômago (4) e é produzido nas gl ândulas da parede estomacal. b) A enzima atuante é a pepsina. c) Tem início a digestão das proteínas, que se transformam em oligopeptídios (pequenas cadeias de aminoácidos). d) A gastrina é um hormônio produzido pelo estômago e que atua na produção do suco gástrico, estimulando sua secreção e eliminação pelas glândulas estomacais. 55. a) No duodeno atuam o suco ent érico (produzido no intestino delgado), o suco pancre ático (produzido no p âncreas) e a bile (produzida no f ígado). b) Enteroquinase, tripsina, peptidases, carboidrases e lipase. c) Oligopeptídios, dissacarídios e lipídios transformam-se, respectivamente, em amino ácidos, monossacarídios e ácidos graxos e glicerol. d) Secretina, horm ônio que estimula o pâncreas a liberar secreção rica em bicarbonato de sódio; colecistoquinina, horm ônio que age, ao mesmo tempo, estimulando a libera ção da bile pela vesícula biliar e a libera ção de enzimas digestivas pelo p âncreas. 56. Os valores aproximados de pH no est ômago (4) e no duodeno (5) são, respectivamente, em torno de 2 e de 8. O pH ácido do estômago e o pH alcalino do duodeno favorecem a atua ção de suas respectivass enzimas digestivas. A manuten ção do pH em cada um respectiva desses órgãos é garantida pela atua ção de hormônios: gastrina, no estômago, e secretina, no duodeno. Esses horm ônios estimulam a produção, respectivamente, de substâncias ácidas e alcalinas, com a conseqüente manutenção do pH, em cada um desses órgãos. 57. O fígado (7) produz a bile, que é armazenada na ves ícula biliar. A bile contém sais biliares, que emulsionam as gorduras e facilitam a ação das lipases.
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58. No intestino delgado (9) ocorre o t érmino da digest ão dos alimentos e a absorção da maior parte dos nutrientes digeridos; estes atravessam as células do intestino e penetram na corrente sangüínea dos capilares presentes na parede intestinal.
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59. Quando parte do intestino grosso (10) é removida, há redução da área de absorção de água e sais presentes no material fecal. Assim, as fezes tenderão a ser mais l íquidas ou semil íquidas.
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Oligopepttídios. 47. 1. Ácido clorídrico; 2. Pepsinogênio; 3. Proteínas; 4. Oligopep
48. 1. Glândulas salivares; 2. Amido; 3. Lipase; 4. P âncreas; 5. Alcalino; 6. Pepsina; 7. Ácido; 8. Pâncreas; 9. Intestino delgado; 10. Proteína. 49. a) As regiões A, B e C são, respectivamente, estômago, boca e intestino delgado. Sua identifica ção deve-se aos respectivos valores de pH: ácido, neutro e alcalino. b) Tabela a seguir. REGIÃO
ENZIMA
SUBSTÂNCIAS DIGERIDAS
PRODUTOS DA DIGESTÃO
A
Pepsina
Proteínas
Oligopept ídios
B
Amilase
Amido
Dissacar ídios
C
Tripsina
Oligopept ídios
Amino ácidos
50. 1. Boca; 2. Faringe; 3. Es ôfago; 4. Estômago; 5. Duodeno; 6. Pâncreas; 7. Fígado; 8. Vesícula biliar; 9. Intestino delgado; 10. Intestino grosso; 11. Ap êndice cecal; 12. Reto; 13. Ânus. 51. a) Glândulas salivares. b) Ptialina. c) Amido e outros polissacarídios que formam maltose (dissacar ídio). 52. A faringe (2) liga-se ao es ôfago e à laringe (órgão respiratório). Na degluti ção, os músculos do pesco ço elevam a laringe, fechando sua entrada, a glote, por meio da epiglote. Dessa forma, o alimento é conduzido da faringe para o es ôfago.
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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CAPÍ TULO TULO
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CIRCULA ÇÃ ÇÃ O SANGÜÍNEA GUIA DE ESTUDO 1. As principais fun ções da circulação são: a) transporte de nutrientes necessários à alimentação das células; b) transporte de gás oxigênio necessário à respiração celular; c) remoção de gás carbônico gerado na respira ção celular; d) remoção das excreções (principalmente am ônia e uréia) resultantes do metabolismo celular; e) transporte dos horm ônios produzidos pelas gl ândulas endócrinas; f) transporte de células e de anticorpos respons áveis pelo combate a agentes estranhos que invadam o corpo; g) regula ção da temperatura corporal. 2. A regulação da temperatura corporal é feita por alterações do fluxo de sangue na periferia do corpo. Quando a temperatura corporal aumenta, impulsos nervosos provocam a dilata ção dos vasos sangüíneos da pele, de modo que maior quantidade de sangue passa a circular pr óximo à superfície corporal. Com isso aumenta a irradiação de calor para o ambiente com conseq üente resfriamento do corpo. Por outro lado, caso a temperatura corporal baixe, os vasos sang üíneos da pele se contraem e a circula ção periférica diminui, com conseq üente redução da perda de calor.
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3. O coração humano tem quatro cavidades internas, ou c âmaras cardíacas: as duas superiores são chamadas de átrios cardíacos, ou aurículas; as duas inferiores são chamadas de ventrículos cardíacos. A parede dos ventr ículos é constituída por uma espessa musculatura, mais espessa que a da parede dos átrios. Essa diferença relaciona-se à função dessas câmaras: enquanto os átrios bombeiam sangue para os ventr ículos imediatamente abaixo deles, os ventrículos bombeiam sangue para o corpo todo.
de líquido tissular e reconduzin reconduzindo-o do-o à circulação. A confluência dos capilares linf áticos origina vasos de calibre progressivamente maior, que convergem para a regi ão torácica, onde formam dois grossos ductos linf áticos, que se unem às veias provenientes dos braços (subclávias). Se, por algum motivo, o sistema linfático deixar de cumprir sua fun ção de drenagem do resto de líquido tissular, este pode se acumular nos tecidos, causando um inchaço conhecido como edema linf ático.
4. O sangue chega ao cora ção por grandes vasos, entrando nos átrios. O átrio cardíaco esquerdo recebe sangue proveniente dos pulm ões (rico em gás oxigênio), enquanto o átrio cardíaco direito recebe o sangue proveniente do resto do corpo (rico em g ás carbônico). O átrio esquerdo comunica-se com o ventr ículo esquerdo por um orif ício guarnecido pela valva atrioventricular esquerda ou valva bic úspide, ou valva mitral, cuja fun ção é garantir a circula ção do sangue em um único sentido, sempre do átrio para o ventr ículo. O átrio cardíaco direito comunica-se com o ventrículo direito por meio de um orif ício guarnecido pela valva atrioventricular direita, ou valva tric úspide, cuja função é, também, garantir a circula ção do sangue do átrio para o ventr ículo. Quando os átrios se contraem (sístole atrial), os ventrículos estão se relaxando (diástole ventricular) e o sangue passa para dentro deles. Quando os ventr ículos se contraem, as valvas atrioventriculares (direita e esquerda) fecham-se e o sangue é forçado a sair do cora ção. O sangue deixa o cora ção por artérias que partem do ventrículo direito (art éria pulmonar) e do ventr ículo esquerdo (artéria aorta). O ventr ículo card íaco direito envia o sangue para os pulm ões, enquanto o ventr ículo card íaco esquerdo envia o sangue para todas as demais partes do corpo. Em condi ções normais, não há nenhuma comunica ção entre as metades direita e esquerda do cora ção; é como se cada metade fosse uma bomba separada, funcionando em conjunto.
8. A linfa, o fluido presente no interior dos vasos linf áticos, possui constituição semelhante à do sangue, do qual difere por n ão conter hemácias. A linfa, como o sangue, cont ém glóbulos brancos, sendo quase 99% deles linf ócitos, enquanto no sangue esse tipo de leucócito representa cerca de 50% do total de leuc ócitos.
5. Artérias são vasos que levam sangue do cora ção para órgãos e tecidos corporais. Veias s ão vasos que levam sangue dos órgãos e tecidos de volta ao cora ção. As artérias apresentam parede relativamente mais espessa que a das veias. Ambas s ão constitu ídas por tr ês camadas de tecido, as t únicas. Internamente, as artérias e veias são revestidas pelo endot élio (túnica interna). A t única média é formada por tecido conjuntivo el ástico e por tecido muscular liso. A t única advent ícia é constitu ída por tecido conjuntivo fibroso. As t únicas média e advent ícia são mais espessas na artéria do que na veia. As veias de maior diâmetro têm valvas em seu interior, cuja fun ção é impedir o refluxo de sangue e garantir sua ci rcula ção em um único sentido. A contra ção e o relaxamento da parede das art érias permitem controlar a press ão do sangue que circula em determinada região do corpo. Nas veias, o sa ngue flui n ão por contra ção de sua parede, mas pela movimenta çã o dos m ú sculos esquel éticos pr óximos a elas. 6. Capilares sangüíneos são vasos finíssimos, de diâmetro microscópico, que estabelecem comunica ção entre arteríolas e vênulas. A parede dos capilares é constituída por uma única camada de células, estando em continuidade ao endot élio de arteríolas e vênulas. O líquido sang üíneo extravasa pelas paredes do capilar formando o l íquido tissular, tissular, que banha as c élulas ao redor, nutrindo-as e oxigenando-as. As c élulas, por sua vez, eliminam no líquido tissular g ás carbônico e excreções formadas em seu metabolismo. A maior parte do l íquido tissular que sai dos vasos e banha as células é reabsorvida pelos pr óprios capilares, reincorporando-se ao sangue. 7. O sistema linfático é constituído por uma ampla rede de vasos linfáticos distribu ídos por todo todo o corpo. Os vasos linfáticos são semelhantes a capilares sang üíneos, porém terminam em fundo cego, isto é, em uma extremidade fechada. Os capilares linfáticos situam-se entre as células dos tecidos, removendo os restos
9. Os linfonodos s ão pequenas estruturas esponjosas presentes ao longo dos vasos linf áticos. Ao passar pelos linfonodos, a linfa circula por finos canais, onde h á leucócitos que identificam e destroem substâncias e corpos estranhos. Quando o organismo é invadido por microrganismos, leuc ócitos dos linfonodos pr óximos ao local da invas ão identificam o invasor e come çam a se multiplicar ativamente para combat ê-lo. Com isso os linfonodos incham, formando as ínguas; é possível, muitas vezes, detectar um processo infeccioso pelo exame dos linfonodos. 10. Baço é um órgão rico em linfonodos, localizado do lado esquerdo do abdome, sob as últimas costelas. Ele desempenha diversas funções importantes, entre as quais destacam-se: a) o armazenamento de linfócitos e monócitos, dois tipos de gl óbulos brancos; b) a filtragem do sangue para a remo ção de microrganismos, substâncias estranhas e res íduos celulares; c) destruição de hemácias envelhecidas. Al ém disso, o ba ço ainda atua como um “banco de sangue” de emergência, pois armazena hem ácias, lançando-as na corrente sang üínea em momentos de necessidade, como em um esforço físico intenso, por exemplo. 11. No sistema cardiovascular humano o sangue percorre o seguinte trajeto: coração → artérias → capilares → veias → cora ção. Impulsionado pelo ventr ículo direito, o sangue vai aos pulm ões para ser oxigenado, de onde retorna ao cora ção. Impulsionado pelo ventr ículo esquerdo, o sangue vai para todos os sistemas do corpo, de onde novamente retorna ao cora ção. Por isso, diz-se que nossa circula ção é dupla, sendo o trajeto “coração → pulm ões → cora ção” denominado circula ção pulmonar (ou pequena circula ção) e o trajeto “cora ção → sistemas corporais → cora ção” denominado circula ção sistêmica (ou grande circula ção). 12. A maioria das art érias transporta sangue rico em g ás oxigênio; por isso, o termo “sangue arterial” tem sido utilizado como sinônimo de sangue oxigenado. A maioria das veias transporta sangue pobre em g ás oxigênio e rico em g ás carbônico; por isso, o termo “sangue venoso” tem sido utilizado como sin ônimo de sangue pobre em oxig ênio. São exceções as artérias pulmonares, que levam sangue pobre em oxig ênio aos pulmões, e as veias pulmonares, que trazem sangue oxigenado dos pulmões ao coração. Outras exce ções são as artérias umbilicais do feto, que conduzem sangue pobre em g ás oxigênio em direção à placenta, e a veia umbilical, que conduz sangue oxigenado na placenta para o embri ão. Por isso, recomenda-se n ão utilizar os termos ”sangue arterial” e ”sangue venoso”. 13. O movimento do sangue em nosso corpo é mantido principalmente pelas contrações rítmicas do coração, processo em que as câmaras cardíacas relaxam-se e contraem-se alternadamente. O relaxamento de uma câmara cardíaca é chamado diástole, e sua contração é chamada sístole. Durante a diástole, a câmara cardíaca enche-se de sangue e, durante a sístole, ela bombeia o sangue para fora. RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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14. Uma seqüência completa de sístole e diástole das câmaras do coração é chamada ciclo card íaco e dura cerca de (0,8 s). O início do ciclo card íaco é marcado pela sístole dos átrios, que bombeiam sangue para o interior dos ventr ículos; estes, nesse momento, estão em diástole. As valvas presentes nas entradas das veias cavas (junto ao átrio direito) e das veias pulmonares (junto ao átrio esquerdo) fecham-se durante a s ístole atrial, evitando refluxo de sangue. Passados cerca de 2 décimos de segundo do in ício do ciclo, os ventrículos direito e esquerdo entram em s ístole, bombeando sangue, respectivamente, para as art érias pulmonares e aorta. Durante a sístole ventricular, as valvas atrioventriculares direita e esquerda se fecham, evitando o retorno de sangue pa ra os átrios. Enquanto a sístole ventricular progride, os átrios entram em diástole, enchendo-se novamente nova mente de sangue. Ao ocorrer a s ístole atrial, terá início um novo ciclo card íaco. 15. Durante um ciclo card íaco, podem-se identificar duas “batidas” subseqüentes do cora ção; esses sons são gerados pelo fechamento rápido das valvas atrioventriculares e das valvas semilunares, estas últimas localizadas nas entradas das art érias pulmonar e aorta. O primeiro som, de tom mais baixo e menos aud ível, é causado pelo fechamento das valvas tric úspide e bicúspide, e marca o início da sístole ventricular. ventricular. O segundo som, mais agudo e alto, é causado pelo fechamento das valvas semilunares e marca o início da diástole ventricular. 16. A freqüência dos batimentos card íacos é controlada por uma região especial do cora ção denominada marca-passo, ou n ó sinoatrial. Este é um aglomerado de c élulas musculares especializadas localizado perto da jun ção entre o átrio direito e a veia cava superior. superior. A cada segundo, aproximadamente, as c élulas do marca-passo emitem um sinal el étrico que se propaga diretamente para a musculatura dos átrios, provocando sua contração (sístole). Outra região especializada do cora ção, chamada nó atrioventricular atrioventricular,, distribui o sinal gerado pelo marca-passo, estimulando a musculatura dos ventr ículos a entrar em s ístole. 17. Pressão arterial é a pressão que o sangue exerce sobre a parede interna das art érias. Quando o sangue é bombeado pelos ventrículos, ele penetra nas art érias sob alta pressão. As paredes arteriais, então, se relaxam, aumentando de volume, de modo a diminuir a press ão em seu interior. interior. O relaxamento das paredes arteriais é causado por impulsos nervosos gerados a cada s ístole ventricular e que se propagam como uma onda, do cora ção até as extremidades das art érias mais finas. Ap ós a passagem do impulso a art éria volta a se contrair, de modo que, durante a diástole ventricular, quando a press ão sangüínea diminui, a artéria já está contraída o suficiente para manter o sangue circulando até a pr óxima sístole. Em uma pessoa jovem e com boa saúde, a pressão nas artérias durante a sístole ventricular, chamada press ã o sist ó lica (ou m áxima), oscila em torno de 120 mm Hg e 130 mm Hg. Durante a di ástole, a pressão diminui, ficando em torno de 70 a 80 mm Hg; essa é a chamada pressão diastólica (ou mínima). 18. Depois de passar por milh ões de arteríolas e capilares, a pressão sangüínea cai muito, atingindo valores muito baixos no interior das veias. O sangue é impulsionado de volta ao cora ção, em grande parte, pelas contra ções dos músculos esqueléticos. Quando esses músculos se contraem, eles comprimem as veias, provocando o deslocamento do sangue no interior desses vasos. Como no interior das veias h á válvulas que impedem o refluxo de sangue, este só pode se deslocar rumo ao cora ção. Com o relaxamento da musculatura esquel ética, as veias no local se expandem e se enchem de sangue vindo das por ções anteriores das veias. 19. Os macrófagos fagocitam ativamente subst âncias estranhas, microrganismos crorganism os e restos celulares presentes entre as c élulas do corpo. Após serem parcialmente digeridas, subst âncias dos corpos
92
RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
fagocitados, genericamente denominadas ant ígenos, são expostas na superfície da membrana celular do macr ófago. Em outras palavras, os macrófagos capturam os invasores e “apresentam” as substâncias que os comp õem ao sistema imunitário.
