Introdução á Biologia.

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Introdução á Biologia
Professora: Thais Cavalari
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 INTRODUÇÃO À BIOLOGIA
BIOLOGIA – bios = vida; logos = estudo.
Ciência que estuda os seres vivos sob todos os aspectos.
Histórico da biologia
 Aristóteles Robert Hooke Lineu Darwin Mendel
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Objetivos Gerais
 Apresentar a Biologia como ciência, demonstrando o método hipotético- dedutivo e a lógica na Ciência.
 Conteúdo: Método científico. 
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Método científico
“Por que tal fenômeno ocorre”? Ou “Qual relação um determinado fenômeno tem com outro” ?
Ao formulas essas perguntas geralmente o cientistas já tem um palpite sobre a resposta.
Esse palpite é chamado de hipótese, apóia-se em informação sobre o assunto.
Para formular uma hipótese o cientista analisa, interpreta e reúne todas informações disponíveis. 
Há uma condição fundamental para uma hipótese ter validade ela tem de ser testável.
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Procedimentos básicos para checar a natureza segue estes passos lógicos 
1. proposição de uma pergunta com base em uma teoria.
2. formulação de uma hipótese.
3.levantamento de deduções a partir de uma hipótese.
4. teste das deduções, por meio de novas observações ou experimentos. 
5. conclusões sobre a validade ou não da hipótese. 
Obs.: Hipótese é uma tentativa de explicar um fenômeno.
Teoria é um conjunto de conhecimentos que procura explicar fenômenos abrangentes da natureza.
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Qual a diferença entre hipótese e teoria?
Enquanto a hipótese é uma ideia para explicar determinado fenômeno isolado (algo mais particular), a teoria é um conjunto mais amplo de conhecimentos, para explicar fenômenos mais abrangentes da natureza.
Teoria pode ser entendida como um sistema mais amplo, formado por um conjunto de leis e hipóteses. Exemplos: Teoria celular e Teoria Moderna da Evolução
 não é preciso ter necessariamente hipóteses testadas por experimento. Às vezes isto ocorre, mas, em outros casos, trata-se de hipóteses que foram muitas vezes confirmadas simplesmente por observação de fatos, os quais confirmam as previsões baseadas em suas ideias. 
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Depois, o questionamento, etapa responsável pela identificação do objeto de estudo. 
Delimitando o tema, inicia-se o processo de formulação de hipóteses, no qual se buscam as possíveis respostas para o problema, com base nos conhecimentos disponíveis sobre o tema. 
Agora, temos a realização de dedução, que é a previsão possível baseada na hipótese. As deduções devem ser testadas, por meio da experimentação.
Quando uma hipótese é amplamente confirmada por meio de uma gama de experimentações e observações, é considerada uma teoria.
Uma ideia, testada pelo método científico, que tenta explicar fenômenos naturais relacionados, permitindo fazer previsões sobre eles.
 
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Etapas do Método Científico
Quando se testa uma hipótese por meio de experimentação, o que se faz é comparar os resultados do grupo experimental – aquele em que provocamos uma alteração .
 com os de um grupo de controle, no qual essa alteração não foi feita.
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Exemplo de procedimento científico.
A- Fato: o acontecimento.
B- Hipótese: se os bichos-de-goiaba surgem de ovos de moscas postos no fruto.
C- Dedução: goiabas embrulhadas não devem ficar bichadas.
D- O experimento.
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Abiogênese X Biogênese
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Abiogênese 
A idéia de seres vivos podiam surgir por outros mecanismos além da reprodução foi muito difundida na Antiguidade e ficou conhecida como teoria da geração espontânea ou abiogênese .
Essa teoria admitia que cobras, rãs e crocodilos podiam formar-se espontaneamente da lama de lagos e rios. 
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Biogênese 
O médico italiano Francesco Reidi foi um dos primeiros a fazer experimentos científico a respeito da origem dos seres.
Ele combateu a idéia da geração espontânea ao fazer o experimento com carne em putrefação, tapada e outra aberta.
E formulou a hipótese de que vermes eram estágios imaturos de mosca. 
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Átomos.
Moléculas 
Organelas celulares.
Células.
Tecidos.
Órgãos
Sistemas.
Organismos.
Populações.
Comunidades.
Ecossistemas.
Biosfera.
