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UNIVERSIDADE DE SANTIAGO
Universidade de Santiago – Ilha de Santiago – Cabo Verde
Tlf: +238 265 42 00 – Fax: +238 265 24 79 – Email: [email protected] Site: www.us.edu.cv
Teste de Aferição de Competências
Sebenta Biologia
Cursos: Enfermagem e Nutrição e Qualidade Alimentar
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Apresentação
Pensados com o objectivo de aferir os reais conhecimentos dos alunos que se
preparam para iniciar um curso superior, os Testes de Aferição de Competências da
Universidade de Santiago, são também uma ferramenta extraordinária para os alunos poderem
rever alguns conteúdos e reforçar algumas competências, antes de começarem a sua aventura
universitária.
A Universidade de Santiago assume uma muito vincada posição social. Acredita
firmemente que a nenhum aluno com capacidades para conseguir uma Licenciatura deve ser
negada a possibilidade de o fazer. Neste sentido, inicia a campanha Inclusão com Mérito – os
alunos que obtenham uma média positiva nos Testes de Aferição de Competências realizados
terão direito a descontos nas suas propinas, de modo a que possam estudar na Universidade de
Santiago concentrando-se nas suas aprendizagens e no seu sucesso académico.
Para ajudar os alunos neste desígnio, têm esta sebenta ao seu dispor. Aqui pode-se
encontrar, para cada Teste de Aferição de Competências, os conteúdos necessários para cada
prova, assim como alguns materiais necessários para a preparação da mesma.
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Teste de Aferição de Competências
[Biologia]
Cursos: [Enfermagem]
Conteúdos:
1.
1.1. Estudo da transmissão dos caracteres
1.2. Mutações
1.3.Genética Aplicada
1.4.Origem e Evolução das Espécies
Objectivos:
Compartilhamento de informações compiladas e resumidas para que torne a aprendizagem
dos alunos de uma forma rápida e eficaz.
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Bloco A
Estudo da Transmissão dos caracteres
Conteúdos
Neste capítulo vamos analisar as características dos seres vivos e o método pelo qual essas
características são estudadas – o método científico.
Composição química complexa, alto grau de organização, nutrição, crescimento,
metabolismo, irritabilidade, reprodução, hereditariedade e evolução são características que,
em conjunto, diferenciam os seres vivos da matéria sem vida (também chamada de matéria
bruta).
Composição química complexa
Toda matéria existente no universo é feita de átomos. Alguns podem se ligar a outros e formar
moléculas. Por exemplo, cada molécula de água é formada por dois átomos de hidrogênio
ligados a um de oxigênio. A fórmula molecular da água - H2O - representa os átomos que
compõem a molécula. Outros átomos podem se ligar e formar compostos iônicos. É o caso do
cloro e do sódio, que formam o cloreto de sódio (o sal comum). A força que mantém os
átomos unidos é chamada de ligação química.
Água, gás carbônico, oxigênio e sais minerais, como o cloreto de sódio, são compostos
relativamente simples e fazem parte do grupo das substâncias inorgânicas (figura a seguir).
Elas são chamadas também de substâncias minerais, pois são encontradas em rochas, no solo,
no ar e na água.
Nos seres vivos, além de substâncias inorgânicas, há muitas substâncias orgânicas (açúcares,
gorduras, proteínas, vitaminas, etc), formadas por átomos de carbono ligados entre si, que
podem constituir longas cadeias. Unidos a essas cadeias estão átomos de hidrogênio, de
oxigênio e de nitrogênio, entre outros. Em geral, as substâncias orgânicas são maiores e mais
complexas que as inorgânicas.
A expressão "substância orgânica" vem de uma época em que se pensava que elas só
poderiam ser produzidas no interior dos organismos. Hoje inúmeras substâncias orgânicas são
fabricadas em laboratório.
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Organização dos Seres Vivos
A organização dos seres vivos vai muito além da organização da matéria sem vida. Enquanto
esta é formada por átomos que podem reunir-se e formar moléculas e, às vezes, cristais, nos
seres vivos as moléculas organizam-se de modo extremamente complexo, formando unidades
denominadas células.
Na maioria dos seres vivos, há grupos de células reunidas para executar determinada fun-
ção; são os tecidos. Estes formam os órgãos, que se organizam em sistemas. Vários sistemas
reunidos e trabalhando em harmonia formam um organismo. Os organismos de uma mesma
espécie se reúnem em populações e as diversas populações de uma mesma região (como todos
os seres vivos que habitam um lago) constituem uma comunidade. Esta influi nos fatores
físicos e químicos do ambiente - como a chuva, o solo e a temperatura - e é influenciada por
eles. Forma-se assim um conjunto - constituído por seres vivos e pelos fatores físicos e
químicos - chamado de ecossistema. Esse nível de organização pode ser exemplificado por
uma floresta inteira (os seres vivos, o tipo de solo e de clima, a quantidade de água, etc).
A reunião de todos os ecossistemas do planeta forma a biosfera, ou seja, o conjunto de
todas as regiões da Terra habitadas por seres vivos (figura a seguir).
Nutrição, Crescimento e Metabolismo
Os seres vivos retiram constantemente matéria e energia do meio ambiente. O processo
pelo qual eles conseguem novas moléculas do ambiente é chamado de nutrição. Boa parte
dessas moléculas é usada na reconstrução do corpo, que se desgasta continuamente, ou para
permitir o crescimento e o desenvolvimento do organismo.
Mesmo uma bactéria, ser microscópico, é capaz de realizar centenas de transformações
químicas a cada momento.
Uma parte do alimento ingerido é levada para a célula, onde é quebrada e oxidada,
transformando-se em moléculas menores. Por esse processo, chamado de respiração celular, é
produzida a energia necessária às diversas transformações que ocorrem no ser vivo, incluindo
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a formação de novas moléculas
NUTRIÇÃO
Na natureza, há duas formas básicas de nutrição:
1) autotrófica (auto - próprio; trofo = alimento) - é realizada apenas pelas plantas, algas e
por certas bactérias. Pelo processo chamado de fotossíntese, o organismo usa a energia
luminosa do Sol, que é absorvida pela clorofila, para produzir glicose a partir do gás
carbônico, da água e dos sais minerais que retira do ambiente, liberando oxigênio na
atmosfera (figura a seguir). Com a glicose os seres autotróficos produzem outras
substâncias orgânicas;
Esquema simplificado da fotossíntese
Esquema da Fotossíntese
2) heterotrófica (hetero = diferente) - é realizada pelos animais, protozoários, fungos e
pela maioria das bactérias, seres que não são capazes de realizar fotossíntese e
precisam ingerir moléculas orgânicas prontas.
Bloco B
Reprodução e Hereditariedade
Conteúdos
Apesar do contínuo trabalho de reconstrução de sua estrutura (pela nutrição e pelo
metabolismo), o ser vivo envelhece e morre. Antes de morrer, porém, ele se reproduz, isto é,
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produz descendentes. Os filhotes são semelhantes aos pais e essa semelhança caracteriza a
hereditariedade.
A reprodução e a hereditariedade dependem de uma substância orgânica, o ácido
desoxirribonucleico (DNA), localizada no interior das células, em filamentos chamados de
cromossomos (figura a seguir).
Esquema dos Cromossomos
A estrutura conhecida como gene corresponde a um segmento ou pedaço da molécula de
DNA (figura abaixo).
Esquema do DNA
Nos genes estão as informações responsáveis pelas características do indivíduo, como a cor
dos olhos, a cor dos cabelos, a forma do nariz e, no caso de uma aranha, até mesmo o tipo de
teia que ela tece para capturar suas presas.
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REPRODUÇÃO ASSEXUADA E SEXUADA
As informações genéticas são transmitidas de uma geração para outra pela reprodução,
que pode ser:
Assexuada - os descendentes recebem cópias iguais do DNA do indivíduo original e, por
isso, possuem exatamente as mesmas características (figura a seguir);
Sexuada - cada filho resulta de uma combinação diferente de genes do pai e da mãe. Esse
tipo de reprodução é realizado pela união de células especializadas, os gametas. Nos animais,
o sexo feminino produz o gameta feminino, chamado de óvulo, e o sexo masculino
produz o gameta masculino, chamado de espermatozoide. Quando ocorre a fecundação,
ou seja, a união dessas células, forma-se o zigoto ou célula-ovo, que se divide várias vezes e
origina um novo indivíduo (figura abaixo).
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BLOCO C
EVOLUÇÃO
Conteúdos
As espécies hoje existentes resultaram de espécies passadas que sofreram transforma-
ções. Esse processo de transformações é chamado de evolução e para ele concorrem dois
fatores, entre outros:
a) Mutação - modificação na molécula de DNA, provocada por falhas durante a
sua duplicação ou pela exposição do organismo a radioatividade ou a certos
produtos químicos. Essa mudança na molécula de DNA pode levar ao
aparecimento de uma nova característica no organismo. Quando a mutação é
vantajosa, isto é, quando produz uma característica que aumenta a chance de
sobrevivência do organismo ou sua probabilidade de gerar mais filhotes, ela
tende a se espalhar pela população: o número de filhotes com a nova
característica torna-se, pouco a pouco, superior ao número de filhotes sem ela.
Caso seja prejudicial, a mutação continuará rara e pode até mesmo
desaparecer;
b) Seleção natural - processo pelo qual o ambiente determina quais organismos
têm maior possibilidade de sobrevivência e reprodução. Desenvolvida pelo
cientista Charles Darwin (1809-1882) em seu livro A origem das espécies
(1859), a ideia da seleção natural foi um marco na história da Biologia.
A bactéria Streptococcus iniae afeta o cérebro de peixes, causando a "doença do peixe louco".
A partir de 1995, os criadores de trutas de Israel começaram a vacinar seus peixes. Apesar
disso, em 1997, ocorreu uma epidemia causada por uma linhagem de bactéria resistente à
vacina. Os cientistas acreditam que essa linhagem surgiu por pressão evolutiva induzida pela
vacina, o que quer dizer que a vacina:
a) induziu mutações específicas nas bactérias, tornando-as resistentes ao medicamento.
b) induziu mutações específicas nos peixes, tornando-os suscetíveis à infecção pela outra
linhagem de bactéria.
c) causou o enfraquecimento dos órgãos dos peixes, permitindo sua infecção pela outra
linhagem de bactéria.
d) levou ao desenvolvimento de anticorpos específicos, que, ao se ligarem às bactérias, as
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tornaram mais agressivas.
e) permitiu a proliferação de bactérias mutantes resistentes, ao impedir o desenvolvimento
das bactérias da linhagem original.
Um exemplo de evolução é o aparecimento de bactérias resistentes a um antibiótico. Isso
acontece porque, por mutação, pode surgir uma bactéria resistente ao antibiótico. EsEsse
mutante pode aparecer mesmo que o antibiótico não esteja presente; a mutação não é
provocada pelo medicamento.
Se não houver antibiótico no meio em que esse mutante se encontra, sua característica
não lhe traz nenhuma vantagem. Mas, na presença do antibiótico, as bactérias sensíveis
morrem e os mutantes resistentes sobrevivem. O resultado é que, geração após geração,
diminui a quantidade de bactérias sensíveis e aumenta a de resistentes. Assim, o antibiótico
seleciona formas resistentes e origina populações insensíveis à droga.
Organização Geral Do Corpo Humano
O ser humano possui uma organizaçãoestrutural complexa, que inicia no nível químico e
termina no nível sistêmico.
1ºnível (químico): inclui todas as substâncias químicas necessárias para ofuncionamento do
organismo. Ex: oxigênio, nitrogênio, potássio, cálcio, sódio....Estas substâncias são formadas
por átomos, e estes combinados formam as moléculas, como por exemplo as proteínas,
vitaminas,carboidratos...
2º nível (celular): as moléculas unidas dão origem a unidade estrutural básica do nosso
organismo, as células, cada uma com sua função específica de acordo com a região em que
se encontram.
3º nível (tecidual): As células se combinam de acordo com suas funções específicas e
formam os tecidos. Ex: tecido nervoso, epitelial, conjuntivo, muscular.
4º nível (orgânico): Dois ou mais tecidos organizados de acordo com a sua função, se unem e
dão origem aos órgãos, formados por células e tecidos específicos. Ex: coração, pulmão, rim,
intestino....
