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Apostila do
PROFESSOR
BIOLOGIA B
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aula Caderno 1 
1 Terra: o planeta dos seres vivos 
2 Células: as unidades estruturais e fundamentais dos seres vivos 
3 A composição molecular dos seres vivos 
 
Aula Caderno 2 
4 A célula realiza trocas de substâncias com o ambiente – Parte I 
5 A célula realiza trocas de substâncias com o ambiente – Parte II 
6 Como a célula produz moléculas 
7 Proteínas especiais – enzimas e anticorpos 
 
Aula Caderno 3 
8 A energia que mantém e sustenta e os seres vivos 
9 O processo da respiração celular produz ATP 
10 Como se armazena e processa a informação hereditária 
11 O mecanismo da síntese de proteínas: o código genético em ação 
 
Aula Caderno 4 
12 A continuidade da vida através da divisão da célula 
13 Como as células transmitem as informações hereditárias – um mecanismo que é 
matéria-prima para a evolução biológica 
14 Recombinação gênica e gametogênese humana 
 
Aula Caderno 5 
15 Herança biológica 
16 As bases do estudo da Genética: os princípios mendelianos 
17 Cálculos de probabilidade na Genética 
18 Princípios mendelianos no estudo simultâneo de duas características hereditárias 
 
Aula Caderno 6 
19 O uso de símbolos na Genética 
20 Alelos múltiplos 
21 O fator Rh 
 
Aula Caderno 7 
22 Herança ligada ao sexo nos seres humanos 
23 Ambientes e seres vivos em transformação 
24 Os fatores que causam a variabilidade 
 
Aula Caderno 8 
25 Biologia evolutiva 
26 Como é estudada a evolução 
27 As origens da nossa espécie 
 
BIOLOGIA B 
ATENA 018 
 1 AULA 
 
biologia B
aula 1
CURSINHO DA POLI 1
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Vocês que se especializam em ciência acharão 
difícil compreender a religião, a não ser que sintam, 
como Voltaire, que a harmonia das esferas revela uma 
inteligência cósmica e a não ser que entendam, como 
Rousseau, que o homem não vive só do intelecto. 
Somos partículas tão microscópicas num universo tão 
imenso, que nenhum de nós está apto a entender o 
mundo e muito menos a dogmatizá-lo. Sejamos cui-
dadosos quanto à maneira pela qual lançamos nossas 
pobres generalizações contra a infinita variedade, 
extensão e sutileza do mundo.
Will Durant. In Paul Amos Moody. Introdução à evolução. 
Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos; Brasília: Editora 
da Universidade de Brasília, 1975.
Imagine a seguinte situação: a agência aeroespa- 
cial brasileira planeja enviar uma missão ao espaço, 
e os astronautas devem saber reconhecer possíveis 
formas de vida nos planetas de outras galáxias. Para 
ajudá-los, você foi encarregado de descrever, num re-
latório, todos os seres vivos conhecidos. As bases para 
a produção de seu relatório são os seres vivos da Terra, 
já que não conhecemos outros. Será possível organizar 
Terra: o planeta dos seres vivos
tal compêndio? Como? Diante da atual diversidade de 
espécies e de seus diferentes hábitos, podemos en-
contrar características que nos permitam agrupá-los? E 
quanto àqueles que se extinguiram e dos quais só temos 
registros fósseis? Que fenômenos fazem com que um ser 
seja e permaneça vivo? Como podemos definir a vida?
Introdução ao estudo da vida
Biologia quer dizer “estudo da vida”. Não é fácil, po-
rém, definir vida; tampouco morte. Por isso, seria mais 
apropriado dizer que a Biologia é a ciência que se preo-
cupa em conhecer a vida estudando os seres vivos.
Mas há uma enorme variedade de seres vivos. Estima-
se que existam 30 milhões de espécies deles em nosso 
planeta, das quais conhecemos apenas 3 milhões. Os seres 
vivos podem ser microscópicos ou macroscópicos, podem 
habitar ambientes aquáticos e terrestres... A diversidade 
das espécies é conhecida como biodiversidade (conforme 
trata mais detalhadamente a Biologia A, no caderno 1). 
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Fotografia de satélite da Terra a aproximadamente 33 000 km 
de distância. A Terra é visivelmente diferente dos outros plane-
tas do sistema solar: é azul e verde e um pouco brilhante. O azul 
é a água; o verde, a vegetação; o brilho, a luz do sol refletida na 
camada gasosa que envolve o planeta. 
E tem vida, a qual depende dessas condições.
Para a biologia, de modo geral, se existe a biodi-
versidade é porque existe diversidade de ambientes. 
Desertos, florestas temperadas e equatoriais, águas rasas 
e profundas dos oceanos, rios e lagos, pântanos etc. 
estão associados a diferentes parâmetros de tempe-
A diversidade de espécies é o reflexo da diversidade de ambien-
tes terrestres e aquáticos da Terra.
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biologia B • aula 1
2 CURSINHO DA POLI
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ratura, composição dos íons, quantidade de oxigênio 
e água disponível, tipo do solo ou substrato etc.; tais 
características podem ser favoráveis ou desfavoráveis 
à sobrevivência de diferentes seres.
A biodiversidade resulta de um longo e lento pro-
cesso, conhecido como evolução biológica. Evolução 
implica modificação. 
As modificações que acontecem de uma geração para 
outra são pequenas, mas podem ser transmitidas às ge-
rações seguintes. Após milhares de anos, o conjunto das 
modificações, isto é, das novas características herdadas, 
resulta em organismos diferentes dos ancestrais.
Formulada por Charles Robert Darwin (1809-1882), 
a ideia da seleção natural descreve o mecanismo pelo 
qual a evolução pode ser verificada. 
Para começar a entender a seleção natural, conside-
remos o seguinte:
1. alguns indivíduos de uma população (e, portanto, da 
mesma espécie) herdam novas características, que
podem incrementar ou reduzir suas possibilidades
de sobrevivência;
2. muitos descendentes são gerados, mas, dado que a
disponibilidade de alimentos, de espaço, de água, de
oxigênio etc. não comporta a crescente proliferação
de indivíduos, instaura-se a luta pela sobrevivência;
3. indivíduos da mesma espécie têm as mesmas neces-
sidades, por isso, é grande a competição entre eles;
4. os mais bem sucedidos na competição – ou os adap-
tados – têm maiores chances de sobrevivência e de
reprodução.
O processo evolutivo opera no sentido de reunir
os seres vivos cujas variações herdadas possibilitam 
melhores condições de vida e, logo, maiores chances 
de sobrevivência. 
A ideia da seleção natural pode explicar o apareci-
mento de toda a biodiversidade, e é fundamental para 
diversas áreas da biologia como a genética, a citologia e 
a ecologia. Além disso, provocou grande impacto sobre 
outras áreas do conhecimento como a paleontologia, a 
química e até mesmo as ciências ditas humanas, como a 
sociologia e a história. Por isso tudo, é muito importante 
compreendê-la.
Nosso planeta tem quase 5 bilhões de anos, e a his-
tória da vida está relacionada com a história da Terra. 
As formas de vida mais antigas descobertas são bactérias 
fósseis das rochas de Pilbara, no polo Norte, com idade 
estimada de 3,5 bilhões de anos. 
Quem compõe a cronologia desta história são os 
geólogos, que para isso têm usado a composição das 
rochas, a ordem de sua formação e os fósseis que nela 
se encontram. O tempo geológico se divide em éons, 
os éons em eras, as eras em períodos e os períodos em 
épocas.
Todas as espécies de seres vivos relacionam-se entre si e com o 
ambiente, e é certo que tanto os seres vivos quanto o ambiente 
modificam-se ao longo do tempo, mas perpetua-se uma lon-
guíssima jornada de sobrevivência e equilíbrio. Talvez a espécie 
humana seja a única a afetar seriamente a manutenção desse 
equilíbrio, destruindo os ambientes naturais e a biodiversidade. 
Na ilustração esquemática, representa-se a teia alimentar, um 
exemplo de relação ecológica entre os seres vivos que mantém 
o sistema em equilíbrio.
Principais episódios na história da vida
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Era Paleozoica
Era Mesozoica
Era Cenozoica
Principais episódios na história da vida
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são reações endergônicas.
energiaenergia
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A
B + C
reação
endergônica
reação
exergônica
Esquema das reações endergônica e exergônica.
As categorias do metabolismo celular
Para facilitar o entendimento do conjunto das 
reações químicas do metabolismo celular, podemos 
discriminá-las organizando categorias:
METABOLISMO DA CONSTRUÇÃO
O metabolismo celular comparado à construção de uma casa.
vitamina uso no corpo deficiência principais fontes
A
(retinol)
B2
(riboflavina)
B1
(tiamina)
B
(niacina)
B6
(piridoxina)
C
(ácido
ascórbico)
D*
(calcipherol)
E
(tocopherol)
K
(filoquinona)
Necessária para o crescimento normal e 
para o bom funcionamento dos olhos, 
do nariz, da boca, dos ouvidos e dos 
pulmões. Previne resfriados e várias 
infecções. Evita a “cegueira noturna”.
Cegueira noturna, xeroftalmia (olhos 
secos); em crianças, cegueira total
Vegetais amarelos (cenoura, abóbora, 
batata-doce, milho), pêssego, 
nectarina, apricó, gema de ovo, 
manteiga, fígado
Auxilia a oxidação dos alimentos. 
Essencial à respiração celular. Mantém a 
tonalidade saudável da pele. Atua na 
coordenação motora.
Ruptura da mucosa da boca, dos lábios, 
da língua e das bochechas 
Folhas (couve, repolho, espinafre etc.), 
carnes magras, ovos, fermento de 
padaria, fígado, leite
Auxilia na oxidação dos carboidratos. 
Estimula o apetite. Mantém o tônus 
muscular e o bom funcionamento do 
sistema nervoso. Previne o beribéri.
Perda de apetite, fadiga muscular, 
nervosismo, beribéri (problemas 
cardíacos e neurológicos)
Cereais na forma integral e pães, 
feijão, fígado, carne de porco, ovos, 
fermento de padaria, vegetais de folha
Mantém o tônus nervoso e muscular e o 
bom funcionamento do aparelho 
digestivo. Previne a pelagra.
Inércia e falta de energia. Nervosismo 
extremo, distúrbios digestivos (pelagra)
Levedo de cerveja, carnes magras, 
ovos, fígado, leite
Auxilia a oxidação dos alimentos.
Mantém a pele saudável.
Doenças da pele, distúrbios nervosos, 
inércia e extrema apatia
Levedo de cerveja, cereais integrais, 
fígado, carnes magras, leite
Mantém a integridade dos vasos sanguí- 
neos e a saúde dos dentes. Previne 
infeções.
Inércia e fadiga em adultos, insônia e 
nervosismo em crianças, sangramento 
das gengivas, dores nas juntas, dentes 
alterados, escorbuto
Frutas cítricas (limão, lima, laranja), 
tomate, couve, repolho e outros 
vegetais de folha, pimentão.
Atua no metabolismo do cálcio e do 
fósforo. Mantém os ossos e os dentes em 
bom estado. Previne o raquitismo.
Problemas nos dentes, ossos fracos, 
contribui para os sintomas da artrite, 
raquitismo
Óleo de fígado de bacalhau, fígado, 
gema de ovo 
Promove a fertilidade. Previne o aborto. 
Atua no sistema nervoso involuntário, no 
sistema muscular e nos músculos 
invo-luntários.
Esterilidade do macho, aborto (em 
ratas) 
Óleo de germe de trigo, carnes 
magras, laticínios, alface, óleo de 
amendoim 
Atua na coagulação do sangue. Previne 
hemorragias.
Hemorragias Vegetais verdes, tomate, castanha 
* vitamina sintetizada sob a influência de luz solar
biologia B • aula 3
22 CURSINHO DA POLI
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1. o metabolismo de controle – os metabolismos
energético e de construção são comandados e con-
trolados pelas informações genéticas das células.
2. o metabolismo energético – reações bioquímicas para
a liberação, a transformação e o armazenamento da
energia nas células. Por exemplo: a respiração celular.
3. o metabolismo de construção – reações bioquímicas 
para a construção da matéria viva. Inclui, por exemplo, 
a síntese de substâncias de defesa (os anticorpos) e
de substâncias que facilitam as reações do metabo-
lismo (as enzimas). 
Exercícios
1. (Fatec) Um dado preocupante quando se analisa o
hábito alimentar da população brasileira, principalmente 
nos grandes centros urbanos, é que em geral se verifica
uma baixa ingestão de alimentos ricos em fibras. As fibras 
estão presentes em maior quantidade em vários alimentos
de origem vegetal, tais como verduras, legumes, frutas e
cereais integrais. A ingestão dos alimentos ricos em fibras 
é importante porque
a) estimula a produção de enzimas gástricas.
b) facilita a ação da bile na digestão das proteínas.
c) fornece a energia necessária às atividades vitais.
d) acelera a passagem do bolo fecal pelo intestino.
e) permite a absorção da celulose pelo corpo.
2. (Unicamp) Na década de 1970, a imprensa veiculava
uma propaganda sobre um fertilizante que dizia conter
N, P e K, mais enxofre. Pode-s afirmar que o fertilizante em 
questão continha em sua formulação, respectivamente, os
elementos químicos
a) nitrogênio, fósforo, potássio e enxofre, cujo símbolo é S.
b) níquel, potássio, criptônio e enxofre, cujo símbolo é Ex.
c) nitrogênio, fósforo, potássio e enxofre, cujo símbolo é Ex.
d) níquel, potássio, cálcio e enxofre, cujo símbolo é S.
Estudo orientado
 Como aproveitar ao máximo as questões de vestibu-
lar que aparecem nos cadernos?
Certamente as questões de vestibular selecionadas, 
assim como as outras que propomos, não estão por 
acaso nos cadernos de Bio: elas foram organizadas de 
modo a atender às seguintes finalidades:
1. uma aferição dos conhecimentos assimilados e
construídos;
2. a familiarização com o grau de exigência dos exames 
vestibulares mais concorridos.
Para isso, você deve tentar identificar a temática da
questão: é mais fácil “abrir uma gaveta em pouco tem-
po, do que ter que abrir várias nesse mesmo tempo”. 
Ao ler a questão, há dúvidas em relação ao que se 
pede? A questão é de múltipla escolha e você nunca 
ouviu determinado termo em uma das alternativas? 
É possível, com o seu conhecimento, identificar uma 
ou outra alternativa correta (ou excluir as incorretas 
e “sem sentido”)?
As questões de biologia exigirão de você um mínimo 
de conceitos relativos a estruturas e processos. Figuras, 
esquemas, tabelas e gráficos são imprescindí-veis 
para compreender a biologia. Muitas questões pe-
dirão que se retirem de seus próprios enunciados as 
informações necessárias à resolução. Em outros casos, 
pede-se a elaboração de um esquema ou figura (ou 
a escolha dentre os oferecidos) que represente um 
fenômeno ou processo biológico descrito na questão. 
Por isso, não resolva os exercícios só pelo prazer de 
“matá-los” ou “acertá-los”. Quantidade nem sempre 
significa qualidade. Procure compreender o que a 
questão parece querer avaliar. No final do ano, você 
estará com a sua percepção muito mais aguçada e 
bem preparado para os exames.
Evite acumular dúvidas. Anote-as e procure os plan-
tões. Forme grupos de estudo, eles são muito ricos 
para a sua vivência e permitem tirar dúvidas de forma 
mais autônoma.
 Importante:
• cultive o desejo e o prazer de conhecer, de discutir, de
buscar informações variadas e tentar transformá-las 
em conhecimento;
• jamais estude para satisfazer os outros, faça-o para
você mesmo;
• o êxito depende dos seus esforços.
exercícios
1. (PUC) A gota é um distúrbio fisiológico que causa dor 
e inchaço nas articulações, por acúmulo de ácido úrico, 
um resíduo metabólico nitrogenado. Considerando-se
a composição química dos diferentes nutrientes, que
tipo de alimento um indivíduo com gota deve evitar?
a) O pobre em proteínas. 
b) O rico em sais de sódio.
c) O pobre em gordura.
d) O rico em proteínas.
e) O rico em gorduras.
2. (Uerj) O papel comum é formado, basicamente, pelo
polissacarídeo mais abundante no planeta. Este carboi-
drato, nas células vegetais, tem a seguinte função
a) revestir as organelas.
b) formar a membrana plasmática.
c) compor a estrutura da parede celular.
d) acumular reserva energética no hialoplasma.
biologia B • aula 3
CURSINHO DA POLI 23
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3. (Mack SP, adaptado) A respeito dos glicídios, qual
alternativa é incorreta?
a) Podem constituir estrutura de sustentação de vege-
tais, mas nunca de animais.
b) Aparecem em moléculas como ATP e DNA.
c) Constituem a principal fonte de energia para os seres
vivos.
d) São produzidos m qualquer processo de
nutrição
autotrófica.
e) Podem se apresentar na forma simples ou como
cadeias.
roda de leitura
A poluição interior
Graças à química moderna, os ovos não grudam na 
frigideira, os desodorantes duram o dia todo e os carros 
aceleram a até 100 quilômetros por hora em menos de 
10 segundos. Tudo tem um preço: as substâncias que 
impulsionam a vida moderna – de toxinas já estudadas 
a novos compostos – se acumulam em nosso corpo e 
ali permanecem durante anos.
Meu experimento como cobaia humana está 
tomando um rumo assustador. Um químico sueco 
está ao telefone, falando sobre retardantes de fogo, 
substâncias químicas que, por razões de segurança, 
são adicionados a todos os produtos que podem entrar 
em combustão. Encontrados em colchões, tapetes, ga-
binetes plásticos de TVs, circuitos eletrônicos e carros, 
os retardantes de fogo salvam, só nos Estados Unidos, 
centenas de vidas a cada ano. Mas essas substâncias 
também acabam indo parar onde não deveriam: no 
interior do meu corpo.
Ake Bergaman, da Universidade de Estocolmo, está 
me contando que acabou de receber o resultado de um 
exame que mede em meu sangue os níveis de deter-
minados compostos de retardantes chamados éteres 
difenilpolibromados (PBDEs, polybrominated diphenyl 
ethers). Em camundongos e ratos, dosagens elevadas 
de PBDEs alteram o funcionamento da tireoide, causam 
problemas reprodutivos e neurológicos e prejudicam o 
desenvolvimento do sistema neurológico. Pouco se sabe 
sobre seu impacto na saúde humana.
“Espero que você não seja paranoico, mas essa con-
centração é bem alta”, diz Bergaman, com leve sotaque. 
O nível em meu sangue de um PBDE particularmente 
tóxico, encontrado sobretudo em produtos fabricados 
nos Estados Unidos, é dez vezes mais elevado que a 
média determinada por um estudo restrito com esta-
dunidenses – e mais de 200 vezes da média na Suécia.
Na verdade, sou um escritor empenhado numa jor-
nada de autodescoberta química. No outono passado, 
fui submetido a exames para detectar 320 substâncias 
químicas que poderia ter ingerido juntamente com 
alimentos e bebidas, com o ar que respiro e através de 
produtos que entram em contato com a minha pele. 
Eles incluem substâncias químicas a que posso ter 
sido exposto décadas atrás, como o DDT e as bifenilas 
policloradas (PCBs, polychlorinated biphenyls); po-
luentes, como chumbo, mercúrio e dioxinas, pesticidas 
mais recentes; ingredientes de plástico; e os compostos 
quase milagrosos que nos espreitam a vida moderna 
como xampus cheirosos, panelas antiaderentes e 
tecidos resistentes à água e ao fogo.
Esse tipo de exame está fora do alcance da maioria 
das pessoas e poucos laboratórios têm capacidade 
técnica para detectar doses quase imperceptíveis dessas 
substâncias. Eu me submeti aos exames para descobrir 
quais delas se acumulam no corpo de um estadunidense 
típico ao longo de sua vida e de onde elas poderiam vir. 
Também estava buscando uma maneira de pensar sobre 
riscos, benefícios e incertezas – todo o complexo relacio-
namento com o mundo moderno representado pelo 
“fardo” químico que rodopia no interior do nosso corpo.
substância ação como evitar
PBDEs
Impedem incêndios, mas se agarram às pessoas. Já se provou, em labo-
ratórios, que causam danos ao desenvolvimento de animais.
São comuns em muitos eletrodo-
mésticos e tecidos. Não há como 
evitá-los.
FTALATOS
Aditivo químico de mil utilidades, tem uma imensa variedade de aplica-
ções, desde tornar flexível o vinil até conferir consistência adequada às 
loções. Em cobaias de laboratório, causaram problemas no desenvolvi-
mento sexual dos machos e estudos com seres humanos sugerem que 
os mesmos efeitos poderiam ocorrer em recém-nascidos.
Alguns fabricantes de cosméticos 
insistem em não usá-los, mas há 
inúmeras fontes de contaminação.
PESTICI-
DAS
Prejudicam bem mais que as pragas. Alguns, como o DDT, foram proibi-
dos. Mas é enorme a lista daqueles que continuam a ser usados contra 
tudo, desde baratas domésticas até exóticos fungos que devastam 
plantações. Alguns desses produtos foram associados pelos cientistas 
à asma.
É preciso lavar bem as frutas e ver-
duras ou então comprar produtos 
cultivados sem adubo ou pesticidas.
biologia B • aula 3
24 CURSINHO DA POLI
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PFAs
Convenientes, mas talvez carcinogênicos. Usados em revestimentos 
antiaderentes e antichamas, levam anos para ser eliminados do corpo. 
A empresa 3M deixou de produzi-los depois que se comprovou que o 
sulfonato de perfluoroctanoíla (PFOS), disseminou-se pelo planeta. Já 
o ácido perfluoroctanoico (PFOA) ainda é usado em tecidos e antiade-
rentes de panelas; altas dosagens podem causar câncer.
Presente no ar, na água e nos alimen-
tos, é impossível evitá-los.
PCBs
Há muitos banidos ainda presentes. As bifenilas policloradas (PCBs) foram 
consideradas substâncias milagrosas. De difícil combustão, eram usadas 
em refrigeração e isolamento de sistemas elétricos. Mas resistem tempo 
demais no ambiente e se acumulam nos tecidos de seres humanos e 
animais. Em cobaias, causaram danos no fígado e câncer.
Hoje proibidos, são encontrados em 
toda parte. Deve-se evitar o consu-
mo de peixes e carne de áreas mais 
contaminadas.
DIOXINAS
Dejeto industrial, veneno poderoso. São um subproduto de ativida-
des e queimas industriais. Elas entram na cadeia alimentar em áreas 
contaminadas e se acumulam em plantas e gordura animal. Uma sopa 
contaminada com elas pode ter sido usada para tentar matar o líder 
ucraniano Victor Yushchenko, que ficou com o rosto desfigurado. Câncer 
e defeitos congênitos estão entre outros efeitos prováveis.
Deixando de consumir carnes e 
gorduras.
BISFENÓIS
Hormônios em garrafas plásticas. Os plásticos do tipo policarbonato, 
usados em algumas garrafas plásticas rígidas, são produzidos com 
bisfenol A, um estrogênio sintético que, com o tempo, pode se incor-
porar a líquidos à medida que o plástico se degrada. Os pesquisadores 
encontraram indícios de que essas substâncias químicas similares a 
estrogênio podem ocasionar danos ao sistema reprodutor de fetos 
de ambos os sexos.
Não usando garrafas de plástico 
rígido.
METAIS
Letais, mas ocultos da vista de todos. Estão entre os venenos industriais 
mais comuns. Tintas antigas que contêm chumbo, peixes como o atum 
acumulam mercúrio, e estruturas externas resistentes podem expor sua 
família ao arsênico e ao cromo. Os efeitos sobre as crianças podem variar 
de pequenos atrasos no desenvolvimento até morte.
Remova ou recubra pinturas antigas 
e madeiras tratadas para resistir às 
intempéries em áreas externas. Grávi-
das e crianças devem tomar cuidado 
ao comer certos peixes.
David Ewing Duncan. National Geographic Brasil, out. 2006.
ágora
Uma simples questão de mudança de hábito?
 Quem trabalha fora de casa é obrigado a comer na rua devido à pressa e à correria do horário de almoço e consome 
mais gordura, porque tem mais dificuldade de conseguir fazer uma refeição balanceada.
Isabel Gerhardt, Folha de S. Paulo, 13 mai. 2002.
A doença é um alerta para mudar o ritmo de vida. Fatores psicossomáticos afetam o corpo, a doença se manifesta, 
e a pessoa é forçada a dar uma parada obrigatória. O ideal seria que fizéssemos pequenas paradas espontâneas para 
ver como está a vida, mas quase ninguém faz isso.
 Gudrum Burkhard, médica antroposófica e terapeuta 
biográfica. Folha de S. Paulo, 25 jan. 2001.
CURSINHO DA POLI 25
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gabarito
aula 1
1. a 2. a
3. a) Os fósseis colocam em evidência a ancestralidade, 
isto é, apesar da diversidade de formas de vida atual 
eles foram precedidos por uma mesma linhagem de 
organismos.
b) Composição química, variabilidade, reprodução
ou multiplicação como forma de deixar descenden-
tes, necessidade de obtenção ou transformação de
energia, código genético.
aula 2 
1. c
2. b
3. a
aula 3
1. d
2. c
3. a
orientação didática
CURSINHO DA POLI ORIENTAÇÃO DIDÁTICA • 1
Apresentação geral
Amigo professor, o ensino de biologia nos últimos 
tempos tem se preocupado
com um aprendizado mais 
dinâmico, relacionando o cotidiano, a história das 
ciências, as outras disciplinas e a realidade socioeco-
nômica e cultural. As novas propostas e iniciativas 
(incluídas técnicas e tecnologias) e o entendimento dos 
sistemas ecológicos e biológicos do nosso planeta e do 
cosmos opõem-se à memorização e à excessiva carga 
de conceitos sem o devido entrelaçamento.
Um convite à participação
O Cursinho da Poli e a equipe de biologia têm procu-
rado ações que traduzam uma prática com o compro-
misso não só de preparar para os exames vestibulares, 
mas para o desenvolvimento da consciência, das com-
petências, das habilidades, enfim, do que se espera de 
um cidadão autônomo e responsável pela construção 
de uma sociedade mais justa. Não esgotamos todas as 
possibilidades nos cadernos, ao contrário, esperamos 
suas valiosas sugestões para, juntos, compormos um 
material que atenda às necessidades de todos nós. Mas 
esteja certe de que os cadernos foram feitos com muito 
amor, e esperamos que eles não sejam o ponto de che-
gada, mas de partida.
A ideia central dos cadernos de biologia
Uma das preocupações na concepção dos cadernos 
de biologia é oferecer oportunidades para os alunos 
saberem fazer, a partir do domínio de alguns elementos 
conceituais que ampliem os caminhos do debate, 
da reflexão e das alternativas na busca de soluções. 
Pensamos nos alunos trilhando algo semelhante a 
uma espiral de conceitos / conhecimentos – de base 
pequena e ápice bem largo. Assim, os tópicos vão 
sendo desenvolvidos em ordem gradativa e crescente; 
às vezes se repetem, mas aumenta sua dificuldade e 
sua complexidade. Em alguns momentos, é necessário 
transpor obstáculos (exercícios, testes, simulados etc.). 
A parte avaliativa do processo é muito importante. Nós 
também temos que informar nossos alunos do caráter 
pedagógico do erro. Nós, assim como eles, sempre po-
demos tirar coisas positivas dos desacertos...
A dinâmica das aulas
Nos cadernos de biologia, em cada aula são encon-
tradas atividades que levam os alunos à reflexão. São 
perguntas que não têm resposta única, mas que induzem 
a uma parada momentânea: é o elemento – surpresa 
da aula, que tenta resgatar as experiências vividas, os 
conceitos / conteúdos apreendidos até ali e introduzir 
ou fechar um assunto.
Outro aspecto do material é a inserção de boxes para 
preenchimento. Essa estratégia visa a tirar os alunos da 
passividade e colocá-los em exercício mental-motor; 
também contribui para a fixação da matéria, já que 
exige um tempo para se processarem e acomodarem as 
informações.
Acreditamos que um bom processo de ensino-aprendi-
zagem deve mostrar um fato em diferentes perspectivas. 
Pensando nisso, acrescentamos atividades como textos 
complementares, indicações de filmes em vídeo e dvd, 
passeios educativos etc.
Para finalizar
Finalmente, o Cursinho da Poli e a equipe de biologia 
colocam-se à inteira disposição do amigo professor e 
de seus alunos para a troca de experiências que decerto 
podem ser agregadas ao material.
Um abraço,
Futema
Bibliografia de apoio
ABRAMOVICH, Fanny. Quem educa quem?. 9 ed. São 
Paulo: Summus, 1985.
AMERICAN INSTITUTE OF BIOLOGICAL SCIENCES. 
Biological Sciences Curriculum Study. Biologia das 
Moléculas ao Homem (texto organizado pelo BSCS, 
adaptado pela equipe da Funbec, com a colabora-
ção dos Centros de Treinamento de Professores de 
Ciências – Versões Verde, Azul e Amarela. São Paulo: 
Edart-Funbec, 1974.
BARBIERI, Edison. Biodiversidade: capitalismo verde ou 
ecologia social?. São Paulo: Cidade Nova, 1998.
SECRETARIA DE EDUCAÇÃO. Parâmetros Curriculares 
Nacionais. Secretaria de Educação – Brasília: MEC/SEF, 
1997.
CAPRA, Fritjof. A teia da vida: uma nova compreensão 
cientifica dos sistemas vivos. São Paulo: Cultrix-Amaná 
Key, 1996.
CHARLES, C. M. Piaget ao alcance dos professores; trad. 
Ingeborg Strake. Rio de Janeiro: Ao Livro Técnico, 1975.
DAMPIER, Sir William Cecil (1867 – 1952) História da 
Ciência; trad. De José Reis. 2 ed. São Paulo: Ibrasa, 
1986.
DELIZOICOV, Demétrio, José André Peres Angotti. Meto-
dologia do Ensino de Ciências, 2 ed. São Paulo: Cortez, 
1992 (Coleção Magistério 2o Grau. Série Formação do 
Professor).
caderno 1 biologia B
biologia B • extensivo 1
2 • ORIENTAÇÃO DIDÁTICA CURSINHO DA POLI
GIROUX, Henry A. Os professores como intelectuais – rumo 
a uma pedagogia crítica da aprendizagem. Porto Ale-
gre: Artmed, 1997.
GROSSI, Esther. A coragem de mudar em educação. Rio de 
Janeiro: Vozes, 2000.
KHUN, Thomas S. A estrutura das revoluções científicas. 
São Paulo: Perspectiva, 1975.
KRASILCHIK, Myriam. Prática de Ensino de Biologia. São 
Paulo: Harbra, 1986.
RATHS, L. E.; JONAS, A.; ROTHSTEIN, A. M.; WASSERMANN, 
S.. Ensinar a Pensar. 2 ed. São Paulo: EPU, 1977.
Revistas indicadas
Ciência Hoje
Ciência Hoje das Crianças
Caminhos da Terra
Journal of Biological Education (inf. Clare Chattham / Institute 
of Biology, 20-22 Queensberry Place, London SW7 2DZ, UK)
National geographic Brasil – Editora Abril
Scientific American Brasil – Editora Duetto
Sites
Arte e Ciência: www.nationalgeographicbr.com.br
Biologia USP: http://www.ib.usp.br
Ciência: www.sciam.br
Ciência Hoje: http://www.ciencia.org.br
Ed. Moderna: http://www.moderna.com.br
Educar: http://www.projetoeducar.com.br
Nature: http://www..nature.com
Science Online: http://www.sciencemag.org
Sites de Ciências: http://www.quasar.com.br/ibr/ 
cienciascanaveral lab/6969/bemvindo.html
USP: http://www.usp.br
aula 1 
Terra: o planeta dos seres vivos
Pensamos numa aula inaugural de biologia que 
introduzisse os principais e grandes temas atuais que 
estudaremos ao longo do curso, que é permeado pela 
evolução dos seres vivos. Começamos pelo foco ma-
cro, ou seja, situar a vida na Terra; algumas condições 
necessárias para o surgimento dos seres vivos e suas 
características básicas, por exemplo, a reprodução. 
Nessa aula, não só se apresentam os conceitos, mas 
também suas possíveis relações; por exemplo, o 
crescimento requer substâncias novas para a célula, o 
que acontece sob um comando genético. Para ajudar 
a fixação das ideias iniciais, inserimos algumas ques-
tões, mas é recomendado que orientemos os alunos 
na resolução.
gabarito
1. c 2. e
aula 2
Células – as unidades estruturais e funda-
mentais dos seres vivos
Apresentamos os conceitos de procariotos e euca-
riotos.
É importante que os alunos comecem a conceber a 
célula como o centro biológico estrutural e funcional dos 
seres vivos, tomando o cuidado de não reduzir a vida ao 
plano celular. Por isso, alguns boxes devem potencializar 
o contexto desta aula e das próximas.
gabarito
1. a 2. b
aula 3
A composição molecular dos seres vivos
Essas aulas dão a oportunidade para iniciar o trabalho 
com a química dos seres vivos. Partindo de um exemplo 
concreto, o corpo humano, é possível contextualizar a 
importância da nutrição.
No nosso entender, essas aulas devem motivar os 
estudos que se seguirão. Não houve a preocupação, 
nesse momento, de apresentar ampla gama de concei-
tos, mas apenas aqueles que são pressupostos para as 
aulas seguintes.
 É importante enfatizar e relacionar o uso dos com-
postos químicos pelos seres vivos e a maneira como 
eles são obtidos, além de estimular a reflexão dos estu-
dantes sobre a qualidade dos alimentos que ingerem. É 
interessante promover e orientar uma discussão sobre 
o assunto, realçando os detalhes, as imagens e os textos, 
que também complementam a aula.
gabarito
1. d 2. d
biologia B
aula 4
CURSINHO DA POLI 1
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16
A célula realiza trocas de substâncias 
com o ambiente – Parte I
A atuação da seleção natural deixa pouco lugar à 
caridade. A maioria das vantagens que poderiam advir 
da invenção de novas sínteses bioquímicas ter-se-ia per-
dido, se os organismos tivessem partilhado os benefícios 
de suas descobertas com seus competidores. Para evitar 
que isso ocorresse, foi necessário inventar uma 
membrana impermeável às moléculas úteis produzidas
no interior das células, mas permeável às 
matérias-primas vindas de fora.
ORGEL, Lesli E. As origens da vida, 1985.
Nestas aulas, veremos como os nutrientes atra-
vessam a membrana da célula e como alguns resíduos 
do metabolismo são lançados para fora.
É muito importante para a vida da célula um am-
biente estável e compatível com suas necessidades. 
Mesmo havendo algum tipo de ajuste adaptativo frente 
a determinadas condições desfavoráveis, sempre existe 
um limite de tolerância.
Você se lembra da ilustração acima? O que ela re-
presenta?
Um dos mecanismos que permitem a adaptação 
da célula às condições do ambiente é promovido pela 
membrana, que regula e controla a passagem das subs-
tâncias, sob rigoroso critério.
Assim, uma propriedade importante das membranas 
celulares é a permeabilidade seletiva: elas são permeá-
veis a algumas substâncias e restringem a passagem 
de outras.
Estudaremos agora os mecanismos de transporte 
através da membrana celular que não envolvem o 
consumo de energia, denominados transporte passivo. 
Na sequência, veremos como a célula é capaz de en-
globar e bombear determinadas substâncias gastando 
energia – é o transporte ativo.
Processos passivos de transporte através 
da membrana plasmática
Os processos passivos de transporte caracterizam-se 
pela passagem de substâncias através da membrana 
celular sem gasto de energia (moléculas de ATP).
Por que o sal pode ajudar a conservar alguns alimen-
tos por longos períodos? E os doces em compotas, por 
que se conservam? Qual o mecanismo envolvido na 
absorção de água pelas raízes dos vegetais? Aventa-se 
a possibilidade do uso da água do mar para consumo 
humano após a retirada dos sais por um processo cha-
mado de osmose reversa − o que é isso? Buscaremos 
os conhecimentos necessários para responder a essas 
questões nas dimensões molecular e microscópica.
Houve um tempo em que os alimentos não podiam ser refri-
gerados. Para que se conservassem por longos períodos, alguns 
deles eram salgados, como as carnes de boi (na fotografia), por-
co e peixe. Nessas carnes, o sal interfere na osmose, impedindo a 
sobrevivência e a proliferação das bactérias e dos fungos.
Inicialmente, vamos entender os três modelos de 
transporte passivo. 
a) a difusão simples
Moléculas pequenas e simples – como a água (H
2
O)
e os gases oxigênio (O
2
) e carbônico (CO
2
) – atravessam 
M
au
ríc
io
 M
or
ae
s
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a membrana plasmática por difusão, deslocando-se do 
local mais concentrado para o menos concentrado. Isso 
se deve, principalmente, ao constante movimento de 
espalhamento dessas moléculas. 
Ilustração esquemática da difusão simples. Neste caso, uma 
solução de água (solvente) com sal (soluto). Solvente e soluto 
misturam-se, isto é, as partículas espalham-se da área mais 
concentrada para a menos concentrada. Após algum tempo, 
não há mais diferença entre as concentrações de água e de sal 
em nenhum ponto do sistema: a solução torna-se homogênea. 
Mesmo assim, as partículas continuam a se movimentar.
b) a difusão facilitada
As mesmas condições para a ocorrência da difusão
simples aplicam-se à difusão facilitada. Nesta, porém, 
certas proteínas da membrana, conhecidas como 
permeases, reconhecem quimicamente determinados 
compostos e facilitam-lhes a passagem. É o caso da 
glicose e dos aminoácidos, difundidos do meio externo 
(em maior concentração) para o interior da célula (em 
menor concentração).
c) a osmose
A osmose é um caso particular de difusão. Ocorre
quando colocamos duas soluções de diferentes con-
centrações de soluto separadas por uma membrana 
biológica. O solvente atravessa a membrana nos dois 
sentidos; porém, a pressão de difusão que se exerce do 
meio mais concentrado (diz-se hipertônico; do grego 
hyper = superior) sobre o meio menos concentrado 
(diz-se hipotônico; do grego hypo = inferior) é maior, na 
tentativa físico-química de igualarem-se e manterem-se 
em equilíbrio as concentrações das soluções (isotonia; 
do grego isos = igual).
Diagrama ilustrativo da osmose. A membrana separa duas 
soluções de concentrações diferentes: em A, solução menos 
concentrada de soluto (hipotônica); em B, solução muito 
concentrada de soluto (hipertônica). A água (solvente) atra-
vessa a membrana em maior quantidade e velocidade de 
A, solução hipotônica, para B, a solução hipertônica. Como 
consequência da tentativa de igualar as concentrações das 
soluções, o volume se altera: diminui em A, aumenta em B. 
No plano celular, a saída ou a entrada de água pode com-
prometer a vida.
A passagem de solvente pela membrana modifica 
os volumes das soluções. A diferença entre o volume 
inicial e o final da solução hipertônica, aquela que 
“ganha a água”, é chamada pressão osmótica.
A consequência da osmose nas células animais não é 
a mesma para as células vegetais adultas. Vejamos.
• nas células animais
As células animais, quando mergulhadas em con-
centrações hipotônicas, podem sofrer a lise celular, isto 
é, o excesso de água acaba por romper a membrana. 
Nas soluções hipertônicas, pode ocorrer saída exces-
siva de água. Em ambos os casos, os danos podem ser 
irreversíveis, provocando a morte da célula.
Diagrama 
ilustrativo da di-
fusão facilitada. 
A = molécula 
de glicose; 
B = proteína per-
mease específica 
para 
a glicose; 
C = membrana 
plasmática. 
A glicose 
atravessaria 
a membrana 
plasmática 
pelos princípios 
da difusão; a 
presença da 
proteína facilita 
a entrada.
biologia B • aula 4
CURSINHO DA POLI 3
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• nas células vegetais
A presença da parede celulósica nas células vegetais
impede que elas estourem quando imersas em soluções 
hipotônicas, apesar da entrada de água – porque a pa-
rede é pouco elástica e muito resistente. Esse fenômeno 
é designado turgescência ou turgidez celular.
Quando as células vegetais, por algum motivo, estão 
em soluções muito hipertônicas, a constante perda de 
água provoca uma forte retração do vacúolo, arrastando 
o hialoplasma e até despregando a membrana plasmáti-
ca da parede celulósica. Esse fenômeno é denominado
plasmólise, e, assim como a turgescência, é um processo 
reversível até certo ponto.
Ilustração da osmose em células sanguíneas de rato – no caso, 
as hemácias. a) Hemácias mergulhadas em solução hiper-
tônica perdem muita água e murcham – é a crenação; 
b) hemácias imersas em água destilada ganham muita água, 
chegando a estourar – é a hemólise.
Ilustração da osmose na célula vegetal. a) A célula imersa em 
solução hipotônica “ganha” água, aumentando o volume 
do vacúolo – é a turgescência; devido à parede de celulose, a 
célula não estoura. b) A célula vegetal mergulhada em solução 
hipertônica murcha, e a membrana plasmática pode até se 
desprender da parede de celulose – é a plasmólise (o vacúolo 
é que perde água, não o citoplasma). c) A célula plasmolisada, 
quando colocada em meio isotônico, volta à situação de equilí-
brio – é a deplasmólise.
Voltemos agora àquelas questões iniciais sobre o 
salgamento das carnes, a absorção da água do solo pelas 
raízes dos vegetais e a osmose reversa, usando o que 
aprendemos sobre a osmose.
Como vimos, quando duas soluções com diferentes 
concentrações estão separadas por uma membrana 
semipermeável, há a passagem de água (ou solvente) da 
solução hipotônica (menos concentrada) para a solução 
hipertônica (mais concentrada) – é o fenômeno da os-
mose. A consequência é o aumento ou a diminuição do 
volume. No caso da célula, pode também significar a perda 
do metabolismo e a morte. Em sistemas não vivos, como 
tanques experimentais, observa-se após certo tempo um 
equilíbrio entre as soluções devido à pressão osmótica. 
No processo de secagem e salgamento das carnes, o 
ambiente hipertônico impede a sobrevivência e a mul-
tiplicação das bactérias e dos fungos vindos do ar que 
causariam a decomposição; assim, os alimentos permane-
cem conservados por algum tempo. No caso da absorção 
da água, as células de uma área das
raízes vegetais, a dos 
pêlos absorventes, possuem características peculiares: 
a parede celular é muito permeável, e acredita-se que o 
citoplasma e o vacúolo tenham uma solução hipertônica 
em relação ao solo, facilitando a osmose. A água absor-
vida passa, por difusão, para os outros tecidos vegetais. 
A dessalinização da água do mar para a produção de 
água potável pelo processo da osmose reversa – usando 
energia eólica – parte do princípio de que, ao aplicar-se 
uma pressão superior à osmótica, força-se a passagem de 
água através de uma membrana, e os sais ficam retidos. 
Esse processo é usado nos Estados Unidos, em Israel e 
na Arábia Saudita. No Brasil, a adaptação do método às 
nossas condições pode ser uma alternativa viável para as 
áreas onde a água é escassa; no entanto, há apenas alguns 
projetos experimentais em operação no litoral nordestino.
Exercícios
1. (Fatec) As figuras a seguir representam três células
vegetais que foram imersas em soluções salinas de
diferentes concentrações, analisadas ao microscópio e
desenhadas.
Disponível em: webbed.com.br/geisy. 
Acesso em: 13 set. 2011.
b)
a)
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Analisando essas figuras, um estudante concluiu que as 
células vegetais 1, 2 e 3 estão, respectivamente, flácida 
(estado normal), túrgida e plasmolisada. Com base nessa 
conclusão, é correto afirmar que 
a) a célula 1 foi imersa em uma solução hipertônica. 
b) a célula 2 foi imersa em uma solução hipotônica. 
c) a célula 3 foi imersa em uma solução isotônica. 
d) as células 1 e 3 foram imersas em diferentes soluções
hipotônicas. 
e) as células 1 e 2 foram imersas em diferentes soluções
hipertônicas.
2. (Fuvest) A porcentagem em massa de sais no sangue 
é de aproximadamente 0,9 %. Em um experimento,
alguns glóbulos vermelhos de uma amostra de sangue
foram colocados e separados em três grupos. Foram
preparadas três soluções, identificadas por X, Y e Z,
cada qual com uma diferente concentração salina. A
cada uma dessas soluções foi adicionado um grupo de
glóbulos vermelhos. Para cada solução, acompanhou-se 
ao longo do tempo o volume de um glóbulo vermelho, 
como mostra o gráfico a seguir.
Com base nos resultados desse experimento, é correto 
afirmar que
a) a porcentagem em massa de sal, na solução Z, é
menor do que 0,9%.
b) a porcentagem em massa de sal é maior na solução
Y do que na solução X. 
c) a solução Y e a água e a água destilada são soluções 
isotônicas.
d) a solução X e o sangue são isotônicos.
e) a adição de mais sal na solução Z fará com que ela e a
solução X fiquem isotônicas.
Estudo orientado
exercícios
1. (Mackenzie) A respeito da membrana plasmática, é
correto afirmar que
a) as moléculas de fosfolipídios são completamente
apolares.
b) a fluidez da membrana permite a movimentação das 
proteínas que fazem parte dessa membrana.
c) os canais de transporte permanecem abertos o tem-
po todo.
d) a difusão facilitada é um processo que independe da 
participação de proteínas.
e) a organização da membrana plasmática é diferente
da membrana que forma as organelas celulares.
2. (Fuvest) A figura a seguir representa a célula de uma
planta jovem.
Considere duas situações:
1) a célula mergulhada em solução hipertônica;
2) a célula mergulhada em solução hipotônica.
Dentre as figuras numeradas de I a III, quais representam 
o aspecto da célula, respectivamente, nas situações 1 e 2?
a) I e II.
b) I e III.
c) II e I.
d) III e I.
e) III e II.
3. (Enem) Osmose é um processo espontâneo que ocorre 
em todos os organismos vivos e é essencial à manuten-
ção da vida. Uma solução de 0,15 mol/L de NaCl (cloreto 
de sódio) possui a mesma pressão osmótica das soluções
presentes nas células humanas.
A imersão de uma célula humana em uma solução de
0,20 mol/L de NaCl tem como consequência a
a) adsorção de íons Na+ sobre a superfície da célula.
b) transferência de íons Na+ da célula para a solução.
c) difusão rápida de íons Na+ para o interior da célula.
d) diminuição da concentração das soluções presentes 
na célula.
e) transferência de moléculas de água do interior da
célula para a solução.
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roda de leitura
Medicina Ortomolecular − Ciência 
ou Charlatanismo? 
A Medicina Ortomolecular é fundamentada em 
um conceito do início do século XX, após a descoberta 
de compostos químicos vitais na nutrição: as vitami-
nas. Pode-se dizer que o criador do termo foi Linus 
Pauling, cujos trabalhos formam a base da Química 
moderna, laureado com dois prêmios Nobel, um de 
Química e um pela paz, por sua postura pacifista após 
a Segunda Guerra Mundial.
 Linus Pauling: químico, cientista e entusiasta da Medicina 
Ortomolecular.
No início dos anos 1940, o químico foi diagnostica-
do com uma doença renal e seu médico recomendou 
uma dieta livre de sal e com suplemento de vitaminas. 
Como todo bom cientista, Pauling ficou curioso com a 
recomendação e começou a fazer pesquisas por conta 
própria. Nos anos seguintes ele apresentou diversas 
palestras sobre o tema, debatendo hipóteses de que 
a deficiência ou o excesso de compostos químicos 
poderiam causar problemas neurológicos. Em 1968, 
publicou um artigo na revista Science nomeado “Psi-
quiatria ortomolecular”, cunhando pela primeira vez 
o termo, cujo prefixo vem do grego orto, que significa 
correto, ou seja, “a medida certa de moléculas”. 
 Entre os componentes mais comuns da abordagem 
ortomolecular estão as vitaminas, essenciais para o 
funcionamento adequado do corpo e que devem ser 
adquiridas via alimentação. A vitamina C, por exemplo, 
é produzida por inúmeros outros animais e plantas, 
mas não pelo ser humano, que precisa ingerir cerca 
de 60 mg por dia.
A ausência dietética da vitamina C causa lesões 
nas mucosas e gengivas, associadas a sangramentos, 
perdas dentárias, e dores nas articulações. Essa doença, 
chamada escorbuto, era comum nos marinheiros que 
atravessavam os oceanos no período colonial. Para 
combatê-la, muitos navios passaram a levar barris 
carregados de maçãs, que contêm vitamina C, embora 
naquele tempo ninguém soubesse o que era uma vita-
mina, e talvez daí tenha nascido a expressão "an apple 
a day keeps the doctor away", que em português 
significa: uma maçã por dia mantém o médico longe.
A prática da Medicina Ortomolecular
O princípio básico propedêutico ortomolecular é o 
mesmo de qualquer especialidade clínica: investigar 
quaisquer anormalidades orgânicas e psíquicas do 
paciente. O que diferencia a filosofia ortomolecular 
é a crença de que muitas dessas anormalidades são 
causadas por desequilíbrios de vitaminas, micronu-
trientes e radicais livres. Uma das armas propedêuticas 
usadas pela prática ortomolecular é, além de exames 
de sangue de rotina, a análise bioquímica de fios de 
cabelo em busca de traços de micronutrientes.
Análise de micronutrientes do cabelo: polêmico método 
propedêutico ortomolecular.
De acordo com Abram Hoffer, bioquímico e psiquia-
tra canadense, pioneiro da Medicina Ortomolecular, 
essa especialidade não tem o propósito de tratar todas 
as doenças, nem substitui as terapias-padrão, mas 
provavelmente é complementar a muitas destas. Entre-
tanto, os seus defensores dizem que a suplementação 
nutricional pode prevenir, tratar e até mesmo curar 
várias condições clínicas, como: acne, alcoolismo, aler-
gias, artrites, autismo, transtorno bipolar, queimaduras, 
câncer, resfriados, depressão, vício em drogas, overdose 
de drogas, epilepsia, doenças cardiovasculares, intoxica-
ção por metais pesados etc. Vale dizer que as evidências 
que suportam essas afirmações são bastante fracas.
Uma meta-análise realizada pelo Instituto 
Cochrane em 2012, que utilizou dados de 78 estudos 
clínicos randomizados com um total de quase 300 mil 
participantes, 80 mil destes com doenças crônicas, 
entre grupos de consumo de vitaminas antioxidantes 
(betacaroteno, vitaminas A, C e E, e selênio) versus 
placebo ou nada. Surpreendentemente, os resultados 
mostraram que o grupo de pacientes
que tomaram a 
suplementação teve um risco de morte 3% maior em 
relação aos que não tomaram, e isso foi demonstrado 
biologia B • aula 4
6 CURSINHO DA POLI
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ainda mais no grupo dos pacientes que tomaram be-
tacaroteno, vitamina A, selênio e vitamina E, de modo 
que o trabalho recomenda não realizar suplementação 
de forma aleatória. Talvez os praticantes da filosofia 
ortomolecular possam contra-argumentar que cada 
suplementação deve ser feita especificamente para 
as necessidades de cada paciente, o que faz sentido, 
embora ainda não haja evidências concretas.
A Medicina Ortomolecular no Brasil
 No Brasil, a Medicina Ortomolecular é represen-
tada pela Associação Brasileira de Medicina Ortomo-
lecular e sua proposta é:
1. Identificar, o mais precocemente possível, o
estresse oxidativo evidenciado de forma subclí-
nica ou clínica nas diferentes fases da vida do
indivíduo, ou seja, na gestação, na infância, na 
adolescência, na adultícia ou na senescência.
2. Avaliar o indivíduo de maneira global, por
meio de uma avaliação clínica (anamnese)
mais completa possível e por meio de exames
complementares necessários a cada caso.
3. Analisar a bioquímica individual, identifican-
do os biomarcadores de estresse oxidativo. A
maioria desses biomarcadores fazem parte dos 
exames solicitados na clínica médica diária.
Portanto, deve-se ter o devido conhecimento
para poder correlacioná-los com seu significado 
bioquímico celular/molecular, base da Medici-
na Ortomolecular.
4. Considerar as consequências na saúde das inte-
rações do homem com o ambiente. Isso envolve 
local de moradia, de trabalho, a profissão, os
hábitos (alimentação, fumo, uso de drogas etc.), 
os agrotóxicos, a qualidade da água, do ar, do 
solo, a poluição sonora etc.
Nota-se que é uma proposta de cunho clínico 
bastante louvável, e que a abordagem ortomolecular 
apresenta-se de forma complementar.
 Porém, considerando que o Conselho Federal de 
Medicina (CFM) até o presente momento não considera 
a Medicina Ortomolecular como uma especialidade 
médica de comprovação evidente, talvez o mais correto 
fosse chamá-la de dieta ortomolecular.
A resolução do CFM, n. 1 500, de 1998, diz o seguinte:
Art. 13 São métodos destituídos de comprovação 
científica suficiente quanto ao benefício para o ser 
humano sadio ou doente e, por essa razão, proibidos 
de divulgação e uso no exercício da Medicina os pro-
cedimentos de prática Ortomolecular, diagnósticos ou 
terapêuticos, que empregam:
I. megadoses de vitaminas;
II. antioxidantes para melhorar o prognóstico de 
pacientes com doenças agudas ou em estado crítico;
 III. quaisquer terapias ditas antienvelhecimento,
anticâncer, antiarteriosclerose ou voltadas para pato-
logias crônicas degenerativas;
 IV. EDTA para remoção de metais pesados fora do 
contexto das intoxicações agudas;
V. EDTA como terapia antienvelhecimento, anti-
câncer, antiarteriosclerose ou voltadas para patologias 
crônicas degenerativas;
 VI. análise de fios de cabelo para caracterizar
desequilíbrios bioquímicos;
VII. vitaminas antioxidantes ou EDTA para generi-
camente “modular o estresse oxidativo”.
A formação em Medicina Ortomolecular é outro 
motivo para polêmica no Brasil, pois não há residên-
cias médicas para tal. Porém, é possível encontrar 
muitas pós-graduações lato sensu por aí, algumas 
até com aval do Ministério da Educação (MEC). O 
problema é que, como o CFM não a reconhece como 
especialidade, o médico que realiza esses cursos não 
pode se registrar como especialista. Confuso, não? 
Dessa forma, há muitos médicos de várias especiali-
dades, e muitos nutricionistas, que praticam a terapia 
ortomolecular em seus consultórios, cobrando em 
torno de R$ 150,00 por consulta, e os suplementos 
prescritos podem custar até R$ 400. Considerando 
que a abordagem ortomolecular deve ser holística, 
que os pacientes devem ser abordados propedeuti-
camente por completo, e que muitas das condutas 
ortomoleculares englobam modificações de hábitos 
de vida, como dieta e exercícios, essenciais para pre-
venção e controle da maioria das doenças, a terapia 
ortomolecular não é danosa para a maioria das pes-
soas se for praticada de forma séria e não destituída 
do pensamento clínico e científico clássico. O fato de 
essas práticas serem associadas a terapias de suple-
mentação que provavelmente têm efeito placebo na 
maioria das pessoas é o ponto questionável. Porém, 
até onde os placebos são aceitáveis como método de 
terapia é um tópico para outro dia.
Considerações finais
 Embora existam inúmeras referências na 
literatura científica no papel dos radicais livres no 
desenvolvimento de diversas doenças, ainda não há 
comprovação de que o uso de suplementos possa 
evitá-las, sendo que inclusive em alguns casos o 
uso de suplementos pode ser danoso. Dessa forma, 
a prática da Medicina Ortomolecular deve ser vista 
com olhos críticos, à luz do que prega a Medicina 
biologia B • aula 4
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baseada em evidências. Linus Pauling foi um defensor 
do consumo excessivo de vitamina C, com a hipótese 
de que isso preveniria desde o resfriado comum até o 
câncer, mas infelizmente morreu aos 92 anos por um 
câncer de próstata.
SANTANA, M. A 
Disponível em: . Acesso em: 08 jan. 2016.
aula 5
8 CURSINHO DA POLI
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-2
A membrana plasmática regula a passagem de materiais 
para dentro e para fora da célula, função que torna possí-
vel a célula manter sua integridade estrutural e funcional.
Helena Curtis
Processos ativos de transporte através da 
membrana plasmática
Muitas vezes, as células precisam fazer com que gran-
des blocos de substâncias, fragmentos de células ou mes-
mo microrganismos passem do ambiente externo para o 
interno, ou vice-versa, através da membrana plasmática.
Incorporando e eliminando esses materiais, as células 
eucarióticas atendem basicamente às necessidades de 
nutrição e de defesa. Mas, além de partículas de tamanhos 
consideráveis, as células também permitem a transferência 
de íons. Ambos os processos são casos de transporte ativo.
O transporte ativo permite a passagem de compostos 
através da membrana celular com consumo de energia, 
isto é, gastando-se as moléculas energéticas, os ATPs. 
Alguns autores consideram o transporte ativo como 
a transferência de substâncias extra ou intracitoplasma, 
por mecanismos de endocitose e exocitose.
O mecanismo de endocitose e os lisossomos
A endocitose é o processo de incorporação de blocos 
de macromoléculas, como os hormônios produzidos 
por determinados tecidos vegetais. Há dois tipos de 
endocitose: a pinocitose e a fagocitose.
a pinocitose
Ilustração esquemática do processo de pinocitose de lipídios 
no meio extracelular. Os lipídios concentram-se ao redor da 
membrana plasmática que, em seguida, invagina-se, formando 
vesículas de pinocitose. A fusão das vesículas ajudará na forma-
ção dos grãos de vitelo em ovócito de lagosta.
O mecanismo da pinocitose (pinein = beber; kytos = 
célula, em grego) envolve a incorporação de partículas 
semissólidas ou porções extracitoplasmáticas líquidas, 
como, por exemplo, gotículas de lipídios.
Na pinocitose, dobras da membrana voltam-se em 
direção ao citoplasma para fazer penetrar as partículas.
a fagocitose
A fagocitose (phagein = comer, em grego) é o 
mecanismo pelo qual as células ingerem partículas 
alimentares sólidas, relativamente grandes, que estão 
no ambiente externo.
Trata-se de um dos principais processos celulares de 
nutrição, dos protozoários, por exemplo, ou de defesa, 
como nos glóbulos brancos dos vertebrados.
Na fagocitose, projeções da membrana se expandem 
em direção à partícula alimentar.
A fagocitose e os lisossomos: 
contexto e processo
Os lisossomos são organelas especializadas na 
digestão intracelular. Podemos assim descrever o processo: 
1) as partículas incorporadas por fagocitose formam
um ou mais vacúolos, os fagossomos; 
2) as organelas lisossômicas
no hialoplasma são cha-
madas, inicialmente, de lisossomos primários, e, ao
se fundirem com os vacúolos, de lisossomos secun-
dários – porque, nesse momento, liberam as enzimas 
digestivas e degradam os compostos em unidades
menores; a estrutura formada nessa fase é conhecida 
como vacúolo alimentar; 
3) alguns produtos do vacúolo alimentar podem passar 
para o hialoplasma e ser utilizados pelas células no
metabolismo. 
Os resíduos da digestão intracelular são eliminados
da célula por um mecanismo inverso ao descrito acima, 
conhecido como exocitose, clasmocitose ou defecação 
celular.
Os lisossomos também estão envolvidos em outros 
processos celulares, chamados autofagia e autólise.
autofagia: é o termo usado para indicar a capacidade 
da célula de eliminar estruturas ou organelas citoplas-
máticas desgastadas ou que deixaram de desempenhar 
suas funções. Esse mecanismo funciona como uma 
forma de autolimpeza e renovação celular. 
A célula realiza trocas de substâncias 
com o ambiente – Parte II
biologia B • aula 5
CURSINHO DA POLI 9
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autólise: designa o mecanismo da lise (ou destruição 
da célula) devido ao rompimento da membrana dos 
lisossomos que verte a carga enzimática, digerindo o 
hialoplasma.
Vamos ler com atenção o texto que se segue.
A pneumoconiose, uma doença ocupacional grave 
causada pela autólise das células pulmonares
 Toda pessoa respira com o ar partículas de poeira. 
Estas são captadas e acumuladas pelos macrófagos 
nos pulmões. O tecido pulmonar não é habitualmente 
lesado e a função pulmonar não se altera.
Infelizmente, porém, existem exceções. A mais 
importante é o pó de quartzo. O quartzo ocorre em 
algumas rochas como, por exemplo, no arenito; os 
trabalhadores de pedreiras ou de minas que lidam com 
tal material aspiram, com o pó da rocha, também as 
partículas de quartzo, que podem alcançar os alvéo-
los – as menores unidades pulmonares que contêm 
ar, e nos quais é realizada a troca de oxigênio e de gás 
carbônico entre o sangue e o ar.
 A parede dos alvéolos é revestida por macrófagos. 
Eles recolhem o quartzo e o transportam até a corrente 
linfática. Lá, novos macrófagos recolhem o quartzo e, 
por não poder digeri-lo, estimulam cada vez mais a 
multiplicação dessas células e surgem, então, nódulos 
em torno dos vasos sanguíneos pulmonares, obliteran-
do e impedindo o fluxo sanguíneo; em consequência o 
paciente morre de insuficiência cardíaca. Os nódulos 
formados também podem destruir o tecido pulmonar e 
a troca de gases diminui; tosse, escarro e dispnéia cons-
tituem os primeiros sintomas da doença; a enfermidade 
progride e, após alguns anos, pode causar a morte.
Na pneumoconiose (silicose), os cristais de quartzo 
são aspirados com o ar e através das células alveola-
res dos pulmões alcançam as células fagocitárias em 
torno dos vasos. A corrente sanguínea é estreitada, e 
podem ser formados nódulos, tornando ineficientes as 
trocas gasosas; a morte pode ocorrer por insuficiência 
respiratória.
 A doença não pode ser detida. Deve ser prevenida: os 
trabalhadores das minas devem usar máscara protetora 
e a poeira deve ser removida com aspiradores especiais.
Harald Noltenius. Fundamentos biológicos da patologia 
humana. São Paulo: EPU/Edusp, 1977.
Ilustração de uma célula eucariótica fagocitando bactérias 
e da sua digestão por enzimas dos lisossomos. Estas são sinteti-
zadas no retículo endoplasmático rugoso e acondicionadas no 
aparelho de Golgi. A união do fagossomo, contendo a bactéria, 
com o lisossomo primário (ou I) produz o lisossomo secundário 
(ou II), onde ocorre a digestão. As porções não digeridas ou não 
aproveitadas são eliminadas. Quando uma parte da própria 
célula é envolta por uma membrana e digerida, dá-se o meca-
nismo de autofagia.
Por exemplo, na regressão da cauda do girino ou 
na formação das hemácias dos vertebrados, ilustrados 
a seguir.
Ilustração gráfica mostrando o aumento na concentração de 
enzimas lisossômicas nas células da cauda de girino durante a 
sua metamorfose. A regressão da cauda dos girinos ocorre devi-
do à autodestruição das células pelas enzimas dos lisossomos. 
Os materiais da digestão são reutilizados.
biologia B • aula 5
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Ilustração simplificada da pneumoconiose, causada pela des-
truição dos lisossomos das células pulmonares.
O transporte ativo de íons pela 
membrana plasmática, a bomba 
de sódio como exemplo
C
or
el
 S
to
ck
 P
h
ot
o
O peixe elétrico ou poraquê vive em águas escuras e turvas do 
rio Amazonas. Utiliza estruturas que emitem corrente elétrica 
de baixa e alta intensidade para reconhecer o ambiente, atacar 
presas ou fugir dos predadores.
Todos os seres vivos são sensíveis aos estímulos do 
ambiente. Veja: se, por descuido, você tocar uma chapa 
metálica muito quente, seu dedo sofrerá uma contração 
instantânea. Há um peixe, o poraquê, da Amazônia, que 
localiza suas presas por meio de um campo elétrico. 
Como os organismos podem “sentir” o ambiente? 
Uma das explicações conhecidas está no nível 
celular: a excitabilidade. Em organismos complexos, 
a excitabilidade celular foi notadamente estudada 
em células nervosas – os neurônios – de moluscos 
cefalópodes. Descobriu-se que determinados íons 
mantêm-se muito mais concentrados no hialoplasma 
do que nas organelas da célula e vice-versa. Pelas leis 
físicas, o processo natural seria a manutenção de um 
equilíbrio na quantidade desses íons, tanto dentro 
quanto fora das células, através da difusão. Para os 
pesquisadores, a diferença de concentração iônica só é 
possível graças ao transporte ativo dos íons, mantidos 
por proteínas carregadoras da membrana. Esse sistema 
recebe o nome de bomba iônica. O caso mais co-
nhecido é o que ocorre com os íons sódio (Na+) e 
potássio (K+).
Na célula animal, as proteínas carregadoras da 
membrana e outros sistemas químicos no hialoplasma 
transferem continuamente, com gasto de energia, os íons 
potássio (K+) e sódio (Na+) de um ambiente para outro. 
Da seguinte maneira: todo o íon K+ que se aproxima da 
membrana é carregado do exterior para o interior da 
célula, e todo íon Na+ é transferido em sentido contrário.
meio
intracelular
meio
extracelular
transporte
ativo
K+
Na+
Representação esquemática do modelo de bomba iônica do só-
dio. Com consumo de energia, proteínas carregadoras lançam 
para fora da célula os íons sódio (Na+), que retornam, atraves-
sando a membrana, por difusão; proteínas da célula também 
prendem todos os íons potássio (K+) do ambiente extracelular, 
forçando-os a entrar, mas eles escapam por difusão.
A bomba de sódio-potássio atua em importantes 
funções celulares, como a síntese de proteínas. Mas 
o resultado mais notável desse sistema é a criação e
a condução do impulso elétrico nervoso. É assim que
podemos, e os outros animais também, perceber os
estímulos do ambiente e reagir a eles.
Os impulsos elétricos nervosos do cérebro podem ser 
medidos num equipamento conhecido como eletroence-
falograma, capaz de detectar alguns tipos de distúrbios.
biologia B • aula 5
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Ilustração esquemática: 
A) normalmente, o axônio apresenta um acúmulo de cargas positivas na sua superfície externa. O estímulo nervoso se propaga pelo 
axônio, promovendo um aumento da permeabilidade, com grande entrada de Na+ e saída discreta de K+. O resultado é a inversão da 
disposição das cargas, ficando negativo fora e positivo dentro. Após a passagem do estímulo, a permeabilidade da 
membrana volta ao normal e recompõe-se a situação inicial. 
B) A transmissão e a passagem do impulso elétrico pelo axônio estimula o lançamento de substâncias químicas, os neurotransmissores, 
na fibra muscular, ocorrendo a contração.
A mente elétrica
Há 70 anos era descoberto o eletroencefalograma. Graças à obstinação do psiquiatra alemão Hans Berger (1873-1941), 
a humanidade compreendeu que a atividade mental estava relacionada à atividade elétrica do cérebro.
O eletroencefalograma passaria
a ter grande relevância tanto na pesquisa básica quanto na clínica, tornando-se um 
instrumento de diagnóstico decisivo na identificação de tumores e distúrbios cerebrais. 
Eletrodos na cabeça do paciente permitem registrar oscilações elétricas da atividade cerebral.
Suzana Herculano-Houzel. Ciência Hoje, n. 154, out.1999 . (adaptado)
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Exercício
1. (PUC) O esquema a seguir refere-se às diferentes 
concentrações dos íons sódio e potássio no meio extra-
celular (ME) e no meio intracelular (MI). Essa situação é 
constatada em vários tipos celulares.
Se em uma célula nessa condição iônica for bloqueada 
a produção de ATP, espera-se que
a) ocorra a passagem de toda a quantidade de íons 
potássio para o meio extracelular.
b) ocorra a passagem de toda a quantidade de íons 
sódio para o meio intracelular.
c) as concentrações desses íons se tornem aproxima-
damente iguais nos dois meios.
d) diminua ainda mais a concentração de potássio no 
meio extracelular e de sódio no meio intracelular.
e) essa situação permaneça inalterada.
Estudo orientado
exercícios
1. (Unitins) A incorporação de gotículas no citoplasma, 
por invaginação da membrana plasmática, formando 
vesículas, denomina-se
a) fagocitose.
b) clasmocitose.
c) endocitose.
d) pinocitose.
e) plasmólise.
2. (UFRN) Os processos que se relacionam com a ativi-
dade da membrana plasmática são
a) fotossíntese e respiração.
b) fagocitose e pinocitose.
c) fotossíntese e fagocitose.
d) respiração e pinocitose.
e) respiração e fagocitose. 
roda de leitura
Hemodiálise
As reações bioquímicas que normalmente ocorrem 
no corpo humano produzem substâncias chamadas 
metabólitos (produto do metabolismo das mais diversas 
substâncias). Os rins ajudam a manter o delicado equilí-
brio orgânico necessário à vida, evitando que líquidos e 
metabólitos se acumulem em níveis críticos. Os resíduos 
do metabolismo humano são filtrados, concentrados 
e excretados na urina, enquanto as substâncias úteis 
como a água, por exemplo, são seletivamente reabsor-
vidas. Cerca de 180 litros de sangue são filtrados diaria-
mente pelos rins, mas menos de 1% desse volume, cerca 
de 1,5 litro, é eliminado como urina, contendo a maior 
parte dos produtos finais do metabolismo.
No entanto, os rins estão sujeitos a anormalidades 
que reduzem a capacidade de retirar as impurezas do 
sangue. Essas anormalidades causam excessos de pro-
dutos do metabolismo final indesejados nos líquidos 
corporais, bem como a regulação deficiente da com-
posição desses líquidos. Isso, entre outras coisas, pode 
levar à insuficiência renal crônica, que é solucionada 
em definitivo com um transplante renal. Em função 
da dificuldade de se fazer um transplante, devido à 
compatibilidade entre doente e doador, a solução en-
contrada é achar um elemento filtrante que obtenha, se 
não os mesmos resultados do rim humano, pelo menos 
resultados parecidos, estabelecendo-se assim a diálise.
 Existem basicamente dois tipos de diálise: 
• diálise peritoneal: Esse tipo de diálise aproveita a 
membrana peritoneal que reveste toda a cavidade 
abdominal do nosso corpo para filtrar o sangue. 
Essa membrana, se totalmente estendida, teria 
uma superfície próxima de 2 m², área de filtração 
suficiente para cumprir a função de limpeza das 
substâncias retidas pela insuficiência renal termi-
nal. Nessa modalidade, não se utiliza filtro artifi-
cial nem para o sangue, nem para a água, pois a 
solução é produzida pela indústria farmacêutica. 
• hemodiálise: O sangue é removido do corpo para o 
sistema extracorpóreo (máquina de diálise) através 
de uma bomba, que o impulsiona para dentro de 
um filtro/dialisador, também conhecido como rim 
artificial. Nessa modalidade, utiliza-se filtro artifi-
cial tanto para o sangue (vide figura 1) quanto para 
a água utilizada no tratamento. 
biologia B • aula 5
CURSINHO DA POLI 13
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saída de 
dialisato
fibras 
capilares
entrada de 
dialisato
saída de
sangue
suporte 
das fibras
carcaça
entrada de 
sangue
figura 1 – detalhes internos do filtro dialisador ou filtro capilar, 
como também é conhecido.
Dialisato: solução de diálise composta por água tratada e com-
postos químicos utilizados para o tratamento do paciente.
 A hemodiálise é um sofisticado processo de depu-
ração do sangue por meio de uma circulação extracor-
pórea (figura 2), em que o mesmo sangue passa por um 
dialisador e volta ao paciente. Esse processo ocorre em 
média três vezes por semana e tem duração média de 
4 horas; a quantidade removida é de 3 a 6 litros. 
sangue do 
paciente
infusão de heparina
dialisador
bomba
de sangue
bypass
medidor de 
pressão venosa
detetor de ar
medidor de fluxo 
do dialisato
aquecedor
detetor de 
blood leak
 medidor de 
pressão do dialisato
bomba do dialisato
dreno
célula de 
condutividade
bomba de 
proporção
sangue 
retornando 
ao paciente
clamp
concentrado
figura 2 – diagrama representativo de uma máquina de 
hemodiálise. 
Considerando que cerca de 120 litros de água 
por sessão, aproximadamente 1 440 litros por mês, 
entram em contato indireto com o sangue do pa-
ciente por filtração extracorpórea, a qualidade da 
água empregada é um dos fatores determinantes na 
segurança e eficácia do processo dialítico. Viu-se en-
tão a necessidade de criar um sistema de tratamento 
de água que garantisse parâmetros mínimos para as 
substâncias encontradas na água. Essas caracterís-
ticas podem ser encontradas na Resolução RDC nº 
154, de 15 de junho de 2004 (Versão Republicada – 
31.05.2006), disponível no site da Agência Nacional 
de Vigilância Sanitária (Anvisa).
• O filtro é constituído por dois compartimentos: um 
por onde circula o sangue e outro por onde passa o 
dialisato. Esses compartimentos são separados por 
uma membrana semipermeável (elemento filtrante) 
e o fluxo de sangue e o dialisato são contrários 
(criando assim uma contracorrente), permitindo 
maximizar a diferença de concentração dos solutos 
em toda a extensão do filtro.
• As membranas dos deslisadores são compostas por 
diferentes substâncias biocompatíveis: celulose,
celulose modificada (celulose acrescida de acetato) 
e substâncias sintéticas (polissulfona etc). Existem
diferentes tipos de filtro, cada um com características 
próprias como, por exemplo, maior ou menor área
de superfície.
A escolha do dialisador é dada pelo peso do pa-
ciente, pela tolerância à retirada de volume e pela dose 
de diálise necessária. Esses filtros não são descartados 
a cada sessão, existem alguns critérios de aceitação 
para reprocessamento regidos pela Resolução RDC 
no 154/2004.
Valcir Trindade de Oliveira Junior é especialista em 
engenharia clínica, tecnólogo em saúde pela 
Faculdade de Tecnologia em Saúde de Sorocaba (Fatec), 
professor do curso de pós-graduação e membro da equipe 
de engenharia clínica do Hospital Israelita Albert Einstein. 
14 CURSINHO DA POLI
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aula 6
Longe de constituir um conjunto de moléculas 
interagindo ao acaso, a célula é uma unidade 
complexa e altamente organizada que realiza 
suas numerosas reações químicas de maneira 
rápida e extremamente eficiente.
BAKER, Jeffrey J. W.; ALLEN, Garland E. Estudo da Biologia, 1975.
O citoplasma e as organelas membrano-
sas na produção, no armazenamento e na 
eliminação de moléculas
Como vimos nas aulas anteriores, um ser vivo tem 
composição química complexa, e muitos compostos 
desempenham funções específicas para a manutenção 
do equilíbrio dinâmico do metabolismo celular. Também 
estudamos alguns processos de trocas de materiais que 
acontecem entre o ambiente e as células. Mas como es-
ses materiais são processados nas células? Quais são seus 
percursos no metabolismo? Como a célula consegue 
produzir moléculas complexas e quais são elas?
Nestas aulas, faremos uma análise mais detalhada 
das estruturas celulares e de suas respectivas atividades. 
Observe a ilustração a seguir:
nas redes no citoplasma que, às vezes, o dividem
em 
compartimentos – daí o termo retículo endoplasmático.
As pesquisas também identificam, ribossomos aderi-
dos ao sistema reticulado, que, neste caso, é chamado de 
retículo endoplasmático rugoso, granular ou ergastoplasma. 
Desenho esquemático do sistema de membranas internas – 
o retículo endoplasmático, a partir da membrana plasmática.
Para se distinguir morfologicamente do retículo ru-
goso, a rede membranosa sem os ribossomos é chamada 
de retículo endoplasmático liso ou agranular. Mas ambos 
– rugoso e liso – aparecem na mesma célula; o que pode 
variar é a predominância de um ou de outro, indicativa
do tipo de atividade celular demandada na de moléculas.
Nas células, o retículo endoplasmático desempenha 
funções de comunicação interna, transporte, armazena-
mento e síntese de substâncias.
O retículo endoplasmático liso produz lipídios e o 
retículo rugoso, proteínas.
Como a célula produz moléculas
Exemplos de importantes moléculas elaboradas pelas células 
de alguns órgãos humanos.
O retículo endoplasmático
Os estudos microscópicos das células eucarióticas re-
velam um sistema interno tortuoso e bastante elaborado 
de canais membranosos que estabelecem comunicações 
desde a parte interna da membrana plasmática até a 
carioteca. Esses canais compõem uma trama de peque-
biologia B • aula 6
CURSINHO DA POLI 15
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É oportuno fazer duas considerações: 1) a proprieda-
de de síntese do retículo envolve um processo complexo 
do núcleo e dos ribossomos; 2) os ribossomos também 
são encontrados livres no citoplasma, sem perder a 
capacidade de elaboração das moléculas proteicas; é 
certo que, quando associados ao retículo, permitem a 
eliminação (secreção) dos produtos para fora das células.
O complexo Golgiense
No citoplasma de células de vegetais e animais, 
encontra-se um outro sistema de membranas compará-
vel ao retículo liso, porém descontínuo e arranjado como 
bolsas achatadas, paralelas e compactas. 
O primeiro a detectar a existência de tais estruturas cito-
plasmáticas foi o citologista italiano Camilo Golgi, em 1898. 
Por meio de exame microscópico, notam-se, nas 
extremidades do Golgi, pequenas vesículas agrupadas, 
as quais, acredita-se, desprendem-se após algum tempo, 
carregadas de substâncias.
O aparelho de Golgi também é chamado de sistema golgiense 
ou dictiossomo, composto de organelas membranosas acha-
tadas, dispostas paralelamente no citoplasma. Presume-se que 
seja originado e diferenciado a partir do retículo endoplasmático.
Ainda não está completamente compreendida essa 
estrutura celular, mas parece que as proteínas produzidas 
nos ribossomos são levadas pelos canais do retículo ao 
Golgi, onde são concentradas e empacotadas, sendo 
distribuídas naquelas pequenas bolsas, ou lançadas 
diretamente para fora das células.
 Outras funções do Golgi
Descobriu-se que o sistema golgiense participa de outros 
processos celulares, como a transformação do espermatídeo 
em espermatozoide, na formação do chamado acrossomo.
O aparelho de Golgi participa na formação do acrossomo dos 
espermatozoides.
Nas células vegetais, o Golgi inicia a construção da 
parede celulósica a partir da lamela média, ao fim da 
divisão celular.
atividade
O Golgi participa da formação da lamela média nas células 
vegetais, como esquematizado nos itens A, B e C.
biologia B • aula 6
16 CURSINHO DA POLI
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Proteínas: as moléculas de construção da matéria viva 
enzimáticas: 
aceleram as 
reações quími-
cas (exemplo: 
amilase salivar).
estruturais
(ou de
construção): 
participam
da estrutura 
da matéria viva 
(exemplo: 
queratina).
Como podemos explicar a modificação no cabelo da mulher? O “permanente” é mesmo permanente? 
Fo
to
s: 
M
au
ric
io
 M
or
ae
s
As proteínas são macromoléculas, isto é, moléculas 
formadas por milhares de unidades de repetição – no caso, 
os aminoácidos. Antes de as estudarmos com maiores 
detalhes, vamos conhecer suas principais funções.
Para que servem as proteínas?
Vimos que, no mundo dos seres vivos, existe uma 
grande variedade de proteínas, que desempenham 
inúmeras funções. Mas, de maneira geral, podemos 
ordená-las conforme suas atividades no metabolismo 
das células. Observe.
pontes de enxofre
cadeias
de
proteína
abertura
das pontes
fechamento
das pontes
Produtos químicos usados no “permanente” abrem e fecham as 
ligações químicas, pontes de enxofre da queratina, das moléculas 
proteicas do cabelo, permitindo moldá-lo como desejado. Porém, 
o cabelo que nasce, novo, é igual ao anterior, e o “permanente” 
tem de ser feito novamente. 
biologia B • aula 6
CURSINHO DA POLI 17
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de defesa:
neutralizam 
proteínas estranhas 
no organismo
(exemplo: 
imunoglobulinas 
ou anticorpos).
de transporte:
atuam como 
carregadores
(exemplo:
hemoglobina).
hormonais: 
estimulam ou ini-
bem determinados 
conjuntos celulares, 
os tecidos (exemplo: 
hormônio do 
crescimento).
toxinas:
atuando em células 
de outros orga-
nismos, desequili-
bram as atividades 
do metabolismo, 
podendo matá-las 
(exemplo: veneno 
de serpente).
contráteis: des-
lizantes, provo-
cam a contração 
e a distensão da 
célula (exemplo: 
actina e 
miosina).
Do que são feitas as proteínas?
As células dos seres vivos estão em constante pro-
cesso de manutenção: crescem, reparam as organelas 
ineficientes, combatem microrganismos invasores, 
multiplicam-se. Todas essas atividades requerem a par-
ticipação das proteínas, que são formadas por milhares 
de unidades menores, os aminoácidos (aa).
A estrutura química do aminoácido
Um aminoácido é formado por um átomo de car-
bono ligado a um átomo de hidrogênio (H), um átomo 
de carbono ligado a uma carboxila (COOH) e um grupo 
químico denominado radical (R), que pode ser desde um 
átomo de H até moléculas maiores.
Fórmula geral
Estrutura química do aminoácido
nome estrutura química
glicina
H
H
N C
H
C
O
H OH
alanina
valina
H
H
N C
H
C
O
C OH
HO O
C C
H
H N
H
H
C
CH
HH H
HH H
Representação da estrutura química plana de três aminoáci-
dos. Note que todos apresentam o carbono central ligado ao 
grupo carboxila (COOH), ao grupo amina (NH
2
) e um átomo 
de hidrogênio. O que diferencia um do outro é o radical. Por 
exemplo, no aminoácido glicina, o radical é um átomo de 
hidrogênio; na alanina, CH
3
.
átomo de hidrogênio
radical
carboxila
amina
H – N
|
H
– C –C
H
|
|
R
O
OH
|
||
biologia B • aula 6
18 CURSINHO DA POLI
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Os aminoácidos na natureza
No mundo dos seres vivos, apenas 20 tipos de ami-
noácidos são usados para a construção de uma grande 
variedade de moléculas proteicas.
Os 20 tipos de aminoácidos usados nas 
proteínas dos seres vivos
glicina (Gli) treonina (Tre)
alanina (Ala) cisteína (Cis)
valina (Val) tirosina (Tir)
leucina (Leu) asparagina (Asn)
isoleucina (Iso) glutamina (Gln)
metionina (Met) ácido Aspártico (Asp)
fenilalanina (Fen) ácido Glutâmico (Glu)
triptofano (Tri) lisina (Lis)
prolina (Pro) arginina (Arg)
serina (Ser) histidina (His) 
Denominam-se aminoácidos naturais aqueles que 
as células dos seres vivos conseguem sintetizar, e 
aminoácidos essenciais os que os seres vivos precisam 
adquirir no ambiente, geralmente por meio da ali-
mentação. Os seres humanos, por exemplo, elaboram 
onze tipos de aminoácidos, havendo a necessidade da 
ingestão dos outros nove. Daí a importância de a nossa 
dieta ser bastante variada (carnes, leguminosas, leite e 
derivados, ovos etc.).
Os aminoácidos (aa) dos seres humanos 
aa essenciais aa naturais ou não essenciais
histidina (His) alanina (Ala)
isoleucina (Iso) arginina (Arg)
leucina (Leu) asparagina (Asn)
lisina (Lis) ácido aspártico (Asp)
metionina (Met) cisteína (Cis)
fenilalanina (Fen) ácido glutâmico (Glu)
treonina (Tre) glutamina (Gln)
triptofano (Tri) glicina (Gli)
valina (Val) prolina (Pro)
serina (Ser)
tirosina (Tir) 
As exigências dos diferentes tipos de aminoácidos 
para as atividades de construção das proteínas variam 
para cada espécie
de ser vivo, isto é, um determinado 
aminoácido pode ser essencial para uma espécie mas 
natural para outra.
A ligação peptídica
A união entre dois aminoácidos ocorre por síntese de 
desidratação e é chamada de ligação peptídica.
Esquema da reação química entre dois aminoácidos através 
da síntese por desidratação – é a ligação peptídica
O plano estrutural das proteínas
A estrutura de uma molécula proteica é caracterizada 
pelo número, pela ordem (sequência) e pelos tipos de 
aminoácidos que contém.
Todas essas informações da proteína são determinadas 
hereditariamente, isto é, através do comando dos genes 
(como veremos adiante). Além disso, cria-se um arranjo 
geométrico que dá forma à proteína, muito importante 
para as atividades biológicas. Observe o esquema:
Representação esquemática dos genes no controle e no 
comando da síntese das proteínas. Todas as células herdam a 
bagagem genética. Os genes comandam e controlam a fabri-
cação das proteínas, isto é, editam a quantidade, a ordem e os 
tipos de aminoácidos nas moléculas proteicas, que têm relação 
com sua forma e sua função no metabolismo celular.
ou
célula
 núcleo
 vegetal animal
(contém
genes)
genes
estrutura
da proteína
função 
biológica
forma da 
proteína
biologia B • aula 6
CURSINHO DA POLI 19
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São conhecidos os seguintes planos estruturais das 
proteínas:
estrutura primária: está relacionada com a se-
quência dos aminoácidos, determinada pelo código 
genético.
estrutura secundária: relaciona-se com o arranjo 
tridimensional da estrutura primária, isto é, se ela está 
enrolada ou dobrada.
estrutura terciária: refere-se à maneira como a 
estrutura secundária se mantém enrolada ou dobrada 
inúmeras vezes sobre si mesma, assumindo uma forma 
tridimensional.
estrutura quaternária: refere-se a outros polipeptí-
deos presos à estrutura terciária.
Ilustração das estruturas proteicas. Observe que a quantidade 
dos aminoácidos determina uma rede de ligações químicas 
gerando uma forma da molécula. 
Erros na sequência dos aminoácidos podem 
gerar proteínas defeituosas
Como vimos, o material genético comanda a síntese 
das proteínas, ordenando o número, a sequência e os 
tipos de aminoácidos. Porém, podem ocorrer alterações 
nos genes, chamadas mutações, que produzirão, por 
conseguinte, proteínas diferentes das originais.
Proteínas alteradas também mudam de forma, 
podendo perder a função biológica. Por exemplo, foi 
descoberto em pacientes humanos um tipo de anemia, 
denominado anemia falciforme (= hemácias em forma 
de foice), com hemoglobinas diferentes das hemácias 
de pessoas sadias. Após muitas pesquisas, descobriu- 
-se que ocorreu uma única substituição do aminoácido 
ácido glutâmico presente na hemoglobina normal pelo 
aminoácido valina (hemoglobina anormal).
Com o auxílio do professor, compare e indique qual 
aminoácido foi substituído na hemoglobina anormal:
Quadro esquemático mostrando que as hemácias com as pro-
teínas hemoglobinas normais apresentam a forma ligeiramen-
te oval, enquanto as hemácias com as hemoglobinas anormais 
têm forma de arco ou foice, daí o termo anemia falciforme. 
A desnaturação das proteínas
A forma das proteínas pode mudar pela ação de 
agentes físicos, como a temperatura e a radiação, ou 
por agentes químicos, como os meios extremamente 
ácidos ou básicos.
Esses fatores rompem as ligações químicas da 
molécula proteica, desfazendo a forma quaternária ou 
terciária, desativando-a.
Quando fritamos um ovo, desnaturamos a albumina.
Ilustração da desnaturação proteica causada pelo calor, por 
exemplo, quando fritamos um ovo. No detalhe, representação 
molecular da proteína perdendo sua forma original por efeito 
da alta temperatura, que rompe as ligações químicas peptídicas.
biologia B • aula 6
20 CURSINHO DA POLI
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Exercícios
1. (Enem)
 Na década de 1940, na Região Centro-Oeste, pro-
dutores rurais, cujos bois, porcos, aves e cabras estavam 
morrendo por uma peste desconhecida, fizeram uma 
promessa, que consistiu em não comer carne e deri-
vados até que a peste fosse debelada. Assim, durante 
três meses, arroz, feijão, verduras e legumes formaram 
o prato principal desses produtores.
O Hoje, 15 out. 2011. Adaptado.
Para suprir o déficit nutricional a que os produtores 
rurais se submeteram durante o período da promessa, 
foi importante eles terem consumido alimentos ricos em
a) vitamina A e E.
b) frutose e sacarose.
c) aminoácidos naturais.
d) aminoácidos essenciais.
e) ácidos graxos saturados.
2. (Fuvest) O retículo endoplasmático e o complexo de 
Golgi são organelas celulares cujas funções estão 
relacionadas. O complexo de Golgi
a) recebe proteínas sintetizadas no retículo endoplas-
mático.
b) envia proteínas nele sintetizadas para o retículo 
endoplasmático.
c) recebe polissacarídeos sintetizados no retículo en-
doplasmático.
d) envia polissacarídeos nele sintetizados para o retículo 
endoplasmático.
e) recebe monossacarídeos sintetizados no retículo 
endoplasmático e o envia polissacarídeos.
Estudo orientado
exercícios
1. (Fatec) A invenção do microscópio possibilitou várias 
descobertas e, graças ao surgimento dos microscópios 
eletrônicos, houve uma revolução no estudo das células. 
Esses equipamentos permitiram separar os seres vivos 
em procarióticos e eucarióticos, porque se descobriu 
que os primeiros, entre outras características,
a) possuem núcleo organizado envolto por membrana 
nuclear.
b) possuem material genético disperso pelo citoplasma.
c) não possuem núcleo e não têm material genético.
d) não possuem clorofila e não se reproduzem.
e) possuem parede celular e cloroplastos.
2. (Unicamp) Considere os seguintes componentes 
celulares:
 I. parede celular
 II. membrana nuclear
 III. membrana plasmática
 IV. DNA
É correto afirmar que a célula de
a) fungos e protozoários possuem II e IV.
b) bactérias e animais possuem I e II.
c) bactérias e protozoários possuem II e IV.
d) animais e fungos possuem I e III. 
roda de leitura
Termodinâmica e vida
 Tudo indica que os avanços das biologias sintética, 
quântica e sistêmica serão um marco importante no 
paradigma científico deste século. Parte desse sucesso 
deve-se à termodinâmica, que, embora tenha surgido 
há mais de 150 anos, apenas nas últimas cinco dé-
cadas teve sua importância reconhecida no estudo 
dos sistemas biológicos. Como veremos a seguir, essa 
demora tem a ver com a indisponibilidade de recursos 
matemáticos, que só começaram a aparecer no final 
dos anos 1940, com os estudos de Prigogine.
 	
