Sumário

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Sum

ário

Unidade 1 – Introdução à Biologia 10

Capítulo 1 O que é Biologia? .................................................. 12Características dos seres vivos ...................... 13Níveis de organização .............................................. 16Áreas da Biologia ......................................................... 17A Biologia e a investigação científica ..... 18

Práticas de Biologia: O que há dentro da caixa? .......................... 20

� Atividades .................................................................... 21Ciência, tecnologia e sociedade: A responsabilidade social dos cientistas ........................................... 23

Capítulo 2 As bases químicas da vida ..................... 24Água ............................................................................................. 25Carboidratos ...................................................................... 28Lipídios ................................................................................... 30Aminoácidos e proteínas ...................................... 33Vitaminas e sais minerais .................................... 37Introdução ao estudo

dos ácidos nucleicos ......................................... 39

� Atividades .................................................................... 41Ciência, tecnologia e sociedade: Gordura trans ........................................................... 43

Capítulo 3 A origem da vida .................................................. 44A origem da matéria e da vida ....................... 45Primeiras ideias sobre

o aparecimento dos seres vivos ........... 46As teorias sobre a origem

da vida na Terra ..................................................... 49Biologia e Química: Equações químicas ............................................ 54

Evolução do metabolismo energético ..................................................................... 56

A origem das células, da multicelularidade e da diversidade biológica .............................. 58Práticas de Biologia: Astrobiologia ............................................................ 60

� Atividades .................................................................... 61Vestibular e Enem ............................................. 62

Unidade 2 – Citologia 64

Capítulo 4 Introdução à citologia .................................. 66Os primórdios da citologia ................................ 67Observações ao microscópio ........................ 68

Práticas de Biologia: Observação de células vegetais ....................................................... 75

� Atividades .................................................................... 76

Capítulo 5 Os limites da célula .......................................... 78Composição e estrutura da

membrana plasmática ................................... 79Funções da membrana plasmática ........... 80Transporte por processos passivos ........... 82Transporte ativo ............................................................ 85Transporte por meio de vesículas .............. 86Envoltórios externos à membrana

plasmática .................................................................... 87Práticas de Biologia: Osmose em ovos de aves ............................ 89

� Atividades .................................................................. 90Ciência, tecnologia e sociedade: Dessalinização da água .................................. 91

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Capítulo 6 O citoplasma ............................................................... 92Organização geral

do citoplasma ........................................................... 93Organelas citoplasmáticas

membranosas ........................................................... 96Organelas endossimbióticas ........................ 100Estruturas celulares

sem membrana .................................................... 101Práticas de Biologia: Construção de modelos de células ................................................................... 105

� Atividades ............................................................... 106Ciência, tecnologia e sociedade: Doenças lisossomais ...................................... 107

Capítulo 7 Metabolismo energético ........................ 108Metabolismo .................................................................. 109Respiração celular aeróbia .............................. 113Outros processos de

obtenção de energia ....................................... 118Práticas de Biologia: Fermentação alcoólica .................................. 122

� Atividades ................................................................. 123

Capítulo 8 Fotossíntese e quimiossíntese .... 124Introdução à fotossíntese ................................ 125Etapa fotoquímica .................................................... 130Etapa química ................................................................ 133Quimiossíntese ............................................................. 135

Práticas de Biologia: A influência do espectro luminoso na fotossíntese .......................... 136

� Atividades ................................................................. 137Ciência, tecnologia e sociedade: Estudo mostra que etanol de cana emite menos gás carbônico [...] do que a gasolina ................................... 139

Capítulo 9 O núcleo celular ................................................. 140Desvendando o papel do núcleo ................ 141A composição do núcleo .................................... 142Os cromossomos ........................................................ 144

Práticas de Biologia: Modelo de cromatina e cromossomo ....................................................... 147

� Atividades ................................................................ 148