5º nível (sistêmico): Órgãos relacionados, que realizam uma função em comum, formam os
sistemas do nosso organismo. Ex: sistema respiratório, formado pelos órgãos pulmões,
traquéia, laringe, faringe, cavidade nasal, e tem como função a condução do ar atmosférico até
os alvéolos, onde ocorre a troca gasosa. Todos os sistemas funcionando como um todo
formam o nosso organismo.
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CÉLULAS
São a unidade estrutural e funcional básica do nosso Organismo menor porção de massa
organizada encontrada.
· Possui a capacidade de multiplicar-se.
· Sua estrutura básica consiste em membrana, citoplasma e núcleo.
1) Membrana Plasmática: Formada por uma bicamada lipídica,com proteínas e
carboidratos.
· Os lipídeos distribuem-se assimetricamente nas duas monocamadaslipídicas e estão em
constante movimentação.
· Proteínas atuam como forma de passagem através da membrana.
· Há dois tipos de proteínas presentes na membrana celular:
· Proteínas integrais ou intrínsecas: endoproteína, ectoproteína etransmembrana.
· Principais proteínas relacionadas aos transporte: proteínas carreadoras e proteínas canal
(ambas transmembrana)
· Proteínas periféricas ou extrínsecas: internas e externas.
Funções e Características da Membrana
· Manutenção da integridade da estrutura da células;
· Permeabilidade seletiva;
· Receptores – reconhecimento de antígenos, células estranhas ou alteradas;
· Atuação como interface entre o meio externo e citoplasma;
· Estabelecimento de sistemas de transporte para moléculas específicas;
· Modelo mosaico-fluido:Fluidez da membrana: facilidade com a qual moléculas lipídicas
movem-se no plano da bicamada.
Esquema Membrana
· Glicocálix: açúcares ligados à proteínas e lipídeos da membrana.
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Funções: proteção da superfície celular contra lesões mecânicas e
químicas; adsorção de água; reconhecimento célula-célula.
�
2) Retículo endoplasmático – rugoso: encontram aderidos a sua superfície externa
ribossomos, sendo local de produção de proteínas, as quais serão transportadas
internamente para o Complexo de Golgi.
- Liso : é formado por estruturas membranosas tubulares,
sem ribossomos aderidos, e, portanto, de superfície lisa. E tem função principal de
desintoxicar o organismo, responsável pela produção de alguns lipídios, como o colesterol
e Nas células musculares, ele guarda o ATP, molécula que armazena energia, que será
utilizada nos movimentos.
Esquema reticulo endoplasmatico
3) Aparelho de Golgi: são bolsas membranosas e achatadas, que podem
armazenar e transformar substâncias que chegam via retículo endoplasmático; podem também
eliminar substâncias produzidas pela célula, mas que irão atuar fora dela (enzimas por
exemplo).
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Complexo de Golgi
4) Centríolos: Além de desempenharem papel importante no processo de divisão celular
formando os pólos, são responsáveis pela formação de cílios e flagelos.
Esquema centríolos
5) Lisossomos (do grego lysis = dissolução, quebra); soma = corpo):Realiza a digestão
intracelular. Estrutura que apresenta enzimas digestivas capazes de digerir um grande
número de produtos orgânicos. Estas enzimas são produzidas no RER, conduzidas
pelo aparelho de Golgi, onde são acumuladas em vesículas, que são os lisossomos.
Apresenta funções heterofágicas (referente à digestão de substâncias que entram na célula), e
autofágicas (referentes à digestão de materiais e organelas da própria célula).
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Esquema lisossomos
6) Mitocôndria: respiração celular (geração de energia). Realiza uma oxidação biológica
intracelular de compostos orgânicos (na presença de oxigênio), que resulta em gás
carbônico e água, e este processo gera a liberação de energia, que é utilizada no
metabolismo celular.
Esquema Mitocondrias
7) Núcleo: O núcleo é a região da célula que controla o transporte de informações
genéticas. Coordena e comanda as funções celulares. No núcleo ocorrem tanto a duplicação
do DNA, imprescindível para a divisão celular, como a síntese do RNA, ligada a produção de
proteínas nos ribossomos (O RNA descreve a seqüência dos aminoácidos da
proteína). O núcleo celular animal apresenta a carioteca, que contêm em seu interior
os cromossomos.
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8) Carioteca ou envoltório nuclear: Ela permite a troca de material com o
citoplasma. É formada por duas membranas lipoprotéicas, separa o núcleo do citoplasma.Está
presente em toda divisão celular, some no início da divisão e só aparece no final do processo.
9) Cromatina - Filamentos formados por DNA e proteínas; compreende a eucromatina,
porção ativa e pouco visível, e a heterocromatina, porção inerte ou pouco ativa e bem
visível; forma os cromossomos durante a divisão celular. Quando uma célula se
divide, seu material nuclear (cromatina) perde a aparência relativamente homogênea
típica das células que não estão em divisão e condensa-se numa serie de organelas em
forma de bastão, denominadas cromossomos.
CROMOSSOMOS: entidades portadoras da informação genética; são filamentos espiralados
de cromatina, composto por DNA e proteínas, sendo observável à microcopia de luz durante a
divisão celular. Em sua estrutura, o cromossomo apresenta a unidade estrutural filamentosa de
DNA que se apresenta em forma de espiral, sendo envolvido por uma substância protéica
denominada matriz.
* Hierarquia morfofuncional para informação genética: O DNA: Ácido
desoxirribononucléico,é o constituinte da cromatina, estrutura , que quando espiralada (
heterocromatina) e seccionada forma os cromossomos.Desta forma podemos considerar que
os cromossomos são formados por moléculas de DNA. O DNA é formado por seqüências de
bases nitrogenadas em pares relacionando Adenina com Timina e, Guanina com, Citosina,
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sucessivamente A ordem destas seqências de pares pode variar infinitamente, mas
determinadas trincas ( em geral trincas) de seqüências de bases nitrogenada ao longo do
cromossomos, formam o que chamamos de GENE. Então podemos definir que gene são
seqüências (trincas) de bases nitrogenadas que codificam informações importantes como a
codificação de uma proteína, por exemplo.
DIVISÃO CELULAR
Possuímos dois tipos celulares: somáticas, que constituem vários tecidos e órgãos; e as células
sexuais (gametas), destinadas à reprodução. As células somáticas possuem dois conjuntos de
cromossomos provenientes dos nossos genitores (pai e mãe), e, portanto são denominadas
diploides.
Já os gametas possuem apenas um conjunto de cromossomos, sendo então, denominadas
haplóides.
1. Mitose: Desde a fecundação, a partir de uma única célula, zigoto, inicia-se
a divisão celular, formando novas células, tecidos, órgãos.... Produz células filhas idênticas à
célula-mãe. Cada célula filha contém exatamente o mesmo número de cromossomos da célula
mãe. Esse processo ocorre durante o crescimento de um indivíduo e nos processos de
regeneração. É o processo pelo qual é construído uma cópia exata de cada cromossomo, a
informação genética é replicada e distribuída eqüitativamente aos 2 produtos finais. As
características básicas da mitose são:
2. Meiose: Tipo de divisão celular que produz células-filhas com a metade dos
cromossomos da célula-mãe; ocorre na formação de gametas. Apresenta duas etapas:
meiose I, na qual a célula-mãe (com 46cromossomos) se divide em duas (cada célula-
filha com 23 cromossomos); e meiose II, na qual, a partir das duas células filhas,
formam-se mais duas (cada uma com 23 cromossomos).
A meiose é o processo que se verifica tanto nos órgãos sexuais masculinos quanto femininos.
Através da meiose os gametas ficam com o número de cromossomos reduzidos à metade, ao
estado denominado haplóide.
Quando o gameta de origem materna se une ao gameta de origem paterna o número de
cromossomos característico da espécie é restabelecido.
BLOCO D
EXPERIENCIAS DE MENDEL
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Conteúdos
Mendel cultivou ervilhas por muitos anos no jardim do mosteiro de Santo Tomás, em
Altbrünn (atual Brno), na Eslováquia; e notou que elas diferiam entre si por certas
características bem definidas. Algumas plantas eram baixas, enquanto outras eram altas.
Umas possuíam sementes amarelas e outras possuíam sementes verdes. Umas tinham
sementes lisas e outras sementes rugosas.
Um dos fatores do sucesso de Mendel estava no fato de que as características de um tipo de
ervilha eram mantidas, geração após geração, porque a ervilha apresenta auto-fecundaçao,
devido à anatomia de sua flor.
A flor da ervilha apresenta duas pétalas soldadas que guardam dentro de si os órgãos
masculino e feminino da planta. Desta maneira, não há possibilidade de um inseto polinizá-a,
não havendo, pois, mistura de pólen.Assim, sempre ocorre a fecundação entre as partes
feminina e masculina da mesma flor (auto-fecundaçao).
São características importantes na escolha de um organismo para experimentos
genéticos:
• Ciclo reprodutivo curto;
• Prole numerosa;
• Caracteres bem visíveis;
• Conveniência de manuseio;
• Recombinação (combinar características ou expressões de um mesmo caráter);
• Cruzamentos controlados (escolha e acompanhamento de linhagens);
• Economicamente viável.
Dominância
A etapa seguinte do trabalho de Mendel consistiu em verificar o que aconteceria se cruzasse
duas plantas com características diferentes, como a cor das sementes. Conseqüentemente,
escolheu uma planta com sementes amarelas e outra com sementes verdes.
Em seguida ele removeu as anteras da flor de sementes verdes quando ainda estava jovem.
Quando a parte feminina amadureceu, ele colocou sobre ela o pólen da flor de sementes
amarelas. As plantas que iriam nascer seriam amarelas, seriam verdes, ou teriam uma
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coloração intermediária? Verificou, porém que todas as plantes descendentes do cruzamento
apresentavam sementes amarelas, sendo dominantes sobre as verdes.
P = sementes amarelas X sementes verdes (VV x vv)
F1 = sementes amarelas (100%) (Vv)
Chamamos P a geração dos pais e F a geração dos filhos.
F1 é a primeira geração e F2 é a geração descendente do cruzamento dos F1 X F1, e assim por
diante.
Quando ele inverteu o cruzamento, usando o pólen da planta de sementes verdes sobre a parte
feminina da planta de sementes amarelas, chegou ao mesmo resultado: todos os descendentes
apresentavam sementes amarelas.
Seriam essas plantas de sementes amarelas iguais a um dos pais amarelos?
E a característica verde, onde estaria?
Resolveu, então, cruzar estas plantas amarelas entre si:
F1 x F1. (Vv x Vv)
Apareceram em F2: 75% de plantas com sementes amarelas e 25% de plantas com sementes
verdes. O caráter para verde estava escondido (em recesso), reaparecendo na 2ª geração.
1ª LEI DE MENDEL – Monoibridismo
Lei da Pureza dos gametas, Lei da Disjunção ou Segregação dos Caracteres.
“Os fatores (genes) se separam na formação dos gametas, onde ocorrem puros”.
O monoibridismo se refere apenas a uma característica analisada de cada vez.
O genótipo de uma planta de sementes amarelas pode ser representado por VV (se for
homozigota) ou por Vv (se for heterozigota).
No primeiro caso, os genes V e V se separaram, formando gametas de um só tipo V. No
segundo caso, haverá dois tipos de gametas: V e v.
Então, um gameta contém apenas um gene de cada par, sendo que o outro gene estará em
outro gameta. Esses genes estarão juntos novamente na formação de um novo indivíduo, após
a fecundação.
Mendel já afirmara que o gene dominante não se mistura com o recessivo, ambos ocorrendo
puros na separação.
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2ª LEI DE MENDEL- LEI DA SEGREGAÇÃO INDEPENDENTE:
Dihibridismo
Os fatores para duas ou mais características segregam-se no híbrido, distribuindo-se
independentemente para os gametas, onde se combinam ao acaso.
Os conceitos de fenótipo e genótipo
Fenótipo
-características apresentadas por um indivíduo, sejam elas morfológicas, fisiológicas e
comportamentais. Também fazem parte do fenótipo características microscópicas e de
natureza bioquímica, que necessitam de testes especiais para a sua identificação.