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Aplicar a termodinâmica aos organismos vivos não foi tra-
balho de um cientista só. Schrödinger (à esquerda) lançou as 
primeiras ideias, mas somente Prigogine (à direita) conseguiu 
transformá-las em equações.
O passo inicial para esse reconhecimento foi dado 
por Erwin Schrödinger, em 1944, ao publicar seu me-
morável livro O que é vida? Suas reflexões dirigiram-se 
para o aspecto físico da célula viva, incluindo mecânica 
quântica, termodinâmica e mecânica estatística. A 
obra influenciou muitos cientistas, incluindo James 
Dewey Watson, que decidiu investigar os “códigos de 
instruções hereditárias” sugeridos por Schrödinger e 
biologia B • aula 6
CURSINHO DA POLI 21
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chegou à definição da estrutura molecular do DNA, 
em colaboração com Francis Crick e Maurice Wilkins. 
No entanto, foi Ilya Prigogine quem providenciou os 
recursos operacionais para a aplicação da termodi-
nâmica, com o desenvolvimento da termodinâmica 
dos sistemas dissipativos a partir do final dos anos 
1940, pelo qual ganhou o Nobel de Química de 1977.
A termodinâmica clássica – aquela habitualmente 
tratada nos livros da educação básica à universitá-
ria – refere-se a sistemas fechados em condições de 
equilíbrio. Mas os sistemas naturais, como materiais 
biológicos, constituem sistemas abertos em condições 
de não equilíbrio. Por isso as ferramentas elaboradas 
na termodinâmica clássica
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origem da Terra
solidificação da crosta terrestre
origem da vida (?)
fóssil procarioto
mais antigo
acúmulo de oxigênio
na atmosfera devido
a cianobactérias
evidência de primeiros organismos
terrestres na África do Sul
fóssil eucarioto
mais antigo
organismo com uma ou mais 
células que tem núcleo 
envolvido por membrana
algas geralmente
unicelulares
fotossintéticas
organismo unicelular
sem membrana nuclear
fóssil de organismos terrestres mais antigos
plantas colonizam a terra
extinção dos dinossauros
primeiros humanos
biologia B • aula 1
CURSINHO DA POLI 3
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Começando a entender os seres vivos
Ao contrário dos não-vivos, os seres vivos conseguem 
fazer uma série de coisas: incorporação de alimentos, 
eliminação de produtos de excreção, locomoção, re-
produção etc. Como dissemos, o objeto de estudo da 
Biologia são as formas viventes – das quais fazemos 
parte –, e para entendê-las é preciso conhecer algumas 
de suas características mais básicas, intrínsecas à própria 
vida. Vamos lá?
Adaptação
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Seres vivos adaptados em 
ambientes diferentes:
a) vírus HIV (do inglês 
human immunodeficiency 
virus, ou vírus da imunode-
ficiência humana) adap-
tados para se reproduzir 
dentro das células de defesa 
(os leucócitos) dos seres 
humanos; b) cactos do 
deserto, vegetais adaptados 
à sobrevivência em ambien-
tes de elevada temperatura e falta de água; 
c) pinguins-imperadores, aves que perderam a capacidade de 
voar no decurso do processo da evolução, habitantes perma-
nentes da Antártica.
Estamos adaptados para sobreviver no espaço?
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Existem seres vivos, como algumas espécies de caran-
guejos, que habitam as profundezas abissais dos oceanos 
(mais de 5 000 m de profundidade), um ambiente per-
manentemente escuro, frio e de elevada pressão. Outros 
são terrestres, mas vivem na ausência de gás oxigênio, 
o qual inibe seu desenvolvimento, como é o caso de
algumas bactérias. Alguns organismos usam a luz do sol
para conseguir energia; outros se alimentam daqueles
que usam a luz. Algumas espécies sobrevivem em climas 
frios como o da Antártica, cuja temperatura pode atingir –
80 ºC, e outras moram em regiões tropicais como a floresta 
Amazônica, sempre muito quente e úmida.
Será que o ser vivo, qualquer que seja, pode se acos-
tumar aos diferentes ambientes? Como um ser vivo dá 
origem a outras formas de organismos adaptados?
Podemos entender adaptação como qualquer 
modificação (anatômica, fisiológica, de coloração, de 
comportamento etc.) que capacita o ser vivo a obter 
vantagens do ambiente, aumentando suas possibilida-
des de reprodução e sobrevivência. Organismos bem 
adaptados a seu ambiente têm um período de vida mais 
longo e produzem mais descendentes.
Devemos reconhecer dois aspectos diferentes da 
adaptação: a temporária e a permanente. Na primeira, 
o organismo se adapta a alguma condição específica
do ambiente, mas não transmite essa mudança aos
descendentes. Por exemplo: uma árvore pode crescer
curvada, em resposta à direção da luz; isso não significa 
que os descendentes dessa árvore nascerão curvados.
Já a adaptação permanente decorre da transmissão 
de características entre indivíduos de uma mesma es-
pécie, por muitas gerações.
Em Bornéu, uma ilha isolada do Indo-Pacífico, uma 
espécie de sapo usa suas membranas interdigitais bem 
desenvolvidas para planar. Os critérios da seleção 
natural da ilha favoreceram os sapos com a 
modificação das patas, e essa característica pode ser 
transmitida para as gerações seguintes. 
Crescimento
Como pode um ser vivo crescer?
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Os vegetais e os seres humanos, por exemplo, crescem em 
altura e em largura.
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O crescimento de um ser vivo caracteriza-se pelo 
aumento do seu tamanho durante a vida. Os animais, 
em geral, têm períodos limitados de crescimento; já os 
vegetais podem crescer durante toda a vida.
O período de crescimento pode variar de espécie 
para espécie – para determinados insetos, por exemplo, 
leva apenas algumas horas; para os seres humanos, até 
20 anos. 
Analise as situações a seguir: em qual delas, A e/ou 
B, está ocorrendo o crescimento?
células
A
B
O crescimento é o resultado da construção (síntese) 
de moléculas chamadas estruturais, como as proteínas, 
em taxa mais rápida do que a taxa em que são degrada-
das. A rocha e o cristal também aumentam de tamanho, 
mas pelo acréscimo ou pela deposição de materiais 
vindos de fora – não por expansões do conteúdo interno, 
como ocorre nos seres vivos.
No plano celular, o crescimento se dá pelo aumento 
do tamanho (figura B), como é o caso dos organismos 
unicelulares, e pelo aumento no número de células 
(figura A), nos organismos multicelulares.
Reprodução
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Os seres vivos perpetuam a vida de sua espécie por meio da 
reprodução: a) comportamento de acasalamento de mamífe-
ros, as lhamas; b) comportamento de acasalamento de insetos, 
os grilos.
Qual será a finalidade biológica da reprodução?
Não mais se discute que o aparecimento de um ser 
vivo se dá por meio de outro ser vivo. Houve uma época 
em que se acreditava que os seres vivos pudessem surgir 
de coisas inanimadas – uma rocha, por exemplo. Hoje, 
sabemos que o mecanismo que permite o surgimento 
dos descendentes é a reprodução, característica exclu-
siva dos seres vivos.
Há dois modelos de reprodução: a assexuada e a 
sexuada. Na assexuada, ocorre a divisão da célula em 
duas exatamente iguais à progenitora. É muito comum 
os organismos unicelulares reproduzirem-se assexuada-
mente, embora isso também ocorra nos multicelulares 
em pelo menos alguma fase da vida. 
A reprodução sexuada resulta da união de duas 
células chamadas gametas ou germinativas. Os game-
tas produzidos por machos e fêmeas de uma mesma 
espécie são diferentes. O gameta masculino animal, 
chamado espermatozoide, funde-se com o gameta 
feminino, chamado óvulo, no processo de fertilização. 
O resultado é a formação do zigoto, unicelular. O zigoto 
desenvolve-se num organismo completo por meio de 
inúmeras divisões celulares, que ulteriormente se dife-
renciam para a formação dos diferentes tecidos e órgãos 
que o compõem.
Os gametas carregam um programa genético 
diferente dos pais por causa de um fenômeno de re-
combinação dos genes (crossing-over) que garante aos 
descendentes a herança de um importante patrimônio 
contendo as informações de adaptabilidade e de cres-
cimento, dentre inúmeras outras.
Por ora, não podemos confundir sexo com re-
produção. Biologicamente, o sexo é definido como 
a separação das funções masculina e feminina em 
indivíduos diferentes.
biologia B • aula 1
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Variação biológica
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A variação biológica entre diferentes organismos e numa mes-
ma população, isto é, grupo de indivíduos da mesma espécie.
Dois indivíduos nunca são idênticos. Mesmo os gê-
meos humanos formados por uma única fecundação, 
conhecidos como monozigóticos ou idênticos, apresen-
tam diferenças em alguns aspectos. 
Como já dissemos, os descendentes herdam de seus 
pais um conjunto de importantes informações, chamado 
patrimônio genético – uma combinação aleatória das 
características dos genitores, as quais podem ou não se 
expressar nos filhos; por isso não somos 100% do pai ou 
100% da mãe. Essa combinação dos genes ao acaso produz 
a variação, isto é, as diferenças. Outro fator são as mudanças 
nos genes, conhecidas como mutações. Ambas favorecem 
o processo da evolução, porque podem ser transmitidas. 
Também se reconhece a variação provocada nos organis-
mos pelo ambiente, mas esta não pode ser transmitida.
Podemos identificar a variação ou variabilidade
normalmente não podem 
ser usadas nos sistemas biológicos.
 A segunda lei da termodinâmica diz que os 
sistemas em equilíbrio evoluem para um estado no 
qual a energia é mínima e a entropia é máxima. Veja-
mos. A entropia é um conceito de difícil compreensão. 
Na linguagem popular, ela é associada à desordem, 
mas na linguagem científica pode ser associada à 
indisponibilidade de energia – ou seja, quanto maior a 
entropia, menos energia disponível – ou à quantidade 
de microestados em que um sistema pode se encontrar. 
 Observe o exemplo simples apresentado na 
figura a seguir. Trata-se de duas moléculas gasosas em 
um recipiente com dois compartimentos. No Estado 1, 
as duas moléculas ficam restritas a um dos lados. Esse 
é o estado de entropia mínima, o mais organizado, pois 
sabemos precisamente em qual compartimento as mo-
léculas se encontram. Ao abrir a comporta que separa 
os dois compartimentos, o sistema passa para o Estado 
2, com três possíveis configurações, ou microestados. As 
duas moléculas podem permanecer em um dos lados, 
ou uma molécula fica em um dos lados e a outra no lado 
oposto. A entropia desse estado é maior, pois tem três 
possíveis microestados. Podemos também dizer que é 
o estado mais desorganizado, pois não podemos saber
em qual microestado o sistema se encontra.
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O Estado 1 representa um estado de entropia mínima. No 
Estado 2, observa-se um estado de entropia maior, pois admite 
maior variedade de microestados. 
O paradoxo observado por Schrödinger foi que os 
sistemas vivos tendem para estados de maior ordem, 
ou seja, de menor entropia, em aparente contradição 
com a segunda lei da termodinâmica. Os seres vivos 
são sistemas altamente organizados. Como isso é 
possível?
Ordem no caos
A saída imediata para o encaminhamento da 
solução é o reconhecimento de que os sistemas vivos 
não obedecem à termodinâmica clássica, a que deno-
minamos de equilíbrio. Eles não são sistemas fechados, 
mas abertos, e trocam matéria e energia com seu meio 
ambiente. É aí que está o início da explicação. Mas 
Schrödinger ainda não sabia como transformar isso 
em equações: esse conhecimento veio com os traba-
lhos de Prigogine. Mas o primeiro, o “pai da mecânica 
quântica ondulatória”, adiantou reflexões que logo 
depois foram utilizadas pelo segundo, o “poeta da 
termodinâmica”.
A tendência dos sistemas que obedecem à termo-
dinâmica clássica é a morte rápida, quando a energia 
é mínima e a entropia é máxima. Agora, como os 
organismos vivos evitam isso ao longo de um grande 
período? Para alguns seres humanos esse período 
pode passar de um século. Como diz Schrödinger, a 
resposta óbvia é: comendo, bebendo e respirando. 
O termo técnico disso é metabolismo, que significa 
troca. Troca do quê? O que nosso corpo recebe para 
evitar o aumento de entropia que o levaria à morte? A 
resposta de Schrödinger foi ousada e muito combatida 
por uma parte da comunidade científica: os seres vivos 
extraem entropia negativa do meio ambiente. Ou seja, 
os organismos se alimentam na verdade de entropia 
negativa, para não deixar sua entropia interna se 
aproximar do máximo.
Prigogine transformou os sistemas em equações, 
com a criação da termodinâmica de não equilíbrio, a 
termodinâmica aplicável aos sistemas dissipativos, 
como os seres vivos e todos os materiais biológicos. 
Sistemas que trocam matéria e energia com o meio 
ambiente, e evoluem de modo irreversível, do nasci-
mento à morte.
A teoria de Prigogine começa com a definição da 
entropia total, constituída de dois termos: a entropia 
interna, cujo crescimento é sempre igual ou maior do 
que zero, e a entropia transferida do meio ambiente, 
cujo crescimento pode assumir qualquer valor, maior, 
igual ou menor que zero, de modo que a entropia total 
sempre cresce.
Reconhecimento tardio
Embora tenha sido criada no final dos anos 1940, 
a teoria de Prigogine só foi extensivamente usada em 
biologia B • aula 6
22 CURSINHO DA POLI
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estudos biológicos a partir dos anos 1990, um compor-
tamento muito similar ao apresentado pelos artigos 
contendo, ao mesmo tempo, os termos "biologia" 
e "física".
O desafio que esta realidade coloca para profes-
sores de Biologia, Física e Química é a elaboração da 
correspondente transposição didática para disciplinas 
universitárias básicas. Até que ponto, e de que modo, 
é possível tratar o tema em cursos básicos? Pelo que 
se sabe dos currículos nacionais, estamos um tanto 
longe disso. As disciplinas básicas oferecidas pela Física 
limitam-se à termodinâmica de equilíbrio. Raramente 
os departamentos de Química oferecem cursos espe-
cíficos sobre termodinâmica – geralmente, o tema é 
incluído em disciplinas como físico-química. Da mes-
ma forma, nos cursos de Biologia, o tema ora aparece 
na biofísica, ora na bioquímica. Portanto, se quisermos 
que os avanços científicos oriundos da termodinâmica 
de não equilíbrio tenham reflexos na formação de 
profissionais das Ciências da Natureza, precisamos de 
uma abordagem didática interdisciplinar já nos cursos 
universitários básicos.
Carlos Alberto dos Santos.
CURSINHO DA POLI 23
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aula 7
Os seres vivos são capazes de realizar sínteses complexas 
com alta eficiência e uma precisão de quase 100%. Isso é 
possível devido à ocorrência no organismo, de catalisado-
res muito específicos – as enzimas.
A Biologia e o Homem. 
KRASILCHIK, M. São Paulo: Edusp, 2001.
As enzimas
Vimos que a vida é mantida por uma série de reações 
químicas chamadas metabolismo. Mas, para que essas 
reações possam acontecer num intervalo de tempo 
compatível com as exigências das células, são necessários 
compostos que facilitem os encontros moleculares, de sín-
tese ou de degradação. Esses compostos são as enzimas.
As enzimas diminuem a energia de ativação, isto é, a 
energia inicial necessária para ocorrer a reação química 
celular. Observe o gráfico a seguir.
energia reação catalisada
sem enzima
reação catalisada
com enzima
produtosestágio
final
estágio
inicial
reagentes
sequência da reação
Representação gráfica de uma determinada reação química 
sem e com a participação da enzima.
As enzimas também são conhecidas como biocata-
lisadoras, isto é, são proteínas que atuam nas reações 
bioquímicas, “aumentando” a velocidade dos encontros. 
Durante essas reações, as enzimas não mudam a sua 
estrutura molecular.
As enzimas atuam com especificidade
Para explicar a ação específica das enzimas sobre 
determinados compostos químicos, os substratos, usa-
-se o modelo chave-fechadura.
O modelo chave-fechadura permite compreender a 
alta especificidade enzimática: só a enzima com a estru-
tura adequada é capaz de combinar-se a determinado 
substrato e acelerar a reação bioquímica.
Representação ilustrativa da especificidade da enzima sacarase 
sobre o substrato sacarose.
Os principais fatores que influenciam a 
atividade das enzimas
a temperatura
O aumento do calor favorece os encontros molecu-
lares e a atividade enzimática. Todavia, existem limites 
para a atuação das enzimas. Nos seres humanos, por 
exemplo, o limite está em torno de 40o C; acima desse 
valor, as enzimas perdem a função, isto é,desnaturam-se.
Observe, no gráfico a seguir, a ação das enzimas 
humanas e das enzimas de bactérias de fontes termais.
O modelo chave-fechadura
temperatura ótima
para as enzimas
humanas
temperatura ótima
para as enzimas de bactérias
muito resistentes ao calor
(bactérias que vivem em
fontes de águas termais)
 