Características gerais dos seres vivos: O conteúdo celular de um ser vivo está em constante movimento
Níveis de organização da vida:
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Fatores abióticos e bióticos.
Corresponde à porção não-viva do ambiente, caracterizados pelas condições físicas, químicas, climáticas, geológicas
Os seres vivos que formam uma comunidade constituem os componentes ou fatores bióticos (vivos) de um ecossistema
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A origem da Vida
Identificar as diferentes explicações sobre a evolução dos organismos.
Teorias modernas sobre a origem da vida (panspermia, evolução química.
Conteúdo: Teorias relacionadas á origem da vida.
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Teorias sobre a origem da vida.
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Teoria da Panspermia
Considera que a vida na Terra se originou de seres vivos ou de substâncias precursoras de vida provenientes de outros locais do cosmo.
Essa ideia voltou a ganhar força nos últimos anos com a descoberta que o espaço interestelar não é um ambiente tão hostil á vida como se pensava.
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Teoria da Evolução Química.
Admite que a vida surgiu como resultados de um processo da evolução da química, em que compostos inorgânicos se combinaram originando moléculas orgânicas simples ( aminoácidos, açucares, bases hidrogenadas ácidos graxos etc.)
Que se combinaram e formaram substâncias mais complexas ( proteínas, lipídios, ácidos nucleicos.) 
Moléculas complexas teriam originado estruturas com capacidades de se auto duplicar e de realizarem metabolismo, que seriam os primeiros seres vivos.
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As características da Terra Primitiva
Objetivo: Descrever as condições da Terra primitiva e a origem pré-biótica dos compostos orgânicos.
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As características da Terra primitiva.
Após o inicio da existência do planeta que foi turbulento, com temperaturas que atingirá níveis altíssimos a ponto de fundir rochas.
O jovem planeta Terra ficou envolto por uma atmosfera rica em CO2, N2, NH3, H2, NH4 e H2O.
Com a contínua perda de calor para espaço cósmico, a superfície da Terra primitiva resfriou, permitindo a formação de uma fina camada de material rochoso crosta terrestre.
Ao atingir as camadas superiores e mais frias da atmosfera , o vapor d’água se condensava produzindo chuvas sem intervalos durante milhões de anos.
Formou-se nas regiões mais baixas imensas áreas alagadas precursoras dos oceanos.
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Foi em um cenário como esse que devem ter surgido os primeiros seres vivos, dos quais descendem todas as formas de vida passadas e presentes. 
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Origem pré-biótica de compostos orgânicos.
Ainda hoje existem várias controversas da origem das moléculas orgânicas .
Diversas experiências tem mostrado que moléculas orgânicas podem ter se formado a partir das reações entre as moléculas dos gases atmosféricos da Terra Primitiva.
Descobertas recentes, sugerem que as substâncias precursoras da vida podem ter surgido “semeadas” por cometas asteroides , cometas vindos do espaço sideral.
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 O surgimento da vida e a evolução metabólica.
Objetivo: Descrever as principais teorias relacionadas á formação da primeira célula , o primeiro material hereditário o RNA x DNA, a evolução nos processos de energia, origem da fotossíntese, origem da respiração aeróbia. 
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O experimento de Miller 
Aparelho que simulava as condições supostamente da Terra primitiva. 
Mistura de gases: metano, amônia, hidrogênio e vapor d’água.
Descarga elétricas.
O aparelho simulava as condições da Terra primitiva: altas temperaturas, chuvas torrenciais e raios.
Miller examinou o líquido e testes químicos revelaram presença de várias substâncias : aminoácidos, alanina e glicina, além de outras substâncias mais simples. 
 
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Os cientistas testaram a hipótese heterotrófica. Segundoa qual os gases da atmosfera primitiva poderiam formar, espontaneamente, os compostos orgânicos que originaram as primeiras formas viventes no planeta Terra.
Os aminoácidos confirmaram a hipótese.
Este celebre experimento tem hoje apenas valor histórico pois sabemos que a composição da atmosfera primitiva era muito diferente do que foi empregado no experimento.
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Nos seres vivos atuais, os processos químicos que caracterizam a vida ocorrem sempre no interior das células. Membrana plasmática. 
Essa membrana garante ambiente adequado aos processos e reações químicas essências a vida. 
Tais sistemas podem ter sido aglomerados de moléculas orgânicas originadas da atmosfera, ou vindas do espaço e que se acumularam nos lagos e mares em formação levadas pelas chuvas..
