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C BIOLOGIA N 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias Joaquim Matheus Santiago Coelho e Larissa Beatriz Torres Ferreira Biologia para vestibular medicina 5ª edição • São Paulo 2019 © Hexag Sistema de Ensino, 2018 Direitos desta edição: Hexag Sistema de Ensino, São Paulo, 2019 Todos os direitos reservados Autores Joaquim Matheus Santiago Coelho Larissa Beatriz Torres Ferreira Diretor geral Herlan Fellini Coordenador geral Raphael de Souza Motta Responsabilidade editorial, programação visual, revisão e pesquisa iconográfica Hexag Sistema de Ensino Diretor editorial Pedro Tadeu Batista Editoração eletrônica Arthur Tahan Miguel Torres Bruno Alves Oliveira Cruz Claudio Guilherme da Silva Souza Eder Carlos Bastos de Lima Fernando Cruz Botelho de Souza Matheus Franco da Silveira Raphael de Souza Motta Raphael Campos Silva Projeto gráfico e capa Raphael Campos Silva Foto da capa pixabay (http://pixabay.com) Impressão e acabamento Meta Solutions ISBN: 978-85-9542-168-4 Todas as citações de textos contidas neste livro didático estão de acordo com a legislação, tendo por fim único e exclusivo o ensino. Caso exista algum texto, a respeito do qual seja necessária a inclusão de informação adicional, ficamos à disposição para o contato pertinente. Do mesmo modo, fizemos todos os esforços para identificar e localizar os titulares dos direitos sobre as imagens publicadas e estamos à disposição para suprir eventual omissão de crédito em futuras edições. O material de publicidade e propaganda reproduzido nesta obra é usado apenas para fins didáticos, não representando qual- quer tipo de recomendação de produtos ou empresas por parte do(s) autor(es) e da editora. 2019 Todos os direitos reservados para Hexag Sistema de Ensino. Rua Luís Góis, 853 – Mirandópolis – São Paulo – SP CEP: 04043-300 Telefone: (11) 3259-5005 www.hexag.com.br contato@hexag.com.br CARO ALUNO O Hexag Medicina é referência em preparação pré-vestibular de candidatos à carreira de Medicina. Desde 2010, são centenas de aprovações nos principais vestibulares de Medicina no Estado de São Paulo, Rio de Janeiro e em todo Brasil. O material didático foi, mais uma vez, aperfeiçoado e seu conteúdo enriquecido, inclusive com questões recentes dos relevantes vestibulares de 2019. Esteticamente, houve uma melhora em seu layout, na definição das imagens, criação de novas seções e também na utilização de cores. No total, são 105 livros e 6 cadernos de aula. O conteúdo dos livros foi organizado por aulas. Cada assunto contém uma rica teoria, que contempla de forma objetiva e clara o que o aluno realmente necessita assimilar para o seu êxito nos principais vestibulares do Brasil e Enem, dispensando qualquer tipo de material alternativo complementar. Todo livro é iniciado por um infográfico. Esta seção, de forma simples, resumida e dinâmica, foi desenvolvida para indicação dos assuntos mais abordados nos principais vestibulares, voltados para o curso de medicina em todo território nacional. O conteúdo das aulas está dividido da seguinte forma: TEORIA Todo o desenvolvimento dos conteúdos teóricos, de cada coleção, tem como principal objetivo apoiar o estudante na resolução de questões propostas. Os textos dos livros são de fácil compreensão, completos e organizados. Além disso, contam com imagens ilustrativas que complementam as explicações dadas em sala de aula. Quadros, mapas e organogramas, em cores nítidas, também são usados, e compõem um conjunto abrangente de informações para o estudante, que vai dedicar-se à rotina intensa de estudos. TEORIA NA PRÁTICA (EXEMPLOS) Desenvolvida pensando nas disciplinas que fazem parte das Ciências da Natureza e suas Tecnologias e Matemática e suas Tecnologias. Nesses compilados nos deparamos com modelos de exercícios resolvidos e comentados, aquilo que parece abstrato e de difícil compreensão torna-se mais aces- sível e de bom entendimento aos olhos do estudante. Através dessas resoluções é possível rever a qualquer momento as explicações dadas em sala de aula. INTERATIVIDADE Trata-se do complemento às aulas abordadas. É desenvolvida uma seção que oferece uma cuidadosa seleção de conteúdos para complementar o repertório do estudante. É dividido em boxes para facilitar a compreensão, com indicação de vídeos, sites, filmes, músicas e livros para o aprendizado do aluno. Tudo isso é encontrado em subcategorias que facilitam o aprofundamento nos temas estudados. Há obras de arte, poemas, imagens, artigos e até sugestões de aplicativos que facilitam os estudos, sendo conteúdos essenciais para ampliar as habilidades de análise e reflexão crítica. Tudo é selecionado com finos critérios para apurar ainda mais o conhecimento do nosso estudante. INTERDISCIPLINARIDADE Atento às constantes mudanças dos grandes vestibulares, é elaborada, a cada aula, a seção interdisciplinaridade. As questões dos vestibulares de hoje não exigem mais dos candidatos apenas o puro conhecimento dos conteúdos de cada área, de cada matéria. Atualmente há muitas perguntas interdisciplinares que abrangem conteúdos de diferentes áreas em uma mesma questão, como biologia e química, história e geografia, biologia e matemática, entre outros. Neste espaço, o estudante inicia o contato com essa realidade por meio de explicações que relacionam a aula do dia com aulas de outras disciplinas e conteúdos de outros livros, sempre utilizando temas da atualidade. Assim, o estudante consegue entender que cada disciplina não existe de forma isolada, mas sim, fazendo parte de uma grande engrenagem no mundo em que ele vive. APLICAÇÃO NO COTIDIANO Um dos grandes problemas do conhecimento acadêmico é o seu distanciamento da realidade cotidiana no desenvolver do dia a dia, dificultando o contato daqueles que tentam apreender determinados conceitos e aprofundamento dos assuntos, para além da superficial memorização ou “decorebas” de fórmulas ou regras. Para evitar bloqueios de aprendizagem com os conteúdos, foi desenvolvida a seção "Aplicação no Cotidiano". Como o próprio nome já aponta, há uma preocupação em levar aos nossos estudantes a clareza das relações entre aquilo que eles aprendem e aquilo que eles têm contato em seu dia a dia. CONSTRUÇÃO DE HABILIDADES Elaborada pensando no Enem, e sabendo que a prova tem o objetivo de avaliar o desempenho ao fim da escolaridade básica, o estudante deve conhecer as diversas habilidades e competências abordadas nas provas. Os livros da “Coleção vestibulares de Medicina” contêm, a cada aula, algumas dessas habilidades. No compilado “Construção de Habilidades”, há o modelo de exercício que não é apenas resolvido, mas sim feito uma análise expo- sitiva, descrevendo passo a passo e analisado à luz das habilidades estudadas no dia. Esse recurso constrói para o estudante um roteiro para ajudá-lo a apurá-las na sua prática, identificá-las na prova e resolver cada questão com tranquilidade. ESTRUTURA CONCEITUAL Cada pessoa tem sua própria forma de aprendizado. Geramos aos estudantes o máximo de recursos para orientá-los em suas trajetórias. Um deles é a estrutura conceitual, para aqueles que aprendem visualmente a entender os conteúdos e processos por meio de esquemas cognitivos, mapas mentais e fluxogramas. Além disso, esse compilado é um resumo de todo o conteúdo da aula. Por meio dele, pode-se fazer uma rápida consulta aos principais conteúdos ensinados no dia, o que facilita sua organização de estudos e até a resolução dos exercícios. A edição 2019 foi elaborada com muito empenho e dedicação, oferecendo ao aluno um material moderno e completo, um grande aliado para o seu sucesso nos vestibulares mais concorridos de Medicina. Herlan Fellini SUMÁRIO BIOLOGIA FUNGOS E BOTÂNICA EMBRIOLOGIA E SISTEMAS BIOQUÍMICA E GENÉTICA Aulas 27 e 28: Reino Fungi 7 Aulas 29 e 30: Briófitas e pteridófitas 21 Aulas 31 e 32: Gimnospermas 37 Aulas 33 e 34: Angiospermas I 53 Aulas 27 e 28: Embriologia humana I 69 Aulas 29 e 30: Embriologia humana II81 Aulas 31 e 32: Sistema locomotor 95 Aulas 33 e 34: Sistema cardiovascular 109 Aulas 27 e 28: Produção de energia em autótrofos: fotossíntese e quimiossíntese 127 Aulas 29 e 30: Genética: primeira lei de Mendel 143 Aulas 31 e 32: Expressão gênica e alelos múltiplos 155 Aulas 33 e 34: Sistema ABO 167 FUVEST Em botânica, a maior parte das questões envolve fisiologia vegetal e as relações evolutivas entre diferentes grupos vegetais. Aqui, o grupo preferido foi o das gimnospermas. Em angiospermas, as estruturas de frutos e tecidos vegetais foram cobrados, além de conceitos básicos, de maneira direta. UNESP O assunto que dominou a área de botânica foi a fisiologia vegetal, com destaque para o trans- porte de seiva, interações hídricas celulares e macrocelulares e hormônios. Dominar bem o as- sunto pode te dar boas chances, caso isso volte a acontecer. UNICAMP Botânica ficou em segundo lugar. Aqui, é importante dominar bem anatomia, fisiologia e siste- mática vegetal – assuntos que apareceram mais de uma vez nos últimos anos. Os grupos mais cobrados foram gimnospermas e angiospermas; por isso, esteja por dentro das características desses grupos vegetais. UNIFESP Botânica é um assunto que cai em todas as provas da Unifesp, sendo importante dar uma atenção especial para fisiologia vegetal, que é um assunto mais recorrente. Anatomia vegetal também já apa- receu nessa prova, em questões sobre fruto e sementes. ENEM/UFMG/UFRJ No Enem, são cobrados alguns conceitos básicos de botânica, mas sem muitas dificuldades e apro- fundamentos, normalmente associados a fatores ecológicos. Na UFRJ, a botânica tem enfoque em anatomia e fisiologia vegetal, principalmente. UERJ Botânica não é um dos principais assuntos que cai na prova de biologia da Uerj, mas dentro desse tema é muito comum ser cobrado a atividade de cada hormônio e a reação das estruturas associadas a cada um deles. É bom manter a parte de balanço hídrico no vegetal, pois o enfoque hormonal pode relacionar os dois assuntos. FA CU LD ADE DE MEDICINA BOTUCATU 1963 Abordagem de FUNGOS e de BOTÂNICA nos principais vestibulares. 