Lista de exercícios - Biologia Final

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PUC Minas - Instituto Politécnico (IPUC) 
Curso Master em Engenharia Sanitária e Ambiental 
Lista de exercícios 
 
Biologia Aplicada ao Saneamento e Meio Ambiente 
Professora Raquel Sampaio Jacob 
 
ALUNOS: Janaina F. O. Ribeiro, Jane A. Mapa Nogueira, Luisa Prates Dias e Kassia R. Felix Faria. 
 
 
1. Esclareça, em detalhes, a relação entre biologia, meio ambiente e saneamento. 
O saneamento básico é fundamental na prevenção de doenças. Além disso, a conservação da 
limpeza dos ambientes, evitando resíduos sólidos em locais inadequados, por exemplo, 
também evita a proliferação de vetores de doenças como ratos e insetos que são 
responsáveis pela disseminação de algumas moléstias. Quando nos preocupamos com a 
qualidade da água que é distribuída, com o tratamento correto do esgoto e o manejo 
adequado do lixo e das águas pluviais, estamos evitando a proliferação de diversas doenças, 
garantindo, assim, uma melhor qualidade de vida. Além de garantir uma melhoria na 
condição de vida da população, o saneamento básico de qualidade ajuda indiretamente o 
meio ambiente. Ao dar um destino adequado ao esgoto e aos resíduos sólidos, evitamos a 
poluição de rios e lagos, por exemplo. Sendo assim esses três pilares se complementam e se 
fazem fundamentais para a existência dos ser humano. 
 
2. Quais são os níveis de organização estudados pela biologia? Discorra a 
respeito deles. 
 
Átomo: são as unidades básicas da matéria. Um átomo é formado pelo núcleo, que é 
constituído pelos prótons e nêutrons, e pela eletrosfera, região na qual os elétrons estão 
localizados. 
Molécula: estrutura química formada por dois ou mais átomos. Ela pode ser formada por 
átomos iguais ou elementos diferentes. 
Organela: estrutura presente nas células que atua como pequenos órgãos. Mitocôndria, 
cloroplasto, retículo endoplasmático e complexo golgiense são exemplos de organelas. 
Célula: unidades funcionais e estruturais dos seres vivos. Com exceção dos vírus, todos os 
organismos vivos apresentam células em sua composição. Elas podem ser divididas em dois 
grupos básicos: eucariontes e procariontes. As células procariontes não apresentam núcleo 
definido, estando o material genético disperso no citoplasma. As células eucariontes, por 
sua vez, apresentam núcleo definido, além disso, possuem organelas membranosas em seu 
citoplasma. 
Tecido: conjunto de células que desempenha uma função específica. Diante dessa definição, 
fica claro que apenas organismos multicelulares podem apresentar tecidos. Nos seres 
humanos, os quatro tipos de tecidos básicos encontrados são: epitelial, conjuntivo, nervoso 
e muscular. Vale destacar que, diferentemente do que alguns pensam, plantas também 
possuem tecidos, como: epiderme, parênquima, colênquima, esclerênquima, xilema e 
floema. 
Órgão: formação composta pelo conjunto de dois ou mais tecidos. Coração, baço, fígado e 
pâncreas são exemplos de órgãos encontrados no nosso corpo. Folhas, caules e raízes são 
exemplos de órgãos presentes nas plantas. 
Sistema: conjunto de órgãos que interagem e desempenham uma determinada função. 
Exemplos: sistema cardiovascular, sistema digestório, sistema urinário e sistema endócrino. 
Organismo: forma individual de um ser vivo. Um ser humano é um organismo. 
População: conjunto de organismos da mesma espécie que vive em uma determinada 
região e em um determinado período. Um conjunto de girafas, vivendo em uma área da 
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrons.htm
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savana africana, representa uma população. 
Comunidade: diz respeito ao conjunto de várias populações que vivem em uma determina 
área e período. Populações de girafas, leões e zebras, vivendo em uma região da savana 
africana, formam uma comunidade. 
Ecossistema: conjunto de todos os seres vivos encontrados em uma região, junto a todos 
os componentes abióticos com os quais eles interagem. Por componentes abióticos 
entendemos os elementos sem vida de um ambiente, como água, solo, atmosfera e 
luminosidade. 
Biosfera: conjunto de todos os ecossistemas encontrados no nosso planeta. 
 
3. Esquematize, esclarecendo as funções dos diversos componentes, as células 
procariota, eucariota vegetal e eucariota animal. 
 
