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BIOLOGIA PROF EDUARDO MATOS 1 Classificação dos seres vivos Taxinomia é a ciência responsável por fazer a classificação sistemática em categorias de diferentes áreas. Apesar disso, a palavra é mais conhecida dentro da biologia, onde é responsável por categorizar os seres vivos em grupos afins baseando-se nas semelhanças que possuem. É comum encontrarmos em livros didáticos a classificação dos organismos vivos em cinco reinos: Reino Monera, Reino Protista, Reino Fungi, Reino Plantae e Reino Animalia. Atualmente, sabe-se que essa classificação apresenta algumas sérias falhas e que alguns reinos já não são mais considerados. Uma classificação bastante aceita nos dias atuais é aquela que compreende uma categoria acima de reino: os domínios. Essa classificação foi proposta por Carl Woese, em 1977, e baseia-se em dados de filogenia molecular. De acordo com Woese, existem três domínios: Domínio Archaea, Domínio Bacteria e o Domínio Eukarya. Domínio Archaea Nesse domínio, encontramos organismos procariontes, ou seja, seres vivos que não apresentam núcleo celular verdadeiro, nos quais o material genético fica disperso no citoplasma. Além disso, esses organismos são unicelulares e podem apresentar nutrição autotrófica ou heterotrófica. Apesar de serem unicelulares e procariontes, eles foram separados das bactérias, pois, evolutivamente, estão mais próximos dos eucariontes. Esse grupo destaca-se ainda por apresentar representantes extremófilos, que são aqueles que conseguem sobreviver em ambientes onde outros organismos não conseguiriam. Entre esses ambientes em que encontramos os representantes do domínio Archaea, podemos citar os ricos em metano ou enxofre, ou com temperatura extremamente elevada. →Domínio Bacteria Nesse domínio, há organismos também procariontes, unicelulares e com nutrição autotrófica ou heterotrófica. Nesse grupo, estão as bactérias já bastante conhecidas pelo homem: as causadoras de doenças, aquelas que vivem no solo e na água e as cianobactérias. → Domínio Eukarya No domínio Eukarya, estão presentes todos os organismos eucariontes, isto é, aqueles que possuem material genético delimitado por uma membrana chamada de envoltório nuclear ou carioteca. Assim sendo, nesse grupo, existem protozoários, algas, fungos, plantas e animais, portanto, são organismos unicelulares ou pluricelulares e com nutrição autotrófica ou heterotrófica. → Diante dos domínios, o que muda na tradicional classificação em cinco reinos? Atualmente, são reconhecidos somente Reino Fungi, Plantae e Animalia. O reino Monera deixou de existir, uma vez que os organismos procariontes agora estão divididos em três domínios. O reino Protoctista também não é mais aceito, pois possui muitos representantes com mais relação com outros grupos do que com organismos desse reino. Nomenclatura Regras de nomenclatura binominal · Cada espécie é designada sempre por duas palavras em latim: a primeira http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/reino-monera.htm http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/reino-protista.htm http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/reino-protista.htm http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/reino-fungi.htm http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/reino-plantae.htm http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/reino-plantae.htm http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/reino-animalia.htm http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/celulas-procariontes.htm BIOLOGIA PROF EDUARDO MATOS 2 escrita com inicial maiúscula e correspondente ao nome do género ou nome genérico a que a espécie pertence; a segunda escrita com inicial