Coleção Ser Protagonista Biologia, Ensino Médio

Coleção Ser Protagonista
Biologia, Ensino Médio
Bactérias quimioautotróficas
Professor, quando
o bactérias
aluno utilizam
escutaa energia
a palavra
geralmente evoca a
Essas
liberadamicrorganismo,
por reações químicas de
oxirredução
de
compostos
inorgânicos
na
síntese
de
moléculas
de
glicose.
relação de vírus e bactérias com doenças. De fato, muitas espécies desses seres vivos, e
Há diversos tipos de bactérias quimiossintetizantes. Algumas oxidam
tantas outras de protozoários,
algas metano
e fungos,
são causadoras
doenças
no ser humano,
enxofre, outras oxidam
ou compostos
de ferro. Umde
grupo
que
afeta
profundamente
a
fertilidade
do
solo
é
o
das
bactérias
nitrificantes,
algumas delas muito graves. Mas, o aluno precisa saber muito mais do que isso.
que oxidam amônio em nitrito e nitrato (veja boxe abaixo).
Saiba mais
Bactérias fixadoras de nitrogênio
A 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 viver em associação com certas plantas, em nódulos formados nas raízes,
como as bactérias do gênero Rhizobium (veja imagem A na próxima página) 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 (NH14). 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.
Petra Elster/ID/BR
9. Por que a conjugação não pode ser considerada uma 15. Explique de que maneira a microbiota normal
Ser Protagonista
Biologia
forma de reprodução sexual típica?
constitui uma defesa contra microrganismos patoSeriado
Volume
2 -que
p. invadem
54
gênicos
o organismo humano.
> Bactérias
heterotróficas
10. Explique
a importância das bactérias proclorófitas
nos bactérias
ambientes émarinhos.
16.matéOs plasmídios são pedaços circulares de DNA que
A maioria das
heterotrófica, ou seja, elas absorvem
contêm genes. Em geral eles não determinam caracteria orgânica11.do
meio em éque
vivem. De
acordo com
o modo
O nitrogênio
um elemento
importante
presente
nas pelo qual
rísticas
fazem isso, asproteínas.
bactériasEmbora
podemosser
classificadas
em
saprofágicas,
para- essenciais à sobrevivência das bactérias.
seres vivos não sejam capazes
Explique de que modo o uso inadequado de
sitas ou mutualistas.
de absorver esse elemento diretamente da atmosfeantibióticos, aliado à ação dos plasmídios, pode
ra, a combinação do metabolismo de diversas espélevar ao desenvolvimento das chamadas superBactériascies
saprofágicas
de bactérias permite essa absorção.
bactérias,
ou seja, resistentes a vários tipos de
A maior parte das bactérias heterotróficas é saprofágica, isto é, elas
deantibióticos.
gradam a matéria orgânica sem vida, como cadáveres ou restos de seres
atmosférico
vivos – como folhas, urina, fezes, Netc.
(imagem a seguir) –, produzindo
17. Pesquisadores da Universidade Federal de Persubstâncias mais simples, como o gás carbônico e a amônia, que são
li- desenvolveram um projeto para a produnambuco
do biogás metano utilizando algumas espécies
beradas no ambiente e podem ser utilizadas por outros seres vivos. ção
Essas
de bactérias fermentadoras e, ao mesmo tempo,
bactérias, portanto, promovem a reciclagem de nutrientes no ambiente.
diminuindo o excesso do resíduo bruto de gliceriA decomposição pode ser aeróbia ou anaeróbia. Por exemplo, quanna, componente que aparece no processo de prodo substâncias orgânicas se acumulam no fundo de uma lagoa ou quando
dução de biodiesel e que não pode ser absorvido
esgotos domésticos são lançados em locais onde não existe oxigenação
pela indústria. Observe o esquema abaixo referensuficiente, ocorre decomposição anaeróbia.
2
54
Manfred Kage/SPL/Latinstock
Capítulo 3 ■ Seres procarióticos
te a esse projeto:
bactérias
desnitrificantes
bactérias
fixadoras de N2
nas raízes
decompositores
NO3–
bactérias nitrificantes
NO2–
óleos e gorduras de
origem animal ou
vegetal
bactérias
fixadoras
de N2
resíduo de
glicerina
NH3 Bacillus stearothermophilus,
(amônia)
bactérias nitrificantes
bactérias que decompõem
excrementos animais.
descartes em aterros
industriais
Microscópio eletrônico de
varredura, imagem colorizada,
aumento: cerca de 2 250 vezes.
