Volume 05BIOLOGIA

2 Coleo Estudo

Sum

rio

- B

iolo

gia

Frente A09 3 Fotossntese e quimiossnteseAutor: Marcos Lemos10 13 O ncleo celularAutor: Marcos Lemos

Frente B09 23 Sistema respiratrioAutor: Marcos Lemos10 33 Sistema cardiovascularAutor: Marcos Lemos

Frente C17 43 Vertebrados: aves e mamferosAutor: Marcos Lemos18 51 Relaes ecolgicasAutor: Marcos Lemos19 63 Estudo das populaesAutor: Marcos Lemos20 73 Cadeia alimentarAutor: Marcos Lemos

Frente D17 83 AlgasAutor: Marcos Lemos18 91 Brifitas e pteridfitasAutor: Marcos Lemos19 101 GimnospermasAutor: Marcos Lemos20 109 AngiospermasAutor: Marcos Lemos

3Editora Bernoulli

MDULO

Existem dois processos distintos por meio dos quais algumas espcies de seres vivos conseguem fabricar compostos orgnicos a partir de substncias inorgnicas: fotossntese e quimiossntese.

Quando a fonte de energia utilizada pela reao a luz, o processo a fotossntese; quando a energia utilizada proveniente de uma reao de oxidao, temos a quimiossntese. Assim, a diferena fundamental entre esses dois processos est na fonte de energia utilizada.

Os seres fotossintetizantes e quimiossintetizantes realizam a chamada nutrio auttrofa ou autotrfi ca, isto , conseguem fabricar, no prprio corpo, o alimento orgnico a partir de substncias inorgnicas. Por isso, so chamados de seres auttrofos ou autotrficos. Distinguimos, portanto, o autotrofi smo fotossinttico e o autotrofi smo quimiossinttico.

Fotossntese

Quimiossntese

Energia luminosa

Energia de oxidao

Substnciasinorgnicas

Substnciaorgnica

Substnciaorgnica

Substnciasinorgnicas

Nutrio auttrofa Na fotossntese, substncias inorgnicas

so usadas para produzir substncias orgnicas, utilizando a

energia proveniente da luz. Na quimiossntese, substncias

inorgnicas so utilizadas para produzir substncias orgnicas,

utilizando a energia proveniente de uma reao de oxidao.

FOTOSSNTESETambm chamada de assimilao clorof i l iana,

a fotossntese consiste na fabricao de substncias orgnicas a partir de substncias inorgnicas, utilizando a luz como fonte de energia para a realizao da reao.

A substncia orgnica sintetizada a glicose, um importante alimento orgnico utilizado como fonte de energia. Assim, os seres fotossintetizantes so capazes de fabricar esse tipo de alimento em seu prprio corpo, a partir de substncias inorgnicas obtidas do meio ambiente. Trata-se, portanto, de um mecanismo de nutrio auttrofa (autotrfi ca), realizado pelas algas, pelas plantas e por algumas espcies de bactrias.

A fotossntese realizada pelas algas e pelas plantas (brifi tas, pteridfi tas, gimnospermas e angiospermas) pode ser representada pela seguinte equao geral:

6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O2 + 6H2OLuz

Clorofila

O CO2, um dos reagentes do processo, normalmente obtido a partir do meio ambiente. As plantas terrestres o absorvem da atmosfera, enquanto as plantas aquticas submersas o obtm do meio aquoso (absorvem o CO2 que se encontra dissolvido na gua). Vale lembrar, entretanto, que, dependendo da intensidade luminosa recebida pela planta, o CO2 utilizado na fotossntese pode ser proveniente da reao da respirao aerbia realizada pelas prprias clulas do vegetal.

A gua (H2O), outro reagente do processo, tambm obtida a partir do meio ambiente. As plantas terrestres geralmente a absorvem do solo por meio de suas razes, enquanto as aquticas a retiram do prprio meio aquoso emque se encontram.

A luz utilizada como fonte de energia a solar, embora j se tenha demonstrado experimentalmente que a reao fotossinttica tambm pode ocorrer com luz artifi cial, porm de maneira pouco intensa.

A clorofila um pigmento verde dos vegetais que contm magnsio (Mg) em sua molcula. Exerce um papel fundamental para a realizao da fotossntese, uma vez que a substncia responsvel pela absoro da luz.

Existem diferentes tipos de clorofila (a, b, c, d).Todas so muito parecidas quimicamente, apresentando apenas pequenas diferenas na estrutura molecular e no grau de tonalidade da cor verde. Veja os exemplos a seguir:

tipos declorofila

Frmulamolecular cor

Clorofila a C55H72O5N4Mg Verde-azulada

Clorofila b C55H70O6N4Mg Verde-amarelada

Biologia FRENTEFotossntese e quimiossntese 09 A

01

Vrus: caractersticas gerais e reproduo

Autor: Marcos Lemos

4 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 09

Como sabemos, a luz branca, na realidade, resulta da combinao de diversas radiaes (infravermelha, vermelha, laranja, amarela, verde, azul, anil, violeta e ultravioleta), que possuem diferentes comprimentos de onda.As radiaes vermelha, laranja, amarela, verde, azul, anil e violeta compem o chamado espectro visvel, porque so as radiaes que conseguimos enxergar quando a luz se decompe ao atravessar um prisma.

Quando a luz solar incide na planta, as molculas de clorofila no absorvem toda a radiao presente com a mesma intensidade. Atravs de um aparelho chamado espectrofotmetro, constatou-se que os comprimentos de onda vermelho e azul so os mais intensamente absorvidos pela clorofila, enquanto os comprimentos de onda verde e amarelo so os menos absorvidos. Alis, a absoro da luz verde quase nula.A clorofi la refl ete quase toda radiao verde e, por isso, ns a enxergamos dessa cor.

Luz branca

Prisma

Comprimento de onda (nm)

VioletaAzulVerdeAmarelo

Laranja

Vermelha A

bso

ro Clorofila a

Clorofila b

400

390 430

430 500

500 560

560 600

600 650

650 760 500 600 700 nm

------

Comprimentos de onda da radiao do espectro visvel e intensidade de absoro desses comprimentos de onda pela clorofi la Observe que a absoro pelas clorofi las a e b se faz com maior intensidade nas faixas de comprimentos de onda correspondentes ao azul e ao vermelho. Os comprimentos de onda so medidos em nanmetros (nm) ou micrmetros (m). 1 nm = 0,001; m = 0,000001 mm.

Um dos produtos da reao de fotossntese das plantas o oxignio (O2). Esse oxignio, indispensvel sobrevivncia dos seres aerbios, normalmente, liberado no meio ambiente e, por isso, se diz que a fotossntese desempenha um papel importante na purifi cao do meio ambiente, retirando deste o CO2 e liberando nele o O2.

Em certas situaes, entretanto, a planta no chega a liberar o O2 para o meio ambiente, utilizando-o para fazer a respirao aerbia.

A fabricao da glicose (C6H12O6) o principal objetivo da reao, uma vez que a planta utiliza essa substncia como alimento. A planta a usa na respirao celular e tambm como matria-prima para fabricao de outros compostos orgnicos de que necessita. Em certas situaes, a planta produz mais glicose do que consome. Nesse caso, o excesso da produo armazenado sob a forma de amido que, quando houver necessidade, ser tambm utilizado. Lembre-sede que o amido o material de reserva dos vegetais.

A fotossntese das plantas realizada em duas etapas ou fases: fase clara e fase escura.

Fase clara (fase luminosa, etapa fotoqumica)

a primeira etapa da reao de fotossntese e s se realiza em presena de luz. Os principais fenmenos que ocorrem nessa etapa so: absoro e utilizao da luz, fotlise da gua com liberao de O2 e ons H

+, sntese de ATP atravs das fotofosforilaes cclica e acclica e formao de NADPH2 (NADPH + H+).

A luz absorvida utilizada na fotlise da gua e nas fotofosforilaes.

Fotlise da gua (reao de Hill) Consiste na decomposio (quebra) das molculas de gua, utilizadas como reagentes, sob a ao da luz, conforme mostra a equao representada a seguir:

H2O 2H+ + 2e + O2

Luz

Fotlise da gua Os ons hidrognio (2H+) provenientes

dessa decomposio sero utilizados na formao do composto

NADPH2. O NADP (nicotinamida adenina dinucleotdeo

fosfato), semelhana do NAD, que atua nas reaes

da respirao celular, um aceptor e transportador de

hidrognios. Na fotossntese, as molculas de NADP recebem

os hidrognios liberados durante as reaes da fase clara,

levando-os para participar das reaes da fase escura, nas

quais sero liberados e utilizados na sntese da glicose.

Cada molcula de gua que sofre fotlise libera 2H+, permitindo a

formao de uma molcula de NADPH2. Como so doze molculas

de gua (12H2O) utilizadas na reao, a fotlise de todas elas

libera 24 H+, permitindo, assim, a formao de 12NADPH2.

O oxignio (O2) normalmente ser liberado no meio.

A fotlise de apenas uma molcula de gua libera O2. Como

so 12 molculas de gua (12H2O) utilizadas na reao,

a fotlise de todas elas libera 6O2. Portanto, o oxignio liberado

pela reao da fotossntese realizada pelas algas e plantas

provm da gua. A origem desse O2 pode ser demonstrada

fornecendo-se gua contendo o istopo O18 (oxignio

marcado) a uma planta. Verifi ca-se que as molculas de

O2 liberadas pela reao contero em sua composio o O18.

Por outro lado, fornecendo-se a uma planta CO2 com esse

oxignio marcado, nenhum oxignio liberado pela fotossntese

conter o O18. Isso demonstra que o O2 liberado pela fotossntese

das plantas provm da gua e no do CO2, como se pensava

antigamente. Os eltrons liberados pela reao da fotlise da

gua sero transferidos para molculas de clorofi la do tipo b. Isso

ocorrer na fotofosforilao acclica que veremos logo a seguir.

Fotofosforilao um processo de formao de ATP que usa energia primariamente originria

da luz para unir o ADP a um Pi (fosfato inorgnico).Pode ser cclica ou acclica.

Fotossntese e quimiossntese

5Editora Bernoulli

BiO

LOG

iA

A fotofosforilao cclica realizada com a participao

apenas da clorofila do tipo a e tem como objetivo a sntese de ATP. Resumidamente, pode ser esquematizada da seguinte

maneira:

Clorofila a Ferridoxina

Luz

2e2e

2e

X

YZ

ATP Energia

X, Y e Z representam diferentes citocromos.

2e

2e

Fotofosforilao cclica Eltrons da clorofila a absorvem luz, tornam-se mais energticos e saem da molcula clorofiliana. Podemos dizer que a clorofila a, ao absorver luz, torna-se oxidada, isto , perde eltrons. Ao sarem da clorofila a,

os eltrons excitados (com excesso de energia) so captados

por um aceptor, a ferridoxina (uma protena conjugada que

tem ferro em seu grupo prosttico). Assim, podemos dizer

que a ferridoxina um aceptor primrio de eltrons, ou seja,

a primeira substncia que recebe os eltrons assim que eles

saem da clorofila. Da ferridoxina, os eltrons so transferidos para uma cadeia de citocromos. Ao passarem de um citocromo

para outro, os eltrons liberam a energia em excesso e

retornam para a mesma molcula de clorofila da qual saram. A energia liberada por esses eltrons, quando ocorre a passagem

dos mesmos pela cadeia de citocromos, utilizada para fazer a

fosforilao, isto , ligar ADP + Pi , sintetizando, assim, o ATP.

