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Bacillus stearothermophilus, bactérias que decompõem excrementos animais. Microscópio eletrônico de varredura, imagem colorizada, aumento: cerca de 2 250 vezes.

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> Bactérias heterotróficasA maioria das bactérias é heterotrófica, ou seja, elas absorvem maté-

ria orgânica do meio em que vivem. De acordo com o modo pelo qual fazem isso, as bactérias podem ser classificadas em saprofágicas, para-sitas ou mutualistas.

Bactérias saprofágicasA maior parte das bactérias heterotróficas é saprofágica, isto é, elas de-

gradam a matéria orgânica sem vida, como cadáveres ou restos de seres vivos – como folhas, urina, fezes, etc. (imagem a seguir) –, produzindo substâncias mais simples, como o gás carbônico e a amônia, que são li-beradas no ambiente e podem ser utilizadas por outros seres vivos. Essas bactérias, portanto, promovem a reciclagem de nutrientes no ambiente.

A decomposição pode ser aeróbia ou anaeróbia. Por exemplo, quan-do substâncias orgânicas se acumulam no fundo de uma lagoa ou quando esgotos domésticos são lançados em locais onde não existe oxigenação suficiente, ocorre decomposição anaeróbia.

Bactérias quimioautotróficasEssas bactérias utilizam a energia liberada por reações químicas de

oxirredução de compostos inorgânicos na síntese de moléculas de glicose.Há diversos tipos de bactérias quimiossintetizantes. Algumas oxidam

enxofre, outras oxidam metano ou compostos de ferro. Um grupo que afeta profundamente a fertilidade do solo é o das bactérias nitrificantes, que oxidam amônio em nitrito e nitrato (veja boxe abaixo).

Saiba mais

Bactérias fixadoras de nitrogênioA maioria dos seres vivos não consegue utilizar o gás nitrogênio (N2)

atmosférico e retira dos alimentos o nitrogênio de que necessita. As bactérias fixadoras de nitrogênio, ao contrário, são capazes de fazer isso, e utilizam o nitrogênio atmosférico na síntese de suas próprias moléculas nitrogenadas. Essas bactérias podem ser de vida livre ou vi-ver em associação com certas plantas, em nódulos formados nas raízes, como as bactérias do gênero Rhizobium (veja imagem A na próxima pá-gina) e algumas cianobactérias.

As bactérias decompositoras liberam nitrogênio para o ambiente na forma de amônia (NH3). No solo, essa substância frequentemente é convertida em amônio (NH4). As bactérias nitrificantes transformam o amônio em nitrito ou nitrato, íons nitrogenados facilmente absorvidos pelas plantas. Os compostos nitrogenados das plantas são transferidos a outros seres vivos que as ingerem.

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9. Por que a conjugação não pode ser considerada uma forma de reprodução sexual típica?

10. Explique a importância das bactérias proclorófitas nos ambientes marinhos.

11. O nitrogênio é um elemento importante presente nas proteínas. Embora os seres vivos não sejam capazes de absorver esse elemento diretamente da atmosfe-ra, a combinação do metabolismo de diversas espé-cies de bactérias permite essa absorção.

A partir das informações do texto e do esquema aci-ma, explique como as bactérias permitem a assi-milação do nitrogênio para constituir as proteínas presentes no organismo dos animais.

12. Qual é a diferença entre bactérias fotoautotróficas e quimioautotróficas?

13. Por meio de técnicas de biotecnologia, como a téc-nica do DNA recombinante, é possível usar bacté-rias para a produção de medicamentos e de outros produtos de interesse médico. Explique como as bactérias têm sido utilizadas para melhorar a vida dos diabéticos.

14. As bactérias Escherichia coli estão presentes no intestino grosso, mantendo uma relação mutualís-tica com nosso organismo.Explique de que modo elas podem causar infecções.

15. Explique de que maneira a microbiota normal constitui uma defesa contra microrganismos pato-gênicos que invadem o organismo humano.

16. Os plasmídios são pedaços circulares de DNA que contêm genes. Em geral eles não determinam caracte-rísticas essenciais à sobrevivência das bactérias.Explique de que modo o uso inadequado de antibió ticos, aliado à ação dos plasmídios, pode levar ao desenvolvimento das chamadas super-bactérias, ou seja, resistentes a vários tipos de antibióticos.