Entre as características fenotípicas visíveis, podemos citar a cor de uma flor, a cor dos olhos
de uma pessoa, a textura do cabelo, a cor do pelo de um animal, etc. Já o tipo sanguíneo e a
sequência de aminoácidos de uma proteína são características fenotípicas revelada apenas
mediante testes especiais.
Genótipo
-constituição genética do indivíduo, ou seja, aos genes que ele possui. Estamos nos referindo
ao genótipo quando dizemos, por exemplo, que uma planta de ervilha é homozigota
dominante (VV) ou heterozigota (Vv) em relação à cor da semente.
No estudo de Genética, para facilitar a interpretação dos resultados dos cruzamentos, usamos
diagramas, genogramas ou quadrados de Punnett, semelhantes ao tabuleiro do jogo da velha.
Antes de procedermos aos cruzamentos nos genogramas, deveremos sempre determinar
previamente os tipos de gametas que cada cruzante produz. Para isso, bastará colocar em cada
gameta apenas um gene de cada par.
No cruzamento anterior entre as cobaias F1, podemos montar o diagrama assim:
A a
A AA Aa
a Aa aa
Exemplos:
• Alelos Múltiplos ou Polialelia - Genótipos dos Grupos Sanguíneos ABO
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-Polialelia é a ocorrência de diversos tipos de genes todos alelos entre si, já que ocupam o
mesmo locus cromossômico, justificando diversas expressões fenotípicas de um mesmo
caráter.
Foi constatado que os grupos sanguíneos, do sistema ABO, são condicionados não por um par
de genes, mas por 3 genes que interagem dois a dois.
Gene IA, que determina a formação do grupo A;
Gene IB, que determina a formação do grupo B;
Gene i, que determina a formação do grupo O.
O I ou i vem de ‘imunidade’.
O gene i é recessivo em relação aos outros dois e não ocorre dominância entre os genes IA e
IB.
IA = IB > i
O quadro abaixo mostra as diferentes possibilidades de tipos sanguíneos.
GRUPOS GENÓTIPO
HOMOZIGOTOS HETEROZIGOTOS
A IA IA IA i
B IB IB IB i
AB - IA IB
O i i -
Caracterização dos Grupos Sanguíneos do Sistema ABO
As pessoas do grupo O são conhecidas como doadoras universais.
As do grupo AB são chamadas de receptoras universais.
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Fator Rh ou D
-Além do grupo sangüíneo, é necessário observar o fator Rh em uma transfusão sangüínea.
Esse é um outro sistema, independente do ABO.
O nome se deve ao fato de ter sido descoberto inicialmente no sangue dos macacos do gênero
Rhesus. Não é um caso de polialelia.
O fator Rh é uma proteína (aglutinogênio ou antígeno Rh) que pode ser encontrada nas
hemácias de algumas pessoas (ditas Rh+).
O gene R condiciona a produção do fator Rh;
O gene r condiciona a não-produção do fator Rh.
FENÓTIPOS GENÓTIPOS
Rh+ RR - Rr
Rh- rr
Transfusões possíveis dentro do sistema Rh
Rh- <--> Rh- --> Rh+ <--> Rh+
Um problema muito importante em relação ao sistema Rh é a incompatibilidade feto-materna.
Quando a mulher tem sangue Rh- e casa com um homem Rh+, existe a possibilidade de que
nasçam filhos Rh+.
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Durante o parto, quando do descolamento da placenta, ocorre uma passagem de hemácias
fetais para a circulação materna. A partir dessa ocasião, passa a haver uma produção e
acúmulo de aglutininas (anticorpos) anti-Rh no sangue materno.
Em gestações posteriores, de filhos Rh+, os anticorpos maternos atravessam a placenta,
alcançando a circulação do feto. A reação entre os aglutinogênios fetais e as aglutininas
maternas provoca a aglutinação e a destruição das hemácias (hemólise) do sangue fetal. A
hemoglobina se acumula na pele, provocando a icterícia. A medula óssea lança no sangue
células imaturas (eritroblastos).
O quadro apresentado pela criança ao nascer é chamado de eritroblastose fetal (EF) ou doença
hemolítica do recém-nascido (DHRN).
Nos casos menos graves, a criança pode sobreviver se for submetida a uma substituição de
grande parte do seu sangue Rh+, por outro Rh-, que lentamente será substituído por seu
próprio sangue Rh+, pelo seu organismo.
Atualmente, o problema é controlado com a aplicação, na mulher Rh-, de uma dose única de
aglutininaanti-Rh, obtida do sangue de mulheres já sensibilizadas.
Essa aplicação deve ocorrer nas primeiras 72 horas após cada parto de feto Rh+.
Como as aglutininas injetadas são heterólogas (não produzidas pela própria mulher) logo
serão eliminadas do seu organismo.
Herança dos grupos sanguíneos
Heredogramas
-São gráficos utilizados em Genética para representar a genealogia ou pedigree de um
indivíduo ou de uma família.
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Os heredogramas são representações, por meio de símbolos convencionados, dos indivíduos
de uma família, de maneira a indicar o sexo, a ordem de nascimento, o grau de parentesco,
etc.
Ao se observar uma genealogia, o primeiro cuidado é descobrir qual é o gene recessivo. Como
descobrir?
A melhor maneira é procurar, entre os cruzamentos representados no gráfico, aquele em que o
pai e a mãe sejam iguais e tenham um ou mais filhos diferentes deles. Sempre que isso
acontece, no monoibridismo simples com dominância, pode-se garantir que o filho diferente
dos pais revela a manifestação recessiva.
O filho é homozigoto recessivo. Os pais são heterozigotos.
A capacidade de enrolar a língua é transmitida por gene dominante. Pessoas com capacidade
de enrolar a língua (símbolos pretos) podem ter descendentes com ou sem essa faculdade. As
pessoas que não possuem a capacidade de enrolar a língua (símbolos vermelhos), quando
cruzadas com outras iguais, nunca geram descendentes com essa capacidade.
Hereditariedade autossómica
-A transmissão de caracteres hereditários codificados por genes que se localizam nos
autossomas reveste-se de aspectos particulares, conforme o alelo responsável pela
manifestação do carácter é dominante ou recessivo.
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Transmissão autossómico dominante
• mulheres e homens são asfectados com a mesma frequência
• mulheres e homens transmitem o carácter com a mesma frequência
gerações sucessivas são afectadas. A transmissão do carácter para numa geração em
que nenhum individuo seja afectado pelo menos um dos pais de o individuo afectado
também é afectado.
• os individuos afectados são homozigóticos dominantes ou heterozigóticos.
Exemplos: orelhas com lóbulo solto, capacidade de enrolar a língua, cabelo castanho,
visão normal, polidactilia, hipercolesterolémia familiar, intolerância à lactose.
Transmissão Autossómica recessiva
• mulheres e homens são afectados com a mesma frequência.
• mulheres e homens transmitem o carácter com a mesma frequência
a transmissão do caracter pode saltar gerações
• os pais de um individuo afactado ou manifestam o carácter ou são portadores.
os individuos afectados são homozigóticos recessivos. os heterozigóticos são
portadores
Exemplo: orelhas com lóbulos aderentes, inaptidão para enrolar a língua, cabelo louro,
miopia, albinismo, fibrose quística, finilcetonúria.
Hereditariedade ligada ao sexo
-Na espécie humana, o sexo feminino (xx) ou masculino (xy) é determinado no momento de
fecundação pela união dos cromossomas transportados pelos gâmetas. Os gâmetas femininos
transportam apenas o cromossoma x e, por isso, as mulheres são homogaméticas. Metade dos
gâmetas masculinos transportam o cromossoma x e a outra metade transportam o cromossoma
y e, por isso, os homens são heterogaméticos.
Os genes presentes no cromossoma y são transmitidos de pai para filhos e os genes presentes
no cromossoma x são transmitidos de pai para filha e de mãe para filho ou filha.
Transmissão de um alelo dominante ligado ao cromossoma x
• o carácter exprime-se sempre nos homens, de uma forma mais severa do que
nas mulheres.
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• o carácter exprime-se nas mulheres homozigóticas dominantes e
heterozigoticas.
• um homem afectado têm uma mãe afectada.
• uma mulher afectada tem uma mãe afectada ou um pai afectado
exemplos: síndrome de Rett, hipertricose
Transmissão de um alelo recessivo ligado ao cromossoma x
• o carácter exprime-se sempre nos homens
• o carácter exprime-se apenas nas mulheres homozigóticas recessivas
• um homem afectado tem uma mãe afectada ou portadora
• uma mulher afectada tem, obrigatoriamente, um pai afectado e uma mãe
afectada ou portadora
exemplo: Daltonismo, Hemofilia, Diabetes insípidos.
MUTAÇÕES GENÉTICAS
Uma mutação é definida como qualquer alteração permanente do DNA. Pode ocorrer em
qualquer célula, tanto em células da linhagem germinativa como em células somáticas. As
mutações envolvem Mutações Cromossómicas (quebra ou rearranjo dos cromossomas) e
Mutações Génicas.
TIPOS DE MUTAÇÕES
Conhecer alguns tipos de mutações básicas pode ajudar a entender porque algumas mutações
têm efeitos enormes e outras podem não ter absolutamente nenhum.
a) Substituição
Uma substituição é uma mutação que troca uma base por outra (por exemplo, a troca de uma
única “letra química” como trocar um A por um G).
b) Inserção
Inserções são mutações nas quais pares de bases extras são inseridos em um
novolugarnoDNA.
c) Deleção
Deleções são mutações nas quais um trecho de DNA é perdido ou deletado.
AGENTES MUTAGENICOS
Os agentes mutagênicos são de natureza química ou física. A seguir é descrito alguns agentes
e suas ações.
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Agentes Físicos
a) temperatura
Em determinados organismos a variação de 10ºC pode duplicar a taxa de mutação.
b) Radiações
c) Ionizantes
São os raios X, alfa, beta e gama. Atuam alterando a valência química, através da ejeção
(expulsão) de elétrons. A taxa de mutação é geralmente proporcional à dosagem de irradiação
(principalmente no caso de raio X). Esta regra se aplica à quantidade de danos mas não à
qualidade. Uma única mutação poderá ser de importância vital para o organismo.
No homem, quando a dosagem é inferior à 50 mR (miliroentgens) não se percebe qualquer
lesão imediata, embora alguns efeitos nocivos ocultos possam ocorrer como a indução de
leucemia e redução do tempo de vida.
d) Excitantes
São os raios que atuam aumentando o nível de energia do átomo, tornando-os menos estáveis.
O exemplo típico é a ultra violeta que provoca dímeros de timina através de ligações
covalentes. Os raios ultra violeta não penetram tão bem quanto os raios X, mas são
prontamente absorvidos por alguns pontos específicos do indivíduo.
e)Agentes Químicos
Existem várias substâncias químicas com efeito mutagênico, entre elas pode-se citar o HNO2,
hidroxilamina e a cafeína. O ácido nitroso e a hidroxilamina (NH4)OH atuam provocando
substituição de bases.
A cafeína, por exemplo, é um derivado da purina; várias purinas foram indicadas como
substâncias que causam quebras nos cromossomos de plantas e bactérias. Por este motivo,
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sempre houve grande interesse pela cafeína por causa da grande quantidade que o homem
civilizado ingere através do chá ou café.
Em experimentos com ratos não foi encontrado nenhuma quebra de cromossomos quando
estes foram tratados com doses máximas toleráveis. Quando células humanas, em cultura de
tecido, foram expostas a solução de cafeína, foram encontradas algumas quebras
cromossômicas. Foi relatado que havia evidências de que a cafeína tem um efeito mutagênico
fraco.
Em bactérias descobriu-se que a adenosina, constituinte do ATP anulava a ação da cafeína e
de outros derivados de purinas. Ela também reduz a quantidade de mutações espontâneas.
Clonagem:
Processo:
Extrai-se o núcleo de uma célula somática e introduz-se noutra célula à qual previamente,
tenha sido retirado o seu núcleo.
Tipos de Clonagem:
Reprodutiva:
Esta clonagem tem por objetivo o nascimento de novos seres. Há muito que é aplicada nas
plantas e,mais recentemente, em animais, como ovelhas.
Terapêutica:
Esta clonagem tem por objetivo a obtenção de tecidos ou órgãos destinados a fins clínicos.
