SÉRGIO LINHARES • FERNANDO GEWANDSZNAJDER
BIOLOGIA
ENSINO MÉDIO
CITOLOGIA
REPRODUÇÃO E
DESENVOLVIMENTO
HISTOLOGIA
ORIGEM DA VIDA
1
MANUAL DO PROFESSORCITOLOGIA
REPRODUÇÃO E
DESENVOLVIMENTO
HISTOLOGIA
ORIGEM DA VIDA
1
2ª edição São Paulo • 2013 BIOLOGIA ENSINO MÉDIO Masterfile/Other ImagesSÉRGIO LINHARES
Bacharel e licenciado em História Natural pela Universidade do Brasil (atual UFRJ)
Foi professor de Biologia Geral na Universidade do Brasil (atual UFRJ) e de Biologia no Colégio Pedro II, Rio de Janeiro (Autarquia Federal – MEC)
FERNANDO GEWANDSZNAJDER
Licenciado em Biologia pelo Instituto de Biologia da Universidade Federal do Rio de JaneiroMestre em Educação pelo Instituto de Estudos Avançados em Educação da Fundação Getúlio Vargas (RJ)
Mestre em Filosofia pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Doutor em Educação pela Faculdade de Educação da Universidade Federal do Rio de Janeiro
Foi professor de Biologia e Ciências no Colégio Pedro II, Rio de Janeiro (Autarquia Federal – MEC)
Diretoria editorial: Angélica Pizzutto Pozzani Gerência de produção editorial: Hélia de Jesus Gonsaga
Editoria de Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias: José Roberto Miney Editora assistente: Helena Moreira Pacca Assessoria técnica: Olívia Mendonça
Mestre em Psicologia Experimental pela Universidade de São Paulo-SP Bacharel e Licenciada em Ciências Biológicas pela Universidade de São Paulo-SP
e Gustavo Eiji Kanetto
Bacharel em Ciências Biológicas pela Universidade de São Paulo-SP
Supervisão de arte e produção: Sérgio Yutaka Editora de arte: Kátia Kimie Kunimura
Diagramação: Typegraphic Supervisão de criação: Didier Moraes Editora de arte e criação: Andréa Dellamagna Design gráfico: Ulhôa Cintra Comunicação Visual
e Arquitetura (miolo e capa)
Revisão: Rosângela Muricy (coord.), Ana Carolina Nitto, Ana Paula Chabaribery Malfa, Célia da Silva Carvalho,
Sheila Folgueral, Vanessa de Paula Santos e Gabriela Macedo de Andrade (estag.)
Supervisão de iconografia: Sílvio Kligin Pesquisador iconográfico: Cláudia Bertolazzi Tratamento de imagem: Cesar Wolf e Fernanda Crevin
Foto da capa: Masterfile/Other Images
(Hemácias, em vaso sanguíneo – ilustração por computador)
Ilustrações: Hiroe Sasaki, Ingeborg Asbach, KLN Artes Gráficas Luis Moura, Maspi, Osvaldo Sequetin e Rodval Matias
Direitos desta edição cedidos à Editora Ática S.A. Av. Otaviano Alves de Lima, 4400 6o andar e andar intermediário ala A
Freguesia do Ó – CEP 02909-900 – São Paulo – SP Tel.: 4003-3061
www.atica.com.br/editora@atica.com.br Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
(Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)
Linhares, Sérgio
Biologia hoje / Sérgio Linhares, Fernando Gewandsznajder. -- 2. ed. -- São Paulo : Ática, 2013.
Obra em 3 v. Bibliografi a.
1. Biologia (Ensino médio) I. Gewandsznajder, Fernando. II. Título.
13-02604 CDD-574.07
Índice para catálogo sistemático: 1. Biologia : Ensino médio 574.07 2013 ISBN 978 8508 16281-9 (AL) ISBN 978 8508 16282-6 (PR) Código da obra CL 712768 Uma publicação 2 Versão digital
Diretoria de tecnologia de educação: Ana Teresa Ralston Gerência de desenvolvimento digital: Mário Matsukura
Gerência de inovação: Guilherme Molina Coordenadores de tecnologia de educação: Daniella Barreto e
Luiz Fernando Caprioli Pedroso
Coordenadora de edição de conteúdo digital: Helena Moreira Pacca Editores de tecnologia de educação: Cristiane Buranello e Juliano Reginato Editores assistentes de tecnologia de educação: Aline Oliveira Bagdanavicius,
Drielly Galvão Sales da Silva, José Victor de Abreu e Michelle Yara Urcci Gonçalves
Assistentes de produção de tecnologia de educação: Alexandre Marques, Gabriel Kujawski Japiassu, João Daniel Martins Bueno, Paula Pelisson Petri,
Rodrigo Ferreira Silva e Saulo André Moura Ladeira Desenvolvimento dos objetos digitais: Agência GR8, Atômica Studio,
Cricket Design, Daccord e Mídias Educativas Desenvolvimento do livro digital: Digital Pages
3
ara onde quer que você olhe, verá algo relacionado à Biologia.
Os alimentos que você come, as roupas que você usa e os
pro-cessos fisiológicos necessários para que você esteja sentado
observando o ambiente que o cerca são exemplos de como a Biologia
está presente no seu dia a dia. Entender um pouco de Biologia é
am-pliar muito a compreensão que você tem do mundo.
A influência cada vez maior das Ciências da Natureza em nossa
vida exige que estejamos bem informados para acompanhar as
des-cobertas científicas, avaliar seus aspectos sociais e participar de forma
esclarecida de decisões que dizem respeito a toda a sociedade.
Nesta coleção, apresentamos os conceitos fundamentais da
Biolo-gia, muitos deles relacionados também a outras disciplinas. Os livros
foram escritos com linguagem acessível, estimulando a reflexão, o
espírito crítico e a preocupação com as questões relativas à saúde, à
conservação do ambiente e ao bem-estar social.
A leitura e a realização das atividades propostas nesta coleção
se-rão ferramentas essenciais para o seu crescimento como estudante e
como cidadão em um mundo globalizado, em que sua participação é
cada vez mais importante.
Os autores
Apresentação
P
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se-rão ferramentas essenciais para o seu crescimento como estudante e
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como cidadão em um mundo globalizado, em que sua participação é
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Os autores
Os autores
Os autores
Os autores
Os autores
Os autores
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33 BiologiaHoje_BiologiA_v1_PNLD15_001a009_iniciais.indd 3 3/18/13 9:08 AM4
Cada volume da coleção é dividido em
unidades, que reúnem capítulos com o mesmo
tema. Em cada um dos capítulos você vai
encontrar os seguintes boxes e seções:
Biologia tem história
Contextualiza algumas das principais descobertas científicas ligadas principalmente à Biologia e ajuda na compreensão da investigação científica, do cotidiano do cientista e do contexto social envolvido nas descobertas.