Capítulo 10 Divisão celular ..................................................... 150O ciclo celular ................................................................ 151A mitose ............................................................................... 152A diversidade da mitose .................................... 156A meiose ............................................................................. 158Morte celular:

necrose e apoptose ........................................ 162Práticas de Biologia: Um modelo para o estudo da divisão celular .......................... 163

� Atividades ................................................................ 164Ciência, tecnologia e sociedade: As células HeLa .................................................... 165

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Sum

árioSumário

Capítulo 11 Síntese de proteínas e ação gênica ............................................................... 166O DNA .................................................................................... 167Síntese de proteínas .............................................. 169O código genético ...................................................... 173

Práticas de Biologia: Extração de DNA ................................................. 176

� Atividades ................................................................. 177Ciência, tecnologia e sociedade: Transgênicos em debate ............................ 179Vestibular e Enem ......................................... 180Biologia e Física: Como funcionam as lentes? ................... 184

Projeto 1: Células sãs, corpo são: uma tomada de consciência sobre as agressões que alguns hábitos podem produzir em suas células ............................... 186

Unidade 3 – Biologia do desenvolvimento 188

Capítulo 12 Reprodução dos seres vivos ............ 190Reprodução ...................................................................... 191Reprodução humana .............................................. 193Métodos contraceptivos .................................... 199 Doenças sexualmente

transmissíveis (DSTs) .................................... 202Práticas de Biologia: Multiplicação vegetativa de violetas-africanas .................................... 204

� Atividades ................................................................ 205Ciência, tecnologia e sociedade: Sexualidade das pessoas com deficiência ................................................... 207

Capítulo 13 Desenvolvimento embrionário ............................................................ 208Aspectos gerais do

desenvolvimento embrionário ........... 209Os estágios iniciais do

desenvolvimento embrionário ............. 211Anexos embrionários ............................................ 214

� Atividades ................................................................ 218Ciência, tecnologia e sociedade: Genética: escolhas que nossos avós não faziam ................................................... 221

Capítulo 14 Desenvolvimento embrionário dos mamíferos ............. 222Ciclos reprodutivos

dos mamíferos ...................................................... 223Desenvolvimento

embrionário humano .................................... 226O nascimento ................................................................ 231

Práticas de Biologia: Parto normal ou cesariana (parto cirúrgico): uma opção consciente ................................................................. 234

� Atividades ................................................................ 235Vestibular e Enem .......................................... 238Biologia e Matemática: Células e multicelularidade .................. 240

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Unidade 4 – Histologia animal 242

Capítulo 15 Multicelularidade e tecido epitelial .............................................. 244A multicelularidade ................................................ 245Tecidos epiteliais ...................................................... 245Especializações das

células epiteliais ................................................ 248Pele humana ................................................................... 250

� Atividades ................................................................ 253

Capítulo 16 Tecido conjuntivo ............................................ 254Características gerais ........................................... 255Tecido conjuntivo

propriamente dito ............................................ 256Tecidos conjuntivos especiais .................... 260Imunidade ......................................................................... 273

Práticas de Biologia: Desmineralização óssea e retirada de colágeno ................................. 279Práticas de Biologia: Análise de um exame de sangue ...... 280

� Atividades ................................................................ 281Ciência, tecnologia e sociedade: A informação é o melhor remédio ........................................................................ 283

Capítulo 17 Tecido muscular ................................................. 284Características gerais ........................................... 285Tecido muscular

estriado esquelético ...................................... 287Tecido muscular

estriado cardíaco ............................................... 289Tecido muscular não estriado .................... 290Regeneração do tecido muscular ............ 290

Práticas de Biologia: Avaliando a força muscular .................... 291

� Atividades ................................................................ 292Ciência, tecnologia e sociedade: Abuso de anabolizantes ............................. 293

Capítulo 18 Tecido nervoso ................................................... 294Características gerais

do tecido nervoso ............................................ 295Impulso nervoso ...................................................... 299Sinapses ............................................................................. 300