minúscula, designando-se por restritivo especifico ou epíteto especifico, sendo apenas usada quando acompanhada do nome do género; · A designação dos grupos superiores à espécie é uninominal, escrita com inicial maiúscula e podendo ser em latim ou na língua do utilizador; · O nome da família obtém-se acrescentando a terminação idae à raiz do nome de um dos géneros desta família, no caso dos animais, ou acrescentando acea, no caso das plantas. Há, no entanto, excepções; · Para designar uma subespécie, utiliza-se uma nomenclatura trinominal, seguindo-se ao nome da espécie o restritivo ou epíteto subespecífico. Por exemplo: Homo sapiens sapiens; · Os nomes do género, espécie e subespécie são escritos em latim e normalmente em itálico. No caso dos manuscritos deverão ser sublinhados; · À frente do nome da espécie deve escrever-se em letra de texto o nome ou a abreviatura do nome do taxonomista que, a partir de 1758, atribuiu o nome científico; · Pode citar-se também a data da publicação do nome da espécie, sendo essa data colocada a seguir ao nome do autor, separada por uma vírgula. BACTERIOLOGIA - ESTUDO E DOENÇAS CAUSADAS PELAS BACTÉRIAS BIOLOGIA PROF EDUARDO MATOS 3 Tipos de Bactérias Ocupa-se do estudo das bactérias. As bactérias são seres procariontes, unicelulares, não possuem núcleo e seu material genético se restringe a um nucleóide. Diferentemente das mitocôndrias e dos lisossomos não possuem compartimentos citoplasmáticos. Os procariontes possuem, ao menos, uma vantagem em relação aos eucariontes, pois tem uma parede celular, a qual lhes confere resistência ao estresse osmótico. 1. Espiroquetas: essas bactérias constituem um filo, o Spirochaetes. E seu nome, provavelmente, é por conta da forma espiralada que tem sua estrutura corporal. O movimento que realizam é ondulatório circulatório (normalmente em volta do próprio corpo). Alguns gêneros importantes fazem parte deste grupo, tais como: Borrelia (a espécie Borrelia burgdorferi causa a Doença de Lyme), Leptospira (a espécie Leptospira interrogans causa leptospirose), Treponema (a espécie Treponema pallidum causa sífilis) e Spirillum (a espécie Spirillum minus causa a Febre da Mordida Do Rato). Vibrião: é um organismo bacteriano que apresenta coloração Gram-negativa, forma aproximada de uma “vírgula”, móvel com um único flagelo e podem ser aeróbios ou anaeróbios. O vibrião mais conhecido é o causador da cólera, o Vibrio cholerae. Tiobactérias (sulfobacterias): esse tipo de bactéria utiliza compostos à base de enxofre para fazer a síntese de compostos orgânicos. Cabe ao bacteriologista estudar as diferenças que existem entre os inúmeros tipos de bactérias, encontrando possibilidades de combate a aquelas que causam doenças e descobrir como utilizar outras na cura de pacientes. Doenças causadas por bactérias Tuberculose – Doença causada pela bactéria Mycobacterium tuberculosis. Em 90% dos casos ataca os pulmões, mas possui capacidade para atacar o corpo todo. A pessoa infectada apresenta cansaço, febre alta e emagrecimentos. Possui vacina. Tétano – Doença que afeta o sistema nervoso. Os sintomas são convulsões dolorosas, contraturas, febre alta. Há a vacina antitetânica. Cólera – Causada pela bactéria chamada Vibrio cholerae. A pessoa com cólera apresenta vômito, diarréia, cólicas abdominais. A prevenção é beber água filtrada e evitar o contato de moscas com a comida. Coqueluche – Ataca principalmente crianças, é causada por micróbios que atingem a traquéia e os brônquios. Causa tosse prolongada, sufocação e vômito. Deve-se evitar o contato entre crianças com coqueluche e crianças saudáveis. Difteria – É causada por um bacilo que se instala nas vias aéreas e produz uma toxina que se espalha por todo o corpo. Os sintomas são febre