20. Os linfócitos T auxiliadores reconhecem, por meio de receptores especiais presentes em sua membrana plasm ática, os antígenos apresentados pelos macr ófagos e unem-se a eles. Durante essa união, os macrófagos liberam subst âncias chamadas de interleucinas, sobre o linfócito T auxiliador. As interleucinas ativam e estimulam a multiplica ção dos linf ócitos T auxiliadores, aumentando o n úmero daqueles capazes de reconhecer o ant ígeno apresentado. Os linf ócitos T auxiliadores ativados liberam outros tipos de interleucinas, que estimulam os linf ócitos T matadores e os linfócitos B capazes de reconhecer o invasor. 21. Imunidade humoral é aquela em que participam prote ínas especiais presentes no plasma sang üíneo, os anticorpos, secretados pelos linfócitos B maduros, os quais recebem a denomina ção de plasmócitos. Imunidade celular é aquela mediada diretamente pelos linfócitos T matadores. 22. Anticorpos s ão proteínas do grupo das imunoglobulinas cuja forma lembra uma letra “Y”. As extremidades da molécula de anticorpo s ão capazes de reconhecer e se ligar especificamente às substâncias estranhas — os antígenos — que induziram a formação do anticorpo. A rea ção entre o anticorpo e o antígeno é altamente específica, ou seja, cada tipo de anticorpo reconhece um único tipo de ant ígeno. O anticorpo, ao se ligar ao ant ígeno, inativa-o e favorece sua destrui çã o pelas c élulas fagocitárias. Cerca de 20% das prote ínas presentes no plasma sangüíneo humano s ão anticorpos produzidos em resposta a substâncias estranhas que penetraram no organismo. 23. Na imunidade celular atuam gl óbulos brancos denominados linfócitos T matadores, ou citot óxicos. Essas células possuem, na membrana plasmática, proteínas que reconhecem e se ligam a células anormais ou infectadas por v írus, lançando sobre elas uma substância chamada perforina, que perfura a membrana plasmática da c élula estranha, matando-a.
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24. Mesmo após uma infecção ter sido debelada, resta no organismo certa quantidade de linf ócitos especiais, as células de memória, que guardam durante anos ou mesmo pelo resto da vida a capacidade de reconhecer agentes infecciosos com os quais o organismo esteve em contato. Em caso de novo ataque, as c élulas de memória são imediatamente ativadas e estimuladas a se reproduzir. Surge, ent ão, em curto intervalo de tempo, um ex ército de células defensoras espec íficas. 25. Uma vacina consiste de ant ígenos isolados de microrganismos causadores de certa doen ça, ou de microrganismo microrganismoss vivos previamente atenuados, isto é, tratados de modo a n ão causarem a doença. Os antígenos presentes na vacina desencadeiam, no organismo vacinado, uma resposta imunit ária primária, na qual há produ ção de células de memória. Caso o organismo seja invadido pelo microrganismo contra o qual foi imunizado, ocorrerá resposta imunitária secundária, mais rápida e mais intensa que a primária, e os invasores serão destruídos antes mesmo de aparecerem sintomas da doen ça. 26. Certas substâncias tóxicas, como toxinas bacterianas ou pe çonhas de cobras e aranhas, t êm efeitos fulminantes no organismo, podendo matar a pessoa antes que ela consiga produzir anticorpos. Em picadas de cobra, por exemplo, é preciso inativar rapidamente a pe çonha, antes que esta cause danos irreversíveis no organismo. O tratamento é feito pela inje ção de soro, uma solução de anticorpos contra pe çonha de cobras, extra ídos do sangue de um animal previamente imunizado. Ao serem injetados no paciente, os anticorpos do soro reconhecem a subst ância tóxica, unindo-se a ela e inativando-a prontamente. prontamente.
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QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR QUESTÕES OBJETIVAS
27.. d) G → B → F → D 27
28. b) H → A → E → C
29. b) A / D / F / H
30. b) B / C / E / G
31. d) d) B e F.
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37. 1. Miocárdio. 2. Ventrículo esquerdo. 3. Valva atrioventricular esquerda (mitral). 4. Átrio esquerdo. 5. Veias pulmonares. 6. Artéria pulmonar. 7. Aorta. 8. Veia cava superior. 9. Átrio direito. 10. Veia cava inferior. 11. Valva atrioventricular direita. 12. Ventrículo direito. 38. a) Sístole ventricular (1) e diástole ventricular (2). b) De acordo com o gr áfico, há sete sístoles em cinco segundos. Assim, a freqüência cardíaca dessa pessoa corresponde a aproximadamente 84 batimentos por minuto. c) A pressão sangüínea esperada para uma arteríola próxima dos capilares deve ser menor do que a de uma artéria do bra ço, uma vez que a press ão sangüínea diminui ao longo do trajeto do sangue, a partir do cora ção. 39. Um orifício no septo interventricular implica mistura de sangue oxigenado com sangue n ão-oxigenado. Conseq üentemente, cai a eficiência cardiorrespirat ória, e as células passam a receber menor taxa de gás oxigênio e a acumular g ás carbônico. Dependendo do tamanho do orif ício, pode haver preju ízos ao próprio cora ção e às artérias a ele ligadas. 1
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40. Supondo-se que a freq üência cardíaca média de uma pessoa é de 80 batimentos por minuto, em uma hora seu cora ção terá pulsado 4.800 vezes; em um dia, 115.200; em um ano, 42.048.000 vezes. Ao longo de uma vida de 70 e poucos anos, o coração terá batido cerca de 3 bilh ões de vezes.
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RESPIRA ÇÃ ÇÃ O E EXCREÇÃ O GUIA DE ESTUDO
QUESTÕES DISCURSIVAS
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CAPÍ TULO TULO
41. O endurecimento e a perda de elasticidade das paredes das artérias, associados a uma diminui ção do calibre desses vasos (arteriosclerose), impedem seu relaxamento normal durante a s ístole ventricular. Assim, a press ão arterial sistólica é aumentada em pessoas esclerosadas. Quando os ventr ículos relaxam (entram em diástole), as artérias se contraem a fim de assegurar um aumento de pressão nos vasos e manter o fluxo circulat ório. Nos vasos da pessoa esclerosada, o calibre das art érias diminui mais que o normal, de modo que a press ão arterial diast ólica também é aumentada em relação à pressão normal. 42. Os vermes respons áveis pela elefantíase causam obstru ção dos vasos linfáticos, principalmente nas pernas. Com isso, o l íquido tissular que extravasa dos capilares nas termina ções arteriais não é reabsorvido pelos capilares linf áticos, acumulando-se entre as células e causando o incha ço das pernas caracter ístico da doença. 43. Linf ócitos B estimulados, no primeiro contato com o ant ígeno, diferenciam-se em células de memória. Quando o organismo entra em contato pela segunda vez com o ant ígeno, as células de memória multiplicam-se e originam linf ócitos B (produtor (produtores es de anticorpos) mais rapidamente que no primeiro contato com o antígeno. 44. O soro é uma forma de imuniza ção passiva, uma vez que contém anticorpos espec íficos obtidos pela imuniza ção de um animal usado como “cobaia”. Quando há urgência de imuniza ção, administra-se soro ao paciente, o que d á proteção por um período relativamente curto de tempo. A vacina representa a forma de imunização ativa, pois o pr óprio organismo vacinado produz anticorpos capazes de agir sobre os ant ígenos presentes na vacina. A vacina ção tem efeito de longa dura ção, pois leva à formação de células de memória imunit ária.
1. Todas as nossas células executam respira ção celular, processo em que substâncias orgânicas no interior das mitoc ôndrias reagem com gás oxigênio (O2), liberando energia, que a c élula utiliza em seus processos vitais. Os produtos da respira ção celular são água (H2O) e gás carbônico (CO2), este último sem utilidade para as células e que deve ser eliminado do corpo. Nutrientes e O 2 chegam às células pelo sangue que circula nos capilares sang üíneos. É também pelo sangue que as excreções e o CO2 produzidos pelas células são levados aos órgãos encarregados de elimin á-los do corpo. As excreções, principalmente a uréia, são eliminadas pelos rins. O CO2, por sua vez, é eliminado nos pulmões, ao mesmo tempo em que o sangue se abastece de O 2. Esse processo de trocas gasosas entre o ar atmosf érico e o sangue, que ocorre nos pulmões, constitui a respira ção pulmonar. Portanto, o termo respiração é empregado em dois n íveis, um celular e outro, pulmonar. 2. Nosso sistema respiratório compõe-se de um par de pulmões e uma série de estruturas que conduzem o ar para dentro e para fora das cavidades pulmonares. Esses condutos, ou vias respirat órias, são as fossas nasais, a boca, a faringe, a laringe, a traquéia, os brônquios e os bronqu íolos. Cada bronquíolo termina em um con junto de bolsas chamadas alv éolos pulmonares, cujas paredes t êm uma única camada de células, envoltas por capilares sang üíneos. 3. As fossas nasais são duas cavidades paralelas, separadas por uma parede cartilaginosa denominada septo nasal, que come çam nas narinas e terminam na faringe. As c élulas do epit élio que reveste e protege as fossas nasais produzem diariamente cerca de meio litro de muco, um fluido pegajoso que escorre continuamente para o fundo da garganta, sendo engolido junto com a saliva. O muco umedece as vias respirat órias e retém partículas sólidas e bactérias presentes no ar que inspiramos, funcionando como um filtro. Nas fossas nasais, portanto, o ar é filtrado, umedecido e aquecido. Por isso, é importante respirar sempre pelo nariz, principalmente no inverno. Respirar pela boca faz as vias respiratórias ressecarem e resfriarem, tornando-se mais suscet íveis a infecções e inflamações. No teto das fossas nasais h á células sensoriais, respons áveis pelo sentido do olfato. 4. A laringe é um órgão tubular constitu ído por peças cartilaginosas articuladas localizado no in ício da traqu éia, comunicando-a com a faringe. A entrada da laringe é chamada glote e acima dela há uma “lingüeta” de cartilagem, a epiglote, que funciona como válvula. Quando engolimos, a laringe sobe e sua entrada é fechada pela epiglote, de modo a impedir que o alimento engolido penetre nas vias respirat órias, causando engasgamento. O revestimento interno da laringe apresenta pregas denominadas cordas vocais, que podem produzir sons durante a passagem do a r. Graças à ação combinada da laringe, da boca, da l íngua e do nariz, podemos articular palavras e produzir diversos tipos de som. 5. A traquéia é um tubo de aproximadamente 1,5 cm de di âmetro por 10 cm de comprimento, com paredes refor çadas por anéis cartilaginosos. Podemos sentir esses refor ços passando os dedos na região anterior da garganta, logo abaixo do pomo-de-ad ão. A função dos reforços é manter a traquéia sempre aberta à passagem de ar para a respiração. Na região superior do peito, a traqu éia divide-se em dois tubos curtos e tamb ém reforçados por anéis de cartilagem, os brônquios, que conduzem o ar aos pulm ões. 6. Tanto a traquéia quanto os brônquios e os bronquíolos são revestidos internamente por um epit élio ciliado, rico em c élulas produtoras de muco. Part ículas de poeira e bact érias em susRESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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pensão no ar aderem ao muco, sendo em seguida “varridas” em direção à garganta pelo batimento dos c ílios. Ao chegar à faringe, o muco e as part ículas aderidas s ão engolidos e v ão para o tubo digestório, onde são digeridas.