Práticas de Biologia: Jogo do impulso nervoso ........................... 301

� Atividades ................................................................ 302Ciência, tecnologia e sociedade: Números em revisão ..................................... 303Vestibular e Enem ......................................... 304Biologia e Química: Condutibilidade elétrica .......................... 308

Projeto 2: Viver uma vida antes de iniciar outra: um debate sobre a gravidez na adolescência .................................................................... 310

Glossário ................................................................................................................... 312

Siglas de universidades ......................................................................... 319

Referências bibliográficas .................................................................. 320

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Sumário

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Unidade 1 – Sistemática: classificação dos seres vivos 10

Capítulo 1 Classificação e sistemática ................. 12Primeiras ideias sobre classificação ........ 13Primórdios da taxonomia ..................................... 14Sistemática filogenética ....................................... 15Evolução e especiação ............................................. 15Domínios e reinos ........................................................ 19

� Atividades ................................................................... 20Ciência, tecnologia e sociedade: Chimpanzés pertencem ao gênero humano ................................................ 21Vestibular e Enem .............................................. 22

Unidade 2 – Nem animais, nem plantas: vírus, procariontes, protoctistas e fungos 24

Capítulo 2 Vírus ........................................................................... 26Características gerais ............................................... 27Caráter patogênico dos vírus ....................... 30

� Atividades .................................................................... 33

Capítulo 3 Seres procarióticos .................................... 34Estrutura das bactérias ......................................... 35Importância das bactérias .................................. 37Bactérias e doenças .................................................. 39

� Atividades .................................................................. 40Ciência, tecnologia e sociedade: Infecção hospitalar .............................................. 41Biologia e Matemática: Crescimento bacteriano ................................ 42

Capítulo 4 Protoctistas ......................................................... 44Protozoários ...................................................................... 45Protozoários e doenças ......................................... 48Algas ........................................................................................... 50

Práticas de Biologia: Colonização de um ambiente ............................................................. 54

� Atividades ................................................................... 55Ciência, tecnologia e sociedade: Doenças negligenciadas ainda matam 1 milhão por ano no mundo ................................................................................ 57

Capítulo 5 Fungos ...................................................................... 58Características gerais dos fungos ............... 59Padrão geral do ciclo de

vida dos fungos ..................................................... 60Classificação dos fungos ....................................... 61Fungos em associações

mutualísticas ............................................................ 63Importância dos fungos ....................................... 64

Práticas de Biologia: Ação da temperatura sobre a fermentação realizada por leveduras ....................................................................... 65

� Atividades ................................................................... 66Vestibular e Enem ............................................. 68

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Unidade 3 – Plantas: seres multicelulares e fotossintetizantes que nutrem seus embriões 72

Capítulo 6 Grupos de plantas e seus ciclos de vida ................................. 74Reino das plantas ........................................................ 75Briófitas .................................................................................. 76Pteridófitas ......................................................................... 79Gimnospermas ................................................................ 82Angiospermas .................................................................. 85

Práticas de Biologia: Soros de samambaias ....................................... 91

� Atividades ................................................................... 92

Capítulo 7 Estrutura das angiospermas .................................................... 94Tecidos vegetais ............................................................ 95Sistemas de excreção e

de secreção ............................................................. 100Órgãos vegetais ........................................................... 101Caules .................................................................................... 103Folhas..................................................................................... 106Sementes e frutos ................................................... 108

� Atividades ................................................................. 111Ciência, tecnologia e sociedade: Secreções venenosas ..................................... 113

Capítulo 8 Fisiologia das angiospermas ......... 114Angiospermas e água: absorção,

transporte e evaporação ............................ 115Nutrição mineral das plantas ........................ 119Fotossíntese .................................................................... 120Fitormônios ...................................................................... 122Fotoperiodismo e movimentos

das plantas ............................................................... 123Práticas de Biologia: Observação de estiolamento e movimentos nas plantas ............................ 126

� Atividades ................................................................. 127Biologia e História: Agricultura e sociedades humanas .... 128Vestibular e Enem .......................................... 130