O objetivo da fotofosforilao cclica a sntese do ATP.

O ATP produzido durante a fotofosforilao cclica ser,

por sua vez, utilizado na 2 etapa da fotossntese, na qual ser

degradado em ADP + Pi , fornecendo energia para as reaes

da fase escura.

A fotofosforilao acclica envolve a participao de dois

tipos de clorofila (clorofila do tipo a e clorofila do tipo b)

e tambm do NADP, tendo como objetivos a sntese de ATP

e a sntese do NADPH2.

O ATP produzido nesse tipo de fotofosforilao ter o

mesmo destino daquele produzido na fotofosforilao

cclica, ou seja, ser degradado em ADP + Pi, na 2 etapa

da fotossntese, para fornecer energia s reaes da fase

escura. J o NADP (nicotinamida adenina dinucleotdeo

fosfato) receber os hidrognios liberados da fotlise da

gua, levando-os para a fase escura, onde esses hidrognios

sero liberados e utilizados na sntese da glicose. O NADP,

portanto, um aceptor e transportador de hidrognios.

O processo da fotofosforilao acclica est esquematizado a seguir:

LuzH2O 2H+ + 2e- + O2

Clorofila a

Ferridoxina

NADP

Luz

2e

2e

2e

2e 2e

2e

2e

Clorofila b

Plastoquinona

XYZ

ATP

Energia

NADPH2

Fotlise da gua

Fotofosforilao acclica Na fotofosforilao acclica, eltrons das clorofilas a e b absorvem luz e se tornam excitados. Ao sarem das molculas das clorofilas, esses eltrons seguem os seguintes caminhos: os eltrons que saem da clorofila a so captados pela ferridoxina que, em seguida, os entrega ao NADP. Ao receber esses eltrons, o NADP passa condio de NADP, isto , NADP reduzido. Em seguida, o NADP se junta aos dois ons H+ provenientes da fotlise da gua, formando com eles o NADPH2. Assim, os hidrognios que agora fazem parte do NADPH2 estavam anteriormente na molcula de gua (H2O). Nesses hidrognios, esto os eltrons que saram da clorofila a. O NADPH2 ir liberar esses hidrognios nas reaes da fase escura (2 etapa da fotossntese), para que eles possam ser utilizados na sntese da glicose. Os eltrons que saem da clorofila b so captados por um aceptor chamado plastoquinona que, posteriormente, os entrega a uma cadeia de citocromos. Ao passarem de um citocromo para outro, esses eltrons liberam gradativamente o excesso de energia que possuem. Essa energia ser utilizada para promover a fosforilao do ADP (ADP + Pi), fabricando, assim, o ATP. Aps passarem pela cadeia de citocromos e descarregarem o excesso de energia, os eltrons que saram da clorofila b penetram na molcula de clorofila a, estabilizando-a. Observe que os eltrons que entram na clorofila a, ao trmino desse processo, no so os mesmos que dela saram. Lembre-se de que os eltrons que saram da clorofila a, agora, esto nos hidrognios do NADPH2. Para estabilizar a clorofila b, essa molcula recebe os eltrons provenientes da fotlise da gua. Veja que os eltrons que penetram na clorofila b tambm no so os mesmos que dela saram no princpio do processo. Nas clulas eucariotas fotossintetizantes, as molculas de clorofila, os aceptores de eltrons e as enzimas que participam das reaes da fase clara encontram-se organizados nas membranas dos cloroplastos, formando unidades funcionais chamadas fotossistemas. Existem dois tipos de fotossistemas: fotossistema I (PS I) e fotossistema II (PS II).

O fotossistema I localiza-se, preferencialmente, nas membranas intergranas, em contato direto com o estroma, e absorve luz de comprimento de onda correspondente a 700 nm. Por isso, tambm chamado de fotossistema P700.

6 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 09

O fotossistema II localiza-se nas membranas dos tilacoides e absorve, principalmente, a luz, cujo comprimento de onda de 680 nm. Por isso, tambm denominado fotossistema P680.

A fotofosforilao cclica envolve apenas o fotossistema I, enquanto a acclica feita com a participao dos dois fotossistemas (I e II). Ao que tudo indica, a fotofosforilao cclica uma via alternativa para produo de ATP, sendo realizada apenas quando h pequena quantidade de NADP, ou seja, se no houver NADP disponvel para receber os eltrons, a ferridoxina os transfere para um conjunto de citocromos, do qual partem em direo mesma clorofila de que saram.

Fase escura (fase de Blackman, fase enzimtica, etapa qumica)

a segunda etapa da reao de fotossntese. Independe da luz para ocorrer, porm depende da ocorrncia da primeira etapa. Os principais fenmenos dessa etapa so: fixao do CO2, formao de PGA, formao de PGAL, formao de H2O, ciclo das pentoses, utilizao do NADPH2, utilizao do ATP e sntese da glicose.

As reaes da fase escura podem ser resumidas de acordo com o esquema a seguir:

6RDP 12PGAL

10PGAL

2PGAL

Fase escura(ciclo de Calvin)

12NADPH2

6ADP

6ATP

12ATP

12NADP+12ADP

Sntese de carboidratos

6CO212PGA

Fase escura da fotossntese Os 6CO2 reagem com 6 molculas de RDP (ribulose difosfato) ou RuBP (ribulose bifosfato), uma pentose existente no interior das clulas vegetais. Essa reao produz 12 molculas de PGA (cido fosfoglicrico ou fosfoglicerato) e 6H2O. Como PGA possui 3 carbonos, o ciclo de Calvin tambm chamado de ciclo C3, e as plantas que o possuem so chamadas de plantas C3. Num segundo momento, as 12 molculas de PGA recebem hidrognio (H2) das 12 molculas de NADPH2 provenientes da fase clara. Cada molcula de PGA recebe um H2. Essa reao utiliza energia proveniente da degradao do ATP. Ao receber um H2, cada molcula de PGA transforma-se em uma triose, o PGAL (aldedo fosfoglicrico). Assim, formam-se 12 molculas de PGAL. Destas, 2 se uniro para formar a glicose (C6H12O6), e as outras 10 reagiro umas com as outras, reconstituindo as 6 molculas da pentose ribulose. As pentoses que foram utilizadas no incio da fase escura so, portanto, reconstitudas ao final do processo, chamado ciclo das pentoses ou ciclo de Calvin.

Podemos resumir as fases clara e escura da fotossntese realizada pelas plantas por meio do seguinte esquema:

Luz

ATP

NADP+ADP + Pi

H2O

H2OCO2

C6H12O6

O2

NADPH2

Fase escura

Fase clara

A fase clara usa luz e gua (H2O) e produz oxignio (O2), ATP e NADPH2. A fase escura usa gs carbnico (CO2), ATP e NADPH2, produzindo gua e glicose (C6H12O6).

Muitos fatores ambientais influenciam a velocidade com que a planta realiza a fotossntese. A intensidade dessa reao pode ser medida pela quantidade de O2 liberada ou pela quantidade de CO2 produzida pela planta em um certo intervalo de tempo.

Entre os fatores ambientais (fatores externos) que influenciam a velocidade da fotossntese, temos: a intensidade de luz que a planta recebe; a temperatura ambiental; a concentrao de CO2 no meio onde se encontra a planta; e a disponibilidade de gua no ambiente.

Taxa

de

foto

ssn

tese

PSL Luz

Influncia da intensidade luminosa sobre a velocidade da fotossntese Desde que as demais condies sejam mantidas constantes, partindo-se de uma intensidade luminosa igual a zero, medida que a intensidade luminosa oferecida planta aumenta, a velocidade da reao de fotossntese tambm aumenta, at atingir um limite mximo, quando, ento, se estabiliza. A intensidade de luz, em que a velocidade da reao mxima e se estabiliza, denominada ponto de saturao lumnica ou ponto de saturao luminosa (PSL).

Para manter-se viva, a planta tambm precisa respirar e, ao contrrio do que acontece na fotossntese, tudo indica que a intensidade de luz no interfere na velocidade da reao da respirao, conforme mostra o grfico a seguir:

Fotossntese e quimiossntese

7Editora Bernoulli

BiO

LOG

iA

Taxa

de

resp

ira

o

Luz

Infl uncia da intensidade luminosa sobre a velocidade da respirao celular Qualquer que seja a intensidade de luz, a taxa de respirao permanece a mesma.

Ao realizar a respirao aerbia, a planta faz exatamente o contrrio do que faz na fotossntese, ou seja, consome oxignio (O2) e glicose (C6H12O6) e libera gs carbnico (CO2).

Taxa

Luz

Fotossntese

Respirao

PCF PSLComparao entre a fotossntese e a respirao aerbia das plantas Observe que existe uma determinada intensidade luminosa em que a velocidade com que a planta realiza a fotossntese igual velocidade com que faz a respirao.A intensidade luminosa em que h esse equilbrio entre fotossntese e respirao o ponto de compensao ftico (PCF). Quando est recebendo uma intensidade de luz correspondente ao seu PCF, a planta encontra-se em equilbrio energtico, pois toda a glicose produzida pela fotossntese ser consumida pela respirao, no havendo, portanto,saldo energtico. Tambm no PCF, todo o O2 produzido e liberado pela fotossntese ser utilizado na respirao, e todo o CO2 produzido pela respirao ser consumido pela fotossntese. Assim, fica claro que a planta, para sobreviver, no pode permanecer por um longo perodo recebendo uma intensidade luminosa abaixo do PCF, uma vez que, nessa intensidade, o consumo de glicose pela respirao superior sua produo pela fotossntese, o que obriga a planta a utilizar suas reservas de amido. Abaixo do PCF, uma vez esgotadas suas reservas, a planta morre, pois no ter glicose suficiente para atender s suas necessidades metablicas.Se mantida durante um certo tempo recebendo uma intensidade luminosa correspondente ao seu PCF, a planta sobrevive, porm no cresce, uma vez que toda a matria orgnica que for produzida pela fotossntese ser consumida pela respirao. Uma planta, para crescer, precisa acumular matria orgnica e, para isso, precisa realizar mais fotossntese do que respirao.

O ponto de compensao ftico no o mesmo para todas as espcies de plantas. As helifi las (plantas de sol), por exemplo, tm um ponto de compensao ftico elevado e, por isso, s conseguem viver em locais de alta luminosidade. As umbrfi las (plantas de sombra), ao contrrio, possuem um ponto de compensao ftico baixo, isto , necessitam de menor intensidade de luz e, por isso, conseguem se adaptar e sobreviver em ambientes sombreados.

Taxa

de

foto

ssn

tese

Temperatura

Infl uncia da temperatura sobre a velocidade da reao de fotossntese O grfi co mostra que, partindo-se de uma temperatura inicial baixa e mantendo-se constantes as condies de gua, intensidade luminosa e concentrao de CO2, o aumento da temperatura estimula o aumento da velocidade fotossinttica at um certo ponto, no qual a velocidade da reao atinge um valor mximo: a chamada temperatura tima da reao. Acima da temperatura tima, a velocidade comea a diminuir, devido ao processo de desnaturao das enzimas que atuam na reao, em especial na fase escura.