moderada, palidez e falta de apetite. Há uma vacina tríplice. Meningite – Inflamação das membranas que protegem o sistema nervoso central, as meninges. A meningite pode ser causada por um vírus, logo após uma gripe ou outra doença viral ou então ser de causa bacteriana. Quando é causada por bactérias é mais branda. BIOLOGIAPROF EDUARDO MATOS 4 Pessoas de diferentes idades apresentam sintomas diferentes. Em bebês causa choro excessivo, irritabilidade, febre, entre outros. Crianças maiores encontram dificuldade em mover a cabeça. Acima de 5 anos rigidez na nuca, febre alta e vômitos. Paredes celulares das bactérias Gram positivas (A) e Gram negativas. BACTÉRIAS E ANTIBIÓTICOS Os antibióticos com aplicações terapêuticas devem ter toxicidade seletiva. Devem ser tóxicos para o agente causador da doença – mas não para o ser humano – por atuarem em etapas do metabolismo do microrganismo e não do indivíduo infectado. Vejamos os principais mecanismos de ação de antibióticos sobre bactérias. 1. Inibição da duplicação do cromossomo bacteriano (o impede a reprodução do microrganismo) ou da transcrição do DNA em RNA mensageiro (fonte de informação para a síntese protéica). Ex.: quinolonas (norfloxacino, ciprofloxacino). 2. Há antibióticos que imitam substâncias usadas pela célula bacteriana (metabólitos) e se ligam a enzimas, inibindo-as. Ex.: trimetoprina e sulfas (inibem a produção de ácido fólico, essencial ao crescimento bacteriano; o ser humano não produz ácido fólico, o obtém da alimentação). 3. Há antibióticos que modificam a permeabilidade da membrana plasmática da bactéria, fazendo com que metabólitos importantes sejam perdidos através dela. Ex.: polimixina B, daptomicina. 4. Há antibióticos que atuam inibindo a síntese de proteínas bacterianas. Como existe uma diferença estrutural entre os ribossomos de bactérias e os de humanos, esses medicamentos não afetam a produção protéica humana. Ex.: cloranfenicol, eritromicina, azitromicina, neomicina, tetraciclinas, gentamicina. 5. A parede celular é uma estrutura relativamente rígida, formada pela substância peptidoglicano, que envolve a membrana plasmática de bactérias. Há antibióticos que impedem a formação completa do peptidoglicano. Isso acarreta a lise da célula bacteriana. Ex.: penicilina, amoxicilina, ampicilina, cefalosporinas, vancomicina, bacitracina. Em função das reações adversas e da possibilidade de selecionar bactérias resistentes, antibióticos jamais devem ser tomados por conta própria! BIOLOGIA PROF EDUARDO MATOS 5 Beta-lactamases: Sua importância na resistência bacteriana Antimicrobianos são produtos elaborados durante o metabolismo microbiano capazes de inibir parcial ou totalmente a multiplicação e crescimento de microrganismos. Estas substâncias são classificadas como antibióticos (substâncias químicas produzidas por microrganismos) e como quimioterápicos (substâncias sintetizadas ou produtos microbianos modificados estruturalmente em laboratório). O uso dessas substâncias químicas revolucionou a abordagem das infecções e o seu sucesso gerou grande otimismo em relação à prevenção e ao tratamento dos processos infecciosos. Entretanto, a prescrição nem sempre criteriosa ou racional desses antimicrobianos, rapidamente gerou dificuldades para seu uso, devido à progressiva resistência bacteriana a essas drogas (Montelli & Sadatsune, 2001). A resistência a agentes antimicrobianos não é um fenômeno recente. A detecção das β-lactamases, tanto em bactérias Gram- positivas quanto em Gram-negativas, remonta-se aos inícios dos anos 40, antes do uso generalizado da penicilina no mundo todo (Abraam & Chain, 1940; Kirby, 1944). A produção de enzimas β-lactamases, tem sido relatada como um importante BIOLOGIA PROF EDUARDO MATOS 6 mecanismo de