7. Os pulmões humanos são dois órgãos esponjosos, com aproximadamente 25 cm de altura e 700 g de massa, localizados no interior da caixa torácica. O pulmão direito é ligeiramente maior que o esquerdo e está dividido em três partes, ou lóbulos; já o pulmão esquerdo tem apenas dois l óbulos. Pulmões de pessoas jovens têm cor rosada, que vai aos poucos escurecendo com a idade, devido ao ac úmulo de impurezas presentes no ar. Os pulm ões são envoltos por duas membranas denominadas pleuras. A pleura interna está aderida à superfície pulmonar, enquanto a pleura externa está aderida à parede da caixa tor ácica. Entre as pleuras há um estreito espaço, preenchido por uma fin íssima camada líquida. A tensão superficial desse l íquido mant ém unidas as duas pleuras, mas permite que elas deslizem uma sobre a outra, durante os movimentos respirat órios. 8. Cada pulmão é constitu ído por cerca de 150 milh ões de alvéolos pulmonares, pequenos sacos de paredes finas, formados por c élulas achatadas e recobertos por capilares sang üíneos. É exatamente na superfície dos alvéolos que ocorrem as trocas gasosas entre o sangue e o ar. Nesse processo, denominado hematose, o g ás oxigênio difunde-se do ar dos alv éolos para o sangue dos capilares, enquanto o gás carbônico difunde-se no sentido inverso. 9. O ar dos pulmões é constantemente renovado, de modo a garantir um suprimento cont ínuo de O2 ao sangue que circula pelos alvéolos pulmonares. Essa renova ção de ar é o que se denomina ventilação pulmonar. Na esp écie humana e nos outros mam íferos, a ventilação pulmonar depende principalmente da a ção dos músculos que ligam as costelas entre si (m úsculos intercostais) e de uma membrana musculosa, espessa e resistente, o diafragma, que separa a cavidade tor ácica da cavidade abdominal. 10. A entrada de ar nos pulm ões, chamada inspira ção, d á-se pela contração da musculatura do diafragma e dos m úsculos intercostais. Com isso, o diafragma abaixa e as costelas elevam-se, o que aumenta o volume da caixa tor ácica e força o ar a entrar nos pulmões. A saída de ar dos pulmões é chamada expiração, e nela ocorre o oposto da inspira ção: a musculatura do diafragma e os músculos intercostais relaxam. Com isso, o diafragma se eleva e as costelas abaixam, o que diminui o volume da caixa torácica, forçando o ar a sair dos pulm ões. 11. Os centros nervosos que controlam a respira ção localizam-se no bulbo encefálico e na medula espinal. Em condi ções de repouso, nosso sistema nervoso produz, a cada 5 segundos aproximadamente, impulsos nervosos que estimulam a contração da musculatura torácica e do diafragma, fazendo-nos inspirar. Quando nos exercitamos, exercitamo s, as células musculares passam a executar mais respiração celular e, com isso, liberam mais CO 2. Este combina-se com a água e origina (H2CO3), o que torna o sangue mais ácido. O aumento da acidez sang üínea estimula o sistema nervoso a aumentar o número de impulsos enviados aos m úsculos envolvidos na respiração, o que causa aumento da freq üência respiratória. Se houver diminuição pronunciada da concentra ção de oxigênio no sangue, a freqüência respiratória também é aumentada. A diminuição no teor de oxigênio é detectada por receptores qu ímicos localizados nas paredes da artéria aorta e da artéria carótida. Esses receptores enviam, então, mensagens ao sistema nervoso para que este aumente a freqüência respiratória. 12. Nos alvéolos pulmonares ocorre o fen ômeno-chave da respiração: a hematose. Nesse processo, o O2 presente no ar dos alvéolos difunde-se para os capilares sang üíneos e penetra nas hemácias, onde se combina com a hemoglobina aí presente. Cada molécula de hemoglobina é formada por quatro cadeias poli-
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
peptídicas (isto é, por quatro seqüências de aminoácidos), cada uma delas combinada a um grupo qu ímico que cont ém ferro, chamado de grupo heme. Geralmente, quatro mol éculas de O2 ligam-se a uma única molécula de hemoglobina, formando um complexo instável, a oxiemoglobina (HbO 2). Nessa forma combinada, o O2 viaja pelo corpo, chegando aos capilares sang üíneos de todos os tecidos.
13. As moléculas de CO2 geradas na respiração celular difundem-se para o líquido que banha os tecidos e s ão absorvidas pelos capilares. Cerca de 5% a 7% do CO2 permanece dissolvido no plasma sangüíneo. Outros 23% se associam a grupos amina da pr ópria hemoglobina, formando a carboemoglobina. A maior parte do CO 2, também no interior das hem ácias, reage com água e forma ácido carbônico (H2CO3), que rapidamente se dissocia em íons H e íons bicarbonato (HCO 3 ). Essa reação é catalisada pela enzima anidrase carbônica. Os íons H associam-se a moléculas de hemoglobina, que passa a ser chamada de hemoglobina reduzida e é representada pela sigla Hhb. Os íons bicarbonato saem das hem ácias e vão para o plasma sangüíneo, onde ajudam a controlar o grau de acidez do sangue.
14. As trocas gasosas entre o ar e as superf ícies respiratórias ocorrem por difus ão. Em linhas gerais, difus ão é o movimento de partículas da região em que elas estão em maior concentra ção para outra, em que sua concentração é menor. Os químicos costumam expressar a concentra ção de um determinado g ás no ar em termos de sua press ão parcial de difus ão. No ar que inspiramos, a pressão parcial de O2 (pO2) é cerca de 160 mm Hg e a pressão parcial de CO 2 (pCO2) é cerca de 0,23 mm Hg. No interior dos pulm ões, o ar inspirado mistura-se ao ar residual ali presente e, com isso, as pressões parciais do O2 e do CO2 passam a ser, respectivamente, da ordem de 104 mm Hg e 40 mm Hg. No sangue que chega aos capilares sang üíneos pulmonares, a pO2 é da ordem de 40 mm Hg e a pCO 2 da ordem de 45 mm Hg. Assim, como a pO2 do ar pulmonar (104 mm Hg) é maior que a do sangue dos capilares pulmonares (40 mm Hg), ocorre difus ão de O2 do ar alveolar para o sangue. Por outro lado, como a pCO 2 do sangue dos capilares (45 mm Hg) é maior que a pCO2 do ar alveolar (40 mm Hg), ocorre difus ão de CO2 do sangue para o ar alveolar. alveolar. Ao passar pelos capilares dos tecidos corporais, onde a pO 2 é da ordem de 40 mm Hg e a pCO 2 da ordem de 45 mm Hg, o sangue oxigenado nos pulm õ es (pO2 100 mm Hg e pCO 2 45 mm Hg) cede O 2 e adquire CO2.
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15. Mantendo experimentalmente o pH de um meio constante e variando a concentra ção de oxigênio (pO2), verifica-se que a quantidade de moléculas de oxigênio ligadas à hemoglobina aumenta progressivamente até que não haja mais sítios de ligação disponíveis, quando se atinge a satura ção completa da hemoglobina pelo O 2. Representando-se os dados obtidos em um gr áfico, com a porcentagem de oxi-hemoglobina expressa no eixo das abscissas e a concentração de O2 (pO2) expressa no eixo das ordenadas, obt ém-se uma curva em forma de letra S (curva sigmóide), convencionalmente denominada curva de dissocia ção do oxigênio da hemoglobina. 16. A capacidade de a hemoglobina se ligar e se desligar das mol éculas de oxigênio depende da pO2 no meio, mas é também influenciada pelo pH local; o aumento da acidez do meio reduz a afinidade da hemoglobina pelo oxig ênio. Como o pH varia em fun ção da concentra ção de CO2, quanto maior a pCO2 no local, menor a capacidade de a hemoglobina se manter ligada às moléculas de oxigênio. Assim, dois fatores contribuem para a libera ção do oxigênio nos tecidos: a baixa pO 2 e a grande acidez local devida à alta concentra ção de de ácido carbônico (H2CO3), que se forma pela combinação da água com o CO 2 liberado pelas células. 17. A curva de dissocia ção do O2 da mioglobina situa-se bem à esquerda da curva da hemoglobina indicando que ela se liga mais fortemente ao oxig ênio do que à hemoglobina. Assim,
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quando o sangue circula pelos capilares dos m úsculos, as fibras musculares absorvem oxig ênio com maior avidez, uma vez que ele se liga mais fortemente à mioglobina presente nessas células que à hemoglobina presente nas hem ácias. A curva correspondente à hemoglobina fetal tamb ém está à esquerda da curva da hemoglobina de adulto indicando sua maior avidez por oxig ênio. Isso contribui para dar maior efici ência à passagem de oxig ênio do sangue da m ãe para o sangue do feto, atrav és da placenta. produzido o pela combustão in18. O monóxido de carbono (CO) é produzid completa de subst âncias orgânicas, combinando-se com mol éculas de hemoglobina e originando um composto est ável, conhecido como carboxiemoglobina. A combina ção do CO com a hemoglobina a inutiliza irreversivelmente para o transporte de O2. Assim, a respiração de ar rico em CO pode levar à morte, pois, nesse caso, grande parte da hemoglobina fica inutilizada e as células do corpo deixam de receber o suprimento necess ário de O2 para se manterem ativas. Os sintomas da intoxica ção por CO s ão os mesmos que ocorrem quando a pessoa é impedida de respirar; ele produz asfixia.
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19. Sinusite é a inflamação de cavidades existentes nos ossos da face, chamadas seios da face (em latim, latim, sinus sinus). ). Essas cavidades têm comunica ção com as fossas nasais e podem ser invadidas por bactérias, que podem causar infec ção. Na sinusite aguda, a pessoa tem dor em diversas regi ões da face e há corrimento nasal mucoso. 20. A asma brônquica é uma doença pulmonar que se caracteriza pela diminuição do diâmetro dos bronqu íolos. A asma pode ter diversas causas, sendo a mais comum a al érgica. A crise asmática ocorre quando a musculatura lisa dos bronqu íolos se contrai espasmodicamente. A mucosa que reveste internamente esses condutos respirat órios incha e passa a produzir mais secreção, o que contribui para diminuir ainda mais o di âmetro dos bronquíolos. Essa obstrução causa sufocamento parcial, com aumento do esforço respiratório. A dificuldade respirat ória prejudica a oxigenação do sangue e, em casos muito graves, pode ocorrer cianose (colora ção azulada da pele e das mucosas), provocada pelo acúmulo de CO 2 no sangue.
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21. Bronquite cr ônica e enfisema pulmonar s ão doenças causadas por obstrução pulmonar e estão ligadas ao h ábito de fumar e à poluição do ar. Mais de 75% dos pacientes com bronquite cr ônica são ou foram fumantes. O enfisema é muito raro em pessoas que nunca fumaram. Na bronquite crônica, os bronqu íolos secretam quantidade excessiva de muco, tornando-se comprimidos e inflamados. Os cílios do epit élio bronquiolar deixam de bater, e muco e part ículas de sujeira vão-se acumulando. Com isso a passagem de ar é dificultada, a respira ção torna-se curta e são constantes os acessos de tosse. Pessoas com bronquite crônica, em geral, acabam por desenvolver enfisema, que é a obstrução completa dos bronqu íolos, com aumento da resist ência à passagem de ar, principalmente durante as expira ções. Pode ocorrer, então, rompimento das paredes dos alv éolos, com formação de grandes cavidades nos pulm ões. Isso diminui a eficiência dos pulm ões em absorver oxigênio, e há sobrecarga do cora ção como forma de compensar a defici ência pulmonar. A sobrecarga leva a maioria dos pacientes com enfisema a morrer de insufici ência cardíaca. 22. O termo excre ção refere-se a qualquer processo por meio do qual um organismo se livra dos produtos indesej áveis produzidos em seu metabolismo. Por meio do sistema urin ário nosso corpo se livra de diversas subst âncias que podem prejudicar o organismo, principalmente da ur éia, uma substância gerada no fígado como produto do metabolismo de compostos nitrogenados, especialmente de amino ácidos.