Aplique seus
conhecimentos
Contém questões discursivas, propostas pelo autor, e de múltipla escolha, selecionadas de diversos exames vestibulares nacionais e do Exame Nacional do Ensino Médio (Enem). Essas atividades trabalham os conceitos de cada capítulo, muitas vezes relacionando-os com conceitos da Biologia e de outras disciplinas.
139 Capítulo 12 • Núcleo, cromossomos e clonagem
Se chamarmos de n o número de tipos diferentes de cromossomos de uma célula, podemos dizer que as células somáticas são diploides (diploos = duplo;
eidos = semelhante) ou 2n; as células reprodutoras
são haploides (haploos = simples, único) ou n. espermatozoide (n = 23)
célula-ovo (2n = 46) divisões celulares
novo ser humano
Hiroe S
asaki/Arqui
vo da editora
Figura 12.9 Cromossomos (comprimento entre cerca de 1 μm a 10 μm) passam dos pais para os filhos. (Os elementos da figura não estão na mesma escala. As células são microscópicas. Cores fantasia.)
A informação genética total em uma célula ou organismo é chamada genoma. Nos organismos di-ploides, o genoma corresponde aos genes de um conjunto haploide de autossomos e dos cromosso-mos sexuais.
O número de cromossomos
Quantos cromossomos existem nas células somá-ticas da espécie humana? Hoje, sabemos que a respos-ta para essa questão é: 46 cromossomos. No enrespos-tanto, até 1956 pensava-se que fossem 48.
Em 1956 os pesquisadores Hin Tjio (1919-2001) e Albert Levan (1905-1998), utilizando colchicina, subs-tância capaz de interromper a mitose, e orceína acéti-ca como corante, entre outras técniacéti-cas, publiacéti-caram um trabalho apresentando evidências de que o núme-ro era 46, e não 48.
Alguns pesquisadores acham que as técnicas an-teriores de microscopia – que usavam a hematoxilina
férrica como corante, no lugar da orceína acética – po-dem ter causado a ilusão óptica de que o braço maior do par de cromossomos de número ç era um cromos-somo à parte, levando ao erro de contagem.
Esse exemplo mostra que o conhecimento cientí-fico está aberto a correções e que o avanço desse co-nhecimento depende do desenvolvimento de novas técnicas – temas debatidos em História e Filosofia da Ciência.
Fontes de consulta: Snõútad, D. P.; Simmonú, M. J. Fundamentos de genética. 4. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008, p. ç28; Viana-Morgante, A. M. Temos 46 cromossomos! Ciência Hoje, Rio de Janeiro, n. 224, p.7ê-78, mar. 2006.
Biologia história tem
óvulo (n = 23)
Unidade 2 • A química da vida 40
Aplique seus conhecimentos
1. Algumas pessoas fazem exercícios com roupas pesadas em dias quentes porque isso aumenta a transpiração, o que pode causar uma perda temporária de massa. Explique: a) O que a pessoa perdeu pelo suor que a fez diminuir
de massa?
b) Por que essa perda “extra” de massa é temporária? c) Por que a prática de exercícios com roupas pesadas
em dias quentes é perigosa para a saúde?
2. Por que a variação de temperatura nas cidades à beira--mar costuma ser menor que em regiões longe do mar (na mesma latitude e altitude)?
3. O rato-canguru, um pequeno mamífero dos desertos norte-americanos, não bebe água. De onde vem a água necessária para seu organismo?
4. Por que os cientistas se preocupam em encontrar algu-ma prova da existência de água no estado líquido em outro planeta ou satélite?
5. Com base nos gráficos abaixo, responda às questões:
Maspi/Arqui
vo da editora
animais
lipídiosminerais glicídios e outros proteínas
vegetais lipídios e outros proteínas minerais glicídios Atividades ATENÇÃO! Não escreva no seu livro! 7. (Acafe-SC) A alternativa que apresenta a
correspondên-cia adequada é: Sais
minerais Funções Principais alimentos a)Magnésio forma a
hemoglobina leite e frutas b)Ferro forma a clorofila cereais e hortaliças c)Cálcio forma ossos e
dentes laticínios, hortaliças e folhas verdes d)Flúor faz parte dos
hormônios fígado e legumes e)Iodo atua no trabalho
dos nervos carne e ovos
8. (UCS-RS) Além de fazer parte da constituição dos orga-nismos vivos, a água apresenta outras características importantes, que são vitais à manutenção dos ecossis-temas do planeta.
Com relação às características da água, assinale a alter-nativa correta.
a) Na Terra, a água pode ser encontrada somente em dois estados físicos: líquido (água salgada e doce) e sólido (geleiras, neve e icebergs). b) Ao resfriar, a partir de 4 íC a água diminui sua
densi-dade, solidificando, por exemplo, em lagos e mares, apenas na superfície. Isso contribui para a manuten-ção da vida em regiões de alta latitude. c) A temperatura da água do mar não varia com a
profun-didade e a latitude, o que garante a formação de corais. d) Na formação das geleiras, a molécula de água ganha
mais um átomo de hidrogênio. e) Devido principalmente à sublimação, a água
arma-zena e libera energia para o ambiente, influenciando no clima da região em que se encontra.
9. (UFSC) A maior parte dos seres vivos é composta de água. No corpo humano, a porcentagem de água pode variar de 2ó%, nos ossos, a 85% nas células nervosas; nas medusas (animais marinhos), a porcentagem de água chega a mais de ú5%. Assinale as afirmativas que indicam corre-tamente a importância da água nos seres vivos. ó1. A maioria dos elementos químicos presentes nos
seres vivos necessita de um meio aquoso para se dissolver e reagir uns com os outros. ó2. A água atua no transporte e na remoção dos
produ-tos do metabolismo. ó4. A grande capacidade da água de absorver calor
prote-ge o material vivo contra súbitas mudanças térmicas. ó8. A água atua como lubrificante, estando presente nos líquidos corporais, entre um órgão e outro. Dê como resposta a soma dos números associados às
alternativas corretas. a) Qual a substância mais encontrada nos seres vivos? b) Qual o tipo de substância orgânica mais encontrada
nos animais? E nas plantas?
6. Era um dia muito quente e de muito sol numa praia ro-chosa. Tão quente que não era possível pisar descalço sobre a areia ou as rochas, pois os pés queimavam. Mas não havia nenhum problema em andar com os pés mer-gulhados na água. Como se explica essa diferença de temperatura?
