Suplemento de apoio do professor manual 3 Amabis e Martho

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SUPLEMENTO PARA O
PROFESSOR
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Sumário
Apresentação da obra, 5
Estrutura geral da coleção, 5
Organização dos capítulos, 6
Texto e imagens, 6
Quadros temáticos, 6
Leitura, 6
Atividades, 6
Bibliografia, respostas, nova nomenclatura anatômica,
índice remissivo, 7
Sugestões para utilizar esta obra
como instrumento de
aprendizagem e avaliação, 7
Orientação de leitura, 7
Conhecimentos prévios dos estudantes, 7
Ligações com o cotidiano, 7
Integração da Biologia com outras disciplinas, 7
Atividades didáticas, 8
Utilização dos mapas de conceitos, 8
Destaques temáticos, objetivos
de ensino e sugestões para este
volume, 8
PARTE I - Genética, 9
Capítulo 1 – As origens da Genética, 9
Capítulo 2 – Lei da segregação genética, 9
Capítulo 3 – Relação entre genótipo e fenótipo, 9
Capítulo 4 – Lei da segregação independente dos
genes, 10
Capítulo 5 – O mapeamento dos genes nos
cromossomos, 10
Capítulo 6 – Herança e sexo, 10
Capítulo 7 – Do genótipo ao fenótipo: como se
expressam os genes, 10
Capítulo 8 – Aplicações do conhecimento genético, 10
Sugestões de atividades complementares, 11
Exemplos de mapas de conceitos, 11
PARTE II – Evolução biológica, 11
Capítulo 9 – Breve história das idéias evolucionistas, 11
Capítulo 10 – Teoria moderna da evolução, 11
Capítulo 11 – Origem das espécies e dos grandes
grupos de seres vivos, 11
Capítulo 12 – Evolução humana, 12
Sugestões de atividades complementares, 12
Exemplo de mapas de conceitos, 12
PARTE III – Ecologia, 12
Capítulo 13 – Fundamentos da Ecologia, 12
Capítulo 14 – Energia e matéria nos ecossistemas, 12
Capítulo 15 – Dinâmica das populações biológicas, 12
Capítulo 16 – Relações ecológicas entre seres vivos, 13
Capítulo 17 – Sucessão ecológica e biomas, 13
Capítulo 18 – Humanidade e ambiente, 13
Sugestões de atividades complementares, 13
Exemplos de mapas de conceitos, 13
Atividades complementares, 13
Anexo - Páginas para fotocopiar, 21
Trabalhando com mapas de
conceitos, 28
Exemplos de mapas de conceitos, 30
Respostas às questões das
atividades, 39
Capítulo 1 39
Capítulo 2 40
Capítulo 3 41
Capítulo 4 44
Capítulo 5 46
Capítulo 6 48
Capítulo 7 50
Capítulo 8 52
Capítulo 9 54
Capítulo 10 56
Capítulo 11 59
Capítulo 12 62
Capítulo 13 65
Capítulo 14 66
Capítulo 15 69
Capítulo 16 70
Capítulo 17 72
Capítulo 18 76
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ESTRUTURA GERAL DA COLEÇÃO
Apresentação da obra
Idealizamos esta coleção como ferramenta de estudo e de consulta voltada ao ensino
médio, visando a atender diversas opções de conteúdo adotadas pelos professores brasilei-
ros. A amplitude dos assuntos tratados, além de refletir o alentado arcabouço conceitual das
ciências biológicas, procura contemplar temas que nossas pesquisas indicam serem os prefe-
ridos pela maioria dos(as) colegas.
Entendemos o livro didático como um instrumento flexível, que deve servir de fonte de
informação confiável e atualizada e também propor atividades e exercícios capazes de esti-
mular e de promover a aprendizagem. Para ser um apoio efetivo nesse sentido, procuramos
apresentar livros com texto bem estruturado, ilustrado e explicativo, capazes de influenciar o
desenvolvimento da capacidade de leitura e de organização do pensamento, além de com-
por harmoniosamente textos e imagens, de modo a convidar os estudantes a vencer os
desafios inerentes à aquisição de novos conhecimentos. Foi com essas perspectivas que ela-
boramos esta coleção em três volumes.