[CO2]Ta

xa d

e fo

toss

nte

se

Influncia da concentrao de CO2 no meio sobre a velocidade da reao de fotossntese Mantendo-se constantes todas as condies, medida que a concentrao de CO2 aumenta, a partir de uma concentrao inicial igual a zero, a taxa de fotossntese tambm aumenta, at atingir uma velocidade mxima, quando, ento, se estabiliza.

FOTOSSNTESE DAS BACTRiASA fotossntese realizada pelas cianobactrias semelhante

realizada pelas plantas, ou seja, usa gua como um dos reagentes e, consequentemente, libera O2. Entretanto, existem algumas bactrias fotossintetizantes que vivem em gua sulfurosa e usam, como reagentes, o CO2 e o gs sulfdrico (H2s), conforme mostra a equao a seguir:

6CO2 + 12H2S C6H12O6 + 6H2O + 12SLuz

Bacterioclorofila

Essas bactrias fotossintetizantes possuem um pigmento semelhante clorofi la das plantas, denominado bacterioclorofi la, que absorve radiaes de comprimento de onda correspondente ao infravermelho (fora do espectro da luz visvel ao olho humano). Observe que a fotossntese dessas bactrias no utiliza gua como reagente e, consequentemente, no libera O2.No lugar da gua, utiliza o H2S como fonte de hidrognio para a sntese da glicose. O enxofre produzido pela degradao do H2S forma grnulos que se acumulam temporariamente no citoplasma da clula bacteriana at serem excretados.

8 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 09

QUiMiOSSNTESETambm um processo de nutrio auttrofa (autotrfica)

que consiste na fabricao de substncias orgnicas a partir de substncias inorgnicas, utilizando energia proveniente de uma reao de oxidao (energia de oxidao). realizada por muitas espcies de bactrias. Veja o exemplo a seguir:

2NH3 + 3O2

6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2

2HNO2 + 2H2O1

2

Energia

A reao 1 uma reao de oxidao da amnia (NH3) em que h liberao de energia (energia de oxidao). A energia liberada pela reao 1 utilizada na reao 2, uma reao de quimiossntese, que, por sua vez, produz glicose (C6H12O6), a partir do gs carbnico (CO2) e da gua (H2O).

EXERCCiOS DE FiXAO01. (UFOP-MG) Com relao fotossntese, assinale a

afirmativa correta.

A) A produo de carboidrato ocorrer independentemente da etapa fotoqumica, se os cloroplastos forem providos com um suprimento constante de ATP e gua.

B) Ao se adicionar H2O18 a uma suspenso de cloroplastos

capazes de fazer fotossntese, a marcao ir aparecer no oxignio, quando a suspenso for exposta luz.

C) Na fase de escuro, a energia solar captada pela clorofila utilizada para sintetizar ATP, a partir de ADP e Pi (fosfato inorgnico).

D) A membrana tilacoide a sede das reaes do escuro, enquanto no estroma ocorrem as reaes de luz da fotossntese.

02. (FUVEsT-sP) O grfico e a tabela a seguir mostram as curvas de absoro de energia pelas clorofilas e os

comprimentos de onda da luz.

Absoro Clorofila aClorofila b

nm400 500 600 700

comprimento de onda em nm Luz

390-430 violeta

430-500 azul

500-560 verde

560-600 amarela

600-650 laranja

650-760 vermelha

Analisando-os, conclui-se que, teoricamente, obter-se-ia

maior produtividade em plantas iluminadas por luz

A) azul.

B) verde.

C) amarela.

D) laranja.

E) vermelha.

03. (PUC Minas) Associe as fases da fotossntese aos fenmenos que nelas ocorrem.

I. Fase clara

II. Fase escura

( ) Formao de ATP

( ) Reduo do CO2

( ) Liberao de O2

( ) Formao de NADPH2

A opo que contm a sequncia correta encontrada :

A) I, II, I, II

B) I, I, II, II

C) I, II, I, I

D) II, II, I, II

E) II, I, II, II

04. (PUC Minas) Observe o grfico a seguir, que representa as taxas de fotossntese e respirao de um vegetal:

Taxa defenmeno

Fotossntese

Respirao

Luz123 4 5

O ponto de compensao desse vegetal corresponde ao

nmero

A) 1. C) 3. E) 5.

B) 2. D) 4.

Fotossntese e quimiossntese

9Editora Bernoulli

BiO

LOG

iA

05. (FCMMG)

2H2S + O2 2H2O + 2S + Energia

6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2

Com relao s reaes acima, assinale a opo

correta.

A) Ocorrem como cadeia no interior de pigmentos.

B) Podem ser consideradas uma reao qumica de heterotrofismo nutritivo.

C) Por serem um tipo de fotossntese, s podem se realizar em presena da luz.

D) Realizam-se em seres que, obrigatoriamente, devem ter cor verde.

E) Trata-se da produo de um composto orgnico que pode ser realizada por bactrias.

EXERCCiOS PROPOSTOS

01. (UNEsP2010) No quadro negro, a professora anotou duas equaes qumicas, que representam dois importantes

processos biolgicos, e pediu aos alunos que fizessem

algumas afirmaes sobre elas.

Equaes:

I. 12H2O + 6CO2 C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

II. C6H12O6 + 6O2 6H2O + 6CO2

Pedro afirmou que, na equao I, o oxignio do gs carbnico ser liberado para a atmosfera na forma

de O2.

Joo afirmou que a equao I est errada, pois o processo em questo no forma gua.

Mariana afirmou que o processo representado pela equao II ocorre nos seres auttrofos

e nos hetertrofos.

Felipe afirmou que o processo representado pela equao I ocorre apenas em um dos cinco reinos:

Plantae.

Patrcia afirmou que o processo representado pela equao II fornece, maioria dos organismos, a energia necessria para suas atividades metablicas.

Pode-se dizer que

A) todos os alunos erraram em suas afirmaes.

B) todos os alunos fizeram afirmaes corretas.

C) apenas as meninas fizeram afirmaes corretas.

D) apenas os meninos fizeram afirmaes corretas.

E) apenas dois meninos e uma menina fizeram

afirmaes corretas.

02. (FCMsC-sP) Escrevendo-se que durante a etapa fotoqumica da fotossntese houve

I. fotlise da gua.

II. reduo do NADP a NADPH2.

III. fotofosforilao do ATP que passa a ADP.

IV. desprendimento de oxignio.

Foi cometido erro

A) na I e na II. D) na III, apenas.

B) na II, na III e na IV. E) na II e na III.

C) na II, apenas.

03. (Unimontes-MG2010) A fotossntese significa, etimologicamente, sntese pela luz e pode ser considerada

como um dos processos biolgicos mais importantes na

Terra. As afirmativas a seguir referem-se a esse processo.

Analise-as e assinale a correta.

A) A temperatura e a morfologia foliar podem interferir na fotossntese.

B) O processo considerado catablico.

C) A fase fotoqumica a ltima do processo fotossinttico.

D) O processo utiliza energia solar para converter o oxignio em dixido de carbono.

04. (PUC Minas) Na fase escura da fotossntese, h

A) quebra de gua. D) liberao de oxignio.

B) produo de ATP. E) fosforilao oxidativa.

C) uso de CO2 e ATP.

05. (PUC Minas) Observe o grfico a seguir:

Taxa

Fotossntese

Respirao

Luminosidade

A

B

C

sobre o grfico anterior, foram feitas trs afirmaes:

I. Em A, a taxa de fotossntese menor que a respirao.

II. Em B, a quantidade de oxignio produzida pela fotossntese igual consumida pela respirao.

III. Em C, a quantidade de glicose produzida pela fotossntese menor do que a consumida pela respirao.

So VerDaDeIraS as afirmativas

A) I e II, apenas. D) I, II e III.

B) I e III, apenas. E) I, apenas.

C) II e III, apenas.

10 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 09

06. (UFMG) Para se saber quais comprimentos de onda (cores do espectro) so absorvidos pelos pigmentos das plantas

durante a fotossntese, foram montados os esquemas A

e B.

InfravermelhoVermelhoLaranjaAmareloVerde

780650600580500470430390

Azul verdeAzul

VioletaUltravioleta

A

Infravermelho 780650600580500470430390

B

Com base nos dados dos esquemas e em seus conhecimentos sobre o assunto, indique a alternativa que apresenta as cores que No aparecero no esquema B.

A) Amarela e laranja

B) Azul e vermelha

C) Verde e vermelha

D) Violeta e amarela

E) Violeta e verde

07. (FCMMG)

Comprimento de onda (nm)

Abso

ro

da

luz

(%)

Folha clorofilada

Luz branca

100

400 500 600 700

80

60

40

20

0

A luz proveniente do Sol uma mistura de radiaes

eletromagnticas, cujos comprimentos de onda variam,

aproximadamente, de 380 nm a 750 nm.

Incidindo esse tipo de luz sobre uma folha clorofilada e

analisando o grau de absoro da luz pela folha atravs

do grfico anteriormente representado, podemos concluir

que a faixa correspondente luz verde est

A) entre 400 e 500 nm.

B) entre 500 e 600 nm.

C) entre 600 e 700 nm.

D) abaixo de 400 e acima de 700 nm.

08. (PUC Minas) A importncia da fase luminosa da fotossntese foi assim resumida de forma original pelo

bioqumico Albert Stzent-Gyorgvi: O que mantm a vida

em movimento uma pequena corrente eltrica mantida

pela luz do Sol.

Esto diretamente relacionados com a fase acima citada,

eXceto

A) O processo de fotofosforilao cclica.

B) O processo de fotofosforilao acclica.

C) Os transportadores de eltrons.

D) A captao de luz pelas clorofilas a e b.

E) A fixao do CO2 para produzir glicose.

09. (UFC) Para melhor compreenso do fenmeno biolgico, o processo de fotossntese pode ser dividido em duas

etapas: a fotoqumica e a qumica. Marque a alternativa

que contm os respectivos produtos finais dessas etapas.

A) ATP + NADP e amido.

B) Glicose + ADP e NADPH2.

C) ATP + NADPH2 e glicose.

D) ATP + NAD e glicose.

10. (PUC-sP) Assinale, entre as substncias a seguir relacionadas, a que No necessria para que se realize

a fotossntese.

A) ATP

B) CO2

C) H2O

D) Clorofila

E) Glicose

Fotossntese e quimiossntese

11Editora Bernoulli

BiO

LOG

iA

11. (FCMsC-sP) Um pesquisador, estudando fotossntese,

mediu:

I. A quantidade de glicose existente nas folhas de certa

planta, nos tempos t1 e t2.

II. O volume de gua absorvido pela planta no intervalo

de tempo t2 t1.

III. O volume de oxignio eliminado pelas folhas no

intervalo de tempo t2 t1.

IV. O volume de gs carbnico absorvido pela planta no

intervalo de tempo t2 t1.

Dessas medidas, as que ele deve utilizar para calcular,

com menor margem de erro, a taxa de fotossntese dessa

planta so

A) I e III. D) II e IV.

B) I e IV. E) III e IV.

C) II e III.

12. (UDESC) Quimiossntese a produo de matria orgnica, realizada a partir de substncias minerais

simples, usando energia qumica e

A) realizada por todos os vegetais.

B) realizada somente pelos animais.

