BIOLOGIA BIOLOGIA Snia Lopes Sergio Rosso 1 ano

BIOLOGIA

BIOLOGIA Sônia Lopes; Sergio Rosso – 1º ano ensino médio

UNIDADE 2 – Origem da vida e Biologia Celular NESSA UNIDADE: ● CAPÍTULO 7 – Das origens aos dias de hoje ● CAPÍTULO 8 – A Química da vida ● CAPÍTULO 9 – Citologia e envoltórios celulares BIOLOGIA| Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 7 – DAS ORIGENS AOS DIAS DE HOJE A ORIGEM DOS SERES VIVOS Walter Caldeira Biogênese versus abiogênese • Os experimentos de Redi • Os experimentos de Needham e Spallanzani Robert Thom/Superstock/Grupo Keystone/Coleção particular • Os experimentos de Pasteur Parte de gravura que retrata Louis Pasteur em seu laboratório, examinando um balão com líquido esbranquiçado, que corresponde àquele em que houve crescimento de microrganismos, ficando contaminado, e outro com líquido transparente, que corresponde ao estéril. BIOLOGIA| Volume 1 – 3º Bimestre Esquema do questionamento, da hipótese, do experimento, dos resultados e das conclusões de Redi.

CAPÍTULO 7 – DAS ORIGENS AOS DIAS DE HOJE A ORIGEM DOS PRIMEIROS SERES VIVOS NASA • Origem extraterrestre (panspermia) • Origem por evolução química Luis Moura • Origem por processos químicos nas fontes termais submarinas Esquema sintetizando as ideias sobre a origem dos seres vivos por evolução química. No quadro 1, a atmosfera com gás hidrogênio (H 2), vapor-d’água (H 2 O), amônia (NH 3) e metano (CH 4). Em 2, surgimento dos compostos orgânicos na atmosfera pela ação de descargas elétricas e radiação ultravioleta; essas moléculas foram levadas para o mar pelas águas das chuvas constantes. Em 3, formação de coacervatos nos mares primordiais. (Elementos representados em diferentes escalas; cores fantasia. ) BIOLOGIA| Volume 1 – 3º Bimestre Fotografia do pesquisador Michael Russell mostrando o aparelho que simula os processos químicos que ocorrem no interior de uma fonte termal, montado por ele e seus colaboradores no Laboratório de Jato Propulsão (JPL, na sigla em inglês), na Califórnia (EUA).

CAPÍTULO 7 – DAS ORIGENS AOS DIAS DE HOJE O SURGIMENTO DOS PRIMEIROS SERES VIVOS: OS PROCARIONTES Walter Caldeira • Célula estrutural e funcionalmente simples • Formada por membrana plasmática, citoplasma • Procarióticas • Procariontes Sinclair Stammers/SPL/Latinstock Luciana Whitaker/Pulsar Imagens • Procariotos À esquerda, estromatólito fóssil, coletado na Austrália, cortado para mostrar as camadas sucessivas típicas dessa formação. À direita, estromatólitos em lagoa no município de Araruama (RJ), 2013. BIOLOGIA| Volume 1 – 3º Bimestre Esquema de célula de bactéria vista com parte da célula removida. As bactérias podem ser vistas com o auxílio de microscópios. Mede cerca de 3 μm de comprimento. (Cores fantasia. )

CAPÍTULO 7 – DAS ORIGENS AOS DIAS DE HOJE O SURGIMENTO DOS PRIMEIROS EUCARIONTES Rickardo • Organismos de estrutura mais complexa • Mitocôndrias, cloroplastos Esquema da hipótese simbiótica da origem das mitocôndrias e dos cloroplastos, feito com parte das células removidas para visualização das estruturas internas. (Elementos representados em diferentes escalas; cores fantasia. ) BIOLOGIA| Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 7 – DAS ORIGENS AOS DIAS DE HOJE O SURGIMENTO DOS MULTICELULARES EUCARIONTES • Grande evento evolutivo na história da vida. • Supõe-se que a multicelularidade surgiu de forma independente. • As plantas evoluíram de forma independente. • Evidências moleculares indicam que o fungos são os mais aparentados com os animais do que com as plantas. BIOLOGIA| Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 7 – DAS ORIGENS AOS DIAS DE HOJE A DIN MICA DA TERRA E DA VIDA AO LONGO DO TEMPO Mário Yoshida • Movimentos litosféricos • Fósseis • Tempo geológico (eras, períodos, épocas) • Terra um planeta de transformação • Cerca de 20 placas litosféricas • Limites das placas ficam no fundo do mar • O movimento das placas pode gerar atrito Adilson Secco Esquema mostrando o que acontece entre as placas litosféricas do Pacífico, de Nazca e Sul-americana. Em um limite, a placa do Pacífico e a de Nazca se afastam. Pela fenda que surge entre elas sobe magma, que, ao ser resfriado, se solidifica, aumentando a extensão das duas placas. No outro limite, a placa de Nazca colide com a placa Sul-americana. Com essa colisão, a placa de Nazca entra por baixo da Sul-americana, que, por ser mais leve, se “enruga”, formando montanhas. O manto da placa que afunda, em função do forte calor causado pelo atrito, derrete e forma magma, que pode ficar acumulado em bolsões e extravasar pelos vulcões. Além disso, o atrito entre as placas provoca terremotos. (Elementos representados em diferentes escalas; cores fantasia. ) BIOLOGIA| Volume 1 – 3º Bimestre Mapa-múndi com as placas litosféricas em suas posições atuais.