Esperamos que a obra leve os estudantes a compreender os conceitos fundamentais em
Biologia e facilite sua ligação aos fatos do cotidiano; esperamos também que eles percebam
o quanto as ciências biológicas têm sido importantes para a humanidade e seu grande poten-
cial para novas descobertas que se delineia neste século XXI. Nossa expectativa é que cada
professor possa utilizar esta obra da melhor maneira possível, de acordo com a disponibili-
dade de sua carga horária e de seus objetivos de aprendizagem.
Estrutura geral da coleção
A obra aborda diferentes níveis de organização da vida: as células, os organismos e as
populações. Procuramos incorporar, aos conceitos tradicionalmente tratados no ensino médio,
as muitas novidades da Biologia da última década, de modo a levar os estudantes a conhecer
e acompanhar os grandes debates científicos da atualidade.
O Volume 1 focaliza o nível celular de organização da vida, relacionando-o com o nível
das moléculas e também com o dos tecidos. Os principais assuntos tratados no volume são:
a. as características típicas do fenômeno vida e as teorias atuais sobre a origem da vida em
nosso planeta;
b. estrutura e função nas células vivas (Citologia) e organização celular dos tecidos animais
(Histologia);
c. aspectos gerais da reprodução, dos ciclos de vida e do desenvolvimento animal (Reprodu-
ção e Embriologia).
O Volume 2 aborda a vida no nível dos organismos, estudando sua diversidade, anato-
mia e fisiologia. Os principais assuntos tratados no volume são:
a. noções básicas de Sistemática, com destaque para a classificação biológica;
b. estudo sistemático dos principais representantes dos grandes reinos de seres vivos;
c. anatomia e fisiologia de plantas e animais, com ênfase nas plantas angiospermas e no
organismo humano.
O Volume 3 trata de conceitos e processos relacionados mais diretamente com o nível
populacional de organização dos seres vivos, estudando-o sob os pontos de vista da Genéti-
ca, da Evolução Biológica e da Ecologia. Os principais assuntos tratados no volume são:
a. aspectos históricos e modernos da Genética, de Gregor Mendel até os recentes avanços
no conhecimento genético e suas aplicações;
b. aspectos históricos e modernos das teorias de evolução biológica, de Darwin à moderna
teoria evolucionista, com ênfase na evolução da espécie humana;
c. conceitos fundamentais de Ecologia e de Educação Ambiental.
Em cada capítulo, o conteúdo é apresentado por meio de um texto integrado a fotos,
ilustrações e esquemas, além de Quadros temáticos, Leitura e Atividades.
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ESTRUTURA GERAL DA COLEÇÃO
Organização dos capítulos
Texto e imagens
A linguagem empregada na obra procura aliar a precisão conceitual da comunica-
ção científica à clareza didática. Sempre que possível utilizamos analogias e compara-
ções, exemplificando com assuntos do cotidiano, de modo a tornar conceitos e fenôme-
nos biológicos mais concretos para os estudantes.
As imagens são fundamentais para a compreensão mais ampla dos assuntos, e suas
legendas complementam o texto básico. Além das fotografias, há esquemas com com-
parações didáticas e sínteses conceituais e, nesse caso, é importante levar os alunos a
perceber os elementos em diferentes escalas e em cores-fantasia.
Quadros temáticos
Cada capítulo pode conter um ou mais quadros temáticos em que determinados
assuntos – aprofundamentos, aspectos históricos, novidades científicas e tecnológicas
etc. – são apresentados paralelamente ao desenvolvimento do conteúdo explicativo
seqüencial. Os quadros temáticos possibilitam que os assuntos específicos neles tratados
possam ser utilizados em diferentes momentos da aprendizagem, a critério do professor,garantindo maior flexibilidade no trabalho com o texto didático.