23. O sistema urinário humano é formado por um par de rins, órgãos respons áveis pela filtração do sangue e forma ção da urina; pelas vias uriníferas, compostas por um par de pelves renais, ou bacinetes, e um par de ureteres, cuja função é levar a urina até a bexiga urinária, onde ela fica armazenada at é ser eliminada do corpo atrav és da uretra. 24. Nefros são as unidades respons áveis pela forma ção da urina. Eles ficam localizados na por ção mais externa dos rins, o c órtex renal; são estruturas tubulares que possuem, em uma das extremidades, uma expans ão em forma de taça, a cápsula renal, onde ocorre a filtra ção do sangue. 25. O sangue a ser filtrado chega ao rim pela art éria renal, que se ramifica muito no interior do órgão, originando grande n úmero de pequenas artérias, denominadas arteríolas aferentes. Cada uma dessas arteríolas penetra na c ápsula renal de um nefro, onde se ramifica formando um enovelado de capilares, o glom érulo renal. O sangue penetra nos capilares do glom érulo sob alta press ão (entre 70 mm Hg e 80 mm Hg), o que for ça a saída de líquido sangüíneo para a cápsula renal. Esse líquido que extravasa do sangue, conhecido como filtrado glomerular, ou urina inicial, constitui-se de diversas moléculas de pequeno tamanho, tais como água, uréia, glicose, aminoácidos, sais etc., dissolvidas em água. O filtrado passa da cápsula para o túbulo renal, onde sua composição química ainda é semelhante à do plasma sangüíneo, com a diferença de que não possui células, nem proteínas e lipídios; estas duas últimas substâncias têm moléculas grandes e por isso incapazes de atravessar as paredes dos capilares glomerulares. Diariamente, passam pelos rins de uma pessoa quase 2.000 L de sangue, formando-se cerca de 160 L de filtrado glomerular. 26. No decorrer do trajeto do filtrado glomerular atrav és do túbulo contorcido proximal, ocorre reabsor ção de grande parte das substâncias e da água que o constitui. Em condi çõ es normais, retornam ao sangue: toda a glicose, todos os amino ácidos, todas as vitaminas e grande parte dos sais, entre outras subst âncias. No caso de alguma dessas subst âncias estar em concentra ção anormalmente elevada no sangue, ela n ão é totalmente absorvida e parte é excretada na urina. É isso que acontece quando a pessoa é portadora de diabete melito; a alta concentra ção de glicose no sangue faz com que parte desse a çúcar não seja reabsorvido pelo t úbulo renal, sendo eliminado na urina. Na região da alça néfrica, ocorre principalmente reabsor ção de água do filtrado, que vai se tornando cada vez mais concentrado. As células da parede do túbulo contorcido distal absorvem ativamente dos capilares ao redor subst âncias indesejáveis como ácido úrico e amônia, entre outras, e as lançam na urina em formação. Ao fim do percurso pelo t úbulo do nefro, o filtrado glomerular está transformado em um fluido aquoso, de cor amarelada, que cont ém predominantemente ur éia, além de quantidades menores de amônia, ácido úrico e sais; é a urina. Dos 160 L de filtrado glomerular produzidos diariamente nos rins de uma pessoa, forma-se apenas cerca de 1,5 L de urina. 27. A urina produzida nos nefros é despejada em ductos coletores que se agrupam na medula renal originando estruturas com forma triangular, conhecidas como pir âmides renais. No vértice de cada pirâmide, denominado papila renal, localizam-se os orif ícios dos ductos coletores da urina produzida pelos nefros. Através deles a urina é lançada nos cálices menores, que se reúnem para formar os c álices maiores. Desses a urina passa para a pelve renal que a conduz ao ureter. 28. O hormônio antidiurético, conhecido como ADH, controla a reabsorção de água pelos rins. Esse hormônio é sintetizado no hipot álamo (uma regi ão do enc éfalo) e armazenado na parte posterior da glândula hip ófise, que o libera no sangue. O ADH atua sobre os túbulos renais, provocando aumento da reabsor ção de água do filtrado glomerular. RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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hor29. A quantidade de sódio (Na ) no sangue é controlada pelo hormônio aldosterona, secretado pelo córtex da glândula suprarenal. Quando a quantidade de sódio no sangue baixa, aumenta a secreção do hormônio aldosterona, o qual atua sobre os túbulos contorcidos distais e sobre os ductos coletores, estimulando a reabsorção de s ódio do filtrado glomerular. A secreção do hormônio aldosterona, por sua vez, é regulada pela enzima renina e pelo peptídio angiotensina. Se a pressão sangüínea diminuir ou se a concentração de sódio no sangue abaixar, os rins liberam renina no sangue. A renina é uma enzima que catalisa a formação de uma proteína sangüínea chamada angiotensina a partir de um precursor denominado angiotensinogênio, presente no sangue e produzido pelo fígado. A angiotensina causa diminuição do calibre dos vasos sangüíneos, o que provoca aumento da pressão arterial, estimulando a secreção de aldosterona. Essa, por sua vez, induz um aumento na reabsorção de sódio pelos rins.
30. Quando o volume de sangue aumenta, por exemplo, pela ingestão de grande quantidade de água, há uma e xpansão maior dos átrios cardíacos, o que induz o coração a liberar um hormônio conhecido como peptídio natriurético atrial (PNA). Esse hormônio, sintetizado principalmente por células do átrio, inibe a secreção de renina, aldosterona e ADH, e aumenta a excreção de sódio e o fluxo de urina. O PNA também antagoniza a ação vasoconstritora da angiotensina e outras s ubstâncias vasoconstritoras, o que reduz a pressão arterial.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR QUESTÕES OBJETIVAS
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QUESTÕES DISCURSIVAS
40. 1. Narina; 2. Fossa nasal; 3. Faringe; 4. Laringe; 5. Traquéia; 6. Brônquio esquerdo; 7. Bronquíolos; 8. Pulmão direito; 9. Diafragma.
43. 1. Cápsula renal. 2. Túbulo contorcido proximal. 3. Alça néfrica. 4. Túbulo contorcido distal. 5. Arteríola aferente. 6. Arteríola eferente. 7. Ramo da veia renal. 8. Rede de capilares. 9. Ducto coletor de urina. 44. O glomérulo renal (enovelado de capilares) encontra-se no interior da cápsula renal. 45. Na cápsula renal (1), mais especificamente, nos capilares glomerulares, a pressão sangüínea força a saída de substâncias presentes no sangue: água, uréia, glicose, aminoácidos, sais e outras moléculas de tamanho pequeno. Essas substâncias passam entre as células da parede da cápsula renal em direção ao túbulo renal, constituindo a urina inicial (filtrado glomerular). 46. No túbulo contorcido proximal (2) há reabsorção de glicose, aminoácidos, vitaminas, hormônios, parte dos sais e a maior parte da água do filtrado; essas substâncias passam para o sangue dos capilares que envolvem o nefro. A uréia não é reabsorvida. Na alça néfrica (3) ocorre reabsorção de água e sais para os capilares sangüíneos, tornando o filtrado mais concentrado. No túbulo contorcido distal (4), substâncias nitrogenadas são removidas dos capilares sangüíneos e lançadas no filtrado, formando a urina. 47. A rede de capilares (8) reabsorve substâncias úteis dos túbulos renais, conduzindo-as, pela veia renal, para fora do rim, em direção ao coração. 48. A concentração de uréia no sangue que chega na arteríola aferente (A) é muito maior do que a concentração de uréia no sangue que sai do rim pela veia renal (B), uma vez que a maior parte da uréia foi removida do sangue e concentrada na urina, para ser eliminada do corpo.
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49. O fluido que circula na cápsula de Bowman (1) (urina inicial) tem composição semelhante à do plasma sangüíneo, exceto pela ausência de proteínas. No ducto coletor (9), o fluido transformouse em urina, solução aquosa constituída predominantemente de uréia e menores quantidades de amônia, ácido úrico e sais.
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50. Como a adrenalina causa constrição na arteríola eferente (6), que é por onde o sangue deixa o glomérulo, aumenta a pressão glomerular,, com maior nível de filtração e maior volume de uriglomerular na formada.
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41. a) Gráfico construído a partir dos dados da tabela.
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CAPÍTULO
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MOVIMENTO E SUPORTE DO CORPO HUMANO
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concentra ção o de CO2 no ar provoca aumento b) O aumento da concentraçã da quantidade de ar inspirado, bem como da freq üê üência ncia de inspiraçõ inspira ções. es. Isso faz aumentar a ventilaçã ventilação o pulmonar, o que torna mais eficiente a absorçã absor ção o de O2 e a eliminaçã eliminação o de CO2 nos pulmõ pulmões. néfron localiza-se na regiã regi ão do có c órtex renal. 42. O né
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
1. Músculos são órgãos constituídos basicamente por tecido muscular, cujas células são especializadas em se contrair. Eles são responsáveis por cerca de metade da massa corporal de uma pessoa saudável. A locomoção, a movimentação de partes es pecíficas do corpo, a circulação do sangue nos vasos sangüíneos, o deslocamento do alimento no tubo digestório, a eliminação de saliva pelas glândulas salivares, a eliminação de urina etc. são alguns exemplos de ações que dependem da atividade muscular. Os músculos podem ser comparados a “motores” que transformam a energia dos nutrientes em força, permitindo a movimentação do corpo. 2. As extremidades de um músculo esquelético estão geralmente “ancoradas” em ossos, que servem como pontos de apoio para a ação muscular muscular.. Os músculos esqueléticos atuam quase sempre em duplas, com movimentos antagônicos: enquanto a contração de um deles provoca movimento em um sentido, a contração do outro provoca movimento em sentido contrário.
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3. A contração de uma fibra muscular esquel ética segue a “lei do tudo ou nada ”, ou seja, ou a fibra contrai-se totalmente, ou n ão se contrai. Assim, se o est ímulo nervoso for suficientemente intenso para estimular a fibra nervosa, ela se contrai com o m áximo de sua capacidade; se o est ímulo não for suficientemente forte, a fibra simplesmente n ão se contrai. 4. O grau de contra ção de um músculo depende da quantidade de fibras que são estimuladas. Quando o est ímulo nervoso é fraco, só algumas fibras s ão estimuladas e o resultado é uma contração fraca do m úsculo. No caso de uma estimula ção forte, muitas fibras musculares s ão estimuladas simultaneamente e a contração do músculo é intensa.
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5. Denomina-se tônus muscular o estado permanente de atividade, ou tensão muscular, que todo m úsculo estriado esquel ético sempre apresenta e que é particularmente importante na manutenção da postura corporal. A pr ática regular de exerc ícios físicos aumenta o tônus muscular, enquanto a vida sedent ária diminui o tônus, prejudicando a postura corporal. Estados de tensão emocional podem aumentar exageradamente o t ônus de certos m úsculos, produzindo a sensa ção física de tensão muscular. Nessa condi ção, gasta-se mais energia do que o normal, o que causa a sensa ção de cansaço. iso,, igual, semelhante, e t ónikus nikus,, 6. Contra ção isotônica (do grego iso força) é aquela em que h á encurtamento do m úsculo durante a contra ção. Por exemplo, quando flexionamos o bra ço para suspender uma sacola, nosso bíceps contrai-se isotonicamente. Quando a contra ção de um músculo não causa seu encurtamento, falamos em contra ção isométrica (do grego iso iso,, igual, semelhante, e metrik ó s s,, medida). Os eventos moleculares na fibra muscular s ão os mesmos na contra ção isotônica e na contração isométrica. e
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7. Durante um exercício muito intenso, o g ás oxigênio que chega aos músculos pode n ão ser suficiente para suprir as necessidades respiratórias das fibras musculares. Nesse caso, elas passam a produzir ATP por meio da fermenta ção láctica. Esse processo, embora menos produtivo que a respira ção aeróbica, garante o suprimento de energia para a contra ção muscular em situa ções de emergência.
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8. Esqueleto é o conjunto de pe ças ósseas e cartilaginosas que dá sustentação ao corpo. Ele protege os órgãos internos e participa da movimentação do corpo, servindo de ponto de apoio para a ação dos músculos esqueléticos. Além dessas funções, o esqueleto atua como reserva de c álcio e como local de forma ção das células do sangue. 9. Uma articulação óssea é o local onde dois ossos fazem contato. No crânio, por exemplo, as articula ções são fixas e os ossos estão firmemente unidos, formando uma caixa óssea resistente. Em outras articula ções, denominadas articulações ósseas, os dois ossos em contato podem movimentar movimentar-se -se um em relação ao outro. É o que ocorre na articula ção do braço e do antebra ço. Ligamentos são cordões resistentes, constitu ídos por tecido con juntivo fibroso, firmemente aderido ao peri ósteo e que mant êm no lugar os ossos de uma articula ção. 10. O esqueleto axial é constituído pelos ossos da cabe ça e da coluna vertebral, incluindo as costelas; o esqueleto apendicular é constituído pelos ossos dos bra ços e das pernas; as cinturas articulares são os conjuntos de ossos que unem o esqueleto apendicular ao tronco. 11. O tronco é formado pela coluna vertebral, pelas costelas e pelo osso esterno. A coluna vertebral, popularmente conhecida por espinha dorsal, é constituída pelas vértebras. Elas são denominadas vértebras cervicais na regi ão do pesco ço, vértebras
torácicas na região do t órax, vértebras lombares na regi ão do abdome e vértebras sacrais na extremidade posterior da coluna. Cada vértebra torácica está ligada a dois ossos em forma de arco, as costelas. Os sete pares de costelas superiores unem-se por cartilagens ao esterno, um osso achatado localizado no meio do peito. Os três pares de costelas seguintes s ão mais curtos e suas extremidades prendem-se, tamb ém por cartilagens, às costelas acima delas. Os dois últimos pares de costelas terminam em pontas livres e, por isso, s ão chamadas de costelas flutuantes, ou costelas falsas.