C) realizada pelos vrus.

D) realizada por todos os animais e alguns vegetais.

E) realizada por pequeno nmero de bactrias autotrficas.

13. (VUNEsP) A produo de acar poderia ocorrer independentemente da etapa fotoqumica da fotossntese,

se os cloroplastos fossem providos com um suplemento

constante de

A) clorofila. D) oxignio.

B) ATP e NADPH2. E) gua.

C) ADP e NADP.

14. (UERJ) A procura de formas de vida em nosso sistema solar tem dirigido o interesse de cientistas para Io,

um dos satlites de Jpiter, que coberto por grandes

oceanos congelados. As condies na superfcie

so extremamente agressivas, mas supe-se que,

em grandes profundidades, a gua esteja em estado

lquido e a atividade vulcnica submarina seja frequente.

Considerando que tais condies so similares s do bioma

abissal da Terra, apoNte o tipo de bactria que poderia

ter se desenvolvido em Io e INDIque como esse tipo de

bactria obtm energia para a sntese de matria orgnica.

15. (CEFET-MG2011) Analise os grficos abaixo.

temperatura

taxa

de

foto

ssn

tese

1

temperatura

taxa

de

foto

ssn

tese

2

temperatura

taxa

de

foto

ssn

tese

3

temperatura

taxa

de

foto

ssn

tese

4

temperatura

taxa

de

foto

ssn

tese

5

O grfico que representa, corretameNte, a influncia

da temperatura sobre a fotossntese o de nmero

A) 1. B) 2. C) 3. D) 4. E) 5.

12 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 09

SEO ENEM01. (Enem2009) A fotossntese importante para a vida na

Terra. Nos cloroplastos dos organismos fotossintetizantes,

a energia solar convertida em energia qumica que,

juntamente com gua e gs carbnico (CO2), utilizada

para a sntese de compostos orgnicos (carboidratos).

A fotossntese o nico processo de importncia biolgica

capaz de realizar essa converso. Todos os organismos,

incluindo os produtores, aproveitam a energia armazenada

nos carboidratos para impulsionar os processos celulares,

liberando CO2 para a atmosfera e gua para a clula por

meio da respirao celular. Alm disso, grande frao

dos recursos energticos do planeta, produzidos tanto

no presente (biomassa) como em tempos remotos

(combustvel fssil), resultante da atividade fotossinttica.

As informaes sobre obteno e transformao dos recursos

naturais por meio dos processos vitais de fotossntese e

respirao, descritas no texto, permitem concluir que

A) o CO2 e a gua so molculas de alto teor energtico.

B) os carboidratos convertem energia solar em energia qumica.

C) a vida na Terra depende, em ltima anlise, da energia proveniente do Sol.

D) o processo respiratrio responsvel pela retirada de carbono da atmosfera.

E) a produo de biomassa e de combustvel fssil, por si, responsvel pelo aumento de CO2 atmosfrico.

02. (Enem2010) Um molusco, que vive no litoral oeste dos EUA, pode redefinir tudo o que se sabe sobre a diviso

entre animais e vegetais. Isso porque o molusco (Elysia

chlorotica) um hbrido de bicho e planta. Cientistas

americanos descobriram que o molusco conseguiu

incorporar um gene das algas e, por isso, desenvolveu a

capacidade de fazer fotossntese. o primeiro animal a se

alimentar apenas de luz e CO2 como as plantas.

GARATONI, B. Superinteressante. Edio 276, mar. 2010

(Adaptao).

A capacidade de o molusco fazer fotossntese deve estar

associada ao fato de o gene incorporado permitir que ele

passe a sintetizar

A) clorofila, que utiliza a energia do carbono para produzir glicose.

B) citocromo, que utiliza a energia da gua para formar oxignio.

C) clorofila, que doa eltrons para converter gs carbnico em oxignio.

D) citocromo, que doa eltrons da energia luminosa para produzir glicose.

E) clorofila, que transfere a energia da luz para compostos orgnicos.

GABARiTO

Fixao01. B

02. A

03. C

04. C

05. E

Propostos

01. C

02. D

03. A

04. C

05. A

06. B

07. B

08. E

09. C

10. E

11. E

12. E

13. B

14. Bactrias quimiossintetizantes, que obtm energia

da oxidao de substncias inorgnicas para

realizar a sntese de matria orgnica.

15. D

Seo Enem01. C

02. E

13Editora Bernoulli

MDULO

O estudo particular do ncleo celular denomina-se cariologia. Nas clulas procariotas, devido ausncia da carioteca, no existe ncleo individualizado, estando o material cromossmico (cromossomo) em contato direto com o hialoplasma. Muitos autores denominam de nucleoide a regio da clula procariota na qual se localiza o material cromossmico. Alguns chegam mesmo a dizer que a clula procariota no tem ncleo. As clulas eucariotas, por sua vez, apresentam um ncleo organizado ou individualizado, o material nuclear, que representado principalmente pelos cromossomos e encontra-se num espao delimitado pela carioteca (membrana nuclear).

Em geral, as clulas eucariotas possuem um nico ncleo, mas podem existir clulas com mais de um ncleo e at clulas desprovidas de ncleo. Assim, quanto ao nmero e presena ou no do ncleo, as clulas eucariotas podem ser:

a) mononucleadas (uninucleadas) Possuem um nico ncleo. Constituem a maioria das clulas.

B) Binucleadas Possuem dois ncleos. Muitas vezes, os dois ncleos presentes na clula so de tamanhos diferentes, sendo o maior denominado macroncleo e o menor, microncleo. Um bom exemplo de clulas desse tipo so as dos protozorios ciliados, como o Paramecium.

c) polinucleadas (multinucleadas) Possuem vrios ncleos. Conforme a sua origem ou modo de formao, as clulas polinucleadas podem ser sinccios ou plasmdios.

Sinccio

Plasmdio

a.

b.

Formao das clulas multinucleadas a. Sinccios so

massas citoplasmticas multinucleadas, formadas a partir da

unio de vrias clulas mononucleadas justapostas que perderam

as suas membranas laterais, como as clulas da placenta humana.

b. Plasmdios so massas citoplasmticas multinucleadas,

formadas a partir de uma nica clula mononucleada que cresce

e sofre vrias divises nucleares sem que ocorra a diviso do

citoplasma. As fibras musculares esquelticas so bons exemplos

de plasmdio.

D) anucleadas No possuem ncleo. So raras.

Exemplificando, temos as hemcias circulantes

(glbulos vermelhos) dos mamferos e as clulas dos vasos liberianos (condutores da seiva elaborada) dos vegetais vasculares.

Alm de conter os fatores hereditrios (genes), o ncleo controla as atividades metablicas da clula. Essa funo

controladora do ncleo foi demonstrada atravs dos

experimentos de merotomia, realizados por Balbiani no final do sculo XIX.

A

E

C

D

B

Experincia de Balbiani A merotomia consiste na seco de uma clula viva para que se possa estudar as modificaes sofridas pelos fragmentos celulares resultantes. Em sua

experincia, Balbiani trabalhou com amebas. Uma ameba (A)

foi seccionada em dois fragmentos: um deles nucleado (B)

e o outro anucleado (C). O fragmento anucleado, depois de

algum tempo, acaba morrendo por ter perdido a capacidade

de sntese proteica, tornando impraticveis a regenerao,

o crescimento e a reproduo. O fragmento nucleado, por sua vez,

sobrevive e regenera a parte perdida. Por outro lado,

se o fragmento anucleado (C) receber um ncleo transplantado

de uma outra ameba (D), ele sobrevive e regenera toda uma

nova ameba (E).

COMPONENTES DO NCLEO

Retculo endoplasmtico

Cariolinfa

Lamela externa

Lamela interna

Anulli (poro)

Cromatina

Nuclolo

Espaoperinuclear

Ncleo e suas estruturas

Biologia FRENTEO ncleo celular 10 A

01

Vrus: caractersticas gerais e reproduo

Autor: Marcos Lemos

14 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 10

Membrana nuclearDenominada, tambm, carioteca, cariomembrana e

envelope nuclear, caracteriza-se por ser uma membrana lipoproteica constituda por duas lamelas (interna e externa), entre as quais existe o espao perinuclear. Acha-se em comunicao com os canais do retculo endoplasmtico e possui poros denominados anulli, que permitem a comunicao entre o material nuclear e o citoplasma. Atravs desses poros, ocorre o intercmbio de substncias diversas entre o ncleo e o citoplasma, inclusive de macromolculas.

Retculo nucleoplasmticoDe descoberta recente, uma estrutura contnua e similar

ao retculo endoplasmtico, existente no citoplasma. uma organela nuclear formada por redes de tubos ramificados, relacionados com o armazenamento e controle de clcio intracelular.

Nucleoplasma (carioplasma, cariolinfa, suco nuclear)

Material semelhante ao hialoplasma, constitudo basicamente por gua e protenas. Nele, mantm-se suspensos os chamados elementos figurados nucleares, representados pelos nuclolos e pela cromatina.

Nuclolo (plasmossomo)Corpsculo constitudo pelo acmulo de RNA-ribossmico

(RNA-r) associado a algumas protenas simples.Em determinados momentos do ciclo de vida celular, mais precisamente na fase inicial da diviso celular, as molculas de RNA-r do nuclolo espalham-se e migram para o citoplasma, onde se combinam com protenas para formar os ribossomos. Na fase final da diviso, novas molculas de RNA-r so sintetizadas e se unem, fazendo surgir novos nuclolos nas clulas. Numa clula, poder existir mais de um nuclolo por ncleo.

CromatinaSubstncia resultante da associao entre histonas (protenas

simples) e DNA. , portanto, uma desoxirribonucleoprotena e representa o material gentico contido no ncleo.

Quando a clula se encontra em intrfase (fase em que

a clula no est em processo de diviso), a cromatina organiza-se, formando uma rede de finssimos filamentos que se entrelaam. Nesses filamentos de cromatina, que alguns autores chamam de cromonemas, distinguimos

regies bastante distendidas e algumas regies mais

condensadas. As regies mais distendidas so denominadas

de eucromatina e as regies espiraladas, heterocromatina.

Quando se observa o ncleo no microscpio, as regies de

heterocromatina, por estarem mais condensadas, coram-se

mais em presena de corantes bsicos (hematoxilina,

por exemplo) e, assim, aparecem, no ncleo, algumas manchas mais coradas que, muitas vezes, so confundidas

com os nuclolos. Por isso, essas manchas mais coradas, que

correspondem a regies de heterocromatina, so conhecidas

por falsos nuclolos (cariossomos, cromocentros).

Durante a diviso celular (mitose ou meiose), as regies de eucromatina, que na intrfase se encontravam

distendidas, sofrem uma intensa espiralizao, enquanto

as regies de heterocromatina permanecem praticamente

inalteradas. Com isso, os filamentos tornam-se mais curtos, mais grossos, mais visveis e passam a ser chamados de

cromossomos.

Cromonema(Intrfase)

Cromossomo(Mitose)

Eucromatina

Heterocromatina

Os filamentos de cromatina da intrfase e os cromossomos da diviso celular representam dois aspectos morfolgicos e fisiolgicos da mesma estrutura em momentos diferentes do ciclo de vida da clula.