Leitura
Ao final de cada capítulo há um item denominado Leitura, em que é apresentado
um texto selecionado de livros, revistas científicas, jornais ou da internet. Um dos objeti-
vos da Leitura é fornecer aos estudantes textos de diferentes autores, com diferentes
enfoques para assuntos tratados no capítulo. O trabalho com o item Leitura pode prece-
der o estudo do capítulo, servindo de problematização e de referência para os conceitos
e processos tratados no texto básico. A partir do texto da Leitura é possível também
solicitar aos estudantes, como atividade de pesquisa, que encontrem textos sobre o mesmo
tema em diferentes meios de divulgação
Atividades
Após a Leitura apresentamos um elenco de atividades, dimensionando-o para abran-
ger os assuntos fundamentais do capítulo. As atividades estão divididas em três módulos:
Guia de estudo, Questões para pensar e discutir e A Biologia no vestibular. O
primeiro módulo orienta os estudantes a rever, passo a passo, os principais conceitos e
processos tratados no capítulo; compõe-se de questões discursivas, cujas respostas são
fornecidas apenas ao professor. O módulo seguinte, Questões para pensar e discutir, traz
questões objetivas e discursivas que desafiam os estudantes a ligar fatos, conceitos e
processos em situações reais ou simuladas; as respostas dessas questões também são
fornecidas exclusivamente para o professor. O terceiro módulo, A Biologia no vestibular,
traz uma seleção das melhores questões de vestibulares sobre os assuntos tratados no
capítulo. Ao trabalhar com essas questões, cujas respostas são fornecidas no Livro do
Aluno, os estudantes entram em contato com o que se avalia nos diversos exames de
ingresso ao Ensino Superior.
Sugira aos estudantes que, após a leitura do texto de cada capítulo, sempre façam os
exercícios do Guia de estudo. Para facilitar sua utilização, esses exercícios estão divididos
em blocos, correspondentes aos itens numerados do capítulo. Estimule os estudantes a
rever o texto em caso de dúvida em algum exercício. Para que os estudantes possam
explorar mais amplamente os temas do capítulo, solicite que façam as atividades propostas
no módulo Questões para pensar e discutir, em que são apresentadas questões mais
desafiadoras e/ou sugestões de pesquisas e atividades, úteis para discussões de fechamento
dos assuntos. O elenco de questões de A Biologia no vestibular pode ser utilizado, a seu
critério, tanto após o Guia de estudo como após as Questões para pensar e discutir.
Além de ajudar os alunos a estudar, os diferentes módulos de atividades podem ser
utilizados pelo professor como instrumentos de avaliação da aprendizagem, em especial
o Guia de estudo e as Questões para pensar e discutir, cujas respostas são fornecidas
exclusivamente no livro do professor.
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SUGESTÕES PARA A UTILIZAÇÃO DA OBRA
Bibliografia, respostas, nova nomenclatura anatômica,
índice remissivo
Após o último capítulo de cada volume, no Livro do Aluno, apresentamos, em seqüên-
cia: a) a principal bibliografia consultada na elaboração do livro; b) as respostas às questões
do módulo A Biologia no vestibular; c) uma tabela com as principais alterações na nomencla-
tura do corpo humano sugeridas pela mais recente Nomina Anatomica; d) índice remissivo.
Sugerimos que o(a)s colegas professore(a)s estimulem a utilização do índice remissi-
vo pelos estudantes, tanto para localizar rapidamente assuntos no texto como para rela-
cionar informações de diferentes temas. Isso pode familiarizá-los com obras de consulta.
Sugestões para utilizar esta obra como
instrumento de aprendizagem e avaliação
Orientação de leitura
Para habituar os estudantes à estrutura do livro didático, de modo que este se torne
um verdadeiro aliado nos estudos, sugerimos aos(às) colegas professore(a)s que sempre
orientem os estudantes para a leitura do texto selecionando e indicando trechos para
serem lidos antes, durante ou após a aula. Um diálogo aberto sobre os objetivos a serem
alcançados com o estudo do capítulo pode facilitar a comunicação com os estudantes,
estimulando-os a dividir com o(a) professor(a) a responsabilidade por sua aprendizagem.
Chambliss, M. J. e Calfee, R. C., no livro Textbooks for Learning (Malden, Massachussets,
Blackwell Publishers Inc., 1998), propõem questões a serem levantadas em situações
como essa, tais como:
� Que informações do texto se relacionam com algo que você conhece?
� Que partes do texto você considera mais interessantes?
� Como você resumiria o que aprendeu na leitura do texto?
� Daqui a um mês, o que você acha que poderá lembrar do texto?