12. Cada um dos membros superiores é composto do bra ço, do antebraço, do pulso e da mão. O osso do bra ço é o úmero, que se articula, no cotovelo, com os ossos do antebra ço, o rádio e a ulna. O pulso é formado por ossos pequenos e maci ços, os ossos carpais; a palma da m ão é formada pelos ossos metacarpais, e os dedos, pelas falanges. O esqueleto dos membros superiores prende-se ao esqueleto axial por meio do c íngulo dos membros superiores, constitu ído pela escápula e pela clavícula. A escápula (ou omoplata) é um osso grande e chato, com forma triangular, localizado na parte superior das costas. A clav ícula é um osso em forma de bastão curvo, situado na parte superior do peito. 13. Cada um dos membros inferiores é composto da coxa, da perna, do tornozelo e do p é. O osso da coxa é o fêmur, o mais longo do corpo. No joelho, o f êmur articula-se com os dois ossos da perna, a t íbia e a fíbula. A região frontal do joelho é protegida por um pequeno osso, a patela. O tornozelo é formado por ossos pequenos e maci ços, os ossos tarsais; a planta do pé é formada pelos ossos metatarsais e os artelhos (ou “dedos dos pés”), pelas falanges. Os membros inferiores ligam-se ao esqueleto axial por meio do c íngulo dos membros inferiores, conhecido popularmente como bacia. O c íngulo dos membros inferiores é formado pelo osso sacro e por um par de ossos il íacos, cada um deles resultante da fus ão de três ossos: o ílio, o ísquio e o púbis. O osso ilíaco possui uma concavidade onde se encaixa perfeitamente a “cabeça” arredondada do f êmur.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR QUESTÕES OBJETIVAS
14. a
15. b
16. c
17. c
QUESTÕES DISCURSIVAS
18. Tônus muscular refere-se ao estado de contra ção parcial dos músculos esqueléticos em uma pessoa consciente. É essa contração parcial dos músculos das costas, do pesco ço e dos membros que mant ém nossa postura. 19. Um dos fatores determinantes da tens ão que um m úsculo pode desenvolver é a quantidade de fibras estimuladas a se contrair em um dado momento. Como cada fibra nervosa inerva um conjunto limitado de fibras musculares, a contra ção do músculo em maior ou menor grau depende da quantidade de impulsos nervosos emitidos pelo enc éfalo ou pela medula espinal. 20. Os ossos atuam como órgãos de reserva de minerais para o organismo, principalmente c álcio e fósforo. Diversos ossos cont êm tecido hematopoi ético, onde se formam as c élulas sangüíneas. 21. O esqueleto humano é constituído por diversos ossos e estruturas associadas, tais como cartilagens, tend ões e ligamentos. Costuma ser dividido em dois grandes conjuntos de ossos: o esqueleto axial, constitu ído pelos ossos da cabeça e da coluna vertebral, incluindo as costelas, e o esqueleto apendicular, apendicular, constitu ído pelos ossos dos bra ços e das pernas (braços e pernas s ão apêndices corporais, da í a denominação). Ligando os dois esqueletos entre si existem os ossos das cinturas articulares. RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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CAPÍ TULO TULO
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INTEGRA ÇÃ ÇÃ O E CONTROLE CORPORAL: SISTEMAS NERVOSO E END ÓCRINO GUIA DE ESTUDO 1. O encéfalo humano pesa cerca de 1,4 kg nas pessoas adultas e é composto das seguintes partes: c érebro, tálamo e hipot álamo, mesencéfalo, ponte, cerebelo e bulbo raquidiano. Ao conjunto formado pelo mesenc éfalo, pela ponte e pelo bulbo raquidiano, os cientistas d ão o nome de tronco encef álico. O enc éfalo é envolvido por tr ês membranas de tecido conjuntivo, as meninges. O espaço entre as meninges e o sistema nervoso é preenchido por um fluido chamado l í quido cerebrospinal (ou l í quido cefalorraquidiano), que amortece eventuais choques do enc éfalo e os ossos da caixa craniana. 2. O cérebro é a parte mais desenvolvida do enc éfalo humano, constituindo entre 85% e 90% da massa encefálica do crânio. Sua superfície é intensamente pregueada, marcada por sulcos e depressões, que definem os giros ou circunvolu ções cerebrais. Um profundo sulco longitudinal divide quase que completamente o c érebro em duas metades, os hemisf érios cerebrais, direito e esquerdo. A conex ão entre os dois hemisf érios cerebrais é feita pelo corpo caloso, constitu ído por mais de 200 milh ões de fibras nervosas. A camada mais externa dos hemisf érios cerebrais, cuja espessura varia entre 1,5 cm e 2 cm, é o c órtex cerebral, constitu ído por mais de 20 bilh ões de corpos de neur ônios (substância cinzenta). A regi ão mais interna dos hemisf érios cerebrais é constituída por subst ância branca, formada por fibras nervosas (dendritos e ax ônios) que levam informa ções ao córtex e trazem dele instru ções para o funcionamento corporal. 3. Lobos cerebrais s ão áreas demarcadas por sulcos mais profundos dos hemisf érios cerebrais, respons áveis pela coordena ção de funções específicas. A porção anterior de cada hemisfério, conhecida como lobo frontal, por exemplo, controla os m úsculos esqueléticos do lado oposto do corpo; o pensamento, a fala e o olfato tamb ém são relacionados a essa região. Os lobos parietais, localizados nas laterais superiores da cabe ça, estão relacionados a sensa ções provenientes da pele, dos m úsculos, das articulações e dos tend ões. Os lobos temporais, situados nas regiões laterais inferiores da cabe ça, na altura das têmporas, estão ligados à audição. Os lobos occipitais, situados na parte traseira da cabeça, estão ligados à visão. 4. O tálamo e o hipot álamo ficam localizados embaixo do c érebro. O tálamo compõe-se de duas massas ov óides de substância cinzenta encaixadas na base do c érebro. Todas as mensagens sensoriais, com exceção das provenientes dos receptores de olfato, passam pelo tálamo antes de atingir o córtex cerebral. Acredita-se que a região talâmica atue como uma esta ção integradora e retransmissora de impulsos nervosos para o c órtex cerebral, sendo responsável por seu direcionamento às áreas apropriadas do cérebro, onde devem ser processadas. O tálamo também parece exercer um papel importante na regula ção do estado de consciência, alerta e atenção. O hipotálamo é uma estrutura do tamanho aproximado de um gr ão de ervilha localizada sob o t álamo. Apesar de relativamente pequeno, ele é uma região encefálica importante na homeostase, isto é, no ajuste do organismo às variações externas. Por exemplo, é o hipotálamo que controla a temperatura corporal, o apetite e o equil íbrio hídrico no corpo, al ém de ser o principal centro da express ão emocional (por provocar alterações no estado fisiológico do corpo) e do comportamento
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
sexual. É ele também que faz a integra ção entre o sistema nervoso e o sistema end ócrino, atuando na ativa ção de diversas glândulas produtoras de horm ônios.
5. O mesencéfalo, localizado em seguida ao tálamo e ao hipotálamo, está envolvido na recep ção e coordenação de informações sobre o grau de contra ção dos músculos e a postura corporal. A ponte, originada do metenc éfalo embrionário, é constitu ída principalmente por fibras nervosas que ligam o c órtex cerebral ao cerebelo. Nessa região encefálica também há centros coordenadores da movimentação dos olhos, do pesco ço e do corpo em geral. Al ém disso, a ponte participa na manuten ção da postura corporal correta, no equilíbrio do corpo e no estado de tens ão dos músculos (tônus muscular). O cerebelo, também originado do metenc éfalo embrionário, fica encaixado entre a parte posterior do c érebro e a ponte. Conecta-se por meio de in úmeras fibras nervosas ao tálamo, ao tronco encef álico e à medula espinal. O cerebelo recebe informações de diversas partes do enc éfalo e da medula espinal sobre a posição das articula ções e o grau de estiramento dos m úsculos, bem como informa ções auditivas e visuais. Com base nessas informações, ele coordena os movimentos e orienta a postura corporal. Quando uma parte do corpo se movimenta, o cerebelo coordena a movimenta ção das outras partes corporais para manter o equilíbrio. É graças a ele que podemos realizar a ções altamente coordenadas e complexas como andar de bicicleta, jogar tênis ou tocar viol ão. 6. O bulbo raquidiano, origin ário do mielencéfalo embrionário, é a última porção do enc éfalo, constituindo a parte dilatada localizada na base do tronco encefálico. Ela contém importantes centros controladores de fun ções vitais como os que regulam os batimentos cardíacos e os movimentos respirat órios.
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7. A medula espinal é um cordão cilíndrico com cerca de 1 cm a 1,7 cm de di âmetro que parte da base do enc éfalo e percorre quase toda a coluna vertebral, alojada no canal formado pelas perfurações das vértebras. Ela é revestida pelas três meninges e possui um canal interno, preenchido por l íquido cefalorraquidiano, que tamb ém preenche o espaço entre as duas meninges mais internas. A medula espinal atua como uma esta ção nervosa retransmissora, ou seja, a maioria das informa ções colhidas nas diversas partes do corpo chega primeiramente at é ela, para só então serem conduzidas ao enc éfalo. Por outro lado, a maior parte das ordens elaboradas no enc éfalo passa pela medula antes de chegar a seus destinos. Além de intermediar a comunicação do corpo com o enc éfalo, a medula espinal elabora respostas simples para certos est ímulos. 8. O sistema nervoso central é constituído pelo encéfalo e pela medula espinal. O sistema nervoso perif érico é constituído pelos nervos e pelos g ânglios nervosos. Os nervos s ão fios finos e esbranquiçados, formados pela reuni ão de vários axônios que partem do enc éfalo e da medula espinal, ramificando-se e atingindo todas as regi ões do corpo. Os g ânglios nervosos s ão pequenas dilatações presentes nos nervos. 9. De acordo com os tipos de neur ônios que apresentam, os nervos podem ser classificados em sensitivos, ou aferentes (cont êm apenas neurofibras de neurônios sensitivos), motores, ou eferentes (cont êm apenas neurofibras de neur ônios motores), e mistos (contêm neurofibras de neur ônios sensitivos e de neurônios motores). Também se classificam os nervos de acordo com a regi ão do sistema nervoso central à qual estão unidos; nervos ligados ao enc éfalo são chamados de nervos cranianos, e nervos ligados à medula são chamados de nervos raquidianos, ou nervos espinhais. A esp écie humana possui doze pares de nervos cranianos e 31 pares de nervos raquidianos. Os nervos cranianos conectam o enc éfalo a órgãos dos sentidos e a músculos, principalmente da regi ão da cabeça; os nervos raquidianos conectam a medula espinal a c élulas sensoriais e a músculos localizados nas diversas partes do corpo.
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10. Os nervos raquidianos comunicam-se com a medula espinal por meio dos espaços que há entre as vértebras; a cada espaço intervertebral h á um par de nervos, um de cada lado da coluna vertebral. Cada nervo liga-se à medula por dois conjuntos de fibras nervosas, denominadas “raízes” do nervo. Uma das ra ízes de um nervo espinhal liga-se à parte dorsal da medula (raiz dorsal), e a outra liga-se à parte ventral da medula (raiz ventral). A raiz dorsal de um nervo raquidiano é formada exclusivamente por fibras sensitivas, enquanto a raiz ventral é formada somente por fibras motoras. Na raiz dorsal de cada nervo raquidiano h á um g ânglio espinhal, no qual se localizam os corpos celulares dos neurônios sensitivos. Já os corpos celulares dos neur ônios motores ficam dentro da medula, na subst ância cinzenta.
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11. São respostas elaboradas diretamente pela medula, sem interferência do enc éfalo. Uma das mais simples é o reflexo patelar, testado pelo médico ao bater com um martelinho no joelho do paciente. Nesse reflexo tomam parte apenas dois tipos de neurônio, um sensitivo, que percebe a batida e leva o impulso nervoso até a medula espinal, e um motor, motor, que conduz o impulso medular at é o músculo da coxa, provocand provocando o sua contra ção. A maioria das respostas reflexas medulares é, no entanto, mais complexa que o reflexo patelar e envolve um terceiro tipo de neurônio, denominado neur ônio associativo. Esse fica localizado no interior da medula espinal e faz a conex ão entre o neurônio sensitivo e o neur ônio motor que participam da resposta reflexa. Nesse caso, o impulso que atinge a medula pelo neur ônio sensitivo é transmitido ao neur ônio associativo e deste ao neurônio motor que conduz a resposta ao m úsculo. Além de estimular os neur ônios motores respons áveis pela ação reflexa, o neurônio associativo estimula tamb ém outros neur ônios que conduzem impulsos ao enc éfalo, permitindo a tomada de consciência do ocorrido. 12. O SNP volunt ário, também chamado de SNP somático, tem por função conduzir ao sistema nervoso central est ímulos vindos dos ambientes corpóreo e externo, e levar aos m úsculos estriados esqueléticos impulsos nervosos vindos do sistema nervoso central. O SNP aut ônomo, ou SNP visceral, tem por fun ção regular o ambiente interno do corpo, controlando a atividade dos sistemas digest ório, cardiovascular, urin ário e end ócrino. Ele é constitu ído por fibras motoras que conduzem impulsos do sistema nervoso central aos m úsculos n ão-estriados das vísceras e à musculatura estriada do cora ção.
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13. São neurônios constituintes do SNP aut ônomo. O corpo celular do neurônio pré-ganglionar localiza-se dentro do sistema nervoso central e seu axônio vai até um gânglio, onde o impulso nervoso é transmitido ao neur ônio pós-ganglionar. O corpo celular do neur ônio pós-ganglionar fica no interior do g ânglio nervoso e seu axônio conduz o estímulo nervoso até o órgão por ele controlado, que pode ser um músculo não-estriado ou o músculo cardíaco. 14. O SNP autônomo (SNPA) é dividido em dois ramos, SNPA simp ático e SNPA parassimp ático, que se distinguem tanto pela estrutura quanto pela fun ção. O SNPA simpático difere do SNPA parassimpático quanto à região do sistema nervoso central de onde partem as fibras e quanto à localiza ção dos gânglios na via nervosa. O SNPA simp ático é constitu ído por nervos raquidianos que partem das regiões torácica e lombar da medula espinal, possuindo, cada um deles, um gânglio nervoso localizado perto da medula. Já o SNPA parassimpático é constitu ído por nervos cranianos, que partem do enc éfalo, e por nervos raquidianos que partem da região final (sacral) da medula espinal; esses nervos têm em comum o fato de, cada um deles, conectar-se a um g ânglio localizado pr óximo, ou mesmo dentro, do órgão que controlam. As fibras nervosas simpáticas e parassimpáticas controlam os mesmos órgãos, mas trabalham em oposi ção: enquanto um dos ramos estimula determinado órgão, o outro o inibe. Essa ação antagônica garante o funcionamento equilibrado dos órgãos internos. De modo geral, o SNPA simp ático estimula ações que mobilizam energia, permitindo ao organismo responder a
situações de estresse. Por exemplo, exe mplo, o SNPA simpático é o responsável pela aceleração dos batimentos card íacos, pelo aumento da pressão sangüínea, pelo aumento da concentra ção de açúcar no sangue e pela ativa ção do metabolismo geral do corpo. J á o SNPA parassimp á tico estimula principalmente atividades relaxantes, como a redu ção do ritmo card íaco e da press ão sangüínea, entre outras.