resistência a antibióticos β- lactâmicos, hidrolisando o anel beta- lactâmico pela quebra da ligação amida, perdendo assim, a capacidade de inibir a síntese da parede celular bacteriana (Williams, 1999). As β-lactamases podem ser detectadas em Enterobacteriaceae, Haemophilus influenza, Neisseria gonorrhoeae, Vibrio cholerae, Pseudomonas aeruginosa, Moraxella spp., (GARAU, 1994) e anaeróbios, tais como as espécies do grupo Bacteroides fragilis, cepas de Prevotellaque produzem pigmento, Porphyromonas spp., Bilophila wadsworthia, Fusobacterium spp. e Clostridium spp. (Summanen et al., 1993; Könönen et al., 1998). A produção dessa enzima por um microrganismo explica o porquê da sua sobrevivência em um foco infeccioso, apesar do uso de um antibiótico β-lactâmico. Além disso, a presença desses microrganismos produtores de β-lactamase pode favorecer a sobrevivência de outros microrganismos sensíveis ao antibiótico em um processo infeccioso (Tavares, 2001). O aparecimento e a disseminação de microrganismos com múltipla resistência às drogas estão ocorrendo tanto nos hospitais quanto nas comunidades. Isto pode ser o resultado da interação de vários fatores, sendo talvez o mais importante, a pressão seletiva exercida pelas drogas sobre os microrganismos, dificultando assim, a sua sobrevivência na presença de agentes antimicrobianos (McGowan & Tenover, 1997). Por outro lado, não pode ser esquecida a troca de informações genéticas entre microrganismos, com transferência de genes para novos hospedeiros, e as mutações que podem ocorrer nos genes de resistência ampliando seu espectro de resistência (DeFlaun & Levy, 1989; Tenover & Hughes, 1996). Mutações nos genes de resistência aumentam o espectro de atividade das β- lactamases de amplo espectro ou espectro extendido (ESBL – Extended Spectrum β- lactamases) (Philippon et al., 1989). As enzimas ESBL são capazes de hidrolisar as cefalosporinas de amplo espectro, como a cefotaxima e ceftazidima, e os monobactâmicos, como o aztreonam (Jacoby & Medeiros, 1991). Estudos têm sugerido que a pressão seletiva causada pelo uso constante de cefalosporinas nos centros de saúde contribui para o aparecimento e disseminação desses microrganismos resistentes (Rice et al., 1990; Coundron et al., 1997). Monnet et al. (1997) observaram que a resistência bacteriana causada pela produção de ESBL pode aumentar num período de 2 anos em até 57% em um único hospital. A presença de microrganismos que expressam novas enzimas capazes de hidrolisar carbapenêmicos, como imipenem e meropenem, vem cada vez mais sendo observada (Rasmussen & Bush, 1997). BACTÉRIAS NITRIFICANTES – FIXADORAS DE NITROGÊNIO BIOLOGIA PROF EDUARDO MATOS 7 1. ENEM 2017 2. ENEM 2017 3 (PUC - RJ-2008) Johanna Döbereiner foi uma pesquisadora pioneira no Brasil, que correlacionou a maior produção de biomassa vegetal em leguminosas com a presença de nódulos em suas raízes. Essas estruturas estão relacionadas a que processo abaixo descrito? a) Denitrificação. b) Fixação de N2. c) Fixação do CO2 d) Respiração das raízes. e) Amonificação. 4 (Mack-2008) Plantas, algas, cianobactérias e um grupo de bactérias têm capacidade de realizar o processo de fotossíntese. A respeito desse processo nesses organismos, é correto afirmar que a) todos apresentam, além da clorofila, os pigmentos carotenóides e xantofilas. b) todos utilizam o gás carbônico e a água como matéria prima. c) somente as plantas e as algas produzem o gás oxigênio. d) somente as plantas apresentam as clorofilas a e b. e) somente as plantas e as algas apresentam as clorofilas localizadas no interior dos plastos. 