 
 
temperatura (ºC)
0 20 40 60 8070 100
ve
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ad
e 
d
a 
re
aç
ão
35+– +–
Proteínas especiais – enzimas e anticorpos
Representação da 
especificidade da 
enzima proposta no 
modelo chave-fecha-
dura; o cadeado só 
pode ser aberto por 
determinada chave.
biologia B • aula 7
24 CURSINHO DA POLI
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potencial hidrogeniônico (pH)
O grau de acidez ou de alcalinidade de uma solução, 
o pH, também influencia a ação das enzimas. Observe, 
no gráfico a seguir, a ação
de duas enzimas digestivas
humanas em diferentes situações de pH.
Exemplos de efeito do pH na velocidade de reações
catalisadas por enzimas.
O pH pode desfazer as ligações químicas entre as 
cadeias polipeptídicas das enzimas, que perdem sua 
função.
Os anticorpos
Quando, por algum motivo, as barreiras mecânicas de 
defesa de um organismo deixam passar corpos microscó-
picos estranhos, desencadeiam-se processos de proteção 
contra a invasão. Essa defesa é realizada por um complexo 
sistema, denominado sistema imunitário.
Uma das estratégias de ação do sistema imunitário 
é o ataque direto e a destruição dos agentes invasores 
pelas células de defesa, os macrófagos e os neutrófilos, 
que, como já vimos, realizam a fagocitose. A outra ocor-
re quando “pedaços” ou partes dos invasores perma-
necem no sangue do organismo invadido, acionando 
células chamadas linfócitos na produção e na liberação 
dos anticorpos ou gamaglobulinas, as proteínas de de-
fesa, que também são lançados na corrente sanguínea.
Importante
Anticorpos são proteínas de defesa ou imunitárias.
Os anticorpos atuam neutralizando os antígenos 
(proteínas estranhas). Às vezes, essas reações químicas 
formam aglutinações, como acontece, por exemplo, nos 
casos de incompatibilidade entre grupos sanguíneos 
humanos, como veremos nos próximos cadernos.
Lembre-se
 ANTICORPOS X ANTÍGENOS
(proteínas de defesa (proteínas estranhas)
 de um organismo)
No sistema imunitário dos seres humanos, os lin-
fócitos do tipo T são responsáveis por dar o alarme, 
produzindo um sinal químico. O sinal é captado por 
outros linfócitos, os do tipo B, que começam a sintetizar 
e a liberar os anticorpos. Observe o esquema a seguir.
Sequência esquemática da ação do sistema imunitário: 
1) células vigilantes, os linfócitos T, reconhecem proteínas estra-
nhas no organismo (antígenos) e acionam um alarme químico; 
2) o alarme ativa os linfócitos B, começando o processo de 
produção e liberação dos anticorpos na tentativa de neutrali-
zar os antígenos. Os vírus HIV, causadores da aids, parasitam e 
destroem os linfócitos T.
As moléculas proteicas dos anticorpos têm estrutura 
altamente específica para o reconhecimento e o comba-
te de antígenos também específicos, modelo semelhante 
ao chave-fechadura das enzimas.
Será possível transferir anticorpos prontos de um 
organismo para outro, com a finalidade de combater os 
antígenos? Como?
pH ótimo
para a pepsina
pH ótimo
para a tripsina
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 pH
ve
lo
ci
d
ad
e 
d
a 
re
aç
ão
Exemplos de efeito do pH na velocidade de reações
catalisadas por enzimas
4. neutralização
2. alarme
linfócitos T
1. reconhecimento
antígenos
linfócitos B
3. produção
anticorpos
biologia B • aula 7
CURSINHO DA POLI 25
2
2
2
-2
Fa
b
io
 C
ol
om
b
in
i
A imunização
No século XIX, cientistas ocidentais aperfeiçoaram 
uma prática de intervenção médica para prevenir e 
defender o organismo humano contra alguns agentes 
infecciosos, através da injeção dos próprios microrganis-
mos atenuados (enfraquecidos), ou partes deles, o que 
ficou conhecido como vacina.
Fotografia mostrando a vacinação contra o vírus da gripe em 
idoso acima de 60 anos.
A partir daí, as pessoas vacinadas ficam imunes ou 
imunizadas a agentes infecciosos.
A memória imunitária
Ao ser acionados, os linfócitos tipo B podem gravar 
uma mensagem molecular do antígeno, criando uma 
espécie de memória bioquímica celular.
Os linfócitos que têm a “memória” tornam-se, então, 
vigilantes do sistema imunitário, podendo colocar em 
funcionamento a produção dos anticorpos num curto 
intervalo de tempo e em maior quantidade. Esse é o prin-
cípio da resposta imunitária secundária, mais rápida que 
a resposta primária (feita quando do primeiro contato 
com o antígeno).
Observe, a seguir, o gráfico que mostra as respostas 
imunitárias primária e secundária.
Gráfico mostrando as respostas imunitárias sob determinados 
antígenos. a) resposta primária, lenta e de baixa produção 
de anticorpos; b) resposta secundária, muito rápida e de alta 
produção de anticorpos. Este é o princípio da vacinação: criar 
condições bioquímicas para que os organismos consigam rea-
gir satisfatoriamente contra agentes causadores de doenças. 
A campanha de vacinação destina-se sensibilizar a sociedade 
para a importância da proteção imunitária.
D
el
fim
 M
ar
tin
s/
Pu
ls
ar
D
el
fim
 M
ar
tin
s/
Pu
ls
ar
tempo
co
n
ce
n
tr
aç
ão
 d
e 
an
ti
co
rp
os
a)
b)
A vacinação, por induzir as memórias imunitárias 
primária e secundária (após as doses de reforço), é cha-
mada de imunização ativa e tem o caráter de medida 
preventiva.
BCG*
DPT** e poliomielite
DPT e poliomielite
DPT e poliomielite
Sarampo
DPT, poliomielite, sarampo, caxumba e rubéola
DPT e poliomielite
dT***
1 mês*
2 meses
4 meses
6 meses
9 meses
15 meses
5 ou 6 anos
15 anos* 
 idade vacinas
* BCG – previne contra tubertuculose
** DTP (tríplice bacteriana) – previne contra difteria, tétano e coqueluche
*** dt (dupla bacteriana) – previne contra difteria e tétano
Fotografia da aranha-marrom, Loxosceles sp, cujo veneno 
(proteína tóxica) pode causar grave inflamação e lesar os 
tecidos próximos da picada. O atendimento deve ser imediato 
e o tratamento é feito com o soro antiloxoscélico, produzido no 
Instituto Butantã.
biologia B • aula 7
26 CURSINHO DA POLI
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2
2
-2
Na ausência de anticorpos para combater de imedia-
to proteínas tóxicas, por exemplo, o veneno de algumas 
espécies de serpentes ou aranhas, foi criado o soro imu-
ne, isto é, a purificação e a concentração de anticorpos 
produzidos num organismo mas introduzidos em outro, 
com o objetivo de neutralizar o antígeno.
A administração do soro imune não induz à criação 
da memória imunitária e é chamada imunização passiva; 
é uma medida profilática (curativa).
Exercício
1. (Enem)
Embora sejam produzidos e utilizados em situações 
distintas, os imunobiológicos I e II atuam de forma se-
melhante aos humanos e equinos, pois
a) conferem imunidade passiva.
b) transferem célula de defesa.
c) suprimem resposta imunológica.
d) estimulam a produção de anticorpos.
e) desencadeiam a produção de antígenos.
Estudo orientado
exercícios
1. (Enem)
A contaminação pelo vírus da rubéola é especialmen-
te preocupante em grávidas, devido à síndrome da rubé-
ola congênita (SRC), que pode levar ao risco de aborto e 
a malformações congênitas. Devido a campanhas de 
vacinação específica, nas últimas décadas houve uma 
grande diminuição de casos de rubéola entre as mulhe-
res, e, a partir de 2008, as campanhas se intensificaram e 
têm dado maior enfoque à vacinação de homens jovens.
BRASIL. 
 Brasil livre da rubéola: campanha nacional de 
vacinação para eliminação da rubéola. 
Brasília: Ministério da Saúde, 2009. Adaptado.
Considerando a preocupação com a ocorrência da SRC, 
as campanhas passaram a dar enfoque à vacinação dos 
homens, porque eles
a) ficam mais expostos a esses vírus.
b) transmitem os vírus às mulheres gestantes.
c) passam a infecção diretamente para o feto.
d) transferem imunidade às parceiras grávidas.
e) são mais susceptíveis a esse vírus que as mulheres.
2. (Fuvest) Um camundongo recebeu uma injeção de
proteína A e, quatro semanas depois, outra injeção de
igual dose da proteína A, juntamente com uma dose da 
proteína B. no gráfico a seguir, as curvas X, Y e Z mostram 
as concentrações de anticorpos contra essas proteínas
medidas no plasma sanguíneo, durante oito semanas.
PUMES, W. K.; SADAVA, G.; ORIANS, G. H.; HELLER, H. C. 
Life. The Science of Biology. Sinauer Associates, Inc. W. H. 
Freeman & Comp, 6. ed., 2001.Adaptado.
As curvas
a) X e Z representam as concentrações de anticorpos
contra a proteína A, produzidos pelos linfócitos, res-
pectivamente, nas respostas imunológicas primárias 
e secundárias.
b) X e Y representam as concentrações de anticorpos
contra a proteína A, produzidos pelos linfócitos, res-
pectivamente, nas respostas imunológicas primárias
e secundárias.
c) X e Z representam as concentrações de anticorpos
contra a proteína A, produzidos pelos macrófagos,
respectivamente, nas respostas imunológicas pri-
márias e secundárias.
d) Y e Z representam as concentrações de anticorpos
contra a proteína B, produzidos pelos linfócitos, res-
pectivamente, nas respostas imunológicas primárias 
e secundárias.
e) Y e Z representam as concentrações de anticorpos
contra a proteína B, produzidos pelos macrófagos,
respectivamente, nas respostas imunológicas pri-
márias e secundárias.
biologia B • aula 7
CURSINHO DA POLI 27
2
2
2
-2
3. (Enem)
Milhares de pessoas estavam morrendo de varíola 
humana no final do século XVIII. Em 1796, o médico 
Edward Jenner (1749-1823) inoculou em um menino 
de 8 anos o pus extraído de feridas de vacas contami-
nadas com o vírus da varíola bovina, que causa uma 
doença branda em humanos. O garoto contraiu uma 
infecção benigna e, dez dias depois, estava recuperado. 
Meses depois, Jenner inoculou no mesmo menino o 
pus varioloso humano, que causava muitas mortes. O 
menino não adoeceu.
Adaptado de: bbc.co.uk. Acesso em: 5 dez. 2012.
Considerando o resultado do experimento, qual a con-
tribuição desse médico para a saúde humana?
a) A prevenção de diversas doenças infectocontagiosas 
em todo o mundo.
b) A compreensão de que os vírus podem se multiplicar 
em matéria orgânica.
c) O tratamento para muitas enfermidades que acome-
tem milhões de pessoas.
d) O estabelecimento da ética na utilização de crianças 
em modelos experimentais.
e) A explicação de que alguns vírus de animais podem 
ser transmitidos para os humanos.
roda de leitura
Doenças por príons
A descoberta dos príons mudou a ideia de que 
somente organismos vivos são responsáveis por do-
enças infecciosas. As encefalopatias espongiformes 
– doenças neurológicas que levam à demência, distúr-
bios motores e outras disfunções – são causadas por
mudanças na conformação na proteína príon celular, 
existentes no cérebro. A forma modificada, chamada
simplesmente de príon, pode ser transmitida e, uma
vez no cérebro, altera a proteína normal e forma agre-
gados insolúveis. Estudos nessa área vêm ajudando a 
esclarecer como a proteína alterada se propaga, como 
evoluem essas encefalopatias e quais as funções da
proteína normal.
Até recentemente, acreditava-se que as doenças 
infecciosas só podiam ser causadas por microrga-
nismos que contêm ácidos nucleicos (DNA ou RNA), 
como vírus, bactérias e protozoários. A descoberta 
de que certas proteínas – chamadas príons, sigla 
derivada da denominação proteinaceous infectious 
particle (partícula infecciosa proteinácea) – podiam 
ser agentes infecciosos abalou esse conceito clássico. 
A pesquisa sobre essas proteínas rendeu até agora 
dois prêmios Nobel, além de uma feroz polêmica sobre 
essa propriedade de proteínas e do conceito novo de 
“doenças de conformação de proteínas”.
Após a Segunda Grande Guerra, médicos esta-
dunidenses descobriram, em uma região remota de 
Papua-Nova Guiné, país da Oceania, uma doença ca-
racterizada por distúrbios de movimentos, que atingia 
grande parte da tribo dos Fore e era chamada por eles 
de kuru. Com a ajuda de antropólogos, constataram 
que a doença estava associada a hábitos de caniba-
lismo ritual, em que os familiares devoravam partes 
do corpo de parentes mortos, incluindo o cérebro. O 
estadunidense Daniel Carleton Gajdusek (que ganhou 
o Nobel de Medicina em 1976) e outros pesquisadores 
concluíram que a doença, chamada pelos nativos de
kuru, era transmitida através dessa prática. De fato,
a doença praticamente desapareceu com o fim do
canibalismo ritual entre os Fore.
Descobriu-se que doenças semelhantes podiam 
ser transmitidas para animais de laboratório, de 
camundongos a chimpanzés, injetando-se em seu 
cérebro extratos do cérebro de portadores de kuru, 
ou de portadores de outras doenças do grupo das 
“encefalopatias espongiformes”. Conhecidas antes da 
descoberta do kuru, tais doenças levam à degeneração 
do cérebro, dando ao tecido cerebral um aspecto es-
ponjoso visível ao microscópio. Seus sintomas clínicos 
são demência, distúrbios motores, insônia ou outras 
disfunções cerebrais. Existem várias formas, algumas 
das quais atingem os humanos (a mais comum é a do-
ença de Creutzfeldt-Jacob) e outras afetam diferentes 
animais, entre eles bois (encefalopatia espongiforme 
bovina, mais conhecida como “doença da vaca louca”) 
e carneiros (scrapie).
Novo agente infeccioso
O que mais intrigava os pesquisadores dessas do-
enças era que o possível agente transmissor mostrava 
extrema resistência a todos os métodos conhecidos de 
destruição de vírus e bactérias. Contrariando a teoria de 
que essas encefalopatias seriam transmitidas por um 
vírus, o bioquímico estadunidense Stanley Prusiner (ga-
nhador do Nobel em 1997) e outros cientistas concluíram 
que a transmissão devia-se a uma partícula composta 
apenas por proteína, e deram a ela o nome príon. Essa 
conclusão iniciou uma polêmica que dura até hoje, pois 
se julgava que a capacidade de produzir infecções seria 
exclusiva de seres vivos. No entanto, a maior parte dos 
cientistas aceita hoje a hipótese de que os príons são 
constituídos essencialmente por proteínas.
Outra surpresa apareceu quando se constatou que 
o único componente sempre presente em materiais
infecciosos (que, injetados em animais de laboratório, 
biologia B • aula 7
28 CURSINHO DA POLI
2
2
2
-2
causam encefalopatias espongiformes) é uma prote-
ína normal do organismo, abundante no cérebro e 
encontrada em outros órgãos. Mas como uma proteína 
normal do organismo pode causar ou transmitir uma 
doença?
A resposta está em sua “conformação” – distri-
buição espacial dos aminoácidos que a compõem. 
A proteína príon celular contém principalmente 
sequências de aminoácidos do tipo alfa-hélice, ou 
seja, arranjados de forma helicoidal no espaço. Já na 
forma patogênica (a que causa doença) predominam 
sequências com outro tipo de estrutura, conhecida 
como “folha beta pregueada”. O interessante é que 
a sequência de aminoácidos é a mesma nas formas 
normal e patogênica: a diferença está apenas na 
conformação da proteína.
A forma patogênica tem tendência a se agregar, for-
mando partículas insolúveis e muito resistentes a enzimas 
proteolíticas (que degradam proteínas). Os agregados 
insolúveis depositam-se no cérebro e, de forma ainda não 
esclarecida, produzem as encefalopatias espongiformes. 
Essas encefalopatias, agora também conhecidas como 
“doenças por príon”, tornaram-se protótipos de uma classe 
de doenças, ditas “de conformação de proteínas”. Outros 
exemplos, como a doença de Alzheimer, associada à 
deposição de um peptídeo (fragmento de proteína) cuja 
conformação também favorece a formação de agrega-
dos insolúveis no tecido cerebral.
Após a instalação da forma patogênica no tecido 
cerebral, a mudança de conformação das moléculas 
da proteína príon celular vai aos poucos alimentando 
os agregados, que tomam conta desse tecido e levam 
à doença. Essa propriedade permite que os príons se 
multipliquem mesmo sem conter DNA.
Risco para a saúde pública
Apesar do fim do canibalismo ritual entre os 
Fore, outras formas de infecção por príons persistem. 
Constatou-se, por exemplo, transmissão de príons por 
transplantes de membrana meníngea, chamada dura-
-máter, durante neurocirurgias.
A provável incidência futura de encefalopatias es-
pongiformes devido à ingestão de carne contaminada 
ainda é debatida. Essa nova forma de doença, porém, 
já é importante questão de saúde pública em vários 
países europeus. No Brasil, não há registro de casos 
da doença da vaca louca, mas a vigilância sanitária é 
essencial, em vista dos indícios de que a transmissão 
entre espécies pode atingir o homem.
Existem ainda formas hereditárias de doenças por 
príons. Acredita-se que certas mutações na proteína 
príon celular a tornam suscetível a mudanças espon-
tâneas de conformação, favorecendo o surgimento da 
forma patogênica. A doença, nesse
caso, não depen-
deria de transmissão. Esse modelo seria responsável 
por vários casos de encefalopatias espongiformes em 
certas famílias onde existem aquelas mutações. Tais 
características das doenças por príons têm extraordi-
nária importância do ponto de vista biológico, pois se 
trata do único tipo conhecido de doença que pode ser 
tanto infecciosa quanto hereditária, por causa de um 
mesmo agente patogênico.
Conhecer melhor para combater
As doenças por príons trazem novos desafios 
para várias disciplinas científicas. Para a medicina, 
constituem não só um novo conceito de doença, mas 
também um difícil problema de tratamento. Ainda 
não está claro de que forma a acumulação de príons 
causa a doença, nem sua relação com a degeneração 
do tecido cerebral.
O papel da perda da proteína príon celular conti-
nua em discussão, pois suas funções normais ainda 
estão sendo esclarecidas. Estudos recentes indicam 
que essa proteína pode estar ligada a mecanismos de 
proteção celular, de transporte de cobre e resistência 
a radicais livres de oxigênio, de regulação da excitabi-
lidade cerebral, de memória, de inflamação e outros.
No momento, pouco se pode fazer pelos porta-
dores dessas encefalopatias, já que os tratamentos 
disponíveis não levam à cura. Entretanto, descobertas 
recentes de que certos fármacos são capazes de desa-
gregar príons têm levado a ensaios clínicos, trazendo 
esperanças. Surpreendentemente, demonstrou-se 
que a quinacrina, muito usada para prevenir e tratar 
a malária, impede a agregação de príons em culturas 
in vitro. Outra chance está na clorpromazina, medica-
mento antipsicótico usado para tratar a esquizofrenia 
que também evita a agregação de príons em culturas 
de células. Em outra linha de pesquisa, estão sendo 
realizados ensaios de imunoterapia experimental com 
anticorpos capazes de deter o processo de transforma-
ção da proteína príon celular na forma patogênica.
Há um longo caminho a percorrer, mas existe a 
expectativa crescente de que o desafio das encefalo-
patias espongiformes, hoje ainda incuráveis e inex-
ploravelmente fatais, possa ser vencido pela pesquisa 
experimental nos próximos anos.
LINDEN, Rafael. Revista Ciência Hoje, jul. 2003.
pesquisar e ler
Uma leitura que promove o contexto do que foi 
estudado nestas aulas, principalmente o tema da 
imunização, é O Fim da Pólio – A campanha mundial 
para a erradicação da doença, texto de Siddarth Dube 
biologia B • aula 7
CURSINHO DA POLI 29
2
2
2
-2
e fotografias de Sebastião Salgado (São Paulo: Com-
panhia das Letras, 2003). Descreve o combate contra o 
vírus da poliomielite, que afeta especialmente crianças, 
tornando-as paralíticas. A batalha envolve a mobilização 
e o trabalho articulado de organizações não governa-
mentais, governos, entidades internacionais e voluntá-
rios, pessoas de todas as idades, profissões e formações. 
Os resultados, em curto espaço de tempo, são impressio-
nantes, ainda que não se tenha chegado à erradicação 
da doença. Por exemplo, em 1988, quando a Organização 
Mundial de Saúde (OMS) e o Fundo das Nações Unidas 
para a Infância (Unicef ) lançaram a campanha mundial 
para a eliminação da pólio, a doença era endêmica em 
125 países, provocando 350 mil vítimas a cada ano. Em 
2001, a poliomielite estava restrita a dez países e o nú-
mero de casos havia caído para menos de 2 mil ao ano. 
Além de pôr em evidência os esforços de um humanismo 
comprometido com a vida e de superação de um com-
plexo de inferioridade em relação aos países socialmente 
mais desenvolvidos, temos as imagens captadas por 
Sebastião Salgado em regiões como África, Índia e Pa-
quistão, de uma beleza plástica e uma mensagem clara 
de esperança. Vale reproduzir aqui um trecho do prefácio, 
escrito pelo secretário geral da ONU, Kofi Annan: “o vírus 
continuar a existir é, em si mesmo, uma condenação, pois 
essa é uma doença plenamente evitável. Proteger uma 
criança da pólio é tão fácil quanto protegê-la da chuva: 
trata-se de colocá-la sob o equivalente médico de um 
guarda-chuva – nesse caso, uma vacina facilmente ad-
ministrável que foi desenvolvida há quase meio século”.
Em Por dentro do Sistema Imunitário (São Paulo: Atual, 
1994, Projeto Ciência), Paulo Cunha aborda de maneira 
clara a organização e o funcionamento de um sofistica-
do sistema celular de defesa dos seres humanos contra 
proteínas e microrganismos invasores ou, conforme o 
autor, nossos inimigos naturais. A obra traz um relato em 
ordem cronológica da descoberta da vacina e discute 
a autoimunidade, a rejeição de órgãos transplantados, 
as alergias e a dificuldade de obtenção de uma vacina 
contra o vírus HIV, causador da aids. Logo de saída, no 
capítulo 1, o autor discute o sábio provérbio “prevenir é 
melhor do que remediar”.
passear
O Instituto Butantan inaugurou recentemente (final 
de 2003) o Museu de Microbiologia, com a exposição 
temática O Mundo Escondido dos Micróbios. O acer-
vo permanente é composto por painéis informativos, 
modelos tridimensionais e gigantes de bactérias, ví-
rus e protozoários. Expõe microscópios e registra sua 
história até o momento atual, de grande sofisticação e 
aperfeiçoamento. Os visitantes também têm acesso a 
computadores que possibilitam uma viagem interativa 
sobre o assunto, com simulações do desenvolvimento 
de algumas doenças infecciosas no organismo huma-
no e da ação das vacinas (o programa foi criado pelo 
Laboratório de Informática da Faculdade de Medicina 
da USP). O Museu está aberto para visitação de terça a 
domingo, das 9h00 às 16h30, na Av. Vital Brasil, 1 500. O 
telefone é 2627-9300 / São Paulo. Conheça também o 
site www.butantan.gov.br .
ágora
Acredita-se que a quantidade de estrelas existentes 
no céu seja enormemente superior ao número de estre-
las que podemos enxergar. Observe um copo com água 
do mar: quantos organismos vivos se pode distinguir a 
olho nu? Não muitos, provavelmente. Mas, com o em-
prego das sofisticadas técnicas microscópicas atuais, 
torna-se visível uma imensa variedade de seres.
Previna-se do vírus. Não das pessoas. Use camisinha.
Cartaz do Ministério da Saúde / Governo Federal, no Dia 
Mundial da Luta Contra a Aids – 1o de dezembro
O que os olhos não veem, o organismo não sente?
biologia B • aula 7
30 CURSINHO DA POLI
2
2
2
-2
gabarito
aula 4
1. b
2. d
3. e
aula 5
1. d
2. b
aula 6
1. b
2. a
aula 7 
1. b
2. a
3. a
orientação didática
CURSINHO DA POLI ORIENTAÇÃO DIDÁTICA • 1
2
2
2
-2
biologia B caderno 2
aula 4: A célula realiza trocas de substâncias 
com o ambiente – Parte I
Nessas aulas, trabalhamos a fisiologia da membrana 
plasmática: o transporte do tipo passivo e o transporte 
ativo.
Para o transporte passivo, é interessante começar a 
aula fazendo emergir problemas: Por que as folhas da 
salada temperada murcham? Por que a carne salgada 
ou o charque pode permanecer sem refrigeração por 
longo tempo? A partir do cotidiano dos estudantes e a 
observação dos fenômenos, construa o entendimento 
conceitual dos mecanismos que permitem à célula 
trocar substâncias atravessando a membrana sem 
gasto de energia. 
 Nossa prática de sala de aula tem mostrado que a 
osmose é um assunto que traz dificuldades, por isso, 
é bom retomar alguns conceitos básicos da Físico-
-Química: nesse caso, as soluções. 
 Para o transporte ativo, fazer uma abordagem 
mostrando que as células dos seres vivos têm a ne-
cessidade de englobar macromoléculas e até mesmo 
outras células ou organismos invasores, por exemplo, 
as bactérias. Assim, num primeiro momento, introduza 
os processos da pinocitose e da fagocitose e, então, 
os conceitos. Nessa mesma abordagem, trabalhe com 
os estudantes o transporte de íons na formação e na 
condução do impulso elétrico nervoso, por exemplo.
As muitas ilustrações visam melhorar o enten-
dimento da passagem das substâncias através da 
membrana. Chame a atenção para isso, motive os 
alunos para explorar mais as figuras, tabelas e gráficos, 
valorizando os processos e a interpretação
dos fenô-
menos celulares para a manutenção da vida.
Se quiser, resolva um exercício de aula logo após 
discutir os pontos teóricos: dá sentido ao aprendizado.
gabarito
1. b 2. b
aula 5: A célula realiza trocas de substâncias 
com o ambiente – Parte II
gabarito
1. c
aula 6: Como a célula produz moléculas
O eixo principal dessas aulas é entender que as 
células de um organismo produzem substâncias para 
as mais diversas atividades: de defesa, de crescimento, 
de transporte, de ação sobre outras células ou tecidos 
etc. Mas pensamos que convém começar o assunto na 
escala macroscópica e relacioná-lo com a realidade 
dos estudantes, por exemplo, no caso das enzimas 
digestivas ou do hormônio do crescimento. Daí, partir 
para o plano microscópico: a morfologia e a fisiologia 
das estruturas membranosas da célula. Melhor não 
se prender muito nos detalhes dessas organelas, mas 
trabalhar as relações de integração e sua origem. Por 
exemplo, a carioteca na promoção do retículo endo-
plasmático, que, por sua vez, relaciona-se com o com-
plexo golgiense, que forma as vesículas de secreção. 
Mostrar e enfatizar que o interior da célula mantém 
intrincada rede de relações funcionais.
Por fim, trabalhe com os alunos a estrutura química 
das proteínas e sua importância para os seres vivos.
gabarito
1. d 2. a
aula 7: Proteínas especiais – enzimas e anti-
corpos 
O foco dessa aula é aprofundar o conhecimento de 
duas classes de proteínas, as enzimas e os anticorpos.
Os estudantes devem estar seguros que compreen-
deram a importância e o funcionamento das enzimas, 
pois o metabolismo celular demanda especificidade e 
velocidade para as inúmeras reações bioquímicas que 
garantem a vida.
O mesmo vale para os anticorpos e para o sistema 
imune humano. É necessário que os alunos entendam 
as respostas primárias e secundárias da imunização 
ativa e possam conhecer a importância da produção 
das vacinas e dos soros.
Discuta com os estudantes o exercício proposto 
para a sala de aula e motive-os a fazerem os exercícios 
sugeridos para casa.
gabarito
1. d
biologia B
aula 8
CURSINHO DA POLI 1
2
2
2
-3
A energia que mantém e sustenta os seres vivos
Se devemos ser os timoneiros adequados des-
te planeta, precisamos saber como e por que 
ele funciona do modo como o faz.
Peter H. Haven, Ray F. Evert, Susan E. Eichhorn. 
Biologia Vegetal, 2001. 
A fonte de energia para os processos da vida, aqui na 
Terra, é a luz do Sol, que entra nos sistemas biológicos 
por obra de células capazes de convertê-la em energia 
química. Esse processo é conhecido como fotossíntese.
A fotossíntese desempenha um importante papel no 
funcionamento e na sobrevivência de qualquer ecossistema. 
Menos de 1% de toda a energia luminosa que alcança o 
nosso planeta é capturada e convertida em energia química.
M
au
ric
io
 M
or
ae
s
 
A vida tem no Sol sua principal fonte de energia. Calcula-se 
que a quantidade de energia solar que chega na Terra é de 
13 × 1023 calorias por ano. Cerca de 30% dessa energia é imediata-
mente refletida para o espaço na forma de luz. 20% é absorvida pela 
atmosfera terrestre. Grande parte dos 50% restantes é absorvida pelo 
nosso planeta e convertida em calor. O calor serve para evaporar a 
água dos oceanos, produzindo as nuvens, que ocasionam chuva e 
neve. A combinação de outros fatores e a energia solar gera movi-
mentos do ar e da água dos oceanos, agindo de forma a estabelecer 
os padrões climáticos na superfície da Terra. Menos de 1% dessa 
energia solar é transformada em energia química no processo da 
fotossíntese e pode, então, ser assimilada pelos demais seres vivos.
O processo da fotossíntese resulta na produção 
de moléculas orgânicas altamente energéticas, os car-
boidratos, alimento de muitos organismos. Antes de 
conhecer melhor a fotossíntese, convém examinar os 
princípios gerais das reações químicas que governam 
as transformações de energia.
Podemos dizer, em linhas gerais, que o organismo 
começa a construir a matéria viva quando substâncias 
vindas de fora, como os alimentos, são desmontadas em 
peças pequenas para, mais adiante, ser remontadas con-
forme as necessidades celulares e do organismo como 
um todo. Por exemplo, o crescimento, a cicatrização de 
um ferimento, a produção de sangue etc.
Como já foi dito no caderno 2, o conjunto das inúmeras 
reações químicas (ou bioquímicas) do ser vivo, mantendo 
e sustentando a vida, é chamado metabolismo.
Podemos considerar metabolismo tanto as atividades 
químicas de uma célula como o somatório das atividades 
celulares do organismo inteiro.
O metabolismo celular envolve reações de degrada-
ção e síntese de moléculas. Diferentemente do que ocorre 
em um laboratório de química, essas reações acontecem 
sequencialmente, isto é, os produtos formados são pronta-
mente usados como reagentes na etapa seguinte e assim 
sucessivamente, até a formação do produto final. Por isso, 
credita-se muita eficiência ao metabolismo dos seres vivos 
– economia de energia e resíduos moleculares pequenos.
+ +
degradação
glicose
proteína,
componente 1
proteína,
componente 2
proteína,
componente 3
proteína
completa
proteína
parcialmente
completa
composto
intermediário
1
composto
intermediário
2
composto
intermediário
3
produtos finais
H2O
CO2
síntese
composto altamente
energético
Esquema da relação entre a degradação e a síntese, envolvendo 
o uso da energia. Por exemplo, a degradação da glicose acontece 
numa sequência de eventos. A energia liberada é armazenada e 
transportada por um composto energético para ser subsequen-
temente usada na construção de proteínas.
As reações químicas que liberam energia são cha-
madas reações exergônicas, e as que absorvem energia, 
reações endergônicas.
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biologia B • aula 8
2 CURSINHO DA POLI
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2
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-3
Tais reações podem ser comparadas a uma colina 
energética: as reações exergônicas ocorrem no sentido 
da descida; as endergônicas, no sentido da subida. Por 
exemplo, uma pedra que rola colina abaixo libera ener-
gia, e uma pedra movimentando-se colina acima exige 
suprimento de energia.
Ilustração da analogia entre as reações químicas exergônicas e 
endergônicas. A reação química produtora de energia é a pedra 
rolando colina abaixo (quando atingir a base da colina, terá 
menos energia potencial do que quando estava no topo). Para se 
deslocar de volta ao topo da colina, a pedra precisará consumir 
a mesma soma de energia que liberou ao rolar (naturalmente, 
considera-se pouco provável a absorção dessa energia pela pedra 
para voltar ao topo).
Molécula de ATP, a moeda energética 
dos seres vivos
Na fotossíntese, a energia da luz é usada para 
a construção de substâncias. As principais são os 
carboidratos, que servem como a base alimentar de 
muitos organismos, os herbívoros, que por sua vez 
serão comidos por outros, os carnívoros. Uma parte da 
energia inicial do processo da fotossíntese vai sendo 
transferida para os seres vivos, e a outra parte é perdida 
sob a forma de calor.
St
oc
k 
Ph
ot
os
 
 
A energia 
química dos 
alimentos 
sendo trans-
formada em 
movimento.
Os alimentos armazenam quantidade de energia 
elevada (“pedra colina acima”) e, durante sua degrada-
ção (“pedra colina abaixo”), vai ocorrendo o desprendi-
mento dessa energia que, na célula, é usada em sínteses 
macromoleculares, transporte de matéria e movimento. 
Contudo, a energia liberada pela reação de quebra do 
alimento não pode ser usada de imediato e não convém 
perdê-la. Ela precisa ser armazenada em moléculas espe-
ciais – a principal é o ATP (adenosina tri-fosfato).
Ilustração esquemática do ciclo energético envolvendo o ATP e 
seus usos pela célula a partir da degradação da glicose.
A molécula de ATP é uma ligação entre moléculas de 
adenina, ribose e três grupos fosfatos. Observe:
A estrutura molecular do ATP e a sua representação esquemáti-
ca (no detalhe).
A molécula de ATP cumpre nos seres vivos as funções 
de armazenamento e transporte de energia para usos 
exatos
e em velocidade adequada.
Os dois últimos fosfatos apresentam ligações de “alta 
energia”. Quando ocorre seu desprendimento, libera-se 
uma energia equivalente a 8 000 calorias por mol de ATP 
(para cada fosfato), que é usada no trabalho celular.
A energia pode se apresentar nos seres vivos sob 
duas formas distintas: as reservas (por exemplo, lipídios 
e carboidratos) e as moléculas de ATP. Os depósitos de 
lipídios e de carboidratos representam um acúmulo 
de energia sob forma estável e concentrada. Já o ATP 
é um composto instável e facilmente acessível. Por 
isso, podemos comparar as reservas com dinheiro no 
banco, e as moléculas de ATP, com moedas no bolso. 
O dinheiro no banco é estável e pode ser acumulado. 
As moedas no bolso são dinheiro prontamente utilizável.
A seguir, veremos como a energia luminosa é trans-
formada em energia química na síntese dos carboidratos 
pelos vegetais.
biologia B • aula 8
CURSINHO DA POLI 3
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2
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A transformação da energia luminosa em energia química: o processo da fotossíntese
Há aproximadamente 360 anos, estudos pioneiros sobre a alimentação dos vegetais resultaram na compreensão 
de todo o processo da fotossíntese, identificando os compostos – luz, gás carbônico e água – que possibilitaram a 
construção de uma equação química global:
(energia)
gás
carbônico
água glicose oxigênio água
(6) CO2 (12) H2O+ (1) C6H12O6 + (6) O2 (6) H2O+
luz
equação química da fotossíntese:
A equação química não reflete os eventos fotossintéticos que acontecem nos vegetais com clorofila, como veremos a seguir.
Vamos relembrar nossa “colina energética” (reações químicas exergônicas e endergônicas) e também propor, para um 
melhor entendimento deste tópico, o enunciado da primeira lei da termodinâmica: a energia pode ser transformada, mas 
não pode ser criada ou destruída (exceto para a fissão atômica, onde certa quantidade de massa é convertida em energia).
A fotossíntese é um processo complexo – embora seu princípio fundamental seja simples –, constituído por suces-
sivas reações metabólicas nas quais se processa a transformação da energia luminosa em química para construir os 
carboidratos, podendo essa energia ser usada para as necessidades da célula e dos outros seres vivos que se alimentam 
direta ou indiretamente das plantas.
Nos vegetais, a fotossíntese acontece em organelas membranosas mergulhadas no citoplasma. Trata-se dos clo-
roplastos, que têm, geralmente, forma elíptica, com aproximadamente 12 µm de diâmetro e 1 a 2 µm de espessura.
Os estudos da ultraestrutura do cloroplasto mostraram que ele está envolvido por uma dupla camada de membranas 
externas e numerosas membranas internas que se arranjam em bolsas achatadas chamadas tilacoides. A organização dos 
tilacoides forma estruturas que lembram pilhas de moedas. Cada pilha é designada por granum (que quer dizer grão, em 
latim; no plural, grana).
Nos tilacoides, encontram-se moléculas de clorofi la, arrumadas de forma a capturar a luz solar com 
muita eficiência.
Desenho esquemático das estruturas envolvidas no processo da fotossíntese. No plano macroscópico, a folha. No plano microscópico, 
as células da epiderme foliar evidenciando os cloroplastos e a sua organização interna. No plano molecular, a molécula de clorofila – a 
mais comum chamada de clorofila a – arrumada de maneira a captar a energia luminosa.
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4 CURSINHO DA POLI
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2
2
-3
Visão geral do processo fotossintético 
Podemos dividir a fotossíntese em 2 fases: a fotoquí-
mica e a química.
Esquema da fotossíntese
I - fase fotoquímica
clorofila
água
cíclica
acíclica
e-
ADP
ATP
NADP
NADPH2
II- fase química
luz
fotofosforilação
fotólise
O2
H+
água
CO2
CO2
tilacoide estroma
célula vegetal - cloroplasto
ciclo das
pentoses
carboidratos
Esquema das reações químicas das fases da fotossíntese na 
folha de um vegetal, o órgão-sede. Note que na fase fotoquí-
mica os ingredientes luz e água são usados para formar ATP e 
extrair os hidrogênios, que serão aproveitados na fase seguinte, 
a química. O gás oxigênio liberado provém da hidrólise (melhor 
fotólise) da água. Na etapa química, o carbono retirado do gás 
carbônico combina-se com os hidrogênios na construção da 
glicose e de outras substâncias.
a fase fotoquímica
Nessa fase são exigidos os seguintes “ingredientes”: 
luz solar, água e clorofilas.
A luz, ao incidir sobre as folhas dos vegetais, excita as 
moléculas de clorofila, que passam, então, seus elétrons 
para outros orbitais ou níveis energéticos. A transferência 
desses elétrons por aceptores e transportadores libera 
energia para a formação de moléculas de ATP. Esse even-
to é chamado fotofosforilação, isto é, adição de fosfato 
(ADP + Pi1 → ATP) na presença de luz. Bioquimicamente, 
reconhecem-se a fotofosforilação cíclica e a acíclica.
Ao mesmo tempo, a luz e as enzimas agem sobre 
as moléculas de água, que são quebradas, fornecendo 
elétrons (e-), prótons de hidrogênio (H+) e átomos de 
oxigênio – que, unidos dois a dois, formam o gás oxigênio 
(O
2
). Esse passo metabólico da fotossíntese é denomina-
do fólise da água.
Os elétrons são usados na fotofosforilação acíclica; o 
hidrogênio é captado por moléculas de NADP – a mesma 
da respiração, acrescida de fósforo (P) – e levado para a 
fase seguinte; o gás oxigênio é liberado para a atmosfera.
A fase fotoquímica também recebe a designação fase 
de claro ou luminosa porque, como percebemos, a luz é 
imprescindível para “ativar” as moléculas de clorofila e 
de água.
a fase química
Na fase química, estão postos os elementos neces-
sários para a síntese dos carboidratos, principalmente 
a glicose.
1. Pi: notação química de fosfato inorgânico.
A fotofosforilação acíclica
clorofila 
B
clorofila 
A
elétron
excitado
elétron excitado
transporte 
de elétrons
transporte de elétrons
energia liberada
pelo bombeamento
de H+
aceptor
de elétrons
fótons
H2O
ATP
sintetase do ATP
Luz
fótons
Luz
e- e-
e-
e-
e-
e-
e-
H+
e-
e-
e-
NADP2
água
elétrons
O2
gás oxigênio
fotólise da água
excitação
eletrônica
excitação
eletrônica
NADP
ADP + P
 