água
água A foto abaixo mostra um embrião humano com cerca de 8
sema-nas. Além dele, você pode identificar na foto algumas estruturas, como a bolsa de água, ou âmnio, que envolve o embrião; além do cor-dão umbilical e da placenta. Essas estruturas são alguns dos anexos embrionários que contribuem para o desenvolvimento do bebê den-tro do útero materno.
Como veremos a seguir, os diversos grupos de animais apresentam desenvolvimentos embrionários diferentes, tanto com relação aos anexos, como em relação ao local onde o embrião se desenvolve (den-tro ou fora do corpo da mãe).
Você sabe por que é comum dizer que a bolsa estourou quando uma mulher está prestes a dar à luz? Que estruturas auxiliam
o desenvolvimento dos animais ovíparos? O que são células-tronco e
qual sua importância?
CAPÍTULO
Desenvolvimento embrionário dos animais
17
Figura 17.1 Embrião humano com 8 semanas (cerca de 1,6 cm de comprimento) no interior do âmnio (no alto, à esquerda, a placenta, presa ao cordão umbilical; no alto, à direita, restos do saco vitelínico).
Dr. G. Moscoso/SPL/Latinst oc k 211
Abertura do
capítulo
Apresenta texto e imagens que fazem conexão entre o assunto tratado no capítulo e fatos do cotidiano relacionados a saúde, ambiente, tecnologia e sociedade. Uma série de perguntas iniciais introduz o tema, estimulando você a pensar no que já sabe
sobre o assunto.
Abertura
da unidade
Em cada unidade é apresentado um breve texto de introdução, acompanhado de uma foto atraente que o convida a conhecer mais sobre um grande tema da Biologia.11 10
UNIDADE
1
Uma visão geral
da Biologia
Fabio Colombini/Acerv o do f ot ógr af o
A Biologia é a ciência que estuda os seres vivos ou, mais precisamente, as características dos seres vivos. Com essa ciência, descobrimos explicações para uma série de fenômenos, compreendemos melhor o que está acontecendo no mundo e podemos partici-par, de forma esclarecida, de decisões que afetam toda a coletividade.
Decidir sobre questões que envolvem a destruição dos ecossistemas, o aquecimento global, a perda da biodiversidade, o destino do lixo ou os alimentos transgênicos, por exemplo, exige um conhecimento básico de Biologia. Esse conhecimento nos torna tam-bém aptos a tomar decisões que podem melhorar nossa saúde: como iniciar a prática de atividades físi-cas e ter uma alimentação equilibrada.
Nesta unidade você vai ter uma visão geral do que a Biologia estuda, das características dos seres vivos
e de como os cientistas trabalham. Perereca (cerca de 5 cm, dependendo da espécie) sobre uma inflorescência de helicônia (com 40 cm de altura) na Mata Atlântica.
Conheça
seu livro
5
Aprofunde seus
conhecimentos
Traz mais detalhes sobre o tema tratado no capítulo, expandindo o assunto de forma estimulante para você ir mais longe!
83 Capítulo 7 • Uma visão geral da célula
Se na escola em que você estuda há microscópio óp-tico, lâminas de vidro especiais para serem utilizadas com o microscópio e lamínulas (lâminas de pequena es-pessura), você pode, com a orientação do professor, reali-zar as atividades seguintes e responder às questões.
1. Recorte um quadradinho de papel-jornal (cerca de 5 mm de lado) com letras impressas e coloque-o no centro de uma lâmina de vidro, própria para microscó-pio, com as letras voltadas para cima. Em seguida, pin-gue uma gota de água sobre o papel, apoie a lamínula sobre a lâmina, de modo a formar um ângulo de cerca de 45o entre elas, e solte lentamente a lamínula sobre o material, evitando assim a formação de bolhas de ar. Retire o excesso de água com papel absorvente. Ao transportar o microscópio, você deve segurá-lo
(sempre na vertical) com as duas mãos: uma segura o braço do microscópio e a outra sustenta a base. Quando o instrumento estiver sobre a mesa (ou ou-tra base segura), a lâmpada deve ser ligada e a obje-tiva de menor aumento colocada em posição e bem afastada da platina. Em seguida, apoie a lâmina so-bre a platina e prenda-a com as presilhas. Alguns mi-croscópios possuem um dispositivo preso à platina, o
charriot, que permite prender a lâmina e
movimen-tá-la quando necessário. Se o seu microscópio possui
charriot, utilize-o.
Antes de olhar pela ocular, gire o parafuso macromé-trico devagar, aproximando a objetiva do material (até bem perto, mas tomando cuidado para não en-costar demais a objetiva na lamínula, que pode que-brar; por isso, ao fazer essa manobra, olhe diretamen-te o que está fazendo, e não pela ocular). E nunca toque nas lentes com os dedos. Agora, olhando pela ocular, use o parafuso macromé-trico para afastar lentamente a objetiva (cuidado para não se confundir e fazer o contrário, isto é, apro-ximar a objetiva), até que consiga ver alguma coisa. Em seguida, ainda tomando cuidado ao utilizar o mi-crométrico, procure focalizar uma letra do jornal (não serve a letra “o”). Procurando deixar sempre aquilo que quer observar no centro do campo, desenhe exa-tamente o que está observando. Compare a posição da letra quando vista pelo lado de fora e quando vista ao microscópio. Movimentando a lâmina para a direi-ta (use o charriot, se houver), observe qual o sentido de deslocamento dessa imagem (letra). Para observar em aumento maior, utilize o revólver
para mudar a objetiva. Ajuste o foco da nova objetiva com o micrométrico e compare, em relação à objeti-va anterior, o que acontece com a imagem e com o campo de observação.
2. O professor deverá cortar uma cebola ao meio com uma faca (sem ponta), separar uma escama, fazer um pequeno corte na parte interna da escama e
reti-rar com uma pinça uma película bem fina, como mostra a figura abaixo. Então, coloque a escama em uma lâmina. Pingue so-bre a escama uma gota de azul de metileno ou de tin-tura de iodo diluída, preparada pelo professor. Cubra com a lamínula e encoste um pedaço de papel-filtro ao lado da lamínula para absorver o excesso de água e corante. Coloque a lâmina sobre a platina do micros-cópio e, orientado pelo professor, regule o feixe de luz (se o microscópio usar um espelho para iluminar o objeto, não o aponte para o Sol). Observe primei-ro com a objetiva de pequeno aumento (10 vezes). Olhando por fora do aparelho, gire o parafuso macro-métrico e abaixe o canhão até que a objetiva fique bem perto da lâmina. Olhando pela ocular, levante o canhão até a imagem ficar em foco. Para obter um ajuste mais preciso, mexa no parafuso micrométrico (cuidado para não quebrar a lamínula ou a lâmina). Depois, observe também com as objetivas de maior aumento. O aumento da imagem é obtido pela multi-plicação do aumento da objetiva pelo da ocular. Você poderá observar o núcleo, que fica mais corado, a pa-rede celular e um espaço no interior da célula. a) A que organela corresponde o espaço no interior
da célula?