Cada cromossomo formado por uma nica e longa molcula de DNA. Em certas regies, essa molcula enrola-se em volta de protenas chamadas histonas. Um conjunto de oito unidades de histonas com o DNA em volta chamado de nucleossoma.

Nucleossomos

DNA

Histonas

Trecho de umamolcula de DNA

Formao dos nucleossomos

OBsERVAO

Nas clulas procariotas, o cromossomo no apresenta histonas associadas ao DNA.

O ncleo celular

15Editora Bernoulli

BiO

LOG

iA

Satlite

Constrio secundrianucleolar

(zona SAT)

Brao

Telmero

Constrio secundria

Cinetcoro

Microtbulos do cinetcoro

Constrio primria

(centrmero)

Componentes de um cromossomo Na espessura dos cromossomos, existem algumas regies de estreitamento (estrangulamento), denominadas constries cromossmicas. Essas constries correspondem s regies de heterocromatina que j se encontravam levemente espiraladas na intrfase e que permanecem praticamente inalteradas durante a diviso celular. Convencionou-se chamar de constrio primria ou centrmero aquela que, durante a diviso celular, se liga o cinetcoro. O cinetcoro um corpsculo discoide de natureza proteica, originrio do ncleo celular, onde se prendem microtbulos do fuso da diviso. Alm da constrio primria, os cromossomos podem ter outras constries, as constries secundrias, que no possuem cinetcoro. Alguns cromossomos possuem uma constrio secundria conhecida por zona SAT ou constrio secundria nucleolar, que precede uma extremidade globosa do cromossomo, denominada satlite. As extremidades dos cromossomos denominam-se telmeros (telos, fim). Durante as divises celulares, h perda de alguns nucleotdeos do DNA do telmero, que, ento, diminui aps cada mitose. Entretanto, por ao de uma enzima, a telomerase, o telmero pode recuperar o seu tamanho original. Assim, a telomerase capaz de manter constantes o tamanho e as propriedades do telmero. Em clulas cuja telomerase alterada ou inibida, os telmeros tornam-se cada vez mais curtos ao longo das sucessivas divises e, quando chegam a um tamanho mnimo, as clulas comeam a morrer. Isso acontece, por exemplo, nas clulas em processo de senescncia (envelhecimento). O telmero, portanto, relaciona-se ao envelhecimento e ao tempo de vida celular, funcionando como um relgio molecular.

De acordo com a posio do centrmero no filamento cromossmico, os cromossomos podem ser: metacntricos, submetacntricos, acrocntricos e telocntricos.

CentrmeroMetacntrico Submetacntrico

TelocntricoAcrocntrico

Tipos de cromossomos quanto posio do centrmero Metacntricos: possuem centrmero localizado na regio mediana. Apresentam dois braos do mesmo tamanho.

Submetacntricos: possuem centrmero localizado um pouco deslocado da regio mediana. Possuem dois braos de tamanhos diferentes, sendo que um pouco maior do que o outro. Acrocntricos: possuem centrmero localizado bem prximo a uma das extremidades. Apresentam dois braos de tamanhos diferentes, sendo que um bem maior do que o outro. Telocntricos: possuem centrmero localizado numa das extremidades. Apresentam um nico brao.

Existem clulas onde os cromossomos se organizam aos pares. Cada par de cromossomos formado por um cromossomo de origem paterna e outro de origem materna, que contm genes relacionados com as mesmas caractersticas. Esses cromossomos so chamados de cromossomos homlogos.

A C

Gameta Gameta

Zigoto

Fecundao

I I II II

III

BAB

ab

I IIab

C c

c

Genes A e a caracterstica X A e a so genes alelos.

Genes B e b caracterstica Y B e b so genes alelos.Genes C e c caracterstica Z C e c so genes alelos.

Cromossomo I homlogo do cromossomo I.

Cromossomo II homlogo do cromossomo II.

As clulas que possuem pares de cromossomos homlogos so chamadas de clulas diploides (2n), e as que no possuem pares de cromossomos homlogos so ditas clulas haploides (n). Os gametas so exemplos de clulas haploides, enquanto o zigoto uma clula diploide.

Dizer que o nmero 2n de uma espcie igual a 4 (2n = 4), por exemplo, significa dizer que, em cada clula diploide dessa espcie, existem 4 cromossomos distribudos aos pares. Isto , em cada clula diploide dessa espcie, existem 2 pares de cromossomos homlogos. Do mesmo modo, quando se diz que o nmero haploide de uma espcie igual a 2 (n = 2), em outras palavras, em cada clula haploide dessa espcie existem 2 cromossomos.

Os cromossomos, por terem DNA em sua composio, so estruturas capazes de sofrer duplicao.

Cen

trm

ero

Duplicao

Cromtide Cromtide

Separao dascromtides

Cromossomosimples

Cromossomosimples

Cromossomosimples

Cromossomoduplo

Duplicao dos cromossomos Dependendo da fase do ciclo celular em que clulas diploides e haploides se encontram, os cromossomos podem ser simples (constitudos por um nico filamento) ou duplos (constitudos por dois filamentos, chamados cromtides, unidos pelo centrmero).

16 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 10

No se deve confundir cromossomos duplos com nmero diploide de cromossomos. Por exemplo: se, numa espcie, o nmero 2n = 4 e o nmero n = 2, ento, nessa espcie, qualquer clula que tiver 4 cromossomos simples ou 4 cromossomos duplos ser uma clula diploide; qualquer clula que tiver 2 cromossomos simples ou 2 cromossomos duplos ser haploide. Portanto, podem existir clulas diploides e haploides com cromossomos simples ou com cromossomos duplos. Veja o exemplo a seguir:

a b c d

2n 2n n n

Clulas pertencentes a uma espcie na qual 2n = 4 a. Clula diploide com cromossomos simples; b. Clula diploide com cromossomos duplos; c. Clula haploide com cromossomos simples; d. Clula haploide com cromossomos duplos.

Os dados relativos ao nmero, forma e tamanho dos cromossomos das clulas diploides de uma espcie constituem o caritipo da espcie.

O nmero de cromossomos presentes no caritipo varia de acordo com a espcie. A tabela a seguir mostra o nmero diploide (2n) de cromossomos de algumas espcies.

espcie Nmero 2n de cromossomos

Homo sapiens (homem) 46

Pan troglodytes (chimpanz) 48

Gorilla gorilla (gorila) 48

Canis familiaris (co) 78

Solanum lycopersicum (tomate) 24

Oryza sativa (arroz) 24

Solanum tuberosum (batata) 48

Ao observar a tabela anterior, conclui-se que o nmero

de cromossomos:

No o mesmo para todas as espcies.

No critrio para se identificar uma espcie, uma vez que espcies diferentes podem apresentar

o mesmo nmero de cromossomos.

constante para cada espcie, isto , todos os indivduos normais de uma espcie apresentam o

mesmo nmero de cromossomos.

No determina o grau evolutivo de uma espcie.

OS CROMOSSOMOS hUMANOSJ vimos que, na nossa espcie, o nmero normal de

cromossomos nas clulas diploides 46 (2n = 46) e o nmero haploide, 23 (n = 23). Isto significa que, em cada clula diploide dos indivduos normais da espcie humana, existem 46 cromossomos (23 pares de cromossomos homlogos) e, em cada clula haploide normal, existem 23 cromossomos. Na espcie humana, e em muitas outras, os cromossomos podem ser subdivididos em dois grupos: autossomos e cromossomos sexuais (heterossomos, alossomos). Os cromossomos sexuais podem ser de dois tipos diferentes: X e Y.

Sexo clulas do corpo (2n) Gametas (clulas n)

44 A + XX 22 A + X

44 A + XY 22 A + X22 A + Y

Caritipo humano As mulheres tm, em suas clulas diploides (2n), 44 autossomos (22 pares de autossomos) + 2 cromossomos sexuais do tipo X (1 par de cromossomos sexuais). Os vulos, gametas femininos, como so clulas haploides (n), tm apenas 22 autossomos + 1 cromossomo sexual do tipo X. Os homens tm, em suas clulas diploides (2n), 44 autossomos (22 pares de autossomos) + 2 cromossomos sexuais, sendo um do tipo X e o outro do tipo Y (1 par de cromossomos sexuais). Os espermatozoides, gametas masculinos, possuem, cada um, apenas 22 autossomos + 1 cromossomo sexual, que poder ser do tipo X ou do tipo Y.

As mulheres formam apenas um tipo de gameta (vulo), no que diz respeito ao tipo de cromossomo sexual, ou seja, todos os vulos normais possuem o cromossomo sexual do tipo X. Por isso, o sexo feminino, na nossa espcie, dito homogamtico. Os indivduos do sexo masculino, ao contrrio, formam dois tipos de gametas (espermatozoides), no que diz respeito aos cromossomos sexuais: existem espermatozoides com o cromossomo X e espermatozoides com o cromossomo Y. Por isso, na nossa espcie, o sexo masculino dito heterogamtico.

Os 23 pares de cromossomos humanos podem ser agrupados numa representao grfica na qual os pares de cromossomos so numerados, sendo que os 22 primeiros pares representam autossomos e o 23 par o dos cromossomos sexuais.

MUTAES CROMOSSMiCASO nmero normal de cromossomos nas clulas dos

indivduos bem como a forma (estrutura) normal dos cromossomos podem sofrer alteraes: so as chamadas mutaes cromossmicas ou aberraes cromossmicas. Podem ser numricas e estruturais.

O ncleo celular

17Editora Bernoulli

BiO

LOG

iA

Mutaes cromossmicas numricas

So alteraes no nmero normal de cromossomos do caritipo. Quando essa alterao de apenas um ou dois cromossomos, trata-se de uma aneuploidia; quando h alterao de todo um conjunto n (haploide) de cromossomos, temos uma euploidia.

a) aneuploidias So mutaes cromossmicas numricas, nas quais h perda ou acrscimo de um ou dois cromossomos em relao ao caritipo normal. Esto subdivididas em trissomias (2n + 1), tetrassomias (2n + 2), monossomias (2n 1) e nulissomias (2n 2).

Sndrome de Down, sndrome de Klinefelter, sndrome do Triplo X e a sndrome do Duplo Y so alguns exemplos de trissomias que podem aparecer na nossa espcie. A sndrome de Turner um exemplo de monossomia. Na nulissomia (2n 2), os dois cromossomos que faltam so homlogos e, portanto, h ausncia total de um par de cromossomos no caritipo, o que tem efeito letal sobre o embrio.

a.1) Sndrome de Down, mongolismo uma alterao no nmero normal de autossomos, sendo, portanto, uma aberrao autossmica. Nos indivduos portadores dessa anomalia, existem trs cromossomos no par 21 (trissomia do par 21). Como apresenta um autossomo a mais, em relao aos indivduos normais, o caritipo dos portadores da sndrome de Down pode ser assim representado: 45 A + XX (mulher Down) e 45 A + XY (homem Down).

Na sndrome de Down, os indivduos apresentam um grande nmero de caractersticas como: aspecto do rosto em forma de lua cheia; inchao das plpebras; aumento da separao dos olhos; achatamento da raiz nasal; falta de coordenao motora; deficincia mental (baixo quociente intelectual).