Ilustração esquemática: 
na fotofosforilação ací-
clica, a luz excita os elé-
trons, que passam por 
uma cadeia de acepto-
res e transportadores. 
A energia liberada no 
processo de bombe-
amento de H+ pelas
membranas internas 
também é usada para a 
síntese de ATP. Contudo, 
esse processo funciona 
acoplado à reação da 
fotólise da água, que re-
põe os elétrons perdidos 
pela clorofila e fornece 
íons H+ ao NADP.
biologia B • aula 8
CURSINHO DA POLI 5
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A fotofosforilação cíclica
e-
e-
e-
e-
clorofila
elétron 
excitado
excitação
eletrônica
transporte de elétrons
níveis de energia
energia liberada a partir
do bombeamento de H+
aceptor
de elétrons
fótons
ADP + P ATP
sintetase do ATP
Luz
Ilustração esquemática: na fotofosforilação cíclica, a luz excita 
os elétrons, que passam por uma cadeia de aceptores e transpor-
tadores. A energia liberada no processo é usada para regenerar 
moléculas de ATP. 
Note que na fase anterior foram formados e estão 
disponíveis, energia, sob a forma de moléculas de ATP, e 
hidrogênios (no aceptor e transportador NADPH+), que 
serão usados num ciclo chamado ciclo das pentoses ou 
de Kalvin-Benson, em homenagem a seus descobridores. 
É nesse ciclo que o gás carbônico (CO
2
) participa das 
reações, contribuindo com o carbono (C).
No ciclo das pentoses, além dos carboidratos, são 
sintetizados alguns aminoácidos, vitaminas e partes de 
lipídios.
A fase química também é chamada fase de escuro, 
mas atenção: essas reações não acontecem durante a noi-
te, como o nome pode sugerir. Justifica-se a designação 
porque todas as reações do maquinário bioquímico 
nessa fase não demandam participação da energia 
luminosa.
Luz e fotossíntese
Ao atravessar um prisma, a luz “branca” é decomposta em cores, indicando que nela existem diferentes comprimentos 
de onda e energia (o assunto será tratado com maiores
detalhes nos cadernos de Física, fique atento e faça as devidas 
relações), conforme a ilustração a seguir.
700 760
(nm)
650600560500470430400390
comprimentos de onda
em manômetros
10-5 10-3 10-1 101 103 105 107 109
infra-
vermelho
ultra-
violeta
raios
gama raios X radar
prisma
luz branca
violeta anil azul verde amarelo laranja vermelho
A luz solar é uma forma de energia radiante composta por vários comprimentos de onda.
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6 CURSINHO DA POLI
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2
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Você acha que a qualidade da luz pode, então, inter-
ferir no processo fotossintético dos vegetais? Observe 
a seguir um esquema de experimento.
(UFRJ-modificado) Com o objetivo de estudar a ação 
da luz na fotossíntese, montou-se a seguinte expe- 
riência:
Em um pequeno aquário foi colocada uma célula 
de alga verde Spirogyra.
Dentro do aquário foram introduzidas também 
bactérias móveis, aeróbicas, que são atraídas para as 
áreas onde exista oxigênio em abundância.
O aquário foi, então, iluminado por um feixe de luz 
branca que passava por um prisma antes de chegar à 
alga; a luz branca, ao passar pelo prisma, decompôs-se 
nas cores básicas, de modo que cada região da célula 
foi iluminada por uma cor diferente, como mostra o 
resultado abaixo.
azul
azul
verde
verde
amarelo
amarelo
vermelho
bactérias
bactérias
cloroplastos
Spirogyra
vermelho
400 450 500 550
comprimento de onda da luz (nm)
600 650 700
luz
Ilustração esquemática de experimento para verificar a relação 
dos diferentes comprimentos de onda da luz com a taxa de 
fotossíntese.
Depois de certo tempo, as bactérias que só sobrevi-
vem em ambientes aeróbicos, isto é, com o gás oxigênio, 
deslocam-se para os espectros de luz azul e vermelha. 
Isso demonstra que as atividades da fotossíntese estão 
nesses comprimentos de onda, 400-460 e 650-700 na-
nômetros, respectivamente.
Começamos a compreender que os pigmentos 
fotossintetizantes – as moléculas de clorofila – têm a 
propriedade de absorver determinados comprimentos 
de onda, refletindo os demais.
Chamamos de espectro de ação da luz os diferentes 
comprimentos de onda em função da taxa em que 
ocorre a fotossíntese.
taxa de fotossíntese
(liberação de O2)
comprimento de onda da luz
400 500 600 700
azul
vermelho
Gráfico que relaciona a taxa de liberação do gás oxigênio da fo-
tossíntese em função do comprimento de onda da luz. As maiores 
quantidades do gás produzido e liberado no ambiente situam-se 
nos comprimentos de onda do azul e do vermelho.
Os fatores que limitam a fotossíntese
A fotossíntese é afetada por diversos fatores, dentre 
os quais se destacam a temperatura e o gás carbônico.
a temperatura: acima de 45º, ocorre a diminuição da 
fotossíntese e também de outras reações bioquímicas 
vitais, porque as moléculas proteicas da clorofila e as 
enzimas são desnaturadas.
taxa relativa
de fotossíntese
TºC10 20 30 40 50
O processo da fotossíntese envolve inúmeras reações químicas das 
quais participam as enzimas. A contínua elevação da temperatura 
aumenta os choques moleculares, e a velocidade do processo tam-
bém aumenta até certo ponto; acima dos 45o – como já foi visto 
em aulas anteriores –, desnaturam-se as proteínas enzimáticas 
e a fotossíntese cessa.
A concentração de gás carbônico (CO
2
): no ambiente 
natural, a baixa concentração desse gás – aproximada-
mente 0,03% do volume da atmosfera – limita a taxa 
máxima da fotossíntese. Em condições ideais de água, 
luz, temperatura e CO
2
 (até cerca de 0,3% no vegetal), 
observa-se um aumento progressivo da fotossíntese.
biologia B • aula 8
CURSINHO DA POLI 7
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taxa relativa
de fotossíntese
concentração de CO2 (no ambiente)
CO2 (0,3%)
A fotossíntese precisa fixar o gás carbônico para produzir a 
glicose. Aumentando-se a disponibilidade desse gás no am-
biente, a velocidade da reação aumenta. O inverso também é 
verdadeiro. No gráfico, observa-se a estabilização do processo 
após determinado intervalo de tempo porque outros fatores – 
não o CO
2
 – o estão limitando.
Outros processos que transformam a energia 
nas células
Além da fotossíntese, existem outros mecanismos 
energéticos no mundo dos seres vivos, realizados prin-
cipalmente por algumas poucas espécies de bactérias.
Esses mecanismos energéticos bacterianos possibi-
litam a sobrevivência e o desenvolvimento de muitos 
outros seres vivos. Por exemplo, nas águas dos oceanos 
profundos, a mais de 4 000 metros, comunidades de 
bactérias quimiossintetizantes são a base da pirâmide 
alimentar, sustentando variada fauna de organismos até 
recentemente desconhecidos.
Além da fotossíntese, são as seguintes as equações 
químicas globais que possibilitam a produção dos car-
boidratos (por exemplo, a glicose):
(+ bacterio-
clorofila)
gás
carbônico
gás
sulfídrico
glicose enxofre água
(6) CO2 (12) H2S+ (1) C6H12O6 + (12) S (6) H2O+
luz (energia)
equação química da fotossíntese bacteriana:
Em vegetais, algas e cianobactérias, a fotossíntese 
combina o gás carbônico (CO
2
) com os hidrogênios da 
água para formar a glicose. Mas existem alguns tipos de 
bactérias, as sulfobactérias, que usam o gás sulfídrico 
(H
2
S), e não a água, como fonte de hidrogênios. Antes de 
ser excretado, o enxofre acumula-se temporariamente 
no citoplasma dessas bactérias. O pigmento usado na 
fotossíntese bacteriana, semelhante à clorofila, é deno-
minado bacterioclorofila.
energia
gás
sulfídrico
oxigênio enxofre água
(2) H2S O2+ (2) S (2) H2O+
gás
carbônico
água águaglicose
(6) CO2 (6) H2O+ (1) C6H12O6 (6) O2+
equação química da quimiossíntese:
Na quimiossíntese, a energia não provém da luz, mas 
de uma reação de oxidação – no caso, do gás sulfídrico.
Exercícios
1. (Fuvest) Considere a situação hipotética de lançamen-
to, em um ecossistema, de uma determinada quantidade 
de gás carbônico, com marcação radioativa no carbono. 
Com o passar do tempo esse gás se dispersaria pelo
ambiente e seria incorporado por seres vivos. Considere 
as seguintes moléculas:
I. Moléculas de glicose sintetizadas pelos produtores.
II. Moléculas de gás carbônico produzidas pelos consu-
midores a partir da oxidação da glicose sintetizadas
pelos produtores.
IV. Moléculas orgânicas sintetizadas pelos decompositores.
Carbono radioativo poderia ser encontrado nas molé-
culas descritas em
a) I, apenas.
b) I e II, apenas.
c) I, II e III, apenas.
d) III e IV, apenas.
e) I, II, III e IV.
2. (UFPI) Analise as duas reações a seguir:
Reação I 
Luz
C18O2 + H2O → (CH2O)n + 18O2
Clorofila
Reação II
Luz
CO2 + H2
18O2 → (CH2O)n + 18O2
Clorofila
Por meio da análise das reações mostradas podemos 
afirmar que
a) a reação I está correta, confirmando que o O
2
 é pro-
veniente do CO
2
.
b) a reação II está correta, confirmando que o O
2
 é pro-
veniente do H
2
O.
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8 CURSINHO DA POLI
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c) as reações I e II estão corretas, pois o O
2
 provém tanto 
do CO
2
 como de H
2
O.
d) as reações I e II não fornecem informações suficientes 
para concluir a origem do O
2
 liberado.
e) as reações I e II estão erradas, pois o O
2
 liberado é
proveniente da molécula de clorofila.
Estudo orientado
exercícios
1. (PUC) Suponha que se queira manter animais aquá-
ticos herbívoros em um aquário. Para garantir a sobre-
vivência desses animais durante certo tempo, seria
aconselhável adicionar ao ambiente
a) plantas aquáticas e algas que, além de servirem de
alimento para os animais, forneceriam oxigênio ao
meio, caso fosse iluminado.
b) plantas aquáticas e algas que, além de servirem de
alimento para os animais, forneceriam oxigênio ao
meio, mesmo que esse não fosse iluminado.
c) fungos e bactérias que, além de servirem de alimento 
para os animais, forneceriam gás carbônico ao meio, 
caso esse fosse iluminado.
d) fungos e bactérias que, além de servirem de alimento 
para os animais, forneceriam gás carbônico ao meio, 
mesmo que esse não fosse iluminado.
e) zooplâncton que, além de servir de alimento para os 
animais, forneceria
oxigênio ao meio, caso esse fosse
iluminado.
2. (Mackenzie) O processo de fotossíntese é considerado 
em duas etapas: a fotoquímica ou fase de claro e a quí-
mica ou fase de escuro. Na primeira NÃO ocorre
a) produção de ATP.
b) produção de NADPH
2
.
c) produção de O
2
.
d) fotólise da água.
e) redução do CO
2.
3. (Unesp) Sobre o processo de fotossíntese, é correto
afirmar que
a) o CO
2
 é fonte de carbono para a síntese de matéria
orgânica e fonte de O
2
 para a atmosfera.
b) a água é a fonte de H+ para a síntese de NADPH
2
 e de 
O
2
 para a atmosfera.
c) o NADPH
2
 é fonte de energia para a conversão do
CO
2
 em matéria orgânica.
d) o ATP é doador de energia para a quebra da molécula 
de água, que por sua vez fornece O
2
 para a atmosfera.
e) a conversão do CO
2
 em matéria orgânica produz
energia que é acumulada em ATP.
roda de leitura
O carpete (verde) do Sol
Se para os insetos herbívoros suas plantas-hos-
pedeiras representam alimento, refúgio ou local para 
reprodução, para os vegetais a presença desses animais 
significa um problema, por reduzir suas chances de 
sobrevivência. Nessa relação assimétrica e conflituosa, 
as plantas tentam escapar da interação enquanto os 
insetos desenvolvem mecanismos de contra-ataque. 
Essa “corrida armamentista” evolutiva acabou favo-
recendo a propagação de especialistas – herbívoros 
cujos ataques ficaram restritos a espécies vegetais 
aparentadas. Mas por que esses insetos vorazes não co-
mem suas hospedeiras até esgotá-las? Perguntas como 
essa movem a pesquisa ecológica contemporânea.
 O combustível que gratuita e generosamente 
movimenta a economia da natureza é a energia 
solar. Plantas e outros organismos fotossintetizantes 
crescem com o Sol, e uma parcela preciosa desse 
crescimento (a produção primária líquida) sustenta 
os sistemas vivos em nosso planeta – incluindo os 
agroecossistemas, de onde extraímos ou podemos 
extrair comida. São os produtos da fotossíntese que for-
mam a base das teias alimentares e todos os grandes 
ecossistemas, mesmo aqueles que prosperam onde os 
raios de Sol nunca chegam, como ocorre em cavernas 
profundas e no assoalho oceânico.
É certo que muitos animais nunca se alimentam 
de folhas, frutos, raízes ou de qualquer outra estrutura 
de origem vegetal, mas mesmo os consumidores estri-
tamente carnívoros dependem de presas ou de hospe-
deiros que se alimentam de plantas. Se os produtores, 
por alguma razão, começassem a desaparecer, as 
teias alimentares sucumbiriam com eles, os consu-
midores (herbívoros e carnívoros) logo morreriam 
de fome e desapareceriam. A exuberância da vida 
na Terra voltaria a ser protagonizada exclusivamente 
por grumos de microrganismos quimiossintetizantes.
O consumo de tecidos vegetais vivos – herbivoria 
– é um processo ecológico fundamental, mas isso não
significa que as plantas vivam, cresçam e prosperem
para alimentar seus consumidores. Para os herbívoros, 
suas plantas-hospedeiras podem representar, além de 
alimento, um refúgio temporário ou mesmo um lugar
para se estabelecer e criar os filhos – alguns insetos di-
minutos, por exemplo, são capazes de encontrar tudo de 
que necessitam para viver debaixo de uma única folha.
Para as plantas, no entanto, a presença de 
herbívoros representa um problema, pois a ação 
deles tende a reduzir as chances de sobrevivência 
e reprodução dos indivíduos atacados, principal-
mente em certas fases da vida, mesmo quando 
biologia B • aula 8
CURSINHO DA POLI 9
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os danos aparentes não são muito grandes. Uma 
plântula que teve partes de suas folhas comidas, por 
exemplo, pode deixar de crescer no ritmo de antes, 
ficando definitivamente para trás na corrida com 
as plântulas vizinhas pelos escassos raios de Sol que 
atingem o chão da floresta.
A relação entre plantas e animais herbívoros é, 
assim, assimétrica e conflituosa, cheia de truques e 
armadilhas. Em certo sentido, podemos dizer que 
as plantas estão tentando escapar da interação: a 
evolução aprimorou ao longo das gerações defesas 
que de alguma forma dificultam ou impedem a ação 
dos herbívoros; estes, por sua vez, tentam manter as 
plantas sob controle, desenvolvendo mecanismos 
de contra-ataque que de algum modo contornem as 
barreiras impostas pelas plantas.
Mesmo dispondo de sistemas de defesa (espinhos, 
baixa concentração de nutrientes, acumulação de com-
postos químicos repelentes, tóxicos ou indigestos), ne-
nhuma planta está livre ou 100% imune aos herbívoros; 
para isso, ela teria que evitar todos os diferentes tipos 
de ataque a que está exposta. Por sua vez, os herbívoros 
não são capazes de atacar e se alimentar de qualquer 
planta; para isso, teriam que superar barreiras muito 
diversas, impostas por inúmeras e diferentes espécies 
vegetais – em poucos hectares de floresta tropical, por 
exemplo, convivem ervas, arbustos, árvores e trepadei-
ras de centenas de espécies.
Cada novo sistema de defesa que surge funciona 
como um filtro, com o qual as plantas se livram de 
alguns herbívoros, mas não de todos. Ao longo da 
história evolutiva, essa “corrida armamentista” de 
certa forma favoreceu a propagação de especialistas – 
herbívoros cujos ataques ficaram restritos a plantas 
de espécies aparentadas (em geral, integrantes de um 
mesmo gênero ou de uma mesma família botânica)–, 
o que por sua vez gerou um aumento no número de
espécies (vegetais e animais) envolvidas nessa trama
de interações. Como resultado, cada planta tende a ter 
a sua própria carga de herbívoros especializados; bem 
diferente, por exemplo, da carga de herbívoros das plan-
tas não aparentadas que estão crescendo a seu lado.
Se são tão numerosos e vorazes, por que os insetos 
herbívoros simplesmente não comem suas plantas-
-hospedeiras até esgotá-las (como, aliás, costumam
fazer nas áreas de cultivos)? Como é possível que
florestas e outras paisagens naturais, que recobrem
a Terra como um “carpete verde do Sol”, permaneçam 
verdes, se há dentro delas tantas bocas a devorá-las? 
Questões gerais como essas sintetizam uma série de
perguntas mais específicas e detalhadas que, ao longo 
das últimas décadas, movimentaram uma das áreas
mais ativas e excitantes da pesquisa ecológica contem-
porânea: o estudo de populações de insetos herbívoros.
De um ponto de vista ecológico, os insetos herbí-
voros cumprem papéis fundamentais. Primeiro, são 
os principais consumidores da produção primária 
terrestre; e, segundo, porque são atacados e servem de 
alimento para um amplo e variado elenco de inimigos 
naturais, incluindo muitas outras espécies de insetos 
(predadores e parasitóides, por exemplo).
COSTA, Felipe A. P. L. , 
revista Ciência Hoje, jun. 2003. Adaptado.
pesquisar e ler
A luz e a vida das plantas, de Jean M. Whatley e 
Frederick R. Whatley, amplia a discussão desta aula. Exa-
mina a natureza da luz e os pigmentos vegetais que, cap-
turando essa energia, promovem o desenvolvimento da 
planta. Um capítulo é dedicado a sugestões de trabalhos 
práticos, por exemplo, a construção de um solarímetro 
– instrumento que mede indiretamente a intensidade
de luz; experiências de germinação das sementes e do
fenômeno do estiolamento, quando os vegetais ficam
privados da luz solar. Na perspectiva ambiental, descreve 
a luz como importante fator dos ecossistemas terrestres 
e aquáticos. (São Paulo: Editora Pedagógica e Universi-
tária e Edusp, 1982.)
passear
Discutimos a conversão, no plano celular, da energia 
da luz solar em energia química, no processo desig-
nado por fotossíntese. Então, por que não conhecer 
melhor os seres vivos fotossintetizantes, tão importantes 
para a manutenção da vida? Convide amigos e paren-
tes para uma visita ao Jardim Botânico e ao acervo do 
Museu de Botânica do Instituto de Botânica de São 
Paulo, na Av. Miguel Estéfano, 3031/3687, Água Funda. 
Telefones: 5073.6300 / 5073.9963. 
Se tiver acesso à Internet, o site é: www.ibot.sp.gov.
br. Há um ônibus que sai da estação Saúde do Metrô 
e passa em frente ao Instituto. O ingresso é de R$ 2,00
– até o 
aceptor final, que é o O
2
; este ativa-se (1/2 O
2
–) e combi-
na-se com o hidrogênio (2H+), formando água (H
2
O).
Pesquisas mostraram que, em pontos específicos 
da cadeia, são regeneradas 36 moléculas de ATP por 
molécula de glicose consumida. Por isso, a cadeia trans-
portadora de elétrons é considerada a mais energética 
das fases da respiração celular.
biologia B • aula 9
CURSINHO DA POLI 13
2
2
2
-3
Relação entre a fotossíntese e 
a respiração celular
Desenho esquemático do rendimento energético da mitocôndria: 
é alto quando o comparamos com o de uma locomotiva.
ATP
ATP
NADH2
FADH2
citocromo b
citocromo c
citocromo a
citocromo a3
O2
1
2
2e-
2e-
2e-
2e-
H2O
2H+
SINTETASE ATP
ou2H+
Esquema da cadeia transportadora de elétrons, que ocorre nas 
cristas da mitocôndria. Os elétrons são transferidos para os cito-
cromos até o oxigênio, que, reduzido, reage com o hidrogênio 
formando água, o produto final da respiração celular. Ênfase 
deve ser dada no entendimento da função do gás oxigênio 
– produzido na fotossíntese, combina-se com os hidrogênios
retirados da molécula de glicose, tornando-os metabolicamente 
menos reativos.
Os cloroplastos, nas folhas e nas algas, captam a energia lumi-
nosa, convertendo água (H
2
O) e gás carbônico (CO
2 
) em moléculas 
orgânicas e eliminando o gás oxigênio (O
2 
), um subproduto do 
processo conhecido como fotossíntese. As mitocôndrias fazem 
o inverso: fragmentam as moléculas orgânicas com consumo
do O
2
, para usar a energia liberada nas tarefas biológicas que
mantêm a vida; esse processo denomina-se respiração celular.
velocidade 
da reação
intensidade 
da luz
respiração
fotossíntese
Gráfico de dois processos fisiológicos celulares, a fotossíntese e 
a respiração, em função da luz. Aumentando-se a intensidade 
luminosa, nota-se o aumento da velocidade da fotossíntese. 
A respiração celular não depende da luz, por isso, no gráfico, 
a velocidade da respiração mostra-se constante.
A fotossíntese, como vimos, depende da qualidade 
da luz. O que acontece com o vegetal quando se aumen-
ta ou se diminui a intensidade luminosa? E a respiração, 
depende da luz? Observe a seguir. 
Até determinado ponto, aumentando-se a luz, há 
aumento da taxa da fotossíntese. A respiração, no 
entanto, é um processo que independe da luz.
O rendimento energético da respiração 
celular
A reação de oxidação da glicose, medida no calorí-
metro, desprende uma energia equivalente a 690 000 
cal/mol. Como você deve estar lembrado, a saída de um 
grupo fosfato da molécula de ATP libera energia de 8 000 
cal/mol; então, o rendimento energético da respiração 
celular é 38 ATP × 8 000 cal/mol = 304 000 cal/mol.
Portanto, a célula consegue extrair aproximadamente 
46% da energia da glicose. Os 54% restantes são dissi-
pados em calor, que, como você estudará nos próximos 
cadernos de Bio A, mantém a temperatura corpórea de 
organismos homeotérmicos, como o nosso.
Se considerarmos que a locomotiva, máquina in-
ventada pelo homem, tem rendimento energético de 
apenas 8% do que lhe é fornecido, constatamos que as 
células aeróbicas têm um rendimento bastante alto.
biologia B • aula 9
14 CURSINHO DA POLI
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2
2
-3
Podemos perceber, no gráfico, que existe um 
ponto onde a taxa de fotossíntese iguala-se à da res-
piração: é o chamado ponto de compensação fótico 
(PC), fotótico ou luminoso.
O ponto de compensação fótico é uma relação 
que se faz entre a fotossíntese e a respiração celular, 
indicando que numa certa intensidade de luz, todo o 
gás oxigênio (O
2
) produzido por fotossíntese é con-
sumido pela respiração, e todo o gás carbônico (CO
2
) 
produzido por respiração é consumido pela fotos- 
síntese. Esquematicamente, temos:
F = fotossíntese
R = respiração
Se existe uma relação entre luz, fotossíntese e res-
piração, existirão situações nas quais a fotossíntese é 
maior ou menor do que a respiração celular? Em quais 
condições esses eventos podem acontecer? Novamente, 
analise o gráfico:
CO2
F R=
O2
luz
Gráfico que apresenta o chamado ponto de compensação fótico 
ou luminoso. O ponto é determinado quando, numa certa inten-
sidade de luz, a velocidade relativa da fotossíntese iguala-se à 
velocidade relativa da respiração.
velocidade 
da reação
intensidade da luz
respiração
fotossíntesePC
F R F RF R
a) b) c)
a) Amanhecer: a energia dos primeiros raios luminosos é suficiente 
para o início do processo da fotossíntese. b) Meio-dia: a intensida-
de da energia solar é forte (descontando-se as nuvens), coroando 
todas as formas vegetais; nessa situação, a velocidade relativa
da fotossíntese supera a da respiração. c) Noite: na ausência de 
luz, a fotossíntese cessa.
Nem todas as espécies vegetais atingem ao mesmo tempo o 
ponto de compensação fótico. As plantas com baixo reque-
rimento de luz, ditas “de sombra” ou umbrófilas, atingem o 
ponto de compensação antes daquelas que precisam de muita 
luminosidade, chamadas “de sol” ou heliófilas. No gráfico, 
F
1 
) tipo de vegetal umbrófilo e F
2 
) tipo de vegetal heliófilo.
velocidade 
da reação
intensidade
luminosa
respiração
vegetais
heliófilos
vegetais
umbrófilos
F1
F2
Interpretando o gráfico acima, preencha os espaços 
com os símbolos (maior que). Indi-
que os gases envolvidos nos processos do metabolismo 
energético:
Reveja o conceito de ponto de compensação fótico e 
identifique no gráfico, em F
1
 ou F
2
, respectivamente, qual 
dos dois tipos de vegetais alcança primeiro o P.C.: vegetais 
de “sombra” (umbrófilos) – por exemplo, a samambaia 
– ou vegetais de “sol” (heliófilos) – por exemplo, o ipê.
A origem das mitocôndrias e 
dos cloroplastos
Sobre a origem das mitocôndrias e dos cloroplastos 
das células eucarióticas, também conhecida como Teoria 
Endossimbiótica, leia o que diz a professora Sônia Lopes, 
da Universidade de São Paulo (USP), em seu livro:
Supõe-se que os primeiros eucariontes eram ana-
eróbios e que tinham por hábito englobar bactérias 
como alimento. Em algum momento da evolução 
desses organismos, algumas dessas bactérias, que já 
tinham a capacidade de realizar a respiração, eram 
mantidas no citoplasma dos eucariontes sem ser 
degradadas. Essas bactérias teriam sido mantidas 
por dar vantagens aos eucariontes, uma vez que rea-
lizavam para eles a respiração.
A respiração é um processo de liberação de 
energia dos alimentos muito mais eficiente que a 
fermentação. Para a bactéria, essa condição também 
era vantajosa, pois recebia proteção e nutrientes dos 
eucariontes. Essa relação simbiótica com benefícios 
para ambos os indivíduos (mutualismo) teria se 
perpetuado, e essas bactérias teriam dado origem às 
atuais mitocôndrias.
Algum tempo depois de estabelecida essa relação 
simbiótica, alguns eucariontes iniciaram outra rela-
ção simbiótica, desta vez com cianobactérias. Estas 
realizavam a fotossíntese para o eucarionte e dele 
recebiam proteção. Essa relação mostrou-se tão 
vantajosa que se perpetuou, e essas cianobactérias 
teriam dado origem aos atuais cloroplastos.
Existem fortes evidências a favor dessa hipótese. A 
mais importante delas refere-se ao fato de que os atuais 
cloroplastos e mitocôndrias são as únicas organelas 
citoplasmáticas que possuem seu próprio ácido nuclei-
co, sendo capazes de se dividir independentemente do 
comando do material genético da célula.
LOPES, Sônia. Bio. São Paulo: Scipione, 1998.
biologia B • aula 9
CURSINHO DA POLI 15
2
2
2
-3
Outros processos que formam energia nas 
células
Além do processo da respiração celular, existem 
outros mecanismos energéticos capazes de formar ATP 
a partir da quebra da molécula de glicose no mundo 
dos seres vivos, realizados principalmente por alguns 
poucos grupos de bactérias e de fungos. Trata-se 
da fermentação e da respiração anaeróbia. Contudo, 
levando-se em conta a eficiência, isto é, a produção 
de moléculas de ATP, o rendimento é baixo, quando 
comparado com a respiração. A seguir, vamos examinar 
as equações
dentro da espécie e entre as espécies. Observe as foto-
grafias a seguir.
Fo
to
s: 
C
or
el
 S
to
ck
 P
h
ot
o
A variação biológica, grosso modo, é a diversidade de seres 
vivos, produto da chamada evolução biológica e das manifes-
tações das combinações e/ou das mutações vantajosas que ga-
rantem um melhor ajustamento dos organismos às exigências 
do ambiente.
Composição química
Os seres vivos são formados por cerca de 75% de água, 
e 50% do peso seco restante é carbono, às vezes com um 
pouco de silício. A crosta da Terra, ao contrário, compõe-se 
de mais de 20% de silício e 0,1% ou menos de carbono. 
Apesar do número restrito de elementos químicos 
encontrados nos seres vivos, as moléculas são muito 
diferentes em estrutura e função, porque o carbono é 
capaz de formar diversas cadeias e anéis moleculares 
– por exemplo, os açúcares, os nucleotídios, os ami-
noácidos e os ácidos graxos – que se associam para
formar moléculas gigantes (ou macromoléculas) como
polissacarídeos, ácidos nucleicos, proteínas e lipídios.
Os sistemas não-vivos são incapazes de formar esses
compostos orgânicos, isto é, que apresentam o carbono 
com ligações entre o hidrogênio e o oxigênio.
Todos os seres vivos – uma bactéria, um elefante, 
qualquer um – apresentam composição química bas-
tante semelhante. Além disso, são capazes de desmontar 
compostos químicos de elevado peso molecular, como 
as gorduras, e reorganizá-los de outra maneira, conforme 
as suas necessidades – isto é, apresentam metabolismo. 
Então, os principais átomos que fazem parte dos 
seres vivos são o carbono, o hidrogênio, o oxigênio, o 
nitrogênio, o fósforo e o enxofre, também conhecidos 
pelas iniciais C, H, O, N, P, S.
biologia B • aula 1
6 CURSINHO DA POLI
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2
2
-1
Exercícios
1. (Unicamp) A preservação da biodiversidade ocupa
hoje um lugar importante na agenda ambiental de
diversos países. Qual das afirmações abaixo é correta?
a) A diversidade de espécies diminui com o aumento
da produtividade do ecossistema.
b) A diversidade de espécies diminui com o aumento
da heterogeneidade espacial do ecossistema.
c) A diversidade de espécies diminui com o aumento
da latitude.
d) A diversidade de espécies em recifes de coral é a
menor entre os ecossistemas marinhos.
2. (UERN) Os vírus, as bactérias, os protozoários e os
fungos têm em comum a(o)
a) mesmo tipo de nutrição.
b) mesma organização celular.
c) capacidade de produzir toxinas.
d) presença de envoltório lipoproteico.
e) presença de moléculas autorreplicativas.
Estudo orientado
exercícios
1. (Ufac) A palavra gametas está ligada
a) a produção de células nas gônadas.
b) ao tipo de reprodução de forma assexuada.
c) a manutenção da diversidade de vida nos fungos,
apenas.
d) ao modelo fisiológico de equilíbrio hídrico nos peixes
marinhos.
e) aos hormônios produzidos e secretados pela hipófise.
2. (Unesp) “Depois de mortos, somos todos comidos
pelo bicho da terra.” Essa é uma expressão popular
que você já deve ter ouvido. O termo “bicho da terra” 
corresponde a
a) decompositores.
b) consumidores primários.
c) consumidores secundários.
d) consumidores terciários.
e) consumidores quaternários.
3. (Unicamp) Os fósseis são uma evidência de que nosso 
planeta foi habitado por organismos que já não existem 
atualmente, mas que apresentam semelhanças com
organismos que o habitam hoje.
a) Por que espécies diferentes apresentam semelhanças
anatômicas, fisiológicas e bioquímicas?
b) Cite quatro características que todos os seres vivos
têm em comum.
roda de leitura
O homem no espaço: conhecimento e incerteza
 A vida na Terra é objeto da biologia. É ela também 
que torna o nosso planeta interessante, pois, sem ela, 
nem sequer existiríamos. Até agora, ela é a única vida 
de que temos conhecimento.
 Os livros-texto de astronomia nos ensinam que o 
Universo teve início há uns 13 bilhões de anos. Desde 
então, ele tem evoluído do simples para o complexo. 
As forças fundamentais da natureza (gravitacional, 
eletromagnética, nuclear fraca e nuclear forte), 
possivelmente unificadas no início, logo teriam se 
desmembrado conforme o Universo se expandia e se 
resfriava. Essas forças explicam: a conversão da energia 
primordial em partículas que formam o hidrogênio e o 
hélio; a agregação desses elementos leves para formar 
galáxias e estrelas; a síntese nas estrelas dos elementos 
pesados a partir dos leves; a segregação destes últimos 
em planetas rochosos como a Terra e a acumulação 
de gás enriquecido com elementos pesados em nuvens 
moleculares, algumas das quais podem conter os mo-
nômeros (aminoácidos, bases nitrogenadas, açúcares 
etc.) que formam os polímeros complexos da vida na 
Terra (ácidos nucleicos e proteínas); e, finalmente, a 
evolução da vida na Terra até o surgimento do Homo 
sapiens, capaz de criar cultura, ciência e tecnologia. 
A vida na Terra se insere, portanto, na evolução natural 
do Cosmo para uma crescente complexidade.
[...]
A ideia de uma vida fora da Terra é um corolário 
da evolução cósmica. Depois de errar, pensando que 
a Terra era o centro do Universo, um local singular e 
privilegiado, o homem aprendeu que habita um nicho 
prosaico que pode se reproduzir em outros lugares 
do Universo. Afinal, a matéria que aqui está tem os 
mesmos elementos químicos dos astros mais distantes. 
As leis físicas que vigoram aqui também vigoram 
lá. Não há razão aparente para a evolução cósmica 
convergir única e exclusivamente para a vida na Terra. 
Assim é que se fundamenta a nova disciplina chamada 
exobiologia ou bioastrologia. Seu objetivo é estudar 
na Terra e no Universo a origem, a evolução e a dis-
tribuição da vida e das moléculas a ela relacionadas, 
dando especial atenção à influência do ambiente 
físico-químico e dos processos astrofísicos nos pro-
cessos vitais em potenciais nichos de vida. O fato de a 
União Astronômica Internacional ter criado em 1979 
uma comissão devotada a essa disciplina (Comissão 
51) confere normalmente a ela status de disciplina or-
todoxa. De certa forma, assim como no final do século 
XIX a astrofísica se firmava como uma proposta que
biologia B • aula 1
CURSINHO DA POLI 7
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2
-1
transformava o Universo num laboratório de física, a 
astrobiologia hoje tenta se firmar transformando o 
Universo num imenso laboratório de biologia.
[...]
Para a astrobiologia como programa de pesquisa, 
é importante que ambos os lados da controvérsia 
dependam crucialmente de testes experimentais. 
Até mesmo os céticos precisam de testes empíricos. 
A propalada pesquisa SETI (Search for Extraterrestrial 
Inteligence) é apenas uma entre as várias alternativas 
de verificação experimental. Ela se baseia na recepção 
de sinais coerentes em ondas de rádio. Recentemente, 
teve início a construção de um sistema OSETI (Optical 
SETI), que objetiva detectar pulsos coerentes de laser. 
O solo de Marte tem sido cada vez mais estudado in 
loco desde que as Landers das duas Vikings realizaram 
experimentos em 1976 visando detectar vida. Em 1996, 
o debate sobre a vida em Marte foi exacerbado pelo
anúncio da descoberta, no meteorito ALH84001, de
um conjunto de compostos e estruturas que sugeriam 
origem biológica. Esse meteorito é um fragmento de
quase 2 kg da crosta de Marte coletado na Antártica, 
onde teria caído há 13 mil anos. Ele teria resultado de 
uma colisão desse planeta com algum objeto cósmico 
há 16 milhões de anos. Até hoje, não ficou comprova-
da a origem biológica desses indícios, mas cresce a
convicção de que os cristais de magnetita teriam sido 
biomineralizados há 3,9 bilhões de anos, portanto,
antes dos primeiros microfósseis terrestres. Também
soubemos recentemente do perturbador anúncio da
descoberta por pesquisadores russos de microrga-
nismos fossilizados em rochas trazidas pelas missões 
Luna na década de 1970. A atmosfera do satélite Titã, 
o único com atmosfera substancial no Sistema Solar, 
será investigada em 2004 com interesse exobiológico 
durante a descida da sonda Huygens, quando a missão 
Cassini estiver sendo
químicas globais.
a fermentação alcoólica
energia (ATP)
gás
carbônico
glicose álcool
etílico
(2) CO2+C6H12O6 (2) C2H5OH +
Percebe-se que, na fermentação, a glicose é degra-
dada parcialmente – e sem o uso do gás oxigênio – para 
a obtenção de energia. Os resíduos produzidos na fer-
mentação alcoólica são o álcool e o gás carbônico.
A fermentação já era conhecida na Antiguidade 
– existe inclusive um relato desse processo na Bíblia: Noé 
cultivou uvas e com elas fabricou vinho. Atualmente, os 
processos fermentativos contam com alta sofisticação
tecnológica. São usados principalmente nas indústrias
que produzem álcool (combustíveis e bebidas) e na
panificação.
Algumas bactérias e também células dos animais são 
capazes de realizar a fermentação chamada láctica, quan-
do há necessidade de muita energia, mas a concentração 
do gás oxigênio é baixa. Nessa situação, o acúmulo do 
ácido láctico no ambiente intracelular provoca o abai-
xamento do pH e, como já foi visto, pode desnaturar as 
proteínas. Uma das causas de dor e cãibras após intenso 
esforço físico nos humanos é a fermentação láctica, 
conforme a equação química que se segue.
a fermentação láctica 
glicose ácido láctico
C6H12O6 CH3CH – COOH energia (ATP)+
|
OH
a respiração anaeróbia
energia (ATP)
gás
carbônico
glicose
(6) CO2
água
(6) H2O
nitrato
(4) NO3
nitrogênio
(2) N2++C6H12O6 + +
Na respiração anaeróbia, o oxigênio é substituído 
pelo nitrato. Veremos na frente A de Biologia que 
a respiração anaeróbia, promovida pelas bactérias, 
cumpre um importante papel no chamado ciclo do 
nitrogênio.
Exercícios
1. (Fatec) Os esquemas a seguir evidenciam três maneiras 
diferentes por meio das quais a glicose pode ser utilizada 
como fonte de energia necessária à manutenção da vida. 
Esquema 1
glicose
glicólise
ácido pirúvico
etanol, CO2 e ATP
fermentação
Esquema 2
glicose
glicólise
ácido pirúvico
ácido láctico e ATP
fermentação
Esquema 3
glicose
glicólise
ácido pirúvico
H2O, CO2 e ATP
ciclo de Krebs
cadeia
respiratória
Assinale a alternativa correta sobre esses esquemas. 
a) Os esquemas 1 e 3 ocorrem em ambientes totalmen-
te anaeróbios para a produção de pães e bolos. 
biologia B • aula 9
16 CURSINHO DA POLI
2
2
2
-3
b) O esquema 1 exibe a fermentação alcoólica realizada 
nas mitocôndrias de leveduras com consumo de
oxigênio. 
c) O esquema 2 revela um processo aeróbio realizado
nas mitocôndrias de lactobacilos e de células mus-
culares humanas. 
d) O esquema 3 demonstra um processo aeróbio em
que o gás oxigênio atua como agente oxidante de
moléculas orgânicas. 
e) Os esquemas 1, 2 e 3 evidenciam processos aeróbios 
de obtenção de energia que ocorrem em plantas e
animais em geral.
2. (PUC) Em uma célula vegetal, o gás carbônico liberado
a partir de reações que ocorrem em uma organela (I) é
utilizado em reações que ocorrem em outra organela (II).
Nessa afirmação a organela indicada por I é
a) a mitocôndria e o gás carbônico liberado são usados 
na organela II para a realização da respiração celular.
b) a mitocôndria e o gás carbônico liberado são usados 
na organela II para a realização da fotossíntese.
c) o cloroplasto e o gás carbônico liberado são utilizados 
na organela II para a realização da respiração celular.
d) o cloroplasto e o gás carbônico liberado são utiliza-
dos na organela II para a realização da fotossíntese.
e) o cloroplasto e a indicada por II, a mitocôndria, onde 
ocorrem, respectivamente, a respiração celular e a
fotossíntese.
Estudo orientado
exercícios
1. (Enem 2012) Há milhares de anos o homem faz uso da 
biotecnologia para a produção de alimentos como pães, 
cervejas e vinhos. Na fabricação de pães, por exemplo,
são usados fungos unicelulares, chamados de leveduras,
que são comercializados como fermento biológico. Eles 
são usados para promover o crescimento da massa,
deixando-a leve e macia.
O crescimento da massa do pão pelo processo citado
é resultante da
a) liberação de gás carbônico.
b) formação de ácido láctico.
c) formação de água.
d) produção de ATP.
e) liberação de calor.
2. (Unesp 2013) Um vaso com uma planta de folhas
verdes foi colocado sobre uma mesa, no centro de um
quarto totalmente vedado, de modo a impedir a entrada 
da luz externa, e ali permaneceu por 24 horas.
Durante as 12 primeiras horas (período I), a planta foi ilu-
minada com luz verde de comprimento de uma onda na 
faixa de 500 a 550 nm. Nas 12 horas seguintes (período 
II), a planta foi iluminada com luz laranja avermelhada, 
de comprimento de onda na faixa de 650 a 700 nm.
Considerando a incidência da luz sobre a planta e a taxa 
fotossintética, é correto afirmar que, aos olhos de um 
observador não daltônico que estivesse no quarto, as 
folhas da planta se apresentariam
a) de cor verde no período I e enegrecidas no período
II, e a taxa de fotossíntese seria maior no período II e 
reduzida ou nulo no período I.
b) enegrecidas no período I e de cor vermelha no perí-
odo II, e a taxa de fotossíntese seria maior no período
I e reduzida ou nula no período II.
c) enegrecidas no período I e enegrecidas no período
II, e em ambos os períodos a planta não realizaria
fotossíntese, mas apenas respiração.
d) de cor verde no período I e de cor vermelha no perí-
odo II, e a taxa de fotossíntese seria maior no período
I do que no período II.
e) de cor verde no período I e de cor verde no período
II, e a taxa de fotossíntese seria a mesma em ambos
os períodos.
3. (Fuvest 2013) A lei 7678 de 1988 define que “vinho é
a bebida obtida pela fermentação alcoólica do mosto
simples de uva sã, fresca e madura”. Na produção de
vinho, são utilizadas leveduras anaeróbicas facultativas. 
Os pequenos produtores adicionam essas leveduras ao 
mosto (uvas esmagadas, suco e cascas) com os tanques 
abertos, para que elas se reproduzam mais rapidamente. 
Posteriormente, os tanques são hermeticamente fecha-
dos. Nessas condições, pode-se afirmar, corretamente,
que
a) o vinho se forma somente após o fechamento dos
tanques, pois, na fase anterior, os produtos de ação
das leveduras são a água e o gás carbônico.
b) o vinho começa a ser formado já com os tanques
abertos, pois o produto da ação das leveduras, nessa 
fase, é utilizado depois como substrato para a fer-
mentação.
c) a fermentação ocorre principalmente durante a
reprodução das leveduras, pois esses organismos
necessitam de grande aporte de energia para sua
multiplicação.
d) a fermentação só é possível se, antes, houver um
processo de respiração aeróbia que forneça energia 
para as etapas posteriores, que são anaeróbias.
e) o vinho se forma somente quando os tanques voltam
a ser abertos, após a fermentação se completar, para 
que as leveduras realizem respiração aeróbia.
biologia B • aula 9
CURSINHO DA POLI 17
2
2
2
-3
roda de leitura
Bactérias vivem sem oxigênio e sem luz do Sol
Definir quais são as condições básicas para manter 
a vida na Terra é uma tarefa cada vez mais complexa. 
Há tempos se sabe da existência de organismos extre-
mófilos, capazes de sobreviver em ambientes inóspitos 
e improváveis – pelo menos aos humanos. Mas uma 
nova descoberta acaba de levar a vida um pouco mais 
longe. No caso, para baixo.
Um grupo formado por pesquisadores de diversos 
países encontrou, em escavações numa mina de ouro 
na África do Sul, bactérias vivendo em rochas a 2,8 mil 
metros de profundidade. Se parasse por aqui, já seria 
uma notável descoberta, mas a história continua.
Trata-se da primeira comunidade microbial até 
hoje descoberta que depende exclusivamente de 
hidrogênio e enxofre produzido geologicamente. 
Mais: os organismos encontrados, pertencentes ao 
filo Firmicutes, são completamente independentes da 
energia derivada da luz solar. De onde retiram energia 
para se manter? Da conversão de moléculas de água 
por minerais radioativos como urânio e tório.
Se esse cenário parece estranho às formas de vida 
superficiais ou aquáticas, o mesmo não ocorre para as 
bactérias agora descobertas. Segundo o estudo, publi-
cado na edição
de 20 de outubro da revista Science, 
os microrganismos estão no interior do planeta há 
dezenas de milhões de anos.
“São bactérias realmente únicas, no mais puro sentido 
da palavra”, disse Li-Hung Lin, da Universidade Nacional 
de Taiwan, primeiro autor do artigo. “Essa descoberta 
mostra que conhecemos surpreendentemente muito 
pouco a respeito da origem, da evolução e dos limites da 
vida na Terra”, disse outra autora, Lisa Pratt, da Universida-
de de Indiana, em comunicado da instituição.
A descoberta tem diversas implicações. Uma ime-
diata é a expansão da bioesfera terrestre, ou seja, da 
camada em que ocorre vida no planeta. Outra é que 
se formas de vida encontram maneiras de sobreviver 
em situações tão extremas na Terra, o mesmo – ou 
ainda mais – poderia ocorrer em outros planetas, 
como Marte.
Em 1996, um estudo apontou a existência de bacté-
rias no meteorito ALH84001, encontrado 12 anos antes 
na Antártica e que teria sido lançado de Marte por um 
impacto de outro meteorito no planeta. Também pu-
blicado na Science, o artigo escrito por David McKay, 
da Nasa, e colaboradores provocou muita polêmica. 
Apesar de os autores serem categóricos em afirmar que 
não se trata de organismos terrestres, outros aponta-
ram que o meteorito teria sido contaminado na Terra.
Agência Fapesp, 24 out. 2006.
aula 10
18 CURSINHO DA POLI
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2
2
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No DNA de uma única semente de lírio, há capacidade 
suficiente para armazenar informações correspondentes 
a 60 exemplares das Páginas Amarelas. Em certas espé-
cies de amebas, o DNA contém tanta informação quanto 
30 000 listas telefônicas de uma cidade com cerca de 
5 milhões de habitantes.
Frei Betto, A obra do artista, 2001.
Os estudos bioquímicos e genéticos indicam que to-
dos os processos do metabolismo, do desenvolvimento 
e da função da célula vêm do material hereditário ou 
genético, armazenado e transportado pelos cromosso-
mos do núcleo eucariótico e do nucleoide procariótico. 
O controle do funcionamento celular é efetuado através 
da síntese de proteínas.
Admite-se que as informações genéticas aparecem 
sob a forma de um código e se acumulam seletivamente, 
permitindo que as sucessivas gerações possam se bene-
ficiar com os aperfeiçoamentos introduzidos durante a 
evolução dos seres vivos. Um fato que corrobora essa 
hipótese é que a quantidade de material genético, no 
caso, o ácido desoxirribonucleico (DNA), tende a refle-
tir a complexidade estrutural e funcional dos diversos 
organismos. Observe o diagrama abaixo.
Relação da quantidade de DNA em diferentes seres vivos
Convém retomar rapidamente algumas informações 
sobre os cromossomos, antes da análise de suas pro-
priedades e estrutura química.
Podemos entender os estados morfológicos do nú-
cleo eucariótico em dois momentos da vida da célula: 
antes e durante sua divisão.
Como se armazena e processa
a informação hereditária
Os componentes nucleares durante a divisão 
da célula
Representação do aspecto do núcleo da célula dos 
eucarióticos, ilustrado em três dimensões
100101,00,010,01
109108107106105
nucleotídeos do DNA por célula
quantidade de DNA das células (mamíferos = 100%)
mamíferos 
anfíbios 
peixes ósseos 
peixes cartilaginosos 
algas bactérias 
protozoários 
equinodermas 
celenterados 
répteis 
Diagrama da quantidade de DNA X nucleotídeos. Experimen-
tos mostraram que há relação entre a quantidade de DNA e a 
complexidade estrutural e funcional das células 
de diferentes organismos.
Fotografia de cromossomos humanos. O processo de formação 
consiste inicialmente na duplicação dos fios de cromatina, que 
se mantêm ainda presos pelo centrômero; 
em seguida, começa uma intensa espiralização.
Bi
op
h
ot
o 
A
ss
oc
ia
te
s/
Sc
ie
n
ce
 P
h
ot
o 
Li
b
ra
ry
Os componentes nucleares antes da divisão 
da célula
carioteca: membrana protetora da cromatina. Apre-
senta poros que facilitam o intercâmbio de substân- 
cias com o ambiente do citoplasma;
nucleoplasma (ou cariolinfa): equivale à solução 
coloidal do citoplasma, onde está imersa a cromatina;
nucléolo: apresenta-se como um corpúsculo denso, 
destacado da cromatina. É rico num tipo de ácido ribo-
nucleico denominado RNA-ribossômico (RNA-r);
cromatina: conjunto dos filamentos moleculares do 
DNA, os genes.
biologia B • aula 10
CURSINHO DA POLI 19
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reproduz, duplicando toda a carga genética e distribuin-
do-a às células-filhas – processo equitativo na mitose e 
reduzido pela metade na meiose –; segundo, produzindo 
cópias de trechos das informações armazenadas do 
DNA sob a forma de outras moléculas, denominadas 
ácido ribonucleico (RNA). Grosso modo, esse RNA dirige 
a síntese das proteínas no citoplasma, regulando, por 
meio delas, a forma e o funcionamento da célula. Um 
dos postulados centrais da Biologia é que a informação 
genética guardada no DNA pode ser duplicada (repli-
cação) e transcrita sob a forma de RNA, que se traduz 
como proteína. Observe o esquema abaixo.
proteína(s)DNA
DNA
RNA
duplicação (replicação)
transcrição
transcrição reversa
tradução
Raramente o DNA não atua como material genético 
informacional primário. Em alguns tipos de vírus, por 
exemplo, o RNA se duplica diretamente e atua sobre a 
síntese de proteínas.
Nestas aulas, discutiremos a duplicação e a trans-
crição do DNA. A tradução e o código genético serão 
estudados nas aulas seguintes.
A análise do DNA revelou que seu esqueleto químico 
é formado por uma unidade denominada nucleotídeo.
 