Esta técnica já ultrapassou a fase das especulações científicas e em breve poderá ser uma
realidade se tomarmos em conta os resultados.
Em que consiste a manipulação genética
Através da engenharia genética é hoje possível obter a partir dos seres vivos características
novas, combater doenças, aumentar a produção alimentar e reproduzir indivíduos a partir de
células não sexuais.
É também possível isolar e transferir genes responsáveis pela produção de certas substâncias.
As aplicações da engenharia genética verificam-se a vários níveis nomeadamente:
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Agricultura: Tem-se conseguido produzir plantas cujos frutos amadurecem
mais cedo ou crescem mais rapidamente e com maior valor nutritivo que o normal.
Tem-se conseguido obter plantas mais resistentes a certas condições de meio
Pecuária: Tem-se tentado obter novas raças de animais, que proporcionarão um
maior rendimento na produção animal.
As consequências da manipulação genética
A manipulação genética pode resolver problemas graves da humanidade, mas ao mesmo
tempo criar problemas complexos ou impossíveis de resolver.
Bloco D
Origem e Evolução das Espécies
Conteúdos
Origem das espécies:
Hipóteses interpretativas
Como explicar a diversidade e a semelhança que as espécies actuais apresentam entre si? Ao
longo dos anos, tem havido duas formas de explicar como surgiram as espécies actuais:
DIVERSIDADE E ORIGEM DAS ESPÉCIES
DIVERSIDADE E ORIGEM DAS ESPECIES
Qualquer um de nos é capaz de enumerar centenas ou mesmo milhares de espécies diferentes,
sendo este numero uma pequenina amostra, comparada com a enorme quantidade de espécies
diferentes. Actualmente, os biólogos calculam que existam, na Terra, de 30 a 50 milhões
de espécies, das quais apenas dois milhões foram descritas e denominadas.
A diversidade de seres vivos com que nos deparamos a cada instante manifesta – se tanto ao
nível da forma e tamanho como ao nível da sua organização.
Qual a origem desta enorme diversidade?
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As explicações para a origem deste tão elevado número de espécies diferentes, foram
surgindo ao longo dos séculos, mas fortemente influenciadas por princípios religiosos,
filosóficos e culturais, podendo ser actualmente classificadas em duas grandes correntes:
Hipótese Fixistas (Fixismo) - aceite sem qualquer discussão até meados do século
XVIII;
Hipótese Evolucionistas (Evolucionismo) - também conhecidas por transformistas,
surgidas no século XIX.
FIXISMO e Teorias Fixistas
Fixismo: as teorias fixistas admitem que as espécies surgiram tal como hoje se conhecem e
permaneceram imutáveis (fixas) ao longo dos tempos - criadas independentemente umas das
outras.
Neste contexto pode perguntar – se:
Tendo os indivíduos permanecidos imutáveis ao longo do tempo, como teriam
surgido as espécies ancestrais?
Hipótese/teorias Fixistas
Ao longo da história da Biologia, foram surgindo numerosas hipóteses fixistas, umas mais
duradouras que as outras, umas mais fundamentadas que as outras. Considerando - se que as
espécies permaneceram imutáveis ao longo das eras.
Dessas hipóteses salientam - se as mais conhecidas:
Hipótese da Geração Espontânea
o As espécies surgiram – se independentemente umas das outras, a partir da matéria
inerte (não viva), mediante determinadas condições e sob a acção de um “princípio
activo” presente na matéria e que, por si só, era capaz de gerar vida. Esta hipótese,
submetida a verificação experimental, conduz a conclusão errada.
Defensores: Aristóteles, Van Helmont, etc
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.
Hipótese do Criacionismo ou Criação Especial
o As espécies teriam sido criadas todas de uma só vez, segundo um determinado plano
de criação de um ser sobrenatural (Criador) e que por isso eram perfeitos e não
precisavem de sofrer alterações, logo seriam imutáveis ao longo da sua existência.
Esta hipótese não tem carácter científico, porque não pode ser comprovada
experimentalmente.
Hipótese Catastrófica (Catastrofismo) ou Criação Sucessivas
o Admite que na história da terra teria havido uma sucessão de catástrofes geológicas
(glaciações, dilúvios, terramotos, etc.), que teriam destruído as espécies existentes,
surgindo posteriormente novas espécies vindas de outras regiões (migrações).
O que levou Cuvier a enunciar esta hipótese foi a descoberta de inúmeros fósseis (como
vestígio da vida do passado) impressos nas rochas e os dados fornecidos pela estratigrafia.
Cuvier enuncia a hipótese Catastrófica baseada nos seguintes dados:
Algumas formas fósseis não correspondiam a formas actuais;
Fósseis muito diferentes existiam em estratos próximos;
Existência de lacunas estratigráficas (ausência de fósseis em determinados estratos);
EVOLUCIONISMO – Perspectiva Histórica do Conceito de Evolução (Contribuições)
Até ao século XVIII, as noções de «criação especial» e de «imutabilidade das espécies»,
pontos-chave da hipótese criacionista, eram geralmente aceites. Mas a partir da segunda
metade deste mesmo século, alguns cientistas ao entraram em contacto com a grande
variedade de fauna e flora de outros continentes, começaram a questionar – se sobre a
veracidade do fixismo como teoria explicativa da grande diversidade das espécies. E dai,
começaram a surgir as primeiras ideias transformistas (mais tarde designada de
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evolucionismo), contrariando o dogma criacionista - essencialista, que dominava
firmemente o pensamento ocidental á muitos séculos.
A ideia de evolução não surgiu espontaneamente na mente de um génio, como
apressadamente se pode pensar, mas resultou de um longo percurso durante o qual muitas
figuras se destacaram.
Entre as figuras com ideias evolucionistas destacam-se:
Maupertuis (1698 – 1759) – Foi um dos primeiros a defender a ideia da selecção
como factor de mudança – Lançou a hipótese de que todas as formas vivas derivam
de uma mesma fonte original. Segundo ele, eram eliminados, por selecção, os
indivíduos com caracteres mais aberrantes e permaneciam os que apresentavam
apenas ligeiras alterações em relação aos progenitores. Referiu ainda a adaptação dos
organismos ao meio;
Buffon - (1707 – 1788) – que foi anterior a Cuvier, nos seus estudos sobre
biogeografia, referiu a “existência de variações geográficas entre os indivíduos de
uma mesma espécie”. Segundo, ele, embora o povoamento inicial tivesse sido feito
por um certo número de espécies, estas teriam sofrido uma variação, consoante as
condições geográficas do local para onde haviam migrado.
Ainda defendeu a ideia de que a terra teria mais de 6000 anos e considerou que «o
tempo é o vector das alterações geológicas e biológicas»;
Hutton (1726 – 1797) – Explicou o estado actual da terra pelo Princípio de
gradualismo - «alterações profundas são o produto cumulativo de um lento mas
contínuo processo»
Charles Lyell (1797 – 1875) – confirma o princípio de Hutton, baseado na teoria da
Uniformidade ou princípio das Causas Actuais segundo o qual deve – se explicar o
passado a partir do que se observa hoje, isto é «as causas que provocaram
determinadas alterações geológicas no passado são iguais às que provocam os
mesmos fenómenos no presente (ex: acção erosiva do vento e da chuva)»; E ainda
segundo esta mesma teoria:
As leis naturais são constantes no espaço e no tempo;
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A maior parte das mudanças geológicas são lentas e graduais;
Erasmo Darwin - No seu livro Zoomania, antecipava a doutrina da hereditariedade
dos caracteres adquiridos, identificada depois com Lamarck e ainda a teoria da
selecção natural, que mais tarde seria formulada pelo seu neto.
Lamarck (1744 – 1829);
Darwin e Wallace – 1850; E mesmo Aristóteles;
OBS: Um aspecto importante a salientar na análise de todas estas teorias, é que nenhuma
delas propõe um mecanismo de evolução, salvo Lamarck, Darwin e Wallace.
Transição para o Evolucionismo
A transição, do fixismo para evolucionismo só foi passível graças a contribuição decisiva de
duas importantes áreas do conhecimento: a Sistemática e a Paleontologia.
Sistemática – ciência da classificação, (teve como ponto alto o trabalho de Lineu, que
estabeleceu o sistema hierárquico de classificação dos organismos, ainda hoje
utilizado). Os estudos de Lineu, cujo objectivo era revelar o plano de Deus,
permitiram a outros cientistas identificar semelhanças e diferenças entre seres vivos e
uma possível origem comum a todos eles, originando terreno fértil para as ideias
evolucionistas;
Paleontologia – no século XVIII, o estudo dos fósseis revelou a presença de espécies,
distintas em cada estrato geológico, que não existiam na actualidade, contrariando a
imutabilidade defendida pelo fixismo.
Século XIX – um século de mudança
Mas, apenas no século XIX as ciências em geral abandonam a visão estática do mundo, até
então prevalecente, impondo o evolucionismo:
Os astrónomos argumentam que a terra não é o centro do universo;
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Newton apresenta explicações matemáticas para o movimento dos planetas e objectos
na Terra;
Descobrimentos revelam grande diversidade de organismos, até então desconhecidos;
Hutton, geólogo, indica uma idade da Terra muito superior ao até então aceite que era
de 6000 anos;
Teoria Evolucionista
o Segundo esta teoria, as espécies actuais são resultados de lentas e sucessivas
transformações sofridas pelas espécies do passado, ao longo do tempo. Para os
defensores desta teoria, as espécies não são fixas e imutáveis, mas sim transformaram
de modo gradual e continuo, podendo formar – se novas espécies a partir de outras já
existentes e desaparecer outras.
Mecanismos de Evolução
As verdadeiras teorias explicativas do mecanismo da evolução só surgiram após da avaliação
da idade da Terra em milhares de milhões de anos, por oposição á idade considerada desde o
tempo de Aristóteles, que era de cerca de 6000 anos. Este facto permitiu a existência de uma
evolução muito lenta, ao longo de incontáveis gerações de indivíduos.
Mecanismo Lamarckista;
Mecanismo Darwinista.
Tanto o Lamarckismo como o Darwinismo defende a existência de antepassados comuns a
todos os seres vivos e a modificação lenta e gradual das espécies ao longo do tempo, mas
diferem nos mecanismos propostos para explicar o processo evolutivo.
Lamarckismo:
Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet,
Chevalier de Lamarck, nasceu em Bazentim,
É considerado hoje o fundador da biologia
como ramo específico da ciência.
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a 1 de Agosto de 1744. Em 1793 assume o
cargo de professor de zoologia do Museu de
História Natural de Paris. Em "Filosofia
Zoológica", de 1809, expõe pela primeira vez
a sua teoria da evolução, mais tarde
conhecida como lamarckismo. A tese é
rejeitada pelos meios científicos e Lamarck
morre na miséria, em Paris, a 28 de
Dezembro de 1829.
Lamarck admitia uma progressão lenta e gradual dos organismos mais simples para os mais
complexos. E esta progressão para Lamarck ocorreria segundo dois princípios:
a) Lei do uso e do desuso;
b) Lei da herança de caracteres adquiridos;
Segundo Lamarck, o ambiente é o principal agente responsável pela evolução dos seres
vivos. E a necessidade que os seres sentem de se adaptarem a novas condições ambientais
conduz ao uso ou ao desuso contínuo de certos órgãos. Deste modo, a função que o órgão
desempenha acabará por determinar a sua estrutura como forma de adaptação ao meio - Lei
do uso e do desuso.
Exemplos:
a) O pescoço alongado do cisne foi obtido graças ao hábito desta ave mergulhar
profundamente a cabeça em busca de alimento;
b) Ausência de membros nas serpentes,
Ainda, Lamarck, considera que as transformações sofridas, provocadas pelo ambiente, quer
no sentido do desenvolvimento do órgão, quer de sua atrofia, eram transmitidas à
descendência – Lei da herança dos caracteres adquiridos. Essas pequenas transformações,
ao acumularem-se ao longo das gerações sucessivas, provocariam o aparecimento de novas
espécies, funcionando assim como o principal factor de evolução.
