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F R E N T E 1 53 34 Fuvest (Adapt.) Suponha três espécies de organismos, 1, 2 e 3, que têm exatamente o mesmo número de cromossomos. A espécie 1 tem reprodução sexuada e na meiose ocorre permutação entre os cromossomos homólogos. A espécie 2 tem reprodução sexuada, porém, na meiose, não ocorre permutação entre os cromossomos homólogos. A espécie 3 se reproduz assexuadamente por meio de esporos. Com base na constituição genética das células reprodu- tivas, explique se a armativa abaixo está correta ou não. O número de tipos de células reprodutivas, produzido pelos indivíduos das espécies 1 e 2, deve ser igual. 35 Unesp Criadores e sitiantes sabem que a mula (exem- plar fêmea) e o burro (exemplar macho) são híbridos estéreis que apresentam grande força e resistência. São o produto do acasalamento do jumento (Equus asinus, 2n = 62 cromossomos) com a égua (Equus caballus, 2n = 64 cromossomos). a) Quantos cromossomos têm o burro ou a mula? Justifique sua resposta. b) Considerando os eventos da meiose I para a pro- dução de gametas, explique por que o burro e a mula são estéreis. 36 Unicamp (Adapt.) O gráfico abaixo mostra o crescimen- to da população de uma determinada bactéria in vitro. 700 A B C 600 500 400 300 N ú m e ro d e C é lu la s 200 100 2 4 6 8 Tempo (horas) 10 12 14 16 18 O crescimento da população de bactérias ocorre por re- produção assexuada, enquanto em eucariotos ocorre, principalmente, por reprodução sexuada, que permite maior variabilidade genética. Na meiose, além da sepa- ração independente dos cromossomos, outro evento celular constitui importante fonte de variabilidade gené- tica em espécies com reprodução sexuada. Que evento é esse? Explique. 37 Fuvest São mecanismos responsáveis pelo aumento da variabilidade dos organismos a: A mutação, a seleção natural e a partenogênese. B mutação, a autogamia e a recombinação gênica. C mutação, a segregação independente dos cromos- somos e a recombinação gênica. seleção natural, a segregação independente dos cromossomos e a autogamia. E seleção natural, a recombinação gênica e a parte- nogênese. 38 UFRJ A laranja-da-baía surgiu em 1810 e, por não pos- suir sementes, tem sido propagada assexuadamente através de mudas e enxertia. Por ser uma variedade triploide (3n) de laranja, sua meiose é anormal, não produzindo gametas viáveis. Atualmente, milhões de pés de laranja-da-baía estão espalhados em planta- ções no Brasil e nos Estados Unidos. Sabe-se que a variabilidade genética de uma população depende dos seguintes fatores: 1. permutação cromossômica ou crossing-over (troca de fragmentos entre cromossomos de um mesmo par de homólogos); 2. mutação (modificação da sequência de nucleotí- deos de uma molécula de ADN); e 3. segregação independente (recombinação alea- tória de cromossomos dos diferentes pares de homólogos). Identique qual(is) deste(s) fator(es) pode(m) contribuir para a variabilidade genética da laranja-da-baía. Justi- que sua resposta. 39 Fuvest Com relação à gametogênese humana, a quan- tidade de DNA: I. do óvulo é a metade da presente na ovogônia. II. da ovogônia equivale à presente na espermatogônia. III. da espermatogônia é a metade da presente no zigoto. IV. do segundo corpúsculo polar é a mesma presen- te no zigoto. V. da espermatogônia é o dobro da presente na es- permátide. São armativas corretas apenas: A I e II. B IV e V. C I, II e V. II, III e IV. E III, IV e V. 40 UFRGS O espermatócito primário do cavalo doméstico tem 64 cromossomos. Leia as armações abaixo sobre a constituição cro- mossômica desses animais durante a gametogênese. I. Suas espermatogônias apresentam 128 cromossomos. II. Seus espermatócitos secundários apresentam 32 cromossomos. III. Seus espermatozoides apresentam 32 cromossomos. Qual(is) está(ão) correta(s)? A Apenas I. B Apenas II. C Apenas III. Apenas I e III. E Apenas II e III. BIOLOGIA Capítulo 3 Divisão celular: mitose e meiose54 41 UFRGS Assinale a alternativa que completa correta- mente a afirmação abaixo. Durante a gametogênese, quando ocorre a primeira divisão meiótica (anáfase I): A as cromátides separam-se, dirigindo-se para polos opostos do fuso, resultando em uma divisão equa- cional que origina duas novas células, no caso da espermatogênese. B as cromátides separam-se, sendo desigual a divi- são do citoplasma, no caso da ovogênese, o que dá origem a um ovócito e dois corpúsculos polares. C os cromossomos homólogos separam-se, dirigin- do-se para polos opostos do fuso, resultando em uma divisão reducional que origina, no caso da es- permatogênese, duas novas células. formam-se quatro novas células, cada uma com um cromossomo de cada par de homólogos, no caso da ovogênese. E formam-se quatro novas células, cromossomica- mente idênticas, que, no caso da espermatogênese, sofrerão transformações estruturais originando qua- tro espermatozoides. 