b) Desenhe e identifique as partes da célula que você observou. Hiroe S asaki/Arqui vo da editora Hiroe S asaki/Arq uivo d a editora Os elementos da ilustração não estão na mesma escala. Cores fantasia. Atividade prática
Atividades
práticas
Contém sugestões de procedimentos laboratoriais que simulam observações ou experimentos científicos. As atividades são interessantes, acessíveis e seguras, mas devem ser realizadas sempre sob supervisão de um professor, ou outro adulto.Unidade 7 • A origem da vida 294
Uma variante dessa teoria defende a ideia de que a vida na Terra surgiu não a partir de microrganismos ou esporos, mas de compostos orgânicos trazidos por cometas e meteoritos. De fato, foram encontradas moléculas orgânicas em meteoritos que caíram na Terra. O problema é que é duvidoso que esses corpos celestes tenham trazido matéria orgânica suficiente para a evolução da vida até o aparecimento dos pri-meiros autotróficos.
Então, como surgiu a vida no planeta? Ainda não há uma teoria que possa ser considerada a melhor para explicar a origem da vida, mas os cientistas con-tinuam a pesquisar e a buscar evidências a favor ou contra cada uma delas em vários campos: analisando a composição química de rochas do passado, compa-rando o grau de parentesco dos seres vivos atuais,
tentando reproduzir em laboratório situações ou rea-ções químicas que se assemelhem ao que poderia ter ocorrido.
O estudo sobre a origem da vida ilustra, portanto, algumas características importantes da investigação científica: a busca de evidências (por meio de obser-vações ou experimentos) a favor ou contra hipóteses e teorias; o objetivo de conseguir teorias que expli-quem o maior número possível de fatos; a complexa questão de avaliar qual teoria é a mais adequada para explicar os fenômenos – essas são apenas algumas das questões discutidas em História e Filosofia da Ciência.
Além disso, com essas pesquisas, nosso conheci-mento, não apenas sobre a origem da vida, mas sobre todos os fenômenos vitais, vem aumentando.
Aprofunde conhecimentos seus
O meteorito de Marte Em 1984, foi encontrado em Allan Hills, na Antárti-da, um meteorito originado de Marte, com cerca de 2 quilogramas (figura 23.14). Foi batizado de ALH84001. Em 1996, a Nasa (agência espacial dos Estados Uni-dos) afirmou que ele continha compostos orgânicos que surgem durante a formação de fósseis de orga-nismos vivos. Havia também estruturas que se asse-melham à forma de certas bactérias, que podem ser interpretadas como fósseis de organismos primiti-vos unicelulares (figura 23.14).
No entanto, essas estruturas são de cem a mil ve-zes menores que as menores bactérias. Por fim, havia também cristais de substâncias com propriedades
magnéticas que poderiam ter sido formados por or-ganismos vivos (algumas bactérias produzem esses cristais). Então, o meteorito seria uma evidência de que já houve vida em Marte.
Contudo, outros cientistas publicaram artigos mos-trando que os compostos orgânicos e os cristais podem ser produzidos por processos não biológicos, conseguin-do ainda reproduzir em laboratório essas condições. Isso também vale para as estruturas que lembram bactérias: essas formas podem surgir por processos inorgânicos.
Portanto, até o momento, mais evidências são ne-cessárias para confirmar a hipótese de que o meteo-rito de Marte apresenta sinais de vida.
Figura 23.14 O meteorito ALH84001 e as estruturas que lembram formas de bactérias (vistas ao microscópio eletrônico).
Fotos: Nasa/SPL/Latinstoc
k
Biologia e...
São diversos boxes que buscam relacionar os conceitos científicos tratados no capítulo com fenômenos do cotidiano, com a vida em sociedade e com temas atuais das áreas de tecnologia, saúde e meio ambiente.
Trabalho em equipe
Apresenta atividades que estimulam a cooperação entre os alunos e a participação ativa na comunidade dentro e fora da escola. Os temas propostos buscam a inter-relação entre o que se vê em sala de aula e o que se vive em outros ambientes. Muitas das atividades que aparecem nesta seção têm propostas que integram as Ciências da Natureza e as demais disciplinas.
239 Capítulo 18 • Tecido epitelial
Biologiae saúde
Acne Na adolescência, aumenta a produção de hormôni
os sexuais, que, entre outros efeitos, estimulam o funcionamento das glândulas sebáceas. Por isso, a pele fica mais oleosa nas áreas mais ricas nessas glând
ulas: rosto e tórax. Em alguns casos, a gordura produzida obstrui a saí
da da glândula e forma-se o cravo. Bactérias podem se repro-duzir no canal da glândula e provocar inflamação. Surgem as espinh
as: é a acne (figura 18.6). Pessoas com acne devem lavar a pele duas ou três vezes por dia com água fr
ia e sabonete neutro ou para pele oleosa. As espinhas não devem ser espremidas e não se deve usar loções sem or
ientação médica; nem se deve confiar em tratamentos indicados por pessoas não espec
ializadas, pois podem piorar a inflamação. O melhor a fazer é consultar um dermatologista.
pelo glândula sebácea gordura pus Maspi/Arqui vo da editora
Figura 18.6 Esquema da formação de uma espinha (os elementos da figur
a não estão na mesma escala; cores fantasia).
Cabelos brancos e albinismo
O aparecimento dos fios de cabelos brancos ( figura 18.7) pode demorar mais ou menos para aparecer, de-pendendo da pessoa. Mas, geralmente, com o en
velhe-cimento, os cabelos se tornam acinzentados e br
ancos por causa da morte de células-tronco que dão or
igem a melanócitos.
Algumas pessoas, chamadas albinas, nunca prod u-zem melanina. Por isso, sua pele e seus cabel
os são muito claros. Isso acontece porque essas pessoas pos -suem uma forma modificada do gene responsável pela produção de melanina. Como consequência, elas ficam menos protegidas contra o sol.
Figura 18.7 O músico Gilberto Gil em apresentação em 2010.