Síntese do Mecanismo de Evolução Lamarckista:
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Mecanismo evolutivo proposto por Lamarck pode ser assim resumido:
Variações do meio ambiente levam o indivíduo a sentir necessidade de se adaptar -
busca da perfeição;
O uso de um órgão desenvolve - o e o seu desuso atrofia - o - Lei do uso e desuso;
Modificações adquiridas pelo uso e desuso são transmitidas aos descendentes - Lei da
transmissão dos caracteres adquiridos.
Teoria de Lamarck para a evolução das espécies, aplicada ao pescoço das girafas
Alguns aspectos desta teoria são válidos e comprováveis, como o caso do uso e desuso de
estruturas. É sabido que a actividade física desenvolve os músculos e que um organismo
sujeito a infecções desenvolve imunidade. Do mesmo modo, uma pessoa que fique
paralisada, sofre atrofia dos membros que não utiliza.
Criticas ao Lamarckismo
No entanto, também existem numerosas críticas ao Lamarckismo:
A necessidade de adaptação, a “busca de perfeição” pelos organismos, não pode ser
provada;
Modificações devidas ao uso e desuso são adaptações individuais somáticas
(fenotípicas), não são transmissíveis, não devendo ser confundidas com adaptações
evolutivas, as quais implicam sempre uma modificação genética. Este facto foi
comprovado por uma famosa experiência realizada por Weissman em 1880, que
cortou caudas a sucessivas gerações de ratos e estes sempre nasceram com cauda;
A teoria de Lamarck não foi capaz de explicar convenientemente o mecanismo da evolução.
Mas mesmo assim ficou na história da Biologia por duas razões:
Por ter fornecido a primeira explicação sobre a origem das espécies;
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Por ter reconhecido que a evolução envolve interacção entre o organismo e o seu meio
ambiente;
Darwinismo
Naturalista e biólogo inglês, Charles Robert
Darwin nasceu a 12 de Fevereiro de 1809, em
Shrewsbury, e morreu a 19 de Abril de 1882,
em Dawn, Kent.
Em 1831 (com 22 anos), na companhia do
cientista John Henslow participou, como
naturalista, de uma expedição no navio HMS
Beagle, promovida pela Marinha Inglesa para
completar dados cartográficos da América do
Sul. Durante cerca de cinco anos de viagem,
obteve conhecimento da fauna, flora e
geologia de vários lugares.
Mais de duas décadas depois de seu retorno
ele publicou A Origem das Espécies, através
do Sistema de Selecção Natural, em 1859.
Fundamentações do Darwinismo
Expedição de Darwin (viagem de exploração a uma região destante - (1831-1836))
As ideias de Darwin basearam – se num conjunto de dados e informações recolhidas ao longo
de mais de 20 anos, dos quais podem destacar – se os obtidos durante uma viagem, de cinco
anos, a volta do mundo abordo do Beagle (Ele visitou Tenerife, Ilhas de Cabo Verde, Brasil,
Montevidéo, Argentina (Tierra del Fuego, Buenos Aires, Valaparaiso), Chile, Tahiti, Nova
Zelândia, Tasmânia e Ilhas Cocos (Keeling) e Ilhas Galápagos).
Factores que influenciaram Darwin na formulação da sua Teoria
1. Dados Geológicos
Durante a viagem a bordo do navio Beagle Darwin:
Observou inúmeros fosseis;
Descobriu em Andes, fósseis de conchas de animais marinhos incluído em rochas a
milhares metros de altitude;
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Assistiu no Chile, a erupção de um vulcão (1835);
Leitura da obra de Charles Lyell, - a obra “Teoria do Uniformitarismo” (princípio
das causas actuais e gradualismo – “as causas que provocam as alterações das
rochas e do relevo na actualidade são as mesmas que actuaram no passado da
Terra, diferindo apenas na sua intensidade”) influenciou Darwin: assim como
acontecia com os fenómenos geológicos, também as espécies teriam evoluído lenta e
gradualmente, modificando as características presentes nalgumas espécies que de
inicio não são visíveis, mas que com o tempo acabaria por ter significado.
2. Dados Biogeográficos
a) Dados das Ilhas de Cabo Verde (16/01/1832 – foi a primeira parada a bordo do navio
Beagle),
Constatou que as espécies de Cabo Verde (arquipélago) eram semelhantes às da Costa
africana, mas diferentes das espécies das Galápagos (arquipélago);
A explicação encontrada por Darwin para esta situação foi a de que as espécies dessas
ilhas eram mais parecidas com as do continente por partilharem um ancestral mais
recente, logo as semelhanças seriam resultado de uma descendência comum.
b) Dados das Ilhas de Galápagos (Setembro de 1835):
Foi em Galápagos que Darwin realmente passou a duvidar da imutabilidade das espécies,
principalmente após as observações realizadas:
Observou sete variedades diferentes de tartarugas gigantes, ocupando cada variedade
uma ilha (apesar da diferenciação são semelhantes entre si, levando a crer que teriam
tido uma origem comum);
Outro grupo de animais que apresentava uma grande diversidade eram aves -
Tentilhões (14 espécies diferentes, podendo distinguir – se no tamanho, cor, forma do
bico, etc) - Ao analisar tentilhões, Darwin apercebeu-se que estes eram diferentes de
ilha para ilha. Mas apesar dessas diferenças apresentavam grandes semelhanças entre
si. Também eram parecidos aos da costa americana. Portanto deveriam ter uma
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origem comum. As condições existentes em cada ilha condicionariam, então, a
evolução de uma espécie de tentilhão, conduzindo à diversidade observada.
3. Dados Demográficos
Num estudo demográfico Thomas Malthus tinha sido determinado que a “população
humana tinha a tendência de crescer geometricamente (progressão geométrica), ao
passo que os recursos alimentares cresciam segundo uma progressão aritmética”.
Para Malthus, as guerras, epidemias ou até fome podiam ser travões ao crescimento
rápido da população humana. E nessas condições apenas alguns conseguem
sobreviver. Estas conclusões sugeriam a Darwin a “Luta pela Sobrevivencia”.
4. Selecção Artificial
Darwin observou que, ao longo de gerações, o Homem foi seleccionando espécies
com características desejáveis, perpetuando - as através de cruzamentos planeados em
que os resultados ao longo das gerações são diferentes dos seus ancestrais - Selecção
Artificial. Também é possível que ocorra na natureza uma selecção feita pelos
factores ambientais.
Selecção natural - conjunto de forças ambientais que actuam nas populações, tanto
no sentido positivo (sobrevivência diferencial e capacidade reprodutora diferencial),
como no sentido negativo (mortalidade diferencial).
Teoria de Selecção Natural de Charles Darwin
Com base nos dados recolhidos, Darwin formulou a sua teoria sobre o mecanismo da
evolução, mas decidiu não as publicar, instruindo a sua mulher que o fizesse após a sua
morte. No entanto, por insistência de alguns amigos e da mulher, começou a preparar a sua
publicação em quatro volumes, em 1856.
Em 1858, recebeu uma inesperada carta de um naturalista, Alfred Wallace, que descrevia
resumidamente as mesma ideias sobre a evolução. Mesmo assim, publicou a sua obra Origem
das Espécies (1859), onde descrevia a Teoria da Selecção Natural, a qual pode ser resumida
da seguinte forma:
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Existe variações entre os indivíduos de uma dada população (mesmo dentro da mesma
espécie os seres vivos variam entre si); como, por exemplo, na forma, no tamanho e
na cor;
As espécies originam mais descendentes do que aqueles que podem sobreviver;
Na luta pela sobrevivência, os descendentes que possuem variações vantajosas,
relativamente ao meio em que se encontram, têm maior taxa de sobrevivência, sendo
eliminados os indivíduos que possuem variações desfavoráveis – Selecção natural;
Os indivíduos portadores de variações favoráveis transmitem as suas características à
descendência;
A selecção natural, actuando ao longo de muitas gerações, conduz à acumulação das
características mais vantajosas nos descendentes pelo que os indivíduos serão tão
diferentes que eventualmente poderão vir a constituir novas espécies;
Síntese do Mecanismo de Evolução de Darwin:
Selecções Natural – os mais aptos sobrevivem e espalham na natureza os caracteres
mais favoráveis. Dado que o ambiente não possui os recursos necessários para a
sobrevivência de todos os indivíduos que nascem, deverá ocorrer uma luta pela
sobrevivência durante a qual serão eliminados os menos aptos.
Confronto entre Lamarckismo e Darwinismo
O Lamarckismo e Darwinismo constituem duas explicações para a diversidade das espécies
por processos evolutivos, mas seguindo mecanismos diferentes.
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Tanto Lamarck Como Darwin atribui ao tempo um papel importante na evolução, mas
apresentando explicações diferentes para a origem das espécies.
Segundo o Lamarckismo, o meio cria necessidades que determinam mudanças na
morfologia dos indivíduos que, pelo uso, se estabelecem, tornando-os mais bem adaptados.
Essas características são transmitidas aos descendentes.
A morfologia actual das girafas pode ser explicada da seguinte forma:
Ponto de vista Lamarckista
a) As girafas, no passado, tinham pescoço curto e, à medida que escasseava o alimento
mais rasteiro, eram forçadas a esticar o pescoço para comer as folhas do alto das
árvores. Com isso, o pescoço foi se desenvolvendo pelo uso frequente e a
característica adquirida (pescoço cada vez mas longo) foi se transmitindo aos
descendentes, de geração em geração
Para Lamark, o ambiente cria necessidade que leva ao aparecimento de novos órgãos
indispensável a uma melhor adaptação.
Ponto de vista Darwinista
Segundo Darwinismo, entre os indivíduos de uma espécie existem variações. O meio exerce
uma selecção natural que favorece os indivíduos que possuem as características mais
apropriadas para um determinado ambiente e num determinado tempo, tornando-os mais
aptos e eliminando gradualmente os restantes.
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b) Independentemente do meio, existia nas populações das girafas variações naturais e
hereditárias - variações hereditárias no tamanho do pescoço e dos membros anteriores
– e com escassez da vegetação rasteira, as girafas que possuíam os órgãos mais
desenvolvidos tinham melhor acesso aos alimentos, estariam mais bem adaptados,
logo sobreviveram e reproduziram – se mais, deste modo aumentaram se em relação
aos de pescoço curto.
Para Darwin, o ambiente modifica os órgãos existentes (não os cria de novo), levando
a uma melhor adaptação. Também desempenha um papel seleccionador, ou seja,
escolhe as variações que permite uma melhor sobrevivência.
Quadro comparativo do confronto entre Lamarck e Darwin
LAMARCKISMO DARWINISMO
Semelhanças
Teorias explicativas da biodiversidade
Atribuem ao ambiente um papel importante na evolução
Diferenças
O meio (ambiente) cria
necessidades que induzem
mudanças nos hábitos e nas
formas dos indivíduos;
O meio exerce uma selecção
natural que favorece os indivíduos
portadores das características mais
apropriadas para um determinado
ambiente e num determinado
tempo.
As novas características
conseguem – se pelo uso e
desuso repetido de um órgão
ou parte do corpo.
No seio de uma população certos
indivíduos apresentam
características que lhes conferem
uma melhor adaptação em relação
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aos outros.
As características adquiridas
são transmitidas aos
descendentes.
Os mais aptos vivem mais tempo,
reproduzem – se mais e transmite
as suas características aos
descendentes.
Argumentos a favor do Evolucionismo
Existem vários tipos de argumentos a favor das teorias evolucionistas, baseados em dados
recolhidos por numerosos ramos da ciência como: Paleontologia, Anatomia Comparada,
Embriologia, Biogeografia, Citologia e a Bioquímica.
Estes factos, no entanto, não devem ser considerados isoladamente, pois todos estes
aspectos são complementares e devem ser usados no maior número possível para se obter
uma relação evolutiva entre as diferentes espécies.
1. Anatomia Comparada
Baseia-se no estudo comparativo das formas e estruturas dos organismos com o fim de
estabelecer possíveis relações de parentesco entre elas.
Os dados anatómicos que evidenciam as relações filogenéticas ou de parentesco entre
diferentes espécies de seres vivos são:
c) A existência de Órgãos Homólogos;
d) Análogos;
e) Estruturas Vestigiais.
a) Órgãos Homólogas
o São órgãos que têm a mesma estrutura básica, a mesma origem embrionária, a mesma
posição relativa, mas podendo ter aspecto e funções diferentes.