Células procarióticas: As células procarióticas são células encontradas em organismos 
pertencentes ao Domínio Bacteria e Domínio Archaea, como bactérias e cianobactérias. A 
principal característica dessas células é a ausência de um núcleo definido, ou seja, não há a 
presença de uma membrana nuclear envolvendo o material genético dessa célula, estando 
esse material disperso no citosol. O local onde o DNA das células procarióticas é encontrado 
é chamado de nucleoide. O DNA das células procarióticas está organizado 
em cromossomos circulares, os quais estão associados com poucas proteínas se 
comparados com os cromossomos eucarióticos. Geralmente, os procarióticos apresentam 
um cromossomo único circular e moléculas circulares menores, denominadas 
de plasmídeos, que contém apenas poucos genes. Além da ausência de núcleo celular, as 
células procarióticas não possuem organelas envoltas por membrana, o que significa que 
essas células carecem, por exemplo, de mitocôndrias, retículo endoplasmático e complexo 
golgiense. Os ribossomos estão presentes nessas células, entretanto, essas estruturas, 
relacionadas com a síntese de proteínas, são menores que aquelas presentes nas células 
eucarióticas. No que diz respeito ao citoesqueleto, observa-se a presença, nas células 
bacterianas, de fibras que formam uma estrutura semelhante ao citoesqueleto eucariótico. 
Células eucarióticas: As células eucarióticas são células encontradas nos seres vivos 
do Domínio Eukarya, como protozoários, animais e plantas. Essas células destacam-se 
pela presença de um núcleo verdadeiro, ou seja, a região onde o material genético encontra-
se é delimitado por membrana, a membrana nuclear ou carioteca. Os cromossomos 
eucarióticos são formados por cromatina, que é constituída por DNA, histonas (proteína) e 
outras proteínas. Diferentemente das células procarióticas, que apresentam cromossomos 
circulares, os cromossomos eucarióticos são lineares. 
Nas células eucarióticas observa-se uma grande variedade de organelas 
membranosas, sendo possível verificar a presença de estruturas, como complexo golgiense, 
mitocôndrias, cloroplastos (célula vegetal) e outras estruturas ausentes em células 
procarióticas. Os ribossomos, assim como nas células bacterianas, aparecem nas células 
eucarióticas, entretanto, esses são maiores e apresentam diferenças em sua composição. De 
uma maneira geral, podemos perceber que as células eucarióticas apresentam 
estrutura mais complexa do que as células procarióticas. Além disso, não podemos nos 
esquecer de que as células eucarióticas são maiores do que as células procarióticas. 
https://brasilescola.uol.com.br/biologia/populacao-comunidade.htm
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/biologia/o-que-e-ecossistema.htm
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/geografia/o-que-e-atmosfera.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/tres-dominios.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/dna.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/cromossomos.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/proteinas.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/mitocondrias.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/reticulo-endoplasmatico.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/complexo-golgi-1.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/complexo-golgi-1.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/ribossomo.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/o-citoesqueleto.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/tres-dominios.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/cloroplasto.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/celula-vegetal.htm
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Sabemos que as células animais e vegetais apresentam em comum o fato de ambas serem células 
do tipo eucarionte. Isso significa que essas células apresentam o material genético envolvido por 
um envoltório nuclear, ou seja, são células que apresentam um núcleo definido. Além disso, essas 
células apresentam organelas membranosas em seu citoplasma, como retículo endoplasmático, 
complexo golgiense, mitocôndria e peroxissomos. 
A célula vegetal apresenta uma série de particularidades, sendo relativamente simples 
diferenciá-las da célula animal. Nesse tipo de célula, podemos destacar a presença de quatro 
estruturas básicas: Parede celular celulósica, Plastos ou plastídios, Vacúolos de suco celular 
ou vacúolo central e Glioxissomos. Já nas celulas animais podemos encontrar lisossomos, os 
quais não são encontrados em células vegetais. 
 
 
4. Com relação às funções da membrana plasmática, aponte quais são e 
esclareça a relação delas com o saneamento. 
 
A membrana plasmática, membrana celular ou plasmalema é um envoltório fino, poroso e 
microscópico que reveste as células dos seres procariontes e eucariontes. É uma estrutura 
semipermeável, responsável pelo transporte e seleção de substâncias que entram e saem 
da célula. 
As funções da membrana plasmática são: 
 Permeabilidade Seletiva, controle da entrada e saída de substâncias da célula; 
 Proteção das estruturas celulares; 
 Delimitação do conteúdo intracelular e extracelular, garantindo a integridade da 
célula; 
 Transporte de substâncias essenciais ao metabolismo celular; 
 Reconhecimento de substâncias, graças a presença de receptores específicos na 
membrana. 
https://brasilescola.uol.com.br/biologia/nucleo-das-celulas.htm
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A partir do conhecimento sobre membranas plasmáticas foi possível desenvolver 
tecnologias para tratamento de água e efluente, as quais possuem características similares, 
com a utilização de membranas semipermeáveis. 
A osmose é um fenômeno natural físico-químico. Quando duas soluções, com diferentes 
concentrações, são colocadas em um mesmo recipiente separado por uma membrana 
semi-permeável, onde ocorre naturalmente a passagem do solvente da solução mais 
diluída para a solução mais concentrada, até que se encontre o equilíbrio. Neste ponto a 
coluna de solução mais concentrada estará acima da coluna da solução mais diluída. A esta 
diferença entre colunas de solução se denomina Pressão Osmótica. A Osmose Inversa é 
obtida através da aplicação mecânica de uma pressão superior à Pressão Osmótica do lado 
da solução mais concentrada. 
 
5. Diferencie energia cinética, térmica e potencial ou química. 
 
Energia Cinética: é a forma de energia que um corpo qualquer possui em razão de seu 
movimento, em outras palavras, é a forma de energia associada à velocidade de um corpo. 
Quando aplicamos uma força resultante não nula sobre algum corpo, estamos realizando 
trabalho sobre ele, desse modo, ele adquire energia cinética na medida em que sua 
velocidade aumenta. 
Energia Térmica: é o resultado da soma da energia cinética e potencial de todas as 
partículas constituintes de um corpo. A energia térmica depende diretamente da 
temperatura absoluta do corpo, medida em kelvin (K), e também depende da quantidade 
de graus de liberdade do sistema, isto é: o número de direções nas quais as moléculas 
podem mover-se, vibrar, oscilar ou até mesmo rotacionar. 
Energia Potencial: é a energia que o corpo possui devido a atração gravitacional da Terra. 
Desta forma, a energia potencial gravitacional depende da posição do corpo em relação a 
um nível de referência. Quando está relacionada aos trabalhos da força peso, a energia 
armazenada nos corpos é chamada Energia Potencial Gravitacional e quando está associada 
a uma força elástica é Energia Potencial Elástica. 
Energia química: é o potencial de um produto químico sofrer transformação através de 
uma reação química ou se transformar em outros produtos químicos. Formar ou quebrar 
ligações químicas envolve energia. Essa energia pode ser absorvida ou evoluída de um 
sistema químico. A energia que pode ser liberada (ou absorvida) por uma reação entre um 
conjunto de produtos químicos é igual à diferença entre a quantidade de energia nos 
produtos e nos reagentes. Essa mudança de energia é chamada de energia interna de uma 
reação química. 
 