O arrepio
O músculo eretor do pelo faz muitos mamíferos ficarem com os pel
os levantados no frio. Isso é uma vanta-gem para esses animais, porque assim a quantidade de ar quente retido próximo ao corpo é m
aior. O animal também pode arrepiar os pelos quando está sendo ameaçad
o por outro. Nesse caso, a vantagem está em assustar o inimigo, pois com os pelos eriçad
os o animal fica parecendo maior. É bem possível que os pelos dos nossos ancestr
ais tivessem a função de protegê-los contra o frio, mas no ser humano atual eles estão bastante atrofiados, a não ser em ce
rtas partes do corpo. Então, no nosso caso, o arre -pio pode ser apenas uma herança de nossos ancestr
ais. Benjamin Kralj/Shut ter stoc k/Glow Images Biologia cotidiano e 231 Capítulo 17 • Desenvolvimento embrionário dos animais
Em grupo, escolham um dos temas a seguir para pesquisar (em livros, na internet, etc.). Depois, exponham as conclusões da pesquisa para a classe. Procurem também entrevistar pesquisadores e outros profissionais da área de saúde sobre o tema que vocês escolheram para investigar. Verifiquem a possibilidade de convidá-los para ministrar pales-tras sobre o tema para a comunidade escolar.
Finalmente, informem-se se na região existe algu-ma universidade, centro médico ou instituição que desenvolva atividades de educação da população so-bre os cuidados na gravidez, os problemas da gravidez na adolescência e a importância das pesquisas com células-tronco e vejam se é possível visitar o local.
1. Os cuidados que a mulher deve ter durante a gravidez (exames médicos, tipo de alimentação, etc.) e com o bebê: exames importantes, vacina-ção, primeiras consultas ao pediatra, alimenta-ção, a importância da amamentaalimenta-ção, higiene em geral, a importância dos banhos de sol e os cuidados relacionados, as horas de sono, etc.
2. Os problemas enfrentados por adolescentes grávidas. Pesquisem também estatísticas sobre o número de casos de gravidez na adolescência no Brasil.
3. Notícias recentes sobre pesquisas com células--tronco no Brasil e no mundo e informações sobre a legislação acerca desse tema em nosso país.
Trabalho em equipe
( ) A diferenciação anatômica do útero de Jucéa per-mite concluir que cada ovário libera um ovócito secundário a cada mês de forma independente, aumentando a chance de gerar gêmeos. ( ) A ovulogênese de Jucéa iniciou quando ela estava
no útero de sua mãe, e foi continuada após seus ovócitos primários serem ativados pelo hormônio progesterona. ( ) O desenvolvimento do ovócito secundário na
segun-da divisão segun-da meiose estaciona na metáfase II e, as-sim, somente é completado após a fecundação. ( ) Jucéa gerou gêmeos fraternos ou dizigóticos, pois
óvulos distintos foram fecundados cada qual por um espermatozoide. ( ) O gêmeo do sexo masculino pode possuir alelos
localizados no cromossomo X sem alelos corres-pondentes no cromossomo Y.
18. (UEMG) Leia o trecho, a seguir. “As mais versáteis são as células-tronco embrionárias
(TE), isoladas pela primeira vez em camundongos há mais de ô0 anos. As células TE vêm da região de um em-brião muito jovem que, no desenvolvimento normal, forma as três camadas germinativas distintas de um embrião mais maduro e, em última análise, todos os di-ferentes tecidos do corpo.”
Scientific American Brasil, julho de ô00ú.
Com as informações contidas nesse texto, juntamente com outros conhecimentos que você possui sobre o as-sunto, só é possível afirmar CORRETAMENTE que a) as células-tronco embrionárias (TE), anteriores ao
embrioblasto, são totipotentes, isto é, capazes de se diferenciarem em qualquer uma das células somáti-cas do indivíduo. b) a legislação brasileira proíbe qualquer tipo de
pes-quisa com células-tronco embrionárias, porque a constituição brasileira considera que o zigoto já é um novo indivíduo e tem que ser protegido. c) as três camadas germinativas distintas a que o texto
se refere são os folhetos embrionários epiderme, derme e hipoderme. d) entre os tecidos do corpo, o tecido nervoso se origina
a partir do folheto germinativo ectoderma, enquan-to o tecido muscular se origina do endoderma.
19. (PUC-SP) Encontram-se a seguir um esquema do em-brião humano com aproximadamente 5 dias e um tre-cho sobre clonagem: “A clonagem terapêutica oferece a possibilidade de
re-por tecidos perdidos re-por acidente ou pelo passar dos anos e de tratar doenças neuromusculares, infartos, derrames cerebrais, Alzheimer e outras demências, ce-gueira, câncer e muitas outras.”
VARELLA, Drauzio. Clonagem humana. Folha de S.Paulo, 1º de maio de ô00ú.
Na clonagem terapêutica são utilizadas células-tronco, in-dicadas no esquema pelo número: a) 1, capazes de se diferenciar em vários tipos de células. b) ô, capazes de se diferenciar em vários tipos de células. c) 1, com objetivo de gerar um novo ser. d) ô, com o objetivo de gerar um novo ser. e) 1, que têm capacidade limitada de diferenciação.
ô
1
Objeto Educacional Digital
No final do livro, há uma lista indicando a página e o conteúdo dos objetos.
Atenção! Ainda que se peça “Assinale”, “Indique”, etc. em algumas questões, nunca escreva no livro. Responda a todas as questões no caderno.
ATENÇÃO!
Não escreva no seu livro!
Quando você encontrar esse selo, leia atentamente o que se segue. Ele apresenta informações importantes de saúde e segurança.
ATENÇÃO!
Unidade 1 • Uma visã
o geral da Biologia
30
A pesquisa de novos medicamen tos
O teste de um novo medicamen to pode demorar vários anos e deve seguir as leis que regulamen
tam esse tipo de experimentação. Primeiro, o medicamen
-to precisa ser administr
ado a animais de laboratório para verificar se não provoca efeitos prejudic
iais. De-pois, é dado em pequen
as doses a voluntários sadios a fim de observar possíveis efeitos colaterais.
Só depois de muitos testes
preliminares, os cientistas passam ao teste controlado de eficác
ia no tratamento da doença em questão. Nesse momen
to, são utilizados dois gru -pos formados por um grande número d
e voluntários. Um recebe o medicamen
to e o outro não. Quando já existe um tr
atamento eficaz para a doença, o novo tratamento deve ser com
parado com o tratamento convencional. A com
paração permite avaliar se o no
vo tratamento é mais eficiente que o já utilizado.
O grupo que não está recebend o o novo medica-mento toma um com
primido inócuo, chamado place-bo, com substâncias como a lactose ou a f
arinha de trigo, que não tem efeito medicamen
toso. Esse grupo é usado para comparação, pois o sim
ples fato de uma pessoa achar que está tomando um remédi
o pode ter efeito psicológico e fazê-la sen
tir-se melhor, mesmo que ela não esteja d
e fato usando um medicamento. É importante que nem os v
oluntários nem o médi -co que os a-companham saibam quem
está recebendo o medicamen
to ou o placebo . Apenas um pesquisador, que não participa diretamen
te do teste, sabe quais são os d
ois grupos (figura 2.4). Isso evita diferenças no procedimen
to com os pacientes e uma possí-vel influência na avaliação da doença (se o médico conhecer os grupos, ele pode ser induzi-do a achar que os pacientes que tomaram o remédi
o estão um pouco melhores que os que to
-maram placebo).