Estes órgãos têm, em diferentes organismos, a mesma organização estrutural, a mesma
posição relativa, o que reflecte que divergiram do mesmo antepassado, adaptando-se
posteriormente a diferentes ambientes ou nichos ecológicos. - Evolução Divergente.
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Evolução Divergente – é um tipo de evolução que ocorre quando uma ou mais populações
relacionadas apresentam estruturas homólogas como consequência de diferentes pressões
selectivas.
Ex: Membros anteriores dos Vertebrados).
Série filogenética – conjunto ordenado de órgãos homólogos em diferentes organismos.
Estas seriações podem ser progressivas e regressivas.
Nas séries filogenéticas progressivas, os órgãos homólogos apresentam um desenvolvimento
crescente ao longo da série, ou seja, o processo evolutivo se dá no sentido de maior
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complexidade, enquanto nas séries filogenéticas regressivas os órgãos homólogos
apresentam um grau de desenvolvimento cada vez menor, o que permite admitir que a
evolução terá ocorrido de um órgão mais complexo para um órgão mais simples.
b) Órgãos Análogas
o São órgãos que tem estruturas, origem embrionária e posições relativas diferentes, mas
que desempenham a mesma função.
Estes órgãos têm, em diferentes organismos, diferentes organização estrutural, diferentes
posições relativas, o que reflecte que evoluíram de antepassados diferentes, sendo órgãos
puramente adaptativos, acomodando-se aos mesmos nichos ecológicos – Evolução
Convergente.
Evolução Convergente
o Processos de adaptação dos seres vivos a determinadas condições ambientais de modo
a que seres de origens ou linhagens distintas apresentem características biológicas ou
paleontológicas similares em respeito às exigências de adaptação ao meio ambiente.
Ex.: As asas dos insectos e das aves.
c) Estruturas Vestigiais
o Estruturas que foram de grande utilidade a um antepassado mas que no presente têm
uma função reduzida. (Apêndice no homem)
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O ambiente actuou no sentido regressivo, privilegiando os indivíduos que iam surgindo com
esses órgãos cada vez mais reduzidos. Ao longo de milhões de anos tornaram-se
rudimentares, vestigiais, isto é, não funcionais.
2. Argumentos Paleontológicos
Paleontologia é o estudo dos fósseis e estes podem corresponder a formas já extintas
ou formas vivas.
Tipos de Fósseis
Consideram – se a existência de três tipos de fósseis:
a) Fósseis de Formas Extintas – fósseis que não têm representantes actuais
(contrariando assim a imutabilidade das espécies, na medida em que leva a admitir
que a terra foi habitada, ao longo do tempo, por formas diferentes de seres vivos),
permitindo assim a elaboração de fortes argumentos a favor do Evolucionismo.
b) Fósseis de Transição ou Formas Sintéticas - correspondem as formas que possuíam
característicos que correspondem, na actualidade, a dois grupos diferentes de
organismos.
A descoberta de fósseis de transição tem permitido:
O estabelecimento de relações filogenéticas entre diferentes grupos actuais;
Concluir que as espécies não são independentes quanto à sua origem, contrariando as
ideias fixistas.
Ex: Archaeopteryx (considerada a primeira ave, tem asas e penas – características das aves e
por outro lado possui dentes, garras e uma longa cauda com ossos que são características dos
repteis),
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Outros exemplos comuns são as Pteridospérmicas, ou os “fetos com sementes” (possui
folhas semelhantes a dos fetos actuais, não apresenta flores nem frutos, mas produzem
sementes nuas) e a Ichtyostega - representa a passagem entre dois grupos actuais (peixes e
anfíbios actuais)
c) Fósseis Vivos – seres vivos que ao longo de milhões de anos permaneceram
inalterados, como representantes de um grupo que viveu no seu tempo.
Árvore Filogenética é um diagrama com diferentes ramificações que têm em conta a origem
dos grupos a partir de ancestrais comuns. Os ramos destas árvores assinalam o aparecimento
de novas formas de seres vivos.
3. Argumentos Embriológicos
Com base na comparação das diferentes fases do desenvolvimento embrionário de
diferentes organismos, podem estabelecer-se relações de parentesco entre os seres vivos.
Assim, quanto mais semelhantes forem as fases do desenvolvimento embrionário, mais
aparentados estes são, isto é, menor a distância filogenética entre eles.
A semelhança existente entre os organismos levou Haeckel a enunciar a Lei da
Recapitulação, segundo a qual a “ontogenia é uma recapitulação abreviada e rápida da
filogenia”, ou seja, durante o desenvolvimento embrionário os seres tendem a recapitular
os estágios por que passaram os seus antepassados.
o Ontogenia – desenvolvimento do indivíduo desde a sua concepção até ao estado
adulto.
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Esta interpretação, apesar de errada, veio sugerir uma forte relação entre ontogenia e
filogenia, isto é, quanto mais afastados filogeneticamente estiverem duas espécies, mais
curtas são as fases embrionárias comuns e, pelo contrário, os seres mais aparentados
apresentam estádios embrionários semelhantes.
Mais tarde a Hipótese de Haeckel foi conhecida por Lei da biogenética. Esta lei baseou-se na
premissa de que as mudanças evolutivas têm origem numa sucessiva adição de estádios.
4. Argumentos Biogeográficos
Estes argumentos, baseando -se na distribuição geográfica dos seres vivos, consideram dois
casos distintos:
A existência de seres vivos semelhantes em regiões muito afastadas.
Ex: Semelhança existente na fauna e flora da África e América do Sul, Ásia e na parte
ocidental da América do Norte.
Admite - se que outrora estes continentes estiveram unidos e que após a sua separação
não se verificou divergência evolutiva, talvez porque as condições ambientais a que
ambas as espécies ficaram sujeitas tivessem sido idênticas.
A ocorrência de grande diversidade de seres vivos em zonas geograficamente
próximas. É o caso, por exemplo, das tartarugas das ilhas Galápagos e pássaros do
mesmo arquipélago: embora tenham derivado de antepassado comum, pensa-se que
estes seres foram sujeitas as condições ambientais diferentes (pressões selectivas
diferentes), o que levou a uma divergência evolutiva. Neste caso particular, a
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divergência originou mais do que duas espécies diferentes, falando-se em radiação
adaptativa.
5. Argumentos Citológicos
Consiste na constatação de que todos os organismos são constituídos pelas mesmas unidades
básicas - as células.
A uniformidade dos processos e mecanismos celulares pressupõe também uma unidade
evolutiva. Ex: as semelhanças entre a estrutura das membranas no processo de divisão
celular.
6. Argumento Bioquímico
As provas bioquímicas apoiam a evolução na medida em que reforçam a ideia de origem
comum dos diferentes grupos de seres vivos.
Este argumento baseia-se no facto de:
Todos os seres vivos serem constituídos pelos mesmos tipos de biomoléculas
(proteínas, lípidos, glícidos: ácidos nucleicos, aminoácidos, água e sais minerais);
Os mecanismos básicos serem idênticos em todos os seres, a nível (código genético,
síntese proteica, processos respiratórios e modos de actuação enzimáticos, etc.);
A fim de se estabelecerem relações filogenéticas entre os seres vivos, é necessário
proceder à análise de proteínas, a comparações entre os seus DNA e à Quantificação
das reacções imunológicas.
a) Análise de proteínas – podem - se estabelecer diferenças entre as proteinas quer
no número, quer tipo e disposição dos aminoácidos.
Assim, quanto mais semelhantes forem as proteínas das duas espécies, mais aparentadas
elas são, isto é, menor é a distância filogenética entre as espécies.
Citocromo C - é uma proteína respiratória que se encontra em todos os seres aeróbios. No
decurso da evolução, mutações alteraram aminoácidos em determinadas posições mas todas
as espécies têm uma estrutura e função semelhantes.
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b) Comparação entre as moléculas de DNA – faz –se recorrendo à técnica de
hibridação do DNA, pode-se inferir acerca da proximidade filogenética: assim,
quanto maior for o grau de hibridação de DNA em diferentes espécies, maior é o
grau de parentesco.
c) Quantificação das reacções imunológicas – procede – se a testes serológicos,
que têm a finalidade de avaliar a taxa de reacção imunológica em diferentes
espécies.
Os dados sorológicos são também importantes para ajudar a estabelecer o grau de parentesco
entre os diferentes grupos de animais. Baseiam-se nas reacções específicas entre antigenes e
anticorpos. O nº de proteínas distintas são tanto maiores quanto mais afastadas for as
espécies.
NEODARWINISMO ou Teoria Sintética da Evolução
Na época de Darwin a citologia era uma área pouco desenvolvida, e tanto a bioquímica como
a genética ainda não existiam como ciência. Por isso a teoria de Darwin apresenta alguns
pontos frágeis:
Causas das variações verificadas nas espécies;
Modo como essas variações se transmite de geração a geração;
Mas com o desenvolvimento dos conhecimentos de genética, particularmente as novas
descobertas sobre hereditariedade, permitiu reinterpretar a teoria da evolução de Darwin,
sintetizando e correlacionando os diversos conhecimentos das áreas da genética, citologia e
bioquímica, permitindo assim o aparecimento de uma nova teoria denominada -
Neodarwinismo ou Teoria Sintética da Evolução (Julian Huxley – 1930 – 52).
O Neodarwinismo baseia-se nos trabalhos de:
Darwin e Wallace – importância do meio e da selecção natural;
Mendel – lei da segregação independente dos caracteres;
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Walter e Sutton – localização e suporte dos genes nos cromossomas (teoria
cromossomática da hereditariedade);
Morgan – relação entre a variabilidade fenótipica e alteração nos genes ou na
consequência de genes nos cromossomas (explicação genética das mutações);
Anatomia comparada e paleontologia.
O Neodarwinismo difere das ideias propostas por Darwin porque:
Explica as causas das variações;
A variabilidade surge nas frequências genéticas, isto é, no fundo genético das
populações;
Segundo o Neodarwinismo, a Variabilidade, Matéria - Prima do Processo Evolutivo, é
causado fundamentalmente pela:
Recombinação Génica
E pelas Mutações.
a) Recombinação Génica
Ocorre através da reprodução sexuada em dois fenómenos complementares: a Meiose e a
Fecundação.
Na meiose, a recombinação genica ocorre ao acaso, na Profase I, através do crossing-
over entre os cromossomas homólogos dos progenitores, e também na separação ao
acaso dos cromossomas homólogos, bem como a sua disposição na placa equatorial e
sua ascensão para os pólos, durante a Anafase I;
A fecundação, o fenómeno que permite transmitir ao novo indivíduo a constituição
genética dos dois gâmetas. A união de dois dos gâmetas, entre milhares deles
formados ou possíveis, faz com que a constituição genética de um novo indivíduo
seja totalmente imprevisível.
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b) Mutações
o São causas da variabilidade porque podem introduzir novos genes nas populações,
que, se forem vantajosos, poderão contribuir para aumentar a capacidade de
sobrevivência.
Assim, mutações e recombinação génica:
Criam variabilidade no fundo genético de uma população;
Aumentam a possibilidade de aparecimento de variações favoráveis;
Aumentam a possibilidade da adaptação, perante as variações do ambiente (maior
aptidão evolutiva);
Conferem mais hipóteses de sobrevivência, originando um maior número de
descendentes.
Selecção Natural e Evolução
O Neodarwinismo explica os acontecimentos evolutivos, quer tenha havido evolução
divergente quer convergente.
A. Tratando-se de um fenómeno de evolução divergente, o processo de evolução é o
seguinte:
Numa população há variações do fundo genético, devido a recombinações genéticas e
mutações. Quando há uma alteração do ambiente, surgindo pois novos nichos
ecológicos, as populações portadoras de variações favoráveis são naturalmente
seleccionadas (selecção natural), por estarem melhores adaptadas e preservadas. As
portadoras de variações desfavoráveis são também seleccionadas, mas negativamente,
sendo eliminadas por estarem em desvantagem competitiva.
Pela reprodução, estas variações favoráveis são transmitidas à descendência ao longo
das gerações.
O fundo genético da população original é alterado, modificando-se o ponto de ajuste.