6. Diferencie processos exergônicos de endergônicos, explicando de que forma 
eles regem reações que ocorrem em um sistema. 
 
Reações exergônicas (catabolismo) → liberam energia para o trabalho celular a partir do 
potencial de degradação dos nutrientes orgânicos. 
Reações endergônicas (anabolismo) → que absorvem energia aplicada ao funcionamento 
da célula, produzindo novos componentes. 
O anabolismo e catabolismo são dois tipos de reação bioquímica que fazem parte do 
metabolismo humano. O anabolismo refere-se ao processo que constrói moléculas 
complexas a partir de moléculas simples, consumindo energia para isso. Já o catabolismo é 
o conjunto de reações envolvidas na degradação ou quebra de moléculas complexas em 
moléculas menores. Esse processo geralmente fornece energia para o organismo. 
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Ou seja, o anabolismo é um processo construtivo, enquanto o catabolismo é um processo 
destrutivo. 
 
7. Esquematize e explique respiração celular, respiração anaeróbia ou 
fermentação e a fotossíntese. 
 
Respiração Celular: é o processo bioquímico que ocorre na célula para obtenção de 
energia, essencial para as funções vitais. Acontecem reações de quebra das ligações entre as 
moléculas liberando energia. Pode ser realizado de duas formas: a respiração aeróbica (na 
presença do gás oxigênio do ambiente) e a respiração anaeróbica (sem o oxigênio). 
Respiração aeróbica: A maioria dos seres vivos utiliza esse processo para obter energia 
para suas atividades. Através da respiração aeróbica é quebrada a molécula de glicose, 
produzida na fotossíntese pelos organismos produtores e obtida através da alimentação 
pelos consumidores. Ocorrem diversas reações das quais participam várias enzimas e 
coenzimas que realizam sucessivas oxidações na molécula da glicose até o resultado final, 
em que é produzido gás carbônico, água e moléculas de ATP que carregam a energia. 
Respiração anaeróbia ou fermentação: se trata da obtenção de energia a partir de 
reações químicas sem o envolvimento do oxigênio, como ocorre na fermentação e na 
glicólise. A energia, que é o produto final dessas reações, é proveniente da molécula de ATP, 
adenosina trifosfato. O ATP é uma molécula “relativamente” simples composta pela base 
nitrogenada adenina, açúcar e três fosfatos. A energia que tanto se fala é oriunda, 
justamente, das duas ligações que unem os fosfatos. Elas são ligações de alta energia que, 
quando necessário para alguma função ou reação do corpo, são quebradas liberando 
energia suficiente para esses eventos. 
Fotossíntese: é um processo pelo qual ocorre a conversão da energia solar em energia 
química para realização da síntese de compostos orgânicos. A fotossíntese é a principal 
responsável pela entrada de energia na biosfera e é realizada por organismos denominados 
fotossintetizantes, como plantas e algas. 
 
8. A taxonomia é a ciência que estabelece critérios para classificar todos 
organismos de acordo com suas características. A esse respeito, esclareça os 
critérios de classificação e sua importância. 
 
É muito importante para a ciência que todos os seres vivos sejam identificados, ou não 
seria possível estudá-los. A ciência agrupa os seres vivos conforme as características que 
eles apresentam em comum. A classificação básica dos seres vivos é, em ordem 
decrescente: reino, filo, classe, ordem, família, gênero, e espécie. Em muitos casos, há tantas 
especializações que esta classificaçãonão é suficiente. Por isso foram criadas algumas 
subdivisões dentro de ordem, classe, e espécie. No caso do grupo "classe", encontra-se a 
superclasse (que fica um grau acima da classe) e a infraclasse (que fica um grau abaixo da 
classe). Da mesma maneira ocorre com o grupo da ordem: existe a superordem e a 
infraordem. No grupo de espécies, encontra-se a subespécie. 
 
9. O que é evolução convergente? Por que ocorre? 
 
Evolução convergente é o nome dado ao fenômeno evolutivo por meio do qual uma 
característica semelhante surge independentemente em duas espécies não relacionadas, ou 
seja, que não possuem um ancestral comum direto de quem poderiam herdar tal 
característica. Este processo é muito comum e pode ser explicado por meio da seleção 
natural, já que pressões seletivas semelhantes tendem a favorecer adaptações similares. 
https://www.infoescola.com/biologia/ancestral-comum/
https://www.infoescola.com/evolucao/selecao-natural/
https://www.infoescola.com/evolucao/selecao-natural/
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10. Diferencie os três domínios apontados pela sistemática: eukarya, archaea, 
bacteria. 
 
Domínio Archaea: Nesse grupo, encontramos os procariontes que vivem em 
ambientes extremos, motivo pelo qual são chamados de extremófilos. Esses 
organismos são encontrados em locais com temperatura muito elevada ou, ainda, locais 
ricos em metano ou enxofre. Entretanto, vale salientar que existem Archaea em 
ambientes não extremos. Ainda nesse grupo, são encontrados apenas organismos 
unicelulares, com nutrição autotrófica ou heterotrófica. 
Domínio Bacteria: existe, nesse grupo, uma grande quantidade de organismos 
procariontes, os quais incluem as bactérias causadoras de doença em humanos e 
aquelas encontradas no ambiente em geral, como água e solo. Nesse grupo, 
encontramos apenas organismos unicelulares e que possuem nutrição autotrófica ou 
heterotrófica. 
Domínio Eukarya: Nesse domínio, encontramos todos os seres eucariontes, ou seja, os 
organismos que apresentam núcleo celular verdadeiro. Todos os protozoários, algas, 
fungos, plantas e animais estão incluídos nesse grupo. Encontramos nesse domínio, 
portanto, organismos uni ou pluricelulares, e com nutrição autotrófica ou heterotrófica. 
 