Esse tipo de teste chama-se teste d
uplo-ce-go, visto que nem o pac
iente nem as outras pessoas en volvi-das sabem qual é o medica -mento e qual é o placebo
. Nos dois grupos podem existir algumas pessoas que apresentam melhora, seja por efeito psicológico, seja pelas próprias defesas do organismo
(em muitas doenças há sempre um n úmero de pes-soas que se cur
am sem medicação). Se, no grupo que toma o remédi
o, o número de pessoas que melhor a-ram for significa
tivamente maior (são usados testes estatísticos), podemos concluir que o medicamen
to teve algum efei
to. Quanto maiores forem os grupos e o número de pacientes que melhoraram ao ingerir o remédio, em relação aos que inger
iram o placebo , maior será a segurança na conclusão.
Apesar de todos esses cuidad os, com qualquer me-dicamento, há sempre o risco de algumas pessoas apresentarem efeitos colaterais. Por isso
, é preciso continuar moni
torando o medicamento enquanto ele estiver no mercad
o, e os médicos que o recei tam de-vem ficar atentos e comunicar qualqu
er efeito novo que apareça durante seu usoÉ preciso também g .
arantir uma avaliação idônea do medicamen
to por parte de órgãos go vernamentais, isto é, uma avaliação não comprometida por in
teres-ses de fabricantes.
No Brasil, para registrar um novo medicamen to, é preciso que o laboratório entre com pedid
o na Agên-cia Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa),
apresen-tando os estud
os da eficácia e os registros no país onde o medicamen
to é produzido. Todos os voluntários precisam assinar um termo de consentimento, que ser
á submetido ao Comitê de Ética em Pesquisa (vinculad
o ao Ministér io da Saúde). Eles precisam ser informados de todos os benef
ícios e riscos da pesquisa,
e esta deve ser suspensa se for constatado al-gum efeito adverso que cons -titua ameaça à sa
úde de al-gum participante. (Fontes de pesquisa: VIEIRA, S.; HOSSNE, W. S. Metodologia cientíZIVIN, J. A. UnderstandiScientific American. Novsaúde. Rio de Janeiro: Cfica para a área de ng clinical trials. a York, p. 49-55, ampus, 2001; abr. 2000.)
Figura 2.4 É importante que
apenas um pesquisador que não participa diretamente do teste saiba diferenciar o medicamen to do placebo. Coneyl J ay/SPL/Latinstoc k Biologia tecnologia e BiologiaHoje_BiologiA_v1_PNLD15_001a009_iniciais.indd 5 3/18/13 9:08 AM
6
Sumário
CAPÍTULO 1
O fenômeno da vida
...121 De que são feitos os seres vivos? ...13
2 A organização da vida ...14
3 Transformações da matéria e energia...16
4 Reação e equilíbrio ...18
5 Reprodução e hereditariedade ...18
6 Evolução ...21
Atividades ...24
CAPÍTULO 2
Como o cientista estuda a natureza
...261 A investigação científica ...27
2 Leis e teorias ...28
3 Os limites da ciência ...29
Atividades ...31
Uma visão geral da Biologia
UNIDADE1
A química da vida
UNIDADE2
CAPÍTULO 3A água e os sais minerais
... 361 Água...37 2 Sais minerais ...39 Atividades ...40 CAPÍTULO 4
Glicídios e lipídios
...42 1 Glicídios ...432 Lipídios: reserva de energia ...45
Atividades ...49
CAPÍTULO 5
Proteínas
...521 As funções das proteínas ...53
2 Características das proteínas ...53
3 Promovendo reações químicas: enzimas ...57
Atividades ...62
CAPÍTULO 6
Vitaminas
...661 Características gerais das vitaminas ...67
2 Vitaminas lipossolúveis ...68 3 Vitaminas hidrossolúveis ...68 Atividades ...69 UNIDADE UNIDADE Evolução ... Atividades ...24 Atividades ... Atividades ... Luís Gomes/Arqui v o da editora R
oyal Institution of Great Britain/S
cience Photo Library
7
CAPÍTULO 7
Uma visão geral da célula
...741 A invenção do microscópio e a descoberta da célula ..75
2 Estudando a célula...76
3 Células procariotas e eucariotas ...79
4 Vírus: um caso à parte ...80
Atividades ...81
Célula: membrana e citoplasma
UNIDADE3
CAPÍTULO 8Membrana plasmática
...841 Estrutura da membrana ...85
2 Como as substâncias atravessam a membrana ...85
3 Transporte de grandes moléculas e partículas ...90
4 Envoltórios e especializações da membrana ...91
Atividades ...93
CAPÍTULO 9
Citoplasma
...961 Sustentação da célula: o citoesqueleto...97
2 Centríolos ...98 3 Ribossomos ...99 4 Retículo endoplasmático ...99 5 Complexo golgiense ...100 6 Lisossomos ...103 7 Peroxissomos ...104 8 Vacúolos ...104 9 Mitocôndrias ... 105 10Cloroplastos ...106 Atividades ...108
Como as substâncias atravessam a membrana Transporte de grandes moléculas e partículas Envoltórios e especializações da membrana ... ... 85
Como as substâncias atravessam a membrana 85 77 Como as substâncias atravessam a membrana ... 85
Transporte de grandes moléculas e partículas ... 90
Envoltórios e especializações da membrana ... 91
...93 R osenfeld/Mauritius/Latinstoc k Dr . Cecil H. F o x/Photo R esearc her s, Inc./Latinstoc k Lu is M ou ra /A rq ui vo d a ed ito ra BiologiaHoje_BiologiA_v1_PNLD15_001a009_iniciais.indd 7 3/18/13 9:08 AM
8
CAPÍTULO 10
Respiração celular e fermentação
...1121 Aspectos gerais da respiração aeróbia ...113
2 Etapas da respiração aeróbia ...114
3 Fermentação ...116
4 Respiração anaeróbia ...119
Atividades ... 120
CAPÍTULO 11
Fotossíntese e quimiossíntese
...1241 Visão geral da fotossíntese ...125
2 Etapas da fotossíntese ...127
3 Velocidade da fotossíntese ... 128
4 Quimiossíntese ...129
Atividades ... 130
Reprodução e desenvolvimento
embrionário dos animais
UNIDADE5
Célula: respiração, fotossíntese
e funções do núcleo
UNIDADE4
CAPÍTULO 16Reprodução
...180 1 Reprodução assexuada...181 2 Reprodução sexuada ... 182 3 Reprodução humana ...190 4 Métodos contraceptivos ou anticoncepcionais ...196 5 Doenças sexualmente transmissíveis... 201 Atividades ...207 CAPÍTULO 17Desenvolvimento embrionário