27 28 C BIOLOGIA N Reino Fungi Competências 3, 7 e 8 Habilidades 10, 12, 27, 29 e 30 27 28 C BIOLOGIA N Reino Fungi Competências 3, 7 e 8 Habilidades 10, 12, 27, 29 e 30 Competência 1 – Compreender as ciências naturais e as tecnologias a elas associadas como construções humanas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade. H1 Reconhecer características ou propriedades de fenômenos ondulatórios ou oscilatórios, relacionando-os a seus usos em diferentes contextos. H2 Associar a solução de problemas de comunicação, transporte, saúde ou outro, com o correspondente desenvolvimento científico e tecnológico. H3 Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas. H4 Avaliar propostas de intervenção no ambiente, considerando a qualidade da vida humana ou medidas de conservação, recuperação ou utilização sustentável da biodiversidade. Competência 2 – Identificar a presença e aplicar as tecnologias associadas às ciências naturais em diferentes contextos. H5 Dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de uso cotidiano. H6 Relacionar informações para compreender manuais de instalação ou utilização de aparelhos, ou sistemas tecnológicos de uso comum. H7 Selecionar testes de controle, parâmetros ou critérios para a comparação de materiais e produtos, tendo em vista a defesa do consumidor, a saúde do trabalhador ou a qualidade de vida. Competência 3 – Associar intervenções que resultam em degradação ou conservação ambiental a processos produtivos e sociais e a instrumen- tos ou ações científico-tecnológicos. H8 Identificar etapas em processos de obtenção, transformação, utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou matérias-primas, considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos. H9 Compreender a importância dos ciclos biogeoquímicos ou do fluxo energia para a vida, ou da ação de agentes ou fenômenos que podem causar alterações nesses processos. H10 Analisar perturbações ambientais, identificando fontes, transporte e(ou) destino dos poluentes ou prevendo efeitos em sistemas naturais, produtivos ou sociais. H11 Reconhecer benefícios, limitações e aspectos éticos da biotecnologia, considerando estruturas e processos biológicos envolvidos em produtos biotecnoló- gicos. H12 Avaliar impactos em ambientes naturais decorrentes de atividades sociais ou econômicas, considerando interesses contraditórios. Competência 4 – Compreender interações entre organismos e ambiente, em particular aquelas relacionadas à saúde humana, relacionando conhecimentos científicos, aspectos culturais e características individuais. H13 Reconhecer mecanismos de transmissão da vida, prevendo ou explicando a manifestação de características dos seres vivos. H14 Identificar padrões em fenômenos e processos vitais dos organismos, como manutenção do equilíbrio interno, defesa, relações com o ambiente, sexualidade, entre outros. H15 Interpretar modelos e experimentos para explicar fenômenos ou processos biológicos em qualquer nível de organização dos sistemas biológicos. H16 Compreender o papel da evolução na produção de padrões, processos biológicos ou na organização taxonômica dos seres vivos. Competência 5 – Entender métodos e procedimentos próprios das ciências naturais e aplicá-los em diferentes contextos. H17 Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica. H18 Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos, sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam. H19 Avaliar métodos, processos ou procedimentos das ciências naturais que contribuam para diagnosticar ou solucionar problemas de ordem social, econômica ou ambiental. Competência 6 – Apropriar-se de conhecimentos da física para, em situações problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico- -tecnológicas. H20 Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de partículas, substâncias, objetos ou corpos celestes. H21 Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar processos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto da termodinâmica e(ou) do eletromagnetismo. H22 Compreender fenômenos decorrentes da interação entre a radiação e a matéria em suas manifestações em processos naturais ou tecnológicos, ou em suas implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais. H23 Avaliar possibilidades de geração, uso ou transformação de energia em ambientes específicos, considerando implicações éticas, ambientais, sociais e/ou econômicas. Competência 7 – Apropriar-se de conhecimentos da química para, em situações problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico- -tecnológicas. H24 Utilizar códigos e nomenclatura da química para caracterizar materiais, substâncias ou transformações químicas H25 Caracterizar materiais ou substâncias, identificando etapas, rendimentos ou implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais de sua obtenção ou produção. H26 Avaliar implicações sociais, ambientais e/ou econômicas na produção ou no consumo de recursos energéticos ou minerais, identificando transformações químicas ou de energia envolvidas nesses processos. H27 Avaliar propostas de intervenção no meio ambiente aplicando conhecimentos químicos, observando riscos ou benefícios. Competência 8 – Apropriar-se de conhecimentos da biologia para, em situações problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico tecnológicas. H28 Associar características adaptativas dos organismos com seu modo de vida ou com seus limites de distribuição em diferentes ambientes, em especial em ambientes brasileiros.H29 Interpretar experimentos ou técnicas que utilizam seres vivos, analisando implicações para o ambiente, a saúde, a produção de alimentos, matérias primas ou produtos industriais. H30 Avaliar propostas de alcance individual ou coletivo, identificando aquelas que visam à preservação e a implementação da saúde individual, coletiva ou do ambiente. 9 ClassifiCação dos seres vivos A invenção do microscópio possibilitou a desco- berta de um mundo completamente novo, de criaturas unicelulares, as quais não se encaixavam em nenhum dos grupos existentes (animais e vegetais). Dessa for- ma, criou-se um terceiro grupo de seres vivos, protista, o qual comportava os seres unicelulares. A árvore filo- genética de Haeckel (1866) possui considerações sobre o processo evolutivo nas relações entre diferentes gru- pos de seres vivos. De acordo com a visão clássica de Haeckel, foi formulado o modelo dos cinco reinos de Whitaker (1969), esquema dominante até o ano 1980. Abaixo a ilustração do modelo proposto por Whitaker: PLANTAE FUNGI ANIMALIA PROTISTA MONERA Un ice lu la r M ul tic el ul ar Co m m em br an a nu cle ar - - c om pl ex id ad e cr es ce nt e Se m m em br a- na n uc le ar Sistema de Whitaker (1969) Em 1983, Woese usou o sequenciamento do DNA para arquitetar uma árvore filogenética universal, qual ainda hoje é amplamente aceita. Woese mostrou que os procariontes não são um grupo coeso, classificando-os em dois grupos diferentes. Sendo assim, a árvore de Woe- se separa os seres vivos em três grupos: Eucaria (os euca- riontes), Bacteria (as eubacterias) e Archaea (as arqueo- bactérias), onde os dois últimos são procariontes. Apesar de todo estudo de Woese, essa árvore universal ainda não responde à principal questão: “quem é o ancestral comum dos seres vivos?”. Vários estudos filogenéticos envolvem esses três domínios (Eucaria, Bacteria, Archae), os quais tenta verificar uma relação de parentesco entre eles. O aumento do número de sequenciamento do DNA para vários organismos pode ocasionar alteração no ce- nário dessas descobertas. DOMÍNIOS: REINOS: BACTERIA Eubacteria ARCHAEA Archaebacteria EUKARYA Animalia Fungi Plantae Protista Ancestral comum Hipótese de Woese (1983) ClassifiCação dos grandes grupos de Criptógamas O termo criptógamas (órgãos sexuais ocultos) é usado de forma genérica juntando algas, fungos, brió- fitas e pteridófitas. Esse termo não tem nenhum valor taxonômico. Existe uma grande diversidade de organis- mos estudados dentro de criptógamas, por exemplo, no modelo de classificação proposto por Woese existem representantes das criptógamas em dois grupos, euca- riontes e eubactérias, ou, no sistema de Whittaker, onde há representantes em quatro dos cinco reinos. CaraCterização, biologia e importânCia dos fungos - introdução A micologia, área de estudo dos fungos, é re- lativamente recente (cerca de 250 anos) se compara- da a outras áreas da biologia como a Botânica. Alguns grupos de fungos foram descobertos apenas há 30-40 anos. A maioria das pessoas não tem consciência da im- portância dos fungos em nosso cotidiano. Para exempli- ficar alguns dos papéis dos fungos, basta lembrar-se das aplicações dos conhecimentos sobre eles em disciplinas de Medicina, Veterinária, Bioquímica, Agronomia, Ge- nética, Citologia etc. Foram descritas cerca de 70.000 espécies, apesar disso, estima-se que este número seja de apenas 5% das espécies existentes. Isso mostra o quanto o grupo dos fungos é pouco conhecido por nós, possuindo um alto potencial para se tornar alvo de no- vas pesquisas. 