� Se você for discutir o assunto do texto com outras pessoas, que idéias, argumentos e
exemplos utilizaria?
Conhecimentos prévios dos estudantes
Diversas correntes pedagógicas destacam a importância de se levantar os conheci-
mentos prévios dos estudantes, tanto suas concepções baseadas no senso comum,
como conceitos aprendidos em ciclos escolares anteriores e que são pré-requisitos para
construir e ancorar os novos conhecimentos. Vale a pena investir algum tempo para
levantar e discutir os conceitos sobre os seres vivos e sobre seu próprio corpo que os
estudantes trazem em sua bagagem de conhecimentos e ajudá-los a analisar suas con-
cepções e a adquirir outras, fundamentadas no conhecimento científico. Em geral, apre-
sentar os objetivos do estudo do capítulo e discutir com os estudantes as idéias que eles
têm a respeito do tema é suficiente para detectar conceitos que vão exigir mais discus-
sões e explicações.
Ligações com o cotidiano
A idéia de ligar o que se aprende na escola ao mundo aparece em muitos dos obje-
tivos sugeridos para cada capítulo e volume em que se encontram. Os estudantes geral-
mente se motivam a aprender quando percebem conexões entre fatos próximos à sua
vida e conteúdos estudados na escola. Isso fica evidente no interesse que eles manifes-
tam em conteúdos referentes a saúde, higiene, questões sobre reprodução, contracepção
e DSTs, por exemplo. Assuntos veiculados pela imprensa podem ser utilizados como
instrumentos de problematização de conteúdos. Jornais e revistas costumam ter seções
especializadas em ciências; é possível estabelecer, na classe, uma rotina para acompa-
nhar notícias de interesse científico, que podem ser apresentadas em um mural, por
exemplo. Os textos da Leitura apresentados ao final de cada capítulo do livro também
podem ser empregados para tal finalidade.
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ESTRUTURA GERAL DA COLEÇÃODESTAQUES TEMÁTICOS, OBJETIVOS E SUGESTÕES
Integração da Biologia com outras disciplinas
Modernas tendências pedagógicas apontam a integração interdisciplinar como
uma importante estratégia de ensino. Por um lado, o(a)s professore(a)s das diferentes
disciplinas complementam informações, trocam idéias e desenvolvem o trabalho em
equipe. Os estudantes percebem mais facilmente as relações entre os diferentes fenô-
menos da natureza quando estudam os mesmos conceitos em diferentes disciplinas.
Considere a possibilidade de integração interdisciplinar formal ou informal e, se possível,
que se inclua no planejamento ao menos uma atividade de integração interdisciplinar.
Atividades didáticas
O aprendizado requer participação ativa dos estudantes. Atividades de pesquisa
bibliográfica, seminários, aulas práticas e estudos do meio, entre outras estratégias
pedagógicas,podem tornar altamente dinâmico e motivador um curso de Biologia.
A partir da página 14 deste suplemento sugerimos algumas atividades complemen-
tares relacionadas aos conteúdos tratados neste volume. Somadas ou adaptadas às
do repertório do próprio(a) professor(a), essas atividades podem motivar os estudan-
tes e ajudá-los a se apropriar de novos conhecimentos e habilidades desejadas.
Utilização dos mapas de conceitos
Identificar os conceitos básicos apresentados no texto de cada capítulo constitui um
aspecto importante do processo de ensino-aprendizagem. Se o(a) professor(a) dispõe de
poucas aulas semanais para desenvolver o conteúdo, pode ser melhor destacar os con-
ceitos mais importantes, deixando em segundo plano aspectos de detalhamento ou
temas não-pertinentes aos objetivos didáticos que se deseja alcançar.
Uma das maneiras de trabalhar criteriosamente com conceitos é por meio da elabo-
ração de mapas de conceitos. Trata-se de uma estratégia didática que é muito útil
também no planejamento de unidades didáticas e na preparação de aulas. Um mapa de
conceitos consiste de um conjunto de conceitos interligados por palavras de ligação, que
identificam o tipo de relação que há entre eles. Embora simples em sua concepção, os
mapas de conceitos constituem-se em uma ferramenta poderosa para o processo de
ensino-aprendizagem e para a avaliação da aprendizagem.