17. Pesquisadores da Universidade Federal de Per-nambuco desenvolveram um projeto para a produ-ção do biogás metano utilizando algumas espécies de bactérias fermentadoras e, ao mesmo tempo, diminuindo o excesso do resíduo bruto de gliceri-na, componente que aparece no processo de pro-dução de biodiesel e que não pode ser absorvido pela indústria. Observe o esquema abaixo referen-te a esse projeto:

óleos e gorduras de origem animal ou

vegetal

resíduo de glicerina

esterco bovino

gás metano

energia elétrica

biodiesel

+

descartes em aterros industriais

a) Como ocorre a produção do gás metano, a partir da mistura de glicerina bruta líquida e esterco bo-vino, no projeto desenvolvido por esse grupo de pesquisadores?

b) Quais as vantagens (de ordem ambiental e econô-mica) desse projeto?

N2 atmosférico

bactérias desnitrificantes

NO3–

bactérias nitrificantes

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bactérias fixadoras de N2

nas raízes

bactérias fixadoras

de N2

NH3 (amônia)

bactérias nitrificantes

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Professor, quando o aluno escuta a palavra microrganismo, geralmente evoca a relação de vírus e bactérias com doenças. De fato, muitas espécies desses seres vivos, e tantas outras de protozoários, algas e fungos, são causadoras de doenças no ser humano, algumas delas muito graves. Mas, o aluno precisa saber muito mais do que isso.

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Coleção Ser Protagonista Biologia, Ensino Médio

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> Importância ambiental dos vírus Os vírus sofrem muitas mutações e, por

isso, apresentam grande variabilidade ge-nética, o que contribui para uma rápi-da adaptação às novidades ambientais. De fato, pesquisas recentes mostram que os ví-rus também são abundantes em ambientes aquáticos, onde influenciam o crescimento e a mortalidade de outros organismos. Por isso, eles têm grande importância ecológica.

No ambiente aquático, onde podem ser muito mais frequentes do que as bactérias, os vírus também são capazes de infectar al-gas, que estão na base das teias alimenta-res aquáticas. A morte dos organismos in-fectados disponibiliza nitrogênio, carbono e outros nutrientes para o ambiente. Por-tanto, pode-se dizer que os vírus têm um

impacto significativo nos ciclos de nutrien-tes dos ambientes aquáticos.

Além disso, existem evidências de que os vírus, desde o surgimento da vida na Ter-ra, são um importante fator de seleção natu-ral. Nos ambientes aquáticos, por exemplo, os bacteriófagos, que também podem infec-tar algas, são responsáveis pelo aumento do fluxo de material genético entre esses orga-nismos e as bactérias.

É importante lembrar ainda que os vírus podem ser utilizados como instrumento te-rapêutico. Eles desempenham papel central na técnica denominada terapia gênica (leia boxe a seguir), utilizada no tratamento de de-terminadas doenças humanas, como as en-fermidades genéticas – doenças em que o or-ganismo apresenta alguma falha no material genético que impede seu bom funcionamen-to – e certos tipos de câncer.

Saiba mais

Terapia gênica: o que é, o que não é e o que será[...]A base da terapia gênica consiste na introdução de genes em células. Porém, a entrada de DNA puro através da

membrana plasmática de células eucarióticas é extremamente rara [...]. Por conseguinte, de modo geral, há necessidade de um carreador que facilite a entrada do DNA nas células vivas.

Esse veículo é denominado “vetor”. [...][...]

Vetores viraisEm contraposição à resistência da membrana celular à entrada espontânea de DNA em uma célula, os vírus são micror-

ganismos especializados exatamente em invadir células e nelas introduzir material genético. [...] Essa propriedade é explo-rada para introduzir genes terapêuticos nas células, por meio de tecnologias de DNA recombinante. [Veja figura abaixo.]

Alguns vetores são derivados de adenovírus. Essa família inclui quase 50 tipos distintos de vírus que causam, por exemplo, faringites ou conjuntivites. Infecções por adenovírus são muito comuns, e, por isso, a maior parte da população possui anticorpos contra um ou mais tipos dessa família de vírus. Outros são da família dos retrovírus, que inclui o HTLV

causador de um tipo de leucemia e o HIV causador da aids, que pertence à subfamília dos lentivírus, os quais vêm sendo muito estudados como fonte de vetores para terapia gênica. Ain-da outros vetores são derivados de vírus da fa-mília dos adenovírus-associados, que não são patogênicos para seres humanos.