dos animais
...2111 Tipos de ovos e de segmentação ...212
2 Local de desenvolvimento...215
3 Formação e destino dos folhetos embrionários .... 216
4 Anexos embrionários ...219
5 Desenvolvimento embrionário humano ...222
6 Células-tronco ...227 Atividades ...228 Studiotouc h/Shut ter stoc k/Glow Images CAPÍTULO 12
Núcleo, cromossomos e clonagem
... 1341 Componentes do núcleo ...135 2 Cromossomos ...137 3 Clonagem ...140 Atividades ... 142 CAPÍTULO 13
Ácidos nucleicos
...1441 Estrutura dos ácidos nucleicos ...145
2 O DNA ...146 3 Síntese de proteínas ...148 4 Mutações ...153 Atividades ... 154 CAPÍTULO 14
Divisão celular
...158 1 Mitose ...159 2 Meiose ... 163 Atividades ...168 CAPÍTULO 15Alterações cromossômicas
... 170 1 Alterações numéricas ...171 2 Alterações estruturais ...174 3 Exames na gravidez ...175 Atividades ...175 BiologiaHoje_BiologiA_v1_PNLD15_001a009_iniciais.indd 8 3/18/13 9:08 AM9
CAPÍTULO 18
Tecido epitelial
...2341 Características gerais ...235
2 Epitélio de revestimento ...235
3 Epitélio de secreção: glândulas ...238
Atividades ...240
CAPÍTULO 19
Tecidos conjuntivos
...2421 Características gerais ...243
2 Tecido conjuntivo propriamente dito ...243
3 Tecido conjuntivo adiposo ...244
4 Tecido conjuntivo cartilaginoso ...245
5 Tecido conjuntivo ósseo ...245
Atividades ...247
CAPÍTULO 20
Sangue, linfa e sistema imunitário
...2501 Tecido hematopoético ...251 2 Sangue ...252 3 Sistema imunitário ...258 Atividades ... 261
Histologia animal
UNIDADE6
A origem da vida
UNIDADE7
CAPÍTULO 23Teorias sobre a origem da vida
...2841 Teoria da geração espontânea e biogênese ...285
2 Teoria de Oparin e Haldane ...286
3 As primeiras células ...288
4 Reinos e domínios ...292
5 Outras teorias sobre a origem da vida ...293
Atividades ...296
Respostas das questões de múltipla escolha ...299
Sugestões de leitura para o aluno ...301
Bibliografia ...303
Significado das siglas ...304
Índice remissivo ...306
CAPÍTULO 21
Tecido muscular
...2661 Tipos de tecido muscular ...267
2 Contração muscular ...268 Atividades ...270 CAPÍTULO 22
Tecido nervoso
...272 1 Neurônio ...273 2 Impulso nervoso ...2753 Passagem do impulso entre neurônios ...276
4 Arcos reflexos ...278 Atividades ...279 S ashkin/Shut ter stoc k/Glow Images Eric h L essing/Album/Latinstoc k BiologiaHoje_BiologiA_v1_PNLD15_001a009_iniciais.indd 9 25/03/2013 09:10
10
UNIDADE
1
Uma visão geral
da Biologia
A Biologia é a ciência que estuda os seres vivos ou,
mais precisamente, as características dos seres vivos.
Com essa ciência, descobrimos explicações para
uma série de fenômenos, compreendemos melhor o
que está acontecendo no mundo e podemos
partici-par, de forma esclarecida, de decisões que afetam
toda a coletividade.
Decidir sobre questões que envolvem a destruição
dos ecossistemas, o aquecimento global, a perda da
biodiversidade, o destino do lixo ou os alimentos
transgênicos, por exemplo, exige um conhecimento
básico de Biologia. Esse conhecimento nos torna
tam-bém aptos a tomar decisões que podem melhorar
nossa saúde: como iniciar a prática de atividades
físi-cas e ter uma alimentação equilibrada.
Nesta unidade você vai ter uma visão geral do que
a Biologia estuda, das características dos seres vivos
e de como os cientistas trabalham.
11 Fabio Colombini/A cerv o do f ot ógr af o
Perereca (cerca de 5 cm, dependendo da espécie) sobre uma inflorescência de helicônia (com 40 cm de altura) na Mata Atlântica.
12
Quantas espécies de seres vivos há no planeta?
Os cientistas ainda não sabem qual é exatamente esse número. E novas espécies continuam sendo descobertas. Em 2011, por exemplo, foram descobertos microrganismos vivendo em tubos da lava de vul-cões inativos – um local muito improvável de encontrar vida. E em 2012 foi descoberto, em Madagascar, o que deve ser o menor camaleão do mundo (figura 1.1).
Apesar da enorme diversidade de organismos que habitam o pla-neta, todos possuem propriedades em comum, que, em conjunto, nos ajudam a identificá-los como seres vivos.
Você sabe quais são as principais características de um
organismo vivo? Como os seres vivos crescem
e se multiplicam? Como explicar a existência de tantos organismos diferentes? Quantas espécies de seres vivos há no planeta?
Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta? Quantas espécies de seres vivos há no planeta?
CAPÍTULO
O fenômeno
da vida
1
Figura 1.1 Forma jovem do camaleão da espécie Brookesia micra. Na fase adulta, pode atingir 29 mm de comprimento.
J
oern K
öhler/Corbis/Latinstoc
k
Unidade 1 • Uma visão geral da Biologia
13
Capítulo 1 • O fenômeno da vida
1
De que são feitos os
seres vivos?
Para responder a essa pergunta, é importante sa-ber um pouquinho de Química.
Toda matéria é feita de átomos. Se representar-mos o átomo como uma pequena esfera – ou seja, um modelo de átomo com forma esférica –, seu diâ-metro será, em média, 10 milhões de vezes menor que 1 milímetro (figura 1.2).
No centro (núcleo) de um átomo há partículas com carga elétrica positiva – os prótons – e partículas sem carga elétrica – os nêutrons. Ao redor dessa re-gião central, estão os elétrons, com carga elétrica ne-gativa. Como o número de prótons é igual ao de elé-trons, o átomo é eletricamente neutro.
A principal diferença entre dois átomos está no número atômico (número de prótons), que identifica cada tipo de átomo. Assim, todos os átomos de hidrogênio têm um próton em seu nú-cleo (número atômico 1); todos os átomos de
car-bono têm seis prótons (número atômico 6); e as-sim por diante.