11. Diz-se que os micro-organismos são os reis da adaptabilidade. Esclareça o 
por que dessa afirmação e explique quais as estratégias utilizadas para alcançar 
tamanha capacidade deadaptação. 
 
 Devido ao curto tempo de geração que os microrganismos têm a capacidade de se 
adaptarem muito rapidamente a um ambiente, incluindo aqueles com condições extremas, 
como as baixas temperaturas encontradas na Antártica. O tempo de geração (procriação) 
muito mais rápido do que qualquer planta ou animal. Alguns microrganismos dobram sua 
população em menos de uma hora, enquanto que animais e plantas necessitam de muitos 
meses ou anos para fazerem isso. Esta adaptação é consequência direta da evolução de seus 
genes. 
 
12. Detalhe e explique os fatores físicos e químicos relacionados ao 
crescimentomicrobiano. 
 
Os fatores físicos são: pH, temperatura, pressão osmótica. Enquanto os fatores químicos 
são: carbono, nitrogênio, fósforo, enxofre e oxigênio. Esses fatores são importantes 
porque a depender dos valores encontrados em cada ambiente, determina a 
predominância do microorganismo que será encontrado naquele local, capacidade de 
seleção. Como por exemplo: bactérias possuem como ótimo pH entre 6,5 e 7,5, enquanto 
fungos crescem melhor em pH 5 e 6. Ainda, existem os organismos acidófilos.Já a 
temperatura serão encontrados diferentes tipos de micrrorganismos como: Psicrófilos: 
-10°C a 20°C - Psicotroficos: 0°C a 30°C - Mesófilos: 10 a 50°C - Termófilos: 40 a 
70°CHipertermófilos: 78°C a 110°C. 
 
13. Determinado organismo decompositor aneróbio de esgotos possui tempo de 
geração de 25 minutos. Faça uma tabela e um gráfico demonstrando o crescimento 
de um micro-organismo da 1º até a 15ºgeração. 
 
 
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Geração Tempo Nº de Bactérias Log 10 do nº de Células 
0 00:25:00 1 0 
1 00:50:00 2 0,301029996 
2 01:15:00 4 0,602059991 
3 01:40:00 8 0,903089987 
4 02:05:00 16 1,204119983 
5 02:30:00 32 1,505149978 
6 02:55:00 64 1,806179974 
7 03:20:00 128 2,10720997 
8 03:45:00 256 2,408239965 
9 04:10:00 512 2,709269961 
10 04:35:00 1024 3,010299957 
11 05:00:00 2048 3,311329952 
12 05:25:00 4096 3,612359948 
13 05:50:00 8192 3,913389944 
14 06:15:00 16384 4,214419939 
15 06:40:00 32768 4,515449935 
 
 
 
 
14. Determinado organismo decompositor aneróbio de esgotos possui tempo de 
geração de 25 minutos. Estabeleceu-se um cultivo dessa espécie às 10hs do dia 10 
de novembro de 2016 a partir de uma única célula. Algum tempo depois, são 
encontrados 33.554.432 organismos nesse mesmo cultivo. Esclareça em que dia e 
hora essa medição foi realizada e em que geração o cultivo seentrava. 
 
Geração Tempo Nº de bactérias 
25 10/11/16 20:25 33554432 
 
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
N
º 
d
e 
cé
lu
la
s
Lo
g 
1
0
 d
o
 n
º 
d
e 
cé
lu
la
s
Nº de Geração
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15. Qual o objetivo de utilizar-se a função logarítmica na representação do 
crescimento e decaimento microbiano? 
 
Tendo em vista o grande número das populações bacterianas, é necessário a mudança 
gráfica da representação aritmética para a logarítmica. Porque a curva de 
representação aritmética não se ergue de maneira perceptível tal como é o 
crescimento e o decaimento microbiano. 
 
16. Discorra a respeito de fatores que provoquem o decaimento microbiano. 
Procure fazer essa discussão aplicada ao saneamento e meioambiente. 
 
Os fatores que levam ao decaimento microbriano podem ser os mesmo que levam ao 
crescimento e isso ocorre porque cada tipo de microrganismo reage de uma forma a esses 
fatores, que pode lhes favorecer ou desfavorecer. Esses fatores podem ser físicos, sendo eles, 
temperatura, pH e pressão osmótica e fatores químicos, que podem ser fontes de carbono, 
nitrogenio, fósforo, enxofre e oxigenio e fatores orgânicos de crescimento. Em diferentes 
etapas de processos relacionados ao saneamento, ocorre o decaimento microbriano, seja 
através da autodepuração, desinfecção da água, tratamento de efluentes, entre outros. 
 
17. Faça um esquema e explique as curvas de sobrevivência do tipo I, II eIII. 
 
As curvas de sobrevivencia trabalham com o risco de morte dos seres vivos. Na curva tipo I 
o risco de morte da especie aumenta com o tempo de vida e se aplicam nas especies do tipo 
K. Na curva tipo II a tendencia de sobrevivencia é homogenea ao longo da vida. Na curva 
tipo III o risco de morte é maior no inicio da vida e se aplicam nas especies do tipo R. 
 