Estatisticamente, est demonstrado que a incidncia da sndrome de Down maior em filhos de mulheres de idade mais avanada.

a.2) Sndrome de Klinefelter Trata-se de uma aberrao cromossmica sexual, uma vez que os portadores dessa sndrome tm trs cromossomos sexuais em suas clulas, sendo dois do tipo X e um do tipo Y. seu caritipo : 44 A + XXY (homem).

Os indivduos com sndrome de Klinefelter so do sexo masculino, porm so estreis devido atrofia dos seus testculos. Apresentam deficincia mental e desenvolvem algumas caractersticas sexuais secundrias femininas, como a ginecomastia (desenvolvimento das mamas).

a.3) Sndrome de turner outra aberrao cromossmica sexual, uma vez que os indivduos possuem apenas um cromossomo sexual do tipo X em suas clulas. Seu caritipo pode ser representado por: 44 A + X0.

Na sndrome de Turner, os indivduos so do sexo feminino e, geralmente, estreis devido atrofia dos seus ovrios. Geralmente, apresentam baixa estatura, pescoo alargado (pescoo alado), ombros largos e ausncia de mamas. Como os ovrios e o tero no se desenvolvem, no h menstruao e nem caracteres sexuais secundrios.

a.4) Sndrome do triplo X (superfmea) seu caritipo : 44 A + XXX (mulher). As mulheres que a possuem so frteis, embora com alguns distrbios sexuais e, s vezes, retardamento mental. Seus caracteres sexuais femininos so normais, a no ser pela amenorreia (ausncia de menstruao).

a.5) Sndrome do duplo Y So homens com o caritipo: 44 A + XYY. So indivduos aparentemente normais, frteis, geralmente altos, s vezes com retardamento mental e muito agressivos. Segundo alguns autores, os portadores dessa sndrome apresentam uma tendncia maior delinquncia, so irresponsveis e imaturos, se comparados a indivduos que no apresentam a sndrome, evidenciando um comportamento antissocial desde a pouca idade.

B) euploidia So mutaes cromossmicas numricas, nas quais h alterao de todo um conjunto haploide (n) de cromossomos. A grande maioria dos organismos eucariontes normalmente diploide (2n). Assim, indivduos que apresentam euplodias podem ser triploides (3n), tetraploides (4n), etc. A anomalia sempre envolve conjuntos inteiros (n) de cromossomos. Normalmente, usa-se o termo poliploide para indicar organismos com mais de dois conjuntos de cromossomos.

Os mutantes tr ip lo ides (3n) or ig inam-se, normalmente, da juno de um gameta normal haploide (n) com outro gameta anmalo diploide (2n). Geralmente, esses mutantes so estreis. Organismos tetraploides (4n) podem se originar da juno de dois gametas anmalos diploides, ou, ainda, de clulas diploides (2n) em que ocorre duplicao dos cromossomos, sem haver diviso da clula. Esse fenmeno pode ser espontneo ou induzido por algumas substncias, como a colchicina. A tetraploidia mais comum em vegetais.

Muitas plantas cultivadas so poliploides: existem variedades de trigo hexaploides (6n), alguns morangos so octoploides (8n). Os vegetais poliploides, muitas vezes, so mais robustos e mais desenvolvidos que seus ancestrais diploides, apresentando folhas, flores e frutos maiores. Certos vegetais tetraploides, como batata, caf e amendoim so tambm maiores e mais vigorosos do que as variedades diploides. por esse motivo que tcnicas especiais tm sido usadas para se induzir mutaes e obter esses mutantes.

aneuploidias euploidias

Monossomia (2n 1) Haploidia (n)

Nulissomia (2n 2) Triploidia (3n)

Trissomia (2n + 1) Tetraploidia (4n)

Tetrassomia (2n +2) etc.

Mutaes cromossmicas numricas

18 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 10

Mutaes cromossmicas estruturais

so modificaes na estrutura normal dos cromossomos. Podem ser dos seguintes tipos: deleo, inverso,

duplicao e translocao.

Deleo em umcromossomo

Deleo em umcromossomo (preto)e translocao em

outro (branco)

Inverso em umcromossomo

Duplicao em um cromossomo

Dois pares de cromossomos normais

A B C

A B C

A B C

A B C

A B C

A B C A B C C

A B

A B C

A B C

E F G

E F G

E F G

E F G

E F G C

E F G

E F G

E G F

E F

E F G

A

B D

C

Mutaes cromossmicas estruturais A. Deleo ou deficincia: Ausncia de um segmento no cromossomo, isto , a falta de um pedao no cromossomo. Deficincias muito acentuadas podem ser letais, provenientes dessa ausncia, pois implicam a perda de muitos genes. B. Inverso: Quando o cromossomo possui um pedao invertido. Nas inverses, um segmento de cromossomo quebra-se, sofre uma rotao de 180 e se solda novamente. Com isso, evidentemente, altera-se a sequncia ou a ordem dos genes ao longo do cromossomo. C. Duplicao: Quando o cromossomo possui um pedao repetido. Nesse caso, o cromossomo tem uma srie de genes repetidos. D. Translocao: Quando um cromossomo recebe um pedao proveniente de um outro cromossomo que no seja o seu homlogo, ou quando h troca de pedaos entre cromossomos no homlogos.

A CROMATiNA SEXUALNa dcada de 1940, Bertram e Barr descobriram, nas

clulas diploides (2n) em intrfase de fmeas de mamferos, em um grande nmero de espcies e inclusive na espcie humana, um corpsculo pequeno, bem corvel pelos corantes bsicos. Tal corpsculo, que normalmente no existe no ncleo das clulas masculinas, recebeu o nome de corpsculo de Barr e, mais tarde, passou a ser denominado tambm de cromatina sexual. Descobriu-se que a cromatina sexual corresponde, na realidade, a um dos cromossomos X das fmeas que, na intrfase, se encontra espiralado.

Segundo a hiptese proposta pela pesquisadora inglesa Mary Lyon, as fmeas de mamferos compensariam a dose dupla de genes do cromossomo X atravs da inativao de um desses cromossomos. Assim, em cada clula do corpo da fmea, haveria um cromossomo X ativo e outro inativo que, desse modo, ficariam iguais s cluas masculinas, que possuem apenas uma cpia funcionante dos genes ligados ao X. Essa inativao de um dos cromossomos X acontece ainda nas fases iniciais do desenvolvimento embrionrio.

Descobriu-se, tambm, que o nmero de cromatinas sexuais corresponde ao nmero de cromossomos X existente no caritipo menos 1.

Assim, uma mulher normal (44 A + XX) possui em suas clulas apenas uma cromatina sexual; a mulher com sndrome do Triplo X (44 A + XXX) apresenta duas cromatinas sexuais; a mulher com sndrome de Turner (44 A + X0) no apresenta cromatina sexual. Por outro lado, o homem com sndrome de Klinefelter (44 A + XXY), embora do sexo masculino, apresenta em suas clulas uma cromatina sexual.

IndivduoNmero de

cromossomos X

N de

cromatinas

sexuais

Homem normal(44 A + XY) 1 0

Mulher normal(44 A + XX) 2 1

Sndrome de Turner(44 A + X0) 1 0

Sndrome de Klinefelter(44 A + XXY) 2 1

Sndrome do Triplo X(44 A + XXX) 3 2

Em casos de anomalias cromossmicas, em que a pessoa

possui mais de dois cromossomos X, existe mais de uma

cromatina sexual (corpsculo de Barr) no ncleo das clulas. Isso porque o mecanismo de compensao de dose torna

inativos todos os cromossomos X das clulas, com exceo

de um, que continua funcional.

A cromatina sexual pode ser encontrada sob formas

distintas: a) prxima do nuclolo, como acontece em certas clulas nervosas; b) na face interna da carioteca, como nas clulas da mucosa bucal; c) livre no suco nuclear, como na maioria dos neurnios; d) como uma expanso nuclear, como nos neutrfilos (um tipo de leuccito), nos quais a cromatina sexual aparece como um bastozinho, denominado baqueta

de tambor ou drum-stick.

O ncleo celular

19Editora Bernoulli

BiO

LOG

iA

AB

Cromatina sexual A. Cromatina sexual de clula da mucosa

bucal de uma mulher normal; B. Cromatina sexual em neutrfilo

(tipo de leuccito) de uma mulher normal.

A cromatina sexual tem grande interesse, do ponto de

vista clnico, para o diagnstico de algumas sndromes,

como tambm para um diagnstico precoce do sexo antes

do nascimento.

EXERCCiOS DE FiXAO01. (UFMG) Representao esquemtica de clulas de 6

indivduos com a indicao do nmero de autossomos e

da constituio dos cromossomos sexuais.

40 AXY

20 AX

44 AXY

22 AX

45 AXY

44 AXXY

1 2 3 4 5 6

A respeito destas clulas, qual a alternativa erraDa?

A) 1 e 2 podem pertencer a indivduos da mesma espcie, mas 1 diploide e 2 haploide.

B) 1 e 3 podem pertencer a indivduos normais, mas de espcies diferentes.

C) 2 e 4 podem pertencer a espcies diferentes e podem ser haploides.

D) 3 e 4 podem pertencer a indivduos da espcie humana, mas apenas 3 pode pertencer ao sexo masculino.

E) 5 e 6 podem pertencer a indivduos da espcie humana, mas 5 pode apresentar sndrome de Down, e 6 apresenta sndrome de Klinefelter.

02. (PUC Minas) Na determinao do sexo na espcie humana, No correto dizer que

A) a ausncia do Y determina o sexo feminino.

B) nas anormalidades cromossmicas, o sexo depende da proporo de X sobre os autossomos.

C) os gametas masculinos podem ser AX e AY.

D) a presena do Y determina o sexo masculino.

E) o sexo homogamtico o feminino.

03. (UFsM-Rs) Associe as colunas:

1. Genoma

2. Gene

3. Cromossomo

4. Caritipo

( ) segmento de DNA que contm instruo para a formao de uma protena.

( ) Estrutura formada por uma nica molcula de DNA, muito longa, associada a protenas, visveis durante

a diviso celular.

( ) Conjunto de genes de uma espcie.

A numerao correta

A) 1 - 2 - 3. D) 3 - 2 - 4.

B) 2 - 3 - 1. E) 3 - 4 - 1.

C) 2 - 4 - 1.

04. (UFMG)

Ncleo

Transplante do ncleo para o fragmentoanucleado

Fragmento nucleado

O desenho representa duas experincias em amebas,

que demonstram a importncia do ncleo no controle das

atividades celulares. Qual das afirmativas erraDa em

relao a essas experincias?

A) A poro nucleada da ameba capaz de se dividir, originando uma populao de amebas.

B) A poro anucleada de uma ameba seccionada morre aps algum tempo.

C) Uma ameba com ncleo transplantado incapaz de se dividir.

D) A poro nucleada da ameba cresce e vive normalmente.

E) O transplante do ncleo para o fragmento de uma ameba anucleada regenera suas funes vitais.

05. (PUC Minas) Com relao aos nuclolos, INcorreto dizer que

A) pode haver mais de um por ncleo.

B) envolvido por membrana especfica.

C) rico em RNA-ribossmico.

D) se desintegra no incio da diviso celular.

E) no est presente em clulas procariontes.