O que é um nucleotídeo?
O nucleotídeo é formado quimicamente por:
1 molécula de ácido fosfórico
+
1 açúcar de 5 carbonos (pentose)
+
1 molécula de base nitrogenada
Estrutura química do nucleotídeo de DNAEstrutura química do nucleotídeo de DNA
NH2
C
C
CC
C
C
O
O
PO
C C
C
C
N
NN
N
H
H
H
H
HH
H
H
H
OH
OH
OH
fosfatodesoxirriboseadenina
Representação esquemática
fosfato
pentose
base nitrogenada
Representação esquemática
Ilustração da estrutura de um nucleotídeo
Ilustração esquemática do núcleo eucariótico. Em destaque: 
a) fios de cromatina condensados: são os cromossomos, consti-
tuídos quimicamente de ácido desoxirribonucleico (DNA); b) os 
genes, trechos ou segmentos capazes de comandar a síntese de 
proteínas.
cromossomos: apresentam-se como corpúsculos in-
dividualizados, bastante compactos, em forma de bastão, 
visíveis até mesmo num microscópio óptico comum.
A ordem e a distância entre os genes nos cromos-
somos podem ser determinadas experimentalmente. 
Veremos alguns exemplos disso nos próximos cadernos, 
quando estudarmos o linkage e os mapas gênicos, tópi-
cos da genética moderna.
O conhecimento acumulado indica que são os genes 
os responsáveis pelas funções celulares, pois há relação 
entre alterações cromossômicas visíveis e determinadas 
deficiências bioquímicas, como a incapacidade de sin-
tetizar certa proteína. 
A natureza química do material genético
Os cromossomos consistem principalmente de ácido 
desoxirribonucleico (DNA) e proteínas. Um outro tipo de 
ácido nucleico, o ácido ribonucleico (RNA), também exis-
te em pequenas concentrações no núcleo e em quan-
tidades muito maiores no citoplasma. O DNA também 
pode ser encontrado fora do núcleo, especificamente 
nas mitocôndrias e nos cloroplastos, demonstrando que 
tais organelas têm autonomia metabólica.
Os cromossomos transmitem a informação gené-
tica em dois momentos: primeiro, quando a célula se 
biologia B • aula 10
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20 CURSINHO DA POLI 
Importante:
DNA: a pentose é a desoxirribose.
RNA: a pentose é a ribose.
As bases nitrogenadas dos nucleotídeos são clas-
sificadas em bases púricas, a adenina (A) e a guanina 
(G), e em bases pirimídicas, a timina (T), a citosina (C) e 
a uracila (U).
A estrutura química das bases nitrogenadas púricas (adenina e 
guanina) e pirimídicas (timina, citosina e uracila)
Os três componentes do RNA são muito semelhan-
tes aos nucleotídeos que formam o DNA. O açúcar 
desoxirribose é substituído por outro parecido, a ribose, 
e uma
das quatro bases, a timina (T), é substituída pela 
uracila (U).
Importante:
A timina é exclusiva do DNA.
A uracila é exclusiva do RNA.
Os ácidos nucleicos foram descobertos pelo pes-
quisador F. Meischer, em 1897, mas seu significado 
biológico não se tornou evidente até 1920, quando F. 
Griffith, trabalhando com bactérias, identificou os ácidos 
nucleicos como sendo o material genético. Muitos ou-
tros cientistas, e seus valiosos estudos, seguiram-se a ele, 
até que em 1962 o geneticista estadunidense J. Watson 
(1928) e o físico inglês F. Crick (1916) ganharam o Prê-
mio Nobel de Medicina pelo acréscimo de importantes 
conhecimentos acerca do material genético através da 
estrutura do DNA.
Watson e Crick idealizaram em 1953 a estrutura 
molecular do DNA como um longo filamento duplo e 
torcido. Segundo o modelo tridimensional, aceito até 
hoje, os ácidos fosfóricos localizam-se na periferia da 
molécula do DNA, unidos às pentoses desoxirriboses, 
e mais internamente estão as bases nitrogenadas, que 
se mantêm ligadas entre si pelas pontes de hidrogênio. 
Dados químicos mostraram que a adenina-timina e 
guanina-citosina são os pares possíveis e que as ba-
ses de um filamento determinam a sequência no par 
correspondente. Assim, se as bases de um filamento 
estiverem arrumadas na ordem GTAAGCT, o filamento 
complementar será CATTCGA. Observe o esquema 
abaixo.
bases púricas bases pirimídicas
Timina (T)
Uracila (U)
Citosina (C)
Adenina (A)
Guanina (G)
O
C N
NN
HN C
CC
H2N
CH
H
O
C
N
HN C
CHC
CH3
O
H
NH2
C N
NN
N C
CHC CH
H
O
C
N
HN CH
CHC
O
H
O
NH2
C
N
N CH
CHC
H
Representação do DNA. a) Modelo tridimensional da dupla fita 
torcida em hélice, proposto por Watson e Crick. 
b) Estrutura plana do DNA: externamente estão os ácidos fos-
fóricos, ligados às desoxirriboses, e mais internamente as bases 
nitrogenadas, pareadas na ordem A-T e G-C que se mantêm 
presas por pontes de hidrogênio.
representação
plana de DNA
modelo
de DNA
biologia B • aula 10
CURSINHO DA POLI 21
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Regra do pareamento das bases nitrogenadas 
do DNA
As bases nitrogenadas púricas e pirimídicas de cada 
fita do DNA mantêm-se unidas por pontes de hidrogê-
nio, obedecendo a seguinte ordem: a adenina (A) – de 
um dos lados do filamento – liga-se à timina (T) – no 
filamento oposto e complementar. Da mesma forma, a 
guanina (G) liga-se à citosina (C).
A ligação entre as bases nitrogenadas e as pontes de hidrogê-
nio, apontada pela seta
Regra do pareamento das bases nitrogenadas do 
DNA:
A – T
G – C
A relação é de uma base púrica (A ou G) para uma 
base pirimídica (T ou C), isto é, 1:1.
Atenção: a base nitrogenada uracila é exclusiva da 
molécula do RNA, portanto, não aparece no DNA.
(FUVEST) A tabela mostra a composição das bases 
nitrogenadas púricas, adenina e guanina, no DNA do 
homem e do boi.
adenina guanina
homem 30,4% ?
boi ? 27,0%
Quais são as porcentagens que faltam para o homem e 
para o boi? Justifique.
As funções do DNA
O DNA coordena e controla as atividades da célula 
fornecendo informações para a construção de moléculas 
proteicas.
O comando do DNA envolve os seguintes processos: 
1) duplicação (ou replicação) – o DNA sintetiza outros
DNAs; 2) transcrição – o DNA transcreve o outro ácido
nucleico, o RNA; 3) tradução – o RNA transcrito traduz a
informação do DNA para a elaboração das proteínas.
Observe o esquema abaixo:
A duplicação do DNA
Watson e Crick propuseram em seu modelo do DNA 
um mecanismo pelo qual a duplicação pode ocorrer 
segundo os critérios da complementaridade dos dois 
filamentos e da especificidade do pareamento das 
bases. Dessa maneira, os dois filamentos (aos quais 
chamaremos Paulo e Ângela) se separam, disponibili-
zando ligações de hidrogênio para o pareamento de 
bases complementares. O filamento Paulo forma uma 
molécula complementar à de Ângela, e vice-versa. O 
resultado são duas moléculas-filhas que têm a mesma 
sequência de bases da molécula original. Esse modelo 
de duplicação é chamado semiconservativo, porque um 
dos filamentos da molécula original está conservado 
pontes de hidrogênio
pontes de hidrogênio
timina
citosina
adenina
guanina
O
O
O
H
H
H
H
H
H
H
N
N
N
NN
N
N
N
N
N
N
N
HCH3
O
H H
H
H
N
N
N
H
carioteca
citoplasma
célula eucariótica
Legenda:
1 = autoduplicação
2 = transcrição
3 = tradução
núcleo
DNA DNA
RNA PROTEÍNA
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22 CURSINHO DA POLI 
na molécula-filha. Observe a sequência esquemática da 
duplicação do DNA, abaixo.
Com o auxílio do professor, preencha o esquema 
da duplicação do DNA, a partir das bases nitrogenadas 
dadas:
segmento de DNA
fita 1 fita 2
A
T
T
C
G
T
A
T
T
C
G
T
T
A
A
G
C
A
T
A
A
G
C
A
A
T
T
C
G
T
T
A
A
G
C
A
DNA DNA
fita 2fita 1
fita 1 fita 2
fitas novas
Esquema da duplicação do DNA
Importante:
Não esqueça a regra de pareamento entre as bases 
nitrogenadas do DNA: 
A – T 
G – C
Por que a duplicação do DNA é dita semiconserva-
-tiva?
Qual é a importância biológica da duplicação do 
DNA?
A enzima DNA-polimerase vai rompendo as pontes de hidro-
gênio entre as bases nitrogenadas, que mantêm unida a dupla 
cadeia nucleotídica (1). Por sua vez, a enzima DNA-ligase vem 
catalisando as reações de ligação das bases nitrogenadas, 
vindas do citoplasma, sobre as fitas soltas do DNA que, então, 
vão se encaixando (2). Ao final, duas novas moléculas de DNA 
são formadas (3) a partir da cópia de uma.
biologia B • aula 10
CURSINHO DA POLI 23
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A transcrição do DNA para RNA
O DNA também sintetiza (transcreve) o RNA, que 
serve de molde bioquímico. As principais diferenças do 
RNA em relação ao DNA são: a pentose é a ribose, a base 
nitrogenada timina é substituída pela uracila e o RNA é 
um segmento único, simples.
O RNA é transcrito apenas por uma das fitas de DNA.
A descoberta do DNA: o princípio 
transformador de Griffith
 Frederick Griffith, bacteriologista, fazia em 1928 
experimentos para desenvolver vacinas contra as bacté-
rias causadoras da pneumonia, chamadas pneumococos. 
Naquele tempo, ainda não se haviam desenvolvidos os 
antibióticos.
 Griffith sabia que os pneumococos patogênicos 
(causadores da doença) eram envolvidos por capas 
gelatinosas, as cápsulas.
 Num dos muitos testes, ele injetou em camundon-
gos, simultaneamente, bactérias patogênicas, mas mortas 
pelo calor, e bactérias não patogênicas vivas. Esperava 
que ambas as amostras injetadas fossem inócuas; contu-
do, o resultado foi a morte de todos os camundongos. 
A posterior análise dos corpos desses camundongos 
revelou a presença de bactérias vivas com cápsulas, isto 
é, as causadoras da pneumonia. Teriam ressuscitado as 
bactérias mortas pelo calor ou alguma coisa se transferiu 
para as bactérias vivas, não patogênicas?
 Alguns anos mais tarde, após numerosas análises 
bioquímicas, Griffith revelou que o princípio (ou fator) 
transformador, como era chamado até então, responsá-
vel pela transmissão da característica hereditária era a 
molécula de ácido desoxirribonucleico (ou DNA).
Tabela dos três tipos de RNA: RNA mensageiro (RNA-m), RNA transportador (RNA-t) e RNA ribossômico (RNA-r). 
Para maiores detalhes, leia o quadro.
transcriçãotipos de RNA atividades esquema
Seleciona e ordena os aa para
a formação de proteínas; cada
aa* é codificado por uma trinca
de bases do RNAm chamada de
códon; os códons do RNAm e os 
aa constituem o código genético
RNA mensageiro
(RNAm)
RNA transportador
(RNAt)
RNA ribossônico
(RNAr)
Trasporta os aa até os ribossomos;
une-se ao códon do RNAm por meio
de uma trinca de bases nitrogenadas
chamada anticódon, que se encontra
em uma de suas pontas
Sedia a síntese proteica
Realizada por
trechos do DNA
Relizada por áreas
determinadas dos
cromossomos
Realizada por segmentos
específicos do DNA, chamados
regiões organizadoras do nucléolo
(nas células procarióticas, não há a
formação de nucléolos)
fita única
linear
fita única dobrada
fita única dobrada
que recebe várias
proteínas especiais
*aa = aminoácidos
Esquema da transcrição de seg-
mento do DNA para RNA. Uma das 
fitas da molécula do DNA serve de 
molde para a produção do RNA. 
Note que a adenina do DNA forma 
par com a uracila do RNA.
biologia B • aula 10
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24 CURSINHO DA POLI 
Os transgênicos
O termo transgênico refere-se ao organismo que 
tem gene(s) de outra(s) espécie(s), manipulado através 
da biotecnologia e da engenharia genética. Hoje são 
conhecidas espécies transgênicas vegetais e animais. 
Por exemplo, bactérias, camundongos e ovelhas que 
receberam genes humanos.
A técnica
Em linhas bem gerais, inicialmente identificam-se e 
selecionam-se os genes de interesse e, a seguir, emprega-
-se uma técnica para sua multiplicação – primeiro, os 
genes devem ser “cortados”, utilizando-se uma enzima 
chamada de restrição, que reage com sequências de 
bases nitrogenadas específicas; depois, os genes que 
se quer transferir são ligados a moléculas do DNA bac-
teriano, chamadas plasmídeos, que atuam como vetores 
para transportá-los até os núcleos das células, cultivadas 
em solução especial. Os genes em atividade induzem a 
fabricação de proteínas.
Algumas aplicações
•	 Aumento	da	produtividade	de	vegetais	de	importân-
cia alimentar, tornando-os resistentes ao ataque de 
parasitas e predadores;
•		 produção	de	substâncias	úteis	para	os	seres	humanos	
a partir de bactérias, fungos, vegetais ou animais gene-
ticamente modificados. É o caso da insulina humana 
produzida por bactérias;
•	 possibilidade	do	uso	de	órgãos	de	animais	transgê-
nicos para transplantes em seres humanos, assim 
diminuindo os riscos de rejeição.
As controvérsias
A manipulação e a transferência de genes de um 
organismo para outro são recentes, mas as pesquisas 
sobre os efeitos dos transgênicos na saúde humana e, 
principalmente, no ambiente não ocorrem na mesma 
velocidade. Apesar disso, segundo dados da Organização 
das Nações Unidas (ONU), a área cultivada com semen-
tes modificadas geneticamente aumentou, em todo o 
mundo, desde 1996.
No Brasil, as leis pertinentes à biotecnologia e à en-
genharia genética, que também envolve os transgênicos, 
regulamentam normas de biossegurança e foram criadas 
em 1995. A Justiça Federal entendeu que ainda não estão 
muito claras as consequências do uso dos alimentos ge-
neticamente modificados; por isso, como medida de pre-
venção, decidiu suspender a comercialização dos grãos 
transgênicos, até que se obtenham mais resultados. É 
certo que outros fatores também colaboraram para tal 
decisão: por exemplo, a definição da competência sobre 
os Estudos de Impacto Ambiental (EIA) e Relatórios de 
Impacto Ambiental (Rima) – ou a Comissão Técnica Na-
cional de Biossegurança (CTNBio) ou o Instituto Brasileiro 
de Recursos Naturais e da Amazônia Legal (Ibama), ou 
ainda, possivelmente, organizações da sociedade civil. 
Contudo, em 2003, pressionado principalmente por 
agricultores e alguns políticos do Rio do Grande do Sul, 
o governo federal liberou o plantio e a colheita de uma 
safra da soja transgênica, através de medida provisória.
Exercícios
1. (Enem) Para a identificação de um rapaz vítima de aci-
dente, fragmentos de tecidos foram retirados e submetidos 
à extração de DNA nuclear, para comparação com o DNA 
disponível dos possíveis familiares (pai, avô materno, avó 
materna, filho e filha). Como o teste com o DNA nuclear 
não foi conclusivo, os peritos optaram por usar também 
DNA mitocondrial, para dirimir dúvidas. Para identificar o 
corpo, os peritos devem verificar se há homologia entre 
o DNA mitocondrial do rapaz e o DNA mitocondrial do(a)
a) pai.
b) filho.
c) filha.
d) avó materna.
e) avô materno.
2. (Fuvest 2014) Observe a figura abaixo que representa 
o emparelhamento de duas bases nitrogenadas.
Indique a alternativa que relaciona corretamente a(s) 
molécula(s) que se encontram parcialmente representada(s) 
e o tipo de ligação química apontada pela seta.
Molécula(s) Tipo de ligação química
a) Exclusivamente DNA Ligação de hidrogênio
b) Exclusivamente RNA Ligação covalente apolar
c) DNA ou RNA Ligação de hidrogênio
d) Exclusivamente DNA Ligação covalente apolar
e) Exclusivamente RNA Ligação iônica
biologia B • aula 10
CURSINHO DA POLI 25
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Estudo orientado
exercícios
1. (Enem) Cinco casais alegavam ser os pais de um bebê. 
A confirmação da paternidade foi obtida pelo exame de 
DNA. O resultado do teste está esquematizado na figu-
ra, em que cada casal apresenta um padrão com duas
bandas de DNA (faixas, uma para o suposto pai e outra
para a suposta mãe), comparadas à do bebê.
Que casal pode ser considerado pais biológicos do bebê?
a) 1.
b) 2.
c) 3.
d) 4.
e) 5.
2. (Enem 2014) Na década de 1990, células do cordão
umbilical de recém-nascidos humanos começaram a
ser guardadas por criopreservação, uma vez que apre-
sentam alto potencial terapêutico em consequência de 
suas características peculiares.
O poder terapêutico dessas células baseia-se em sua
capacidade de
a) multiplicação lenta.
b) comunicação entre células.
c) adesão a diferentes tecidos.
d) diferenciação em células especializadas.
e) reconhecimento de células semelhantes.
roda de leitura
O DNA do racismo
Como as raças foram inventadas e 
agora nosso dever é desinventá-las
Parece existir uma noção generalizada de que o 
conceito de raças humanas e sua indesejável conse- 
quência, o racismo, são tão velhos como a humanida-
de. Há mesmo quem pense neles como parte essencial 
da “natureza humana”. Isso não é verdade. Pelo con-
trário, as raças e o racismo são uma invenção recente 
na história da humanidade.
Nas civilizações antigas, não são encontradas 
evidências inequívocas da existência de racismo 
(que não deve ser confundido com rivalidade entre 
comunidades). É certo que havia escravidão na 
Grécia, em Roma, no mundo árabe e em outras re-
giões. Mas os escravos eram geralmente prisioneiros 
de guerra, e não havia de maneira alguma a ideia 
de que eles fossem “naturalmente” inferiores a seus 
senhores. A escravidão era mais conjuntural que es-
trutural – se o resultado da guerra tivesse sido outro, 
os papéis de senhor e escravo estariam invertidos.
A emergência do racismo e a cristalização do 
conceito de raças coincidiram historicamente com 
dois fenômenos da era moderna: o início do tráfico de 
escravos da África para as Américas e o esvanecimento 
do tradicional espírito religioso em favor de interpreta-
ções científicas da natureza.
Diversidade humana
Antes de prosseguir, proponho ao leitor um simples 
experimento. Dirija-se a um local onde haja grande 
número de pessoas – uma sala de aula, um restau-
rante, o saguão de um edifício comercial ou mesmo 
a calçada de uma rua movimentada. Agora, observe 
cuidadosamente as pessoas ao redor.
Deverá saltar aos olhos que somos todos muito 
parecidos e, ao mesmo tempo, muito diferentes. Real-
mente, podemos ver grandes similaridades no plano 
corporal, na postura ereta, na pele fina e na falta rela-
tiva de pelos, características da espécie humana que 
nos distinguem dos outros primatas.
Por outro lado, serão evidentes as extraordinárias 
variações morfológicas entre as diferentes pessoas: 
sexo, idade, altura, peso, massa muscular e distribui-
ção de gordura corporal, comprimento, cor e textura 
dos cabelos (ou ausência deles), cor e formato dos 
olhos, formatos do nariz e lábios, cor da pele etc. Essas 
variações são quantitativas, contínuas, graduais. A 
priori, não existe absolutamente nenhuma razão para 
valorizar mais uma ou outra dessas características no 
exercício de perscrutação.
Mas logo se descobre que nem todos os traços têm 
a mesma relevância. Alguns são mais importantes, 
por exemplo, quando reparamos que algumas pes-
soas, geralmente do sexo oposto, são mais atraentes 
que outras. Além disso, há características que podem 
nos fornecer informações sobre a origem geográfica 
ancestral das pessoas: uma pele negra pode nos levar 
biologia B • aula 10
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26 CURSINHO
DA POLI 
de escravos da África para as colônias americanas 
foi uma atividade de enorme lucratividade para as 
nações envolvidas (Inglaterra, Portugal, Espanha 
e Holanda, entre outras) e teve expressivo impacto 
econômico. Não é nenhum exagero afirmar que o 
tráfico de escravos financiou a Revolução Industrial 
na Europa.
Desde então, o conceito das diferenças biológicas 
das “raças” se infiltrou paulatinamente em nossa cul-
tura, assumindo quase uma qualidade de elemento 
fundamental indispensável da mesma. Estava criado 
o solo fértil onde germinariam as calamitosas ideo-
logias do nazismo e do apartheid.
O genial poeta Chico Buarque de Holanda su-
gere na canção Apesar de você: “Você que inventou 
a tristeza, / Ora, tenha a fineza / De desinventar...”. 
Parafraseando-o, podemos dizer que, se a cultura 
ocidental inventou o racismo e as raças, temos agora, 
o dever de desesinventá-los.
Sérgio Danilo Pena. CiênciaHoje online, 11 jul. 2008.
pesquisar e ler
Não há dúvida de que o deciframento do código ge-
nético (Projeto Genoma) avançou nas ciências biológicas 
e pode até mesmo ser considerado um marco histórico 
para o século XXI. Mas o biólogo Richard Lewontin, em 
A tripla hélice – gene, organismo e ambiente (São Paulo: 
Companhia das Letras, 2001), relativiza a importân-
cia do sequenciamento do DNA e propõe uma nova 
abordagem para as relações entre organismo e meio. 
Segundo o autor, os organismos não são determinados 
simplesmente pelas interações entre genes e ambiente, 
mas também por outros eventos aleatórios que a ciência 
não é capaz de controlar.
ver e ouvir
O domínio de um saber amplia a nossa base de 
argumentação sobre os limites da ciência e provoca 
uma atitude reflexiva. O tema destas aulas é explorado 
de maneira instigante no ótimo filme GATTACA (dir. An-
drew Niccol, EUA, 1997). No longa-metragem ficcional, 
autoridades detêm o conhecimento e o domínio tecno-
lógico das informações do DNA de todos os indivíduos 
de uma sociedade, passando então a classificá-los e 
controlá-los, segregando os pouco interessantes, os 
chamados não válidos, para determinadas atividades 
dirigidas política e cientificamente. A trama central é a 
determinação de um não válido de participar de uma 
expedição planetária, um intenso desejo que pretende 
realizar a todo e qualquer custo; para isso, porém, ele 
a inferir que a pessoa tem ancestrais africanos, olhos 
puxados evocam ancestralidade oriental etc. Mas isso é 
tudo: não há absolutamente mais nada que possamos 
captar à flor da pele.
Pense bem. Como é possível que ter ancestrais na 
África faça o todo de uma pessoa diferente de quem 
tem ancestrais na Ásia ou na Europa? O que tem a 
pigmentação da pele, o formato e a cor dos olhos ou 
a textura do cabelo a ver com as qualidades humanas 
singulares que determinam uma individualidade 
existencial?
Systema Naturae (Sistema da Natureza), de 1767
Homo sapiens europaeus: branco, sério, forte
Homo sapiens asiaticus: amarelo, melancólico, avaro
Homo sapiens afer: negro, impassível, preguiçoso
Homo sapines americanus: vermelho, mal-humorado, violento
Classificação da humanidade feita pelo naturalista sueco Carl Linnaeus 
(1707-1778). Ele apresentou pela primeira vez na esfera científica uma 
divisão taxonômica da espécie humana. Esse é o exemplo do absurdo 
da perspectiva essencialista ou tipológica de raças humanas.
A associação fixa de características físicas e psicoló-
gicas, que incrivelmente ainda persiste na atualidade, 
não faz absolutamente nenhum sentido do ponto de 
vista genético e biológico! O genoma humano tem 
cerca de 20 mil genes, e sabemos que poucas dúzias 
deles controlam a pigmentação da pele e a aparência 
física dos humanos. Está 100% estabelecido que esses 
genes não têm nenhuma influência sobre qualquer 
traço comportamental ou intelectual.
O que veio primeiro: as raças ou o racismo?
O filósofo francês Voltaire (1694-1778), contempo-
râneo de Linnaeus, afirmou em suas Cartas Filosófi-
cas, publicadas em 1733:
A raça negra é uma espécie humana tão dife-
rente da nossa quanto a raça de cachorros spaniel 
é dos galgos [...]. A lã negra nas suas cabeças e 
em outras partes do corpo não se parece em nada 
com o nosso cabelo; e pode se dizer que a sua 
compreensão, mesmo que não seja de natureza 
diferente da nossa, é pelo menos muito inferior.
 Repare o leitor em um detalhe de suma impor-
tância: o texto de Voltaire, escrito em 1733 e já de 
cunho gritantemente racista, apareceu 34 anos antes 
da divisão da humanidade feita por Linnaeus! Em ou-
tras palavras: o racismo não decorreu da invenção das 
raças; ele a precedeu! Linnaeus e seus seguidores não 
inventaram o racismo, mas infelizmente o reforçaram 
e legitimaram, fornecendo um modelo “científico” 
para sua reificação. Por que e como aconteceu isso?
Uma investigação etiológica do racismo nos leva, 
como ferquentemente acontece, ao vil metal. O tráfico 
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precisa superar toda a rigidez do sistema fiscalizador e 
de controle, além dos seus limites físicos e emocionais, 
pois tem que contrariar até seu DNA, sua marca genética. 
A competência da direção, que soube editar momentos 
de emoção, suspense, romance e introspecção das perso-
nagens no dimensionamento das questões relativas às 
regras impostas pelas autoridades, obcecados com a per-
feição genética, nos prende até um final que surpreende, 
apesar de previsível. O próprio título do filme mostra uma 
combinação das letras das bases nitrogenadas do DNA.
senha
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 O que acontece aos corpos se os 
genes agirem sozinhos?
Stephen Jay Gould, A galinha e seus dentes – 
reflexões sobre a história natural, 1992
Sabemos que uma das atividades do metabolismo 
celular é a renovação de substâncias. Entre elas, estão as 
proteínas. Formadas por combinações de aminoácidos, 
as proteínas têm duas funções principais: consti-tuem 
a estrutura da célula e catalisam enzimaticamente as 
reações químicas.
O mecanismo da síntese de proteínas: 
o código genético em ação
Ilustração esquemática do mecanismo da síntese proteica. Primeiro, a transcrição: cópias da informação do DNA para o RNA, que 
recebem a designação de RNA-mensageiro (RNA-m); segundo, os RNA-m migram para o citoplasma e vão orientar a síntese proteica; 
terceiro, participam, agora, além do RNA-m, o RNA-ribossômico (RNA-r) e o RNA-transportador (RNA-t).
Abordagem ilustrada de dois planos: do organismo e da molé-
cula proteica. A vida da borboleta está relacionada com o seu 
material genético, herdado das muitas gerações ascendentes, 
que interage com o ambiente no sentido de selecionar e pro-
mover as melhorias da carga genética, tornando a borboleta 
mais apta para a sobrevivência. 
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Já vimos que os ribossomos, o retículo endoplasmá-
tico e o complexo de Golgi participam do processo de 
montagem das proteínas. Nestas aulas, nos concentra-
remos no mecanismo de produção proteica, isto é, em 
como as informações contidas nos cromossomos pas-
sam para o citoplasma e comandam o sequenciamento, 
sem erro, dos aminoácidos.
O mecanismo da síntese proteica pode ser compara-
do à tradução de uma linguagem em código para outra. 
Os ácidos nucleicos (DNA e RNA) são formados por nu-
cleotídeos, e as proteínas, por aminoácidos; é necessário, 
portanto, converter uma sequência de nucleotídeos em 
uma sequência de aminoácidos. A compreensão dessas 
sequências foi chamada código genético.
Como vimos, a informação do DNA se dispõe linear-
mente, em segmentos ou trechos de tamanho variável. 
Cada segmento recebe o nome de gene. Pesquisas 
recentes mostraram que, além dos genes que contêm 
a informação para a síntese proteica, existem outros, 
relacionados a processos reguladores e de função ainda 
desconhecida.
O mecanismo da síntese proteica é complexo. Para 
melhor compreendê-lo, acompanhe a sequência a 
seguir, que ilustra os principais eventos relacionados à
construção de uma proteína.
sentido do deslocamento
RNA-m
ribossomos
Os ribossomos prendem-se aos RNA-m (que carregam as men-
sagens para a síntese das proteínas).
aa
aa
aa
aa
aa
aa
aa
aa aa aa aa aa
aa
RNA-m
aa = aminoácido
aa
À medida que os RNA-t, trazendo os aminoácidos, ligam-se no 
sítio ativo dos ribossomos, estes vão deslizando sobre os RNA-
m. Os aminoácidos vão formando uma longa cadeia através 
das ligações peptídicas.
3
4
Uma das fitas da cadeia dupla do DNA é transcrita para as 
moléculas de RNA (RNA-m, RNA-t ou RNA-r).
Os RNA atravessam a carioteca e migram para o citoplasma.
1
2
RNA-m
citoplasmanúcleo
carioteca
DNA
ribossomo
RNA-t
aa
aa
aa
aaaa
aa
aa
aa aa aa
aa
aa
aa
aa
aa
aa
molécula
protéica
RNA-m
Agora, os polipeptídeos formados desligam-se dos RNA. No iní-
cio da formação das proteínas, os ribossomos podem aderir ao 
retículo endoplasmático ou continuar soltos no hialoplasma. 
O que determina a adesão ou não do ribossomo ao retículo 
é a presença ou a ausência da chamada sequência sinal da 
proteína. A sequência sinal faz com que os ribossomos grudem 
no retículo e sintetizem aquelas proteínas que serão eliminadas 
pelas células como, por exemplo, as enzimas digestivas. Sem a 
sequência sinal, os ribossomos permanecem livres, elaboran-
do as proteínas que atuam no hialoplasma celular como, por 
exemplo, as mioglobinas (proteínas respiratórias das células 
musculares).
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O código genético
Cada RNA-t prende-se ao RNA-m devido à justapo-
sição de 3 nucleotídeos. A trinca de nucleotídeos do 
RNA-m foi designada códon e liga-se ao anticódon, a 
trinca de nucleotídeos do RNA-t.
t-RNA
movimento dos ribossomos
m-RNA
ribossomo
cadeias de
proteínas em
crescimento
proteína
completa
Ilustração esquemática dos polissomos. Foi 
observado que, para as proteínas que precisam ser 
produzidas muito rapidamente, vários ribossomos 
podem estar aderidos numa só fita do RNA-m.
Nas células de bactérias, os RNA-m, antes mesmo de 
desprenderem do DNA, iniciam o processo da síntese 
de proteínas.
Os polissomos ou polirribossomos
Com frequência, as células precisam produzir pro-
teínas muito rapidamente. Vários ribossomos podem 
ser encontrados aderidos a um único filamento de 
RNA-m, formando os chamados polissomos ou polirribos-
somos. Observe a ilustração esquemática a seguir.
Experimentos com RNA-m sintético em tubos de 
ensaio demonstraram que o código envolve 3 nucleotí-
deos para a síntese de 1 aminoácido. Com a ligação de 3 
nucleotídeos a outros 3 (dos quatro existentes: adenina, 
guanina, uracila e citosina), obtêm-se 64 combinações 
diferentes, mais do que suficientes para codificar os 20 
tipos de aminoácidos que podem participar da constru-
ção de uma molécula de proteína. Contudo, três dessas 
combinações (UAA, UAG e UGA) são o término da molé-
cula proteica, isto é, não correspondem a aminoácidos. 
Consulte a tabela abaixo.
O mecanismo da transformação de uma sequência 
de nucleotídeos em uma sequência de aminoácidos 
chama-se tradução.
(fita 1) AAA TGT CGG
(fita 2) TTT ACA GCC
DNA (dupla fita)
RNA-m AAA UGU CGG (3 códons)
RNA-t UUU ACA GCC (3 anti-códons)
aa aa aa
Transcrição do trecho da fita 2
Exemplos de códons e anticódons do RNA-m e do RNA-t, 
respectivamente
primeira
posição
no códon
terceira
posição
no códon
segunda posição no códon
U C A G
uracila (U)
leucina
leucina
leucina
leucina
prolina
prolina
prolina
prolina
histidina
histidina
glutamina
glutamina
arginina
arginina
arginina
arginina
U
C
A
G
isoleucina
isoleucina
isoleucina
isoleucina
treonina
treonina
treonina
treonina
asparagina
asparagina
lisina
lisina
serina
serina
arginina
arginina
U
C
A
G
valina
valina
valina
valina
alanina
alanina
alanina
alanina
ácido aspártico
ácido aspártico
ácido glutâmico
ácido glutâmico
glicina
glicina
glicina
glicina
U
C
A
G
citosina (C)
adenina (A)
guanina (G)
fenilalanina
fenilalanina
leucina
leucina
serina
serina
serina
serina
tirosina
tirosina
fim
fim
cisteína
cisteína
fim
triptófano
U
C
A
G
Tabela do código genético. As bases da coluna da esquerda ocupam a 1a posição da trinca. As bases das colunas centrais preenchem a 
2a posição, e as bases da coluna da direita ocupam a 3a posição no códon do RNA-m. Assim, as trincas formadas sintetizam aminoáci-
dos específicos. Por exemplo, UUU corresponde à fenilalanina; UUA, ao aminoácido leucina.
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A biotecnologia moderna, uma aplicação 
prática do conhecimento da ação gênica
As pesquisas sobre a ação dos genes levaram ao 
desenvolvimento de técnicas e tecnologias que pro-
piciaram resultados satisfatórios. Alguns produtos que 
permitem maior longevidade, como a insulina e a vacina 
contra o vírus causador da hepatite do tipo B, foram 
obtidos a partir do cultivo de linhagens de bactérias 
geneticamente modificadas.
O princípio dessas técnicas é o da clonagem, que, 
como vimos nas aulas anteriores, pode ser assim resu-
mido: selecionam-se organismos – vegetais, animais 
ou bactérias; isola-se e corta-se o DNA de interesse, 
usando a enzima de restrição; transfere-se esse DNA 
para bactérias, no caso os plasmídeos; os plasmídeos se 
reproduzem nas bactérias receptoras do DNA. Observe 
o esquema o seguir.
multiplicação
nova seleção
de bactérias
DNA
produção
de proteínas desejadas
RNA
(células receptoras com 
DNA enxertado)
(célula receptora: 
plasmídeo de bactéria)
(célula doadora)
transferência cultivo
Esquema de mutação gênica quando da duplicação do DNA. 
No caso, a substituição de uma base nitrogenada, a timina, por 
outra, a guanina, pode especificar a mudança de um aminoá-
cido, alterando a forma e a função da proteína.
A A C
T T T
A A C
DNA – molécula
d
u
p
lic
aç
ão
 d
o
 D
N
A
proteína alterada
T T G
especifica Asparagina
seqüência alterada
"erro"
especifica Treonina
T G G
A A C
As mutações gênicas: erros de cópia do DNA
Entende-se por mutações as alterações no material 
genético causadas espontaneamente ou induzidas pelos 
chamados agentes mutagênicos. 
Os agentes mutagênicos são identificados pelos 
estudiosos em categorias principais: 1) substâncias quí-
micas sintéticas (inseticidas, fungicidas, corantes etc.); 2) 
substâncias químicas naturais em altas concentrações 
(cafeína, álcool, derivados do petróleo etc.); 3) radiações 
energéticas (raios-X, raio-gama, ultravioleta etc.); 4) ação 
direta de outros organismos sobre os genes (bactérias 
e vírus).
Qualquer que seja o evento mutacional, ele deve 
necessariamente atingir o núcleo das células.
Os efeitos da mutação gênica dependem de algumas 
circunstâncias, mas principalmente das células que fo-
ram afetadas: se somáticas ou gaméticas. Por exemplo, 
altas doses de radiação nas células somáticas induzem 
a parada da divisão celular, e qualquer quantidade nas 
células gonadais produz gametas com mutações que 
podem afetar os descendentes.
Quando o núcleo celular é atingido pelos processos 
de mutação, a molécula do DNA, ao duplicar-se, altera 
a sequência de bases nitrogenadas do nucleotídeo. 
Observe o esquema a seguir.
As mutações podem ser vantajosas para os orga-
nismos de uma população quando os capacitam a 
viver melhor no ambiente; do contrário, podem ser 
desvantajosas. Trata-se de mecanismos muito impor-
tantes para os processos da evolução biológica, como 
veremos adiante, porque são os únicos que promovem 
o aparecimento de novos conjuntos gênicos a partir
dos preexistentes.
Exercícios
1. (Enem) A estratégia de obtenção de plantas transgê-
nicas pela inserção de transgenes em cloroplastos, em
substituição à transgenia clássica de inserção do transge-
ne no núcleo da célula hospedeira, resultou no aumento 
quantitativo da produção de proteínas recombinantes
com diversas finalidades biotecnológicas. O mesmo tipo 
de estratégia poderia ser utilizada para produzir proteínas 
recombinantes em células de organismos eucarióticos
não fotossintetizantes, como as leveduras, que são usadas 
na produção comercial de várias proteínas recombinantes 
e que podem ser cultivadas em grandes fermentadores.
Considerando a estratégia metodológica descrita, qual
organela celular poderia ser utilizada para a inserção de 
transgenes em leveduras?
a) Lisossomo.
b) Mitocôndria.
c) Peroxissomo.
d) Complexo golgiense.
e) Retículo endoplasmático.
2. (Enem) Em um laboratório de genética experimental, 
observou-se que determinada bactéria continha um
gene que conferia resistência a pragas específicas de
plantas. Em vista disso, os pesquisadores procederam
de acordo com a figura.
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Adaptado de: http://ciencia.hsw.uol.com.br. 
Acesso em: 22 nov. 2013.
Do ponto de vista biotecnológico, como a planta repre-
sentada na figura é classificada?
a) Clone.
b) Híbrida.
c) Mutante.
d) Adaptada.
e) Transgênica.
Estudo orientado
Exercícios
1. (Fuvest) Uma mutação responsável por uma doença 
sanguínea foi identificada em uma família. Abaixo es-
tão representadas sequências de bases nitrogenadas, 
normal e mutante: nelas estão destacados o sítio de 
início da tradução e a base alterada.
O ácido nucleico representado acima e o número de 
aminoácidos codificados pela sequência de bases, entre 
o sítio de início da tradução e a mutação, estão correta-
mente indicados em 
a) DNA; 8.
b) DNA; 24.
c) DNA; 12.
d) RNA; 8.
e) RNA; 24.
2. (Enem) Os vegetais biossintetizam determinadas 
substâncias (por exemplo, alcaloides e flavonoides), 
cuja estrutura química e concentração variam em um 
mesmo organismo em diferentes épocas do ano e es-
tágios de desenvolvimento. Muitas dessas substâncias 
são produzidas para a adaptação do organismo às va-
riações ambientais (radiação UV, temperatura, parasitas, 
herbívoros, estímulo a polinizadores etc.) ou fisiológicas 
(crescimento, envelhecimento etc.).
A variação qualitativa e quantitativa na produção dessas 
substâncias durante um ano são possíveis porque o 
material genético do indivíduo
a) sofre constantes recombinações para adaptar-se.
b) muda ao longo do ano e em diferentes fases da vida.
c) cria novos genes para biossíntese de substâncias 
específicas.
d) altera a sequência de bases nitrogenadas para criar 
novas substâncias.
e) possui genes transcritos diferentemente de acordo 
com cada necessidade.
3. (Enem) O milho transgênico é produzido a partir da 
manipulação do milho original, com a transferência, 
para este, de um gene de interesse retirado de outro 
organismo de espécie diferente.
A característica de interesse será manifestada em de-
corrência
a) do incremento do DNA a partir da duplicação do 
gene transferido.
b) da transcrição do RNA transportador a partir do gene 
transferido.
c) da expressão de proteínas sintetizadas a partir do 
DNA não hibridizado.
d) da síntese de carboidratos a partir da ativação do 
DNA do milho original.
e) da tradução do RNA mensageiro sintetizado a partir 
do DNA recombinante.
4. (Fuvest) Louis Pasteur realizou experimentos pioneiros 
em microbiologia. Para tornar estéril um meio de cultura, 
o qual poderia estar contaminado com agentes causa-
dores de doenças, Pasteur mergulhava o recipiente que 
o continha em um banho de água aquecida à ebulição 
e à qual adicionava cloreto de sódio.
Com a adição do cloreto de sódio, a temperatura de 
ebulição da água do banho, com relação à da água 
pura, era......... O aquecimento do meio de cultura pro-
vocava...........
As lacunas podem ser preenchidas corretamente, nessa 
ordem, por
a) menor, rompimento da membrana celular das bac-
térias presentes.
b) maior, desnaturação das proteínas das bactérias 
presentes.
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c) menor, alterações no DNA dos vírus e das bactérias.
d) a mesma, desnaturação das proteínas das bactérias.
e) maior, rompimento da membrana celular dos vírus.
roda de leitura
O genoma oculto
No momento em que pensavam ter compreen-
dido quase toda a configuração do DNA, cientistas 
estão descobrindo que existem nos cromossomos 
duas extensas, porém bem escondidas, camadas de 
informação que afetam a hereditariedade, o desen-
volvimento e a saúde.
Há cerca de 20 anos, os astrônomos se convence-
ram de que as galáxias distantes moviam-se aleato-
riamente, segundo as leis da gravidade e a estrutura 
dos objetos celestiais visíveis. Aos poucos, eles foram 
obrigados a concluir que o Universo não é tão vazio 
quanto parece e que, de fato, deve ser dominado por 
algum tipo de matéria escura. Apesar de não saber em 
que consiste ou como funciona, os cientistas puderam, 
por seus efeitos, observá-la. A busca pela compreensão 
da matéria escura significou revisar velhas teorias, mas 
isso deu novo impulso à astrofísica e à cosmologia.
Uma revelação semelhante está sendo desvelada 
na genética molecular. Este ano [2003], os biólogos 
celebraram o 50o aniversário da descoberta da dupla 
hélice e o Projeto Genoma Humano anunciou sua 
conclusão do “rascunho final” do sequenciamento de 
DNA do Homo sapiens. Os cientistas tornaram-se, cla-
ramente, mestres em DNA de laboratório. Mas, quando 
comparam o DNA de parentes de espécies distantes e 
observam de perto como os cromossomos funcionam 
nas células vivas, constatam, cada vez mais, efeitos que 
as teorias atuais não podem explicar.
Pesquisadores têm divulgado novas evidências 
contradizendo as noções convencionais de que os ge-
nes, aquelas regiões do DNA que codificam proteínas, 
são a única fonte da hereditariedade e o projeto acaba-
do da vida. Tanto quanto a matéria escura influencia o 
destino de galáxias, partes escuras do genoma exercem 
controle sobre o desenvolvimento e as características 
de todos os organismos, de bactérias a humanos. O 
genoma abriga muitos outros atores além dos genes 
codificadores de proteínas.
A extensão desse genoma oculto ainda não está 
clara, mas existem pelo menos duas camadas de 
informação além dos genes tradicionalmente conhe-
cidos. Uma delas entrelaça as longas sequências não 
codificadoras do DNA que interrompem e separam 
os genes. Apesar de ter sido consideradas irrelevantes 
por não produzir proteínas, muitas dessas regiões se 
mantiveram basicamente intactas durante milhões de 
anos. Isso sugere que elas desempenham uma função 
indispensável. E, de fato, um grande número é transcri-
to em uma variedade de RNAs, que realizam um leque 
de funções muito maior do que se poderia imaginar. 
Alguns cientistas suspeitam que muito do que faz uma 
pessoa ou espécie diferir da próxima são variações nas 
joias escondidas do DNA “refugo”.
Acima e além da sequência de DNA, há uma outra 
camada muito mais maleável de informações nos 
cromossomos. Marcas “epigenéticas”, embutidas em 
uma mistura proteica e química que envolve, sustenta 
e adere ao DNA, operam por códigos ocultos e engrena-
gens misteriosas. Diferentemente dos genes, as marcas 
epigenéticas são armazenadas, apagadas e reescritas 
durante o percurso. Enquanto as mutações duram toda 
uma vida, os erros epigenéticos – envolvidos com uma 
lista crescente de defeitos de nascença, câncer e outras 
doenças – podem ser reversíveis com drogas.
Os perigos do paradigma
A elaboração de uma teoria detalhada que expli-
que como o DNA, o RNA e o mecanismo epigenético 
podem todos se ajustar num sistema autorregulador e 
sincronizado deve levar anos, talvez décadas. Mas não 
restam dúvidas de que uma nova teoria será necessária 
para substituir o paradigma que embasa a genética 
molecular desde a década de 1950.
O paradigma central, como normalmente pro-
posto, é bastante simples: o DNA produz RNA, o RNA 
produz proteína, e as proteínas fazem quase todo 
o trabalho genuíno da biologia. A informação está
armazenada nas escadas torcidas do DNA, especifica-
mente nas bases químicas (classificadas como A, T, G, 
e C), que se juntam aos pares para formar os degraus 
da escada. Um gene é simplesmente uma sequência
específica de bases de um dos lados da escada
que
expressa uma proteína.
“Quando afirmamos que um genoma humano 
contém cerca de 27 mil genes, referimo-nos a genes 
que codificam proteínas,” salienta Michel Georges, 
geneticista da Université de Liège, Bélgica. Apesar de 
esse número ainda ser uma suposição – as estimativas 
variam de 20 mil a 40 mil –, ele parece confirmar a 
ausência de uma correspondência clara entre a com-
plexidade de uma espécie e o número de genes em 
seu genoma.
Em organismos superiores, os genes “são fragmen-
tados em sequências codificadoras de proteínas, nor-
malmente separadas por extensas áreas de sequências 
não codificadoras”, explica John S. Mattick, da Univer-
sity of Queensland, Brisbane, Austrália. Na verdade, os 
segmentos codificadores de proteínas correspondem 
a menos de 2% do DNA dos cromossomos humanos. 
Cerca de 3 bilhões de pares de bases presentes em 
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praticamente cada célula encontram-se ali por outra 
razão qualquer. Ainda assim, os íntrons no interior dos 
genes e dos longos espaços do DNA intergênico foram 
imediatamente tachados de refugo evolutivo.
Conclusão precipitada
Essa conclusão foi muito precipitada. “Nós cons-
tatamos cada vez mais a existência de uma grande 
coleção de genes que, apesar de não codificar uma 
proteína, são evidentemente funcionais ao produzir 
apenas RNA”, explica Georges. O termo “gene” sempre 
foi vagamente definido, e esses que só produzem RNA 
confundem mais ainda seu significado. Claes Wah-
lestedt, do Karolinska Institute, Suécia, afirma que a 
tendência é não falarmos mais de “genes”, mas nos 
referirmos a qualquer segmento que é transcrito (para 
RNA) como uma “unidade de transcrição”.
Baseados nas análises detalhadas do genoma do 
camundongo, “estimamos que deve haver entre 70 
mil e 100 mil”, anunciou Wahlestedt, do International 
Congress of Genetics, em Melbourne. “Metade disso 
facilmente poderia ser não codificador.” Se isso for 
verdade, então, para cada sequência de DNA que 
gera uma proteína, uma outra funciona apenas por 
formas ativas de RNA – formas que não seriam proje-
tos intermediários para proteínas, mas que alteraram 
diretamente o comportamento das células.
O que é verdadeiro para o camundongo é também, 
provavelmente, para humanos e outros animais. Um 
grupo de cientistas do National Human Genome Rese-
arch Institute (NHGRI) comparou porções de genomas 
de humanos, vacas, cães, porcos, ratos e outras sete 
espécies. A análise por computador trouxe à tona 1 194 
segmentos que apresentam apenas pequenas altera-
ções em várias espécies, uma forte indicação de que as 
sequências contribuem para o bom estado evolutivo 
da espécie. Para surpresa dos pesquisadores, só 244 
segmentos se localizavam dentro da região codifica-
dora de proteína do DNA. Dois terços das sequências 
preservadas se constituíam de íntrons, e o restante 
estava disperso entre o “refugo” DNA intergênico.
“Acredito que isso irá se tornar uma história clássica 
da ortodoxia arruinando, por um quarto de século, nes-
se caso, a análise objetiva dos fatos”, comenta Mattick. 
A falha em reconhecer tudo o que isso implica, particu-
larmente quanto à possibilidade de a intervenção das 
sequências não codificadoras poder estar transmitindo 
informações paralelas na forma de moléculas de RNA, 
pode muito bem ser considerada um dos maiores erros 
na história da biologia molecular.
W. Way Gibbs, Scientific American Brasil, dez. 2003. 
(adaptado)
Atividade: Identificando pessoas pelo DNA
Nesta atividade, você aplicará os princípios da 
identificação de pessoas pelo DNA na solução de duas 
questões judiciais. Em uma delas, identificará um crimi-
noso entre três suspeitos e, em outra, descobrirá quem 
é o pai de uma criança.
A seguir, estão representados segmentos de DNA de 
cinco pessoas (P-1 a P-5). Cada uma tem dois segmentos, 
correspondentes a um par de cromossomos homólogos 
(Ca e Cb).
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es
 d
e 
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as
es
 p
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fr
ag
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en
to
P-1 P-2 P-3 P-4 P-5
José Mariano Amabis e Gilberto Rodrigues Martho, Temas de 
Biologia. São Paulo: Moderna, 1995. N0 1.
Leia as orientações e tente resolver a atividade 
proposta.
As sequências de bases dos homólogos podem ser 
ligeiramente desiguais em função da diferença entre 
os genes alelos.
 O primeiro passo para a análise do DNA é cortá-lo com 
uma enzima de restrição hipotética que, nesse exemplo, 
reconhece a sequência de dois pares de bases C – G 
adjacentes (dois C em uma cadeia e dois G na outra).
Para facilitar, essas “sequências de corte” estão desta-
cadas no DNA. Localize, nos dois segmentos de DNA de 
cada pessoa, todas as sequências de corte. Marque-as a 
lápis com um traço horizontal, de modo a separar um 
par C – G do par C – G adjacente.
O passo seguinte é organizar os fragmentos obtidos 
por ordem de tamanho. Para isso, conte o número de 
pares de bases de cada fragmento e preencha o gráfico, 
biologia B • aula 11
CURSINHO DA POLI 35
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-3
na parte inferior esquerda da figura. Cada coluna do 
gráfico simula o padrão eletroforético de uma pessoa, 
onde os fragmentos de DNA se distribuem em faixas por 
ordem de tamanho. A título de exemplo, a coluna corres-
pondente ao padrão da pessoa P-5 já está preenchida.
CA
P-1 P-2 P-3 P-4 P-5
CA CA CA
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CACB CB CB CBCB
C
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C G
C G
G CG
C
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C G
C G
C G
C G
C G
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C-G
C-G
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C G
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G-C
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C-G
C-G
C-G
C-G
C-G
C-G
C-G
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G-C
C G
C G
G-C
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G C
G C
C G
C G
G C
G-C G-C
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C-G
C-G
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C G
C G
C G
C G
C G
C G
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A seguir, responda às questões.
Quem é o criminoso?
Restos de pele encontrados sob as unhas de uma 
pessoa assassinada foram submetidos ao teste de DNA, 
revelando o padrão eletroforético P-5. Três pessoas, P-1, 
P-2 e P-3, suspeitas do crime, também foram submetidas 
ao teste de DNA. Qual é a provável culpada?
Quem é o pai da criança?
Dois homens, P-1 e P-2, disputam a paternidade de 
uma criança, P-4, filha da mulher P-3. Com base no teste 
de DNA dos quatro implicados, quem é o provável pai 
da criança?
pesquisar e ler
Vimos nestas aulas os conhecimentos mais recen-
tes sobre a estrutura e a função dos genes. O trabalho 
ordenado dessas informações promoveu as chamadas 
técnicas de manipulação e transferência de genes entre 
alguns organismos, mas é preciso refletir e discutir os 
aspectos inerentes à vida, à saúde e à morte dos seres 
humanos. É o que propõem Marco Segre e Cláudio 
Cohen no livro Bioética (São Paulo: Edusp, 2001), que 
pontua, como gostam de dizer os autores, a ética do ser 
contrastando com a moral do dever ser. Os pesquisa-
dores também destacam a importância de se criar uma 
bioética fincada no desenvolvimento da personalidade, 
passando, antes de tudo, pela autonomia do indivíduo, 
que ajustará, consequentemente, suas necessidades às 
de seus parceiros na sociedade em que vive.
navegar
Se você tem acesso à internet, visite o site 
www.odnavaiaescola.com/pghfilme.html. Os assuntos 
estudados neste caderno sobre o DNA e suas proprie-
dades (duplicação, replicação e tradução) são tratados 
numa animação que se projeta em três dimensões. Use 
esse recurso como ferramenta auxiliar na apreensão das 
bases teóricas desse conhecimento e na resolução dos 
exercícios – e, é claro, divirta-se.
ágora
Francis-Collins, diretor do Projeto Genoma Hu-
mano, prevê que em 20 anos homem interferirá no 
patrimônio genético.
Folha de S. Paulo, 9 fev. 2001.
Estudo do DNA reacende falsa esperança de que 
os genes expliquem essência da natureza humana.
Folha de S. Paulo, 25 fev. 2001.
A receita do humano está em seus genes?
36 CURSINHO DA POLI
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gabarito
aula 8
1. a
2. e
3. b
aula 9
1. a
2. a
3. a
aula 10
1. c
2. d
aula 11 
1. d
2. e
3. e
4. b
orientação didática
CURSINHO DA POLI ORIENTAÇÃO DIDÁTICA • 1
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Apresentação geral
Caro(a) professor(a),
O ensino de Biologia nos últimos tempos tem se 
preocupado com um aprendizado mais dinâmico, rela-
cionando o cotidiano, a história das ciências, as outras 
disciplinas e a realidade socioeconômica e cultural. 
As novas propostas e iniciativas (incluídas técnicas e 
tecnologias) e o entendimento dos sistemas ecológicos 
e biológicos do nosso planeta e do cosmos opõem-se à 
memorização e à excessiva carga de conceitos sem o 
devido entrelaçamento.
Um convite à participação
O Cursinho da Poli e a equipe de Biologia têm procura-
do ações que traduzam uma prática com o compromisso 
não só de preparar para os exames vestibulares, mas para 
o desenvolvimento da consciência, das competências,
das habilidades, enfim, do que se espera de um cidadão 
autônomo e responsável pela construção de uma socie-
dade mais justa. Não esgotamos todas as possibilidades 
nos cadernos, ao contrário, esperamos suas valiosas
sugestões para, juntos, compormos um material que
atenda às necessidades de todos nós. Mas esteja certo de 
que foram feitos com muito amor, e esperamos que eles 
não sejam o ponto de chegada, mas de partida.
A ideia central dos cadernos de Biologia
Uma das preocupações na concepção dos cadernos 
de Biologia é oferecer oportunidades para os alunos 
estudarem com base no domínio de alguns elemen-
tos conceituais que ampliem os caminhos do debate, 
da reflexão e das alternativas na busca de soluções. 
Pensamos nos alunos trilhando algo semelhante a 
uma espiral de conceitos / conhecimentos – de base 
pequena e ápice bem largo. Assim, os tópicos vão sendo 
desenvolvidos em ordem gradativa e crescente; às vezes 
se repetem, mas aumentam sua dificuldade e sua com-
plexidade. Em alguns momentos, é necessário transpor 
obstáculos (exercícios, testes, simulados etc.). A parte 
avaliativa do processo é muito importante. Nós tam-
bém temos que informar nossos alunos sobre o caráter 
pedagógico do erro. Nós, assim como eles, sempre po-
demos tirar coisas positivas dos desacertos...
A dinâmica das aulas
Nos cadernos de Biologia, em cada aula são encon-
tradas atividades que levam os alunos à reflexão. São 
perguntas que não têm resposta única, mas que induzem 
a uma parada momentânea: é o elemento-surpresa 
da aula, que tenta resgatar as experiências vividas, os 
conceitos / conteúdos apreendidos até ali e introduzir 
ou fechar um assunto.
Outro aspecto do material é a inserção de boxes para 
preenchimento. Essa estratégia visa a tirar os alunos da 
passividade e colocá-los em exercício mental-motor; 
também contribui para a fixação da matéria, já que 
exige um tempo para se processarem e acomodarem as 
informações.
Acreditamos que um bom processo de ensino-aprendi-
zagem deve mostrar um fato em diferentes perspectivas. 
Pensando nisso, acrescentamos atividades como textos 
complementares, indicações de filmes em vídeo e dvd, 
passeios educativos etc.
Para finalizar
Finalmente, o Cursinho da Poli e a equipe de Biologia 
colocam-se à inteira disposição do amigo professor e 
de seus alunos para a troca de experiências que decerto 
podem ser agregadas ao material.
Um abraço,
Futema
Bibliografia de apoio
ABRAMOVICH, Fanny. Quem educa quem?. 9. ed. São 
Paulo: Summus, 1985.
AMERICAN INSTITUTE OF BIOLOGICAL SCIENCES. 
Biological Sciences Curriculum Study. Biologia das 
Moléculas ao Homem (texto organizado pelo BSCS, 
adaptado pela equipe da Funbec, com a colabora-
ção dos Centros de Treinamento de Professores de 
Ciências – Versões Verde, Azul e Amarela.). São Paulo: 
Edart-Funbec, 1974.
BARBIERI, Edison. Biodiversidade: capitalismo verde ou 
ecologia social?. São Paulo: Cidade Nova, 1998.
SECRETARIA DE EDUCAÇÃO. Parâmetros Curriculares 
Nacionais. Secretaria de Educação – Brasília: MEC/
SEF, 1997.
CAPRA, Fritjof. A teia da vida: uma nova compreensão 
científica dos sistemas vivos. São Paulo: Cultrix-Amaná 
Key, 1996.
CHARLES, C. M. Piaget ao alcance dos professores; trad. 
Ingeborg Strake. Rio de Janeiro: Ao Livro Técnico, 
1975.
DAMPIER, Sir William Cecil (1867 – 1952) História da 
Ciência; trad. de José Reis. 2. ed. São Paulo: Ibrasa, 1986.
DELIZOICOV, Demétrio, José André Peres Angotti. Meto-
dologia do Ensino de Ciências, 2. ed. São Paulo: Cortez, 
1992 (Coleção Magistério 2o Grau. Série Formação 
do Professor).
caderno 3 biologia B
biologia B • extensivo 1
2 • ORIENTAÇÃO DIDÁTICA CURSINHO DA POLI
2
2
2
-3
GIROUX, Henry A. Os professores como intelectuais – rumo 
a uma pedagogia crítica da aprendizagem. Porto Ale-
gre: Artmed, 1997.
GROSSI, Esther. A coragem de mudar em educação. Rio de 
Janeiro: Vozes, 2000.
KHUN, Thomas S. A estrutura das revoluções científicas. 
São Paulo: Perspectiva, 1975.
KRASILCHIK, Myriam. Prática de Ensino de Biologia. São 
Paulo: Harbra, 1986.
RATHS, L. E.; JONAS, A.; ROTHSTEIN, A. M.; WASSERMANN, 
S.. Ensinar a Pensar. 2. ed. São Paulo: EPU, 1977.
Revistas indicadas
Ciência Hoje
Ciência Hoje das Crianças
Caminhos da Terra
Journal of Biological Education (inf. Clare Chattham / Institute 
of Biology, 20-22 Queensberry Place, London SW7 2DZ, UK)
National Geographic Brasil – Editora Abril
Scientific American Brasil – Editora Duetto
Sites
Arte e Ciência: www.nationalgeographicbr.com.br
Biologia USP: http://www.ib.usp.br
Ciência: www.sciam.br
Ciência Hoje: http://www.ciencia.org.br
Ed. Moderna: http://www.moderna.com.br
Educar: http://www.projetoeducar.com.br
Nature: http://www.nature.com
Science Online: http://www.sciencemag.org
Sites de Ciências: http://www.quasar.com.br/ibr/ 
cienciascanaveral lab/6969/bemvindo.html
USP: http://www.usp.br
aula 8 
A energia que mantém e sustenta os seres 
vivos
O assunto carboidratos tratado em aulas anteriores 
abriu a perspectiva de trabalhar os processos biológi-
cos da fotossíntese e da respiração celular. Nessa aula, 
vamos discutir a fotossíntese como importante fenô-
meno que modificou a atmosfera da Terra, alterando 
os rumos da evolução biológica com o surgimento 
dos organismos aeróbios. Num primeiro momento, é 
melhor evitar a trama das complexas reações químicas, 
que gera ansiedade e afugenta os alunos. Partimos da 
equação química – já conhecida dos estudantes; depois, 
desenhamos no quadro a folha para mostrar que é o 
órgão-sede do processo e explorar, então, a célula e 
o cloroplasto, em corte, dando evidência às lamelas e
ao estroma. Vale uma síntese das etapas fotoquímica
e química, alertando os alunos para os termos "fase de
claro e fase de escuro" utilizados em alguns exames. A
resolução comentada das tarefas é imprescindível para
a construção do conhecimento e da autonomia.
 Convém explorar o entendimento do ATP como a moe-
da energética utilizada pelos seres vivos, conforme proposto, 
o que ajudará quando tratarmos da respiração celular. 
Construído o conhecimento do processo da fotos-
síntese, podemos avançar na discussão tomando como 
base o eixo evolutivo, isto é, trabalhando a fotossíntese 
bacteriana e a quimiossíntese, fenômenos que também 
promovem a síntese de carboidratos, mas usam recursos 
diferentes do ambiente, comparados aos vegetais.
gabarito
1. e
2. b
aula 9 
O processo da respiração celular produz 
ATP
Começamos o estudo da respiração celular a partir 
da equação química; desenvolvemos o assunto no 
plano microscópico – representando a mitocôndria, e 
no plano molecular, destacando as fases da glicólise, o 
ciclo de Krebs e a cadeia transportadora de elétrons. 
Muitos alunos têm dificuldade de compreender essas 
passagens; se for o caso, retome-as, mas cuidado com 
o excesso de profundidade; lembre que no programa
da Fuvest não são pedidos detalhes dos processos. O
entendimento deve ser mais panorâmico, enfatizando
que a glicose é moída em etapas das quais se retira a
energia que forma o ATP. 
Usando a equação química transcrita no quadro, 
chame a atenção para a participação do gás oxigênio 
no processo da respiração celular (como o aceptor 
final dos íons de hidrogênio) e a consequente formação 
da água.
Compare a respiração com outros processos ener-
géticos como a fermentação e a respiração anaeróbica, 
conforme o texto da aula.
A relação entre os fenômenos da fotossíntese e da 
respiração, trabalhados a partir da análise de gráficos, 
é a oportunidade para avançar no entendimento das 
importantes reações químicas que mantêm os seres 
vivos e de seus desdobramentos.
biologia B • extensivo 1
CURSINHO DA POLI ORIENTAÇÃO DIDÁTICA • 3
2
2
2
-3
gabarito
1. d
2. b
aula 10 
Como se armazena e 
processa a informação hereditária 
Nessas aulas, trabalhamos a natureza química do 
material genético, o ácido nucleico do tipo desoxirri-
bonucleico, o DNA (ou ADN). Antes, retomamos o que 
foi estudado nas aulas anteriores sobre a estrutura do 
núcleo eucariótico, os filamentos de cromatina e dos 
cromossomos, integrando os assuntos.
Logo de início, apresenta-se um gráfico da quanti-
dade do DNA nos diferentes grupos de organismos. Ele 
ajuda os alunos a refletirem sobre a base química do 
longo processo evolutivo. Soma-se, assim, aos tópicos 
estudados na Bio A, que trata mais especificamente da 
classificação, das estruturas anatômicas e fisiológicas 
dos seres vivos. 
Trabalhe o conhecimento das funções do DNA – a 
replicação e a transcrição (a tradução será vista nas 
duas aulas seguintes) – pelo comentário à resolução dos 
exercícios de sala de aula. Com paciência, dê aos estu-
dantes o tempo necessário para o domínio do assunto, 
estimulando a autoestima e a confiança.
No plano da história da Ciência, apresenta-se um 
texto sobre a descoberta do material hereditário por F. 
Griffith pesquisando bactérias. O texto mais o conteúdo 
das aulas permitem pensar a evolução biotecnológica 
para compreender melhor os transgênicos, tratados no 
final. Para completar o debate, vale indicar a roda de 
leitura, sobre o Projeto Genoma Humano.
gabarito
1. d
2. a
aula 11 
O mecanismo da síntese de proteínas: o 
código genético em ação
Ficaram para estas aulas a ação do DNA na tradução 
das proteínas e o código genético envolvido. Em aulas 
anteriores, foram estudadas as estruturas membranosas 
do citoplasma na construção e no armazenamento das 
proteínas: ribossomos, retículo endoplasmático, Golgi. 
Vamos ver agora como as proteínas são montadas, 
traduzindo-se numa linguagem, isto é, de nucleotídeos 
passam a aminoácidos, sob o comando do DNA.
Comece as aulas com problematizações: ajuda na 
contextualização – por exemplo, se uma célula, após a 
fertilização, dá origem a bilhões delas na formação de 
um novo ser humano, por que as células musculares 
não conduzem o impulso elétrico nervoso ou produzem 
pelos? Partindo desse ponto de vista, podemos trabalhar 
o entendimento biomolecular e a dinâmica metabólica, 
mas sem preocupação com os detalhes, que podem ser 
encontrados no texto de aula.
gabarito
1. d
2. e
biologia B
aula 12
CURSINHO DA POLI 1
2
2
2
-4
00
16
Seguir o processo das células se dividindo é testemu-
nhar um dos mais dramáticos fenômenos biológicos.
Carl P. Swanson, A célula, 1972.
Os seres vivos crescem produzindo novas células por um 
período de tempo. Por exemplo, uma árvore pode ter seu 
tempo de crescimento a cada primavera, com as células se 
dividindo nas extremidades dos galhos e das raízes e abaixo 
da casca. Esse processo leva à expansão em comprimento 
e contribui para o aumento da circunferência do vegetal.
C
o
re
l S
to
ck
 P
h
o
to
 