18. Diferencia espécies R e Kestrategistas. 
 
As especies R estrategistas se reproduzem massivamente, sem cuidado parental. Já as 
especies K estrategistas não se reproduzem massivamente e tem maior cuidado parental. 
 
19. Diferencie condições derecursos. 
 
As condições sao caracteristicas física e químicas do ambiente, tais como a sua temperatura, 
umindade e, em ambientes aquaticos, o Ph. Ao contrario, os recursos são consumiveis por 
organismos no curso do seu crescimento e reprodução. 
 
20. De que forma condições podem funcionar comoestímulo? 
 
Determinadas condições podem afetar um organismo de um individuo e consequente toda 
a cadeia alimetar, levando os organismos à adaptação das condições do meio atraves destes 
estimulos. 
 
21. Exponha e explique a classificação proposta para os organismos baseada nos 
recursos que esses consomem. 
As classificalçoes dos organismos de acordo com os recursos que eles consomem se tratamde: 
• Decompositores, que se alimentam de vegetais e animais mortos. 
• Parasitos, que se alimentam de um ou muito poucos vegetais ou animais hospedeiros 
vivos, mas geralmente não matam seus hospedeiros, ao menos não imediatamente. 
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• Predadores, que, durante a sua vida, comem muitas presas, tipicamente matando-as. 
• Pastejadores, que, durante a sua vida, consomem partes de muitas presas, mas 
geralmente não as matam, ao menos não imediatamente. 
 
22. Faça um texto crítico em que você aborde os temas sustentabilidade, 
conservação e degradação de habitats no âmbito da ecologia. 
 
O conceito de sustentabilidade esta relacionado à maneira como se deve agir em relação à 
natureza no tocante de atos de conservação. Esses dois temas estão fortemente ligados e 
merecem uma atenção urgente da huminadade para evitar o aumento cada vez mais 
significativo da degradação de habitats. 
 
 
23. À luz da biologia aplicada ao meio ambiente, discuta a participação e 
aplicação dos micro-organismos no solo, água, ar e principais ciclos 
biogeoquímicos. 
 
A participação e aplicação dos micro-organismos no solo está presente em grande proporção, 
em 1 grama de solo possui cerca de 1 bilhão de bactérias, sendo esses os organismos mais 
abundantes e se enfileirados, as hifas de fungo presentes nele totalizariam 1 km de 
extensão. Na água, essa participação se da principalmente pelas algas, através da produção 
de oxigenio e participação ativa na eutrofização, em aguas marinhas tambem se é possivel 
observar uma enorme quantidade de fitoplânctons marinhos, que constituem a base da 
cadeia alimentar, alem de cianobactérias captam nitrogênio, garantindo a vida no fundo do 
oceano e bactérias luminescentes que trazem luz ao fundo do oceano. No ar a flora 
microbiana transitória e variável, usa atmosfera como meio de transporte e não de 
sobrevivência, os fungos, bactérias, vírus, pólen e mesmo algas tambem estão presentes 
nele e se trata de importante via de transmissão de doenças. 
Se tratando de ciclos bioquímicos, entre os princepais estão o ciclo carbono, o ciclo do 
nitrogênio e o ciclo do carbono. 
 
24. Quais são as principais soluções para tratamento de resíduos sólidos com 
contaminação biológica? Discuta- as e explique-as, deixando claras as vantagens e 
desvantagens de cada método. 
 