10 Origem Há cerca de 1 bilhão de anos, os fungos verda- deiros irradiaram como um grupo independente dos animais. Apesar dos registros fósseis pobres sobre esse grupo, eles indicam presença de fungos no Proterozoico (900 - 570 milhões de anos), aumento da diversidade durante a Era Paleozoica, e a presença de todas as clas- ses atuais na Época Pensilvânia (320 - 286 milhões de anos). A origem da maioria dos grupos parece ser terres- tre, embora todos os grupos tenham invadido as águas continentais e marinhas. A ressalva é a classe Chytridio- mycetes que possivelmente teve origem aquática. A importância de estudar os fungos Apesar do estudo dos fungos ser recente, este grupo de seres vivos é conhecido pela humanidade há vários séculos, tanto por seus benefícios quanto pelos seus malefícios. Muitas doenças de metazoários e plan- tas são causadas por fungos. Nos metazoários, incluindo humanos, os fungos podem provocar alergias cutâneas e respiratórias, infecções em mucosas e outros tecidos subcutâneos, e ainda infecções crônicas e letais em ór- gãos inteiros. Com exceção dos dentes, tecidos e órgãos humanos podem ser afetados por esses seres vivos. Nós, seres humanos, e outros animais, depende- mos da agricultura para obter alimentos; assim, doen- ças fúngicas que causem perdas significantes nas plan- tações são importante para sociedade em geral e para economia. Os fungos não atacam somente os campos de produção, também acometem os estoques, levando à destruição ou produzindo toxinas potentes (micotoxi- nas) nos alimentos. Desde a antiguidade os fungos são usados pela humanidade, como forma de alimento. Posteriormente, também na indústria alimentícia, para a produção de cervejas, vinhos, pães e queijos. Mais tarde, descobri- ram-se produtos produzidos pelos fungos, como a Pe- nicilina, e com o auxílio da biotecnologia, permitiu-se produzir esses metabólitos em larga escala, em labora- tório. Atualmente, as substâncias fúngicas incluem áci- dos orgânicos, alguns antibióticos (além da Penicilina), etanol, pigmentos, vitaminas, entre outros. Além disso, os fungos podem ser usados como modelo experimen- tal dentro da pesquisa em áreas como a Bioquímica, a Biologia molecular e a Genética dos eucariontes. Caracterização Os fungos são organismos eucariontes, que cumprem papel fundamental tanto nos ecossistemas terrestres quanto aquáticos. Alguns são exclusivamente unicelulares, mas a maioria apresenta corpos pluricelulares, haploides durante a maior parte de seu ciclo de vida. Eles apresentam um modo de alimentação único, digerindo o alimento fora do corpo e absorvendo os nutrientes diretamente do ambiente externo. O corpo dos fungos é composto basicamente de redes de filamentos finos denominados hifas. As hifas são compostas por células unidas entre si por uma longa parede celular constituída, na maioria das espécies, de quitina. O conjunto de hifas forma uma massa enovelada denominada micélio, cuja estrutura ajuda a maximizar a eficiência na alimentação do fungo. Os fungos podem realizar reprodução sexuada ou assexuada, através da produção de esporos. O ciclo de vida dos fungos possui duas fases: uma somática, que envolve atividades alimentares, e outra reprodutiva, que envolve o processo de reprodução (sexuada ou assexuada). As estruturas assexuadas e sexuadas são formadas isoladamente ou em grupos; quando formadas dessa última maneira, constituem o que chamamos de corpos de frutificação. Portanto, os esporos podem ser desenvolvidos em ascomas (onde são produzidos os ascos) ou basidiomas (onde são produzidos os basídios), e os conídios podem ser desenvolvidos em conidióforos isolados ou agrupados, compondo então os conidiomas. Os fungos são classificados em três grupos, de acordo como tipo de reprodução realizada: § Anamorfo − fungo que no ciclo de vida possui apenas a reprodução assexuada. § Teleomorfo − fungo que no ciclo de vida pos- sui apenas a reprodução sexuada. § Holomorfo − fungo que no ciclo de vida possui ambas as reproduções, sexuada e assexuada. 11 Ocorrência e distribuição Os fungos necessitam de água e matéria orgâni- ca para seu crescimento e desenvolvimento, em que a temperatura ideal é em geral 20°C e 30°C e o pH próxi- mo a 6, isto é, ligeiramente ácido. Comrelação ao meta- bolismo enérgico os fungos podem ser classificados em aeróbios (utilizam o oxigênio para obtenção de ener- gia) e anaeróbios facultativos (na presença do oxigênio utiliza-o pra produção de energia, e na ausência, realiza o processo de fermentação). A distribuição geográfica dos fungos é ampla, ocorrendo nos mais variados am- bientes, como aquáticos (marinhos ou água doce), e terrestres. Assim como ocorre com as demais espécies, a diversidade da maioria dos grupos de fungos aumenta nas regiões tropicais e diminui em direção aos polos. morfologia Os fungos podem ser formados por uma única célula (unicelulares), formando pequenas colônias ou podem ser formados por muitas células (indivíduos pluricelulares). Os fungos pluricelulares são caracterizados por corpos sésseis (talo), geralmente constituídos de hifas. As hifas, no geral, podem ser classificadas em apocíticas (com septo) ou ceno- cíticas (sem septo). O conjunto de hifas que forma o talo dos fungos é denominado de micélio, o qual é muito ramifica- do, compondo, às vezes, corpos macroscópicos complexos, como, por exemplo, os cogumelos. De acordo com o arranjo das hifas, o micélio pode ser separado em dois tipos: pro- sênquima (aparência distintamente filamentosa) e pseudo- parênquima (estrutura filamentosa não reconhecida). Hifas cenocíticas Núcleos Septos Hifas Hifas septadas Comparação entre hifas com e sem septo Parede celular O constituinte mais comum da parede celular de fungo é o polissacarídeo quitina, o qual está presente na parede celular das leveduras (Classe Ascomycetes). Outras espécies, desta mesma classe, têm a parede ce- lular formada de outro polissacarídeo, a celulose. Já a classe Myxomycetes e certas espécies de Chytridiomyce- tes não possuem parede celular. Substância de reserva O glicogênio é a principal substância de reser- va dos fungos. O glicogênio, assim como a quitina e a celulose, são polissacarídeos formados por vários mo- nômeros de glicose; o que diferencia essas moléculas é a estrutura química. O glicogênio apresenta uma cadeia muito ramificada em comparação aos demais. Reprodução Os fungos, em sua maioria, se reproduzem atra- vés da produção de um grande número de esporos, por via sexuada ou assexuada. Estes esporos podem ser móveis, como os zoósporos dos quitridiomicetos, ou imóveis, como os conídios dos ascomicetos. Na fase sexuada do ciclo de vida, as hifas de dois micélios diferentes se estendem uma em direção à outra e se fundem; primeiro, há a fusão do citoplasma (plasmogamia). Os núcleos de cada hifa não se fun- dem no mesmo momento da plasmogamia, podendo permanecer assim por horas, dias ou anos, e dizemos que o micélio, nesta configuração, é heterocariótico (com dois núcleos separados), representado da forma n+n. Em seguida, ocorre a cariogamia, quando os nú- cleos haploides se fundem, gerando zigotos diploides. Estes sofrem meiose, gerando esporos haploides que, quando caem em um lugar suficientemente úmido onde haja alimento, germinam, produzindo um novo micélio haploide. Diversos fungos, porém, realizam apenas a fase sexuada do ciclo de vida. Nesta, os esporos são produzidos por mitose, como nos bolores, por exemplo. Em várias espécies de fungos, as hifas produto- ras de esporos estão agrupadas em estruturas especia- lizadas denominadas corpos de frutificação, que são os populares cogumelos. 12 fase heterocariótica (n + n) CARIOGAMIA (fusão de núcleos) REPRODUÇÃO SEXUADAREPRODUÇÃO ASSEXUADA núcleo diploide esporângio esporângio MEIOSE MITOSE GERMINAÇÃOGERMINAÇÃO esporos esporos fase haploide fase diploide fase dicariótica micélio PLASMOGAMIA (fusão de citoplasmas) Ciclo de vida genérico com fase sexuada e assexuada nutrição e metabolismo Os fungos são considerados seres heterotróficos, não produzem o próprio alimento, necessitando de mate- riais orgânicos já formados. Devido a parede celular, a nutrição é realizada por absorção de nutrientes resultantes do processo de digestão extracorpórea. Esse processo envolve a liberação de enzimas digestivas no meio, as quais digerem as partículas de alimentos e posteriormente os fungos absorveram os nutrientes provenientes desse pro- cesso. Com relação à forma de nutrição os fungos podem ser subdivididos em: § Saprófitas obrigatórios − Fungos que retiram seus nutrientes da matéria orgânica morta, e não são parasitas. § Parasitas facultativos ou saprófitas facultativos − Fungos que, dependendo das condições do meio, podem atuar como saprófitos ou parasitas (causado doenças em plantas e animais). § Parasitas obrigatórios − Fungos que dependem de outros seres para viver. § Simbiontes − como as micorrizas (associação mutualística entre fungos e raízes de plantas) e liquens (associação mutualística entre fungas e algas). ClassifiCação O Reino Fungi apresenta grande diversidade e ainda há muitas dúvidas sobre sua origem e evolução. Sendo assim, a classificação taxonômica desse grupo é difícil e sofreu diversas alterações nos últimos tempos. Relação entre os grupos do Reino Fungi e seus representantes 13 Neste livro iremos abordar as cinco classes: Myxomycetes, Oomycetes, Zygomycetes, Ascomycetes e Basydiomycetes. As duas primeiras já não são mais classificadas como fungos. Alguns autores ainda dividem os Zygomycetes, separando o grupo considerado mais antigo: os Chytridiomycetes. Já as duas últimas passaram a englobar espécies que antes pertenciam ao extinto grupo dos Deuteromycetes, como as espécies de Penicillium, que hoje estão inclusos como Ascomycetes, o maior dentre os grupos do Reino Fungi. Abaixo temos a representação de uma das relações filogenéticas aceita hoje entre os grupos de fungos: Chytridiomycetes Zygomycetes (bolores das frutas, do pão, etc. - Rhizopus, Mucor, Pilobolus etc.) Basidiomycetes (cogumelos, orelha de pau, ferrugens, carvões etc.) Ascomycetes (leveduras - Saccharomyces, bolores - Penicillium etc.) CaraCterístiCas básiCas dos fungos verdadeiros § Eucarióticos. § Parede celular contendo quitina. § Reserva na forma de glicogênio § Nutrição por absorção (sem clorofila e heterotróficos). § Sem tecidos verdadeiros. § Reprodução por de esporos meióticos (sexual) e mitóticos (assexual). Classes CLASSE MYXOMYCETES Características gerais § Plasmodio é a estrutura vegetativa que apresenta movimentos ameboides e realiza fagocitose. § Parede celular ausente § Reprodção por esporos São mais próximos evolutivamente de seres protistas ameboides, sendo assim não pertence aos fungos verdadeiros. Formam esporos, característica compartilhada pelos fungos, algas e outras plantas, no entanto, têm característica ameboide dos plasmódios e mixamebas, sem parede celular e seu modo de nutrição e através do processo de fagocitose (englobamen- to de partículas grandes e sólidas). Grupo com aproximadamente 700 espécies e relativamente homogêneo com relação aos organismos. Desenvolve-se em regiões sombreadas e úmidas, como, por exemplo, sobre folhas em decomposição, no interior de matas e madeira. O plasmódio (parte vegetativa) é composto de uma massa multinucleada citoplasmática, que está envolvida por membrana plasmática, porém sem parede celular. Não possui forma definida, tem uma aparência gelati- nosa, podendo atingir até 10 cm de diâmetro. Apresenta pigmentos que podem resultar em cores variadas como o amarelo, enegrecido e outras. Essa coloração é dependente do tipo de alimento ingerido e do pH. O ciclo de vida é do tipo alternâncias de gerações ou haplodiplobionte. Quando ocorrem mudanças ambientais, tornando o ambiente mais seco, os esporângios (corpos de frutificação) se diferenciam. Quando maturam, possuem aparência dessecada, o que leva ao rompimento desta e à liberação dos esporos para o meio, dispersando-os no ar. Os esporos possuem resistência ao dessecamento, e quando as condições estão favoráveis, os esporos podem ger- 14 minar,processo que libera células ameboides ou células flageladas (o tipo de célula liberada depende da umidade do ambiente). O encontro de esporos pode levar à fusão desses e à formação do zigoto 2n, o qual sofre divisões mitóticas sucessivas, tornando-se novamente o plasmó- dio. Lembrando que o processo de meiose acontece na formação dos esporos. CLASSE OOMYCETES Características gerais § Septos, se presentes (separam os esporângios dos gametângios), são completos (ausência de poros). § Parede celular é de celulose e beta glucano (sem quitina). § Micélio unicelular. § Ciclo de vida haplodiplobionte. § Reprodução espórica ocorre por zoosporos (en- dósporos) biflagelados. § Reprodução gamética ocorre através do contato de gametângios (anterídios e oogônios). A classe não pertence mais aos fungos, seu nome vem do fato de a oosfera se formar no interior de oogônios. Possuem flagelos e são aquáticos. O micé- lio vegetativo diploide é resultante da meiose gamética (formação dos gametas). CLASSE ZIGOMICETES Características gerais § Septos, se presentes (delimitam estruturas de re- produção), completos. § Parede celular de quitina. § Micélio cenocítico. § Ciclo de vida haplodiplobionte. § Reprodução gamética através conjugação de ga- metângios (cenogametas) e produção de zigós- poros que dão nome à classe. § Reprodução espórica abrange a formação de endósporos. § Sem gametas ou esporos flagelados. Aproxidamente 1.000 espécies são conhecidas como, Rhizopus, Mucor, Absidia e Zygorhynchus, conhe- cidos como bolores ou mofos. A maioria é de ambiente terrestre e tem seus esporos dispersos através do ar. A nutrição dessa classe é variada, apresentam fungos sa- prófitos, parasitos facultativos ou obrigatórios. Rhizopus stolonifer em uma laranja CLASSE ASCOMYCETES Características gerais § Septos centralmente perfurados, ou seja, poro simples. § Parede celular de quitina. § Micélio filamentoso bem desenvolvido, pluricelu- lar e unicelular. § Em geral, ciclo de vida haplodiplobionte. § O asco (estrutura em forma de saco) é a caracte- rística marcante dessa classe, a qual contém en- dósporos (ascósporos), resultantes do processo de cariogamia seguida pela meiose. § Reprodução gamética através da copulação de gametângios, contato de gametângios, esper- matização ou somatogamia. § Reprodução espórica através de exósporos (co- nídios), formados nas extremidades dos conidi- óforos. § Sem células flageladas. Trufas 15 Saccharomyces cerevisiae é unicelular, que apresenta ciclo de vida haplodiplobionte, envolvendo a junção de células gaméticas e os ascos são isolados. Já os ascomicetes filamentosos têm ciclo de vida mais complexo: I. os gametângios (ascogônios e anterídios) são desenvolvidos em indivíduos diferentes (+) e (-) (micélio heterotálico). Através do contato desses gametângios ocorre a fertilização. II. A sequência da fertilização, produz-se hifas ascógenas (função: propagar o resultado da fertilização), pro- vinientes do ascogônio que acendem e se ramificam, conservando os dois núcleos parentais (hifas dicarió- ticas). Ou seja, acontece plasmogamia, mas não cariogamia. Diferenciam-se três tipos de ascocarpos: I. Cleistotécio: fechado. II. Peritécio: em forma de urna. III. Apotécio: em forma de taça. CLASSE BASIDIOMYCETES Características básicas § Septos com o centro perfurado. § Parede celular de quitina. § Micélio filamentoso bem desenvolvido e pluricelular. § Em geral ciclo de vida haplodiplobionte. § A característica marcante da classe é o basídio, a qual forma os esporos exógenos (basidiósporos). § Reprodução gamética por espermatização ou somatogamia. § Apresenta uma fase dicariótica (dois tipos de núcleos, oriundos dos parentais). § Reprodução espórica através de exósporos especializados (conídios), formados na extremidade de conidióforos. § Sem células flageladas Amanita muscarua: fungo venenoso Orelha de pau 16 Os basidiomicetes apresentam muitas semelhanças com ascomicetes. As características das duas classes estão comparadas na tabela a seguir. Comparação entre Ascomicetos e Basidiomicetos Características Ascomycetes Basidiomycetes Parede celular quitina e β glucano quitina e β glucano Talo Micélio com hifas bem desenvolvidas ramificadas e septadas Septo poro simples Poro doliporo Fase dicariótica curta; hifas ascógenas longas; micélio secundário Reprodução gamética asco (endósporos) basídio (exósporos) Corpo de frutificação ascocarpo basidiocarpo Reprodução vegetativa brotamento, fissão, fragmentação, artrósporos, clamidósporos, conídios, artróspores, clamicósgoros e conídios Brotamento, fragmentação, Artrósporos, conídios Dicariotização copulação de gametângos, contato de gametângios, espermatização e sematogamia Espermatização, somatograma Importância dos fungos Os fungos são de importância vital para a sobrevivência dos ecossistemas e do homem. § Ecologia − São decompositores da matéria orgânica e, assim, fundamentais para o funcionamento dos ecossistemas, desse modo, sendo responsáveis pela reciclagem de nutrientes. A decomposição da matéria orgânica morta libera para o ambiente vários sais minerais, como, o nitrogênio, fósforo, enxofre, potássio, magnésio, ferro, cálcio e outros. Se não ocorresse a decomposição da matéria todos esses sais minerais ficariam retidos e indisponíveis para as plantas. No entanto, em algumas situações geram prejuízos para o homem, pois são, muitas vezes, a causa do apodrecimento de alimentos e da madeira. Não se pode esque- cer dos líquens, estes são associações entre algas e fungos. São sempre usados como exemplo de simbiose mutualística, onde o fungo absorve nutrientes orgânicos oriundos das algas, e estas adquirem proteção contra dessecamento e também luz. § Agricultura − Através de uma associação simbionte mutualística entre fungos e raízes de plantas, chama- das de micorrizas, as plantas se desenvolvem, já que se beneficiam de um ambiente úmido e rico em sais minerais, criado pelos fungos. Estes, por sua vez, recebem substâncias orgânicas das plantas. No entanto, outros fungos causam prejuízos em plantações porque são parasitas de plantas, como exemplo, as ferrugens da cana-de-açúcar e do café. § Pecuária e saúde pública − Podem parasitar animais levando a prejuízos na pecuária. Apenas a presen- ça de esporos no ar pode produzir alergias em animais não humanos e em humanos. Alguns fungos liberam metabolitos secundários contaminando cereais e, consequentemente, transmitindo essas toxinas para aves e mamíferos domésticos através do consumo de ração contaminada e transmitindo isso para o homem. § Alimentação do homem − Saccharomyces cerevisiae (levedura, fermento) é muito usado na indústria alimentícia. Essa espécie realiza processos fermentativos, que estão envolvidos na produção da cerveja, do álcool etílico, vinho, pão etc. Outros fungos participam da produção de glicerina, vitaminas, ácidos orgâni- cos, enzimas e antibióticos (penicilina). Muitos fungos são consumidos diretamente como alimento. § Medicina, ciências − Os fungos são de fundamental importância para o homem, pois fabricam os an- tibióticos (Penicillium − penicilina). Vale ressaltar, que os antibióticos participam da seleção de linhagens resistentes de bactérias através do seu uso pela sociedade. Em adicional, espécies como, Saccharomyces cerevisiae, Neurospora crassa, entre outras, são usadas como organismos-modelo em várias áreas da ciência como a genética, bioquímica e biologia molecular. 