O crescimento dos seres vivos resulta do aumento do número 
de células e da construção da matéria viva, as proteínas.
Num mamífero, podemos encontrar atividade per-
manente de divisão celular na pele e nas regiões dos 
ossos. Já as células nervosas têm pouca ou nenhuma 
capacidade de divisão – quando se perdem, não podem 
ser substituídas; embora possam ser experimentalmen-
te induzidas à divisão, segundo especialistas.
Qual das células, A ou B, está crescendo pelo aumen-
to do número? Que mecanismos possibilitam a divisão 
das células? As informações hereditárias contidas nas 
células-filhas são idênticas às da célula que as gerou?
A
B
cé
lu
la
s
Quadro esquemático do crescimento celular. Em A, o cresci-
mento é promovido pelo aumento do número das células; em 
B, o crescimento da célula é devido ao aumento do tamanho.
A continuidade da vida através da divisão da célula
Quantas células, aproximadamente, você acha que o 
corpo humano tem?
a) 10
b) 105 (100 mil)
c) 108 (100 milhões)
d) 1014 (100 trilhões)
Se arriscou um palpite na alternativa d 
(100 000 000 000 000 células), acertou.
Os seres vivos de células eucarióticas compartilham 
basicamente do mesmo processo de divisão celular que 
permite a continuidade da vida.
É comum, ainda, entendermos a divisão celular num 
sentido mais restrito, identificando-a apenas com a mito-
se. Mas convém dar ênfase aos processos de divisão da 
célula que integram um ciclo: a duplicação (intérfase) e 
a distribuição (mitose) do conteúdo nuclear, e a divisão 
do citoplasma (citocinese).
Os principais eventos da divisão da célula se passam 
no núcleo. Assim, a mitose é um conjunto de passos no 
qual uma célula produz duas células-filhas, assegurando 
a exata reprodução da quantidade e da qualidade da 
informação hereditária contida no núcleo.
A união dos gametas dá início à formação de um novo organis-
mo, após as sucessivas divisões celulares.
realizada em Saturno. Este novo 
milênio começa com a expectativa de que, ainda nas 
primeiras décadas, serão detectados planetas extras-
solares semelhantes à Terra.
Fora do Brasil, as pesquisas exobiológicas vêm 
tomando corpo nos últimos anos, em laboratórios 
dedicados ao tema. Já há um curso de pós-graduação 
nessa área oferecido pela Universidade de Washing-
ton, em Seatle. Explorando a interdisciplinaridade da 
exobiologia, programas de ensino básico vêm sendo 
implantados e desenvolvidos. Aqui no Brasil, porém, 
esse assunto está ausente nos programas de pes-
quisa e pós-graduação em astronomia. As possíveis 
razões desse estado de coisas foram objeto de uma 
comunicação feita no ano passado, num encontro 
SETI realizado no Museu de Astronomia e Ciências 
Afins, no Rio de Janeiro. A comunicação intitulada 
“A strategy for SETI in Brasil” pode ser encontrada em 
HTTP://www.toucan.iwarp.com/meeting.htm. A es-
quiva ou a aversão ao tema é certamente catalisada 
pela reputação justificadamente depreciativa de um 
certo tipo de ufologia. Mas a interdisciplinaridade da 
exobiologia também desafia a atual tendência espe-
cializante e compartimentada da atividade acadêmica 
nas nossas universidades.
[...]
Oscar Toshiaki Matsuura. Vida Extraterrestre, capítulo 13. In: 
O que é vida? Para entender a biologia do século XXI. Rio de 
Janeiro: Relume Dumará, 2000, p. 273.
Mauro J. Cavalcanti. http://toucan.iwarp.com 
pesquisar e ler
A evolução da vida, de Catherine Jarman, faz um 
panorama geral da diversidade e da evolução da vida, 
numa sequência didática: primeiro, as células; depois, 
os animais invertebrados, os vertebrados e, no final, os 
vegetais. Aborda algumas teorias antigas, pontuando 
o processo histórico do pensamento da evolução. 
De muito proveito para o nosso curso é a relação que
se estabelece com a citologia (o estudo da célula) e a
genética (estudo da herança biológica). O livro tem ape-
nas 155 páginas e muitas ilustrações coloridas. O formato 
pocket book (livro de bolso) facilita seu manuseio: você
pode levá-lo a um piquenique, sem sobrecarregar a
mochila. (São Paulo: Melhoramentos / Edusp, 1974. Série 
Prisma - o conhecimento em cores.)
Nestas aulas, trabalhamos temas importantes da diver-
sidade biológica na perspectiva da evolução, mas não foi 
possível aprofundar questões ambientais ou ecológicas. O 
livro Nosso planeta está morrendo – a extinção das espécies, 
de Jon Erickson, proporciona um melhor entendimento 
da importância da conservação dos ambientes naturais 
para a preservação das espécies. Além disso, contribui para 
abrir e fomentar a discussão referente às primeiras aulas de 
biologia A. São quase 250 páginas, com algumas fotografias 
e ilustrações esquemáticas que ajudam na interpretação 
do texto. No final, há um glossário e uma lista de leituras 
complementares. (São Paulo: McGraw-Hill, 1992.)
navegar
www.biota.org.br
Disponibiliza o programa de pesquisas em carac-
terização, conservação e uso sustentável da biodivesi-
dade, com ênfase no estado de São Paulo. O resultado 
é a articulação da comunidade científica em torno das 
premissas da convenção sobre a diversidade biológica, 
assinada durante a Eco-92.
biologia B • aula 1
8 CURSINHO DA POLI
2
2
2
-1
www.museuvirtual.unb.br
O Museu Virtual de Ciências e Tecnologia da Univer-
sidade de Brasília promove o acesso democratizado das 
culturas artística, científica e tecnológica, despertando 
o interesse pelo conhecimento.
ágora
Optamos por explorar a investigação espacial na 
Roda de leitura não só para conhecer a capacidade de 
sofisticação do saber científico e tecnológico acumulado, 
mas também pela possibilidade de encontrar manifes-
tações da vida ainda não conhecidas pela humanidade. 
Esse ramo de pesquisa denominado exobiologia vem 
crescendo muito nos países desenvolvidos. Uma das 
questões que se coloca é: estamos sós no Universo?
A resposta é que não sabemos e, provavelmente, 
nunca saberemos.
Paul Amos Moody. Introdução à Evolução. Tradução 
Silvia Lobato Paraense Walty. Rio de Janeiro: 
Livros Técnicos e Científicos; Brasília: Editora 
da Universidade de Brasília, 1975.
A descoberta de liquens em minúsculos poros da 
parte inferior de rochas da Antártida levou a conjec-
turas de que idênticas formas de vida poderiam ser 
encontradas em Marte. As coletas de amostra de solo 
realizadas pelas sondas Viking no final da década de 
1970 indicaram que o planeta já pode ter abrigado 
organismos vivos.
Jon Erickson. Nosso planeta está morrendo – a extinção das 
espécies, a biodiversidade. Trad. José Carlos Barbosa dos 
Santos. São Paulo: Mokron, McGraw-Hill, 1992.
A ausência de sinais de civilizações extraterrestres 
não prova que elas não estejam lá, que não tenham 
estado ou que não venham a estar um dia, mas é 
profundamente incômoda, como as sereias de [Franz] 
Kafka, que “têm uma arma ainda mais fatal que seu 
canto, que é seu silêncio.”
Eduardo Dornelles Barcelos e Jorge Alberto Quillfeldt. 
Revista Scientific American (edição Brasil), dez. 2003.
senha
Todos os seres vivos têm demandas comuns cuja 
satisfação é necessária à sobrevivência e à continuida-
de da espécie. Podemos identificar sistemas funcionais 
gerais que garantem aos mais diferentes organismos a 
aquisição desses recursos?
CURSINHO DA POLI 9
2
2
2
-1
2
2
2
-1
aula 2
A célula como componente do corpo não é só 
uma unidade visivelmente demarcada, mas 
uma unidade de vida centrada em si mesma. 
Dirige sua própria vida [...] A célula é uma 
unidade de vida, e nossa vida, que por sua vez 
é uma vida unitária, consiste totalmente de 
vidas celulares.
Erwin Schrödinger. O que é vida? Aspecto físico da 
célula viva. Seguido de mente e matéria e fragmentos 
autobiográficos. São Paulo: Unesp, 1997.
Com exceção dos vírus, todos os seres vivos são 
constituídos por unidades básicas chamadas células.
Nos organismos multicelulares, as células arranjam-
se hierarquicamente para formar os tecidos. Por exem-
plo, os meristemas de crescimento, nos vegetais, e os 
ossos, nos animais. Os tecidos, por sua vez, reúnem-se 
para formar órgãos como a raiz, num vegetal, ou o esque-
leto, num animal. Os órgãos, trabalhando em conjunto, 
formam os sistemas ou aparelhos do corpo (sistemas de 
transporte da seiva bruta e elaborada, no vegetal, ou o 
sistema locomotor e muscular, no animal). Todos juntos 
compõem o ser vivo. A responsabilidade funcional das 
células diz respeito à fotossíntese, à respiração, à excre-
ção, à reprodução etc.
Para conhecer os mecanismos que sustentam e man-
têm a vida dos seres vivos, é necessário compreender a 
unidade que os compõe e seu ambiente. Por isso, neste 
caderno e nos demais, estudaremos a célula.
Os padrões celulares
Com o aprimoramento das técnicas microscópicas, 
identificaram-se padrões na organização estrutural 
das células. Elas foram separadas em procarióticas 
(do grego pro = primeiro, primitivo e carion = núcleo) 
e eucarióticas (do grego eu = verdadeiro e carion = 
núcleo).
O principal critério para distinguir células procarió-
ticas de eucarióticas é a presença ou a ausência de uma 
película que envolve o material genético, a membrana 
nuclear ou carioteca (do grego teca = que guarda ou 
protege).
Ainda não é hora de estudar com profundidade a 
estrutura e o funcionamento celular. Por enquanto, 
vamos comparar células procarióticas e eucarióticas 
para aprender a reconhecê-las e, aos poucos, nos iremos 
familiarizando com alguns conceitos.
Todas as células têm características comuns. Por 
exemplo, precisam obter alimento, produzir energia e 
construir proteínas, substâncias essenciais à vida. Além 
disso, devem coordenar todas essas atividades.
Para qualquer padrão celular, as estruturas mínimas 
são:
1. membrana plasmática: o envoltório limitante da
célula; regula as trocas de substâncias entre o meio
interno e o externo.
2. hialoplasma ou citoplasma: o interior celular, for-
mado por uma solução (mistura) de substâncias, por 
exemplo, água, sais minerais,
Mesmo após cessar o 
crescimento do organismo, diversos tipos de célula continuam a 
se dividir, substituindo as que morrem. A diversificação das células 
originando tecidos é conhecida como diferenciação celular.
biologia B • aula 12
2 CURSINHO DA POLI
2
2
2
-4
No nível molecular, a duplicação do DNA correspon-
de à reprodução da quantidade e da qualidade da infor-
mação genética; já a distribuição requer modificações 
morfológicas nos fios cromatínicos que, como vimos, se 
transformam nos cromossomos.
membrana 
plasmática carioteca
cromatina 
cromossomos
duplicados
separação dos braços
dos cromossomos
(cromátides)
divisão
citoplasmática
células-filhas
célula-mãe
citoplasma
esquema básico da mitose
Quadro apresentando o resumo da divisão da célula e o 
processo da distribuição da carga cromossômica às células-
-filhas. Observe que, após a duplicação dos cromossomos, as 
cromátides se separam, dirigindo-se para lados opostos.
O evento da síntese do DNA: a intérfase
A intérfase é o evento do processo que antecede a 
repartição do material genético entre as células-filhas.
Esse evento muito importante caracteriza-se pela du-
plicação do conteúdo nuclear, isto é, os fios cromatínicos 
tornam-se duplos. Por meio de estudos citoquímicos e 
de microscopia avançada, os pesquisadores puderam 
identificar na intérfase os seguintes períodos: 
• período G1 (G de gap, em inglês, intervalo): conhecido
como pós-mitótico e pré-sintético de DNA;
• período S (S de síntese): período de intensa atividade
celular no qual é sintetizado o DNA (duplicação);
• período G2: conhecido como pós-sintético e pré- 
-mitótico.
Experimentos demonstraram que na intérfase as ati-
vidades metabólicas da célula diminuem, especialmente 
a transcrição (síntese de RNA) e a produção proteica.
O evento da distribuição do conteúdo nu-
clear: a mitose
A mitose é o evento do processo em que acontece a 
distribuição do material nuclear às células-filhas.
Com fins de análise e também didáticos, a mitose 
é subdividida em fases, mas é natural que o processo 
seja contínuo.
Fases da mitose e suas principais ocorrências 
em célula animal
(acompanhe as ilustrações durante a leitura):
prófase (pro = primeiramente; fasis = aparição, em 
grego): esquemas 1, 2 e 3 – os fios cromatínicos estão dupli-
cados e em atividade de condensamento por espiralização. 
Observa-se o desaparecimento do nucléolo e da carioteca. 
Nessa fase, acontecem a duplicação e o afastamento dos 
pares de centríolos que, acredita-se, fazem aparecer as 
fibras do áster e do fuso acromático. (Nos vegetais, forma-
-se o fuso mas não se observam os centríolos).
biologia B • aula 12
CURSINHO DA POLI 3
2
2
2
-4
metáfase (meta = mais adiante, em grego): esque-
mas 4 e 5 – os cromossomos (duplicados), bem visíveis 
nesse momento, atingem o máximo condensamento; 
encontram-se presos às fibras do fuso pelo centrômero 
no plano equatorial da célula.
anáfase: esquema 6 – com a duplicação dos cen-
trômeros, os braços dos cromossomos – as cromátides 
– começam a deslizar pelas fibras do fuso, dirigindo-se
aos polos opostos da célula.
telófase (telos = fim, em grego): esquemas 7 e 8 – 
cada conjunto cromossômico chega a um polo. As fibras 
do fuso tornam-se muito curtas e desaparecem, assim 
como as fibras do áster. Sabe-se que nesse momento 
os cromossomos iniciam um processo de desespirali-
zação e, ao final dessa fase, não são mais visíveis. Outro 
fenômeno é a reconstituição da carioteca e do nucléolo. 
A célula começa a se dividir com uma progressiva inva-
ginação da membrana plasmática, que estrangulará o 
citoplasma, acabando por clivá-la – é a citocinese. 
célula com
2 cromossomos
célula com
2 cromossomos
célula (tipo)
revestimento do intestino de rato
raiz vegetal
ósseas (precursoras)
mitose
1
2 a 6
3
G1
9
5 a 15
25
S
7
10 a 30
8
G2
1 a 5
3 a 9
3
Fonte: L. C. U. Junqueira & J. Carneiro. Biologia Celular e Molecular. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1983.
Duração, em horas, da mitose e dos períodos da intérfase
O evento da divisão do citoplasma: 
a citocinese
A citocinese é a fase da divisão do citoplasma que já 
foi parcialmente abordada na telófase da mitose: na célula 
animal, forma-se uma dobra ou invaginação da membrana 
plasmática chamada sulco de divisão. Ao final dessa fase, 
todos os componentes citoplasmáticos são distribuídos 
para as células-filhas em partes aproximadamente iguais.
A citocinese das células vegetais difere da citocinese 
das células animais porque suas paredes são bastante 
rígidas. Nesse caso, surge uma placa celular formada pela 
fusão do aparelho de Golgi que, posteriormente, dará 
origem a uma nova parede e clivará o citoplasma em dois.
A citocinese das células vegetais difere da citocinese das células 
animais. O aparelho de Golgi deposita compostos químicos 
denominados pectatos (1 e 2), que iniciam a formação de uma 
parede (2 e 3). Esta dividirá a célula em duas.
biologia B • aula 12
4 CURSINHO DA POLI
2
2
2
-4
Para diferenciar citocinese em vegetais e animais, 
costuma-se dizer que nas células animais ocorre um 
“estrangulamento”, dividindo-as em duas, de fora para 
dentro (divisão centrípeta). Em vegetais, a divisão do 
citoplasma se dá de dentro para fora (divisão centrífuga).
Análise comparativa: quantidade de DNA versus 
aspecto do cromossomo no processo da divisão 
celular
prófase e metáfase
anáfase e telófase
tempo
intérfase mitose intérfase
te
o
r 
d
e 
D
N
A
4n
2n
G1 G1
G2
S
1)
Gráfico do processo mitótico
2)
Diagrama do aspecto morfológico da cromatina no
processo mitótico
O núcleo eucariótico em divisão:
1) Gráfico evidenciando a quantidade de DNA. Inicialmente, no
núcleo interfásico, a fase G
1
 corresponde ao estoque diploide de cro-
mossomos, um valor arbitrário atribuído de x; na fase S, de síntese, a 
quantidade de DNA dobra, então passa a ser de 2x; na G
2 
, o estoque
de cromossomos está duplicado. Subsequentemente, ocorre a par-
tição dos cromossomos, é a mitose; as células-filhas contêm núcleos 
com o valor do estoque diploide, isto é, cada célula contêm x de DNA. 
2) Diagrama mostrando os aspectos morfológicos do ciclo de
espiralização de um fio de cromatina (x de DNA). Na prófase, o 
cromossomo é formado por duas cromátides unidas ainda pelo 
centrômero (2x de DNA). Na metáfase, o cromossomo está dupli-
cado e muito espiralizado. Na anáfase, o centrômero divide-se e 
as cromátides (ou cromossomos-filhos) separam-se e dirigem-se 
aos polos opostos. Na telófase, os cromossomos desespiralizam-
-se (valor de x do DNA, novamente).
Obtenção de cultura de células: a clonagem
A biotecnologia trabalha com materiais e métodos 
envolvidos na manipulação das informações genéticas 
ou hereditárias dos seres vivos gerando os chamados 
transgênicos e alimentando a possibilidade de aumentar 
a longevidade dos seres humanos. 
Sejam quais forem os objetivos da biotecnologia, é 
necessário antes de tudo multiplicar o número de célu-
las, quer dizer, induzi-las ao processo de divisão celular. 
Os primeiros experimentos datam dos anos 1950, e 
foram feitos com vegetais. O interesse na nutrição das 
plantas levou ao conhecimento de substâncias simples, 
mas essenciais a seu crescimento e desenvolvimento. 
Células indiferenciadas foram, então, isoladas e culti-
vadas em ambientes propícios (água, sais minerais e 
hormônios) até a obtenção de células diferenciadas 
capazes de formar os vários tecidos vegetais e chegar até 
plântulas inteiras! Submetidas à luz solar, eram plantadas 
em grandes áreas de terra.
Após uma década e meia de domínio da clonagem 
vegetal, e estimuladas pelos resultados, as pesquisas 
concentraram-se na possibilidade da clonagem animal. 
O fato mais espetacular ocorreu em 1996, com o anúncio 
da ovelha Dolly. Cientistas escoceses, coordenados por 
Ian Wilmut, transferiram o núcleo de uma célula diferen-
ciada da glândula mamária de uma ovelha adulta para o 
zigoto (ou ovo) de outra ovelha. O ovo, implantado no 
útero de uma
terceira ovelha usada no experimento, 
após as sucessivas divisões mitóticas, deu origem a um 
animal que apresentava a mesma carga genética – ge-
noma – do núcleo doador.
Nos dias de hoje, as discussões e os debates assu-
mem inúmeras dimensões, porque perpassam todos 
os segmentos da sociedade, diante da possibilidade de 
clonar os seres humanos, transferindo o núcleo adulto 
para ovos.
Fatores que inibem o ciclo celular
Como vimos, o ciclo celular envolve dois processos 
principais: a duplicação do DNA, na intérfase, e a repar-
tição dos cromossomos entre as duas células-filhas, na 
mitose. Assim, alguns fatores físicos e químicos podem 
atuar num ou noutro desses fenômenos, impedindo o 
desenrolar normal do ciclo celular.
Dentre os fatores físicos, o que merece atenção no 
momento, porque faz parte da nossa vida cotidiana, são 
os raios-X. Dependendo da intensidade e da duração 
dessa radiação, ela atinge os tecidos e rompe drastica-
mente as ligações moleculares do DNA, cessando sua 
duplicação. 
Algumas substâncias químicas atuam nas proteínas 
formadoras do fuso acromático, impossibilitando a 
biologia B • aula 12
CURSINHO DA POLI 5
2
2
2
-4
orientação e a migração dos cromossomos. Por exem-
plo, a vimblastina, a iperita (ou gás mostarda, usado em 
combates) e a mais conhecida, a colchicina. Todas elas 
despolimerizam as proteínas do fuso.
O uso controlado dos agentes físicos e químicos 
que inibem o ciclo celular integra os tratamentos dos 
tumores malignos, conhecidos como radioterapia e 
quimioterapia. Mas, infelizmente, a radiação e as drogas 
chegam às células sadias, por isso ocorrem queda dos 
cabelos, problemas estomacais e de pele.
O significado da mitose
A mitose é parte de um processo de crescimento 
organizado e de sobrevivência dos seres vivos. A divisão 
da célula por mitose permite a entrada de novas subs-
tâncias e evita o envelhecimento.
exercícios
1. (Fuvest-SP) Na figura a seguir está representado o ci-
clo celular. Na fase S ocorre a síntese do DNA, na fase M 
ocorre a mitose, e dela resultam novas células, indicadas 
no esquema pelas letras C. Considerando que, em G1,
existe um par de alelos Bb, quantos representantes de
cada alelo existirão ao final de S e de G2 e em cada C?
a) 4, 4 e 4.
b) 4, 4 e 2.
c) 4, 2 e 1.
d) 2, 2 e 2.
e) 2, 2 e 1.
2. (Fuvest-SP) Analise os eventos mitóticos relacionados 
abaixo.
I. Desaparecimento da membrana nuclear.
II. Divisão dos centrômeros.
III. Migração dos cromossomos para os polos do fuso.
IV. Posicionamento dos cromossomos na região me-
diana dos fusos.
Qual das alternativas indica corretamente sua ordem 
temporal?
a) IV – I - II – III.
b) I – IV – III – II.
c) I – II – IV – III.
d) I – IV – II – III.
e) IV – I – III – II.
Estudo orientado
exercícios
1. (Enem) Na década de 1990, células do cordão umbilical 
de recém-nascidos humanos começaram a ser guar-
dadas por criopreservação, uma vez que apresentam
alto potencial terapêutico em consequência de suas
características peculiares.
O poder terapêutico dessas células baseia-se em sua
capacidade de
a) multiplicação lenta.
b) comunicação entre células.
c) adesão a diferentes tecidos.
d) diferenciação em células especializadas.
e) reconhecimento de células semelhantes.
2. (Fuvest-SP) A sequência de fotografias abaixo mostra 
uma célula em intérfase e outras em etapas da mitose,
até a formação de novas células.
Disponível em: http://coofarm.fmns.rug.nl/celbiologie/gal-
lery. Acesso em: 1o mar. 2001. Adaptado.
Considerando que o conjunto haploide de cromossomos 
corresponde à quantidade N de DNA, a quantidade de 
DNA das células indicadas pelos números 1, 2, 3 e 4 é, 
respectivamente,
a) N, 2N, 2N e N.
b) N, 2N, N e N/2.
c) 2N, 4N, 2N e N.
d) 2N, 4N, 4N e 2N.
e) 2N, 4N, 2N e 2N.
biologia B • aula 12
6 CURSINHO DA POLI
2
2
2
-4
3. (Fazu-MG) Entre as frases abaixo, em relação à divisão 
celular por mitose, uma é incorreta. Aponte-a.
a) Na metáfase, todos os cromossomos, cada um com
duas cromátides, encontram-se no equador da célula 
em maior grau de condensação.
b) A célula-mãe dá origem a duas células-filhas com
metade do número de cromossomos.
c) É um processo muito importante para o crescimento
dos organismos.
d) Ocorre nas células somáticas, tanto de animais como
de vegetais.
e) As células0filhas são idênticas às células-mãe.
roda de leitura
O maior desastre da história da Medicina
A simples menção à talidomida causa medo em 
muitas pessoas até hoje, embora 50 anos tenham se 
passado desde que essa droga causou o maior desastre 
da história da medicina. Apesar de esse triste episódio 
ter ocorrido há tanto tempo, só agora a ciência começa 
a desvendar os mistérios associados ao uso indevido 
desse composto.
A talidomida (C
13
H
10
N
2
O
4
) foi originalmente desen-
volvida em 1957 pela companhia farmacêutica alemã 
Chemie-Grunenthal. Estudos realizados na época 
indicaram que a talidomida era um medicamento 
que apresentava baixo risco de intoxicação, sendo 
considerado seguro e com poucos efeitos colaterais e 
podendo inclusive ser adquirido sem a necessidade de 
prescrição médica.
Além disso, os testes indicavam que essa droga po-
deria ser empregada no tratamento de uma infinidade 
de problemas, desde irritabilidade e baixa concentração 
até ansiedade, insônia, hipertireoidismo e doenças in-
fecciosas. Contudo, seu uso se popularizou como droga 
efetiva para o combate aos enjoos matinais que ocorrem 
frequentemente no início da gravidez (de 4 a 10 semanas).
O emprego da talidomida disseminou-se, e essa 
droga passou a ser utilizada em 46 países, alcançando 
rapidamente níveis de venda extraordinários. Só na 
Alemanha, por exemplo, foram vendidas quase 15 
toneladas de caixas de talidomida só em 1961.
Entretanto, inexplicavelmente, a avaliação da 
talidomida realizada na época não teve abrangência 
suficiente, pois não foram feitos testes de teratogeni-
cidade, ou seja, possibilidade de desenvolvimento de 
anomalias que levassem a malformações fetais. E, 
após algum tempo, essa falha mostrou seus resultados.
O primeiro caso conhecido de malformação congêni-
ta relacionada ao consumo de talidomida foi registrado 
na Alemanha logo após o início de sua comercialização 
e afetou, coincidentemente, o filho de um trabalhador 
da própria Chemie-Grunenthal. Nos anos seguintes, 
os casos de anomalias relacionadas com esse fármaco 
multiplicaram-se e, em 1961, ficou claro que a talidomida 
estava associada ao aumento significativo do número de 
defeitos teratogênicos em recém-nascidos.
Essas deformidades caracterizam-se por defeitos 
no desenvolvimento dos ossos longos dos membros 
superiores e inferiores. Contudo, a talidomida também 
está associada a problemas oculares e auditivos – 
como microftalmia e síndrome dos olhos de gato ou 
coloboma –, anomalias genitais, neuropatias perifé-
ricas e defeitos nos órgãos internos, particularmente 
rins, pulmões, intestino e coração.
Estima-se que mais de 10 mil crianças tenham sido 
afetadas pelo uso da talidomida. Um número elevado 
e incalculável de abortos também pode ter sido cau-
sado pela droga. Pesquisas realizadas posteriormente 
indicaram que esse fármaco não é mutagênico e não 
causa defeitos hereditários.
Mecanismos de ação da talidomida
A compreensão dos mecanismos de ação da tali-
domida é dificultada devido à bioquímica complexa 
e às ações múltiplas dessa droga. A talidomida tem 
dois anéis amida e é considerada um derivado do 
ácido glutâmico. Em condições fisiológicas, existem 
duas formas de talidomida com estruturas espaciais 
diferentes (isômeros), que apresentam propriedades 
biológicas diferenciadas.
A talidomida pode apresentar duas estruturas diferentes, com 
propriedades biológicas diferentes também.
imagem: Ben Mills 
Uma dessas formas, conhecida como isômero S(-), 
é responsável pelos efeitos teratogênicos da talidomi-
da, enquanto a outra, o isômero R(+), parece atuar 
como sedativo. Contudo, devido à capacidade que 
essas duas variantes de talidomida têm
de se converter 
uma na outra, não é possível, por exemplo, utilizar 
terapeuticamente apenas o isômero R(+).
Para ser ativada, a talidomida precisa ser quebrada 
por diversas enzimas do grupo citocromo P450, o que 
biologia B • aula 12
CURSINHO DA POLI 7
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2
2
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gera cerca de 20 subprodutos metabólicos. Apesar de 
haver indícios de que esses compostos estão associados 
a diversos eventos fisiológicos, ainda se conhece muito 
pouco sobre eles.
A taxa de mortalidade das crianças expostas à 
talidomida durante seu desenvolvimento embrionário 
é muito elevada – maior que 40% antes do primeiro 
ano de vida –, devido principalmente a defeitos no 
coração e nos rins. Cerca de 90% das crianças sobre-
viventes apresentam defeitos no desenvolvimento dos 
membros.
Prejuízos à formação dos membros
A formação dos membros é um processo complexo 
e que ocorre quando o plano corporal já está estabele-
cido e os principais órgãos e tecidos já estão formados. 
Na espécie humana, o desenvolvimento dos membros 
se estende entre a 4a (dia 23) e a 9a semanas (dia 55) 
após a fertilização e ocorre das regiões proximais (úme-
ro e fêmur) para as porções distais (dígitos).
Defeitos nos membros são verificados em mães 
expostas à talidomida entre o 20o e o 36o dias após a 
fertilização (ou entre o 34o e o 50o dias após o último 
ciclo menstrual). A ingestão de um único comprimido 
de talidomida durante esse período é suficiente para 
causar defeitos no feto.
Exposições à talidomida antes do desenvolvimento 
dos membros resultam em defeitos maiores, enquanto 
o uso da droga em um período posterior pode ter
consequências menos drásticas, afetando apenas a
formação dos dedos, por exemplo.
fo
to
: N
at
io
n
al
 C
an
ce
r 
In
st
it
u
te
 