A partir das informações do texto e do esquema acima, explique como as bactérias permitem a assimilação do nitrogênio para constituir as proteínas
presentes no organismo dos animais.
esterco bovino
Ser Protagonista
Biologia
12. Qual é a diferença entre bactérias fotoautotróficas
e
4P_SPB_SR2_LA_U02_C03_048A065.indd
54
quimioautotróficas?
Seriado - Volume 2 - p. 61
13. Por meio de técnicas de biotecnologia, como a técnica do DNA recombinante, é possível usar bactérias para a produção de medicamentos e de outros
produtos de interesse médico. Explique como as
bactérias têm sido utilizadas para melhorar a vida
biodiesel
+
gás metano
energia elétrica
a) Como ocorre a produção do gás metano, a partir
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:
• Eles estão muito bem adaptados aos ambientes em que se encontram.
• Eles exercem um papel importante na manutenção do equilíbrio ambiental.
• As relações
de parasitismo
espécies
mantêm
com outros seres vivos,
impacto significativo
nos ciclos
de nutrien> Importância
ambiental que algumas
tes dos ambientes aquáticos.
vírus
não sódos
o ser
humano, fazem parte deAlém
seu
ciclo de vida e não ocorrem para prejudicar
disso, existem evidências de que os
Os vírus sofrem muitas mutações e, por vírus, desde o surgimento da vida na Teressesisso,seres.
apresentam grande variabilidade ge- ra, são um importante fator de seleção natunética, o que de
contribui
para uma está
rápi- relacionado
• O surgimento
epidemias
quebra
equilíbrio ambiental, com
ral. Nos ambientesàaquáticos,
por do
exemplo,
da adaptação às novidades ambientais. De os bacteriófagos, que também podem infecreflexo
nas mostram
populações
microrganismos
parasitas, geralmente em função
fato,também
pesquisas recentes
que os ví-detar
algas, são responsáveis pelo aumento do
rus
também
são
abundantes
em
ambientes
de ações humanas inadequadas. fluxo de material genético entre esses orga-
aquáticos, onde influenciam o crescimento nismos e as bactérias.
e a mortalidade de outros organismos. Por
É importante lembrar ainda que os vírus
isso, eles têm grande importância ecológica. podem ser utilizados como instrumento teNas últimas
décadas,
o
avanço
tecnológico
e o maior conhecimento acerca dos seres
No ambiente aquático, onde podem ser rapêutico. Eles desempenham papel central
muito mais frequentes
do que as bactérias, de
vivos permitiram
o desenvolvimento
novas técnicas,
que
navárias
técnica denominada
terapia gênica
(leia trouxeram melhoria na
os vírus também são capazes de infectar al- boxe a seguir), utilizada no tratamento de dequalidade
das
maior terminadas
produção
de alimentos, tratamentos para doenças
gas, de
que vida
estão na
basepessoas,
das teias alimentadoenças humanas, como as enres aquáticas.
A mortedesenvolvimento
dos organismos in- fermidades
genéticas
– doenças
em que o or- (base dos exames de
graves como
câncer,
de géis
para
eletroforese
fectados disponibiliza nitrogênio, carbono ganismo apresenta alguma falha no material
DNA forense).
e outros nutrientes para o ambiente. Por- genético que impede seu bom funcionamentanto, pode-se dizer que os vírus têm um to – e certos tipos de câncer.
Saiba mais
Patrick Landmann/SPL/Latinstock
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 virais
Em contraposição à resistência da membrana celular à entrada espontânea de DNA em uma célula, os vírus são microrganismos especializados exatamente em invadir células e nelas introduzir material genético. [...] Essa propriedade é explorada 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
gene terapêutico
como fonte de vetores para terapia gênica. Ainda outros vetores são derivados de vírus da família dos adenovírus-associados, que não são
patogênicos para seres humanos.