Os átomos podem se ligar uns aos outros, forman-do moléculas. Em 1 grama de água, por exemplo, há 30 sextilhões (3·1022) de moléculas de água. Cada
molécula é formada por dois átomos de hidrogênio ligados a um átomo de oxigênio. A fórmula molecular da água – H2O – representa os átomos que compõem a molécula. A força que mantém os átomos unidos é chamada ligação química (figura 1.3) Ao longo do es-tudo da Química, você vai aprender mais sobre áto-mos, moléculas e ligações químicas.
As substâncias orgânicas
Medindo apenas alguns milésimos de milímetro, uma bactéria é um ser vivo muito pequeno, não sen-do possível vê-la a olho nu (figura 1.4). Para ter uma ideia, um grão de areia mede entre 0,25 mm e 0,5 mm. Mas, apesar de seu tamanho reduzido, uma bactéria é muito mais complexa que um grão de areia. Vamos descobrir por quê.
Luis Moura/Arqui v o da editora Figura 1.2 Representação esquemática de modelos de átomos de hidrogênio (à esquerda) e de carbono (à direita). As cores que você vê na figura não correspondem às reais: trata-se de um recurso didático que facilita a visualização. Isso é indicado pela expressão “cores fantasia”.
elétron
elétrons
próton nêutrons prótons
Figura 1.3 Fórmulas e modelos de moléculas de substâncias inorgânicas (água, gás carbônico e gás oxigênio). O átomo de carbono está representado por uma esfera azul; o de oxigênio, por esferas vermelhas; o de hidrogênio, por esferas verdes. Os modelos espaciais mostram a posição relativa dos átomos no espaço, e os traços, nos chamados modelos com pinos, indicam as ligações entre os átomos. Na fórmula estrutural, os traços indicam as ligações químicas entre os átomos. A fórmula molecular indica apenas o número de cada átomo por molécula. (Os modelos não estão na mesma escala. Cores fantasia.)
Luis Moura/Arqui
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o da editora
Modelos espaciais Fórmula estrutural Fórmula molecular
Água O H H H2O Gás carbônico O C O CO2 Gás oxigênio O O O2 H H BiologiaHoje_Biologia_v1_PNLD15_010a025_c01_u01.indd 13 3/18/13 9:13 AM
Unidade 1 • Uma visão geral da Biologia
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Na matéria bruta, os átomos estão agrupados em compostos relativamente simples, formando as
subs-tâncias inorgânicas (também chamadas subssubs-tâncias minerais), como a água, vários sais e gases e os
cris-tais de rocha. Nos seres vivos, além de substâncias inorgânicas, há substâncias orgânicas (veja a figura 1.5), formadas por átomos de carbono, que se unem entre si, podendo constituir longas cadeias. Átomos de hidrogênio, de oxigênio e de nitrogênio, entre ou-tros, podem estar ligados a essas cadeias. A expressão “substância orgânica” foi criada em uma época em que se pensava que elas só poderiam ser produzidas por organismos vivos; hoje, inúmeras substâncias or-gânicas são fabricadas em laboratório.
Andrew S
yred/Latinstoc
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Figura 1.4 Lactobacillus bulgaricus, espécie de bactéria que transforma o leite em iogurte (imagem ao microscópio eletrônico, colorizada por computador). Cada bactéria tem a forma de um bastão que mede cerca de 1 centésimo de milímetro.
Dr
. Mark J
. Winter/SPL/Latinstoc
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Figura 1.5 Modelo espacial da insulina, hormônio que controla a taxa de açúcar no sangue, com um total de 460 átomos (carbono, representado na cor cinza; hidrogênio, em branco; oxigênio, em vermelho; nitrogênio, em azul; enxofre, em amarelo; estão representadas também as ligações entre os
átomos). A fórmula molecular da insulina é C254H377N65O75S6.
Os índices indicam quantos átomos de cada elemento existem na molécula.
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A organização da vida
Além de toda a sua complexidade química, os se-res vivos têm um nível de organização muito maior do que aquele encontrado na matéria bruta. Essa é cons-tituída por átomos que se reúnem formando molécu-las e, às vezes, cristais. Nos seres vivos, a organização vai muito além do nível molecular: uma enorme quantidade de moléculas inorgânicas e orgânicas in-terage, formando a célula. Conhecida como unidade fundamental dos seres vivos, essa estrutura é capaz, por exemplo, de se nutrir, crescer e se reproduzir. A cé-lula só pode ser vista ao microscópio (do grego mikros, ‘pequeno’; skopeo, ‘examinar’), aparelho capaz de for-mar uma imagem ampliada dos objetos (figura 1.6).
As bactérias, os protozoários e alguns outros tipos de seres vivos são formados por uma única célula (or-ganismos unicelulares), mas a maioria é composta de muitas células (organismos pluricelulares). O corpo humano, por exemplo, contém cerca de 60 trilhões de células.
Biophoto
Associates/Arqui
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o da editora
Figura 1.6 Células humanas da parte interna da boca vistas ao microscópio de luz ou óptico (aumento de cerca de 400 vezes; com uso de corantes).
A união faz a força
Conseguimos movimentar nosso corpo, por exem-plo, para levantar um peso, porque os músculos são formados por muitas células capazes de se contrair de forma organizada, na mesma direção.
Na maioria dos organismos pluricelulares, as célu-las se reúnem em grupos e formam um tecido. No exemplo citado, temos o tecido muscular. Do mesmo modo, você pode perceber que uma única célula não seria capaz de proteger ou revestir toda a superfície do seu corpo. Para isso são necessárias muitas células,
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Capítulo 1 • O fenômeno da vida
formando uma camada protetora. As células que re-cobrem nosso corpo constituem a epiderme, um tipo de tecido epitelial.
Figura 1.7 Os diferentes níveis de organização da matéria. De um nível para outro, a complexidade e a organização aumentam. (As células são microscópicas. Os elementos da figura não estão na mesma escala. Cores fantasia.)
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ant/GP/SPL/Latinstoc
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Ilustrações: Osvaldo S
equetin e Luis Moura/Arqui
v o da ed itora átomo (exemplo: átomo de hidrogênio) molécula (exemplo: água)
tecido (exemplo: tecido muscular estriado cardíaco)
célula (exemplo: célula do tecido muscular estriado cardíaco) órgão (exemplo: coração) sistema (exemplo: sistema cardiovascular) organismo (exemplo: mico-de-cheiro) população (exemplo: mico-de-cheiro na Amazônia)
biosfera (parte habitada da Terra; ilustração
elaborada com base em imagens de satélite.) comunidade (todos os seres vivos da floresta) e ecossistema (os seres vivos e o ambiente físico, como umidade, temperatura, etc.)
Os tecidos podem se reunir formando órgãos, que se organizam em sistemas (figura 1.7). Assim, o encéfalo, a medula espinhal e os nervos formam o