Para o(a)s professor(a)s que desejarem se aprofundar no assunto, apresentamos, na
página 38, um texto sobre os princípios de construção de mapas de conceitos, acompa-
nhado de bibliografia suplementar e de exemplos de mapas de conceitos referentes a
assuntos tratados no volume.
Destaques temáticos, objetivos de ensino e
sugestões para este volume
A seguir apresentamos os destaques temáticos e os principais objetivos de ensino de cada
capítulo deste volume. Apresentamos também sugestões de atividades complementares e
exemplos de mapas de conceitos relativos aos assuntos tratados em cada parte do volume.
Destaques temáticos e objetivos de ensino
Os destaques temáticos são apresentados na forma de uma breve sinopse dos temas de
cada capítulo, acompanhada dos principais objetivos que tivemos em mente ao elaborá-los.
Os objetivos foram divididos em duas categorias: objetivos gerais, referentes ao desen-
volvimento de conhecimentos, habilidades e valores que ultrapassam os limites da Biologia,
e objetivos didáticos, mais específicos, que se referem ao desenvolvimento de conheci-
mentos e habilidades específicas de Biologia.
Um exemplo de objetivo geral é: Valorizar os aspectos históricos da ciência, tais como os
relativos ao desenvolvimento da Genética, reconhecendo que os avanços científicos de uma
época dependem de conhecimentos desenvolvidos em épocas anteriores.
Um exemplo de objetivo didático é: Caracterizar alelos como formas diferentes de um
mesmo gene e conceituar os seguintes termos: alelo dominante, alelo recessivo, indivíduo
homozigótico, indivíduo heterozigótico, dominância incompleta e co-dominância.
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PARTE I - GENÉTICA
� Objetivos gerais para todos os capítulos desta parte
Valorizar os aspectos históricos da ciência, tais como os rela-
tivos ao desenvolvimento da Genética, reconhecendo que
os avanços científicos de uma época dependem de conheci-
mentos desenvolvidos em épocas anteriores.
Compreender que a herança biológica se baseia na trans-
missão de informações hereditárias – os genes – de geração
a geração, o que possibilita reflexões sobre a continuidade
da vida e sobre a natureza das relações entre os seres vivos
ao longo do tempo.
Compreender os princípios teóricos que explicam a hereditarie-
dade e as variações nas manifestações genéticas; utilizar esses
conhecimentos para entender situações reais, como casos que
envolvem genes letais, características genéticas humanas de
interesse médico e determinação do sexo, e para atuar positi-
vamente na prevenção e no tratamento de certas doenças que
ocorrem em casos de incompatibilidade genética.
Capítulo 1 – As origens da Genética
� Destaques temáticos
Discute algumas idéias antigas sobre hereditariedade, como a
pangênese de Hipócrates, os escritos de Aristóteles sobre a
herança biológica e a polêmica entre os defensores das teorias
da pré-formação e da epigênese. Apresenta uma breve história
dos conhecimentos essenciais à compreensão da hereditarie-
dade: o papel dos gametas na fecundação, dos cromossomos,
da mitose e da meiose. Mostra os principais avanços e marcos
históricos relacionados à Genética no século XX.
� Sugestões de objetivos didáticos
Compreender a hipótese da pangênese de Hipócrates e ex-
plicar por que Aristóteles se opunha a ela.
Explicar os pontos centrais das teorias da pré-formação e da
epigênese, comparando-os.
Estar informado sobre como foram descobertos os gametas
e em que época isso ocorreu.
Conceituar mitose e descrever sucintamente o processo, re-
presentando-o simplificadamente por meio de esquemas e
ilustrações.
Conceituar meiose e descrever sucintamente o processo,
representando-o simplificadamente por meio de esquemas
e ilustrações.
ESTRUTURA GERAL DA COLEÇÃO
Se desejar, utilize os objetivos que sugerimos para cada capítulo em seu planejamento e
como parâmetro de avaliação, adequando-os às suas necessidades.