17 miCologia médiCa A Micologia é uma área da Medicina tem como objetivo estudar as infecções por fungos e fornecer os possíveis diagnósticos. Classificação das micoses § Micoses superficiais: são infecções provocadas por fungos que instalam-se em camadas superficiais do organismo. Os sintomas são: nódulos ou manchas pigmentares na pele. A hifa é a forma invasiva do fungo. Fonte:1.http://globale-dermatologie.com/as-dermatologie.com/as-infeccoes-de-pele-fungos-e-leveduras-micoseportugues. html; 2. http://telmeds.org/atlas/micologia/leveduras/malassezia-furfur/ 1 2 Pitiríase versicolor (pano branco), em humanos, causada pela Malassezia furfur. § Micoses subcutâneas: o fungo nesse caso se instala através de um traumatismo e se dissemina, levando à lesão supurada da pele ou do tecido subcutâneo. a b c Fonte: a.http://diggingri.wordpress.com/2010/02/08/weird-garden-diseases-part-i/ b.http://www.saber.ula.ve/tropical/contenido/capitulo6/capitulo42/�guras/42-0002-es.html c.http://www.dac.uem.br/micologia/micoses_subcutaneas.php Micose subsutânea: a. Esporotricose; b. Direto; c. Cultura (Sporothrix. schenckii); Fontes: a. http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0375-07602005000300013&script=sci_arttext b. http://anatpat.unicamp.br/lampele5.html c. http://www.mold.ph/fonsecaea.html Micose subsutânea: a. Cromoblastomicose; b. Corpos fumagóides; c. Cultura (Fonsecaea pedrosoi). 18 § Micoses sistêmicas: são causadas por inalação de propágulos fúngicos, assim, a lesão primária é pulmo- nar. Como o fungo pode se espalhar pelo organismo através do sangue, pode causar lesões extrapulmona- res nos indivíduos. Fontes: 1. http://www.ricardosgomez.com/paracoccidioidomicose 2. http://anatpat.unicamp.br/biin�paracoo1.html 3. http://www.dac.uem.br/micologia/micoses_sistemicas.php Paracoccidiodomicose na cavidade oral (1); Direto: levedura (2); Cultura P. brasiliensis (3). § Micoses oportunísticas: quando o organismo está imunossuprimido, esses fungos aproveitam para inva- dir o corpo do individuo. Esses fungos possuem porta de entrada variável. Esses fungos podem instalar-se em vários órgãos, gerando sintomas cutânea, subcutânea ou sistêmicamente. 1 2 3 4 5 6 Fontes: 1. http://www.ginorte.com.br/textos/candidiase.html 2 e 3. http://dermatlas.med.jhmi.edu/derm/indexDisplay.cmf?ImageID=.763630613 4. http://www.odontoblogia.com.br/estomatologia-2/queilite-angular-bloqueira 5. http://saude.culturamix.com/higiene/infeccao-de-unha 6. http:www.microbeword.org/index.php?option=com_jlibrary&view=article&id=1097 Tipos de candidíases: 1. Vulvovaginite; 2. Balanopostite; 3. Assaduras; 4. Boqueira; 5. Unhas candidosa; 6. Cultura (pseudo-hifas, blastoconídios e clamidósporos). 19 fungos fitopatogêniCos Entre as parasitoses vegetais, as mais frequentes são causadas por fungos, os quais chamamos de fungos fitopatogênicos. Esses fungos, comumente, habitam o solo ou são transmitidos por vetores, como o vento ou a chuva. As plantas doentes apresentam sintomas, como diminuição na produtividade, amarelecimento, manchas, nanismo, morte da planta etc. 1) 2) 3) 4) 5) Fonte: 1.http://www.jardins.com.br/cuidar/imagens/ferrugem.jpg; 2.http://4.bp.blogspot.com/_SO_JYKtl9A8/Rttqxb_Z6Zl/AAAAAAAABJ8/uX3aJcT1f_4/s320?Ustilago_ maydis_de_2.jpg; 3.http://www.portalsaofrancisco.com.br/imagem.php 4.http://www.ufv.br/dfp/bac/frsol.jpg 5.http://www.ufrgs.br/agro�tossan/galeria/tipos_detalhes.asp?id_registro=486&id_nomes=40 Doenças de plantas: 1. Ferrugem em gramíneas; 2. Carvão no milho; 3. Podridão no morango; 4. Mancha castanha do amendoim; 5. Murcha em tomateiro. Vídeo ASSISTIR INTERATIVIAA DADE O Mundo Secreto dos Jardins - 08 - Fungos Fonte: Youtube 20 21 APLICAÇÃO NO COTIDIANO Fungos do gênero Penicillium foram os responsáveis pela descoberta acidental da penicilina, na década de 1920, por Alexandre Fleming. Considerada uma das mais importantes classes de antibióticos desde sua descoberta, graças a ela diversas doenças bacterianas, antes inevitavelmente mortais, puderam ser tratadas. Outros antibióti- cos, como a eritromicina, também têm como princípio ativo substâncias produzidas por fungos. Estudos recentes também indicam a aplicação destes: na produção de álcool combustível, por meio do ba- gaço de cana-de-açúcar, madeiras e papéis (Trichoderma reesei); na degradação do benzeno, naftaleno, fluoreno e biossorção de metais pesados e radioativos; em estudos de genética, por crescerem e se reproduzirem com grande rapidez; na produção de vitaminas; na fabricação de detergentes biodegradáveis; e diversos outros usos. Algumas empresas ainda utilizam esses organismos para o controle de qualidade de seus produtos – da Johnson & Johnson à indústria de equipamentos de navios e submarinos –, garantindo a durabilidade e resistência, à ação de fungos, daquilo que produzem. INTERDISCIPLINARIDADE Biofilmes superficiais formados por fungos e outros micro-organismos, e associados a outros materiais particulados, podem reduzir em até 10% a produção de energia de painéis fotovoltaicos, que transformam a energia solar em elétrica. A descoberta, inédita no mundo, é resultado do estudo "e da avaliação da influência de biofilmes" (fungos e fototróficos) na eficiência energética de módulos fotovoltaicos, realizado pela pesquisadora Márcia Aiko Shirakawa, do Departamento de Engenharia de Construção Civil (DECC), da Escola Politécnica (Poli) da USP. O projeto multidisciplinar teve por objetivo avaliar se o crescimento de micro-organismos, no caso fungos e organismos fototróficos (como cianobactérias e microalgas), poderiam diminuir a aquisição da energia solar em módulos fotovoltaicos expostos na cidade de São Paulo. [...] Fonte: www5.usp.br/47464/estudo-da-usp-revela-que-microrganismos- podem-reduzir-producao-de-energia-solar-em-paineis. 22 CONSTRUÇÃO DE HABILIDADES Habilidade 29 - Interpretar experimentos ou técnicas que utilizam seres vivos, analisando implicações para o ambiente, a saúde, a produção de alimentos, matérias-primas ou produtos industriais. Os alunos devem saber aplicar os conhecimentos adquiridos em sala às situações problemas visando a melhoria da qualidade de vida, seja em situações relacionadas à saúde humana ou à qualidade ambiental, possibilitando também o desenvolvimento sustentável das atividades an- trópicas. É neste contexto que o Enem costuma abordar o Reino Fungi, uma vez que há certa complexidade taxonômica e variado modo de vida. Os fungos são tratados nesse exame a partir da sua importância ecológica, econômica e até mesmo medicinal. modelo (Enem) Foram publicados recentemente trabalhos relatando o uso de fungos como controle bio- lógico de mosquitos transmissores da malária. Observou-se o percentual de sobrevivência dos mosquitos Anopheles sp. Após exposição ou não a superfícies cobertas com fungos sabidamente pesticidas, ao longo de duas semanas. Os dados obtidos estão presentes no gráfico a seguir. No grupo exposto aos fungos, o período em que houve 50% de sobrevivência ocorreu entre os dias: a) 2 e 4. b) 4 e 6. c) 6 e 8. d) 8 e 10. e) 10 e 12. 23 análise expositiva Habilidade 29 O Enem aborda a diversidade de fungos principalmente no que tange seu papel ecológico no ecossistema, como também a sua utilidade empregada pelo homem, seja na indústria alimentícia ou na área da saúde. A questão aborda um experimento no qual foi utilizado um fungo como pesticida, afim de testá-lo como medida profilática da malária, em que ele atuaria como controle biológico do mosquito transmissor. Para desenvolvê-la é importante a análise cuidadosa do gráfico apresentado; nele é possível observar que mosquitos expostos ao fungo apresentam queda na taxa de sobrevivência e, a partir do eixo vertical, é possível veri- ficar que 50% de sobrevivência são encontrados, aproximadamente, no 9º dia de exposição. Alternativa D estrutura ConCeitual Eucariontes Heterotróficos por absorção (digestão extracorpórea) Ciclo de vida haplodiplobionte Unicelulares Ex.: leveduras Pluricelulares Ex: filamentosos -> hifas Parede celular: quitina Reserva energética: glicogênio ◊ Não são fungos verdadeiros ◊ Parede celular ausente ◊ Não são fungos verdadeiros ◊ Parede celular: celulose ◊ Parede celular: quitina ◊ Ex.: leveduras (Saccharomycetes cerevisiae) ◊ Parede celular: quitina ◊ Exs.: cogumelos, orelha-de-pau◊ Parede celular: quitina ◊ Ex.: mofos Mixomycetes Oomycetes Ascomycetes Basidiomycetes Zigomycetes R E I N O F U N G I 29 30 C BIOLOGIA N Briófitas e pteridófitas Competências 3, 4, 7 e 8 Habilidades 10, 12, 14, 27, 29 e 30 Competência 1 – Compreender as ciências naturais e as tecnologias a elas associadas como construções humanas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade. H1 Reconhecer características ou propriedades de fenômenos ondulatórios ou oscilatórios, relacionando-os a seus usos em diferentes contextos. H2 Associar a solução de problemas de comunicação, transporte, saúde ou outro, com o correspondente desenvolvimento científico e tecnológico. H3 Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas. H4 Avaliar propostas de intervenção no ambiente, considerando a qualidade da vida humana ou medidas de conservação, recuperação ou utilização sustentável da biodiversidade. Competência 2 – Identificar a presença e aplicar as tecnologias associadas às ciências naturais em diferentes contextos. H5 Dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de uso cotidiano. H6 Relacionar informações para compreender manuais de instalação ou utilização de aparelhos, ou sistemas tecnológicos de uso comum. H7 Selecionar testes de controle, parâmetros ou critérios para a comparação de materiais e produtos, tendo em vista a defesa do consumidor, a saúde do trabalhador ou a qualidade de vida. Competência 3 – Associar intervenções que resultam em degradação ou conservação ambiental a processos produtivos e sociais e a instrumen- tos ou ações científico-tecnológicos. H8 Identificar etapas em processos de obtenção, transformação, utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou matérias-primas, considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos. H9 Compreender a