O princípio da produção de vetores de orivírus
gem viral para terapia gênica [...] consiste em
O gene terapêutico
detalhe
remover os genes envolvidos nos mecanismos
é introduzido em um
patogênicos e de proliferação viral, mantendo
vírus modificado em
apenas o necessário para invasão das células
laboratório, que o
insere no DNA das
sem multiplicação, seguida da inserção de um
células do paciente.
gene terapêutico no que resta do DNA viral [...].
núcleo
célula
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.
Ser Protagonista Biologia
37
Seriado - Volume 2 - p. 37
4P_SPB_SR2_LA_U02_C02_030A047.indd 37
8/25/14 11:31 AM
Estudar os seres vivos e conhecê-los melhor desperta a curiosidade, que por si
só 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.
Práticas de Biologia
Colonização de um ambiente
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.
2
Material
3
4
Etapas da montagem do ambiente para o cultivo
de algas e protozoários.
3. Quais os critérios utilizados para separar as algas
nos filos descritos neste capítulo?
Discussão
4. A figura abaixo representa três protozoários com estruturas 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?
Adilson Secco/ID/BR
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?
1
2
X
Y
3
Z
81
4P_SPB_SR2_LA_U02_C04_066A085.indd 81
cistos nas fezes
Colônia de algas euglenoides do gênero Colacium. Microscópio
de luz; aumento: cerca de 190 vezes.
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.
água contaminada usada
na irrigação ou para lavar
frutas e verduras
2. Os euglenoides (imagem a seguir) são organismos
unicelulares geralmente classificados como algas.
Entretanto, eles apresentam um conjunto de características que leva certos autores a classificá-los
como protozoários. Quais são essas características?
Custom Medical Stock Photo/Other Images
ƒ fita-crepe ou fita isolante e barbante
ƒ garrafão de água com capacidade para 5 L cortado na parte
superior, ou um pequeno aquário
ƒ cascalho e areia grossa
ƒ folhas e capim seco, folhas de alface e/ou repolho, pedaços
de galho e gravetos, pedras
ƒ pano de trama larga (ou fralda velha)
ƒ saco plástico transparente
ƒ água de lago ou rio não poluído (ou usar água de torneira sem
cloro; o professor deve aquecer a água para eliminar o cloro)
ƒ luvas de borracha (usadas para limpeza doméstica)
ƒ 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
1
1. Os protozoários não formam um grupo monofilético, pois seus integrantes não compartilham um ancestral comum exclusivo. Entretanto, todos compartilham algumas características. Quais são elas?
Ser Protagonista Biologia
Seriado - Volume 2 - p. 81 e 82
8/25/14 11:37 AM
Capítulo 4 ■ Protoctistas
C
Atividades
Objetivos
ƒ Em grupo, preparar infusões, ou meios de cultura, e observar
protozoários e algas.
ƒ Observar o desenvolvimento das populações desses organismos.
Eduardo Santaliestra/ID/BR
B
Adilson Secco/ID/BR
A
5. Qual é a diferença entre hospedeiro intermediário e
hospedeiro definitivo? E entre cisto e trofozoíto?
ciclo de doença
causada por
protozoário
no ser humano
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 colegas a importância desse tipo de serviço na prevenção 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 espécies podem viver separadamente?
9. Considere as seguintes doenças estudadas neste capítulo: 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 governos (municipal, estadual, federal) nesse sentido.
10. Antigamente, o reino Protista incluía apenas os organismos unicelulares eucarióticos, ou seja, protozoários e
algumas algas. O reino Protoctista, que o substituiu nas
classificações atuais, inclui também as algas multicelulares. Que características você acredita que os pesquisadores consideraram para justificar essa inclusão?
6. Explique por que ocorrem os picos de febre em uma
pessoa acometida por malária.
11. Evidências atuais indicam que as clorofíceas têm relação evolutiva com as plantas, ou seja, ambos os grupos
teriam evoluído de um ancestral comum exclusivo. Que
características desse filo sustentam essa hipótese?
7. Observe a figura a seguir, que representa o ciclo de
transmissão de um protozoário parasita, e depois
responda às questões que seguem.
12. Tanto os protozoários como as algas podem produzir
células de resistência, respectivamente cistos e esporos. Explique qual é a importância delas.
82
4P_SPB_SR2_LA_U02_C04_066A085.indd 82
8/25/14 11:37 AM
Sílvia Helena M. de Arruda Campos,
autora da coleção Ser Protagonista Biologia, de Edições SM.