Essa ideia baseia-se no fato que aglomerados de proteínas podem formar-se espontaneamente em soluções aquosas com certo grau de acidez e de salinidade.
Em certos casos, esses aglomerados se mantém estáveis graças a película ao redor chamadas de coacervatos.
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O “mundo do RNA”
Capacidade de se reproduzir 
Originar novos seres com características semelhantes.
Informações genéticas.
O RNA poderia ter sido o material genético primordial. 
Sustentação a essa hipótese ao mostrar que o RNA podem ser produzidos em condições abióticas sendo capazes de se multiplicar e originar semelhantes.
Além disso moléculas de RNA podem atuar diretamente no controle de reações químicas.
 RNA pode se duplicar e ter atividade enzimática sugere que o ácido nucleico estaria presente no inicio da vida.
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 Início da seleção natural
Acreditam que foi nessa etapa da vida que a seleção natural passou atuar.
Quando se multiplicavam, as moléculas de RNA podiam produzir versões um pouco diferentes, algumas tinham mais capacidade de se perpetuar e reproduzir transmitindo as próximas gerações. 
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 Hipótese autotrófica
Os primeiros seres eram autotróficos.
Não havia quantidade de matéria orgânica suficiente para sustentar os seres vivos, até o aparecimento de fotossíntese.
Seres quimiolitoautotrófico: produziam seu próprio alimento através de energia liberada em reações químicas da crosta terrestre. Utilizavam compostos como ferro e enxofre.
Nossos hipotéticos ancestrais poderiam viver , como certos,microrganismos quimiolitoautotróficos atuais ao redor de fendas vulcânicas submersas onde há liberação de gás sulfídrico.
A partir desses seres surgiram os outro seres, inicialmente os que realizavam fermentação, fotossintetizantes e finalmente os aeróbios.
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A origem da fotossíntese
Acredita-se que, no início da evolução da fotossíntese , os reagentes eram o gás carbônico e o sulfeto de hidrogênio. Esse tipo de fotossíntese é utilizado até hoje por algumas bactérias (sulfobactérias).
Há pouco menos de 3 bilhões de anos, surgiram bactérias fotossintetizantes capazes de utilizar a água, graças a grande disponibilidade de água na Terra, essas bactérias se espalharam pelo planeta.
Acreditasse que essas bactérias eram ancestrais da cianobactérias.
A capacidade de utilizar substâncias simples obtidas do meio e energia solar garantiu e enorme propagação de dessas bactérias gerando gás oxigênio e alterou significativamente a composição da atmosfera. 
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Conteúdo De Teste e Prova I Bimestre 
Teste : 
Método cientifico.
Componentes Abióticos e Bióticos .
Hipótese e Teoria.
Níveis de organização biológica.
Teoria Abiogênese x Biogênese.
Prova I Bimestre :
Teoria da Panspermia e Teoria da Evolução Química,
As características da Terra Primitiva.
O experimento de Miller.
Hipótese autotrófica.
Sistemas isolados os precursores das células.
O mundo do RNA 
Reprodução dos vírus.
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A origem da respiração aeróbia
Os ancestrais das bactérias fotossintetizantes atuais, além de desenvolver sistemas químicos antioxidação, conseguiram aproveitar o poder oxidante do gás oxigênio para quebrar moléculas orgânicas que elas mesmos produziam pela fotossíntese.
 A oxidação controlada dessas substâncias orgânicas agora empregadas como alimento, garantia alta eficiência na obtenção de energia surgia assim a respiração aeróbia, processo que consiste na oxidação de substâncias orgânicas do alimento ex: glicídios para obtenção de energia.
Outra consequência da presença de gás oxigênio na atmosfera terrestre foi a formação de uma camada de gás ozônio O3. esse gás impede a passagem da maior parte da radiação ultravioleta cujos efeitos são prejudiciais ao seres vivos. 
Antes da camada de ozônio a vida se restringia aos ambientes protegidos de lagos e mares. A filtragem da radiação permitiu que os seres vivos colonizassem de terra firme expostos á luz solar.
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A caracterização dos vírus e sua importância genética. 
Páginas : 250 á 256 
Objetivos: Descrever o funcionamento dos vírus e Príons.
Caracterizar a importância dos vírus na terapia genética. 
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Estrutura dos Vírus
Vírus são seres extremamente pequenos e simples, situados no limite entre o vivo e não-vivo.