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B. Tratando-se de um fenómeno de evolução convergente, o processo de evolução é
este:
Em populações de diferentes espécies há variações do seu fundo genético do mesmo
tipo, devido a recombinações genéticas e mutações. Estas populações ocupam o
mesmo ambiente e, dispondo de nichos ecológicos semelhantes, as populações
portadoras de variações favoráveis são naturalmente seleccionadas (selecção natural),
por estarem melhores adaptadas e preservadas. As portadoras de variações
desfavoráveis são também seleccionadas, mas negativamente, sendo eliminadas por
estarem em desvantagem competitiva.
Pela reprodução, estas variações favoráveis são transmitidas à descendência ao longo
das gerações. O fundo genético da população original é alterado, modificando-se o
ponto de ajuste.
Evolução das Populações e Formação de Novas Espécies
A base da evolução está, no entanto, não as modificações que ocorre no individuo, mas sim as
que ocorre nas populações.
População – conjunto de indivíduos que se reproduzem sexuadamente e que
partilham de um património genético comum.
Cada população é caracterizada pelo seu fundo genético.
Fundo Genético – conjunto dos genes e genótipos de uma população, que passam à
próxima geração.
Cada gene, assim como cada genótipo, aparecem na população como uma dada frequência –
Frequência genética e genotípica. E se essas frequências se manterem constante ao longo
das gerações – a população está em equilíbrio. Se pelo contrario houver variações dos seus
genes e genótipos – a população está a evoluir – se.
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Factores de Evolução
Há uma grande diversidade de factores que pode alterar a composição genética das
populações, fazendo – as evoluir:
a) Mutações
o Mutação - é qualquer alteração auto - reproduzível do material genético, quer génicas,
quer na organização dos cromossomas ou do seu número (cromossómicas), dando
origem a novos genótipos herdáveis.
Mutações são fontes primárias da variabilidade e é esta que torna a evolução possível.
As mutações podem ou não ter valor evolutivo. Para terem valor evolutivo, as mutações:
Não podem ser somáticas, letais, ou conferirem menor capacidade de sobrevivência;
Terão que ser hereditárias e conferirem maior capacidade de sobrevivência;
Efeito das mutações na evolução
Os efeitos das mutações fixam-se com maior facilidade nas populações se tiverem origem
num gene dominante, pois este expressa - se quer no caso da homozigotia, como
heterozigotia, ao passo que se o gene mutado for recessivo é mais demorada a sua fixação nas
populações, pois o caracter só se manifesta no caso da homozigotia recessiva.
b) Migrações
o Migração - é um movimento de um indivíduo adulto, de gâmetas ou de indivíduos
nos primeiros estádios de desenvolvimento embrionário de uma população para outra,
implicando fluxo de genes entre populações.
Fluxo génico - é a troca de genes entre populações, que são normalmente da mesma espécie
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O fluxo de genes pode ser:
Fluxo de Genes Positivos - entrada de genes na população pelo processo de
imigração;
Fluxo de Genes Negativo - saída de genes da população pelo processo da emigração;
As migrações só têm valor evolutivo se a população migrante e a hospedeira forem
geneticamente diferentes.
c) Cruzamento não ao Acaso
Nas populações os cruzamentos ocorrem:
Ao acaso (panmitica) – o fundo genético da população mantém – se em equilíbrio –
sem alterações de genes e genótipo;
Não ao acaso – (ausência da panmixia) significa que os indivíduos tendem a
privilegiar determinados fenótipos em relação a outros. Cruzam com indivíduos que
lhes são mais próximos, e semelhantes a si próprio, logo a frequência genotipica dos
“preferidos” (homozigóticos) aumentam em detrimentos dos “rejeitados”.
d) Deriva Genética
Deriva Genética - é a variação ao acaso (aleatório) das frequências genéticas (alélica)
numa população pequena, de uma geração para outra.
A deriva genética surge quando um pequeno número de indivíduos pioneiros coloniza novos
ambientes, formando uma nova população diferente da original. Assim, por deriva genética,
um gene pode ser eliminado de uma população, não por selecção natural, mas sim por simples
obra do acaso.
Ex: se uma população se dividir ao acaso, de tal modo que uma das partes tenha
apenas um gene da população original, e se este morrer antes de se reproduzir, a
população passa a ser constituída por apenas um tipo de genes.
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e) Selecção Natural
Selecção Natural - é o conjunto de forças ambientais que pode agir em qualquer
momento do ciclo de vida de um ser vivo, quer no sentido positivo, proporcionando -
lhe uma sobrevivência diferencial, quer no sentido negativo, provocando - lhe uma
mortalidade diferencial.
A Selecção natural pode:
Levar à produção de um diferente número de descendentes viáveis (fertilidade
diferencial);
Manter um conjunto de características de uma população ao longo do tempo;
Mudar um conjunto de características numa dada direcção;
Fragmentar uma população em dois ou mais grupos;
Contribuir para manter numa população um gene nocivo: a acção da selecção natural
sobre genes prejudiciais é maior sobre genes dominantes do que sobre genes
recessivos (Ex: Animia falciforme).
A frequência do gene recessivo prejudicial aumenta devido à superioridade dos
heterozigóticos.
Especiação
Ao longo dos tempos novas espécies têm surgido, enquanto outras têm se extinguido. Como
se formam as novas espécies, ou seja, como se multiplicam as espécies?
Este fenómeno de multiplicação de espécies é designado por Especiação (processo de
formação de novas espécies a partir de uma população ou populações ancestrais). Antes de se
perceber como se formam as espécies é necessário compreender o que é uma espécie:
Conceitos de Espécie
O conceito de espécie tem - se alterado ao longo dos tempos, com a contribuição de
numerosas ciências (não existe um conceito de espécie com aplicabilidade universal):
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Critérios Localização
no tempo
Conceitos Críticas
Fecundidade
No Século
XVII
John Ray
definiu pela
1ª vez
Espécie - conjunto de indivíduos
idênticos entre si que dão origem,
através da reprodução, a novos
indivíduos semelhantes a eles
próprios
Morfológico
Século
XVIII
Lineu
Espécie - grupo de seres vivos
morfologicamente semelhantes
entre si e a um determinado tipo
ideal.
OBS: este critério foi rapidamente
posto em causa pois:
Existem seres muito
semelhantes que
pertencem a espécies
diferentes, bem como a
situação inversa;
Conceito estático que
não admite a evolução;
Biológico
Em finais do
Século XIX
e no Séc.
XX, o
conceito de
espécie
tomou outro
significado.
Em 1942
Ernst Mayr
Espécie: conjunto de indivíduos
que em condições naturais se
cruzam entre si, originando
indivíduos férteis e estão isolados
de outros grupos semelhantes
(isolamento sexual).
Só se aplica a seres que
se reproduzem
sexuadamente, excluindo
os de reprodução
assexuada;
Não pode ser aplica a
populações isoladas.
Só pode aplicar – se às
espécies actuais, sendo
inadequado para forma
fósseis;
Multidimension
al (engloba os
diferentes
critérios)
Século XX
Grassé
Espécie: conjunto de populações
naturais que partilham o mesmo
fundo genético, com características
anatómicas, fisiológicas e de
comportamentos comuns, podendo
em condições naturais cruzar-se e
originar descendentes férteis.
Conceito mais aceite,
apesar das grandes
dificuldades em conciliar
critérios morfológicos,
genéticos; fisiológicos,
embriológicos e até
comportamentais;
Raça são populações isoladas com características diferentes entre si, mas pertencentes a uma
mesma espécie.
Mecanismos de Especiação
Para que ocorra especiação é necessário que entre os indivíduos pertencentes a uma espécie
inicial surja grandes diferenças genéticas.
Uma das condições importante para que ocorra essa grande diferença genética (especiação) é
a criação de um isolamento reprodutor e geográfico, isto é, não seja possível o fluxo de
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genes entre eles. Também podem ocorrer especiação por outras razões tais como: isolamento
ecológico e poloploidia.
Como se inicia a especiação?
A especiação se inicia quando uma subpopulação de uma espécie se isola geograficamente,
altera o seu nicho ecológico ou altera o seu comportamento, de maneira que fique isolada
reprodutivamente do restante da população daquela espécie. Esta subpopulação, ao se isolar,
sofre mutações cumulativas com o passar do tempo, que altere o seu genótipo e,
consequentemente, a expressão fenótipo.
Tipos de Especiação
Considera - se dois tipos possíveis de especiação:
a) Epeciação Geográfica ou Alopátrica - ocorre quando populações de mesmas
espécies encontram-se em ambientes diferentes. A espécie nova surge em ambiente
distinto daquele da espécie que lhe deu origem.
b) Especiação Simpátrica ou por Poliploidia - ocorre quando populações de espécies
diferentes compartilham o mesmo ambiente. A espécie nova surge no mesmo
ambiente da espécie que lhe deu origem.
Epeciação Geográfica ou Alopátrica
Especiação alopátrica, também conhecida com especiação geográfica, é o fenómeno que
acontece quando grandes populações biológicas ficam fisicamente isoladas por uma barreira
externa (rios, montanhas, estradas variações de temperaturas, etc) e evolvem isolamento
reprodutivo interno (genético), de tal modo que depois da barreira desaparecer, os dois grupos
de indivíduos formados, já não se conhecem como potencial reprodutor. E o contacto
posterior entre eles resultará numa descendência infértil ou mesmo numa incapacidade de
cruzamento.
Todo biólogo evolucionista concorda que a especiação alopátrica ocorre e muitos sustentam
que ela é o principal modelo de especiação em animais (Mayr 1963, Futuyma e Mayer 1980,
Coyne 1992).
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OBS: Um dos processos mais estudado de especiação alopátrica é a radiação adaptativa.
Radiação adaptativa ou irradiação adaptativa - é a denominação dada ao
fenómeno evolutivo pelo qual se formam, num curto espaço de tempo, várias espécies
a partir de uma mesma espécie ancestral no qual diversos grupos se separaram,
ocupando simultaneamente vários nichos ecológicos livres, eventualmente dando
origem a várias espécies diferentes. A irradiação adaptativa resulta em homologia.
Especiação Simpátrica
Na especiação por poliploidia à formação de duas novas espécies por um processo quase
instantâneo, numa só geração, a partir de uma só espécie que habita a mesma área. É um tipo
de especiação rara em animais e muito frequente na evolução das plantas com flores.
Ao contrário da alopatrica, populações que sofrem especiação simpátrica não estão
geograficamente isoladas (por exemplo, por uma montanha ou um rio).
Progenitores Espécie A Espécie B
2n 2n’
gâmetas n n’
F1 (n+n’) 2n (estéril) hidrido
F1*F1 (n+n’) (n+n’)
Meiose com duplicação do nº de cromossomas, por não disjunção
cromossómica
gâmetas (n+n’) (n+n’)
F2 (2n+2n’) 4n 2n (fértil) Nova
espécie
Situação 1: Como esses cromossomas, provem de espécies diferentes, não existem
nesses híbridos pares de cromossomas homólogos, logo não pode haver
emparelhamento de homólogos – é impossível uma meiose normal, não há formação
de gâmetas viáveis – descendentes inférteis.
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Situação 2: Duplicação de cromossomas homólogos, como resultado da não
disjunção de homólogos. A meiose pode realizar – se, já que pode ocorrer
emparelhamento de homólogos. O híbrido tem possibilidade de formar gâmetas –
descendentes férteis.
Mecanismo de Isolamento Reprodutor:
Diz – se que há isolamento reprodutor quando cada espécie está isolada das outras espécies
por barreiras reprodutoras que impedem que ocorra “mistura” genética.
Os mecanismos isoladores podem ser de dois tipos:
A. Macanismo Pré – zigótico – torna a fecundação ou o acasalamento impossível. O
acasalamento pode não ser possível por várias razões:
Isolamento Temporal ou Sazonal – é quando os indivíduos tenham
momentos diferentes do dia, ano ou da estação para se reproduzirem; Ex:
mosca de fruta;
Isolamento Ecológico – é quando os indivíduos ocupam habitats diferentes, de
uma mesma área geográfica (uma na arvore e outra no chã);
Isolamento Comportamental – consiste em trocas, entre os machos e as
fêmeas, na época de reprodução, de sinais distintos; Ex: as aves.