Projeto 1: Os seres vivos no teatro Entendendo as relações entre os organismos de vários reinos ................................................................ 134

Unidade 4 – Animais: organismos heterótrofos e multicelulares 136

Capítulo 9 Introdução ao estudo dos animais ...................................................... 138Características dos animais ........................... 139Aspectos embriológicos dos grandes

grupos animais .................................................... 142Práticas de Biologia: Estudo de padrões de simetria ........... 144

� Atividades ................................................................ 145

Capítulo 10 Poríferos e cnidários ............................. 146Poríferos ............................................................................. 147Cnidários ............................................................................ 150

� Atividades ....................................................... 155

Capítulo 11 Platelmintos, nematoides e moluscos ....................... 156Platelmintos:

características gerais ..................................... 157Nematoides:

características gerais .................................... 162Moluscos:

características gerais ................................... 166 � Atividades ................................................................ 170

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Roberto Higa/ID/BR

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Sum

árioSumário

Capítulo 12 Anelídeos e artrópodes ........................ 172Características gerais

dos anelídeos .......................................................... 173Características gerais

dos artrópodes ..................................................... 176Principais grupos

de artrópodes ........................................................ 178Práticas de Biologia: Observando artrópodes e anelídeos ............................................................... 188

� Atividades ................................................................ 189Ciência, tecnologia e sociedade: Polinização por abelhas na agricultura brasileira: empecilhos e perspectivas ....................... 191

Capítulo 13 Equinodermos e cordados ................. 192Características gerais

dos equinodermos ............................................ 193Características gerais

dos cordados .......................................................... 197 � Atividades ................................................................ 202Ciência, tecnologia e sociedade: A origem dos vertebrados revista ............................................................................ 203

Capítulo 14 Peixes, anfíbios e répteis ................ 204Peixes ..................................................................................... 205

Biologia e Física: Flutuabilidade ...................................................... 214

Anfíbios................................................................................. 216Répteis ................................................................................. 220

Práticas de Biologia: O tegumento e a proteção contra a desidratação ................................... 225

� Atividades ................................................................ 226

Capítulo 15 Aves e mamíferos ..................................... 228Aves ........................................................................................ 229Mamíferos ........................................................................ 233

Práticas de Biologia: Mamíferos e aves no dia a dia ............. 236

� Atividades ................................................................ 237Ciência, tecnologia e sociedade: Mico-leão-dourado é ferramenta para preservar a biodiversidade do São João .............................................................. 239Vestibular e Enem ......................................... 240

Unidade 5 – Fisiologia e sistemas de órgãos humanos 244

Capítulo 16 Sistema digestório ................................ 246Alimentação .................................................................. 247Anatomia do sistema

digestório humano ......................................... 249Fisiologia da digestão .......................................... 251Doenças associadas ao

sistema digestório ........................................... 254Práticas de Biologia: Análise da atividade emulsificante da bile ..................................... 255

� Atividades ................................................................ 256Ciência, tecnologia e sociedade: Queijo parmesão e macarrão lideram lista de alimentos com alto teor de sódio ................................. 257

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Edilson Bilas/ID/BR

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Capítulo 17 Sistema circulatório .............................. 258Estrutura do sistema

cardiovascular ...................................................... 259Funcionamento do coração .......................... 260Doenças do sistema

circulatório .............................................................. 262Circulação da linfa .................................................. 263

� Atividades ................................................................ 265

Capítulo 18 Sistema respiratório ............................ 266Anatomia do sistema

respiratório ............................................................. 267Fisiologia da respiração .................................... 269Doenças do sistema

respiratório ............................................................. 272 � Atividades ................................................................ 274Ciência, tecnologia e sociedade: Texto 1 – Poluição mata mais que aids e tuberculose em SP, diz professor da USP ..................................... 275 Texto 2 – Fogão a lenha .............................. 275

Capítulo 19 Sistema urinário ....................................... 276Anatomia do

sistema urinário ................................................. 277Formação da urina .................................................. 278Doenças do

sistema urinário ................................................ 280 � Atividades ................................................................ 281