15. Os exteroceptores são células sensoriais especializadas em captar estímulos provenientes do ambiente. Os proprioceptores se localizam nos músculos, tendões, articulações e órgãos internos, e sua função é informar o sistema nervoso central sobre a posi ção dos braços, das pernas e da cabeça em relação ao resto do corpo. Os interoceptores percebem condi ções internas do corpo como a composição do sangue, o pH, a pressão osmótica, a temperatura etc., o que nos permite sentir sede, fome, frio, n áusea e dor, por exemplo. 16. As papilas gustatórias são pequenas saliências distribuídas sobre a língua e o palato mole, constitu ídas por células sensoriais detectoras de paladar. Existem quatro tipos b ásicos de papilas gustat órias: circunvaladas, circunvalad as, fungiformes, foli áceas e filiformes. As papilas filiformes não contêm células receptoras de sabor, estando envolvidas apenas em sensações táteis. Os outros três tipos são capazes de detectar os quatro sabores b ásicos: doce, azedo, salgado e amargo. 17. O epitélio olfatório, localizado no teto das cavidades nasais, é um conjunto de c élulas nervosas especializadas (quimioceptor (quimioceptores es de olfato) que possuem prolongamentos sens í veis (c í lios olfatórios), mergulhados na camada de muco que recobre as cavidades nasais. As mol éculas dispersas no ar difundem-se no muco e atingem os prolongament prolongamentos os sensoriais, gerando impulsos nervosos que s ão conduzidos at é o corpo celular da c élula olfatória, de onde atingem o ax ônio, que se comunica com o bulbo olfat ório. 18. A orelha é o órgão responsável pela audição e pelo equilíbrio do corpo. Ela costuma ser dividida em tr ês regiões, denominadas, de fora para dentro, orelha externa, orelha m édia e orelha interna. A orelha externa é o canal que se abre para o meio exterior no pavilhão auditivo, conhecido popularmente como orelha. Ele é revestido por um epit élio rico em células secretoras de cera, cuja função é reter partículas de poeira e microrganismos, protegendo assim as partes internas da orelha. O pavilh ão auditivo funciona como uma concha ac ústica, que capta os sons e os direciona para o canal auditivo. As ondas sonoras fazem vibrar o ar dentro do canal da orelha, e as vibra ções são transmitidas à membrana timpânica, ou tímpano, uma fina pel ícula que separa a orelha externa da orelha média. A orelha média, localizada dentro do osso temporal, é um canal estreito e cheio de ar; nele se localizam três pequenos ossos denominados martelo, bigorna e estribo. Um canal flexível, a tuba auditiva (trompa de Eust áquio), comunica a orelha média à garganta, e sua fun ção é equilibrar a press ão no interior da orelha com a do meio externo. A vibra ção do ar causada pelas ondas sonoras, ao atingir a membrana timp ânica, faz com que ela vibre, movimentando o martelo, a bigorna e o estribo. Esses pequenos ossos da orelha m édia, alinhados em seqüência, atuam como amplificadores e transmissores das vibra ções à orelha interna. A orelha interna, encravada no osso temporal, é um complexo labirinto membranoso, conhecido como aparelho vestibular, onde se localizam c élulas sensoriais especializadas na captação de estímulos mecânicos, genericamente chamados mecanoceptores. Os principais componentes do aparelho vestibular são a cóclea, responsável pela audição, e o sáculo, o utr ículo e os canais semicirculares, responsáveis pelo equil íbrio. 19. A cóclea é um longo tubo c ônico, enrolado como a concha de um caracol, com o interior dividido em tr ês compartimentos cheios de líquido. No compartimento mediano (ducto coclear) localiza-se o órgão espiral (orgão de Corti), que cont ém as células sensoriais fonoceptoras. Essas c élulas entram em contato com uma estrutura membranosa chamada de membrana tect órica, que se apóia, como se fosse um teto, sobre os c ílios das células sensoriais. A base do estribo conecta-se a uma área da cóclea RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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denominada janela oval, fazendo-a vibrar e comunicando a vibração ao líquido coclear. Por meio desse l íquido, as vibra ções fazem os cílios das células sensoriais roçar a membrana tectórica, gerando impulsos nervosos, que s ão conduzidos pelo nervo auditivo ao centro de audi ção do córtex cerebral.
20. O sáculo e o utrículo são duas bolsas cheias de l íquido, localizadas sobre a cóclea. Em suas paredes internas existem as m áculas, formadas por células sensoriais ciliadas sobre as quais ficam os ot ólitos, pequenos grãos de carbonato de c álcio. As várias máculas têm diferentes graus de inclina ção em relação ao nosso corpo, de modo que, quando uma está em posição horizontal, outras est ão em posição vertical ou inclinada. Mudan ças na posição da cabeça fazem com que o deslocamento dos ot ólitos, sob a a ção da gravidade, estimule os cílios das células sensoriais das máculas. Os impulsos nervosos gerados nas diversas m áculas são comparados no cérebro permitindo-lhe determinar a orienta ção da cabeça em relação à força gravitacional. Assim, percebemos percebemos se estamos de cabeça para cima ou para baixo e a velocidade com que estamos nos deslocando. 21. Os canais semicirculares são três tubos curvos, também cheios de líquido, localizados sobre o utr ículo. Na base de cada canal semicircular existe uma dilata ção, chamada ampola, onde h á um aglomerado de células sensoriais ciliadas revestidas por uma massa gelatinosa. Quando movimentamos a cabe ça, o movimento do líquido sobre os c ílios das células sensoriais estimula-as, gerando impulsos nervosos que s ão transmitidos ao enc éfalo. Se rodarmos a cabeça a uma velocidade constante, o l íquido no interior dos canais semicirculares passa a se mover em conson ância com os canais, estimulando as células sensoriais. Entretanto, se pararmos bruscamente de rodopiar, o l íquido dos canais semicirculares continua a se mover devido à inércia, estimulando as células sensoriais e causando uma sensação de tontura. Isso ocorre devido ao conflito de duas percepções: os olhos informam ao sistema nervoso que paramos de rodopiar, mas o movimento inercial do l íquido, nos canais semicirculares da orelha interna, informa que nossa cabe ça ainda está em movimento. 22. Os órgãos responsáveis por nossa visão são os bulbos do olho, popularmente chamados de olhos. Eles s ão duas bolsas membranosas cheias de líquido, embutidas em cavidades ósseas do crânio, as órbitas oculares. Os bulbos do olho s ão revestidos por uma membrana transparente, dotada de finíssimos vasos sangüíneos, a conjuntiva, que se estende pela superfície interna das pálpebras. Sob a conjuntiva fica a parede do bulbo do olho, formada por tr ês camadas de tecido: esclera, corióide e retina. A esclera é a camada mais externa, constituída por um tecido conjuntivo resistente, que mant ém a forma esférica do bulbo do olho e serve de ponto de liga ção para os músculos responsáveis por sua movimentação. A esclera tem cor branca, mas, na parte anterior do bulbo do olho, ela apresenta uma área transparente à luz e com maior curvatura; é a córnea, a lente do olho. Imediatamente abaixo da córnea há uma câmara preenchida por um líquido transparente chamado humor aquoso. A cori óide, localizada imediatamente abaixo da esclera, é uma película pigmentada rica em vasos sangüíneos que nutrem e oxigenam as células do olho. Sob a córnea, a corióide forma a íris, o disco colorido do olho. No centro da íris há um orifício de tamanho regul ável, a pupila, por onde a luz penetra no globo ocular. Atr ás da íris localiza-se a lente, uma estrutura protéica com forma de uma lente biconvexa, que d á nitidez e foco à imagem luminosa formada na córnea, projetando-a na área sensível do fundo do bulbo do olho. A lente est á ligada aos músculos ciliares, cuja contração modifica ligeiramente sua forma, de modo a focalizar a imagem corretamente sobre o fundo do olho. Atr ás da lente há uma grande câmara, preenchida por um líquido viscoso e transparente chamado corpo v ítreo. A retina reveste internamente a câmara ocular; ela cont ém dois tipos de fotoceptores, isto é, de células estimuláveis pela luz: os bastonetes e os cones. 23. Os bastonetes são fotoceptores extremamente sens íveis à luz, mas incapazes de distinguir as cores. Neles, a subst ância responsável pela detecção de luz é um pigmento constitu ído por uma parte protéica, denominada opsina, e uma parte n ão-protéica, o II-cis
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retinal, derivado da vitamina A. Os cones s ão menos sensíveis à luz que os bastonetes, mas possuem, em conjunto, a capacidade de discriminar diferentes comprimentos de onda, permitindo a vis ão em cores. Em um ambiente pouco iluminado apenas os bastonetes, por serem mais sensíveis, são estimulados. É por isso que, na penumbra, vemos razoavelmente bem os objetos, mas não distinguimos suas cores; à medida que a luminosidade aumenta, os cones são ativados e as cores tornam-se vis íveis. Existem três tipos de cones em nossos olhos, cada um contendo um tipo diferente de pigmento. Estes também são proteínas conjugadas, em que a parte não-protéica é o retineno (deidroretinalde ído), também derivado da vitamina A, e a parte prot éica é uma opsina. Cada classe de cone possui uma opsina diferente, determinada geneticamente: um tipo detecta luz vermelha, outro detecta luz verde e o terceiro detecta luz azul. É isso que permite nossa vis ão em cores.
24. Cada retina humana cont ém 6 milhões de cones, a maioria concentrada em uma região denominada fóvea, e 120 milhões de bastonetes, poucos deles na fóvea. Assim, a fóvea é relativamente menos sens ível à luminosidade fraca do que as laterais do olho. Quando uma molécula fotossensível (pigmento) de um cone ou de um bastonete é excitada pela luz, sua estrutura se modifica, desencadeando uma série de reações químicas na célula. Essas reações alteram a permeabilidade da membrana plasm ática, gerando impulsos nervosos que, que, depois de transmitidos para outras c élulas da retina, são conduzidos por fibras nervosas at é o centro visual do córtex cerebral. Essas fibras das células nervosas da retina se juntam em um mesmo ponto do globo ocular, o chamado disco óptico, originando o nervo óptico que sai do olho. No disco óptico não há fotoceptores, de modo que imagens focalizadas nele n ão são vistas, por isso a regi ão do disco óptico é um ponto cego da retina. 25. O conjunto de fibras nervosas (nervo óptico) que partem da retina de cada olho conduz os est ímulos captados pelos fotoceptores através do tálamo até os centros da visão, localizados no lobo ocipital de cada hemisf ério cerebral. As fibras nervosas provenientes da porção lateral externa do olho direito v ão diretamente ao centro visual do hemisf ério cerebral direito. Da mesma forma, as fibras nervosas que partem da por ção lateral externa do olho esquerdo vão diretamente ao centro visual do hemisf ério cerebral esquerdo. No entanto, as fibras nervosas provenientes da por ção lateral interna de cada olho cruzam-se antes de atingir os centros cerebrais da visão; as fibras provenientes do olho direito atingem o hemisfério cerebral esquerdo e vice-versa. Os centros visuais de cada hemisfério cerebral, ao receberem as imagens provenientes de cada olho, analisam as diferen ças e calculam a distância a que se encontra o objeto focalizado. Portanto, é a sobreposição das imagens vistas de ângulos diferentes por cada um dos olhos que permite a visão binocular, ou estereosc ópica. 26. Hormônios são definidos como subst âncias químicas produzidas e liberadas por determinadas c élulas e que atuam sobre outras células, modificando seu funcionamento. As c élulas produtoras de hormônios estão, em geral, reunidas em órgãos, chamados, genericamente, gl ândulas endócrinas (do grego endos endos,, dentro, e krynos krynos,, secreção). O termo refere-se ao fato de que essas glândulas lançam seus hormônios diretamente no sangue, exos,, o que as distinguem das gl ândulas exócrinas (do grego exos fora), que lan çam suas secreções para fora do corpo, ou nas cavidades de órgãos ocos. O conjunto de gl ândulas endócrinas do corpo humano constitui nosso sistema end ócrino. 27. Um hormônio liberado no sangue, apesar de atingir praticamente todas as células do corpo, atua somente em algumas delas que, por isso, são denominadas c élulas-alvo daquele horm ônio. As células-alvo de determinado horm ônio possuem, na superf ície externa de sua membrana plasm ática, proteínas denominadas receptores hormonais, capazes de combinar-se especificamente com as moléculas do horm ônio. É apenas quando ocorre a combinação correta entre um horm ônio e seu receptor na c élulaalvo que esta é estimulada.