Eles diferem de todos os seres vivos porque são acelulares.
Constituídos principalmente por duas classes de substâncias químicas: proteínas e ácidos nucleicos .
As moléculas de proteínas virais formam um envoltório o capsídio que protege o ácido nucleico.
O ácido nucleico de um vírus que constituem o genoma viral pode ser DNA ou RNA.
As partículas virais são denominadas vírions .
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A simplicidade dos vírus tem levado alguns cientistas a questionar se eles realmente são seres vivos. Para alguns estudiosos, os vírus são a forma de vida mais simples que existe.
Mesmo os que não incluem os vírus entre os seres vivos concordam que eles são sistemas biológicos, uma vez que possuem ácidos nucleicos e utilizam o mesmo sistema de codificação genética que todas as formas de vida conhecidas.
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Reprodução viral 
Embora tenham material genético, os vírus não apresentam a complexa maquinaria bioquímica necessária para traduzir as instruções nele codificadas.
Quando estão fora das células hospedeiras , na forma de vírions livres, não são capazes de realizar nenhuma atividade vital; pelo fato de só se reproduzirem no interior das células vivas, eles são considerados parasitas intracelulares obrigatórios. 
Alguns vírus penetram inteiros nas células, enquanto outros injetam nelas apenas seu material genético.
 Dentro da célula, o ácido nucleico viral multiplica-se e comanda a síntese de proteína virais.
O conjunto de ácidos nucleicos e proteínas origina novos vírus que saem da célula e vão infectar novas hospedeiras.
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Os vírus são altamente específico em relação ao hospedeiro. 
Geralmente um tipo de vírus só é capaz de atacar um ou poucos tipos de célula .
A explicação para essa especificidade é que, para penetrar na célula ou injetar seu material genético nela, o vírus precisa possuir determinadas substâncias chamadas de ligantes.
Assim, apenas as células portadoras das substâncias adequadas em sua membrana são invadidas.
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Uma nova estratégia criada por pesquisadores brasileiros promete melhorar a eficácia da terapia gênica contra o câncer. 
A técnica consiste em inserir dois genes num vírus que os “carrega” para dentro das células cancerosas, que passam a produzir proteínas responsáveis por regular a sua proliferação. 
O novo método se mostrou mais eficaz do que o procedimento convencional, pois provocou morte rápida de várias células cancerosas humanas em cultura ou inseridas em camundongos, além de ser mais vantajoso economicamente. 
Os resultados obtidos até aqui são animadores: o vírus fabricado pela equipe provocou redução de 78% no tamanho de tumores (derivados de células de carcinoma de pulmão humano) desenvolvidos sob a pele de camundongos, apenas seis dias após ser injetado localmente. 
Nos experimentos com cultura dessas células, todas morreram três dias após submetidas ao tratamento.
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A terapia gênica é apontada comoum dos mais promissores campos da medicina do século 21. 
“Esses genes controlam a proliferação das células, pois regulam o seu ciclo de divisão e induzem o processo de envelhecimento e morte celular”, explica a pesquisadora.
Até aqui, usava-se um vírus para inserir cada candidato a gene terapêutico nas células. 
O trabalho inovador da equipe brasileira aumentou a eficiência da terapia, pois garantiu a “entrega” e expressão dos dois genes por um mesmo vírus, fornecendo à célula uma segunda opção caso um deles não funcione. 
o novo método, em associação com as terapias tradicionais (radioterapia elou quimioterapia), poderia extinguir o tumor e aumentar a sobrevida do paciente. 
Assim, a toxicidade do tratamento seria menor, pois a terapia gênica é menos agressiva do que os tratamentos tradicionais, que teriam sua dose reduzida. “Além disso, a terapia gênica representa uma ótima alternativa no tratamento de tumores que não podem ser removidos cirurgicamente por estarem localizados em regiões vitais.”
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Exercícios sobre os vírus
Explique a reprodução viral como funciona?
Como são chamados os vírus que atacam bactérias e como este processo ocorre?
Explique o ciclo reprodutivo dos bacteriófagos chamado de ciclo lítico:
Como o profago também chamado de provírus sintetiza sua reprodução?
Explique o ciclo lisôgenico:
Como os vírus da gripe se reproduzem em determinada células?
Explique a reprodução do vírus HIV nas células?
Leitura da Pg. 137 os Príons.