20 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 10

EXERCCiOS PROPOSTOS

01. (PUC Rio2010) Em um laboratrio de citogentica, o geneticista deparou-se com o idiograma obtido do

caritipo de uma criana, mostrado a seguir:

1 2 3 4 5

6 7 8 9 10 11 12

13 14 15 16 17 18

19 20 21 22 X Y

Observando-se esse idiograma, correto afirmar que

essa criana apresenta o fentipo de

A) um menino com sndrome de Klinefelter.

B) uma menina com sndrome de Klinefelter.

C) um menino com sndrome de Down.

D) um menino com sndrome de Turner.

E) uma menina com sndrome de Turner.

02. (PUC Rio) Na espcie humana, existem duas sndromes ligadas aos cromossomos sexuais: a de Turner e a de

Klinefelter. Os indivduos portadores dessas sndromes

so, respectivamente:

A) o primeiro macho (X0) e o segundo fmea (XXY), ambos estreis.

B) o primeiro fmea estril (X0) e o segundo macho normal (XXY).

C) o primeiro fmea (X0) e o segundo macho (XXY), ambos estreis.

D) o primeiro macho estril (X0) e o segundo fmea normal (XXY).

E) o primeiro fmea (X0) e o segundo macho (XXY), ambos normais.

03. (UFMT) Considere a figura seguinte, que representa uma clula.

Qual das alternativas da tabela indica corretameNte

o nmero de estruturas representado na figura?

cromossomos cromtides centrmeros

A) 4 4 2

B) 2 4 4

C) 4 2 2

D) 2 2 4

E) 2 4 2

04. (UFMs2009) Cada espcie animal apresenta um nmero determinado de cromossomos. Nesse sentido,

o homem, o bovino e o equino apresentam nmero

haploide de 23, 30 e 32 cromossomos, respectivamente.

Com relao ao nmero normal de cromossomos,

autossomos e sexuais, de gametas (haploides) e clulas

somticas (diploides), assinale a(s) proposio(es)

correta(S).

01. Uma clula epitelial equina apresenta 62 cromossomos

autossomos e 2 sexuais.

02. Um neurnio bovino apresenta 1 cromossomo sexual

e 59 autossomos.

04. Um leuccito humano apresenta 44 cromossomos

autossomos e 2 sexuais.

08. Um espermatozoide equino apresenta 2 cromossomos

sexuais e 30 autossomos.

16. Um vulo humano apresenta 2 cromossomos sexuais

e 21 autossomos.

32. Um espermatozoide bovino apresenta 29 cromossomos

autossomos e 1 sexual.

soma ( )

05. (UFF-RJ) Diversas protenas, como histonas e vrias enzimas, embora sintetizadas no citoplasma,

so encontradas no ncleo.

A passagem destas macromolculas pelo envoltrio

nuclear possvel, porque

A) ocorre um mecanismo especfico de endocitose que permite a passagem de macromolculas.

B) o envoltrio nuclear possui poros que permitem a passagem de macromolculas.

C) ocorre um mecanismo especfico de pinocitose que permite o englobamento de a lgumas macromolculas.

D) existe, neste envoltrio, um mecanismo de transporte simultneo e oposto de cido ribonucleico e protenas.

E) existem transportadores nas membranas externa e interna do envoltrio nuclear que realizam o transporte das macromolculas, passando pelo lmen do envoltrio.

O ncleo celular

21Editora Bernoulli

BiO

LOG

iA

06. (UFMG) Agrupando-se os cromossomos presentes em clulas somticas normais de homens e mulheres, em relao posio do centrmero, obtm-se os seguintes dados:

posio do centrmero

Nmero de cromossomos presentes

masculino Feminino

Acrocntricos 11 10

Submetacntricos 25 26

Metacntricos 10 10

A partir desses dados, pode-se concluir que os cromossomos sexuais X e Y so, respectivamente,

A) acrocntrico e submetacntrico.B) metacntrico e submetacntrico.C) submetacntrico e acrocntrico.D) submetacntrico e metacntrico.E) metacntrico e metacntrico.

07. (PUC Minas) Considere a representao dos caritipos de 3 indivduos da espcie humana com alteraes numricas.

47XXY

45X

47XXX

1 2 3

correto afirmar que o indivduo

A) 1 apresenta uma aneuploidia.B) 2 apresenta cromatina sexual.C) 3 no apresenta cromatina sexual.D) 2 apresenta uma euploidia.E) 3 sempre do sexo masculino.

08. (FCMMG)

XX XY

O desenho anterior representa um casal de moscas de frutas (Drosophila) e seus respectivos cromossomos. Essa espcie tem quatro pares de cromossomos, sendo 3 de autossomos e 1 par de cromossomos sexuais.

A partir desse esquema, correto afirmar queA) a fmea heterogamtica.B) o nmero diploide da espcie igual a 4.C) os autossomos so homlogos aos heterossomos.D) o macho responsvel pela determinao do sexo.

09. (Cesesp-PE) Afirmativas sobre aberraes cromossmicas na espcie humana so feitas a seguir.

I. A sndrome de Down ou mongolismo representa um

caso de trissomia.

II. A sndrome de Turner representa um caso de

monossomia.

III. A sndrome de Klinefelter representa um caso de

tetrassomia.

Assinale:

A) Todas esto corretas.

B) I e II esto corretas.

C) II e III esto corretas.

D) I e III esto corretas.

E) somente I est correta.

10. (Cesgranrio) A cromatina sexual aparece, microscopia ptica, como uma massa densa colada ao envoltrio

nuclear de clulas em intrfase. Nos esquemas a

seguir, esto diagramados padres de cromatina sexual

(1, 2, 3) e de caritipos (4, 5, 6).

1 2 3

4 5 6

48:XXYY 48:XXXY 48:XYYY

Quais so as correlaes corretaS?

A) 2-4 e 1-5. D) 1-4 e 2-5.

B) 1-5 e 3-6. E) 3-5 e 1-6.

C) 2-4 e 3-6.

11. (UFMG) A identificao do fator que origina indivduos com sndrome de Down se tornou possvel pela utilizao

da tcnica de

A) contagem e identificao dos cromossomos.

B) cultura de clulas e tecidos.

C) mapeamento do genoma humano.

D) produo de DNA recombinante.

12. (Unicamp-sP) comeNte a frase: Cromossomos e cromatina so dois estados morfolgicos dos mesmos

componentes celulares de eucariontes.

13. (Unicamp-sP) Uma clula que apresenta grande quantidade de sntese proteica tende a apresentar,

em geral, um grande nuclolo. eXpLIque essa relao.

22 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 10

SEO ENEM

01. (Enem1999) A sequncia abaixo indica, de maneira simplificada, os passos seguidos por um grupo de

cientistas para a clonagem de uma vaca.

I. Retirou-se um vulo da vaca Z. O ncleo foi

desprezado, obtendo-se um vulo anucleado.

II. Retirou-se uma clula da glndula mamria da vaca W.

O ncleo foi isolado e conservado, desprezando-se

o resto da clula.

III. O ncleo da clula da glndula mamria foi introduzido

no vulo anucleado. A clula reconstituda foi

estimulada para entrar em diviso.

IV. Aps algumas divises, o embrio foi implantado no tero de uma terceira vaca Y, me de aluguel. O

embrio se desenvolveu e deu origem ao clone.

Considerando-se que os animais Z, W e Y no tm

parentesco, pode-se afirmar que o animal resultante da

clonagem tem as caractersticas genticas da(s) vaca(s)

A) Z, apenas. D) Z e W, apenas.

B) W, apenas. E) Z, W e Y.

C) Y, apenas.

02. O caso mais significativo de trissomia em seres humanos a sndrome de Down (sD), assim denominada em

homenagem ao mdico ingls do sculo dezenove,

J. Langdon Down, que primeiro descreveu a sndrome

em 1866. [...] As crianas com SD so de leve a

moderadamente retardadas, mas, com os recentes

avanos mdicos, educacionais e sociais, elas podem

desenvolver-se muito mais do que as primeiras geraes

achavam possvel. Elas podem aprender a cuidar de si,

a ler e a praticar atividades manuais.

BURN; BOTTINO. Gentica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1991. 6. ed. p. 237 (Adaptao).

O grfico a seguir mostra a correlao entre nascimento

de crianas com sndrome de Down e a idade materna.

0 20

20

25

25

10

5

15

30 35 40 45 50

Idade materna

Inci

dn

cia

por

mil

nat

iviv

os

A anlise do grfico permite concluir que a frequncia de

nascimentos de crianas com sndrome de Down

A) a mesma, qualquer que seja a idade materna.

B) menor quanto maior for a idade materna.

C) maior quanto menor for a idade materna.

D) 0% na idade materna abaixo de 20 anos.

E) cerca de trs vezes maior na idade materna de 45 anos do que aos 40 anos de idade.

GABARiTO

Fixao01. D

02. B

03. B

04. C

05. B

Propostos01. A

02. C

03. E

04. Soma = 37

05. B

06. C

07. A

08. D

09. B

10. E

11. A

12. No ncleo dos eucariontes, o DNA e as protenas,

a ele associadas, formam filamentos longos e finos que constituem a cromatina. Durante a diviso

celular, esses filamentos se enrolam (espiralizam-se), formando os cromossomos. Assim, a composio

qumica dos cromossomos a mesma da cromatina.

Pode-se dizer, tambm, que ambos so filamentos que tm a mesma composio qumica. Na intrfase,

encontram-se distendidos, mas, durante a diviso

celular, espiralizam-se.

13. A clula que realiza intensa sntese de protenas

necessita de grande quantidade de ribossomos,

organelas encontradas no citoplasma. Nessas clulas,

o nuclolo deve ser bem desenvolvido, pois ele

responsvel pela fabricao dos ribossomos.

Seo Enem01. B 02. E

23Editora Bernoulli

MDULO

ANATOMiA E FiSiOLOGiA

O sistema respiratrio humano formado pelas vias areas e pelos pulmes. As vias areas, ou tubo aerfero, compreendem

alguns rgos intercomunicantes que tm como finalidade conduzir o ar do meio externo at os pulmes e vice-versa.

Fazem parte das vias areas: cavidades nasais (fossas nasais), faringe, laringe, traqueia e brnquios. Os brnquios penetram

nos pulmes, onde do origem aos bronquolos, que terminam em minsculas cavidades chamadas alvolos pulmonares.

Cavidades nasais

Narinas

Faringe

Epiglote

Laringe

Bronquolo

Grupos dealvolos

Vasosanguneo

Alvolos

Alvolos recobertospor capilaressanguneos

Ar

Traqueia

Brnquios

Pulmodireito

Pulmoesquerdo

Sistema respiratrio humano Nos crculos, detalhes dos alvolos recobertos por capilares sanguneos (capilares alveolares). Nos alvolos ocorre a hematose, isto , as trocas gasosas entre o ar e o sangue.

As cavidades nasais encontram-se separadas por uma estrutura sseo-cartilaginosa, o septo nasal. Comunicam-se com o

meio externo atravs das narinas e com a faringe atravs de aberturas denominadas coanas. Nas cavidades nasais, pode-se

constatar a presena de pelos, conhecidos por vibrissas, que tm a funo de filtrar o ar, retendo micro-organismos e partculas slidas nele suspensas.