importância dos ciclos biogeoquímicos ou do fluxo energia para a vida, ou da ação de agentes ou fenômenos que podem causar alterações nesses processos. H10 Analisar perturbações ambientais, identificando fontes, transporte e(ou) destino dos poluentes ou prevendo efeitos em sistemas naturais, produtivos ou sociais. H11 Reconhecer benefícios, limitações e aspectos éticos da biotecnologia, considerando estruturas e processos biológicos envolvidos em produtos biotecnoló- gicos. H12 Avaliar impactos em ambientes naturais decorrentes de atividades sociais ou econômicas, considerando interesses contraditórios. Competência 4 – Compreender interações entre organismos e ambiente, em particular aquelas relacionadas à saúde humana, relacionando conhecimentos científicos, aspectos culturais e características individuais. H13 Reconhecer mecanismos de transmissão da vida, prevendo ou explicando a manifestação de características dos seres vivos. H14 Identificar padrões em fenômenos e processos vitais dos organismos, como manutenção do equilíbrio interno, defesa, relações com o ambiente, sexualidade, entre outros. H15 Interpretar modelos e experimentos para explicar fenômenos ou processos biológicos em qualquer nível de organização dos sistemas biológicos. H16 Compreender o papel da evolução na produção de padrões, processos biológicos ou na organização taxonômica dos seres vivos. Competência 5 – Entender métodos e procedimentos próprios das ciências naturais e aplicá-los em diferentes contextos. H17 Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica. H18 Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos, sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam. H19 Avaliar métodos, processos ou procedimentos das ciências naturais que contribuam para diagnosticar ou solucionar problemas de ordem social, econômica ou ambiental. Competência 6 – Apropriar-se de conhecimentos da física para, em situações problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico- -tecnológicas. H20 Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de partículas, substâncias, objetos ou corpos celestes. H21 Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar processos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto da termodinâmica e(ou) do eletromagnetismo. H22 Compreender fenômenos decorrentes da interação entre a radiação e a matéria em suas manifestações em processos naturais ou tecnológicos, ou em suas implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais. H23 Avaliar possibilidades de geração, uso ou transformação de energia em ambientes específicos, considerando implicações éticas, ambientais, sociais e/ou econômicas. Competência 7 – Apropriar-se de conhecimentos da química para, em situações problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico- -tecnológicas. H24 Utilizar códigos e nomenclatura da química para caracterizar materiais, substâncias ou transformações químicas H25 Caracterizar materiais ou substâncias, identificando etapas, rendimentos ou implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais de sua obtenção ou produção. H26 Avaliar implicações sociais, ambientais e/ou econômicas na produção ou no consumo de recursos energéticos ou minerais, identificando transformações químicas ou de energia envolvidas nesses processos. H27 Avaliar propostas de intervenção no meio ambiente aplicando conhecimentos químicos, observando riscos ou benefícios. Competência 8 – Apropriar-se de conhecimentos da biologia para, em situações problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico tecnológicas. H28 Associar características adaptativas dos organismos com seu modo de vida ou com seus limites de distribuição em diferentes ambientes, em especial em ambientes brasileiros. H29 Interpretar experimentos ou técnicas que utilizam seres vivos, analisando implicações para o ambiente, a saúde, a produção de alimentos, matérias primas ou produtos industriais. H30 Avaliar propostas de alcance individual ou coletivo, identificando aquelas que visam à preservação e a implementação da saúde individual, coletiva ou do ambiente. 27 Estima-se que as plantas terrestres tenham aparecido na Era Paleozoica, derivadas a partir de ancestrais aquáti- cos. A origem e evolução das plantas terrestres estão relacionadas ao aparecimento de características adaptativas que tornaram os vegetais gradualmente independentes do meio aquático. Tanto mudanças morfológicas, quanto bioquímica, fisiológica e reprodutiva foram essenciais para essa evolução. Para sobreviver no ambiente terrestre é necessário possuir estrutura para diminuir a perda de água por evaporação. Muitas adaptações podem ser observadas nas plantas com essa função, como a epiderme com células justapostas e a camada de cera sobre a epiderme, chamada de cutícula, que diminui ainda mais a perda de água através da evaporação. No entanto, ao impermeabilizar as superfícies vegetais dificulta as trocas gasosas entre os vegetais e o meio, prejudicando os processos de respiração celular e fotossíntese. Assim aparecem, os poros e câmaras aeríferas, estruturas que permitem as trocas de gases com um mínimo de perda de água. Em outros grupos observa-se o surgimento de uma estrutura formada por células diferenciadas e especialmente da epiderme: os estômatos (abertura e fechamento dessas estruturas permite e troca de gases). Outra mudança necessária à conquista do ambiente terrestre envolve à absorção de água e nutrientes. O am- biente aquático possibilita que todas as células que cobrem o vegetal estejam em contato com o meio, o que admite a absorção diretamente da água e dos sais dissolvidos na água. Já no ambiente terrestre esses elementos são provenien- tes, de forma geral, do substrato. Estruturas como rizoides e raízes permitem fixação e apoio no substrato,e também a absorção de água e sais minerais. No meio terrestre, o transporte de substâncias inorgânicas (água e sal mineral) e de substancias orgânicas fabri- cadas pela planta, é realizado através de vasos. Diferente do que acontecia no meio aquático, onde a distribuição era por difusão (célula a célula), o que limita o porte desses vegetais. Os vasos condutores, além de transportar substâncias, participam da sustentação dos vegetais em meio terrestre, já que em ambiente aquático a própria água fazia esse papel. Em adicional, além dos vasos condutores, a presença da substância lignina, depositada na parede celular de alguns vasos, levando à morte dessas células (vaso condutor xilema), contribuem para a sustentação do corpo do vegetal. Em suma, esses elementos comportaram um aumento gradual do tamanho dos vegetais terrestres. No meio aquático existe uma dependência da água para reprodução, pois essa permite o transporte e dissemi- nação de gametas e esporos, além do processo de fecundação. Apenas nas gimnospermas e nas angiospermas a inde- pendência completa da água é garantida, pois ocorre a formação do tubo polínico durante a fecundação, e elementos reprodutivos passam a ser protegidos por um envoltório de células vegetativas. Comparação das características gerais dos grupos de plantas Características Avascular Vasculares (Traqueófitas) Briófitas Pteridófita Gimnosperma Angiosperma Tamanho Reduzido Variável Vasos condutores Ausentes Presentes Transporte de substância Lento, por difusão de célula a célula. Rápido, por difusão de célula e por vasos. Hábitat Aquático ou meio terrestre úmido. Variável (aquático e terrestre) Reprodução Dependência de água para fecundação. Só as primitivas (pteridófitas e algumas gimnosper- mas) dependem da água para fecundação. 28 Divisão bryophyta A Divisão Bryophyta abrange vegetais terrestres morfologicamente simples, denominados popularmente como “musgos” ou “hepáticas”. São indivíduos euca- riontes e pluricelulares (apenas as estruturas reproduti- vas são unicelulares). Características básicas § Presença de pigmentos fotossintetizantes como clorofila a e b. § Apresentam parede celular de celulose. § Presença de cutícula. § Substância de reserva: amido. § Ciclo de vida haplodiplobionte (esporófito depen- dente parcial ou completamente do gametófito). § Reprodução oogâmica. § Esporófito não-ramificado (possui um único es- porângio terminal). § Gametângios e esporângios englobados por ca- madas de células estéreis. Ocorrência O habitat mais comum das briófitas é o ambiente terrestre úmido. Contudo, algumas espécies possuem adap- tações que comportam a ocupação de outros tipos de am- bientes (ambientes com alta luminosidade e vulneráveis à desidratação, e ambientes polares). São sempre dependen- tes da água, pelo menos com relação à condução do antero- zoide flagelado até a oosfera. Sem representantes marinhos. Ciclo de vida e morfologia As briófitas possuem um ciclo de vida haplodiplo- bionte, exibindo alternância de gerações heteromórficas entre gametófito verde fotossintetizante independente e esporófito parcialmente ou completamente dependente do gametófito. ESTRUTURA DE UM MUSGO (BRIÓFITA) ESPORÓFITOS Filoides GAMETÓFITOS Cauloide Rizoides ANTÓCEROS MUSGOS Estrutura de um musgo (Briófita) Em estruturas específicas do esporófito (2n) ocorre a produção por meiose, de esporos (n) os quais germinam dando origem ao gametófito (n). Os gametó- fitos são constituídos por rizoides, filídios e caulídios (te- cidos não verdadeiros, por isso recebem esses nomes). Os gametófitos mais simples não possuem diferença entre filídio e caulídio e comumente são prostrados, sendo chamados talosos, enquanto aqueles onde se di- ferenciam essas estruturas são denominados folhosos. No ápice dos gametófitos aparecem estruturas repro- dutivas chamadas de arquegônios, onde se forma o ga- meta feminino (oosfera), e anterídios, onde formam o gameta masculino (anterozoide). Quando as condições ambientais de umidade estão adequadas, o anterídeo se rompe liberando os anterozoides haploides (peque- nos e biflagelados), que são atraídos para o arquegônio, onde estão as oosferas haploides, ocorrendo a fecunda- ção. No caso das briófitas, o zigoto (2n) formado ger- mina sobre a planta-mãe, resultando no esporófito (2n) dependente do gametófito (já que o esporófito perma- nece ligado ao gametófito por toda vida). O esporófito é formado basicamente por um pé (responsável pela ab- sorção de nutrientes e água), seta (estrutura de susten- tação) e cápsula (envoltório com esporos). O esporófito, ainda que sempre dependente do gametófito, pode, em algumas classes de Bryophyta, fazer fotossíntese, pelo menos durante o início de seu desenvolvimento. Reprodução Além da reprodução haplodiplobionte citada acima, as briófitas podem apresentar formas de repro- dução vegetativa: 1. Fragmentação − fragmentos do talo geram outro indivíduo. 