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28. A região do encéfalo conhecida como hipot álamo desempenha um importante papel na integra ção entre os sistemas nervoso e endócrino. Ao receber informa ções trazidas por nervos provenientes do corpo e de outras partes do enc éfalo, o hipot álamo secreta hormônios que atuam sobre a hipófise. O hipotálamo possui dois grupos de células endócrinas. Um deles produz horm ônios que ficam armazenados na regi ão posterior da hip ófise (neuroipófise) até serem liberados no sangue. O outro grupo de c élulas endócrinas do hipot álamo produz horm ônios que regulam o funcionamento da parte anterior da hip ófise (adenoipófise). 29. A hipófise, antigamente conhecida como pituit ária, é uma glândula pouco maior que um gr ão de ervilha, localizada na base do encéfalo. Muitos fisiologistas a consideram a “glândula mestra” de nosso corpo, pelo fato de seus horm ônios regularem o funcionamento de diversas gl ândulas endócrinas. A hipófise é constituída por dois tipos bem diferentes de c élulas endócrinas. Sua porção anterior, denominada adenoip ófise (ou lobo anterior da hipófise), origina-se de um tecido epitelial, como a maioria das outras glândulas endócrinas. Sua porção posterior, denominada neuroipófise (ou lobo posterior da hip ófise), é um prolongamento do hipot álamo, sendo constitu ída por neur ônios modificados, e, portanto, de origem nervosa. 30. A neuroipófise armazena e libera dois horm ônios principais: a oxitocina e o horm ônio antidiurético, também chamado vasopressina. O termo oxitocina (do grego okys okys,, rápido) refere-se a um dos efeitos marcantes desse hormônio, a aceleração das contrações uterinas que levam ao parto. Outro efeito desse horm ônio é causar a contração da musculatura lisa das glândulas mamárias, o que leva à expulsão do leite durante a amamenta ção. Nesse caso, o estímulo para a liberação do hormônio é a própria sucção do peito pelo beb ê. Nos homens, a função da oxitocina é ainda desconhecida. O horm ônio antidiurético, ou ADH (sigla, em ingl ês, de antidiuretic hormone), hormone), é liberado quando a concentra ção de água no sangue cai abaixo de certo nível; seu principal efeito é a diminuição do volume de urina excretado, efeito antidiur ético. Um dos efeitos fisiol ógicos do ADH é promover a contra ção das artérias mais finas (arteríolas), o que eleva a pressão arterial e aumenta a permeabilidade dos t úbulos distais dos nefros renais, com maior reabsor ção de água pelos rins. Por seu efeito vasoconstritor, o ADH é chamado também de vasopressina. Se a pessoa produz menos ADH que o normal, ela elimina grande volume de urina, sente muita sede e corre risco de desidratação. Esse quadro clínico caracteriza o diabetes ins ípido, que não deve ser confundido com o diabetes melito. R
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31. A adenoipófise produz e libera diversos horm ônios, entre eles os chamados hormônios tróficos (do grego trofos trofos,, nutrir, alimentar), cujo efeito é estimular o funcionamento de outras gl ândulas endócrinas. Os principais horm ônios tróficos produzidos pela adenoipófise são: a) hormônio tireotrófico (TSH), que regula a atividade da gl ândula tireóidea; b) hormônio adrenocorticotr ófico (ACTH), que regula a atividade da regi ão mais externa (córtex) da glândula supra-renal; c) hormônio folículo estimulante (FSH), que atua sobre as gônadas masculinas e femininas (test ículos e ovários); d) hormônio luteinizante (LH), que atua sobre g ônadas masculinas e femininas (test ículos e ovários). 32. Além dos hormônios tróficos, a adenoipófise secreta outros dois hormônios importantes: a somatotrofina, ou horm ônio de crescimento, e a prolactina. O primeiro, o horm ônio de crescimento promove o crescimento das cartilagens e dos ossos, determinando assim o aumento do tamanho corporal. Uma quantidade excessiva desse hormônio na fase jovem da vida provoca o gigantismo, enquanto sua defici ência causa o nanismo. A produ ção do hormônio de crescimento diminui drasticamente ap ós a puberdade. Às vezes, porém, sua produção é retomada na fase adulta, em decorrência de uma disfun ção da hipófise. Nesse caso, a pessoa não cresce em altura, mas os ossos das mãos, dos pés e da cabeça aumentam de tamanho, uma condi ção conhecida como acromegalia. Crianças com deficiência de horm ônio de crescimento têm sido tratadas com sucesso por meio de inje ções desse hor-
mônio. A prolactina atua sobre os ov ários, promovendo a secreção de progesterona. Além disso, esse hormônio tem importante papel na estimulação da produção de leite pelas mulheres; sua função nos homens ainda é desconhecida. glândula tireóidea localiza-se no pescoço, logo abaixo das cartila33. A gl gens da glote, sobre a por ção inicial da traquéia. Dois hormônios tireoidianos, a triiodotironina e a tiroxina, s ão derivados do amino ácido tirosina (daí seu nome) e contêm iodo em sua constitui ção. Esses hormônios têm um papel fundamental no desenvolvimento e na maturação dos animais vertebrados. Nos anf íbios, por exemplo, os hormônios tireoidianos controlam a metamorfose do girino para a forma adulta. Na espécie humana, a deficiência no funcionamento da glândula tireóidea na infância resulta no retardamento do crescimento dos ossos e em debilidade mental, condi ção conhecida por cretinismo. A glândula tireóidea desempenha papel fundamental na homeostase, isto é, no auto-ajustamento do organismo. Durante toda nossa vida, os horm ônios ajudam a manter normais a pressão sangüínea, o ritmo cardíaco, o tônus muscular e as funções sexuais. Além disso, a tiroxina e a triiodotironina atuam sobre as c élulas do corpo em geral, aumentando sua atividade metab ólica.
34. Se a tireóide da pessoa produz horm ônios em excesso, a temperatura corporal eleva-se, ocorrendo sudorese intensa, perda de peso, irritabilidade e pressão sangüínea alta. Esse quadro clínico é conhecido por hipertireoidismo. Em casos graves de hipertireoidismo, pode ocorrer crescimento anormal da tire óide, com a formação de um “papo” no pescoço (bócio), e os olhos da pessoa tornam-se arregalados e saltados das órbitas, condição conhecida como exoftalmia. Esse quadro clínico é conhecido como b ócio exoftálmico. Se a produção de hormônios tireoidianos baixa, a temperatura corporal diminui, a pele torna-se ressecada, a press ão sangüínea cai e a pessoa torna-se apática, tendendo a engordar. Esse quadro cl ínico, resultante de uma queda generalizada na atividade metab ólica, é conhecido como hipotireoidismo. A falta de iodo na alimenta ção humana pode provocar aumento de tamanho da gl ândula tireóidea, que forma um inchaço no pescoço, caracterizando um quadro denominado bócio carencial. Nesse caso, o crescimento da gl ândula é um mecanismo de compensação, que permite à pessoa absorver o máximo possível de iodo dispon ível, já que a dieta é pobre nesse elemento. No Brasil, a adição obrigatória de iodo ao sal de cozinha comercializado fez com que o b ócio carencial deixasse de ser uma enfermidade endêmica; antes disso, certas populações do interior eram afetadas cronicamente pelo b ócio carencial. Em diversos países pobres do mundo calcula-se que existam cerca de 200 milh ões de pessoas afetadas pela falta de iodo na dieta. 35. A calcitonina é outro importante horm ônio tireoidiano que atua diminuindo a quantidade de c álcio no sangue. Ela atua em con junto com o horm ônio das gl ândulas paratire óideas na manutenção da concentra ção normal de cálcio no sangue. 36. As gl ândulas paratire óideas, em número de quatro, ficam aderidas à parte posterior da gl ândula tireóidea, daí sua denominação. Elas produzem o paratorm ônio, hormônio respons ável pelo aumento do n ível de cálcio no sangue. 37. A taxa normal de c álcio no sangue, em torno de 9 a 11 mg por 100 mL de sangue, é regulada pela ação conjunta das gl ândulas tireóidea e paratireóideas, por meio de seus horm ônios calcitonina e paratormônio, respectivamente. A diminui ção da concentra ção sangüínea de cálcio estimula as glândulas paratireóideas a secretar paratorm ônio. Esse hormônio atua: a) sobre os ossos, provocando libera ção de cálcio; b) sobre o intestino, aumentando a absor ção de cálcio dos alimentos; c) sobre os rins, aumentando a reabsor ção de cálcio contido na urina inicial. Essas a ções conjuntas levam ao aumento do nível de cálcio no sangue. Esse aumento, por sua vez, estimula a glândula tireóidea a secretar o horm ônio calcitonina, cujos efeitos são inversos aos do paratorm ônio. A calcitonina a) aumenta a deposição de cálcio nos ossos, b) reduz a absorção de cálcio pelo intestino e c) diminui a reabsorção de cálcio pelos túbulos renais. Essas ações levam à diminui ção do nível de cálcio no sanRESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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gue. Se uma pessoa sofrer disfunção das glândulas paratireóideas, com redução na produção de paratormônio, haverá diminui ção de de cálcio no sangue, levando as c élulas musculares esqueléticas a se contrair convulsivamente. convulsivamente. Caso a pessoa n ão seja tratada, com administração de paratormônio ou de cálcio, pode ocorrer contra ção intermitente intermitent e dos músculos (tetania muscular) e mesmo a morte.
38. O pâncreas tem, simultaneamente, funções exócrinas e endócrinas, sendo por isso considerado uma gl ândula mista, ou anf ícrina (do grego amphi , dois, e krynos krynos,, secreção). A parte endócrina do pâncreas é constituída por centenas de aglomerados celulares denominados ilhotas pancre áticas. Estas têm dois tipos de c élula: beta, que constitui cerca de 70% de cada ilhota e produz o horm ônio insulina, e alfa, respons ável pela produção do horm ônio glucagon. A insulina facilita a absor çã o de glicose pelos m ú sculos esqueléticos, pelo fígado e pelas células do tecido gorduroso, levando à diminuição na concentra ção da glicose circulante no sangue. Nas células musculares e nas células do fígado, a insulina promove a uni ão das moléculas de glicose entre si, com forma ção de glicogênio. Essa substância é uma forma de estocagem de glicose para os momentos de necessidade. Quando realizamos esforço muscular intenso, o glicog ênio de nossos m úsculos é quebrado originando mol éculas de glicose que s ão usadas como “combustível” na respiração celular, para produ ção de energia. Nos intervalos entre as refei ções, o glicogênio armazenado no f ígado é quebrado liberando glicose no sangue para uso das demais c élulas do corpo. O glucagon tem efeito inverso ao da insulina, levando ao aumento do n ível de glicose no sangue. Esse horm ônio estimula a transformação de glicogênio em glicose no fígado, além da transformação de outros nutrientes em glicose. 39. O nível normal de glicose no sangue, chamado normoglicemia, situa-se em torno de 90 mg de glicose por 100 mL de sangue (0,09 mg/mL). Esse valor é mantido pela ação conjunta da insulina e do glucagon. Ap ós uma refeição, a concentração de glicose no sangue aumenta, como resultado da absor ção de açúcar do alimento pelas células intestinais. Esse aumento da glicemia estimula as células beta das ilhotas pancre áticas a secretar insulina. Sob a ação desse hormônio, todas as células passam a absorver mais glicose e a concentra ção desse açúcar no sangue baixa at é os níveis normais. Se a pessoa passa muitas horas sem se alimentar, a concentração de glicose em seu sangue diminui, e as c élulas alfa das ilhotas pancre áticas são estimuladas a secretar glucagon. Sob a ação desse hormônio, o fígado passa a converter glicog ênio em glicose, liberando esse a çúcar na corrente sang üínea. 40. A insulina está relacionada com o dist úrbio hormonal conhecido como diabetes melito, enfermidade em que a pessoa apresenta taxa elevada de glicose no sangue, a ponto de esse a çúcar ser excretado na urina. A pessoa diab ética produz grande volume de urina, uma vez que a alta quantidade de glicose no filtrado glomerular causa diminui ção na reabsorção de de água pelos túbulos renais. Além disso, o diabético degrada muita gordura e prote ína para obter energia, o que pode resultar em emagrecimento e fraqueza. Existem dois tipos de diabete melito: tipo I, ou diabete juvenil; tipo II, ou diabete tardia. O diabete juvenil desenvolve-se antes dos 40 anos de idade, e é causado pela redução acentuada de células beta do pâncreas, com deficiência da produção de insulina. Esse tipo de diabete afeta cerca de 10% dos diab éticos, que necessitam receber injeções de insulina diariamente. No diabete tipo II, que se desenvolve geralmente após os 30 anos de idade, a pessoa apresenta níveis praticamente normais de insulina no sangue, mas sofre redução do número de receptores de insulina nas membranas das células musculares e adiposas. Com isso, diminui a capacidade dessas células de absorver glicose do sangue. 41. Cada glândula supra-renal, ou adrenal, localiza-se sobre um dos rins, daí sua denominação. Cada uma delas é constituída por dois tecidos secretores bastante distintos; um deles forma a medula (porção mais interna) da gl ândula, enquanto o outro forma o córtex (porção mais externa).