- Incineração: A incineração é um processo de queima, na presença de excesso de oxigênio. 
Dessa forma os materiais à base de carbono são decompostos, desprendendo calor e gerando 
um resíduo de cinzas. Assim, o excesso de oxigênio empregado na incineração é de 10 a 25% 
acima das necessidades de queima dos resíduos. 
As vantagens da incineração do lixo são: A incineração do lixo pode reduzir em até 90% a 
quantidade de resíduos em um lixão ou aterro sanitário. Assim, esses locais ganham em área 
operacional; este processo evita que grande parte dos resíduos seja descartada 
intencionalmente ou acidentalmente em áreas verdes, galerias pluviais e em mananciais; ao 
incinerar o lixo, todas as substâncias consideradas de risco (como lixo hospitalar) são 
eliminadas. Assim, o risco de contaminação é reduzido consideravelmente; por meio da 
incineração do lixo, é possível obter energia calorífica que, por sua vez, pode ser convertida em 
energia elétrica. 
As desvantagens da incineração do lixo são: Para que a incineração seja feita com segurança e 
eficiência, é preciso investir tempo e recursos no treinamento de profissionais; o processo de 
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incineração libera gases e substâncias tóxicas que podem causar poluição atmosférica e gerar 
graves impactos ambientais; para evitar que grandes quantidades de substâncias tóxicas sejam 
liberadas no meio ambiente, o lixo deve passar por tratamento específico antes da incineração 
— o que demanda maior investimento; os equipamentos utilizados na incineração do lixo 
sofrem muito desgaste devido aos produtos químicos utilizados e substâncias liberadas 
durante o trabalho. Por isso, é preciso contar com um planejamento de revisões preventivas e 
corretivas, o que exige um investimento considerável. 
- Pirólise: A pirólise é um processo de destruição térmica, como a incineração. Contudo, com a 
diferença de absorver calor e se processar na ausência de oxigênio. Nesse processo, os 
materiais à base de carbono são decompostos em combustíveis gasosos ou líquidos e carvão. 
Suas grandes vantagens são: garantia da eficiência de tratamento, quando em perfeitas 
condições de funcionamento; redução substancial do volume de resíduos a ser disposto (cerca 
de 95%). 
Suas principais desvantagens são: custo operacional e de manutenção elevado; manutenção 
difícil, exigindo trabalho constante de limpeza no sistema de alimentação de combustível 
auxiliar, exceto se for utilizado gás natural; elevado risco de contaminação do ar, com geração 
de dioxinas decorrentes da queima de materiais clorados existentes nos sacos de PVC e 
desinfetantes; risco de contaminação do ar pela emissão de materiais particulados; elevado 
custo de tratamento dos efluentes gasosos e líquidos. 
- Autoclave: consiste em um sistema de alimentação que conduz os resíduos até uma câmara 
estanque. No qual é feito vácuo e injetado vapor d’água (entre 105 e 150°C) sob determinadas 
condições de pressão. Os resíduos permanecem nesta câmara durante um determinado tempo 
até se tornarem estéreis. Ao fim do processo ocorre o descarte da água por um lado e dos 
resíduos pelo outro. 
Esse processo apresenta as seguintes vantagens: custo operacional relativamente baixo; não 
emite efluentes gasosos e o efluente líquido é estéril; manutenção relativamente fácil e barata. 
Em contrapartida, apresenta as seguintes desvantagens: não há garantia de que o vapor d’água 
atinja todos os pontos da massa de resíduos, salvo se houver uma adequada trituração prévia 
à fase de desinfecção; não reduz o volume dos resíduos, a não ser que haja trituração prévia; 
processo em batelada, não permitindo um serviço continuado de tratamento. 
- Microondas: Nesse processo os resíduos são triturados, umedecidos com vapor a 150ºC e 
colocados continuamente num forno de microondas. No qual há um dispositivo para revolver 
e transportar a massa, assegurando assim que todo o material receba uniformemente a 
radiação de microondas. 
As vantagens desse processo são: ausência de emissão de efluentes de qualquer natureza; 
processo contínuo. 
As principais desvantagens são: custo operacional relativamente alto; redução do volume de 
resíduos a ser aterrado obtida somente na trituração. 
- Radiação Ionizante: Nesse processo os resíduos são expostos à ação de raios gama gerados 
por uma fonte enriquecida de cobalto 60 que torna inativo os microorganismos. 
Esse processo apresenta as seguintes desvantagens em relação aos processos anteriores: 
eficiência de tratamento questionável, uma vez que há possibilidades de nem toda a massa de 
resíduos ficar exposta aos raios eletromagnéticos; necessidade de se dispor adequadamente a 
fonte exaurida de cobalto 60 (radioativa). 
Suas vantagens referem-se à ausência de emissão de efluentes de qualquer natureza pelo fato 
de ser um processo contínuo. 
Desativação Eletrotérmica: Este processo consiste numa dupla trituração prévia ao 
tratamento, seguida pela exposição da massa triturada a um campo elétrico de alta potência. 
Sendo gerado por ondas eletromagnéticas de baixa freqüência, atingindo uma temperatura 
final entre 95 e 98°C. Embora nesse processo não haja a emissão de efluentes líquidos e nem 
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gasosos. Porém a redução de volume só é obtida pelo sistema de trituração. As vantagens e 
desvantagens deste processo são as mesmas do processo de microondas. Com os agravantespela dificuldade de manutenção do equipamento e a ausência de redução do volume. A não ser 
que se instale um sistema de trituração posterior ao tratamento. 
- Tratamento Químico de resíduos: Neste processo os resíduos são triturados e mergulhados 
numa solução desinfetante de hipoclorito de sódio, dióxido de cloro ou gás formaldeído. Dessa 
maneira a massa de resíduos permanece nesta solução por alguns minutos e o tratamento 
ocorre por contato direto. No fim do processo os resíduos passam por um sistema de secagem 
gerando um efluente líquido. Então por apresentar propriedades nocivas ao meio ambiente o 
mesmo necessita ser neutralizado. Já as vantagens deste processo são a economia operacional 
e de manutenção, assim como a eficiência do tratamento dos resíduos. Em contrapartida as 
desvantagens são a necessidade de neutralizar os efluentes líquidos e a não-redução do volume 
do lixo. 
 
25. Quais são os tipos e como funciona o processo de biorremediação? 
 
A biorremediação é definida como sendo o uso de processos biológicos para degradar, 
transformar e/ou remover contaminantes de uma matriz ambiental, como água ou solo. A 
biorremediação é um processo que ocorre naturalmente pela ação de bactérias, fungos e 
plantas, onde os processos metabólicos destes organismos são capazes de utilizar estes 
contaminantes como fonte de carbono e energia. 
Há basicamente dois tipos de biorremediação do: 
- Biorremediação In-situ: tratamento do material contaminado no próprio local. Ou seja, não 
é necessário transportar o material. Tem como vantagem o baixo custo e a possibilidade de 
tratamento de grandes áreas. No entanto, o tratamento é mais lento. 
- Biorremediação Ex-situ: tratamento do material contaminado num local diferente de sua 
origem. Nesse caso, ela é utilizada quando há risco de propagar rapidamente a 
contaminação. 
26. Como funciona o processo de degradação de resíduos sólidos nos aterros 
sanitários? Qual a participação dos micro-organismos e quais os subprodutos de 
degradação? 
 