O princípio da produção de vetores de ori-gem viral para terapia gênica [...] consiste em remover os genes envolvidos nos mecanismos patogênicos e de proliferação viral, mantendo apenas o necessário para invasão das células sem multiplicação, seguida da inserção de um gene terapêutico no que resta do DNA viral [...].

Linden, R. Terapia gênica: o que é, o que não é e o que será. 18 ago. 2010. Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-40142010000300004>. Acesso em: 14 abr. 2014.

Esquema de um dos tipos possíveis de terapia gênica. Cores-fantasia.

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O gene terapêutico é introduzido em um vírus modificado em laboratório, que o insere no DNA das células do paciente.

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Ao trabalhar com os alunos as características e os ciclos de vida dos seres vivos que não são classificados como plantas nem como animais, por exemplo, você pode reforçar: • Elesestãomuitobemadaptadosaosambientesemqueseencontram.• Elesexercemumpapelimportantenamanutençãodoequilíbrioambiental.• Asrelaçõesdeparasitismoquealgumasespéciesmantêmcomoutrosseresvivos,

não só o ser humano, fazem parte de seu ciclo de vida e não ocorrem para prejudicar esses seres.

• Osurgimentodeepidemiasestárelacionadoàquebradoequilíbrioambiental,comreflexotambémnaspopulaçõesdemicrorganismosparasitas,geralmenteemfunçãodeaçõeshumanasinadequadas.

Nas últimas décadas, o avanço tecnológico e o maior conhecimento acerca dos seres vivos permitiram o desenvolvimento de várias novas técnicas, que trouxeram melhoria na qualidade de vida das pessoas, maior produção de alimentos, tratamentos para doenças graves como câncer, desenvolvimento de géis para eletroforese (base dos exames de DNA forense).

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Estudar os seres vivos e conhecê-los melhor desperta a curiosidade, que por sisó é motivação para querer saber mais. Uma boa atividade que você, professor, pode organizar com a turma é um estudo prático sobre um ecossistema diferente do ambiente urbano a que os alunos estão acostumados. Um estudo prático permite, entre outros objetivos, observar diferentes tipos de seres vivos no ambiente em que estão localizados e compreender o importante papel que desempenham na manutenção dos ecossistemas.

Sílvia Helena M. de Arruda Campos, autora da coleção Ser Protagonista Biologia,deEdiçõesSM.

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Práticas de Biologia

Colonização de um ambiente A Introdução

A maioria dos protozoários de vida livre está presente em ambientes aquáticos ou úmidos, onde a base das teias alimentares é formada por algas microscópicas do fitoplâncton. Alguns desses organismos podem ser cultivados em laboratório e, eventualmente, os maiores, que têm cerca de 1 mm, podem ser percebidos a olho nu.

B Objetivos � Em grupo, preparar infusões, ou meios de cultura, e observar protozoários e algas.

� Observar o desenvolvimento das populações desses organismos. C Material

� fita-crepe ou fita isolante e barbante � garrafão de água com capacidade para 5 L cortado na parte superior, ou um pequeno aquário

� cascalho e areia grossa � folhas e capim seco, folhas de alface e/ou repolho, pedaços de galho e gravetos, pedras

� pano de trama larga (ou fralda velha) � saco plástico transparente � água de lago ou rio não poluído (ou usar água de torneira sem cloro; o professor deve aquecer a água para eliminar o cloro)

� luvas de borracha (usadas para limpeza doméstica) � se possível, uma lupa binocular e placa de Petri (ou um microscópio, conta-gotas, lâminas e lamínulas e papel-toalha)

Seu professor deverá proceder à coleta de água e de lodo proveniente de fonte natural.

D Procedimento 1. O professor cortará a parte de cima do garrafão com instrumento

adequado. Proteja as bordas com fita-crepe ou fita isolante. 2. Usando as luvas, lave o cascalho e a areia com água de torneira e

coloque-os sobre o fundo do recipiente. 3. Pique em pedaços pequenos todas as folhas, o capim e os gravetos

e coloque sobre esse material. 4. Despeje a água de rio ou lago (ou a água sem cloro) no recipiente

até aproximadamente três quartos de sua capacidade. Cubra-o com o pedaço de pano e amarre com barbante. Coloque o recipiente em local ventilado e iluminado, mas sem luz solar direta.