5 (PUC - RJ-2007) Durante um exame de uma criança enferma, o médico explica aos pais que o paciente tem uma doença causada por um organismo, unicelular, procarionte e que pode ser combatido com uso de medicamento conhecido genericamente como um antibiótico. O médico descreveu um organismo classificado como: a) Fungi. b) Animal. c) Protista. d) Vírus. e) Monera. 5 As abelhas Trigona spnipes, Plebeia emerina, Plebeia saiqui, Melipona marginata, Melipona bicolor e Tetragonisca angustula pertencem a subfamília Meliponinae, que compreende abelhas nativas sem ferrão. Com relação aos organismos citados é correto afirmar que: (A)compreendem 6 gêneros e 6 espécies; (B) compreendem 4 gêneros e 6 espécies; (C) compreendem 4 famílias e 6 gêneros; (D) compreendem 6 gêneros e 6 subespécies; (E) compreendem 6 famílias e 6 espécies. BIOLOGIA PROF EDUARDO MATOS 8 6 Na classificação dos seres vivos, a nomenclatura binária ou binominal (difundida por Lineu) é empregada quando se quer escrever o nome de: a) uma espécie. b) um gênero. c) uma família. d) uma ordem. e) uma classe. 7 As categorias taxonômicas obedecem a uma hierarquia; assim, dois animais que fazem parte da mesma classe certamente pertencerão: a) ao mesmo gênero. b) ao mesmo filo. c) à mesma família. d) à mesma espécie. e) à mesma ordem. 8 Têm maior grau de semelhança entre si dois organismos que estão colocados dentro de uma das seguintes categorias taxonômicas: a) classe. b) divisão. c) família d) gênero. e) ordem. 9 A frase: ''Conjunto de organismos possuindo caracteres idênticos ou pouco diferentes e reproduzindo-se exclusivamente entre si'' servirá para definir: a) gênero. b) subfamília. c) subgênero. d) espécie. e) ordem. 10. Qual dos seguintes grupos contém a menor variedade de organismos ? a) Mamíferos. b) Carnívoros. c) Felídeos. d) Panthera. e) Panthera leo. 11 (FUVEST-2007) Considerando os grandes grupos de organismos vivos no planeta - bactérias, protistas, fungos, animais e plantas -, em quantos deles existem seres clorofilados e fotossintetizantes? a) um. b) dois. c) três. d) quatro. e) cinco. 12 Com relação à estrutura e à forma de nutrição, as cianobactérias e as células vegetais classificam-se, respectivamente, como: a) procarionte e eucarionte - autotróficas (ambas) b) eucarionte e procarionte - autotrófica e heterotrófica c) procarionte e eucarionte - heterotrófica e autotrófica d) eucarionte e procarionte - heterotróficas (ambas) 13 (UFLA/2009) As bactérias apresentam os mecanismos de transferência de genes, transformação, transdução e conjugação, que aumentam a diversidade genética. Com relação a esses processos, assinale a afirmativa CORRETA. a) A transdução consiste na transferência de fragmentos de DNA diretamente de uma bactéria doadora para uma receptora. b) A conjugação ocorre pela transferência de fragmentos de DNA de uma bactéria para outra por meio de vírus (bacteriófagos). c) A transformação bacteriana se dá pela absorção de fragmentos de DNA que estão dispersos no ambiente, provenientes de bactérias mortas e decompostas. d) A transdução é um processo em que o material genético é transferido através de um canal que conecta duas bactérias denominado “pêlo sexual” ou “pili”. 14 A parede celular é uma estrutura bastante característica das células vegetais, depositada externamente à membrana plasmática. Entre as funções apresentadas a seguir, marque aquela que não pode ser atribuída à parede: a) Responsável pela rigidez e forma da célula. b) Protege a célula contra micro-organismos. c) Participa da manutenção do pH da célula. d) Impede que a célula se rompa quando ocorre a entrada de água para seu interior. e) Protege a célula contra agressões físicas e químicas. BIOLOGIA PROF EDUARDO MATOS 9 Ver Resposta http://exercicios.brasilescola.uol.com.br/exercicios-biologia/exercicios-sobre-parede-celular.htm#questao-1
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