CAPÍTULO 8 – A QUÍMICA DA VIDA INTRODUÇÃO Studio Caparroz Composição dos seres vivos • Água • Lipídios • Carboidratos • Ácidos nucleicos • Outras substâncias Gráfico mostrando porcentagens aproximadas dos componentes químicos do corpo dos seres vivos, tomando-se por base os animais. BIOLOGIA| Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 8 – A QUÍMICA DA VIDA Ilustrações: Conceitograf ÁGUA • Água é a substância mais abundante dentro e fora dos seres vivos • Polares • Apolares • Ligações de hidrogênio • Tensão superficial BIOLOGIA| Volume 1 – 3º Bimestre Representação artística da molécula de água. (Cores fantasia. ) Representação artística da interação entre moléculas de água por meio de ligações de hidrogênio. (Cores fantasia. )

CAPÍTULO 8 – A QUÍMICA DA VIDA SAIS MINERAIS • Cálcio • Zinco • Fósforo • Iodo • Potássio • Flúor • Sódio • Cromo • Cloro • Selênio • Magnésio • Manganês • Ferro • Molibdênio Thinkstock/Getty Images Participam como constituinte da estrutura esquelética dos seres vivos O consumo excessivo de sódio, presente no sal de cozinha (composto principalmente pelo cloreto de sódio), pode causar hipertensão arterial, doenças renais e cardiovasculares. A atenção, porém, não se restringe ao saleiro: deve-se ficar atento aos rótulos dos alimentos industrializados. BIOLOGIA| Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 8 – A QUÍMICA DA VITAMINAS • O termo vitamina é empregado para nomear substâncias orgânicas necessárias em pequenas quantidades para as atividades metabólicas de um organismo. • Vitaminas solúveis em água são chamadas hidrossolúveis e as solúveis em lipídios lipossolúveis. • As necessidades diárias de vitaminas são supridas através de uma alimentação variada. • A falta de vitaminas pode causar doenças chamadas avitaminose e sua ingestão além da dose pode causar hipervitaminoses BIOLOGIA| Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 8 – A QUÍMICA DA VIDA CARBOIDRATOS • Monossacarídeos: Açúcares simples. Conceitograf • Dissacarídeos: açúcares formados pela união de duas moléculas de monossacarídeos. Esquema da reação entre dois monossacarídeos originando um dissacarídeo e vice-versa. A síntese do dissacarídeo se dá por perda de um hidrogênio e um grupo OH– (chamado hidroxila) que se combinam, formando uma molécula de água. A ligação que se estabelece entre os dois monossacarídeos é a ligação glicosídica. Trata-se de uma síntese por desidratação. A quebra por hidrólise é outra reação, na qual uma molécula de água se decompõe em um hidrogênio e uma hidroxila, separando os monossacarídeos um do outro. BIOLOGIA| Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 8 – A QUÍMICA DA VIDA CARBOIDRATOS Conceitograf • Polissacarídeos: carboidratos formados pela união de muitas moléculas de monossacarídeos. Quadro dos principais polissacarídeos encontrados na natureza, com exemplos de sua ocorrência. BIOLOGIA| Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 8 – A QUÍMICA DA VIDA • Enzimas • Anticorpos Fórmula estrutural geral das moléculas de aminoácidos. Studio Caparroz • Hormônios Eletromicrografia de varredura de uma hemácia normal (à direita, com cerca de 7 μm de diâmetro) e outra, falciforme (à esquerda). Em 2001, onze estados brasileiros incluíram no diagnóstico neonatal um exame que detecta a anemia falciforme, a qual é hereditária. (Cores artificiais. ) Studio Caparroz • Aminoácidos Dr. Stanley Flegler/Visual Unlimited/Getty Images PROTEÍNAS Esquema dos quatro níveis de complexidade estrutural das proteínas usando como exemplo a hemoglobina: estruturas primária, secundária, terciária e quaternária. Cada molécula de hemoglobina é formada por quatro cadeias polipeptídicas, cada uma associada a um grupo heme, que contém ferro. O oxigênio do sangue liga-se ao heme. Assim, cada molécula de hemoglobina é capaz de transportar, de uma só vez, quatro moléculas de oxigênio. (Elementos representados em diferentes escalas; cores fantasia. ) BIOLOGIA| Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 8 – A QUÍMICA DA VIDA ENZIMAS Studio Caparroz • Energia de ativação • Substrato Ácidos Nucleicos • Nucleotídeos Studio Caparroz • DNA Esquema representando um nucleotídeo e seus constituintes e representação da “montagem” de uma fita de molécula de DNA. (Cores fantasia. ) Representação artística da ação enzimática tomando como exemplo a enzima sacarase, que catalisa a quebra por hidrólise da molécula de sacarose em duas partes: a glicose e a frutose. (Cores fantasia. ) A – A sacarose (substrato) encaixa-se em sítios ativos na enzima. B – Essa união induz ligeira mudança na forma da enzima, fazendo com que ela fique bem unida ao substrato. C – Aminoácidos do sítio ativo catalisam a quebra por hidrólise da ligação entre a glicose e a frutose. D – A enzima solta-se dos produtos e recupera a forma inicial, ficando pronta para reiniciar o ciclo. BIOLOGIA| Volume 1 – 3º Bimestre Quadro comparativo dos componentes do DNA e do RNA.