Biologia FRENTESistema respiratrio 09 B

01

Vrus: caractersticas gerais e reproduo

Autor: Marcos Lemos

24 Coleo Estudo

Frente B Mdulo 09

A mucosa nasal ou mucosa pituitria (revestimento

das cavidades nasais) produz muco, que tambm retm micro-organismos e partculas diversas. Essa mucosa

ricamente vascularizada, o que permite o aquecimento do ar,

facilitando, nos pulmes, a difuso do O2 para o sangue.

Ao passar pelas cavidades nasais, o ar ento aquecido

e filtrado. Das cavidades nasais, atravs das coanas,

o ar passa para a faringe.

A faringe um rgo comum aos sistemas respiratrio

e digestrio, uma vez que d passagem ao ar e aos alimentos.

Apesar de ser anatomicamente comum aos dois sistemas

mencionados, fisiologicamente, a faringe no tem ao simultnea, j que o ato da deglutio inibe, automaticamente,

a atividade respiratria, devido ao fechamento da glote

(orifcio que comunica a faringe com a laringe) pela epiglote. Da faringe, o ar passa para a laringe.

A laringe um rgo tubular que se situa na parte

anterior do pescoo. Alm de fazer parte das vias areas,

tambm o rgo da fonao (produo da voz), j que nela encontram-se as pregas vocais, que so dobras da mucosa

que reveste internamente o rgo. Assim, ao passar pela

laringe, as correntes areas fazem as pregas vocais vibrarem

e, em consequncia disso, h produo de som. Esse som,

normalmente, moldado na cavidade bucal com auxlio da

lngua, dos maxilares e dos lbios, formando as palavras.

A continuao da laringe a traqueia. Trata-se de um

tubo com aproximadamente 12 cm de comprimento e 2 cm

de dimetro, tendo uma srie de anis cartilaginosos,

que a mantm sempre aberta. Internamente, ela revestida

por um epitlio pseudoestratificado ciliado com glndulas mucosas (clulas caliciformes): os clios e o muco tm funo de proteo e de limpeza. Na sua poro inferior, a traqueia

bifurca-se, dando origem aos brnquios.

Os brnquios tm constituio semelhante da traqueia. so condutos que penetram nos pulmes, onde se ramificam at formarem tbulos de dimenses microscpicas,

os bronquolos.

A traqueia, os brnquios e suas ramificaes no interior dos pulmes formam a chamada rvore respiratria, enquanto

as ramificaes dos brnquios, no interior dos pulmes, formam a rvore brnquica.

Os bronquolos so as ramificaes mais finas da

rvore brnquica, que se abrem em sacos de dimenses

microscpicas, denominados alvolos pulmonares.

Cada alvolo pulmonar uma minscula cavidade delimitada

por uma fina camada de tecido epitelial, ao redor do qual existem numerosos capilares sanguneos, chamados de

capilares alveolares. Cada pulmo constitudo por cerca

de 150 milhes de alvolos pulmonares.

Nos alvolos pulmonares, ocorre a hematose, isto ,

a oxigenao do sangue: o O2, presente no ar inspirado,

difunde-se para o interior dos capilares alveolares, enquanto

o CO2 , presente na corrente sangunea, difunde-se para o

interior dos alvolos e da, junto com o ar expirado, liberado

no meio externo.

Ar

O2

CO2

Legenda

Sangue pobre em O2

Sangue rico em O2

Alvolo

Hematose nos alvolos Sangue venoso o sangue rico em

CO2 e pobre em O2. Sangue arterial o sangue pobre em CO2

e rico em O2.

a

b b

c c

dd

Lobo superior

Lobosuperior

Fissurahorizontal

Fissuraoblqua

Fissuraoblqua

Loboinferior

Loboinferior

Lobo mdio

a) Traqueia; b) brnquios; c) pequenos brnquios;

d) bronquolos.

Cada pulmo humano tem aproximadamente 25 cm de

comprimento e 700 g de peso.

Esses rgos so divididos em lobos e, devido ao

grande nmero de alvolos que possuem, tm aspecto

esponjoso. O pulmo direito dividido em trs lobos

(superior, mdio e inferior), separados entre si por fendas profundas, denominadas fissuras oblqua e horizontal.

Sistema respiratrio

25Editora Bernoulli

BiO

LOG

iA

O pulmo esquerdo dividido em apenas dois lobos (superior

e inferior), separados pela fissura oblqua. Entre os dois

pulmes, h um espao, denominado mediastino, ocupado

pelo corao, grandes vasos sanguneos, esfago, parte da

traqueia e brnquios.

Os pulmes esto alojados na caixa torcica, que

limitada, na frente, pelo osso esterno, atrs, pela coluna

vertebral, nos lados, pelas costelas e, inferiormente,

pelo msculo diafragma. Assim, os pulmes esto apoiados

sobre o diafragma.

Revestindo e envolvendo os pulmes, encontram-se

duas membranas superpostas, denominadas pleuras: uma

interna (pleura visceral), em contato direto com os pulmes,

e outra externa (pleura parietal), em contato com a cavidade

torcica. Entre as pleuras visceral e parietal, h um espao,

a cavidade pleural, contendo uma pelcula de lquido de

espessura capilar que permite o livre deslizamento de uma

pleura contra a outra nas constantes variaes de volume da

caixa torcica que ocorrem nos movimentos respiratrios.

Pleuraparietal

Cavidade pleural

Pleura visceral

Diafragma Mediastino

Revestimentos dos pulmes

MOViMENTOS RESPiRATRiOSOs movimentos respiratrios esto representados pela

inspirao (entrada de ar nos pulmes) e pela expirao

(sada de ar dos pulmes). A realizao desses movimentos

conta com a participao fundamental do diafragma

(msculo que separa a cavidade torcica da cavidade

abdominal) e dos msculos intercostais (msculos que se

localizam entre as costelas). Esses msculos, conhecidos

por msculos respiratrios, contraem-se e relaxam-se

simultaneamente.

Msculosintercostaisrelaxados

Msculosintercostaiscontrados

Diafragmacontrado

Trax

Diafragmarelaxado

Trax

O2

CO2

Variao da amplitude torcica nos movimentos

respiratrios Na inspirao, ocorre a contrao dos

msculos respiratrios. Com a contrao, o diafragma desce,

determinando um aumento do dimetro vertical da caixa torcica.

Por sua vez, a contrao dos msculos intercostais levanta

as costelas, acarretando um aumento do dimetro horizontal

da cavidade torcica. Assim, temos um aumento do volume

da cavidade torcica com consequente diminuio da presso

interna do trax (presso intratorcica) em relao presso

atmosfrica (presso externa). A presso atmosfrica, sendo

maior do que a presso intratorcica, empurra o ar atmosfrico

at o interior dos alvolos pulmonares. Na expirao, ocorre

exatamente o contrrio: h o relaxamento do diafragma e dos

msculos intercostais. Com o relaxamento, o diafragma sobe,

determinando uma diminuio do dimetro vertical da caixa

torcica. Por sua vez, o relaxamento dos msculos intercostais

provoca o abaixamento das costelas, com consequente

diminuio do dimetro horizontal da cavidade torcica. Assim,

temos uma diminuio do volume da cavidade torcica e,

consequentemente, um aumento da presso interna do trax

(presso intratorcica) em relao presso atmosfrica.

A presso intratorcica, tornando-se maior do que a presso

externa, empurra o ar para fora do organismo.

26 Coleo Estudo

Frente B Mdulo 09

A inspirao e a expirao alternam-se ritmicamente.

Cada inspirao seguida de uma expirao constitui

um movimento respiratrio. O nmero de movimentos

respiratrios realizados em 1 minuto define a frequncia

respiratria. Numa eupneia (respirao normal), a frequncia

respiratria em torno de 16 a 20 movimentos/minuto.

O aumento da frequncia respiratria denomina-se

taquipneia, e a diminuio, bradipneia.

Numa respirao normal, a cada movimento respiratrio,

um homem jovem inspira e expira, em mdia, cerca de

500 mL de ar. Essa quantidade de ar circulante nos

pulmes, durante a respirao normal, chama-se ar

corrente.

O volume de ar corrente que passa pelos pulmes

em 1 minuto denomina-se venti lao pulmonar.

Por exemplo: em uma pessoa com f requnc ia

respiratria de 16 movimentos por minuto, a ventilao

pulmonar de 8 000 mL (8,0 litros) de ar por minuto

(500 x 16 = 8 000).

O volume mximo de ar que pode ser inspirado

(inalado) e expirado (exalado) em uma respirao

forada denominado capacidade vital. A nossa

capacidade vital em torno de 4,0 a 4,5 litros de ar,

para um adulto jovem. Os pulmes, no entanto, contm

mais ar que sua capacidade vital, pois impossvel

expirar a total idade do ar contido nos alvolos

pulmonares. Mesmo quando se fora ao mximo a

expirao, ainda restam cerca de 1,5 litros de ar nos

pulmes; esse o ar residual ou volume residual (VR).

Assim, a capacidade pulmonar total (CPT) de cerca

de 5,0 a 6,0 litros de ar.

O controle do ritmo dos movimentos respiratrios

realizado pelo bulbo, rgo do SNC (Sistema Nervoso

Central) pertencente ao encfalo.

Atravs de nervos, o bulbo envia impulsos para os msculos

respiratrios (diafragma e intercostais), estimulando a

contrao dos mesmos.

O controle do ritmo dos movimentos respiratrios

exercido involuntariamente pelo bulbo, sob influncia da

variao da concentrao de CO2 e O2 no sangue. O ritmo

respiratrio influenciado principalmente pela variao

da concentrao do CO2 no sangue. Quando essa taxa de

CO2 aumenta (durante uma atividade muscular intensa,

por exemplo), ocorre uma reduo do pH sanguneo,

que percebida pelo bulbo. Este, ento, estimulado

a enviar mais impulsos nervosos para os msculos

respiratrios, intensificando suas contraes. Assim,

o ritmo dos movimentos respiratrios intensifica-se,

promovendo uma eliminao mais rpida de CO2 e uma

maior captao de O2.

O ritmo respiratrio tambm pode ser acelerado em

resposta a uma baixa concentrao de O2 no sangue,

que pode ocorrer, por exemplo, em locais de grande

altitude, onde o ar atmosfrico mais rarefeito.

Entretanto, ao contrrio do que acontece com o CO2,

o O2 no atua diretamente sobre os centros respiratrios

do bulbo, e sim sobre quimiorreceptores localizados

nas paredes das artrias aorta e cartidas (ramos da

artria aorta que levam sangue para a cabea). Esses

quimiorreceptores sensibilizam-se quando o nvel de

O2 no sangue se reduz, produzindo impulsos que so

enviados ao bulbo. Ao receber esses impulsos, o bulbo

envia um maior nmero de impulsos nervosos para os

msculos respiratrios, intensificando, assim, o ritmo dos

movimentos respiratrios.

Esses dois mecanismos que acabamos de ver,

evidentemente, so involuntrios, embora os movimentos

resp i ra tr ios tambm possam ser cont ro lados

voluntariamente, at certo limite. De fato, voc pode

prender a respirao ou respirar mais rapidamente se

assim o quiser. Porm, essa atividade tem um limite.

Se um indivduo parar de respirar voluntariamente por

um tempo exageradamente longo, o estmulo do bulbo

pelo acmulo de CO2 no sangue ser tal que, a partir

de certo instante, se tornar impossvel continuar na

inteno inicial. O indivduo inspirar involuntariamente.

Enquanto a respi