Aterro sanitário é o local onde é destinado os resíduos sólidos gerados pelos moradores das 
cidades. Este espaço é composto por resíduos domésticos, comerciais, industriais, de 
construção e também com origem nos resíduos gerados no esgoto. A degradação em aterros 
sanitários se inicia imediatamente após a deposição dos resíduos, através da ação química 
e bacteriológica. Inicialmente sob condições aeróbias que se estabelecem devido à presença 
de oxigênio. Posteriormente os detritos são recobertos, o que impede ou minimiza 
significativamente o fluxo de ar, estabelecendo-se assim as reações bioquímicas 
dominantes, denominada anaeróbia. Os microrganismos envolvidos no processo são 
predominantemente heterótrofos, os quais utilizam substratos orgânicos para suas 
necessidades energéticas. O processo de decomposição dos resíduos sólidos urbanos ocorre 
em duas fases: fase aeróbia e fase anaeróbia. Na fase aeróbia, os microrganismos se 
desenvolvem em presença de oxigênio molecular. Portanto esta fase é de curta duração, 
ocorrendo logo após a cobertura dos resíduos, aproximadamente um mês, quando ainda há 
presença de oxigênio no interior da massa de lixo. Os subprodutos gerados são 
principalmente gás carbônico e água, e também sais minerais. Na fase anaeróbia, os 
microrganismos se desenvolvem na ausência de oxigênio, podendo, entretanto, ser tolerado 
(anaeróbios facultativos) ou não (anaeróbios estritos). É a fase mais longa do processo de 
decomposição e se inicia a partir da exaustão de oxigênio no meio. Este processo possui 
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como característica a geração de subprodutos em estágios intermediários de degradação, 
como a amônia, ácidos orgânicos, e gases, como o gás metano e gás sulfídrico que conferem 
toxicidade. Os principais microrganismos são as bactérias fermentativas, as acetogênicas e 
as metanogênicas. 
 
27. Descreva o processo de compostagem e suas aplicações. 
 
Compostagem é o processo biológico de valorização da matéria orgânica, seja ela de origem 
urbana, doméstica, industrial, agrícola ou florestal, e pode ser considerada como um tipo de 
reciclagem do lixo orgânico. Trata-se de um processo natural em que os micro-organismos, 
como fungos e bactérias, são responsáveis pela degradação de matéria orgânica, 
transformando-a em húmus, um material muito rico em nutrientes e fértil. A compostagem 
acontece em fases, sendo elas muito distintas umas das outras. 
1ª) Fase mesofílica - Nessa fase da compostagem, os fungos e as bactérias mesófilas (ativas 
a temperaturas próximas da temperatura ambiente), começam a se proliferar na matéria 
orgânica aglomerada na composteira, fazendo a decomposição do lixo orgânico. Primeiro 
são metabolizadas as moléculas mais simples. Nessa fase, as temperaturas são moderadas 
(cerca de 40°C) e dura em torno de 15 dias. 
2ª) Fase termofílica: É a fase mais longa da compostagem, podendo se estender por até dois 
meses, dependendo das características do material que está sendo compostado. Nessa fase, 
entram em cena os fungos e bactérias denominados de termófilos, que são capazes de 
sobreviver a temperaturas entre 65°C e 70°C, à influência da maior disponibilidade de 
oxigênio - promovida pelo revolvimento da pilha inicial. A degradação das moléculas mais 
complexas e a alta temperatura ajudam na eliminação de agentes patógenos. 
3ª) Fase da maturação: É a última fase do processo de compostagem, podendo durar até 
dois meses. Nessa fase da compostagem, há a diminuição da atividade microbiana, da 
temperatura (até se aproximar da temperatura ambiente) e da acidez. É um período de 
estabilização que produz um composto maturado. A maturidade do composto ocorre 
quando a decomposição microbiológica se completa e a matéria orgânica é transformada 
em húmus, livre de toxicidade, metais pesados e patógenos. 
 
28. Os coliformes são os organismos escolhidos para monitoramento da 
contaminação por patógenos em matrizes aquosas. Por que esse foi o grupo 
escolhido para esse fim? 
 
Foi escolhido pois estão presentes em grande número nas fezes humanas e de animais; estão 
presentes em efluentes residuais e ausentes em águas limpas; e devem ser exclusivamente 
de origem fecal, sendo detectáveis por métodos simples e são resistentes 
 
29. Explique qual a relação entre contaminação biológica e os processos de 
tratamento de água e esgoto. Ainda, esclareça quais operações estão mais 
relacionadas à descontaminação de águas e esgotos, detalhando o funcionamento 
de cada uma delas. 
 