CAPÍTULO 9 – CITOLOGIA E ENVOLTÓRIOS CELULARES MEDIDAS USADAS NO ESTUDO DAS CÉLULAS Conceitograf • Sistema Nacional de unidades (SI) Professor(a), antes de os estudantes começarem o estudo deste item (Medidas usadas no estudo das células), trabalhe com eles a sugestão de atividade extra “Unidades de medida”, descrita nas Orientações didáticas. Esquema mostrando os limites de resolução do olho humano, do microscópio de luz e do microscópio eletrônico, assim como as dimensões de alguns organismos e estruturas. (Elementos representados em diferentes escalas; cores fantasia. ) BIOLOGIA| Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 9 – CITOLOGIA E ENVOLTÓRIOS CELULARES Jurandir Ribeiro • Membrana Plasmática • Modelo de mosaico fluido • Permeabilidade seletiva Professor(a), antes de iniciar o estudo sobre os envoltórios celulares, sugerimos que você trabalhe a sugestão de atividade “Envoltórios celulares e transporte através da membrana plasmática”, descrita nas Orientações didáticas. Modelo do mosaico fluido da estrutura da membrana plasmática representada em corte. (Elementos representados em diferentes escalas; cores fantasia. ) BIOLOGIA| Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 9 – CITOLOGIA E ENVOLTÓRIOS CELULARES PROCESSOS DE TROCA ENTRE A CÉLULA E O MEIO EXTERNO Studio Caparroz • Processos passivos • Processos ativos • Processos mediados por vesículas • Endocitose • Exocitose Esquema resumindo os principais mecanismos de passagem de partículas do soluto (moléculas ou íons) através da membrana plasmática: difusão simples, difusão facilitada e transporte ativo. (Elementos representados em diferentes escalas; cores fantasia. ) BIOLOGIA| Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 9 – CITOLOGIA E ENVOLTÓRIOS CELULARES PROCESSOS DE TROCA ENTRE A CÉLULA E O MEIO EXTERNO Walter Caldeira Osmose Difusão facilitada Bomba de sódio e potássio – Processo Ativos Walter Caldeira • • Esquema da difusão facilitada da glicose (G) em células do fígado: as proteínas transportadoras alteram suas conformações movendo o soluto (glicose) através da membrana, de acordo com o gradiente de concentração. A membrana está representada em corte. (Elementos representados em diferentes escalas; cores fantasia. ) BIOLOGIA| Volume 1 – 3º Bimestre Studio Caparroz Esquema de aquaporina em membrana plasmática, representada em corte. (Elementos representados em diferentes escalas; cores fantasia. ) Esquema representando a bomba de sódio e potássio. (Estruturas representadas em corte; elementos em diferentes escalas; cores fantasia. )