2. Gemas (ou propágulos) − estruturas de resis- tência, as gemas são formadas dentro de estrutu- ras em formato de taça, chamadas conceptáculos. 3. Aposporia − formação do esporófito em ga- metófito sem que aconteça meiose. Pode gerar organismos poliplóides. 4. Apogamia − formação do gametófito em espo- rófito sem que ocorra fecundação. Pode aconte- cer a partir de gametas, de filídios ou do próprio protonema. 29 Classificação Atualmente, briófitas são classificadas pela maioria dos autores em três classes, Hepaticae, Anthocerotae e Musci. Outros autores abordam essas três classes como divisões, seguindo tendências pautadas no conhecimento da filogenia desses grupos. Classe Hepaticae Gametóforo (n) Gametóforos femininos (n) Rizoides Esquema de Marchantia mostra gametó tos femininos e gametóforos, onde se formam os gametas. Esquema de Marchantia mostra gametófitos femininos e gametófonos, onde se formam os gametas. Esquema de reprodução assexuada de hepáticas a partir de gemas.Esquema de reprodução assexuada de hepáticas a partir de gemas. A Classe Hepaticae é formada por aproximadamente 300 gêneros e 10.000 espécies, e suas principais características são: corpo achatado e preso no substrato por rizoides unicelulares. Na Classe Hepaticae estão todas as briófitas, que possuem o esporófito mais simples que se conhece. Re- presentantes dessa classe podem possuir esporófitos talosos ou folhosos, aclorofilados, não sendo visível a olho nu. Já os gametófitos são em forma de talo com aspecto lobado, séssil por rizoides, com células com cloroplastos, e arquegônios e anterídios na superfície. A maturação dos esporos ocorre de maneira simultânea e sua liberação através de uma abertura longitudinal, na cápsula, chamada de deiscência longitudinal. Marchantia polymorpha 30 Classe Anthocerotae A Classe Anthocerotae tem 4 gêneros e 300 espécies. Essa classe é formada por representantes talosos de aspecto lobado, fixo ao substrato através dos rizoides unicelulares. As células do gametófito possuem apenas um cloroplasto. O esporófito não apresenta seta e tem uma cápsula clorofilada e alongada. Esporó�to (2n) Gametó�tos (n) Esquema de antóceroAntóceros em crescimento, aderidos a solos e rochas úmidos. Classe Musci A Classe Musci é a maior classe das briófitas, sendo representada por aproximadamente 700 gêneros e 14.000 espécies. A Classe Musci é formada por representantes com gametófitos folhosos e fixos ao substrato através de rizoides pluricelulares. O esporófito é clorofilado, visível e bastante diferenciado. cápsula esporos haste �loide cauloide rizoide ga m et ó� to es po ró �t o Esquema de musgoMusgo Gametófito - Resumo das características diferenciais nas três classes de briófitas Hepaticae Anthocerotae Musci Estrutura Taloso ou folhosos Talosos Folhosos Simetria Dorsiventral ou unicelular Dorsiventral Radial Cloroplasto/célula Vários Um Vários Protonema Reduzido Ausente Presente Anterídios/arquegôniosSuperficiais Imersos Superficiais 31 Esporófito - Resumo das características diferenciais nas três classes de briófitas. Hepaticae Anthocerotae Musci Estrutura Pequeno, aclorofilado Grande, clorofilado Grande, clorofilado Crescimento Definido Contínuo Definido Seta Presente Ausente Presente Forma da cápsula Simples Alongada Diferenciada (opérculo, peristômio) Maturação dos esporos Simultânea Gradual Simultânea Dispersão dos esporos Elatérios Pseudoelatérios Dentes do peristômio Columela Ausente Presente Presente Deiscência Longitudinal ou irregular Longitudinal Transversal Estómatos Ausente Presente Presente Turfa Material de origem vegetal parcialmente decomposto, produzido há milhares de anos através da deposição de restos de plantas como o Sphagnum (grupo de musgos). Em condições geológicas adequadas, comumente em áreas pantanosas, transformam-se em carvão. Também são utilizadas como fertilizantes em vários produtos agrícolas.. Importância das briófitas § Dentro da ecologia, as briófitas são importantes porque são espécies pioneiras na colonização, instituindo condições para a disposição posterior de outros indivíduos. Por esse motivo, são plantadas em locais sujeitos à erosão. § O gênero Sphagnum possui uma grande capacidade de absorver e reter líquidos, por isso é muito utilizado na horticultura. § A turfa, usada como combustível é originária da deposição de Sphagnum em lagos de ascendência glacial no hemisfério norte. A turfa também é usada na destilação do uísque escocês, o que fornece a essa bebida seu aroma característico. introDução às plantas vasculares - pteriDófitas As traqueófitas são plantas que possuem tecidos vasculares que realizam o transporte de água, sais minerais e outras substâncias através do corpo do vegetal; estão nesse grupo as pteridófitas, gimnospermas e angiospermas. As pteridófitas são pluricelulares, eucariontes e fotossintetizantes, e são as primeiras plantas a apresentarem tecido condutor e de sustentação. As características que diferenciam as pteridófitas das briófitas são: § Presença de tecidos vasculares. § Ciclo de vida haplodiplobionte, na qual a fase duradoura é o esporófito. § Muitos estômatos em todas as partes fotossintetizantes do vegetal. As briófitas e pteridófitas são plantas criptógamas, as quais possuem estruturas produtoras de gametas pouco visíveis. Alguns exemplos de pteridófitas são: § Lycopodium e Selaginella: o gênero Lycopodium possui uma ampla distribuição desde regiões árticas ate tropicais. Selaginella é típica de regiões tropicais § Samambaias e avencas: comum de regiões tropicais. 32 Ciclo de vida e morfologia O ciclo de vida das pteridófitas é alternância de gerações, possuindo uma fase haploide (n), denomina- da gametófito e uma fase diploide (2n), chamada de es- porófito, a qual é a fase duradoura do ciclo. O esporófito é a parte mais desenvolvida e tem como constituintes, raiz, caule (tipo rizoma) e folha. Não há flores e nem frutos nesse grupo. As pteridófitas possuem dois tipos de ciclo de vida: a homosporia (gametófito monoico) e a hete- rosporia (gametófito dioico). No ciclo homosporado é produzido um esporo, o qual germina dando origem a gametófitos bissexuados. Já no ciclo heterosporado são produzidos esporos distintos, chamados de micrós- poros e megásporos, que quando germinam originam gametófitos de sexos separados, denominados de mi- crogametófitos e de megagametófitos. A pteridófitas são homosporadas, como a samambaia. Dessa forma, descreveremos o ciclo reprodutivo desse grupo especi- ficamente. As samambaias possuem em suas folhas um conjunto de esporângios chamados de soros, estruturas especializadas que surgem como pequenos pontos pretos na superfície da folha. As células do esporângio (2n) sofrem o processo de meiose produzindo os esporos (n). A liberação dos esporos ocorre em dias quentes com baixa umidade. Quando os esporos caem em uma região propícia podem germinar, produzindo, por mitose, um gametófito bissexuado (n), verde e denominado e a prótalo. Esse prótalo possui rizoides, o que garante a estabilidade do gametófito no substrato, e a absorção de nutrientes e água. O gametófito possui o arquegônio (n), local de produção da oosfera (n), e o anterídeo (n), região de produção dos anterozoides (n). O anterozoide flagelado, na presença de água, nada até alcançar o arquegônio e encontrar a oosfera. Dessa forma, ocorre a fusão da oosfera e do anterozoide, o que designa o processo de fecundação, e a formação de um zigoto (2n). O zigoto cresce por mitose, desenvolvendo-se em embrião, que inicia seu desenvolvimento, o qual necessita do game- tófito por um pequeno período tempo. O embrião rea- liza sucessivas mitoses se transformando em esporófito (2n), o qual se fixa no solo e inicia um novo ciclo. Divisão Psilophyta Características básicas § Caule vascularizado e fotossintetizante. § Ausência de folhas. § Ausência de raízes (presença de rizoides unice- lulares). § Esporângios terminais reunidos em sinângios. § Gametófito cilíndrico aclorofilado. Divisão lycopodiophyta Características básicas § Caule, raízes e folhas verdadeiras (vascularizadas). § Esporângios reunidos em estróbilos. § Homosporadas ou heterosporadas. § Gametófito cilíndrico clorofilado. Selagínella tamariscina Classe arthrophyta Características básicas § Caule, raizes e folhas verdadeiras (vascularizadas). § Esporângios reunidos em esporangióforos. § Homosporadas. § Esporos com elatérios. § Gametófito membranoso clorofilado. Classe pteridopsida Características básicas § Caule, raízes e folhas verdadeiras (vascularizadas). § Folhas macrófilas (com exceções). § Vernação circinada e consequente presença de báculo. 