De acordo com a contaminação biológica é possível analisar e escolher o melhor tipo de 
tratamento para aquele processo específico. Assim, A água oferecida à população é 
submetida a uma série de tratamentos apropriados que vão reduzir a concentração de 
poluentes até o ponto em que não apresentem riscos para a saúde. Cada etapa do tratamento 
representa um obstáculo à transmissão de infecções. Já o tratamento dos esgotos tem como 
objetivo, principalmente: remover o material sólido; reduzir a demanda bioquímica de 
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oxigênio; exterminar microorganismos patogênicos; reduzir as substâncias químicas 
indesejáveis. 
A primeira etapa do tratamento de água é a coagulação, quando a água bruta recebe, logo 
ao entrar na estação de tratamento, uma dosagem de um coagulante como por exemplo o 
sulfato de alumínio. Este elemento faz com que as partículas de sujeira iniciem um processo 
de união. Segue-se a floculação, quando, em tanques de concreto, continua o processo de 
aglutinação das impurezas, na água em movimento. As partículas se transformam em flocos 
de sujeira. A água entra em outros tanques, onde vai ocorrer a decantação. As impurezas, 
que se aglutinaram e formaram flocos, vão se separar da água pela ação da gravidade, indo 
para o fundo dos tanques ou ficandopresas em suas paredes. 
A próxima etapa é a filtração, quando a água passa por grandes filtros com camadas de 
seixos (pedra de rio) e de areia, com granulações diversas e carvão antracitoso (carvão 
mineral). Aí ficarão retidas as impurezas que passaram pelas fases anteriores. A água neste 
ponto já é potável, mas para maior proteção contra o risco de infecções de origem hídrica, é 
feito o processo de desinfecção. É a cloração, para eliminar germes nocivos à saúde e 
garantir a qualidade da água até a torneira do consumidor. Nesse processo pode ser usado 
o hipoclorito de sódio, cloro gasoso ou dióxido de cloro. O passo seguinte é a fluoretação, 
quando será adicionado fluossilicato de sódio ou ácido fluorssilícico em dosagens 
adequadas. A função disto é prevenir e reduzir a incidência de cárie dentária, especialmente 
nos consumidores de zero a 14 anos de idade, período de formação dos dentes. 
Para o tratamento de efluentes temos a seguinte divisão: 
- Tratamento preliminar: gradeamento, remoção de gorduras e remoção de areia. 
- Tratamento primário: tratamento preliminar, decantação, digestão do lodo e secagem do 
lodo. 
- Tratamento secundário: tratamento primário, tratamento biológico, decantação 
secundária e desinfecção. 
Segue a descrição das principais etapas do processo de tratamento de esgoto. 
- Gradeamento: A água residual que vem das residências deve conter cerca de 1% de sólidos 
e 99% de material líquido. Em razão disso, a primeira etapa do procedimento é a retenção 
de materiais mais grosseiros, como o lixo, em um filtro formado por grades. Essa primeira 
filtragem ajuda a deixar o líquido livre dos resíduos sólidos que foram descartados 
incorretamente na rede de esgoto. 
- Desarenação: Em seguida, o esgoto segue para a caixa de areia, onde é realizada a remoção 
de todos os detritos sólidos presentes nele e que possam ter escapado ao processo anterior, 
mediante sedimentação. A areia, os pedriscos, os cascalhos e outros elementos vão para o 
fundo do tanque e o líquido que permanece na superfície é encaminhado para a próxima 
etapa. 
- Tratamento biológico: Já sem sólidos visíveis, o esgoto é enviado para o tratamento 
biológico no tanque de aeração. Lá, ele é exposto à ação de seres microscópicos, que 
promovem reações bioquímicas e condensam em flocos de lodo a matéria orgânica que até 
então estava dissolvida no efluente. É o caso do rotífero, micrometazoários que se 
alimentam de bactérias e partículas minúsculas de sólidos, e também do tardígrado, 
considerado o animal mais resistente do mundo, cuja presença ajuda a sinalizar a qualidade 
da limpeza realizada no esgoto. 
- Decantação: Depois do tratamento biológico, o líquido é submetido a um processo de 
decantação. O lodo formado vai para o fundo do tanque, separando-se da parte líquida, que 
já está livre de impurezas. Essa matéria acaba se tornando um subproduto do chamado 
biosólido, que pode ser usado na agricultura. 
- Desinfecção: Adição de produto químico sanitizante ao efluente líquido ou 
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encaminhamento do mesmo a uma unidade com plantas macrófitas (aquáticas), removendo 
os vírus, bactérias e outros micro-organismos. 
 
30. Determinado rio de classe II (CONAMA 357/05) recebe o lançamento de 
esgotos proveniente de uma ETE. Em outro ponto, à jusante, uma indústria de 
laticínios deseja lançar também seusefluentes. 
Considere: 
a) a vazão do rio é de 200 m3/s e a concentração de coliformes de 540 org/100mL; 
b) a ETE lança no rio 3,2 m3/s de esgoto com concentração de 5200 org/mL de 
coliformes; 
c) a indústria de laticínio localiza-se à jusante, em um ponto em que o esgoto 
despejado pela ETE chega após 0,5 dias; 
d) essa indústria deseja lançar vazão correspondente à 0,7m³/s e 1200 org/100mL 
de coliformes; 
e) considere Kb como 1,0d-1. 
 
Responda: a indústria pode lançar seus efluentes no ponto desejado? 
 
QR= 200m³/s 
NR = 540 org/100 mL 
QE1 = 3,2 m³/s 
NE1 = 5200 org/100 mL 
QE2 = 0,7 m³/s 
NE2 = 1200 mg/100 mL 
 
𝑁0 = 
200𝑥540 + 3,2𝑥5200
200 + 3,2
= 613,38
𝑜𝑟𝑔
𝑚𝐿
 
 
𝑁𝑡 = 613,38𝑥𝑒
−1,05 = 372,03
𝑜𝑟𝑔
100
𝑚𝐿 
𝑡 = 0,5 𝑑 
 
𝑁02 = 
203,2𝑥372,03 + 0,7𝑥1200
203,2 + 0,7
= 374,89
𝑜𝑟𝑔
𝑚𝐿
 
 
A industrial pode lançar seus efluentes no ponto desejado, pois o valor obtido é menor do 
que o determinado no CONAMA para descarte de efluente em rio de classe II. 
 
31. Determinada ETE pretende instalar-se em um ponto do rio Galinhos 
enquadrado na classe I (CONAMA 357/05). Essa ETE recebe vazão de esgoto 
equivalente à 7m3/s e com concentração de coliformes de 4.000.000 org/100 mL. 
Já o rio, possui vazão de 320 m3/s e concentração de 165 org/100mL de 
coliformes. Informe qual a eficiência requerida para que essa ETE opere em 
conformidade com a legislação. 
 
QE = 7 m³/s 
NE = 4000000 org/100 mL 
QR= 320 m³/s 
NR = 165 org/100 mL 
 
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𝑁𝑒𝑝 = 
200𝑥(320 + 7) − 320𝑥165
7
= 1800
𝑜𝑟𝑔
𝑚𝐿
 
 
𝐸 = 
𝑁𝐸 − 𝑁𝐸𝑃
𝑁𝐸
= 
4000000 − 1800
4000000
= 0,99 𝑜𝑢 99%