42 Fuvest Considere um indivíduo heterozigoto Aa. a) O esquema 1 representa o ciclo celular. G1 G 2 M S Numa célula desse indivíduo heterozigoto, indique quan- tas unidades de cada alelo haverá ao nal das fases: – G1 (intervalo 1). – S (Síntese). – M (Mitose). b) No esquema 2, está representado o processo de divisão de um espermatócito desse mesmo indi- víduo. Preencha as células esquematizadas, nas fases I e II, indicando o tipo e o número de ale- los em cada uma delas. Considere que não tenha ocorrido permutação. Espermatócito Fase I Fase II 43 UFV Considere a ovulogênese de uma mulher normal. Analise o conteúdo cromossômico e de DNA nas cé- lulas durante a divisão e assinale a afirmativa correta. A A ovogônia tem a metade do conteúdo de DNA do ovócito I. B Os ovócitos I e II têm o mesmo número de cromátides. C O ovócito II e o óvulo têm o mesmo número de cro- mossomos. O corpúsculo polar I não difere na quantidade de DNA do ovócito I. E O gameta tem valor correspondente a 4C e a ovo- gônia a 1C. 44 UEL O esquema a seguir representa etapas do pro- cesso de gametogênese no homem. Célula Células Etapa 1 Etapa 2 Etapa 3 Células Células D D D D A B B C C C C Sobre esse processo, assinale a alternativa correta. A A célula A é diploide e as células B, C e D são ha- ploides. B A separação dos homólogos ocorre durante a etapa 2. C As células A e B são diploides e as células C e D são haploides. A redução no número de cromossomos ocorre du- rante a etapa 3. E A separação das cromátides-irmãs ocorre durante a etapa 1. 45 Unesp A figura representa a gametogênese na espécie humana. Nomeie os processos de divisão celular pe- los quais passam as células germinativas primordiais, correspondentes às letras A, B e C. Considerando o que ocorre na fase C, no que difere a espermatogê- nese da ovulogênese? ovário espermatogôniaovogônia células germinativas testículo primordiais entram nas gônadas A A B B C C F R E N T E 1 55 Prófase I da meiose A prófase I é a fase mais longa da meiose. No caso dos ovários de uma mulher, algumas células ficam estacionadas por décadas nessa fase. Há cinco etapas da prófase I: leptóteno, zigóteno, paquíteno, diplóteno e diacinese. Essas etapas são apresentadas a seguir, mas apenas serão discutidos os aspectos relacionados ao material genético. • Leptóteno: os cromossomos já estão duplicados, mas ainda não é possível observar ao microscópio a presença das duas cromátides de cada cromossomo; isso acontece porque os cromossomos ainda estão pouco condensados. • Zigóteno: ocorre o pareamento dos cromossomos homólogos (sinapse); suas cromátides ainda não são evidentes. O par de homólogos é um bivalente. • Paquíteno: a condensação dos cromossomos é mais acentuada, tornando possível a visualização das quatro cromátides do par de cromossomos (uma tétrade). • Diplóteno: é possível notar a presença de quiasmas (com aspecto de um “X”) entre cromátides pertencentes a cromossomos homólogos. Isso é consequência da troca de segmentos entre as cromátides homólogas; esse processo é conhecido como crossing-over e foi discutidono item “Meiose e variabilidade genética”. • Diacinese: ocorre a terminalização dos quiasmas, que acabam se desfazendo; assim, o ponto de contato entre as cromátides homólogas passa para posições mais próximas à sua extremidade. Texto complementar As etapas da prófase I. Leptóteno Zigóteno Paquíteno Diplóteno Quiasma Diacinese 46 Unesp O esquema representa a espermatogênese humana, processo no qual, a partir de divisões e diferenciações celulares, serão produzidos os espermatozoides que darão origem aos indivíduos da geração seguinte. Testículo Espermatogônia Célula A