Capítulo 20 Sistema nervoso ........................................ 282Anatomia do sistema nervoso .................... 283Divisão funcional do

sistema nervoso ................................................. 287Distúrbios do

sistema nervoso ................................................. 288 � Atividades ............................................................... 289

Capítulo 21 Sistema endócrino ................................. 290Glândulas endócrinas .......................................... 291Glândula tireoide e glândulas

paratireoides ....................................................... 292Pâncreas ............................................................................. 293Glândulas suprarrenais ..................................... 294Hormônios reprodutivos ................................... 295

� Atividades ................................................................ 297

Capítulo 22 Controle sensório-motor ................. 298Integração sensório-motora ........................ 299Visão ...................................................................................... 299Audição e equilíbrio .............................................. 301Sentidos químicos: paladar e olfato .... 302Tato ......................................................................................... 303

� Atividades ............................................................... 304Ciência, tecnologia e sociedade: Estudo alerta para risco de perda de audição para quem usa MP3 players ................................................. 305Biologia e Física: Lentes e visão ...................................................... 306Vestibular e Enem .......................................... 308

Projeto 2: Canal aberto Exposição de murais: um espaço para sua comunidade tirar dúvidas sobre saúde ..................................... 312

Glossário .................................................................................................................. 314

Siglas de universidades ......................................................................... 319

Referências bibliográficas ................................................................. 320

Luís Moura/ID

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Sumário

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Sum

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Unidade 1 – Genética: Estuda a transmissão das características de uma geração a outra 10

Capítulo 1 Primeiras ideias sobre genética .................................................. 12Primeiras ideias sobre a

continuidade da vida ........................................ 13A herança cromossômica ...................................... 14

Práticas de Biologia: Observação da diversidade entre indivíduos de uma mesma espécie ........................................................ 19

� Atividades ......................................................... 20Ciência, tecnologia e sociedade: Pequena história da individualidade genética humana ................................................... 21

Capítulo 2 Gregor Mendel e a genética ......................................................... 22Os trabalhos de Mendel ........................................ 23Redescoberta dos

trabalhos de Mendel ......................................... 28 � Atividades ......................................................... 30

Capítulo 3 Métodos utilizados em genética mendeliana .................................. 32A determinação do genótipo ........................... 33

Práticas de Biologia: Probabilidade na prática ............................ 40

� Atividades ......................................................... 42

Capítulo 4 Interações entre os alelos de um gene ......................................... 44Padrões de dominância

entre dois alelos .................................................... 45Alelos múltiplos ............................................................ 48

Práticas de Biologia: Conhecimento sobre os grupos sanguíneos dos alunos e familiares .............................................. 52

� Atividades ......................................................... 53Ciência, tecnologia e sociedade: O caso da anemia falciforme .................... 55

Capítulo 5 Segunda lei de Mendel ............................ 56Princípio da segregação

independente .............................................................57Exemplos de segregação

independente ........................................................... 60Análise de cruzamentos

genéticos ........................................................................ 61Resolução de problema ........................................ 65Interação gênica ........................................................... 66Tipos de interação gênica .................................. 68Cálculo de probabilidade ..................................... 74

� Atividades ......................................................... 76

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Capítulo 6 Além da genética mendeliana .......................................................... 78

Ligação gênica ............................................................... 79

Mapeamento cromossômico .......................... 84

Anomalias genéticas ............................................... 87

Além dos genes ligados ....................................... 91

Práticas de Biologia: Simulação de ligação gênica .................... 93

� Atividades ..........................................................94

Ciência, tecnologia e sociedade: Como as radiações provocam

mutações? .................................................................... 97

Capítulo 7 Determinação do sexo e influência na herança .......................... 98

A determinação do sexo ........................ 99

Determinação do sexo em seres humanos ...........................101

Padrões de herança de genes localizados nos cromossomos sexuais ..............................................103