5. Após sete dias, aproximadamente, leve o recipiente para um local bem iluminado e retire o pano que o cobre. Observe o aspecto do líquido e das paredes do recipiente. Responda às questões 1, 2 e 3. (Se possível, use uma lupa binocular: coloque um pouco da água na placa de Petri e observe; ou, então, um microscópio: pingue uma gota da água na lâmina, cubra com a lamínula e observe.)Coloque água no recipiente até atingir o nível inicial e cubra-o de novo, desta vez com saco plástico. Sele as bordas com fita-crepe, de modo a isolar por completo o ambiente.Observe o recipiente a cada semana, durante 45 dias, anotando eventuais variações. Responda à questão 4.

Etapas da montagem do ambiente para o cultivo de algas e protozoários.

Discussão 1. Deve ser possível

observar organismos diminutos próximo à superfície. É provável que muitos deles sejam algas e protozoários. De que forma você poderia observá-los melhor?

2. É possível perceber, a olho nu, a movimentação dos protozoários?

3. Qual a possível origem desses microrganismos?

4. Você observou modificações da comunidade estudada? Quais são essas modificações e suas supostas causas?

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cistos nas fezes

água contaminada usada na irrigação ou para lavar

frutas e verduras

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Atividades

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1. Os protozoários não formam um grupo monofiléti-co, pois seus integrantes não compartilham um an-cestral comum exclusivo. Entretanto, todos compar-tilham algumas características. Quais são elas?

2. Os euglenoides (imagem a seguir) são organismos unicelulares geralmente classificados como algas. Entretanto, eles apresentam um conjunto de carac-terísticas que leva certos autores a classificá-los como protozoários. Quais são essas características?

3. Quais os critérios utilizados para separar as algas nos filos descritos neste capítulo?

4. A figura abaixo representa três protozoários com es-truturas locomotoras indicadas pelas setas X, Y e Z. Cite o nome de cada uma e descreva como elas atuam no deslocamento desses seres. O que representam as estruturas ovais no interior de cada um? Por que o organismo número 3 possui duas dessas esferas?

a) Cite uma doença causada por protozoário que possa ser representada pelo ciclo descrito nessa figura.

b) Explique onde ocorre o desencistamento e cite os sintomas causados por essa doença.

c) Pesquise se existe tratamento de água e de esgoto na região em que você vive e discuta com os co-legas a importância desse tipo de serviço na pre-venção de algumas parasitoses.

8. Descreva a relação que existe entre os protozoários do gênero Trichonympha e os cupins. Que vantagens cada espécie obtém com essa relação? Essas espé-cies podem viver separadamente?

9. Considere as seguintes doenças estudadas neste ca-pítulo: amebíase e giardíase.a) Para cada uma delas, indique: agente causador,

formas de transmissão, órgãos do corpo afetados, se é doença sintomática ou assintomática e quais os sintomas mais comuns.

b) Em relação à profilaxia dessas doenças, discuta com os colegas qual o papel da comunidade e dos gover-nos (municipal, estadual, federal) nesse sentido.

10. Antigamente, o reino Protista incluía apenas os organis-mos unicelulares eucarióticos, ou seja, protozoários e algumas algas. O reino Protoctista, que o substituiu nas classificações atuais, inclui também as algas multicelu-lares. Que características você acredita que os pesqui-sadores consideraram para justificar essa inclusão?

11. Evidências atuais indicam que as clorofíceas têm rela-ção evolutiva com as plantas, ou seja, ambos os grupos teriam evoluído de um ancestral comum exclusivo. Que características desse filo sustentam essa hipótese?

12. Tanto os protozoários como as algas podem produzir células de resistência, respectivamente cistos e es-poros. Explique qual é a importância delas.

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Colônia de algas euglenoides do gênero Colacium. Microscópio de luz; aumento: cerca de 190 vezes.

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5. Qual é a diferença entre hospedeiro intermediário e hospedeiro definitivo? E entre cisto e trofozoíto?

6. Explique por que ocorrem os picos de febre em uma pessoa acometida por malária.

7. Observe a figura a seguir, que representa o ciclo de transmissão de um protozoário parasita, e depois responda às questões que seguem.

ciclo de doença causada por protozoário

no ser humano

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