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42. A medula adrenal produz dois horm ônios principais: a adrenalina (ou epinefrina), e a noradrenalina (ou norepinefrina), os quais s ão sintetizados a partir do amino ácido tirosina. Durante uma situa ção de estresse (susto, grande emo ção etc.), o sistema nervoso estimula a medula adrenal a liberar adrenalina no sangue. Sob a a ção desse hormônio, os vasos sangüíneos da pele contraem-se e a pessoa fica pálida; o sangue passa a se concentrar nos músculos e órgãos internos, preparando o organismo para uma resposta vigorosa. A adrenalina também causa taquicardia (aumento do ritmo ritm o cardíaco), aumento da pressão arterial e maior excitabilidade do sistema nervoso. Essas alterações metabólicas permitem que o organismo d ê uma resposta rápida à situação de emergência. A noradrenalina é liberada em doses mais ou menos constantes pela medula adrenal, independentemente da libera ção de adrenalina. Sua principal função é manter a pressão sangüínea em níveis normais. 43. Os hormônios produzidos pelo c órtex adrenal pertencem ao grupo dos ester óides, sendo conhecidos genericamente como corticoster óides. Um grupo deles (glicocortic óides) atua na produção de glicose a partir de prote ínas e gorduras. Esse processo aumenta a quantidade de glicose dispon ível para ser usada como combustível, em casos de resposta a uma situa ção estressante. Um outro grupo de corticoster óides (mineralocortic óides) regula o balanço de água e de sais no organismo. A aldosterona, por exemplo, é um hormônio que aumenta a reten ção de íons sódio pelos rins, causando reten ção de água no corpo e, conseq üentemente, aumento da press ão sangüínea. A liberação de aldosterona é controlada por subst âncias produzidas pelo f ígado e pelos rins em resposta a variações na concentração de sais no sangue. Estados de depressão emocional podem atuar sobre o hipot álamo, afetando as glândulas supra-renais. Com isso, pode ocorrer aumento da pressão sangüínea e outras alterações metabólicas. A persist ência de tal situação pode resultar em doen ças. 44. A hidrocortisona, ou cortisol, é o principal glicocortic óide da medula da supra-renal. Al ém de seus efeitos no metabolismo da glicose, a hidrocortisona diminui a permeabilidade dos capilares sang sa ng üíneos. Por essas propriedades, essa substância é usada no tratamento das inflamações, como as provocadas por processos al érgicos. Deve-se evitar o uso prolongado de hidrocortisona, pois essa subst ância tem a propriedade de deprimir o sistema de defesa corporal, tornando o organismo mais suscet ível a infecções. Hoje sabe-se que a manutenção prolongada de níveis elevados de cortisol no sangue, como ocorre no estresse cr ônico, causa depressão do sistema imunitário, tornando o organismo mais suscet ível a infecções e contribuindo para doen ças como úlcera péptica, hipertensão, arteriosclerose e, possivelmente, diabete melito. Existem tamb ém indícios de que a depressão do sistema imunitário contribui para o desenvolvimento de câncer, o que pode explicar a maior incid ência dessa doença em pessoas com depressão crônica. 45. As gonadotrofinas s ão hormônios adenoipofis ários que atuam sobre as gônadas e promovem seu desenvolvimento e funcionamento. As mudanças psicofisiológicas que ocorrem aproximadamente entre os 11 e 14 anos, caracterizando a puberdade, s ão controladas por dois desses hormônios: o hormônio folículo estimulante (FSH) e o hormônio luteinizante (LH). Nos meninos, o FSH e o LH agem sobre os test í culos, estimulando a produ çã o do horm ônio testosterona. Esse hormônio e as gonadotrofinas agem em conjunto estimulando a produ ção de espermatozóides. Nas meninas, o FSH atua sobre os ovários, estimulando o desenvolvimento dos fol ículos ovarianos, enquanto o LH é responsável pelo rompimento do fol ículo maduro e pela liberação do óvulo, fenômeno chamado ovula ção. O LH também atua sobre o folículo rompido, estimulando sua transformação no corpo amarelo, que produz o horm ônio progesterona. 46. Os hormônios sexuais são produzidos pelas g ônadas (testículos e ov ários). Eles afetam o crescimento e o desenvolvimento do corpo e controlam o ciclo reprodutivo e o comportamento sexual. Os principais horm ônios sexuais femininos s ão o estrógeno e a progesterona, produzidos produzidos pelos ov ários, e o principal horm ônio masculino é a testosterona, produzida pelos test ículos.
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47. O estrógeno é produzido pelas c élulas do fol ículo ovariano em desenvolvimento. Esse horm ônio determina o aparecimento das características sexuais secund árias da mulher, tais como o desenvolvimento das mamas, o alargamento dos quadris, o ac úmulo de gordura em determinados locais do corpo (que arredonda as formas). O estrógeno também induz o amadurecimento dos órgãos genitais e promove o impulso sexual. A progesterona é produzida pelo corpo amarelo ovariano, que se origina do fol ículo rompido durante a ovula ção. Esse hormônio tem import ância fundamental no processo reprodutivo, pois, juntamente com o estrógeno, atua na preparação da parede uterina para receber o embrião.
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48. O hormônio testosterona é produzido pelas c élulas intersticiais do testículo. Ele é responsável pelo aparecimento das caracter ísticas sexuais secund árias masculinas, tais como barba, o espessamento das pregas vocais (que torna a voz mais grave) e um maior desenvolvimento da musculatura em rela ção às mulheres. A testosterona também induz o amadurecimento dos órgãos genitais e promove o impulso sexual. Ela come ça a ser produzida ainda na fase embrion ária, e é sua presença no embri ão que determina o desenvolvimento dos órgãos sexuais masculinos. A ausência de testosterona, ou a falta de receptores para esse hormônio nas células do embri ão, faz com que ele desenvolva o sexo feminino. 49. A partir da puberdade, a mulher entra na fase reprodutiva de sua vida, que deverá se prolongar at é a idade de 50 anos, ou pouco mais. Nesse per íodo, a cada 28 dias aproximadament aproximadamente, e, o organismo feminino prepara-se para a reprodu ção. Essa preparação consiste em produzir um óvulo e em desenvolver o revestimento da parede uterina, o endométrio, para receber um embrião. Se a fecundação não ocorre, o revestimento do endom étrio é eliminado e o organismo feminino reinicia outro ciclo de prepara ção. A elimina ção do revestimento do endom étrio e de sangue pela vagina é chamada de menstrua ção e ocorre, em média, a cada 28 dias, durante a vida f értil da mulher. O tempo de duração da menstrua ção varia de 3 a 7 dias, dependendo da pessoa e de suas condi ções fisiológicas. O período entre o in ício de uma menstruação e o início da seguinte é chamado ciclo menstrual.
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50. Durante o per íodo de menstrua ção, a hipófise começa a aumentar a produ ção de FSH, e a taxa desse hormônio eleva-se no sangue. O FSH induz o desenvolvimento de alguns fol ículos ovarianos, que passam a produzir estr ógeno. Em conseqüencia, a taxa desse horm ônio sexual tamb ém se eleva progressivamente na circula ção sangüínea. Isso induz o espessamento da parede interna do útero, o endométrio, que se torna rico em vasos sangüíneos e em glândulas. Quando a taxa de estr ógeno no sangue atinge determinado n ível, ela estimula a hipófise a liberar grande quantidade de FSH e de LH. Esses dois horm ônios induzem a ovulação, que ocorre geralmente por volta do d écimo quarto dia a partir do in ício do ciclo menstrual. O LH, presente em taxas sangüíneas elevadas desde a ovula ção, induz as células do folículo ovariano rompido a se transformarem no corpo amarelo, que produz um pouco de estr ógeno e grande quantidade de progesterona. O corpo amarelo ir á atingir seu desenvolvimento m áximo cerca de 8 a 10 dias ap ós a ovulação. O estrógeno e a progestero progesterona na atuam em conjunto sobre o útero, continuando sua prepara ção para uma eventual gravidez. A alta taxa desses horm ônios, entretanto, exerce agora um efeito inibidor sobre a hip ófise, que diminui a produ ção de FSH e LH. A queda na taxa de LH tem como conseq üência direta a regressão do corpo amarelo, que deixa de produzir estr ó geno e progesterona. Assim, a queda brusca nas taxas desses dois horm ônios ovarianos faz com que a mucosa uterina sofra descamação, ou seja, ocorre a menstrua ção. A queda nas taxas de estrógeno e de progesterona tamb ém faz com que a hip ófise volte a produzir FSH, reiniciando-se um novo ciclo menstrual.
51. O embrião recém-implantado na parede uterina informa sua presen ç a ao corpo da m ãe por meio de um horm ônio, a gonadotrofina cori ô nica, produzido principalmente nas vilosidades cori ônicas. A presença da gonadotrofina cori ônica no sangue da mulher gr ávida estimula a atividade do corpo amarelo, o que mant ém elevadas as taxas de estrógeno e de progesterona, que normalmente diminuem no final do ciclo menstrual. Assim, a menstrua ção n ão ocorre, o que constitui um dos primeiros sinais de gravidez. No in ício da gesta ção, a concentra ção elevada de gonadotrofina cori ônica no sangue da mulher faz com que parte desse horm ônio seja eliminada na urina. Muitos testes de gravidez comercializados atualmente detectam a presen ça de gonadotrofina cori ônica na urina, sinal inequívoco de gravidez. A partir do quarto m ês de gravidez, o corpo amarelo finalmente regride. A mucosa uterina, entretanto, continua presente e em prolifera ção, graças à produção dos horm ônios estr ógeno e progesterona pela placenta, agora j á completamente formada. A placenta continuar á a produzir estr ógeno e progesterona em quantidades crescentes até o fim da gravidez.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR QUESTÕES OBJETIVAS
52. c
53. a
54. b
55. a
56. c
57. b
58. a
59. b
60. b
61. a
62. d
63. c
64. b
65. d
66. a
67. b
68. b
69. d
70. c
71. d
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73. d
74. c
75. b
76. a
77. c
78. a
79. a
80. a
81. c
82. b
83. c
84. d
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86. d
87. b
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89. c
90. d
91. c
92. c
93. d
94. a
95. a
96. b
97. d
98. d
99. b
100.d
101. c
102. a
103. e
104. d
105. c
106. c
107. c
QUESTÕES DISCURSIVAS
108. 10 8. a) 1. Gânglio da raiz dorsal de um nervo espinal. 2. Raiz dorsal do nervo espinal. 3. Raiz ventral do nervo espinal. 6. G ânglio simpático de via nervosa aut ônoma. b) O nervo 7 deve inervar um órgão visceral ou uma gl ândula, uma vez que pertence à via nervosa autônoma simpática (seu gânglio está localizado próximo da medula). c) O neurônio 4 e o neurônio 8 pertencem, respectivamente, à via nervosa periférica somática (direta) e à via nervosa perif érica autônoma (ganglionar). Enquanto o primeiro inerva um m úsculo esquel ético, o segundo faz sinapse com outro neur ônio 7 e inerva uma v íscera ou uma glândula. d) As raízes ventrais cont êm fibras motoras (som áticas e autônomas) e conduzem impulsos at é o efetuador, enquanto as raízes dorsais cont êm fibras sensoriais e transmitem impulsos até o SNC. 109 09.. a) 1. Corpo celular do neur ônio do SNP aut ônomo parassimpático. 2. Corpo celular do neur ônio do SNP autônomo simpático. 3. Corpo celular em um gl ânglio do SNP aut ônomo simpático. 4. Neurônio ganglionar do SNP aut ônomo parassimpático. 5. Fibra nervosa (axônio) do SNP aut ônomo simpático. 6. Fibra nervosa (axônio) do SNP autônomo parassimpático. b) É o SNP autônomo simpático, pois os impulsos transmitidos por (5) aceleram o ritmo card íaco. A fibra (5) pertence ao SNP aut ônomo simpático, pois o corpo celular do segundo neur ônio (3) encontra-se próximo do SNC. 110. A pilocarpina, ao estimular as termina ções nervosas dos nervos do SNP parassimp ático, irá provocar: a) estimulação do estômago, do pâncreas e da vesícula biliar; b) contração da pupila; c) desaceleração do ritmo cardíaco. RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
103
111. O estudante poderá responder esta questão utilizando como
113. Um hormônio liberado no sangue atinge quase a totalidade
referência a figura 20.14 do Livro do Aluno.
Músculos ciliares
Corpo vítreo Retina
das células do corpo mas atua apenas nas células-alvo daquele hormônio. Isso ocorre devido à existência de receptores hormonais (proteínas capazes de se combinar especificamente com as moléculas do hormônio) na superfície externa da membrana plasmática das células-alvo. Da combinação correta entre hormônio e receptor decorre a estimulação.
Humor aquoso
Coróide Córnea
Fóvea Ponto cego A K N O
114. A ingestão de uma glândula tireóidea poderia suprir a carên-
cia de hormônios tireoidianos (tiroxina e triiodotironina) da pessoa, pois esses hormônios são quimicamente derivados do aminoácido tirosina com iodo em sua composição; por isso, são absorvidos intactos pelo tubo digestivo, passando para a corrente sangüínea da pessoa que come a glândula. Já a ingestão de um pâncreas não teria efeito algum, pois o hormônio pancreático responsável pela redução de taxa de glicose no sangue é a insulina , a qual tem natureza protéica e seria digerido, deixando de atuar.
Luz
MI S
Pupila O Ã V
1 2 3 E T S E S O
Íris
L R A C
Nervo óptico
Lente
Artéria e veia oculares
Esclera
115. 11 5. a) H1: hormônio folículo-estimulante (FSH); H 2: hormônio luteinizante (LH); A: estrógeno; B: progesterona. b) O
112. O aluno poderá responder esta questão utilizando como refe-
rência a figura 20.10.
hormônio H 1 (FSH) induz o amadurecimento dos folículos ovarianos, que passam a produzi produzirr estrógenos e certas quantidades de progesterona. c) O hormônio H 2 (LH) induz a ovulação e atua sobre o folículo rompido, transformando-o no corpo lúteo. Este, estimulado por H 2 (LH), passa a produzir quantidades crescentes de progesterona. d) Os estrógenos são responsáveis pelo aparecimento das características sexuais secundárias femininas; atuam também sobre o sistema nervoso, acentuando o impulso sexual. e) A progesterona atua sobre a hipófise, inibindo a produção de LH. Na ausência de LH, o corpo lúteo regride, deixando de produzir progesterona e desencadeando, ao final do processo, a menstruação. f) A taxa do hormônio H 2 (LH) no sangue atinge seu ponto máximo por volta do décimo quarto dia do início do ciclo menstrual, época em que ocorre a ovulação.
Explicações sobre as funções: “A orelha externa é formada pelo pavilhão auditivo e pelo canal auditivo, e sua função é captar os sons e transmiti-los à orelha média. Esta situa-se no interior do osso temporal, e é um canal estreito e cheio de ar, onde se localizam três ossículos articulados: martelo, bigorna e estribo; da orelha média parte a tuba auditiva (trompa de Eustáquio), canal flexível que se comunica com a faringe. A função da orelha média é amplificar as ondas sonoras e transmiti-las à orelha interna; a tuba auditiva permite equilibrar as pressões na orelha média e no meio externo. A orelha interna situa-se no osso temporal e é um labirinto membranoso, chamado aparelho vestibular, que é constituído pela cóclea, responsável pela audição, e pelo conjunto formado pelo sáculo, utrículo e canais semicirculares, responsáveis pelo equilíbrio corporal”.
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Membrana tectórica C o d 4 8 1.
Células fonoceptoras tr A . a id ib or
Canal vestibular p o ã ç u
OSSÍCULOS d or p e
Osso martelo
Célula fonoceptora
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Duto coclear Órgão espiral Membrana basilar
Canal timpânico Nervo auditivo Ossículos Canais semicirculares Nervo auditivo Cóclea
Ondas sonoras
Canal auditivo A K N O IM S O
Membrana timpânica
à V E
Trompa auditiva T S E S O L R A C
104
RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
Osso bigorna Membrana timpânica Osso temporal
Osso estribo