Práticas de Biologia: Aconselhamento genético ....................... 106

� Atividades ...................................................... 107Ciência, tecnologia e sociedade: Histórias de família .......................................... 109

Capítulo 8 Biotecnologia ................................................. 110 � Biologia e História:

Domesticação e melhoramento genético ............................................................. 112

� Atividades ....................................................... 121Vestibular e Enem ............................................ 122

Projeto 1: Biotecnologia na mídia: exposição e análise de reportagens sobre biotecnologia .................................................... 128

Unidade 2 – Evolução: Estudo da origem das espécies e das modificações pelas quais elas passam 130

Capítulo 9 As primeiras teorias evolutivas ........................................................... 132O surgimento do pensamento

evolucionista ........................................................... 133Evidências da evolução ...................................... 139

� Atividades ...................................................... 146

Capítulo 10 A teoria da evolução após Darwin .................................................... 148Evolução e diversidade da vida .................. 164

� Atividades ...................................................... 166

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Sum

árioSumário

Capítulo 11 Evolução da vida ........................................ 168A vida ao longo da

história geológica ............................................. 169A posição filogenética da

espécie humana entre as outras espécies ..................................................... 176

As origens da humanidade ............................. 179Práticas de Biologia: A fita do tempo .................................................... 187

Atividades ........................................................................ 188Ciência, tecnologia e sociedade: Hábitos alimentares pré-históricos ajudam a entender distúrbios modernos como obesidade .................... 189

� Biologia e Matemática Fósseis e proporções ................................... 190

Vestibular e Enem ........................................... 192

Unidade 3 – Ecologia: O estudo das inter-relações entre os seres vivos e destes com o ambiente físico 196

Capítulo 12 Ecologia básica ............................................ 198A biosfera .......................................................................... 199Relações tróficas

nos ecossistemas .............................................. 202Ciclos biogeoquímicos ........................................ 207

Práticas de Biologia: Construção de um terrário para observar o ciclo da água ............................ 210

� Atividades ....................................................... 211Ciência, tecnologia e sociedade: O que é sequestro de carbono? ............................................................... 213

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Capítulo 13 Relações ecológicas ............................... 214Relações ecológicas ................................................ 215Relações intraespecíficas ................................ 216Relações interespecíficas ................................ 220

Práticas de Biologia: Jogo das relações ecológicas ................ 187

Atividades ........................................................................ 227Ciência, tecnologia e sociedade: A bromélia dá a casa, e a aranha, a comida ...................................................................... 229

Capítulo 14 Ecossistemas .................................................. 230Dinâmica de populações .................................. 231Fatores determinantes dos

ecossistemas ......................................................... 238Sucessão ecológica ................................................. 242

Práticas de Biologia: Estimativa de tamanho populacional ........................................................... 245

� Atividades ...................................................... 246

Capítulo 15 Biomas .................................................................. 248Os biomas do mundo ............................................ 249Os biomas brasileiros .......................................... 256Ecossistemas aquáticos .................................... 264

Práticas de Biologia: Interpretação de imagens ....................... 268

� Atividades ...................................................... 269

Ciência, tecnologia e sociedade: O que são Unidades de Conservação? ................................................. 271

Capítulo 16 O ser humano e o ambiente .............................................................. 272Impacto humano

sobre o ambiente .............................273Impacto humano

sobre a atmosfera ............................274Impacto humano

sobre as águas  .................................277Impacto humano sobre os solos ......... 280Ameaças à biodiversidade .................. 284Usos da energia e suas fontes ..............287

Práticas de Biologia: Aprenda a fazer adubo caseiro  ........... 291

� Atividades ...................................................... 292Ciência, tecnologia e sociedade: Energia eólica e solar no Brasil .......... 295Vestibular e Enem .......................................... 296

Projeto 2: Novos hábitos: uma reflexão sobre hábitos de consumo ........................................................................................................... 302

Glossário .................................................................................................. 304

Siglas de universidades .............................................................. 310

Referências bibliográficas ......................................................... 311

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