Isolamento Molecular e Químico ou Gamético – produzam óvulos e
espermatozóides incompatíveis;
Isolamento Mecânico – devido a incompatibilidade morfológica e anatómica
dos órgãos reprodutores;
B. Mecanismo Pós – zigótico – embora seja possível a fecundação, não é possível a
formação ou desenvolvimento dos descendentes:
Inviabilidade dos Híbridos - incompatibilidade genética entre as duas
espécies provoca a paragem do desenvolvimento embrionário; Ex: ocorre em
peixe com fecundação externa;
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Esterilidade dos híbridos – o embrião desenvolve-se mas não atinge a idade
adulta ou, se atinge a idade adulta, é estéril ou é eliminado por selecção.
Fragilidade dos híbridos - formam-se híbridos férteis mas nos descendentes
destes (híbridos de 2ª geração) os embriões abortam, são muito débeis ou
estéreis.
Existem outros mecanismos de evolução para além do mecanismo de especiação:
a) Microevolução – aparecimento de modificações graduais que ocorre no seres
vivos de um população tais como o tamanho e forma dos bicos dos tentilhões e
as cores das borboletas.
b) Macroevolução – resulta de grandes mudanças no genótipo e fnótipo das
espécies, gerando categorias taxonómicas superiores.
Especiação e Modelos de Evolução
Relacionando os mecanismos que conduzem á especiação com a evolução dos organismos,
obtêm-se quatro situações distintas:
Evolução Divergente – ocorre quando duas populações se separam e acumulam
diferenças que impossibilitam o cruzamento entre elas, originando novas espécies;
Radiação Adaptativa – a partir de uma espécie inicial, verifica-se uma ocupação de
grande número de habitats e o surgimento de numerosas espécies quase
simultaneamente;
Evolução Convergente – populações com origem diferente e sem qualquer
parentesco, sujeitas a pressões selectivas semelhantes, vão desenvolver estruturas e
modelos de vida semelhantes;
Evolução Paralela – espécies distintas, mas com um antepassado comum, podem,
independentemente, permanecer semelhantes devido ao mesmo tipo de pressões selectivas
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TESTE DE AFERIÇÃO DE COMPETÊNCIAS (2015)
PROVA DE BIOLOGIA
Responda cada questão de forma clara.
BLOCO A
1. O processo pelo qual os seres vivos conseguem novas moléculas do ambiente é
chamado de nutrição, na natureza há duas formas básicas de nutrição.
a) Mencione as duas formas de nutrição e as diferencie.
b) Na composição química de uma célula existem componentes orgânicos e inorgânicos.
Indica os componentes inorgânicos?
BLOCO B
2. O ser vivo envelhece e morre. Antes de morrer, porém, ele reproduz isto é,
produz descendentes que são semelhantes aos pais e essa semelhança caracteriza
a hereditariedade.
a) Apresenta as duas formas de reprodução que são utilizadas pelos seres vivos.
b) O DNA e o RNA é formado por quatro bases azotadas que a constituem e estão
envolvidas na constituição da estrutura desse molécula. Indica as bases azotadas do
DNA e do RNA.
BLOCO D
3. Que é Genótipo? Escolha a opção correta a) É o conjunto de características decorrentes da ação do ambiente.
b) Influi no genótipo, transmitindo a este as suas características.
c) É um conjunto de informações genéticas do ser vivo.
.
4. Mencione e explique as duas leis de Mendel.
5. Dê pelo menos três exemplos de doenças ligadas ao cromossoma X dominante e
ligado ao cromossomo X recessivo.
6. Fale da importância das mutações para a evolução do homem.
7. Faça referência aos tipos de Agentes mutagénicos.
BLOCO E
8. As teorias da transmissão hereditária dos caracteres adquiridos e da seleção natural
foram propostas, respectivamente por:
a)Darwin e Lamarck
b)Lamarck e Darwin
c)Darwin e Weismann
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d)Weismann e Darwin
e)Lamarck e Mendel
9. Considere as afirmações abaixo:
I. Órgãos análogos são aqueles que desempenham a mesma função, mas têm origem
embrionária e estruturas anatômicas diferentes.
II. A presença de órgãos homólogos é evidência a favor do parentesco evolutivo entre duas
espécies.
III. As asas dos insetos e das aves são consideradas órgãos homólogos.
Assinale:
a) se apenas I for verdadeira.
b) se apenas II for verdadeira.
c) se apenas III for verdadeira.
d) se apenas I e II forem verdadeiras.
e) se apenas I e III forem verdadeiras.
13. A lei do uso e desuso e a transmissão das características adquiridas caracterizam o:
a) Lamarckismo.
b) Criacionismo.
c) Darwinismo.
d) Fixismo.
e) Mendelismo.
14.Explique a evolução divergente pelo Neodarwinismo e evolução convergente pelo
Neodarwinismo.
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2017
Responda a cada questão de forma clara.
1- As células são estruturas conhecidas como unidades estruturais e funcionais dos
organismos vivos. Elas são formadas basicamente por substâncias orgânicas e
inorgânicas. São consideradas substâncias inorgânicas: (1,0v)
a) Lipídios e Proteínas.
b) Proteínas e Água.
c) Sais Minerais e Vitaminas.
d) Água e Sais Minerais
e) Lipídios e Carboidratos.
2- Observe a seguir os níveis de organização de um ser vivo e marque a alternativa que
contém os termos que substituem adequadamente os números 1, 2 e 3. (1,0val)
Célula → (1) → (2) → Sistema → (3)
a) 1- Tecido, 2- Organismo, 3- Corpo.
b) 1- Órgão, 2- Tecido, 3- Organismo.
c) 1- Tecido, 2- Órgão, 3- Organismo.
d) 1- Organela, 2- Tecido, 3- Corpo.
e) 1- Organela, 2-Órgão, 3- Tecido.
3-Os animais, entre eles os seres humanos, são organismos que dependem de outros
seres vivos para se alimentarem, eles são: (1,0val)
a) Autótrofos.
b) Heterótrofos.
c) Fermentadores.
d) Produtores.
4-Todos os organismos vivos estão sujeitos a processos evolutivos. Algumas
características, por exemplo, surgem e são passadas para os descendentes e outras são
eliminadas da população por meio de um processo denominado de: (1,0val)
a) Recombinação génica.
b) Seleção natural.
c) Mimetismo.
d) Mutação.
e) Migração.
5-Sobre a estrutura do DNA, marque a alternativa incorreta:(1,0val)
a) O DNA carrega as informações genéticas do indivíduo.
b) Os cromossomos são formados principalmente por DNA.
c) O DNA, assim como o RNA, é formado por nucleotídeos, que são constituídos por um
fosfato, um açúcar e uma base nitrogenada.
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d) Os nucleotídeos que formam o DNA diferenciam-se do RNA por apresentarem uma ribose
e a base timina.
6-A diferença fundamental entre reprodução assexuada e sexuada é que a reprodução
assexuada:(1,0val)
a) Exige apenas um indivíduo para se cumprir, e a sexuada exige dois.
b) Não cria variabilidade genética, e a sexuada pode criar.
c) Só ocorre entre vegetais, e a sexuada entre vegetais e animais.
d) Dá origem a vários indivíduos de uma só vez, e a sexuada a um indivíduo apenas.
e) Só ocorre entre espécies em que não existam dois sexos, e a sexuada ocorre nos seres em
que há diferenciação dos dois sexos.
7-Quando Darwin propôs sua teoria, o conhecimento em Genética era precário, o que
deixou várias lacunas em seu trabalho. Após alguns anos com conhecimentos mais
avançados nessa área da Biologia, complementou-se a teoria de Darwin com os
conhecimentos adquiridos em Genética, sendo possível explicar os fatores evolutivos.
Essa teoria ficou conhecida como: (1,0val)
a) Darwinismo.
b) Fixismo.
c) Gradualismo filético.
d) Neodarwinismo.
e) Equilíbrio pontuado.
8-Sabemos que Darwin não sabia explicar como as variações eram transmitidas aos
descendentes. Para resolver essas dúvidas, surgiu o neodarwinismo, ou teoria sintética
da evolução. Analise as alternativas e marque aquela que não indica um fator evolutivo
reconhecido pelo neodarwinismo: (1,0val)
a) Recombinação génica.
b) Seleção natural.
c) Uso e desuso.
d) Mutação.
9-A membrana plasmática é um revestimento relativamente fino que envolve a célula.
De acordo com o modelo do mosaico fluido, essa estrutura é constituída por: (1,0val)
a) Uma dupla camada proteica onde estão mergulhados lipídios.
b) Uma camada proteica onde estão mergulhados Carbohidratos.
c) Uma dupla camada de fosfolipídeos onde estão incrustadas proteínas.
d) Uma camada de fosfolipídeos onde estão incrustados Carbohidratos.
e) Uma dupla camada de Carbohidratos onde estão mergulhados lipídios.
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10-Numa célula animal, qual organelo é responsável pela respiração celular: (1,0val)
a) Complexo de Golgi
b) Mitocôndria
c) Ribossomo
d) Centríolo
11-Qual das alternativas abaixo apresenta funções da membrana plasmática numa
célula: (1,0val)
a) Dar forma a célula, além de controlar as substâncias que entram e saem dela.
b) Executar a respiração celular.
d) Fazer a síntese de proteínas dentro da célula.
e) Executar todo processo de divisão celular.
12-Qual das alternativas abaixo apresenta os nomes de duas formas de divisão celular:
(1,0val)
a) Fagocitose e Osmose
b) Interfase e Fotossíntese
c) Mitose e Meiose
d) Osmose e Anáfase
13-Com relação aos lisossomos, assinale a(s) alternativa(s) correta(s): (1,0val)
a) São estruturas nucleares.
b) Originam-se a partir do complexo de Golgi.
c) São ricos em enzimas.
d) São os responsáveis pela digestão intracelular.
e) Em células vegetais auxiliam o processo fotossintético.
f) Ao unirem-se aos fagossomos, formam vacúolos digestivos.
14-O termo genótipo refere-se ao: (1,0val)
a) Conjunto de todos os caracteres de um organismo;
b) Conjunto de caracteres externos de um organismo;
c) Conjunto de caracteres internos de um organismo;
d) Conjunto de cromossomos de um organismo;
e) Conjunto de genes de um organismo.
15-O fenótipo de um indivíduo é: (1,0val)
a) Herdado dos pais;
b) Independente do genótipo;
c) Independente do ambiente;
d) O resultado da interação do genótipo com o ambiente;
e) O conjunto de cromossomos.
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16-A mutação génica é considerada um dos principais fatores evolutivos.
Porquê? (2,0val)
17-Sabemos que Jean-Baptiste Lamarck foi um dos primeiros estudiosos que
compreenderam que o meio poderia de alguma forma influenciar na evolução dos seres
vivos. Apesar de algumas conclusões erróneas, esse pesquisador foi muito importante
para a biologia evolutiva. (1,0val)
Marque a alternativa que indica os dois pontos principais da teoria que ficou conhecida por
lamarckismo.
a) Seleção natural e mutação.
b) Lei do uso e desuso e seleção natural.
c) Lei do uso e desuso e lei da necessidade.
d) Lei da herança dos caracteres adquiridos e lei do uso e desuso.
e) Seleção natural e lei da herança dos caracteres adquiridos.
18-Sabemos que a seleção natural é um ponto importante da teoria criada por Charles
Darwin. Marque a alternativa incorreta a respeito da ideia de seleção natural: (1,0val)
a) Segundo a teoria da seleção natural, o mais forte sobrevive.
b) Segundo Darwin, os organismos estão constantemente lutando pela sobrevivência e apenas
os mais aptos sobrevivem.
c) Os seres mais aptos possuem maior chance de reproduzir-se e deixar descendentes.
d) Superbactérias são um exemplo clássico de seleção natural.
19-São condições necessárias ao aparecimento de novas espécies: (1,0val)
a) A existência de diferenças genéticas dentro das populações, o isolamento geográfico e o
reprodutivo.
b) A não-ocorrência de mutação e seleção natural.
c) A existência de recombinação genética e a ação da seleção natural.
d) A não-existência de diferenças genéticas dentro das populações e o isolamento
reprodutivo.
e) A não-ocorrência do isolamento reprodutivo e mutação.
22-Explica de uma forma bem sucinta, a primeira e a segunda lei de Mendel. (1,0val)
BOM TRABALHO