Foto de 1962, de um 
bebê com defeitos nos 
membros decorrentes 
do uso de talidomida 
durante o desenvolvi-
mento embrionário.
O processo de desenvolvimento embrionário dos 
membros é altamente regulado e apresenta uma 
série de eventos que podem ser afetados pela ação da 
talidomida, originando diversos defeitos congênitos 
que vão desde a perda total dos membros (amelia), 
passando por seu encurtamento (focomelia), até a 
perda de dedos.
Na maioria dos pacientes, a talidomida afeta 
ambos os braços e, em algumas pessoas, braços e 
pernas são igualmente atingidos. Anomalias apenas 
nos membros inferiores são mais raras, talvez porque 
estes se desenvolvam posteriormente.
Mas por que a talidomida afeta apenas a forma-
ção dos membros e alguns órgãos específicos e não 
apresenta uma ação mais disseminada sobre o orga-
nismo? E por que essa droga é efetiva apenas durante 
uma etapa do desenvolvimento embrionário? Algu-
mas pistas obtidas recentemente podem ajudar na 
compreensão da ação da talidomida no organismo.
A talidomida destrói vasos sanguíneos imaturos e 
impede a extensão de vasos já formados, dois fatores 
devastadores para tecidos em crescimento acelerado 
e que precisam formar e ampliar sua irrigação san-
guínea para nutrir as células em mitose. Esse é o caso 
dos braços e das pernas durante a 4a e a 9a semanas 
de desenvolvimento embrionário.
Alterações no padrão de expressão de alguns genes 
envolvidos com a sinalização celular, como aqueles que 
expressam os fatores de crescimento de fibroblastos 
Fgf8 e Fgf10 (associados com elevações da morte ce-
lular programada ou apoptose das células dos tecidos 
dos membros em desenvolvimento), também parecem 
estar envolvidas na ação da talidomida durante o 
período embrionário.
Há indícios de que, durante as semanas em que a 
talidomida causa seus efeitos nocivos sobre os mem-
bros em desenvolvimento, a maior parte dos tecidos 
do organismo apresenta vasos sanguíneos mais 
maduros e, portanto, são menos afetados pela ação 
desse fármaco. Se essa teoria estiver correta, também 
ficará esclarecido por que a adição dessa droga em um 
período prévio causa defeitos disseminados e contribui 
para uma mortalidade elevada e por que exposições 
posteriores são menos lesivas.
A “redescoberta” da talidomida
Como o mundo dá voltas, a talidomida voltou ao 
receituário médico recentemente – apesar de ter sido 
banida em 1962 –, sendo empregada como medica-
mento sedativo, anti-inflamatório e hipnótico e no 
combate a hanseníase, doença de Crohn, Aids e alguns 
tipos de câncer.
Apesar dos seus terríveis efeitos colaterais, a talido-
mida é inegavelmente um composto promissor para o 
combate de diversas enfermidades. Por isso, a ciência 
tem se dedicado nos últimos anos a criar compostos 
sintéticos que tenham as funções da talidomida, mas 
não seus efeitos nocivos.
Mais de cem substâncias sintéticas estrutural-
mente similares à talidomida, como a lenalidomida, 
têm sido produzidas. Algumas dessas têm sido uti-
lizadas no combate a alguns tipos de câncer, como 
o mieloma múltiplo. Outro desses análogos, conhe-
biologia B • aula 12
8 CURSINHO DA POLI
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2
-4
cido como CPS49, também é utilizado na terapia 
antitumoral, devido a sua capacidade de impedir 
a formação de vasos sanguíneos em tecidos-alvo.
À medida que a ciência entenda melhor os meca-
nismos de ação da talidomida, poderão ser criados 
medicamentos baseados em análogos sintéticos da 
talidomida que sejam realmente seguros e extrema-
mente úteis para o combate de uma série de doenças. 
Assim, poderemos novamente nos render aos encan-
tos dessa velha senhora, evitando a sua cólera.
Jerry Carvalho Borges, Departamento de Medicina Veterinária 
Universidade Federal de Lavras. 
Ciência Hoje on-line, publicado em 31 dez. 2009, 
atualizado em 4 jan. 2010.
ver e ouvir
Blade Runner, o caçador de androides (direção: 
Ridley Scott,1991) marcou época no início dos anos 
1990. Logo tornou-se cult. No ano de 2020, numa Los 
Angeles superpovoada, o ambiente natural degrada-
do, a Terra em decadência, um policial é destacado 
para capturar – e eliminar – os replicantes, cópias 
idênticas de seres humanos criadas por poderosas 
indústrias de engenharia genética. Os replicantes 
são produzidos para atender às necessidades hu-
manas, que vão da satisfação sexual até atividades 
profissionais envolvendo perigo de vida. Eles são pro-
gramados para determinado tempo de permanência 
na Terra e não apresentam sentimentos, tipicamente 
humanos – por exemplo, não choram. Mas volta e 
meia alguns dão problema, porque não seguem o 
programa; é o caso de um grupo que se rebela e 
reivindica vida mais longa do seu criador. A trilha 
sonora (extra-ordinária!) de Vangelis complementa 
a atmosfera futurista do filme.
ágora
O que significa a palavra clone?
Clone é uma palavra usada há muito tempo em 
biologia para designar indivíduos que se originam de 
outros por reprodução assexuada [mitoses].
Bernardo Beiguelmam. Ciência Hoje, n. 137, abr. 1998. 
(adaptado)
Por que se desejaria clonar uma pessoa?
A seita religiosa The second coming project 
(O projeto da segunda visita) anunciou que pretende 
clonar Jesus e promover seu retorno ao mundo. Para 
isso pedirá autorização ao Vaticano para retirar um 
pedaço do Santo Sudário – manto que teria coberto 
Jesus e estaria impregnado com seu sangue. De posse 
de uma amostra do manto, a seita pretende colher o 
DNA de Jesus e implantá-lo no útero de uma voluntária 
que seja virgem.
Revista IstoÉ, 29 nov. 2000.
Apesar da oposição de grupos religiosos, o Parla-
mento britânico aprovou [23 jan. 2001] a “clonagem 
terapêutica” de embriões humanos. Para esfriar 
o debate ético, os lordes ingleses exigiram que os
clones sejam usados só em prol da medicina. A in-
tenção é gerar bebês usando o código genético de
um paciente que sofre de câncer, por exemplo. Antes 
de o embrião completar 14 dias, suas células seriam 
retiradas para produzir tecidos nervosos ou órgãos
para transplante, como coração, rim e medula, com 
o mesmo DNA do paciente e, portanto, menos risco
de rejeição.
Revista IstoÉ, 31 jan. 2001.
O ser humano é o resultado de uma compilação 
de três aspectos: genéticos, psicológicos e sociais. Por 
isso, alterar apenas
um deles, no caso, o genético, não 
vai ser suficiente para mudar o indivíduo, a não ser na 
parte plástica.
Dante de Rose Júnior. Revista da Coordenadoria 
de Comunicação Social da USP, 23 fev. 2001.
Uma empresa [Clonaid] ligada a uma seita que 
acredita que a vida na Terra foi criada por extraterres-
tres anunciou o nascimento do primeiro ser humano 
clonado, uma menina, que está sendo chamada de 
Eva.
A Clonaid foi criada pela seita Movimento 
Raeliano, que afirma que a clonagem é a chave para 
a vida eterna.
Salvador Nogueira, Folha de S. Paulo, 28 dez. 2002.
aula 13
CURSINHO DA POLI 9
2
2
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-4
Ilustração do processo de divisão celular que reduz o número 
cromossômico quando da formação dos gametas; se isso não 
ocorresse, seu número dobraria a cada geração.
Nascer, reproduzir-se para não morrer, morrer 
para que os outros, por sua vez, se reproduzam; o 
drama da vida em três atos.
Jacques Ruffié. O sexo e a morte. 
São Paulo: Nova Fronteira, 1988
Numa população, os indivíduos multiplicam-se, isto 
é, reproduzem-se, dando continuidade à espécie. Em 
alguns organismos unicelulares como a ameba, a divisão 
celular (estudada na aula passada) atende à necessidade 
de perpetuação da espécie, pois leva continuamente à 
formação de novos indivíduos descendentes de um só 
genitor. Esse processo também é chamado reprodução 
assexual.
Entretanto, muitos organismos unicelulares (inclusi-
ve as amebas) e todos os multicelulares reproduzem-se 
sexualmente, produzindo células sexuais ou gametas 
– óvulos e espermatozoides, por exemplo –, que se unem
para formar uma célula nova, chamada ovo ou zigoto, a
partir da qual um novo indivíduo se desenvolve, com a
contribuição genética de dois genitores.
Torna-se evidente que, em uma população gerada 
por reprodução sexual, o número de cromossomos não 
pode aumentar indefinidamente. Algum mecanismo 
compensatório deve haver para reduzir essa quantidade 
nos gametas, porque sabemos que as células de indiví-
duos da mesma espécie têm o número cromossômico 
constante. O processo que reduz à metade o número 
de cromossomos recebe o nome de meiose (meion = 
menor).
Como as células transmitem as informações hereditárias – um 
mecanismo que é matéria-prima para a evolução biológica
A meiose 
A meiose é normalmente dividida em fases conse-
cutivas, mais ou menos semelhantes às da mitose. Con-
tudo, a prófase é mais longa e complexa. As inovações 
introduzidas nessa fase afetam as células resultantes 
quanto à informação hereditária.
a b c
d e f
g h i
j k l
fases da meiose
Representação diagramática das divisões meiose I (a até e 
- prófase; f -metáfase; g - anáfase; h e i - telófase e diacinese) e 
meiose II (j - prófase; k - metáfase; l - telófase) 
Como vimos, a meiose se constitui de uma duplica-
ção dos cromossomos e duas divisões do citoplasma, 
respectivamente designadas meiose I e II.
prófase I – os cromossomos estão em forma de 
fios, mas já se encontram duplicados. Reconhecem-se 
cinco eventos distintos nessa fase, que veremos mais 
adiante.
metáfase I – cada cromossomo se orienta sobre o 
fuso, dispondo-se voltado para um dos polos da célula. 
Os centrômeros estão ligados a uma única fibra do fuso, 
ao contrário da mitose.
anáfase I – os cromossomos, que estavam parea- 
dos na fase anterior, começam a deslizar sobre as 
fibras do fuso e serão distribuídos às células-filhas.
telófase I – os cromossomos se desenrolam, forma-
-se a carioteca e a célula é dividida ao meio (citoci- 
nese).
biologia B • aula 13
10 CURSINHO DA POLI
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mitose e meiose
cromátides-irmãs
1
2
3
4
1
2
3
4
5
formação de duas células com o mesmo 
número de cromossomos da célula-mãe
formação de quatro células com metade 
do número de cromossomos da célula-mãe
cromossomos
duplicados, prontos
para distribuírem-se
pelas células-filhas
células com
cromossomos
duplicados
cromossomos
homólogos
cromossomos
homólogos
células com
cromossomos
não duplicados
separação dos
cromossomos
homólogos
separação das
cromátides
irmãs
separação das
cromátides
irmãs
pareamento
dos homólogos
mitose meiose
intérfase
intérfase ou intercinese – entre uma divisão e outra 
do citoplasma na meiose, pode ou não ocorrer essa fase. 
Contudo, em qualquer caso, os cromossomos perma-
necem essencialmente não modificados, ou seja, não 
ocorre outra duplicação cromossômica!
prófase II – semelhante à da mitose, com novo reiní-
cio da espiralização e encurtamento dos cromossomos. 
Observa-se a duplicação dos centríolos e a formação das 
fibras do fuso.
metáfase II – os cromossomos se unem às fibras do 
fuso acromático, estando as cromátides voltadas para 
um dos polos.
anáfase II – separação dos centrômeros, iniciando o 
movimento dos cromossomos em direção aos polos.
telófase II – os núcleos formados se reorganizam 
e acontece a divisão do citoplasma (nas duas células 
da primeira divisão), que dá origem a quatro células 
haploides.
Observando o quadro comparativo das duas divisões 
celulares, tente responder:
1. Na mitose, assim como na meiose, quantas duplica-
ções dos cromossomos e citocineses ocorrem?
2. Ainda com relação à meiose, explique o que acon-
tece com as células e com os cromossomos na passa-
gem da figura 4 para a 5. O número de cromossomos
aumentou, diminuiu ou manteve-se igual ao da
figura 1?
biologia B • aula 13
CURSINHO DA POLI 11
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-4
A prófase I com detalhes
• leptóteno (leptos =
fino, delgado, em gre-
go): evento que dá início 
à meiose. Os cromos-
somos ainda estão em
forma de fios, mas já se
encontram duplicados.
• zigóteno (zygon = em-
parelhamento, em gre-
go): os fios cromatínicos
de origem paterna e
materna ficam pareados 
– esse evento é chama-
do sinapse. A sinapse
procede inicialmente
em um ou mais pontos
e, depois, ao longo do
comprimento dos fios.
• paquíteno (pachy =
grosso, em grego): início 
da separação dos fios
que estavam pareados.
Eles continuam a encur-
tar e a se espessar pelo
enrolamento; são mais
prontamente identifi-
cados como cromosso-
mos.
• diplóteno (diploos =
duplo, em grego): os cro-
mossomos são visíveis
e constituídos por duas
cromátides. A separação 
dos cromossomos pa-
reados ainda não está
completa – permanece,
em um ou mais pontos
ao longo dos cromosso-
mos, o contato chamado de quiasma (chiasma = em 
forma de X, em grego). Cada quiasma é o resultado de 
uma troca de pedaços (trechos) de um cromossomo 
de origem paterna com outro de origem materna, fe-
nômeno de grande importância genética e evolutiva, 
conhecido como crossing-over ou permuta.
• diacinese (dia = atra-
vés, cinesis = movimen-
to, em grego): os cro-
mossomos homólogos
afastam-se. Ocorre o
desaparecimento do nu-
cléolo e o rompimento
da carioteca. Os estudos
mostram, nesse evento,
o encurtamento gradual
dos cromossomos e a formação das fibras do áster e do 
acromático.
Depois, inicia-se a metáfase I, dando continuidade ao 
processo.
O significado da meiose
a) leitõezinhos, b) marrequinhos e c) bêbes humanos. 
A meiose promove a variação biológica. Os descendentes, apesar 
de se parecerem, têm diferenças morfológicas e/ou fisiológicas, 
devido à recombinação dos genes. Por exemplo, na pigmentação 
da pele ou dos pelos, no comprimento do corpo etc. Como vimos 
no caderno 1, a seleção natural atua sobre essa variação. 
No momento da fusão nuclear, as células haploides 
vão, portanto, conter uma mistura de cromossomos 
paternos e maternos. O zigoto formado deverá então 
se desenvolver, originando um organismo multicelu-
lar. Numa determinada fase da vida, este começará 
a formar seus gametas e, conforme a representação 
diagramática da meiose, os 2 pares de cromossomos 
envolvidos produzirão 4 combinações possíveis. Se 
fossem 3 pares de cromossomos, seriam 8 as combina-
ções; com 4 pares de cromossomos, teríamos 16 com-
binações possíveis; 5 pares de cromossomos dariam 32 
combinações; e assim sucessivamente, de acordo com 
um modelo matemático expresso por 2n. A expressão 
significa que podemos determinar
as possibilidades de 
leptóteno
zigóteno
diacinese
paquíteno
diplóteno
C
o
re
l S
to
ck
 P
h
o
to
C
o
re
l S
to
ck
 P
h
o
to
a) b)
c)
G
et
ty
 Im
ag
es
biologia B • aula 13
12 CURSINHO DA POLI
2
2
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combinações cromossômicas nos gametas elevando 
o número de pares de cromossomos (n) na base 2. 
Observe a tabela a seguir.
pares de cromossomos
numa célula
2
3
4
5
6
.
.
.
n 
combinações
possíveis
4 (22)
8 (23)
16 (24)
32 (25)
64 (26)
.
.
.
2n
Exemplo:
Calcule, para a espécie humana, o número de combina-
ções possíveis entre os cromossomos paternos e mater-
nos nos gametas. Lembre-se de que a nossa espécie tem 
23 pares de cromossomos.
Resposta = __________ combinações.
O resultado encontrado deve ter sido 8.388.608. 
Isso quer dizer que um único espermatozoide ou um 
único óvulo tem reduzidas chances de conter apenas 
cromossomos paternos ou maternos!
A representação gráfica da meiose
2X
X
X
2
quantidade
de DNA
tempo
Representação gráfica da quantidade de DNA nos eventos da 
meiose. a) Partindo-se de uma dada quantidade de DNA – um 
valor arbitrário igual a x, por exemplo –, é na intérfase que o 
material genético duplica-se e assume o valor de 2x de DNA; b) 
na primeira divisão meiótica, ocorre a repartição do material 
genético, metade dele numa célula e a outra metade noutra 
célula, mas as cromátides-irmãs ainda se mantêm presas pelo 
centrômero – por isso, o gráfico marca o valor de x de DNA; c) 
com a separação das cromátides-irmãs e a divisão do citoplasma 
formando ao todo quatro células com a carga genética diminuída, 
a quantidade de DNA cai pela metade, isto é, x/2.
exercícios
1. (Fuvest-SP) Considere os eventos abaixo, que podem
ocorrer na mitose ou na meiose:
I. Emparelhamento dos cromossomos homólogos
duplicados.
II. Alinhamento dos cromossomos no plano equatorial 
da célula.
III. Permutação de segmentos entre os cromossomos
homólogos.
IV. Divisão dos centrômeros resultando na separação
das cromátides-irmãs.
No processo de multiplicação celular para reparação de 
tecidos, os eventos relacionados à distribuição equitativa 
do material genético entre as células resultantes estão 
indicados em
a) I e III, apenas.
b) II e IV, apenas.
c) II e III, apenas.
d) I e IV, apenas.
e) I, II, III e IV.
2. (Uerj) A partir de um ovo fertilizado de sapo até a for-
mação do girino ocorre uma série de divisões celulares. 
A distribuição percentual dos tipos de divisão celular
nessa situação é
a) 100% mitose.
b) 100% meiose.
c) 50% meiose e 50% mitose.
d) 75% mitose e 25% meiose.
Estudo orientado
exercícios
1. (Mack-SP) No ciclo de vida dos vegetais, há duas fases: 
a gametofítica, que produz gametas; e a esporofítica, que 
produz esporos. A esse respeito, é correto afirmar que
a) os gametas são formados por meiose e os esporos
são formados por mitose.
b) os gametas são formados por mitose e os esporos
são formados por meiose.
c) tanto os gametas quanto os esporos são formados
por meiose.
d) tanto os gametas quanto os esporos são formados
por mitose.
e) os gametas são células haploides e os esporos são
células diploides.
biologia B • aula 13
CURSINHO DA POLI 13
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2
2
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2. (Uepa) A célula diploide é aquela em que
a) existem dois cromossomos não homólogos.
b) o cariótipo é formado por dois conjuntos haploides.
c) o cariótipo é formado por dois conjuntos diploides.
d) cada cromossomo apresenta dois centrômeros.
3. (Fatec-SP) O manuseio de equipamentos de radiologia 
envolve riscos à saúde, e o tecnólogo que atua nessa
área segue uma série de normas de biossegurança
para evitar a exposição desnecessária à radiação ioni-
zante. Esse tipo de radiação pode danificar suas células, 
levando-as até a se reproduzir de modo desordenado
e descontrolado, gerando inúmeras novas células por
meio do mesmo processo de divisão celular que ocorre 
nas células somáticas. Desse modo, basta que uma única 
célula do corpo se danifique e se torne cancerígena para 
que surja um tumor.
Isso ocorre porque a célula cancerígena inicial divide-se
por
a) mitose, gerando células com o mesmo número de
cromossomos e a mesma capacidade de duplicação.
b) mitose, gerando células com metade do número
de cromossomos, porém ainda com capacidade de
duplicação.
c) mitose, gerando células com o dobro do número
de cromossomos e uma capacidade ainda maior de
duplicação.
d) meiose, gerando células com o mesmo número de
cromossomos e a mesma capacidade de duplicação.
e) meiose, gerando células com metade do número
de cromossomos, porém ainda com capacidade de
duplicação.
roda de leitura
Em busca de mais anos de vida
Experimento com proteína ligada à divisão celular prolonga 
a vida de camundongos e os protege contra o câncer. Ste-
vens Rehen comemora o feito na sua coluna. Afinal, quem 
não gostaria de ter acesso a esses benefícios?
Envelhecer é inevitável, mas, cá entre nós, inde-
pendentemente de sua crença ou religião, quem não 
gostaria de viver mais?
Por séculos a humanidade busca o elixir da juven-
tude. Teve gente que já acreditou até que banho com 
sangue de jovens virgens prolongaria eternamente a 
vida, mas como diria um colega meu: “só a ciência salva!”
Um estudo publicado por cientistas dos Estados 
Unidos na revista Nature Cell Biology sugere que uma 
proteína originalmente associada à divisão celular 
pode estender a expectativa de vida em mamíferos. 
Mas como?
Vamos por partes. Durante a divisão de uma célula, 
o material genético compactado sob a forma de cro-
mossomos precisa ser duplicado e distribuído em partes 
iguais entre as duas células que estão sendo geradas.
Para que a distribuição dos cromossomos ocorra 
sem erros, os mamíferos desenvolveram um mecanis-
mo de vigilância, chamado de ‘checkpoint mitótico’. 
BubR1 é um dos componentes desse ponto de checa-
gem e ajuda a orquestrar a separação dos cromosso-
mos durante a mitose.
Mutações em BubR1 foram associadas a uma do-
ença rara, conhecida como síndrome da aneuploidia 
variada em mosaico, cujos pacientes possuem células 
com números alterados de cromossomos (fenômeno 
conhecido como aneuploidia; daí o nome da doença), 
predisposição à formação de tumores e várias carac-
terísticas associadas ao envelhecimento, incluindo 
expectativa de vida curta, crescimento reduzido, atraso 
mental, catarata etc.
Camundongos mutantes que produzem baixas 
quantidades dessa proteína também possuem célu-
las com diferentes números de cromossomos, curta 
expectativa de vida, retardo no crescimento, catarata, 
sarcopenia (perda de massa e força muscular), perda 
de gordura subcutânea e outras características asso-
ciadas ao envelhecimento.
Essas informações, aliadas ao fato de que a pro-
dução de BubR1 diminui com a idade, levantaram a 
hipótese de que a ausência de BubR1 poderia contri-
buir para o envelhecimento biológico.
Integridade genômica
Para testar essa hipótese, a equipe de Jan M. van 
Deursen nos Estados Unidos criou camundongos 
capazes de produzir grandes quantidades de BubR1. 
Essa superexpressão de BubR1 não causou alterações 
nos pontos de checagem do ciclo celular. Não foi ob-
servado, por exemplo, aumento da taxa de aneuploidia 
espontânea nesses animais.
Por outro lado, quando os animais eram expostos a 
agentes capazes de induzir cânceres de pulmão e pele, 
apenas 33% deles desenvolveram tumores. No grupo 
controle (animais com níveis normais de BubR1), todos, 
ou seja 100%, ficaram doentes.
Nos animais, demonstraram que taxas de aneu-
ploidia associadas ao envelhecimento também esta-
vam reduzidas.
Esses resultados sugerem que a proteção antitumo-
ral por níveis elevados de BubR1 estaria relacionada à 
preservação da integridade genômica e à manutenção 
de mecanismos de checagem mitóticos mais eficazes.
De volta aos camundongos, aqueles que produ-
ziam grandes quantidades de BubR1 desenvolveram 
biologia B • aula 13
14 CURSINHO DA POLI
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2
2
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menos tumores e, consistente com essa redução, apre-
sentaram aumento da longevidade.
Poderes restritos
Para testar
se BubR1 teria efeitos antienvelheci-
mento independentes de sua capacidade protetora 
contra o câncer, diversos parâmetros associados à 
expectativa de vida foram analisados, incluindo perda 
de massa muscular.
Entre 3 e 24 meses de idade, animais comuns tive-
ram redução de diâmetro e peso de suas fibras mus-
culares em torno de 35%, já aqueles que produziam 
grandes quantidades de BubR1 estavam protegidos 
da atrofia observada.
Além disso, animais com superexpressão de BubR1 
superaram os outros em testes ergométricos, validando 
a preservação da função muscular e da função car-
díaca, sugerindo que BubR1 impediria a entrada em 
senescência celular.
Por outro lado, osteoporose e catarata, desordens 
também relacionadas com a idade, não foram rever-
tidas pela superexpressão de BubR1, indicando que 
seu efeito antienvelhecimento é restrito a células e 
tecidos específicos.
Em resumo, os dados sugerem que a expressão alta 
de BubR1 protege contra o câncer, atenua a deteriora-
ção relacionada com a idade de tecidos específicos e 
prolonga a vida de camundongos, muito provavelmen-
te por atenuar a instabilidade cromossômica. 
Figura 1: O estudo sugere que a alta expressão de BubR1 (na 
imagem) protege contra o câncer, atenua a deterioração rela-
cionada com a idade de tecidos específicos e prolonga a vida 
de camundongos, fazendo da proteína um alvo promissor no 
desenvolvimento de novos tratamentos de cânceres humanos.
É possível que os efeitos benéficos de BubR1 tam-
bém ocorram independentemente de seu papel na 
divisão celular. Isso porque essa proteína é conhecida 
por estar implicada em outras funções além da mito-
se. Estudos recentes sugerem inclusive que proteínas 
controladas por BubR1 regulam processos biológicos 
importantes em outras etapas da vida de uma célula, 
como sua diferenciação.
Portanto, BubR1 é mais um alvo promissor no 
desenvolvimento de novos tratamentos de um amplo 
espectro de cânceres humanos, cujo surgimento, como 
sabemos, pode estar associado ao processo natural de 
envelhecimento.
REHEN, Stevens. 
Em busca de mais anos de vida. 
Instituto de Ciências Biomédicas – Universidade Federal do 
Rio de Janeiro. Adaptado de: cienciahoje.uol.com.br/colunas/
bioconexoes/em-busca-de-mais-anos-de-vida. 
Acesso em: 18 dez. 2015
aula 14
CURSINHO DA POLI 15
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2
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A principal consequência da meiose, sem 
dúvida, é o surgimento da diversidade 
entre os indivíduos que são produzidos na 
reprodução sexuada da espécie.
Lynn Margullis, evolucionista.
Quando consideramos a ocorrência das permutas 
na prófase da meiose I, a distribuição da carga genética 
paterna e materna aos filhos é ainda mais complicada. O 
importante é termos a noção, neste momento, de que a 
ocorrência da permuta altera o conjunto de genes que 
os cromossomos tinham antes de entrar na meiose e, 
portanto, os gametas são geneticamente diferentes 
uns dos outros.
A
B
A
B
A B
A B
A b
a B
a b
A B
a b
a b
a
b
a
b
A
B
A
B
a
b
a
b
A
B
A
B
a
b
a
b
A
B
A
b
a
B
a
b
A
B
a
b
A
B
a
b
A
B
a
b
A
b
a
B
ou
zigóteno
diplóteno diacinese
diplóteno diacinese
paquíteno
gametas
gametas
recombinantes
cromossomos
homólogos
pareados
esquema da permuta
sem
permuta
com
permuta
Quando ocorre o emparelhamento dos cromossomos homó-
logos na prófase I, os genes podem se recombinar através da 
permuta. Esse fenômeno aumenta ainda mais as possibilida-
des de os gametas apresentarem novas misturas genéticas 
que, transmitidas aos descendentes, tornam os indivíduos 
tão variados.
Os gametas, ao fundir seus núcleos, produzem indiví-
duos que exibem variação. É nessa situação que a seleção 
da natureza (seleção natural) age na população dos seres 
vivos, conduzindo a evolução, selecionando indivíduos 
mais adaptados ou ajustados ao ambiente.
Consequências da meiose
Nos animais, a meiose leva à formação de células 
chamadas gametas, germinativas ou sexuais – o óvulo e 
o espermatozoide, as únicas células que carregam um
conjunto de cromossomos reduzido à metade.
Nos vegetais, os produtos da meiose podem ser os 
gametas – usados na reprodução sexual – ou os es-
poros – usados na reprodução assexual, dependendo 
da espécie e do ciclo de vida (que você estudará com 
detalhes na Bio A). De qualquer forma, gametas e espo-
ros carregam um conjunto haploide de cromossomos 
característico da espécie.
A seguir, representamos esquematicamente os pro-
dutos da meiose animal e da vegetal.
linhagem somática
linhagem germinativa
espermatogônias (2n)
espermatócito I
espermatócitos II
ovócito I
primeiro
corpúsculo
polar
segundo
corpúsculo
polar
ovogônias (2n)
ovócito II
ovótide
espermátides
óvulo
espermatozoides
espermatozoide (n) óvulo (n)
gametogênese animal
m
e
i
o
s
e
an
áf
as
e 
I
an
áf
as
e 
II
gametogênese animal
Ilustração comparativa da formação dos gametas masculinos
e femininos – à esquerda, a espermatogênese; à direita, 
a ovulogênese.
Recombinação gênica e gametogênese humana
biologia B • aula 14
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gametogênese vegetal (em angiospermas)
Nas angiospermas, os gametas masculinos, contidos nos grãos 
de pólen, são chamados de células espermáticas.
gametogênese vegetal (em angiospermas)
A flor é o órgão sexual das angiospermas. No desenho, uma flor 
hermafrodita. Estames e anteras constituem o aparelho mas-
culino. Estigma, estilete e ovário integram o aparelho feminino. 
A meiose acontece nas anteras (masc.) e nos ovários (fem.), 
produzindo as células sexuais.
Nas angiospermas, os gametas femininos são chamados 
de oosferas. O termo óvulo nos vegetais não se refere ao 
gameta, mas à estrutura (esporângio feminino) que o forma.
Alterações cromossômicas 
Poderíamos começar outra aula sobre o tema alterações cromossômicas, devido à sua importância e ao vasto material 
publicado a respeito. Contudo, neste momento, o objetivo é conhecermos um pouco do comportamento anômalo dos 
cromossomos durante a distribuição para as células-filhas, principalmente na meiose.
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2
2
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esquema A
gametogênese anormal: alterações numéricas
cromossomos
célula 2n = 2
metáfase I (pareamento dos homólogos)
anáfase e telófase I
(separação dos 
homólogos 
e citocinese)
gametas normais gametas anormais
cromossomos
duplicados
1
2
3
4
(n = 0) (n = 2)(n = 1) (n = 1)
Sequência ilustrada de eventos necessários para visualizar os cromossomos humanos e preparar o chamado cariótipo, exame que 
serve para detectar possíveis alterações genéticas a partir do estudo dos cromossomos. 
Como podemos observar os cromossomos humanos?
preparação para a observação de cromossomos
A
B
a
b
B
A
B
a a
b b
A
cromossomos homólogos,
indicando os genes alelos
A
B
a
b
A
B
a
A
B
a
b b
perda e ligação de
segmento cromossômico
cromossomos duplicados;
note que um deles está
 com um pedaço a mais e
o outro, com pedaço a menos.
gametas anormais
(portadores de um pedaço extra
de cromossomo)
gametas anormais
(devido à falta de pedaço
cromossômico)
esquema B
gametogênese anormal: alterações estruturais
1
3
4
2
Análises detalhadas do cariótipo humano revelaram eventos 
relativamente raros, mas responsáveis por graves distúrbios. 
Identificou-se que os cromossomos estão suscetíveis a fratu-
ras e, portanto, perda dos genes. Outro fenômeno é a fratura 
cromossômica e a solda do segmento perdido em outro cromos-
somo que, assim, sofre aumento em seu conjunto gênico.
Estudos do comportamento dos cromossomos durante o processo 
da meiose revelaram a possibilidade de ocorrência da chamada 
não disjunção cromossômica. Na anáfase II, as cromátides deve-
riam soltar-se e migrar para lados opostos antes que o citoplasma 
fosse partido em dois, mas o atraso resulta em gametas anormais: 
com cromossomos a menos ou cromossomos a mais. Não são 
totalmente conhecidas ainda as causas da não disjunção. 
Seguem dois esquemas da gametogênese animal, que trazem informações referentes
à desorganização cromossômica. 
biologia B • aula 14
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2
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Conforme você bem notou, os esquemas representam 
uma ocorrência anormal durante a distribuição dos cromos-
somos na meiose. No caso A, o fenômeno que aconteceu 
na anáfase II é denominado tecnicamente não disjunção 
cromossômica; no caso B, ocorreu uma fratura com perda 
de segmento cromossômico, mas uma ligação em outro, 
durante a prófase I (não confundir com o crossing-over) – 
fenômeno conhecido como translocação cromossômica.
Consequentemente, produzem-se gametas com 
carga cromossômica e genética alterada. Na maioria dos 
casos, a fecundação não ocorre, pela própria inviabilidade 
das células anormais; 10% dos encontros gaméticos, no 
mínimo, estimam os especialistas, resultam em aborto 
do embrião, devido à incompatibilidade genômica, para 
a espécie, na síntese de importantes proteínas, mas em 
outros poucos casos pode gerar indivíduos portadores de 
anomalias, identificáveis visualmente – mais facilmente a 
partir da infância – e por testes laboratoriais.
A manifestação dos distúrbios originados pelas alte-
rações cromossômicas, sejam elas numéricas (como no 
esquema A) ou estruturais (esquema B), é conhecida como 
síndrome. Um exemplo é a síndrome de Down, na qual 
os indivíduos receberam um cromossomo a mais, o 21.
Exercícios
exercícios
1. (Fuvest-SP) Em determinada espécie animal, o número 
diploide de cromossomos é 22. Nos espermatozoides,
nos óvulos e nas células epidérmicas dessa espécie, serão 
encontrados, respectivamente,
a) 22, 22 e 44 cromossomos.
b) 22, 22 e 22 cromossomos.
c) 11, 11 e 22 cromossomos.
d) 44, 44 e 22 cromossomos.
e) 11, 22 e 22 cromossomos.
2. (Fuvest-SP) Na gametogênese humana
a) espermatócitos e ovócitos secundários, formados na
primeira divisão meiótica, têm quantidade de DNA igual 
à de espermatogônias e ovogônias, respectivamente. 
b) espermátides haploides, formadas ao final da segunda 
divisão meiótica, sofrem divisão mitótica no processo
de amadurecimento para originar espermatozoides.
c) espermatogônias e ovogônias dividem-se por mi-
tose e originam, respectivamente, espermatócitos e
ovócitos primários, que entram em divisão meiótica, 
a partir da puberdade.
d) ovogônias dividem-se por mitose e originam ovó-
citos primários, que entram em meiose, logo após o
nascimento.
e) espermatócitos e ovócitos primários originam o
mesmo número de gametas, no final da segunda
divisão meiótica.
Estudo orientado
exercícios
1. (Ufac) A palavra gametas está ligada
a) à produção de células nas gônadas.
b) ao tipo de reprodução de forma assexuada.
c) à manutenção da diversidade de vida nos fungos,
apenas.
d) ao modelo fisiológico de equilíbrio hídrico nos peixes
marinhos.
e) aos hormônios produzidos e secretados pela hipófise.
2. (Unesp)
Método de contracepção definitiva começa a se
popularizar no país
Consagrado nos Estados Unidos há quase uma 
década, o Essure é um procedimento feito em ambu-
latório, que dispensa cortes. O Essure consiste de dois 
dispositivos metálicos com 4 centímetros, instalado 
no início das tubas uterinas por meio de um equipa-
mento bem fino, que é introduzido no canal vaginal. 
Em algumas semanas, as paredes das tubas recobrem 
os microimplantes, obstruindo as tubas e fazendo do 
Essure um método contraceptivo permanente.
SPONCHIATO, Diego. 
 Revista Saúde, maio de 2012 (adaptado).
Considerando o modo pelo qual o dispositivo mencio-
nado no texto leva à contracepção, é correto afirmar 
que ele impede
a) a locomoção do espermatozoide da vagina para o
útero, e deste para as tubas uterinas, com resultado
análogo ao provocado pelos cremes espermicidas.
b) que o embrião seja conduzido da tuba uterina até
o útero, com resultado análogo ao provocado pela
camisinha feminina, o Femidom.
c) a implantação do embrião no endométrio, caso o
óvulo tenha sido fecundado com resultado análogo 
ao provocado pelo dispositivo intrauterino, o DIU.
d) que ocorra a ovulação, com resultado análogo ao
provocado pela pílula anticoncepcional hormonal.
e) que o espermatozoide chegue ao ovócito, com re-
sultado análogo ao provocado pela laqueadura.
3. (Unesp) Um casal procurou ajuda médica, pois há
anos desejava gerar filhos e não obtinha sucesso. Os
exames apontaram que a mulher era reprodutivamente 
normal. Com relação ao homem, o exame revelou que a 
espermatogênese era comprometida por uma alteração 
cromossômica, embora seu fenótipo e desempenho
biologia B • aula 14
CURSINHO DA POLI 19
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sexual fossem normais. Por causa dessa alteração, não 
ocorria o pareamento dos cromossomos homólogos, a 
meiose não avançava além do zigóteno e os espermató-
citos I degeneravam. Desse modo, pode-se inferir que a 
análise do esperma desse homem revelará
a) secreções da próstata e das glândulas seminais, mas 
não haverá espermatozoides, em razão de não se
completar a prófase I.
b) sêmen composto por espermátides, mas não por esper-
matozoides, em razão de não se completar a esperma-
togênese pela falta de segregação cromossômica.
c) espermatozoides sem cromossomos, em função da
não segregação cromossômica, e sem mobilidade,
em razão de o sêmen não ter secreções da próstata
e das glândulas seminais.
d) uma secreção mucosa lubrificante, eliminada pelas
glândulas bulbouretrais, além de espermatogônias
anucleadas, em razão da não formação da telófase I.
e) secreções das glândulas do sistema genital mascu-
lino, assim como espermatozoides com 2N cromos-
somos, em razão da não segregação das cromátides 
na anáfase II.
roda de leitura
Uma doce batalha entre os sexos
A necessidade de atrair a atenção do sexo oposto 
molda grande parte de nossas atitudes. Afinal de con-
tas, quem nunca colocou aquela roupa ou perfume 
especial para se fazer notar?
Essa necessidade não é exclusiva de nossa espécie 
e é conhecida há bastante tempo, tendo sido inclusi-
ve estudada pelo naturalista inglês Charles Darwin 
(1809-1882). Darwin propôs uma teoria, denominada 
seleção sexual, para tentar explicar como certas ca-
racterísticas animais podem ser modeladas evoluti-
vamente pela competição para atrair o sexo oposto.
Essa competição tem sido tradicionalmente 
estudada entre os integrantes do sexo masculino, 
nos quais ela se expressa por meio de uma série de 
comportamentos e características morfológicas. Entre 
os exemplos clássicos do “arsenal” empregado pelos 
machos em suas conquistas sexuais, estão ornamentos 
como jubas, caudas, chifres, caninos proeminentes e 
colorações extravagantes. Além disso, condutas mas-
culinas como cantos e outras vocalizações, exibições 
comportamentais e disputas territoriais estão também 
associadas à atração de fêmeas.
Indivíduos portadores de características e com-
portamentos mais exuberantes conseguem obter um 
maior sucesso reprodutivo, pois se acasalam com mais 
frequência e produzem uma prole mais numerosa. 
Contudo, essas características morfológicas e compor-
tamentais podem, muitas vezes, representar riscos para 
a sobrevivência ou custos energéticos mais elevados 
para seus portadores.
Mas qual é o papel desempenhado pelas fêmeas 
na atração sexual? Há evidências de que as fêmeas 
selecionam ativamente seus parceiros sexuais, con-
tudo, ainda não se conhecem as implicações de tais 
escolhas. Em alguns casos, as fêmeas obtêm benefícios 
diretos, como alimentação, cuidado paternal e acesso 
a territórios de melhor qualidade. Porém, em outras si-
tuações, quando as fêmeas recebem pouco ou nenhum 
auxílio dos machos para criar a prole ou se proteger, 
as vantagens obtidas são desconhecidas.
Esses tópicos são de grande interesse para os ecó-
logos, porém ainda há pouco conhecimento da base 
genética associada às divergências no comportamen-
to sexual de machos e fêmeas. Apesar de esse enigma 
ainda estar longe de ser solucionado pela ciência, nos 
últimos anos os pesquisadores têm procurado res-
postas nas moléculas diretamente relacionadas com 
a diferença entre os sexos: os cromossomos sexuais.
Os cromossomos X e Y
Em
mamíferos, os machos têm dois cromossomos 
sexuais diferentes (XY) e são, portanto, heterogamé-
ticos. O sexo é determinado pelo cromossomo Y, que 
é herdado exclusivamente da linhagem masculina. 
Apesar de sua importância, o cromossomo Y represen-
ta apenas 0,38% do genoma humano e é assim deno-
minado porque se assemelha a uma letra Y quando 
analisado sob microscopia. Raciocínio idêntico pode 
ser aplicado ao cromossomo X.
O cromossomo Y tem duas regiões similares ou 
homólogas ao cromossomo X, que são responsáveis 
pelo pareamento dessas moléculas durante a divisão 
celular. Essas regiões, chamadas pseudoautossômicas 
(PAR1 e PAR2), estão localizadas nas extremidades do 
braço longo e do braço curto do cromossomo Y.
Contudo, cerca de 95% do cromossomo Y não se 
recombinam com o cromossomo X. Essa região, co-
nhecida como NRY (do termo inglês non-recombining 
region), tem genes em um estado individualizado ou 
haploide, que, por isso, são transmitidos diretamente 
entre os pais e seus filhos do sexo masculino.
Por vários anos, acreditou-se que o cromossomo 
Y fosse similar a um “deserto” que conduzia apenas 
um gene, conhecido como SRY (do termo inglês sex 
determining region), relacionado com a determina-
ção do sexo. Porém, pesquisas recentes revelaram que 
o cromossomo Y é bem mais rico: nos homens, por
exemplo, ele tem 86 genes – a maior parte presente em 
NRY –, que codificam 23 proteínas, muitas das quais
biologia B • aula 14
20 CURSINHO DA POLI
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produzem características distintivas do sexo masculino 
ou holândricas.
Alguns genes identificados na região NRY estão 
associados à manutenção da fisiologia celular. Con-
tudo, nessa região existem 10 genes expressos apenas 
nos testículos e que estão envolvidos com o controle 
da produção e da diferenciação de espermatozoides. 
Pacientes que têm deleções ou mutações em NRY 
apresentam um número reduzido ou uma ausência 
total de espermatozoides em seu sêmen.
Os genes na região NRY são expressos em cópias 
múltiplas. Esse padrão de ocorrência aumenta a efici-
ência da espermatogênese e diminui a influência de 
deleções ou mutações sobre esse processo. Esse tipo de 
arranjo também permite que esses genes apresentem 
diferenças em suas sequências e criem combinações 
de variantes gênicas ou alelos para cada indivíduo. 
Contudo, ainda não está definido claramente se existe 
uma relação entre a composição da região NRY e um 
maior sucesso em termos de seleção sexual.
Outros genes do cromossomo Y estão associados 
ao controle do desenvolvimento embrionário, da esta-
tura e do crescimento de dentes. Em várias espécies de 
mamíferos, embriões XY desenvolvem-se mais rapida-
mente até a metade da gestação do que embriões XX. 
Isso se reflete em um número maior de blastômeros e 
somitos, além de maior peso e tamanho corporal ou 
da cabeça. Esses processos parecem ser controlados 
por um único gene, denominado controlador do de-
senvolvimento do cromossomo Y ou GCY (do termo 
inglês growth control Y).
Os genes presentes em NRY influenciam aspectos 
envolvidos na seleção sexual na vida adulta. Alguns 
exemplos são os genes associados a um maior tama-
nho corporal e ao desenvolvimento de dentes, fatores 
importantes em processos de disputa territorial e pela 
atenção de fêmeas. Mas como essas descobertas sobre 
a biologia do cromossomo Y estão relacionadas à 
seleção sexual?
Influências sobre a seleção sexual
As características presentes em NRY se comportarão 
de forma diferenciada em comparação com genes au-
tossômicos (não sexuais). Fatores codificados nos autos-
somos só serão disseminados se forem benéficos para 
ambos os sexos ou quando os benefícios para um sexo 
forem maiores do que as desvantagens para o outro.
Como não existe recombinação para os genes pre-
sentes em NRY, as características por eles codificadas 
são passadas de forma inalterada entre indivíduos do 
sexo masculino em um grupo familiar. Genes benéficos 
para os machos mas prejudiciais para as fêmeas se 
acumularão no cromossomo Y e serão transmitidos 
apenas para os filhos e não para as filhas, nas quais 
eles poderiam ser selecionados negativamente.
Algumas dessas características transmitidas aos 
machos podem ter, contudo, efeitos negativos sobre 
as fêmeas, que terão custos fisiológicos e energéticos 
maiores para cuidar de uma prole com genes asso-
ciados com maior tamanho corporal e outras carac-
terísticas competitivas. Mas esse custo pode ser visto 
como uma espécie de “investimento” feito pelas fêmeas 
para as gerações futuras, que assim se tornarão mais 
fortes e resistentes.
Provavelmente, essas relações entre genes nos cro-
mossomos sexuais e o processo de seleção sexual só serão 
mais bem compreendidas à medida que forem realizadas 
pesquisas capazes de unir a ecologia com aspectos da 
biologia molecular, no momento algo tão raro quanto 
estabelecer uma trégua na batalha entre os sexos.
Jerry Carvalho Borges 
Departamento de Medicina Veterinária 
Universidade Federal de Lavras. 
Ciência Hoje on-line, publicado em 31 nov. 2009, 
atualizado em 10 dez. 2009.
pesquisar e ler
Um novo olhar sobre a reprodução nos traz Richard 
Dawkins, em O gene egoísta (Belo Horizonte: Itatiaia; São 
Paulo: Edusp, 1989), elaborando sofisticada e polêmica 
tese do comportamento social pautada na seleção na-
tural e na adaptação (Charles Darwin) e nos processos 
da genética clássica e moderna (de Mendel até Hugo 
DeVries). Na leitura da obra, abre-se uma nova oportu-
nidade para um mergulho nos assuntos estudados até 
aqui: biologia molecular, estrutura e funcionamento da 
célula, informação hereditária e como ela é processada. 
Mas, como acontece com algumas boas leituras, pode-
mos discordar das ideias e buscar fazer contrapontos 
com outros textos. Em linhas bem gerais, Dawkins de-
fende que a história evolutiva dos genes centrou-se na 
arte da sobrevivência – projetou os mais diferentes seres 
vivos; está no nosso corpo e mente – e determina, assim, 
alguns tipos de comportamentos (escravagismo entre 
populações de formigas, pequenos peixes limpadores 
de dentes de peixes que devem se controlar para não 
comer “o dentista”, abelhas camicases que, ao picar 
intrusos, morrem etc.). Portanto, preservar os genes é 
a única razão da existência. Para o autor, “o homem é 
máquina para os genes, um veículo-robô programado 
para preservar seus genes egoístas”.
gabarito
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2
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1. d
2. d
3. b
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1. b
2. b
3. a
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1. a
2. e
3. a
aula 15
biologia B
CURSINHO DA POLI 1
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Herança biológica
[...] A meta máxima do êxtase terreno,
Que é o de ver, quando da tumba me erguer,
Minha arte florescendo em paz,
Entre os que vierem depois de mim.
Gregor Johann Mendel1
A reprodução sexual, uma das características básicas 
dos seres vivos (exceto os vírus e as bactérias), segue um 
modelo na transmissão das informações hereditárias 
(de pais para filhos), que é um dos objetos de estudo 
da Genética.
Genética é a ciência que procura entender as 
características hereditárias (ou genéticas) dos seres 
vivos.
Nesses estudos, destacam-se três linhas:
1. A natureza, química e física, do material genético.
2. O mecanismo de transmissão do material genético.
3. A ação do material genético.
1. Trecho de um poema que Mendel escreveu ainda criança, por volta de 1834-35. Apud Helena 
Curtis, Biologia. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1977.
Representação diagramática das três principais linhas de 
estudo – bases da compreensão – da herança biológica (ou 
genética): a) natureza química do material genético, o DNA; 
b) mecanismo da transmissão das informações hereditárias 
através da meiose; c) resultado da ação do material 
hereditário na produção de proteínas.
a) b) c)
D
el
fim
 M
ar
tin
s/
Pu
ls
ar
Indivíduos da mesma espécie, ao se reproduzirem sexualmente, são capazes de produzir descendentes férteis pelo fato de 
compartilharem um patrimônio genético semelhante, produto de milhares de anos de evolução
biológica. a) gado; b) ovinos; 
c) seres humanos; d) galináceos e e) germinação da planta de feijão.
b) e)
a) d)c)
e)
biologia B • aula 15
2 CURSINHO DA POLI
2
2
2
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A compreensão dos fenômenos de que se ocupa 
a Genética permite fazer uma previsão das futuras 
gerações quanto aos aspectos da hereditariedade e da 
variedade biológica.
Os descendentes herdam de seus pais não as características 
biológicas da espécie, mas as informações necessárias para 
produzi-las.
Conceitos importantes usados na Genética
Cromossomos homólogos
A célula-ovo ou zigoto – que dará origem a um novo 
ser – contém dois conjuntos de cromossomos, um de 
origem paterna e o outro, materna. Diz-se que a célula é 
diploide. Os cromossomos herdados têm mesmo tama-
nho, mesma posição relativa do centrômero e portam 
genes para as mesmas manifestações hereditárias. 
Portanto, cromossomos homólogos têm semelhança 
morfológica e equivalência dos genes.
Lócus gênico
É o local que cada gene ocupa no cromossomo. 
A posição dos genes no cromossomo é invariável 
para as características de cada espécie. Isso mostra que a 
mudança de lugar do gene provoca alterações genéticas, 
as chamadas mutações.
Genes alelos
Como vimos, genes 
são trechos ou segmen-
tos informacionais, cons-
tantes nos cromosso-
mos, capazes de coman-
dar a síntese proteica. 
A principal substância 
química dos genes é o 
DNA. Genes alelos estão no mesmo lócus dos cromosso-
mos homólogos, mas podem se apresentar em versões 
diferentes. Por exemplo: na planta conhecida como boca-
-de-leão, um gene determina a cor branca das flores e
outro determina a cor vermelha; na mosquinha-da-fruta, 
um gene determina asas alongadas (também designa-
das selvagens) e outro determina asas rudimentares
(chamadas vestigiais).
Genoma
Cada espécie de ser vivo tem um conjunto completo 
de genes que a caracteriza: o genoma. O número de 
genes varia entre as espécies. Por exemplo, o genoma da 
bactéria Xylella fastidiosa (causadora da doença amare-
linho da laranja) tem 2 800 genes; o genoma do verme 
Caenorhabditis elegans, 18 400 genes, aproximadamente; 
na espécie humana, Homo sapiens sapiens, o tamanho 
do genoma está entre 30 e 50 mil genes.
Genótipo
A origem do termo é grega: genos = originar e 
typos = característico.
O genótipo é formado por várias subunidades, os 
genes, que determinam a natureza do fenótipo. O ge-
nótipo é transmitido de uma geração a outra. 
Fenótipo
Vem das palavras gregas pheno = evidente e 
typos = característico.
O fenótipo compõe-se das numerosas características 
(morfológicas, fisiológicas, microscópicas, de natureza 
química etc.) de um organismo.
É através do fenótipo que reconhecemos as seme-
lhanças e as diferenças entre os seres vivos.
Cabe acrescentar que o fenótipo pode responder ao 
ambiente, desde o da natureza até o do citoplasma, do 
corpo, do organismo etc. Por exemplo, o escurecimento 
da pele, nos seres humanos, sob a 
ação da luz solar. Mas nem todos 
respondem a essa capacidade, por-
que são geneticamente diferentes.
Devemos lembrar que os des-
cendentes não herdam fenótipos, 
mas a capacidade de produzi-los.
Br
uc
e 
Ay
re
s/
G
et
ty
 Im
ag
es
homólogos homólogos
cromossomos duplicados
não homólogos
posição
do gene
posição
do gene
homólogos
A a
z Z
cromossomos duplicados
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Outros termos
Homozigoto (ou puro)
O termo homozigoto designa um organismo que 
apresenta os genes alelos idênticos.
Certamente, o indivíduo homozigoto para determi-
nada característica produz apenas um tipo de gameta.
Por exemplo, o indivíduo homozigoto:
AA – produz gametas A (100%)
ou
aa – produz gametas a (100%)
Ilustração de cromossomos homólogos com genes alelos iguais.
Heterozigoto (ou híbrido)
Um organismo que tem dois alelos diferentes do 
gene é denominado heterozigoto. 
Por exemplo, o indivíduo heterozigoto:
Aa – produz gametas A (50%) e a (50%)
Ilustração de cromossomos homólogos com alelos diferentes.
Simbologia para os genes dominantes e 
recessivos
Convencionou-se utilizar a primeira letra do caráter 
recessivo para a resolução dos problemas em Genética. 
A letra maiúscula indica o gene dominante e a letra 
minúscula, o recessivo. Às vezes, usa-se o sinal + para 
indicar a presença e o sinal – para a ausência do caráter 
em estudo.
Exemplo 1
caráter dominante: A
caráter recessivo: a
Exemplo 2, em mosca-da-fruta
caráter dominante: asas alongadas (selvagem) +
caráter recessivo: asas rudimentares (vestigiais) –
No estudo da Genética, é importante compreender 
mais dois termos:
1. penetrância – refere-se à capacidade de manifes-
tação de um gene. 
2. expressividade – um gene dominante que se
expressa em todos os seus portadores tem 100% de 
penetrância; aquele que se expressa só em metade dos 
portadores tem 50% de penetrância, e assim por diante. 
Então, a manifestação de um gene (a penetrância) – 
mesmo de um caráter dominante – pode ser variável, 
porque depende de sua interação com os outros genes 
do indivíduo e com o ambiente.
homólogos
A A
homólogos
aa
ou
homólogos
A a
É aquele que se manifesta tanto em homozigose 
quanto em heterozigose.
É importante lembrar que ainda há quem guar-
de um conceito equivocado, pensando que o alelo 
dominante inibe a ação do outro, o gene recessivo. 
As pesquisas têm demonstrado que o caráter dito 
recessivo é aquele que não se expressa nunca. A 
característica recessiva, então, resulta da ausência da 
expressão do gene.
gene 
(recessivo)
enzima atividade/caráter
(caráter) recessivo
É aquele que não se expressa.
Por exemplo:
(caráter) dominante
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Relação entre a meiose e a genética
Vamos recordar brevemente o processo da divisão 
celular meiótica, importante ferramenta para o enten-
dimento da Genética.
O processo para a formação de células especiais, os 
gametas ou células germinativas dos organismos que 
se reproduzem sexuadamente, envolve a repartição dos 
cromossomos e, portanto, da carga genética, reduzida 
pela metade. Esse evento é chamado de meiose. Pouco 
antes da meiose, na intérfase, todos os cromossomos 
homólogos estão duplicados. A meiose envolve duas 
divisões citoplasmáticas sucessivas: na primeira, os cro-
mossomos homólogos duplicados emparelham-se, quer 
dizer, dispõem-se lado a lado; em seguida, separam-se, 
movendo-se para os polos opostos. Na segunda divisão, 
as células formadas carregam apenas um representante 
de cada par de cromossomos, ainda duplicados. Subse-
quentemente, o centrômero se divide e os braços dos 
cromossomos (as cromátides) se separa, dirigindo-se 
para polos opostos. O resultado da meiose é a formação 
de quatro células – os gametas, cada um com metade 
do número de cromossomos que tinha a célula original. 
Quadro-resumo da meiose, enfatizando o comportamento dos 
cromossomos e genes. a) Célula diploide heterozigótica: em um 
par de cromossomos homólogos, estão inscritos genes alelos di-
ferentes, A e a. No fim da intérfase, cada cromossomo tem duas 
cromátides-irmãs. Na metáfase I, os cromossomos homólogos 
ficam emparelhados. b) Na telófase I, o citoplasma se divide, 
separando (segregando) os homólogos e também os genes 
alelos. c) Os produtos da meiose são quatro células haploides 
que carregam os genes alelos em proporções diferentes, no caso, 
50% A e 50% a. Se a fecundação acontecer – por exemplo, se um 
dos gametas com o gene a fecundar outro gameta com o gene 
A –, a célula-ovo originada tem constituição cromossômica e 
de genes restabelecida para a espécie.
Exercícios
1. (Uel) Na Genética, uma expressão bastante conhecida 
diz que fenótipo é o genótipo mais o ambiente. Essa
expressão significa que
a) o ambiente altera o genótipo do indivíduo, visando
a sua adaptação.
b) o genótipo do indivíduo é o resultado da ação do
ambiente sobre seu fenótipo.
c) o fenótipo do indivíduo é o resultado da expressão
do seu genótipo em um dado ambiente.
d) o genótipo do indivíduo pode variar
como resultado 
da expressão do seu fenótipo em diferentes ambien-
tes.
e) o fenótipo do indivíduo é invariável e resulta da
expressão de seu genótipo, qualquer que seja o
ambiente.
2. (Fuvest) Dois grupos de mudas obtidas a partir de
um mesmo clone de plantas verdes foram colocados
em ambientes diferentes, um claro e outro escuro. De-
pois de alguns dias, as plantas que ficaram no escuro
estavam estioladas, o que significa que os dois grupos
apresentavam
a) genótipos e fenótipos iguais.
b) genótipos e fenótipos diferentes.
c) genótipos variados em cada grupo.
d) o mesmo genótipo e fenótipos diferentes.
e) o mesmo fenótipo e genótipos diferentes.
Estudo orientado
exercícios
1. (Fatec-SP) Eduardo e Mônica decidiram recorrer a um 
procedimento de útero em substituição (ou barriga de
aluguel) para gerar um filho. Desse modo, um óvulo de 
Mônica foi fecundado in vitro por um espermatozoide de 
Eduardo e o embrião foi posteriormente implantado no 
útero de outra mulher, definida como receptora. Nessas 
condições, as características genéticas da criança gerada 
serão determinadas pelas características genéticas
a) de Eduardo, de Mônica e da receptora.
b) de Eduardo e da receptora, apenas.
c) de Eduardo e de Mônica, apenas.
d) da receptora, apenas.
e) de Mônica, apenas.
2. (Unesp) Um casal procurou ajuda médica, pois há
anos desejava gerar filhos e não obtinha sucesso. Os
exames apontaram que a mulher era reprodutivamente 
normal. Com relação ao homem, o exame revelou que a 
genes alelos
homólogos
Veja no esquema
um par de 
cromossomos 
homólogos 
com os 
genes alelos.
Os cromossomos homólogos 
separam-se no final da meiose I.
Quando da separação 
dos homólogos,
os genes alelos também
se separam, na formação
dos gametas.
A A a a
A a
ovo ou zigoto
A
A A a a
A a
fecundação
a)
b)
c)
homólogos
A A a a
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espermatogênese era comprometida por uma alteração 
cromossômica, embora seu fenótipo e desempenho 
sexual fossem normais. Por causa dessa alteração, não 
ocorria o pareamento dos cromossomos homólogos, a 
meiose não avançava além do zigóteno e os espermató-
citos I degeneravam. Desse modo, é correto afirmar que 
a análise do esperma desse homem revelará
a) secreções da próstata e das glândulas seminais, mas 
não haverá espermatozoides, em razão de não se
completar a prófase I.
b) sêmen composto por espermátides, mas não por esper-
matozoides, em razão de não se completar a esperma-
togênese pela falta de segregação cromossômica.
c) espermatozoides sem cromossomos, em função da
não segregação cromossômica, e sem mobilidade,
em razão de o sêmen não ter secreções da próstata
e das glândulas seminais.
d) uma secreção mucosa lubrificante, eliminada pelas
glândulas bulbouretrais, além de espermatogônias
anucleadas, em razão da não formação da telófase I.
e) secreções das glândulas do sistema genital mascu-
lino, assim como espermatozoides com 2N cromos-
somos, em razão da não segregação das cromátides 
na anáfase II.
3. (Unesp)
Método de contracepção definitiva começa a se
popularizar no país
Consagrado nos Estados Unidos há quase uma 
década, o Essure é um procedimento feito em ambu-
latório, que dispensa cortes. O Essure consiste de dois 
dispositivos metálicos com 4 centímetros, instalado 
no início das tubas uterinas por meio de um equipa-
mento bem fino, que é introduzido no canal vaginal. 
Em algumas semanas, as paredes das tubas recobrem 
os microimplantes, obstruindo as tubas e fazendo do 
Essure um método contraceptivo permanente.
Diego Sponchiato, Revista Saúde, 
maio de 2012 (adaptado).
Considerando o modo pelo qual o dispositivo mencio-
nado no texto leva à contracepção, é correto afirmar 
que ele impede
a) a locomoção do espermatozoide da vagina para o
útero, e deste para as tubas uterinas, com resultado
análogo ao provocado pelos cremes espermicidas.
b) que o embrião seja conduzido da tuba uterina até
o útero, com resultado análogo ao provocado pela
camisinha feminina, o Femidom.
c) a implantação do embrião no endométrio, caso o
óvulo tenha sido fecundado com resultado análogo 
ao provocado pelo dispositivo intrauterino, o DIU.
d) que ocorra a ovulação, com resultado análogo ao
provocado pela pílula anticoncepcional hormonal.
e) que o espermatozoide chegue ao ovócito, com re-
sultado análogo ao provocado pela laqueadura.
4. (Uece) Os termos a seguir fazem parte da nomencla-