33 § Esporângios reunidos em soros, espigas, sinân- gios ou esporocarpos. § Homosporadas (heterosporadas em poucos grupos). § Gametófito clorofilado. Equistum arvense, popularmente conhecida como cavalinha. fósseis De criptógamas vasculares As primeiras Pterophyta surgiram provavelmente no Devoniano médio. Plantas com aparência semelhante às atuais, as quais se tornaram mais abundantes no Car- bonífero e Permiano. As divisões Psilophyta, Lycopodio- phyta e Arthrophyta são as antigas linhagens de plantas terrestres, e possuem poucos representantes atuais. No período Devoniano (Era Paleozoica) foram encontrados os primeiros fósseis de plantas vasculares. Existem evidências de uma possível existência de plantas terrestres no período Siluriano, período anterior (esporos ou partes de xilema). Também no Período Devoniano, a divisão Lycopodophyta originou-se, porém foi nos Perío- dos Carbonífero e Permiano que teve seu maior desen- volvimento. As plantas do período Carbonífero forma- ram grandes florestas, que se transformaram em jazidas de carvão mineral atuais. A Divisão Arthrophyta tem um desenvolvimento paralelo a de Lycopodophyta. importância econômica Das criptógamas vasculares Embora as pteridófitas atuais possuam uma importância econômica relativamente pequena, seus fósseis apresentam grande relevância, pois têm contri- buição na produção de reservas de carvão vegetal usa- das pelo homem. Na China, essas reservas estão sendo usadas para o fornecimento de energia em usinas ter- moelétricas. Membros atuais desse grupo são usados na ali- mentação, como no oriente, onde são consumidas fo- lhas jovens e partes do rizoma. Na medicina popular são usadas, por exemplo, no tratamento de verminoses, reumatismos ou úlceras. Algumas criptógamas vasculares são usadas também para fins ornamentais. Na agricultura, o gênero aquático Azolla está associado a algas azuis (Anabaena azollae), as quais fixam o nitrogênio, assim são usadas para enriquecer o solo em plantações. As pteridófitas podem ser usadas para controle da erosão do solo. Vídeo ASSISTIR INTERATIVIAA DADE Vídeo Ciclo Reprodutivo dos Musgos - BriófitasCiclo Reprodutivo das Samambaias - Pteridófitas Fonte: Youtube Fonte: Youtube 34 35 Vídeo ASSISTIR INTERATIVIAA DADE Vídeo APLICAÇÃO NO COTIDIANO § Briófitas: no ciclo de renovação de espécies vegetais, as briófitas são as primeiras a surgirem, preparando o solo para o desenvolvimento dos vegetais superiores. A remoção das briófitas do solo das florestas ou dos troncos das árvores interfere na germinação de sementes e no desenvolvimento saudável dos vegetais em geral. Pesquisas também têm demonstrado a importância desses vegetais na fixação do nitrogênio, por viverem em simbiose com cianofíceas, e do dióxido de carbono, no ciclo de nutrientes e na cadeia alimentar dos mamíferos. As briófitas, por depositarem o calcário retirado da água, colaboram na formação de mine- rais porosos que, pela facilidade de manuseio, são utilizados na decoração. § Pteridófitas: você sabe de onde vem o xaxim? Sabia que ele está em extinção? Pois é! O xaxim é o nome vulgar de uma grande samambaia (samambaia-açu – açu em tupi é "grande"), cujo nome científico é Dicksonia sellowiana e que pode alcançar dez metros de altura, como uma palmeira; era abundante na serra do Mar, do Rio de Janeiro ao Rio Grande do Sul, habitando os locais bem úmidos. É um verdadeiro fóssil vivo das florestas pré-históricas. Há outras grandes samambaias no Brasil e no mundo. INTERDISCIPLINARIDADE Espécies indicadoras de vários grupos distintos são utilizadas para indicar distúrbios ambientais em cursos d’água. Um bom exemplo são as briófitas que, em ecossistemas aquáticos, possuem um alto potencial para a bio- indicação, principalmente em casos de contaminação por metais pesados. As briófitas, especialmente os musgos (devido a ausência de cutícula), apresentam uma alta capacidade de acumular estes compostos. A análise do teor de metais pesados neste grupo tem baixo custo e, ao mesmo tempo, proporciona grande precisão nos resultados e exige menos tempo do que uma análise direta da água. Sob condições geológicas adequadas, a turfa pode transformar-se em carvão mineral, através de emanações de metano vindo das profundezas e da preservação em ambiente anóxico – que sofre com a falta de oxigênio. Sendo assim, é um carvão menos rico em carbono. Além disso, por ser inflamável, é utilizada como combustível para aquecimento doméstico. A turfa também tem sido utilizada para recuperar ambientes degradados e como absorvente de hidrocarbonetos, o que faz da substância um dos produtos mais utilizados em todo o mundo para prevenir e combater vazamentos de derivados de petróleo. Na agricultura, a utilização de produtos à base de turfa como um condicionador para melhorar as propriedades físicas do solo e aumentar a atividade microbiana vem se tornando cada vez mais comum. 36 CONSTRUÇÃO DE HABILIDADES Habilidade 14 - Identificar padrões em fenômenos e processos vitais dos organismos, como manutenção do equilíbrio interno, defesa, relações com o ambiente, sexualidade, entre outros. O Reino Vegetal é abordado no Enem com enfoque principalmente nos quatro grandes grupos e sua interação com o ambiente, assim como suas relações evolutivas, sem se aprofundar muito nas classificações taxonômicas. É primordial conhecer as novidades evolutivas que surgem em cada grupo e as implicações dessas adaptações no ecossistema. moDelo (Enem) A imagem representa o processo de evolução das plantas e algumas de suas estruturas. Para o sucesso desse processo, a partir de um ancestral simples, os diferentes grupos vegetais desenvolveram estruturas adaptativas que lhes permitiram sobreviver em diferentes ambientes. Qual das estruturas adaptativas apresentadas contribuiu para uma maior diversidade genética? a) As sementes aladas, que favorecem a dispersão aérea. b) Os arquegônios, que protegem o embrião multicelular. c) Os grãos de pólen, que garantem a polinização cruzada. d) Os frutos, que promovem uma maior eficiência reprodutiva. e) Os vasos condutores, que possibilitam o transporte da seiva bruta. 37 análise expositiva Habilidade 14 A questão já apresenta ao aluno as novidades evolutivas que surgiram em cada grupo; no en- tanto, é necessário que o aluno avalie qual delas promove maior diversidade genética. A po- linização cruzada é fonte de variabilidade genética, pois, com o surgimento do grão de pólen, aumenta as possibilidades de cruzamento com diferentes e até mais distantes indivíduos, já que além da dispersão pelo vento, a partir das angiospermas também há possibilidade de polinização por animais. Alternativa C 38 estrutura conceitual M (E!) M (R!) Esporófito (2n) Esporo (n) Gametófito (n) (n) + (n) Gametas Ciclo de vida vegetal Classes ◊ Pluricelular ◊ Fotossintetizante ◊ Ciclo de vida haplodiplobionte ◊ Reserva energética: amido ◊ Parede celular: celulose ◊ Tamanho reduzido ◊ Ausência de vasos condutores ◊ Ambiente terrestre úmido ◊ Gametófito (n): fase dominante ◊ Presença de vasos condutores ◊ Esporófitos (2n): fase dominante ◊ Dependência da água para reprodução Marchantia polymorpha R E I N O V E G E T A L Musgos Avascular Briófitas Pteridófitas Ex: Samambaia, avenca, cavalinha Vascular (Traqueófitas) Gimnospermas Angiospermas Hepáticas Anthocerotae Musci 31 32 C BIOLOGIA N Gimnospermas Competências 3, 7 e 8 Habilidades 10, 12, 27, 29 e 30 Competência 1 – Compreender as ciências naturais e as tecnologias a elas associadas como construções humanas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade. H1 Reconhecer características ou propriedades de fenômenos ondulatórios ou oscilatórios, relacionando-os a seus usos em diferentes contextos. H2 Associar a solução de problemas de comunicação, transporte, saúde ou outro, com o correspondente desenvolvimento científico e tecnológico. H3 Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas. H4 Avaliar propostas de intervenção no ambiente, considerando a qualidade da vida humana ou medidas de conservação, recuperação ou utilização sustentável da biodiversidade. Competência 2 – Identificar a presença e aplicar as tecnologias associadas às ciências naturais em diferentes contextos. H5 Dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de uso cotidiano. H6 Relacionar informações para compreender manuais de instalação ou utilização de aparelhos, ou sistemas tecnológicos de uso comum. H7 Selecionar testes de controle, parâmetros ou critérios para a comparação de materiais e produtos, tendo em vista a defesa do consumidor, a saúde do trabalhador ou a qualidade de vida. Competência 3 – Associar intervenções que resultam em degradação ou conservação ambiental a processos produtivos e sociais e a instrumen- tos ou ações científico-tecnológicos. H8 Identificar etapas em processos de obtenção, transformação, utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou matérias-primas, considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos. H9 Compreender a importância dos ciclos biogeoquímicos ou do fluxo energia para a vida, ou da ação de agentes ou fenômenos que podem causar alterações nesses processos. H10 Analisar perturbações ambientais, identificando fontes, transporte e(ou) destino dos poluentes ou prevendo efeitos em sistemas naturais, produtivos ou sociais. H11 Reconhecer benefícios, limitações e aspectos éticos da biotecnologia, considerando estruturas e processos biológicos envolvidos em produtos biotecnoló- gicos. H12 Avaliar impactos em ambientes naturais decorrentes de atividades sociais ou econômicas, considerando interesses contraditórios. Competência 4 – Compreender interações entre organismos e ambiente, em particular aquelas relacionadas à saúde humana, relacionando conhecimentos científicos, aspectos culturais e características individuais. H13 Reconhecer mecanismos de transmissão da vida, prevendo ou explicando a manifestação de
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