Célula B Célula C Espermatozoides 1 2 3 Pode-se dizer que: a a seta de número 1 indica mitose. b a célula A é chamada de espermátide. c nas células B, cada cromossomo tem duas cromátides. d a partir da puberdade, ocorrem apenas os eventos representados pelas setas de números 2 e 3. e as células A, B e C são haploides. BIOLOGIA Capítulo 3 Divisão celular: mitose e meiose56 Quer saber mais? Sites • Mitose <www.phschool.com/science/biology_place/biocoach/mitosisisg/intro.html>. • Meiose <www.phschool.com/science/biology_place/biocoach/meiosis/intro.html>. Conceito Mitose é um tipo de divisão celular na qual uma célula-mãe origina duas células-filhas idênticas entre si e à célula-mãe. A mitose conserva o mesmo número de cromossomos; é denominada divisão equacional (E!). Papéis biológicos da mitose Mitose é fundamental para a reprodução assexuada, para o crescimento e para a reparação de tecidos lesados. Câncer envolve elevada taxa mitótica de um tecido. Etapas do ciclo celular Um ciclo celular com mitose apresenta intérfase, constituída por três etapas: G1, S e G2; o período S é caracterizado pela duplicação do material genético. Depois da intérfase, segue-se o processo de divisão celular. Mitose A mitose é constituída pelas seguintes fases: prófase, metá fase, anáfase e telófase. A separação do citoplasma é denominada citocinese. Variação na quantidade de DNA A qua ntidade de DNA dobra na fase S da intérfase e volta à sua condição inicial na anáfase. Mais detalhes • Microtúbulos Microtúbulos são os componentes dos centríolos, do áster e do fuso. Eles são formados por tubulina, polimerizada no centrossomo; no interior destes, encontram-se os centríolos. Células vegetais têm estruturas correspondentes a centrossomos (MTOCs), nos quais são produzidas as fibras do fuso. • Vimblastina e colchicina São substâncias que impedem a polimerização das fibras do fuso. A célula tem replicação do material genético, o centrômero duplica-se, mas não há o tracionamento do material genético para polos opostos. A célula fica com a ploidia dobrada (de 2n para 4n, por exemplo). Conceito de meiose Meiose é um tipo de divisão celular na qual uma célula-mãe gera quatro células-filhas, dotadas da metade do número de cromossomos presentes na célula-mãe. Papéis biológicos da meiose A meiose, nos animais, gera gametas; nos vegetais, produz esporos. Esse processo é uma fonte de variabilidade genética. O processo meiótico: uma visão geral Na intérfase, realiza-se a duplicação do material genético. Na meiose I (reducional), formam-se duas células com a metade do número de cromossomos presentes na célula-mãe. Intercinese é um período de transição, seguido da meiose II (equacional), que gera um total de quatro células-filhas. Na meiose I, há a separação de cromossomos homólogos; na meiose II, ocorre a separação das cromátides-irmãs. Etapas do processo meiótico a) Intérfase: o evento mais significativo é a replicação do material genético. b) Meiose b1) Meiose I: na prófase I, ocorre o pareamento dos cromossomos homólogos e na anáfase I eles se separam. b2) Intercinese b3) Meiose II: na anáfase II, há a separação das cromátides-irmãs. Variação na quantidade de DNA na meiose A quantidade de DNA dobra durante a intérfase (período S) e, depois, sofre duas reduções (na anáfase I e na anáfase II). Meiose e variabilidade genética A meiose contribui para o aumento da variabilidade genética pela ocorrência de crossing-over e pela segregação independente dos homólogos. Gametogênese É o processo de formação de gametas. Inicia-se na fase embrionária, a partir de células germinativas (2n) que se multiplicam por mitose. Dessa forma, são geradas gônias (2n), que crescem e se diferenciam em citos I (primeira ordem). Cada cito I sofre a primeira divisão meiótica, gerando 2 citos II (n) na gametogênese masculina. Já na gametogênese feminina, o cito I gera um cito II e um corpúsculo polar. Na gametogênese masculina (espermatogênese), os citos II sofrem a segunda divisão meiótica, formando espermátides; essas células diferenciam-se em espermatozoides. Na gametogênese feminina (ovulogênese), um cito II sofre a segunda divisão meiótica e gera duas células: um óvulo e um corpúsculo polar. Resumindo
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