tura genética básica. Assinale as alternativas que trazem 
o significado correto de cada um desses termos e dê a
soma ao final.
(01) Gene é sinônimo de molécula de DNA.
(02) Genótipo é a constituição genética de um indivíduo.
(04) Dominante é um dos membros do par de alelos que 
se manifesta inibindo a expressão do outro.
(08) Fenótipo é a expressão do gene em determinado
ambiente.
(16) Genoma é o conjunto de todos os alelos de um
indivíduo.
Resultado: 01 + 02 + 08 + 16 = 27
5. (Enem)
Não é de hoje que o homem cria artificialmente 
variedade de peixes por meio da hibridação. Essa 
é uma técnica muito usada pelos cientistas e pelos 
piscicultores porque os híbridos resultantes, em geral, 
apresentam maior valor comercial do que a média 
de ambas as espécies parentais, além de reduzir a 
sobrepesca no ambiente natural. 
Terra da Gente, ano 4, n. 47, mar. 2008 (adaptado).
Sem controle, esses animais podem invadir rios e lagos 
naturais, se reproduzir e
a) originar uma nova espécie poliploide.
b) substituir geneticamente a espécie natural.
c) ocupar o primeiro nível trófico no hábitat aquático.
d) impedir a interação biológica entre as espécies pa-
rentais.
e) produzir descendentes com o código genético mo-
dificado.
roda de leitura
Genética molecular
A genética molecular tem as suas fundações na ge-
nética clássica, mas dá um enfoque maior à estrutura e 
à função dos genes ao nível molecular. Ela emprega os 
métodos quer da genética clássica (por exemplo, a hi-
bridação) quer da biologia molecular. É assim chamada 
para se poder distinguir de outros ramos da genética, 
como a ecologia genética e a genética populacional. 
Uma área importante dentro da genética molecular é 
aquela que usa a informação molecular para determi-
biologia B • aula 15
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nar os padrões de descendência e daí avaliar a correta 
classificação científica dos organismos: chamada sis-
temática molecular.
O estudo das características herdadas e que não es-
tão estritamente associadas a mudanças na sequência 
do DNA é chamado de epigenética.
Alguns autores defendem que a vida pode ser 
definida, em termos moleculares, como o conjunto de 
estratégias que os polinucleotídeos de RNA usaram 
e continuam a usar para se perpetuar. Essa definição 
baseia-se em trabalho dirigido para conhecer a origem 
da vida, estando associada à hipótese do RNA.
Forward genetics (genes responsáveis 
por determinado fenótipo)
Uma das primeiras ferramentas a ser utilizadas pelos 
geneticistas moleculares foi a de rastrear os genes. O 
objetivo desta técnica é identificar o gene responsável 
por um determinado fenótipo. Muitas vezes, usa-se um 
agente mutagênico para acelerar esse processo. Uma vez 
isolados os organismos mutantes, torna-se possível iden-
tificar molecularmente o gene responsável pela mutação.
Reverse genetics (genética reversa 
é descobrir a função de um gene)
Embora rastrear os genes da forward genetics seja 
eficaz, podemos usar uma abordagem mais direta: 
determinar o fenótipo resultante da mutação de um 
determinado gene. A isto se chama reverse genetics. Em 
alguns organismos, tais como leveduras e ratinhos, é pos-
sível induzir uma deleção em um gene específico, criando 
um gene-nocaute. Uma alternativa possível é induzir 
deleções aleatórias no DNA e selecionar posteriormente 
as deleções em genes de interesse, usar interferência de 
RNA e criar organismos transgênicos em que vai haver 
uma sobre-expressão do gene de interesse.
Brasil Escola. 
Disponível em: brasilescola.uol.com.br/biologia/genetica-
-molecular.htm.
açúcares, proteínas etc. 
é o lugar onde ocorrem reações químicas importan-
tes para a vida celular.
3. ribossomos: estruturas granulares imersas no cito-
plasma que participam da produção das proteínas
de que as células necessitam.
4. cromatina: o material genético ou hereditário, tam-
bém localizado no citoplasma, disposto em fios ou
filamentos. A cromatina coordena todas as atividades 
da célula e tem a capacidade de se duplicar.
As estruturas mínimas para qualquer padrão celu-
lar aproximam-se bastante daquelas encontradas nas 
bactérias. 
Comparando os padrões celulares 
A célula procariótica da bactéria, 
estruturalmente a mais simples
As bactérias têm organização estrutural celular sim-
ples, com todos os elementos indispensáveis a qualquer 
célula.
Dizemos tratar-se da estrutura celular mais simples 
porque dela não constam, além da carioteca (que só apa-
rece nas células eucarióticas), sistemas membranosos e 
outras estruturas citoplasmáticas chamadas organelas.
As bactérias têm uma particularidade: uma rede en-
volvente, externa à membrana plasmática, denominada 
parede bacteriana ou membrana esquelética, cuja função 
é dar proteção mecânica.
Células: as unidades estruturais e fundamentais dos seres vivos
Células 
procarióticas das 
bactérias, estrutu-
ralmente as mais 
simples. Dimensão 
aproximada: 1,5 µm.
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Células eucarióticas, estruturalmente as mais complexas. 
Observe a riqueza dos detalhes citoplasmáticos, as organelas.
Dimensão aproximada de 80 µm.
A estrutura geral de uma célula eucariótica
A seguir, isolamos e listamos os principais componen-
tes da célula eucariótica, cujo funcionamento depende 
da integração dessas partes.
Apesar de todo o avanço científico e tecnológico, 
ainda há muito o que aprender sobre as células. Leia o 
texto abaixo.
Os vírus, seres vivos acelulares
A gripe acomete os seres humanos desde as mais 
antigas civilizações. Você já ficou gripado, apresentando 
sintomas como calafrios, dores musculares, mal-estar e 
coriza? Provavelmente sim.
A gripe é causada por um tipo de vírus que infecta 
nossas células e se reproduz dentro delas, liberando 
substâncias nocivas a nosso organismo.
Os vírus diferem de todos os outros seres vivos, 
porque não são formados pelas estruturas mínimas 
celulares, mas por duas substâncias: proteínas e ácidos 
nucleicos. As proteínas, nesse caso chamadas capsídeos, 
envolvem e protegem o material genético, isto é, os 
ácidos nucleicos, que podem ser moléculas de ácido 
desoxirribonucleico (DNA) ou de ácido ribonucleico 
(RNA); nunca as duas num mesmo vírus.
Acredita-se que os vírus se tenham originado de 
células que se tornaram parasitas intracelulares obri-
gatórios e sofreram simplificação estrutural durante a 
evolução biológica.
Os vírus só manifestam características de seres vivos 
na reprodução. Nesse aspecto, devemos considerar: 
primeiro, a necessidade da duplicação do conteúdo 
genético; segundo, a da síntese proteica do capsídeo. 
Portanto, os vírus dependem do aparelho estrutural e 
funcional da célula hospedeira. 
Tomemos, a título de exemplo, a multiplicação viral 
da gripe. Inicialmente, os vírus inalados aderem às células 
As células eucarióticas animal e vegetal, 
estruturalmente as mais complexas
As células eucarióticas têm carioteca e organização 
estrutural complexa. São ricas em detalhes citoplasmá-
ticos, formados por elementos membranosos e pelas 
organelas. Estas geralmente têm formas e funções de-
finidas, relacionadas à manutenção da eficiência celular, 
como veremos mais adiante.
Retículo endoplasmático: cavidade delimi-
tada pela membrana plasmática. O retículo 
é classificado como granular (ou rugoso ou 
ergastoplasma), quando está aderido aos 
ribossomos. Quando não há ribossomos, o 
retículo é denominado agranular (ou liso). 
4 funções: transporte, armazenamento e 
síntese de substâncias
Aparelho de Golgi: é um conjunto de mem-
branas em forma de sáculos achatados que 
se comunica com o retículo.
4 funções: concentrar os materiais elabo-
rados no retículo e eliminá-los
Lisossomo: é uma organela membranosa 
arredondada, originada no brotamento do 
Golgi, cheia de enzimas digestivas.
4 funções: digestão de alimentos vindos 
de fora da célula e eliminação de organelas 
velhas
Mitocôndria: é uma bolsa membranosa em 
forma de bastonete.
4 função: respiração celular, isto é, liberação 
de energia através da degradação de subs-
tâncias (sobretudo dos açúcares) com uso 
do gás oxigênio
Centríolos: são pequenas estruturas tubu-
lares não membranosas do hialoplasma 
(de vegetais que produzem frutos – as 
angiospermas).
4 função: participar da divisão celular
Cloroplasto: é uma organela membranosa 
presente somente nas células vegetais.
4 função: transformar energia lumino-
sa em energia química na produção de 
substâncias como os açúcares e o gás 
oxigênio – processo conhecido por fotos-
síntese
Vacúolo: é uma estrutura membranosa atu-
ante em vários processos. Há, por exemplo, 
vacúolos de digestão, vacúolos de contração 
(ou pulsação), vacúolos de suco celular e 
vacúolos de eliminação.
Parede celulósica: é um revestimento 
externo à membrana plasmática, exclusivo 
das células vegetais. É formada por uma 
substância denominada celulose. 
4 função: proteção mecânica
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hospedeiras, por exemplo, do nariz ou da garganta. Então, 
atravessam a membrana celular e, no citoplasma, os cap-
sídeos serão digeridos. Livres, os RNAs virais começam a 
construção de novos RNAs, idênticos a eles, e também 
de moléculas de RNA capazes de elaborar o capsídeo, 
usando as enzimas e os elementos químicos da célula 
infectada. O surgimento da nova população viral dentro 
da célula hospedeira é feito pela associação do capsídeo 
com as moléculas do RNA que, uma vez libertas, podem 
atacar outras células sadias. Algumas das células que 
hospedam o vírus da gripe acabam morrendo.
Ilustração 
artística de vírus 
que parasita 
bactérias: 
trata-se de um 
bacteriófago.
Exercícios
1. (Unicamp) Considere os seguintes componentes
celulares:
I – parede celular.
II – membrana nuclear.
III – membrana plasmática.
IV – DNA
É correto afirmar que as células de
a) fungos e protozoários possuem II e IV.
b) bactérias e animais possuem I e II.
c) bactérias e protozoários possuem II e IV.
d) animais e fungos possuem I e III.
2. (Mackenzie) Em comum, as células de cianobactérias, 
algas e plantas têm
a) parede celulósica.
b) pigmento clorofila.
c) cloroplasto.
d) núcleo organizado.
e) pigmentos carotenóides.
Estudo orientado
exercícios
1. (Unicamp − modificado) São estruturas encontradas 
em vegetais
a) parede celular, grana, mitocôndria, glândula sebácea, 
DNA.
b) mitocôndria, carioteca, axônio, núcleo, estroma.
c) mitocôndria, vacúolo, tilacoide, cromossomos.
d) dendrito, cloroplasto, DNA, endométrio.
2. (Unesp) A figura representa os esquemas de duas
células.
Porém, o ilustrador cometeu um engano ao identificar 
as estruturas celulares. É correto afirmar que
a) II é uma célula vegetal e o engano está na identifi-
cação do complexo golgiense nesta célula, uma vez
que este aparece nas células animais, mas não em
células vegetais.
b) II é uma célula animal e o engano está na identifica-
ção do vacúolo em ambas as células, além de este ser 
característico de células vegetais, mas não de animais.
c) II é uma célula animal e o engano está na identifica-
ção dos centríolos nesta célula, uma vez que estes
são característicos de células vegetais, mas não de
animais.
d) I é uma célula animal e o engano está na identificação 
das mitocôndrias em ambas as células, além de estas 
ocorrerem em células animais, mas não em células
vegetais.
e) I é uma célula vegetal e o engano está na identifi-
cação da membrana plasmática, nesta célula, uma
vez que esta ocorre em células animais, mas não em 
células vegetais.
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12 CURSINHO DA POLI
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Acesso em: 16 maio 2016.
pesquisar e ler
A adaptação biológica é a capacidade do organismo 
em se ajustar, dentro de certos limites, a determinada 
condição ambiental – a temperatura, a falta de água, a 
pressão etc. –, em busca da sobrevivência. O livro Genéti-
ca e adaptação, de E. B. Ford (São Paulo: Editora Pedagógi-
ca e Universitária e EDUSP, 1980), fundamenta o aspecto 
essencial da adaptação: as taxas de alteração genética. 
Se a evolução dos animais e dos vegetais é produto da 
seleção natural sobre a variabilidade genética, exige-se 
tanto uma variabilidade herdável imensa como uma 
estabilidade hereditária, que possa manter as qualidades 
que lhe sejam úteis. Como qualidades opostas – varia-
bilidade e estabilidade genética – se mantêm, podendo 
dirigir a evolução? A obra mostra que isso é possível se 
entendermos que a unidade transmitida dos genitores 
aos descendentes encontra-se nos cromossomos, que 
podem ser recombinados de infinitas maneiras, graças 
à segregação. O autor faz emergir inúmeros trabalhos 
científicos analisando-os cuidadosamente, embora de 
forma resumida. Também dedica um capítulo à adapta-
ção genética do homem, apresentando aspectos funda-
mentais da evolução humana, por exemplo, a produção 
de apenas um embrião em cada concepção, para livrá-lo 
da competição intrauterina e, assim, permitir um tempo 
mais longo de desenvolvimento. O controle genético 
sobre esse fato é a velocidade de crescimento do corpo 
e da quantidade de óvulo liberada num certo intervalo 
de tempo pelo ovário. 
ver e ouvir
Mendel e a Genética
Série de documentários da Didak Vídeos (São 
Paulo, 1999). Mostra gravações no “jardim de Mendel”, em 
Brno, Tchecoslováquia, repetindo as experiências com 
ervilhas, que se tornaram a base da genética: dominância 
e recessividade, disjunção dos caracteres e segregação. 
Também estão relacionadas pesquisas posteriores de 
geneticistas como Correns, De Vries, Morgan e Muller.
navegar
Museu Gregor Mendel: www.mendel-museum.org.
aula 16
CURSINHO DA POLI 7
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Gregor J. Mendel evidenciou a des-
continuidade das características ao 
longo das gerações, o que suplantou 
a teoria da herança por mistura.
Disponível em: biologiaviva.xpg.com.br/ 
mendelismo.htm. Acesso em : 23 jan. 2016.
As bases do estudo de Genética: os 
princípios mendelianos
Gregor Johann Mendel 
(1822-1884) formou-se em 
História Natural entre os 
anos de 1851 e 1853, na 
Universidade de Viena; e 
retornou à cidade de Brno 
( Tchecoslováquia), onde 
era padre. Além de ser na-
turalista, adquiriu ótima 
formação matemática, ini-
ciando nessa época seus 
experimentos com ervilhas.
Os cruzamentos experimentais de Mendel no 
estudo da transmissão de uma característica
Mendel realizou experimentos com cruzamentos de 
ervilhas, Pisum sativum, analisando os pais e os descen-
dentes quanto a uma determinada característica. Por 
exemplo, a textura da casca da semente, lisa ou rugosa.
caráter das sementes
Diagrama ilustrado de um dos cruzamentos experimentais 
de Mendel. a) Mendel denominou geração parental ou pais 
(P) as plantas de ervilhas cruzantes – método da fecunda-
ção cruzada – que produziam sementes lisas e sementes 
As bases do estudo da Genética: os princípios mendelianos
rugosas. Mendel conhecia a ascendência dessas plantas, 
considerando que elas eram puras. b) Os descendentes do 
cruzamento P (liso x rugoso) foram chamados de 1a geração 
ou F
1
. Nesse caso, o resultado obtido foram plantas que pro-
duziam apenas sementes lisas (100%). Mendel permitiu que 
as plantas F
1
 se reproduzissem sem sua interferência, através 
da autofecundação. c) Mendel analisou os descendentes de 
F
1
, contando-os e verificando os fenótipos, concluindo que 
para cada três sementes lisas uma era rugosa – a proporção 
era de 3:1. Mendel repetiu esse cruzamento várias vezes, 
obtendo sempre o mesmo resultado – 3:1.
A explicação
• cada caráter (nesse caso, liso ou rugoso) é determinado
por um par de fatores;
• na formação dos gametas, os fatores separam-se;
• no encontro dos gametas (fecundação), os fatores
unem-se de novo, ao acaso.
A explicação de Mendel pode ser considerada como 
um exemplo de modelo de hipótese partindo da obser-
vação de experimentos controlados.
Esquematicamente, temos:
caráter das sementes
a) (fecundação cruzada)
geração parental (P) RR x rr
 (linhagem pura) (liso) (rugoso) (linhagem pura)
b) (autofecundação)
gametas R r
encontro gamético (F
1
) Rr x Rr 
(híbrido) (100% liso)
c) gametas R ou r R ou r
RR ou Rr ou Rr ou rr
encontros gaméticos possíveis (F
2
)
(proporção 25% [RR] + 50% [Rr] = 75% [R_] ; 25% [rr])
Diagrama ilustrado da interpretação de Mendel para o cruza-
mento descrito acima. a) Mendel designou letras para os fatores 
(genes) envolvidos no estudo. Em minúsculo, a letra inicial da 
característica dita “recessiva”; em maiúsculo, a “dominante”. Cada 
característica é determinada por um par de fatores, no esquema 
temos: RR (liso) x rr (rugoso). b) Como o caráter “semente rugosa” 
não apareceu, foi dito recessivo, em oposição à semente lisa, 
dominante. Sem conhecer a meiose, Mendel supôs que os fatores 
(genes) se separam (segregam) na formação dos gametas. Assim, 
a planta RR só produz gametas com o fator R e a planta rr pro-
duz gametas com o fator r; quando cruzadas, os descendentes 
herdam o R e o r dos pais; as plantas não são mais “puras” para o 
caráter e foram chamadas de híbridas, Rr (hoje heterozigotas). 
c) Mendel permitiu que as plantas que produziam sementes lisas
Rr se autofecundassem. Elas eram capazes de formar gametas 
com o fator R (50%) e r (50%). Os encontros gaméticos previstos 
por Mendel – 1/4 RR, 1/2 Rr e 1/4 rr – coincidiram com os resulta-
dos obtidos nos cruzamentos experimentais, isto é, 3:1.
Re
p
ro
d
uç
ão
/A
E
Gregor Mendel, considera-
do o fundador da Genética.
biologia B • aula 16
8 CURSINHO DA POLI
2
2
2
-5
 Mendel chamou de fatores o que hoje denomina-
mos genes.
O enunciado da 1a lei de Mendel: lei da 
segregação
As análises dos cruzamentos experimentais de 
Gregor Mendel no estudo de uma característica concluíram 
que: os fatores (genes) segregam-se (separam-se) entre si 
na formação dos gametas. Essa afirmação ficou conhecida 
como lei da segregação dos fatores ou primeira lei de Mendel.
Atualmente, os estudos da herança biológica envol-
vendo apenas um par de alelos são classificados como 
herança monogênica ou monoibridismo.
Outros exemplos de herança monogênica
Muito antes dos cruzamentos experimentais de 
Mendel, a ideia mais corrente sobre a herança biológica 
era a da fusão das características dos pais. Um dos fatos 
que representava considerável apoio a essa tese era o 
casamento entre negros e brancos, que produzia des-
cendentes mulatos. Daí o impacto e a mudança de con-
cepção sobre a hereditariedade, e a enorme importância 
dos princípios mendelianos, que podem ser estendidos 
para qualquer organismo, vegetal ou animal. 
Contudo, cabe a ressalva de que nem todas as carac-
terísticas são herdadas de modo simples, e nem sempre 
uma característica é completamente dominante sobre a 
outra (o que não foi previsto por Mendel), como veremos 
mais adiante. Por ora, seguem outros exemplos nos quais 
está envolvido apenas um par de genes.
• herança do tipo da asa em mosca-da-fruta
Em certa espécie de mosca, pequena, conhecida
como mosca-da-fruta, a Drosophila melanogaster, os 
indivíduos têm asas alongadas, que os pesquisadores 
chamam de selvagens. As moscas criadas em laboratório 
podem apresentar asas que diferem da selvagem. Em 
geral, essas asas são rudimentos conhecidos como asa 
vestigial, uma característica mutante.
Cruzando-se moscas homozigotas de asas selva-
gens com moscas homozigotas de asas vestigiais, 
todos os descendentes têm asas do tipo selvagem. 
Cruzando-se esses descendentes entre si, surgem 
descendentes de
roda de leitura
Vida: podemos conceituá-la?
Estamos cercados por vida. Os seres vivos estão 
espalhados por todo o planeta Terra, podendo habitar 
os ambientes mais inóspitos como desertos ou regiões 
polares. No dia a dia, podemos deparar vários organis-
mos, dos mais diversos tamanhos e formas.
 Mesmo nas grandes cidades, onde os problemas 
decorrentes da poluição e do desmatamento têm ge-
rado o desaparecimento de muitas plantas e animais, 
ainda existem diferentes árvores, insetos, pássaros, 
pequenos mamíferos etc. Na verdade, nem é preciso 
sair de casa para encontrar seres vivos. Quem nunca 
acordou com o zumbido de um mosquito ou encontrou 
o açucareiro povoado por formigas? E nós, afinal? Não
somos também seres vivos?
A vida é um fenômeno intrigante. Inicialmente, 
não parece ser um grande enigma; afinal, de modo 
geral, é muito fácil distinguir um organismo vivo de 
um não vivo – peixes e formigas estão vivos, enquan-
to velas, cristais e nuvens não estão. No entanto, 
essa questão se torna mais difícil quando tentamos 
classificar casos limítrofes como os vírus ou a sopa 
bioquímica envolvendo fragmentos de RNA dos 
laboratórios de genética: casos limítrofes como os 
vírus levantam a questão geral de se a vida é preta 
ou branca, como parece à primeira vista, ou se ela 
também tem tons de cinza. 
 A grande diversidade de seres vivos encontrada na 
Terra nos leva a questionar qual ou quais propriedades 
esses organismos teriam em comum. Para dificultar 
ainda mais as coisas, é preciso levar em consideração 
que, quando a vida surgiu no planeta, ela apresen-
tava formas transientes, anteriores ao surgimento 
das células. Outro aspecto que se deve ter em conta 
é a possibilidade de existirem formas extraterrestres 
de vida. Alguns cientistas – como Matsuura, por 
exemplo – acreditam que o caráter do planeta Terra 
não é excepcional, mas apenas um dentre os vários 
possíveis nichos de vida no Universo (essa concepção 
é conhecida como princípio da mediocridade). Outros 
consideram possível a existência de diferentes tipos de 
vida baseados não no carbono, mas no silício, apesar 
de este apresentar ligações químicas mais fracas que 
as do carbono e ter suas cadeias rompidas em presença 
de água. Existe ainda o estudo da Vida Artificial, que 
é relativamente novo e interdisciplinar, procurando, 
a partir do uso da computação e da robótica, bem 
como da manipulação gênica e de outros métodos 
da biotecnologia, construir formas completamente 
novas e genuínas de vida, para compreender o que 
3. (Enem) Uma indústria está escolhendo uma linhagem de microalgas que otimize a secreção de polímeros comestíveis, 
os quais são obtidos do meio de cultura de crescimento. Na figura podem ser observadas as proporções de algumas
organelas presentes no citoplasma de cada linhagem.
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Q
u
an
ti
d
ad
e 
d
e 
o
rg
an
el
as
Perfil celular das linhagens de microalgas
Linhagem I Linhagem II Linhagem III Linhagem IV Linhagem V
20
20
50
10
20
35
40
5
20
15
35
30
20
35
15
30
20
40
20
20
Núcleo
Retículo endoplasmático
Complexo golgiense
Mitocôndrias
Qual é a melhor linhagem para se conseguir maior rendimento de polímeros secretados no meio de cultura?
a) I.
b) II.
c) III.
d) IV.
e) V.
biologia B • aula 2
CURSINHO DA POLI 13
2
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2
2
2
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seria verdadeiro em termos universais acerca da vida 
e o que seriam simplesmente aspectos particulares 
ou contingentes. Assim, seria insatisfatório estudar e 
definir vida com base apenas nas formas encontradas 
atualmente no nosso planeta. Para que um conceito 
abranja todos os seres vivos, é preciso considerar as 
formas encontradas no passado, além de incluir o 
estudo da Vida Artificial, ou seja, não só a “vida-como-
-nós-a-conhecemos” em seus espécimes terrestres, mas 
também a “vida-como-ela-poderia-ser” .
 Por essa dificuldade de definir vida e pela tendên-
cia experimentalista que hoje predomina na biologia, 
originou-se entre os biólogos uma atitude cética a 
respeito da conceituação de vida. Grande parte deles 
passou a ignorar essa questão, seja por considerá-la 
muito difícil, seja por acreditar que uma definição de 
vida não teria nenhuma importância prática para a 
ciência. Essa posição tomada por boa parte dos bió-
logos – que, por definição, são os estudiosos da vida 
– causa espanto. Afinal, era de esperar que eles fossem 
os primeiros a procurar definir de forma clara seu ob-
jeto de investigação. No entanto, a visão atual sobre
a definição de vida no campo da biologia não reflete 
essa expectativa natural, como destaca Mark Bedau:
Havia um tempo em que a natureza da vida dizia 
respeito aos filósofos – pense em Aristóteles e Kant 
–, mas a maioria dos filósofos atualmente ignora 
essa questão, talvez porque ela pareça ser “científica” 
demais. Ao mesmo tempo, enquanto alguns biólogos 
fazem comentários a respeito da vida, o campo da 
biologia apresenta poucas discussões sérias e cor-
roboradas da questão em geral, talvez porque esse 
tópico pareça “filosófico” demais.
 Mayr, por exemplo, afirma que os esforços para 
definir vida são fúteis, na medida em que está inteira-
mente claro que não há substância, objeto ou força 
especial que possa ser identificada com a vida. Ele 
acrescenta, no entanto, que o processo da vida poderia 
ser definido e compreendido, visto que existe uma dife-
rença real entre os seres vivos e os objetos inanimados. 
Existiriam características comuns a todos os processos 
vivos e inexistentes nos processos inanimados. A 
forma como Mayr aborda o problema da definição 
de vida, colocando o agrupamento de características 
comuns aos processos vivos como a única maneira de 
diferenciá-los dos processos inanimados, é uma atitu-
de comum entre os biólogos, tendo sido denominada 
por Emmeche visão tradicional sobre a definição 
de vida. Na tentativa de encontrar definições para a 
vida, alguns cientistas formularam listas buscando 
destacar as características que seriam comuns a to-
dos os seres vivos. Essas características serviriam para 
agrupar os seres vivos e, assim, distingui-los dos não 
vivos. Muitas listas foram criadas, como a de Crick, que 
apresentava aspectos como autorreprodução, evo-
lução e metabolismo; a de Farmer e Belin, que citava 
oito características comuns aos seres vivos: processo, 
autorreprodução, armazenamento de informações, 
metabolismo, interações funcionais com o ambiente, 
estabilidade sob perturbações e capacidade de evoluir; 
e a de Mayr, que também listou oito características: 
organização complexa e adaptativa; singularidade 
química, no sentido das propriedades extraordinárias 
observadas nas macromoléculas normalmente encon-
tradas em seres vivos, mas não na matéria inanimada; 
qualidade (onde Mayr faz um contraste entre o mundo 
físico como um mundo de quantificação e o mundo 
biológico como um mundo de qualidades, diferenças 
individuais, sistemas de comunicação, interações em 
ecossistemas etc.); individualidade e variabilidade; 
presença de um programa genético; natureza histó-
rica; seleção natural; e indeterminação (incluindo a 
emergência de qualidades genuinamente novas no 
curso da evolução biológica).
 A tentativa de caracterizar a vida por meio de 
listas de características é cercada por problemas de 
solução difícil ou até mesmo impossível. Um deles 
diz respeito ao número e ao tipo das propriedades 
que devem ser incluídas numa lista de condições ne-
cessárias e suficientes para a vida. De todas as listas 
possíveis de propriedades, qual seria a mais correta? 
Como poderíamos garantir que uma propriedade 
essencial não foi deixada de fora? Ou que não foi 
incluída uma propriedade dispensável? Não temos 
como responder a essas perguntas, pelo simples 
fato de que não podemos ter acesso à essência da 
vida, àquilo que define essencialmente um sistema 
como vivo. E há ainda o problema das chamadas 
“formas limítrofes” como os vírus e outras estruturas 
moleculares que apresentam,
ao mesmo tempo, 
propriedades características da matéria bruta e de 
seres vivos. O próprio Mayr, por exemplo, reconheceu 
que sua lista provavelmente seria incompleta e um 
pouco redundante. Na verdade, todas as caracteriza-
ções da vida produzidas por meio de listas tendem a 
ser incompletas ou redundantes; afinal, não basta 
fornecer uma lista de propriedades definidoras de 
vida; é preciso relacionar essas características e 
enquadrá-las em algum paradigma específico da 
biologia. Deve-se atentar, então, para o modo como 
os conceitos adquirem significado num paradigma: 
Em um paradigma, os conceitos são definidos 
em termos de outros conceitos, ou seja, eles não ad-
quirem significado de maneira isolada e tampouco 
por meio de uma relação entre o ato de definir (isto 
é, de dar um significado particular a um conceito) e 
a realidade. Ao contrário, definir um conceito implica 
biologia B • aula 2
14 CURSINHO DA POLI
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inseri-lo numa rede de conceitos que se sustentam 
mutuamente e conferem significado uns aos outros. 
Essa rede de conceitos não pretende capturar a 
realidade essencial do que está sendo definido (por 
exemplo, a vida). O que acontece é que o conceito 
que está sendo definido adquire um significado es-
pecífico em virtude de suas conexões com os demais 
conceitos na rede. 
 Mark Bedau exemplifica a necessidade de buscar 
causas para as características comuns aos seres vivos 
num trecho muito interessante de seu artigo “The Na-
ture of Life”, no qual faz uma analogia entre uma lista 
de características para a vida e uma síndrome médica.
A lista deve se referir a algo como uma síndrome 
médica – uma coleção de sintomas para os quais 
não existe causa. Mas, quando médicos descobrem 
a coexistência das características de uma lista de 
sintomas, eles buscam uma causa subjacente. 
 Quando o conceito de “vida” adquire significado 
no contexto de um paradigma, é importante verificar 
se as características dos seres vivos, antes meros tópi-
cos de uma lista incompleta, passam a ser explicadas 
por meio de causas subjacentes, tornando-se, assim, 
significativas no contexto daquele paradigma.
Claus Emmeche propõe os seguintes requisitos 
básicos para uma definição satisfatória de vida: (i) 
uma definição deve ser universal e coerente com a 
compreensão dos sistemas vivos na ciência moder-
na; (ii) ser estruturada de modo a proporcionar uma 
compreensão clara e uma transmissão fácil de seu 
conteúdo no meio científico; e (iii) estar inserida num 
paradigma específico, de modo a apresentar uma 
sólida base teórica. 
Para que uma definição de vida seja considerada 
universal, é preciso que apresente conceitos genéricos, 
capazes de abranger todas as possíveis formas de vida, 
e não apenas a vida da maneira como a conhecemos 
na Terra – baseada em carbono, DNA, proteínas etc. 
A coerência dos conceitos de vida com os conceitos 
já existentes nas áreas da biologia, física e química 
modernas é essencial; afinal, essa definição deve fazer 
parte da ciência e, para isso, precisa ser compatível com 
ela. Além de apresentar base científica, uma definição 
de vida precisa ser bem organizada, com conceitos 
claros e bem definidos, de forma que possam ser fa-
cilmente transmitidos e compreendidos por todos. E, 
finalmente, o fato de estar inserida num paradigma 
específico evita que ela se torne mais uma lista de 
características; afinal, as características apresentadas 
serão apenas aquelas que se mostram relevantes à luz 
do paradigma. Na medida em que a tarefa de definir 
“vida” é entendida em termos da explicitação das rela-
ções desse conceito com os demais conceitos incluídos 
num paradigma (ou paradigmas) da biologia teórica, 
observando-se os requisitos discutidos acima, torna-se 
mais fácil levar a cabo essa tarefa, em comparação 
com a simples proposição de listas de características. 
Assim, é possível contrapor-se à visão comum no 
campo da biologia de que definir vida é muito difícil e 
provavelmente inútil para o crescimento do conheci-
mento biológico. Como propõem Emmeche e El-Hani: 
Na medida em que não se estão buscando as 
propriedades essenciais dos sistemas vivos, não 
se trata de descobrir alguma força ou substância 
especial que caracterize a vida e tampouco de pro-
por um conjunto de propriedades cruciais para a 
classificação de um sistema como vivo, mas apenas 
de identificar propriedades que deem significado ao 
conceito “vida” à luz de uma rede paradigmática de 
conceitos. 
Ao deixar-se de lado o procedimento de listar ca-
racterísticas, concebendo-se a tentativa de definir vida 
em termos das relações desse conceito com os demais 
conceitos que são parte de um ou mais paradigmas 
da biologia, pode-se perceber que não só é possível 
definir vida como já existem na biologia pelo menos 
três definições teoricamente satisfatórias, à luz dos 
requisitos apresentados acima. Essas definições são 
encontradas na teoria da autopoiese, na biologia 
evolutiva neodarwinista e na biossemiótica.
Marina de Lima Tavares. A Terra é viva? Hipótese Gaia e defini-
ções de vida. Salvador, 2000. (adaptado)
pesquisar e ler
Em Vida: experiência inacabada, Salvador Edward 
Luria se propõe descrever o processo histórico da vida, 
do qual também fazemos parte, abordando os genes e 
as células, a herança biológica e a questão da energia, 
até chegar ao homem e sua mente. “Que é o homem?”, 
pergunta Pascal, citado por Luria. E responde: “Um nada 
em face do infinito, um infinito em face do nada.” (Trad. 
de Ana Mazur Spira. Belo Horizonte: Itatiaia; São Paulo: 
Edusp, 1979.)
Já vimos que não é fácil definir a vida. Mas podemos 
definir a morte? Esse é o intuito de José Luiz de Sousa 
Maranhão em O que é morte, livro que aborda de forma 
crítica e provocante questões como a abreviação e o 
prolongamento da vida humana e as principais concep-
ções filosóficas a respeito do morrer. Discute-se também 
como a morte pode mascarar as injustiças sociais numa 
sociedade capitalista. No final, você encontra indicações 
de leitura e aprofundamento sobre o tema. (Coleção 
Primeiros Passos. São Paulo: Brasiliense, 1999. )
biologia B • aula 2
CURSINHO DA POLI 15
2
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2
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navegar
http://cienciahoje.uol.com.br
Projeto de divulgação científica vinculado à SBPC (So-
ciedade Brasileira para o Progresso da Ciência), oferece 
um panorama da produção intelectual e tecnológica de 
universidades, institutos e centros de pesquisa nacionais 
e dos avanços da ciência internacional.
www.scielo.br
Biblioteca eletrônica que abrange coleções selecio-
nadas de periódicos científicos brasileiros (Scientific 
eletronic library on-line).
biologia B • aula 1
16 CURSINHO DA POLI
2
2
2
-1
aula 3 A composição molecular dos seres vivos
Um homem é constituído por aproximadamente sete oc-
tilhões (7 x 1027) de átomos, agrupados em cerca de dez 
trilhões (1013) de células. Essa aglomeração de células e 
átomos tem algumas propriedades assombrosas: é viva, 
experimenta alegria e sofrimento, discrimina entre o belo 
e o feio, distingue o bem do mal. 
 Theodosius Dobzhansky, 1973.
Como vimos no caderno anterior, há pouco mais de 
100 elementos químicos da Terra identificados e conhe-
cidos. Desses elementos, só quatro constituem mais de 
95% de toda matéria viva. São o carbono (C), o hidrogênio 
(H), o oxigênio (O) e o nitrogênio (N), que, combinados 
com outros dois, o fósforo (P) e o enxofre (S), formam as 
principais moléculas dos seres vivos (uma maneira de 
memorizá-los é a sigla CHONPS). 
Embora haja uma grande variedade de compostos, 
resultado das combinações moleculares, apenas alguns 
ocorrem em grande quantidade nos organismos. Pode-
mos reconhecer cinco: a água; os hidratos de carbono, 
que se combinam para formar os carboidratos ou açú-
cares; os aminoácidos, que se combinam para formar 
as proteínas; os nucleotídeos, que cumprem a função 
da transferência de energia (a molécula de ATP) e que, 
combinados, formam também os ácidos nucleicos e os 
lipídios,
incluindo as gorduras e as ceras. 
Uma das características que distinguem os seres 
vivos é a capacidade de manter a composição química 
constante, e isso não quer dizer que se trata de uma 
mistura, mas de estruturas moleculares altamente or-
ganizadas. Essa organização demanda energia no nível 
celular, e a interação dos processos que mantêm tal 
ordem pode desorganizar o ser vivo, levando-o à morte.
O estudo dos organismos através de suas moléculas 
e dos processos químicos (síntese e degração das subs-
tâncias) revela que são similares. Por exemplo, seja numa 
bactéria, num cajueiro ou num homem, a transmissão 
da bagagem hereditária e a transformação da energia 
(respiração celular) seguem o mesmo princípio, como 
veremos mais adiante. Isso também indica o quanto 
existe em comum na biodiversidade, o que oferece apoio 
à ideia de que todos os seres vivos descendem de um 
ancestral comum.
A água
O que aconteceria com o seu corpo se ficasse sem 
água?
Você já deve ter ouvido falar que o ser humano pode 
ficar até 30 dias sem comer, mas não passa 20 dias sem 
beber água. Por quê? Porque a maioria das reações 
bioquímicas do metabolismo celular se realiza em meio 
aquoso. Além disso, temos a necessidade de ingestão 
de água para repor o que se perde na transpiração, na 
respiração e na urina.
Vejamos algumas das principais funções da água no 
metabolismo:
• é considerada o dissolvente (ou solvente) universal, 
isto é, ela dissolve muitas substâncias orgânicas, por
exemplo, os açúcares e sais minerais;
• mantém o equilíbrio da temperatura no interior da
célula, impedindo mudanças bruscas, que poderiam
comprometer o metabolismo e a própria vida;
• funciona como um meio de transporte de substâncias
entre o interior da célula e o meio externo;
• participa das reações de degradação (desmontagem)
e síntese (montagem) das substâncias necessárias à
manutenção da vida. 
As reações bioquímicas envolvendo a água podem 
ser classificadas em:
frutose
(monossacarídeo)
sacarose
(dissacarídeo)
glicose
(monossacarídeo)
H2O
monossacarídeomonossacarídeo
dissacarídeo
reação de síntese por desidratação
(a água como produto na reação química)
B + C A + H2O
reação de hidrólise
(a água como reagente na reação química)
A + H2O B + C
C
C O
H
C
OHH2
OH
OH
HO
OHH
H
HH
CC
C
CH2 HO
O
C
H
H
OH H
HO
CC
C
CH2OH
O H
C
C O
H
C
OHH2
OH
HO
OHH
H
HH
CC
C
CH2 HO
O
C
O
H
OH H
HO
CC
C
CH2OH
O
A água participando das reações químicas de montagem e 
desmontagem de moléculas.
biologia B • aula 3
CURSINHO DA POLI 17
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2
2
-1
Como os seres vivos obtêm água? Inclua os vegetais 
e os organismos que vivem na água do mar, por exemplo, 
as baleias e os golfinhos.
A água nos seres vivos
A quantidade 
relativa de água nos 
organismos depen-
de da espécie, da 
atividade metabóli-
ca e da idade: 
a) medusa 98% 
b) bebê 85% 
 c) idoso 65%. 
ca
b
Quando comparamos a quantidade de água na Terra 
e na maioria das células dos organismos, é interessante 
notar que a porcentagem é basicamente a mesma: 70%.
É sabido que a quantidade de água varia de acor-
do com a atividade da célula, a idade e a espécie. Por 
exemplo, as células musculares têm mais água do que as 
células ósseas; o bebê tem mais água do que um idoso; 
a medusa, ou água-viva, é praticamente só água!
 Por aí se vê que a discussão sobre a água – ou a falta 
dela – é mesmo vital. Será a falta de água para muitos um 
problema de distribuição? Você já parou para pensar sobre 
as motivações comerciais e financeiras no controle da água?
Os sais minerais
Os sais minerais, nas células, podem apresentar-se 
sob a forma não-solúvel, como o cálcio nos ossos e 
dentes, ou dissolvidos, originando os chamados íons. 
Por exemplo, o íon ferro (Fe++), o íon magnésio (Mg++), o 
íon cloro (Cl –) etc.
Você já deve ter ouvido falar que as pessoas anêmi-
cas precisam de alimentos ricos em ferro. O íon ferro é 
importante na formação das hemoglobinas – proteínas 
– das hemácias do sangue. Os indivíduos anêmicos têm
falta do íon, ou seja, têm deficiências nessas células.
Os sais minerais são substâncias que participam de 
muitas reações químicas do metabolismo, tanto dentro 
das células quanto fora delas. O sódio e o potássio, por 
exemplo, são responsáveis pela formação e a condução 
do impulso elétrico nas células nervosas.
Abaixo, listamos os principais sais minerais e a sua 
importância para os seres humanos.
Componente importante dos ossos e dos dentes. Essencial 
à coagulação do sangue; necessário para o funcionamento
normal de nervos e músculos.
funções
cálcio
mineral
fósforo
enxofre
potássio
cloro
sódio
cobre
iodo
cobalto
manganês
magnésio
ferro
flúor
zinco
vegetais verdes,
leite e
laticínios 
fontes
leite e laticínios,
carnes e
cereais 
carnes e legumes 
carnes, leite
e muitos tipos de fruta 
sal de cozinha e muitos
tipos de alimento 
sal de cozinha e muitos
tipos de alimento 
fígado, ovos, peixe, 
trigo integral e feijão 
frutos do mar, sal de 
cozinha iodado e laticínios
carnes e laticínios 
cereais integrais, gema 
de ovo e vegetais verdes 
cereais integrais, 
vegetais verdes 
fígado, carnes, gema de ovo,
legumes e vegetais verdes 
água fluorada 
diversos alimentos
Componente importante dos ossos e dos dentes. Essencial para 
o armazenamento e a transferência de energia no interior das células
(componente do ATP); componente do DNA e do RNA.
Componente de muitas proteínas.
Essencial para a atividade metabólica normal.
Principal íon positivo no interior das células.
Influencia a contração muscular e a atividade dos nervos.
 Principal íon negativo no líquido extracelular.
Importante no balanço de líquidos do corpo e na manutenção do pH.
Principal íon positivo extracelular. Importante no balanço de líquidos 
no corpo; essencial para a condução dos impulsos nervosos.
Componente de muitas enzimas.
Essencial para a síntese da hemoglobina.
Componente dos hormônios da tireoide, que estimulam o metabolismo.
Componente da vitamina B12. Essencial para a produção de hemácias.
Necessário para a ativação de diversas enzimas.
Necessário para o funcionamento normal de nervos e músculos.
Componente da hemoglobina, da mioglobina e das enzimas
respiratórias. Fundamental para a respiração celular.
Componente dos ossos e dos dentes. Protege os dentes contra cáries.
Componente de dezenas de enzimas, como as envolvidas na digestão.
biologia B • aula 3
18 CURSINHO DA POLI
2
2
2
-1
As substâncias orgânicas
Ao longo da história, as substâncias orgânicas foram 
consideradas características dos seres vivos, sendo im-
possível se formarem fora deles. Era o que argumenta-
vam o naturalista inglês John Needham (1713-1781) e 
o químico sueco Jöns Jakob Berzelius (1779-1848), que
apoiavam a chamada Teoria da Força Vital, ou vitalismo: 
só os seres vivos teriam uma “força”, uma “essência”
imaterial para a fabricação dessas substâncias. Mas,
num laboratório, um experimento do químico alemão
Friedrich Wöhler (1800-1882) fez declinar o vitalismo.
Wöhler produziu ureia, uma substância presente nos
organismos, a partir do cianato de amônia, uma combi-
nação de elementos da crosta terrestre.
Atualmente, a expressão substâncias orgânicas é 
usada como categoria genérica que inclui substâncias 
formadas pelo carbono, mais precisamente ligações 
entre o carbono, o hidrogênio e o oxigênio. Vamos a elas.
os carboidratos
As principais substâncias químicas utilizadas pelas 
células dos seres vivos para movimentar todos os pro-
cessos metabólicos são os carboidratos – popularmente 
açúcares (mas atenção: nem todo carboidrato têm o 
sabor adocicado). Eles também desempenham outras 
importantes funções como reserva energética e como 
elementos estruturais, ou seja, constroem a matéria viva 
e fornecem carbono para a síntese de outras substâncias.
A fórmula química simplificada dos carboidratos 
pode ser escrita da seguinte maneira:
C(H2O)n
onde n é o número de carbonos, que pode variar.
Os carboidratos de cinco até sete carbonos são os 
esqueletos estruturais de todos os outros tipos de molé-
culas de carboidratos maiores. Por exemplo, a glicose tem 
seis carbonos (C
6
H
12
O
6
) e é chamada de açúcar simples 
ou monossacarídeo. 
Representação química de dois monossacarídeos importantes 
dos seres vivos.
 Dois monossacarídeos reunidos, por exemplo, 
glicose e glicose ou glicose e frutose, são denominados 
de dissacarídeos. 
Dois monossacarídeos podem se unir por uma ligação denomi-
nada glicosídica para formar um dissacarídeo, por exemplo, a 
sacarose.
Os polissacarídeos são formados pela união de 
dezenas, centenas ou milhares de monossacarídeos. 
Os polissacarídeos são estruturas moleculares muito 
grandes1, que desempenham as principais funções vitais: 
depósito de energia, caso do amido nos vegetais e do 
glicogênio nos animais; e revestimento celular, caso da 
celulose na parede das células vegetais e da quitina na 
carapaça dos artrópodes.
Representações ilustradas de dois polissacarídeos: o amido, dos 
vegetais, e o glicogênio, dos animais, importantes carboidratos 
que atuam como reserva energética.
C
or
el
 S
to
ck
 P
h
ot
o
As algas, os vegetais e alguns procariotos são capazes de pro-
duzir glicose pela fotossíntese. Nos vegetais, o excedente pode 
ser armazenado nas raízes e nas sementes como amido, que a 
cultura humana aprendeu a extrair para a fabricação de diversos 
tipos de alimentos, por exemplo, o pão, mostrado na fotografia.
3. O termo macromolécula designa genericamente qualquer tipo de molécula grande formada 
pela união de unidades que se repetem.
biologia B • aula 3
CURSINHO DA POLI 19
2
2
2
-1
as proteínas
Depois da água, são as substâncias mais abundan-
tes nas células. As proteínas desempenham inúmeras 
funções: atuam na composição da membrana celular; 
facilitam os encontros moleculares (sendo, por isso, 
chamadas de biocatalisadoras ou enzimas); combatem 
proteínas estranhas; constroem a matéria viva etc. As 
proteínas são macromoléculas formadas pela polimera- 
lização4 de uma sequência de moléculas menores de-
nominadas aminoácidos. Todos os sistemas vivos usam 
uma combinação dos 20 diferentes tipos de aminoácidos 
para construir a enorme diversidade proteica. 
Os aminoácidos têm a mesma estrutura química 
básica: uma amina (NH
2
), uma carboxila (COOH) e um 
átomo de hidrogênio. O que define a identidade do 
aminoácido é o chamado grupo R (radical), que pode 
ser um átomo ou um conjunto deles ligado ao átomo 
central de carbono. 
C
or
el
 S
to
ck
 P
h
ot
o
Alguns organismos foram domesticados pelo homem com a 
finalidade de provê-lo de proteínas. As aves podem ser criadas 
em condições que permitam a construção das proteínas muito 
rapidamente e em grande quantidade. 
os ácidos nucleicos
São substâncias orgânicas que orientam e coorde-
nam toda a produção das proteínas e, assim, controlam 
e especificam a capacidade de cada célula. Também 
transmitem essas informações de célula a célula, de 
geração a geração – constituem o material hereditário. 
Os ácidos nucleicos são formados por longas 
sequências de “blocos de construção” chamadas nu-
cleotídios. Um nucleotídio é uma molécula complexa, 
formada pelas seguintes subunidades: um grupo fos-
fato (PO
4
): um açúcar com cinco carbonos e uma base 
nitrogenada (porque contém nitrogênio, além do carbo-
no). Há dois tipos de bases nitrogenadas: as pirimidinas, 
com um anel carbônico, e as purinas, com dois. As piri-
midinas dos ácidos nucleicos são a timina, a citosina e a 
uracila; as purinas são a adenina e a guanina.
NH2
C
C
CC
C
C
O
O
PO
C C
C
C
N
NN
N
H
H
H
H
HH
H
H
H
OH
OH
OH
fosfatodesoxirriboseadenina
Representação de um nucleotídio: acima, a estrutura química; 
abaixo, o modelo esquemático. Os nucleotídios são os blocos 
constituintes dos ácidos nucleicos.
fosfato
pentose
base nitrogenada
C
C
C
O
O
HN
CH
CH3
H
timina (T)
N
C
CH
C
O
O
HN
CH
H
uracila (U)
N
C
CH
C
NH2
O
N
CH
H
citosina (C)
N
NH2
C
C
CHC
CH
H
adenina (A)
N
NN
N
O
C
C
CC
CH
H
guanina (G)
N
NN
HN
H2N
bases púricas bases pirimídicas
A estrutura química das bases nitrogenadas.4. Estudaremos melhor os polímeros na química orgânica. Polímeros são macromoléculas
formadas por moléculas menores que apresentam a mesma estrutura química.
biologia B • aula 3
20 CURSINHO DA POLI
2
2
2
-1
Existem dois tipos de ácido nucleico: o ácido deso-
xirribose, ou o DNA, e o ácido ribonucleico, ou o RNA. 
Quimicamente eles diferem pelo tipo de açúcar: no DNA, 
a desoxirribose; no RNA, a ribose. No DNA, as bases nitro-
genadas são a adenina, a guanina, a timina e a citosina; 
as bases do RNA são a adenina, a guanina, a citosina e a 
uracila. Quanto à estrutura, o modelo proposto para o 
DNA são duas fitas paralelas e torcidas, unidas por liga-
ções de hidrogênio entre as bases nitrogenadas; para o 
RNA, propõe-se uma fita simples.
As respectivas funções 
biológicas também são di-
ferentes: o DNA é o ácido 
nucleico constituinte dos 
cromossomos, portadores da 
informação genética; o RNA 
cumpre a tarefa de transcre-
ver a informação genética 
do DNA e traduzi-la em pro-
teínas.
os lipídios
São substâncias orgânicas que se caracterizam pela 
insolubilidade em água como as gorduras e os óleos 
que aparecem nos tecidos dos seres vivos. Uma molé-
cula lipídica é formada pela união entre o carbono, o 
hidrogênio e o oxigênio, mas, diferentemente do que 
ocorre nos carboidratos, a proporção de hidrogênio 
para oxigênio é muito maior; no carboidrato, a relação 
é sempre de 2:1. Compare-se, por exemplo, a com-
posição da glicose (C
6
H
12
O
6
) à da gordura (C
57
H
110
O
6
). 
Quimicamente, a gordura tem duas partes: um glicerol 
e um grupo de ácidos graxos. 
Os lipídios exercem funções importantes nos seres 
vivos. Atuam como moléculas armazenadoras de ener-
gia e também estruturais, participando, por exemplo, 
da impermeabilização das folhas nos vegetais e do 
isolamento térmico sob a pele das baleias e dos ursos 
polares.
Th
e 
N
ex
t
Alguns vegetais armazenam energia alimentícia sob a forma 
de óleo, sobretudo nas sementes e nos frutos. A extração 
comercial do óleo e da gordura serve principalmente para as 
atividades da culinária humana. 
as vitaminas
São substâncias que ativam muitas enzimas e 
reações do metabolismo, sendo importantes para o 
crescimento e a reprodução. Ao contrário das outras 
substâncias que vimos, as vitaminas são necessárias 
em pequenas quantidades. A falta delas, porém, causa 
deficiências no organismo, tais como a má-formação 
dos ossos. 
A composição química das vitaminas é bastante 
variada, mas predominam átomos de C, H, O, P e N.
C
or
el
 S
to
ck
 P
h
ot
o
Os frutos contêm vitaminas e sais minerais, essenciais numa 
dieta balanceada, que favorece importantes processos 
químicos no plano celular. Nos seres humanos, por exemplo, a 
vitamina C (ácido ascórbico) estimula a absorção de ferro no 
intestino. 
Representação do modelo da 
estrutura do DNA. A polimeralização 
dos nucleotídios forma duas fitas 
paralelas e torcidas, ligadas por 
pontes de hidrogênio entre as bases 
nitrogenadas, da seguinte maneira: 
para a adenina (A), prende-se uma 
timina (T) e, a cada guanina (G), uma 
citosina (C). Assim, A-T, G-C.
biologia B • aula 3
CURSINHO DA POLI 21
2
2
2
-1
O metabolismo celular
 O conjunto das inúmeras reações químicas (ou 
bioquímicas) que ocorre no interior da célula mantendo 
e sustentando a vida é chamado metabolismo celular.
O metabolismo celular envolve reações químicas de 
degradação e de síntese de substâncias, e essas reações 
demandam energia para ser ativadas. As reações de de-
gradação, principalmente dos açúcares, liberam a energia 
que é consumida na síntese de novas substâncias – na 
construção das proteínas e noutros processos celulares.
As reações químicas que liberam energia são cha-
madas reações exergônicas; as que absorvem energia
Acesso em: 16 maio 2016.
pesquisar e ler
A adaptação biológica é a capacidade do organismo 
em se ajustar, dentro de certos limites, a determinada 
condição ambiental – a temperatura, a falta de água, a 
pressão etc. –, em busca da sobrevivência. O livro Genéti-
ca e adaptação, de E. B. Ford (São Paulo: Editora Pedagógi-
ca e Universitária e EDUSP, 1980), fundamenta o aspecto 
essencial da adaptação: as taxas de alteração genética. 
Se a evolução dos animais e dos vegetais é produto da 
seleção natural sobre a variabilidade genética, exige-se 
tanto uma variabilidade herdável imensa como uma 
estabilidade hereditária, que possa manter as qualidades 
que lhe sejam úteis. Como qualidades opostas – varia-
bilidade e estabilidade genética – se mantêm, podendo 
dirigir a evolução? A obra mostra que isso é possível se 
entendermos que a unidade transmitida dos genitores 
aos descendentes encontra-se nos cromossomos, que 
podem ser recombinados de infinitas maneiras, graças 
à segregação. O autor faz emergir inúmeros trabalhos 
científicos analisando-os cuidadosamente, embora de 
forma resumida. Também dedica um capítulo à adapta-
ção genética do homem, apresentando aspectos funda-
mentais da evolução humana, por exemplo, a produção 
de apenas um embrião em cada concepção, para livrá-lo 
da competição intrauterina e, assim, permitir um tempo 
mais longo de desenvolvimento. O controle genético 
sobre esse fato é a velocidade de crescimento do corpo 
e da quantidade de óvulo liberada num certo intervalo 
de tempo pelo ovário. 
ver e ouvir
Mendel e a Genética
Série de documentários da Didak Vídeos (São 
Paulo, 1999). Mostra gravações no “jardim de Mendel”, em 
Brno, Tchecoslováquia, repetindo as experiências com 
ervilhas, que se tornaram a base da genética: dominância 
e recessividade, disjunção dos caracteres e segregação. 
Também estão relacionadas pesquisas posteriores de 
geneticistas como Correns, De Vries, Morgan e Muller.
navegar
Museu Gregor Mendel: www.mendel-museum.org.
aula 16
CURSINHO DA POLI 7
2
2
2
-5
Gregor J. Mendel evidenciou a des-
continuidade das características ao 
longo das gerações, o que suplantou 
a teoria da herança por mistura.
Disponível em: biologiaviva.xpg.com.br/ 
mendelismo.htm. Acesso em : 23 jan. 2016.
As bases do estudo de Genética: os 
princípios mendelianos
Gregor Johann Mendel 
(1822-1884) formou-se em 
História Natural entre os 
anos de 1851 e 1853, na 
Universidade de Viena; e 
retornou à cidade de Brno 
( Tchecoslováquia), onde 
era padre. Além de ser na-
turalista, adquiriu ótima 
formação matemática, ini-
ciando nessa época seus 
experimentos com ervilhas.
Os cruzamentos experimentais de Mendel no 
estudo da transmissão de uma característica
Mendel realizou experimentos com cruzamentos de 
ervilhas, Pisum sativum, analisando os pais e os descen-
dentes quanto a uma determinada característica. Por 
exemplo, a textura da casca da semente, lisa ou rugosa.
caráter das sementes
Diagrama ilustrado de um dos cruzamentos experimentais 
de Mendel. a) Mendel denominou geração parental ou pais 
(P) as plantas de ervilhas cruzantes – método da fecunda-
ção cruzada – que produziam sementes lisas e sementes 
As bases do estudo da Genética: os princípios mendelianos
rugosas. Mendel conhecia a ascendência dessas plantas, 
considerando que elas eram puras. b) Os descendentes do 
cruzamento P (liso x rugoso) foram chamados de 1a geração 
ou F
1
. Nesse caso, o resultado obtido foram plantas que pro-
duziam apenas sementes lisas (100%). Mendel permitiu que 
as plantas F
1
 se reproduzissem sem sua interferência, através 
da autofecundação. c) Mendel analisou os descendentes de 
F
1
, contando-os e verificando os fenótipos, concluindo que 
para cada três sementes lisas uma era rugosa – a proporção 
era de 3:1. Mendel repetiu esse cruzamento várias vezes, 
obtendo sempre o mesmo resultado – 3:1.
A explicação
• cada caráter (nesse caso, liso ou rugoso) é determinado
por um par de fatores;
• na formação dos gametas, os fatores separam-se;
• no encontro dos gametas (fecundação), os fatores
unem-se de novo, ao acaso.
A explicação de Mendel pode ser considerada como 
um exemplo de modelo de hipótese partindo da obser-
vação de experimentos controlados.
Esquematicamente, temos:
caráter das sementes
a) (fecundação cruzada)
geração parental (P) RR x rr
 (linhagem pura) (liso) (rugoso) (linhagem pura)
b) (autofecundação)
gametas R r
encontro gamético (F
1
) Rr x Rr 
(híbrido) (100% liso)
c) gametas R ou r R ou r
RR ou Rr ou Rr ou rr
encontros gaméticos possíveis (F
2
)
(proporção 25% [RR] + 50% [Rr] = 75% [R_] ; 25% [rr])
Diagrama ilustrado da interpretação de Mendel para o cruza-
mento descrito acima. a) Mendel designou letras para os fatores 
(genes) envolvidos no estudo. Em minúsculo, a letra inicial da 
característica dita “recessiva”; em maiúsculo, a “dominante”. Cada 
característica é determinada por um par de fatores, no esquema 
temos: RR (liso) x rr (rugoso). b) Como o caráter “semente rugosa” 
não apareceu, foi dito recessivo, em oposição à semente lisa, 
dominante. Sem conhecer a meiose, Mendel supôs que os fatores 
(genes) se separam (segregam) na formação dos gametas. Assim, 
a planta RR só produz gametas com o fator R e a planta rr pro-
duz gametas com o fator r; quando cruzadas, os descendentes 
herdam o R e o r dos pais; as plantas não são mais “puras” para o 
caráter e foram chamadas de híbridas, Rr (hoje heterozigotas). 
c) Mendel permitiu que as plantas que produziam sementes lisas
Rr se autofecundassem. Elas eram capazes de formar gametas 
com o fator R (50%) e r (50%). Os encontros gaméticos previstos 
por Mendel – 1/4 RR, 1/2 Rr e 1/4 rr – coincidiram com os resulta-
dos obtidos nos cruzamentos experimentais, isto é, 3:1.
Re
p
ro
d
uç
ão
/A
E
Gregor Mendel, considera-
do o fundador da Genética.
biologia B • aula 16
8 CURSINHO DA POLI
2
2
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 Mendel chamou de fatores o que hoje denomina-
mos genes.
O enunciado da 1a lei de Mendel: lei da 
segregação
As análises dos cruzamentos experimentais de 
Gregor Mendel no estudo de uma característica concluíram 
que: os fatores (genes) segregam-se (separam-se) entre si 
na formação dos gametas. Essa afirmação ficou conhecida 
como lei da segregação dos fatores ou primeira lei de Mendel.
Atualmente, os estudos da herança biológica envol-
vendo apenas um par de alelos são classificados como 
herança monogênica ou monoibridismo.
Outros exemplos de herança monogênica
Muito antes dos cruzamentos experimentais de 
Mendel, a ideia mais corrente sobre a herança biológica 
era a da fusão das características dos pais. Um dos fatos 
que representava considerável apoio a essa tese era o 
casamento entre negros e brancos, que produzia des-
cendentes mulatos. Daí o impacto e a mudança de con-
cepção sobre a hereditariedade, e a enorme importância 
dos princípios mendelianos, que podem ser estendidos 
para qualquer organismo, vegetal ou animal. 
Contudo, cabe a ressalva de que nem todas as carac-
terísticas são herdadas de modo simples, e nem sempre 
uma característica é completamente dominante sobre a 
outra (o que não foi previsto por Mendel), como veremos 
mais adiante. Por ora, seguem outros exemplos nos quais 
está envolvido apenas um par de genes.
• herança do tipo da asa em mosca-da-fruta
Em certa espécie de mosca, pequena, conhecida
como mosca-da-fruta, a Drosophila melanogaster, os 
indivíduos têm asas alongadas, que os pesquisadores 
chamam de selvagens. As moscas criadas em laboratório 
podem apresentar asas que diferem da selvagem. Em 
geral, essas asas são rudimentos conhecidos como asa 
vestigial, uma característica mutante.
Cruzando-se moscas homozigotas de asas selva-
gens com moscas homozigotas de asas vestigiais, 
todos os descendentes têm asas do tipo selvagem. 
Cruzando-se esses descendentes entre si, surgem 
descendentes de