Sugestões de atividades complementares
Para auxiliar o(a) professor(a) em sua tarefa de obter participação mais ativa dos estu-
dantes no processo de aprendizagem, reunimos neste suplemento sugestões de atividades
complementares de diferentes tipos: pesquisas bibliográficas, seminários, aulas de laborató-
rio, estudos do meio e montagens, entre outras estratégias pedagógicas. Se desejar, utilize
essas atividades em complementação àquelas presentes no livro do estudante.
Mapas de conceitos
Os mapas de conceitos são construções pessoais e contextuais, de modo que sua utiliza-
ção mais produtiva como ferramenta pedagógica é produzir os próprios mapas. Entretanto,
analisar e avaliar mapas de conceitos já prontos é um excelente ponto de partida para a
elaboração de mapas conceituais próprios. Assim, neste suplemento, após a sugestão de
atividades complementares, apresentamos alguns exemplos de mapas de conceitos envol-
vendo os principais conceitos tratados nos capítulos. Se desejar, utilize os mapas sugeridos
como base para discussão com os estudantes, que podem modificá-los ou ampliá-los, de-
pendendo dos conceitos tratados e dos objetivos almejados.
Capítulo 2 – Lei da segregação genética
� Destaques temáticos
Apresenta a parte do trabalho de Gregor Mendel referente
à lei da segregação. Discute as bases celulares da segrega-
ção dos fatores genéticos. Apresenta exemplos de herança
monogênica.
� Sugestões de objetivos didáticos
Explicar como a segregação dos cromossomos homólogos
na meiose determina a separação (segregação) dos alelos
de um gene.
Representar, por meio de esquemas ou modelos, a separa-
ção (segregação) dos cromossomos e dos alelos de um gene
na meiose.
Conceituar herança monogênica, ou monoibridismo.
Compreender os princípios de construção do quadrado de
Punnett, aplicando-os na solução de problemas sobre he-
rança monogênica.
Capítulo 3 – Relação entre genótipo e fenótipo
� Destaques temáticos
Discute os conceitos de fenótipo e de genótipo e a determi-
nação do genótipo de indivíduos com fenótipo dominante
por meio de cruzamento-teste. Apresenta o conceito de
heredograma e os princípios básicos de sua construção. Dis-
cute os diferentes modos de interação entre alelos de um
mesmo gene, distinguindo herança recessiva, herança do-
minante, dominância incompleta e co-dominância. Conceituae discute exemplos de pleiotropia, de alelos letais e de alelos
múltiplos. Discute as variações no modo de expressão dos
genes, conceituando variação descontínua, norma de rea-
ção, penetrância e expressividade dos genes. Apresenta a
genética dos principais sistemas de grupos sangüíneos hu-
manos: ABO, Rh e MN. Trabalha as noções fundamentais de
probabilidade aplicadas à Genética.
� Sugestões de objetivos didáticos
Conceituar genótipo e explicar sua relação com o fenótipo.
Explicar a utilidade dos cruzamentos-teste.
Caracterizar alelos como formas diferentes de um mesmo
gene e conceituar os seguintes termos: alelo dominante, alelo
recessivo, indivíduo homozigótico, indivíduo heterozigótico,
dominância incompleta e co-dominância.
PARTE I — GENÉTICA
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Relacionar dominância, segregação dos alelos e combina-
ção dos gametas ao acaso com as proporções obtidas nos
cruzamentos genéticos que envolvem um gene.
Conceituar pleiotropia, alelos letais e alelos múltiplos.
Compreender variações no modo de expressão dos genes:
variação descontínua, norma de reação dos genes, penetrância
gênica e expressividade gênica.
Conhecer o sistema de grupos sangüíneos ABO, compreen-
dendo os princípios envolvidos na incompatibilidade entre
certos tipos sangüíneos.
Conhecer a determinação genética do sistema de grupos
sangüíneos Rh, compreendendo os princípios envolvidos na
incompatibilidade entre mãe e feto responsável pela
eritroblastose fetal.
Conhecer a determinação genética dos tipos sangüíneos huma-
nos (ABO, MN e Rh) e resolver problemas sobre esse assunto.
Aplicar conhecimentos relativos à segregação de um par de
alelos e à probabilidade na resolução de problemas envol-
vendo cruzamentos genéticos.
Capítulo 4 – Lei da segregação independente
dos genes
� Destaques temáticos
Discute o conceito de segregação independente e o fato de
esse fenômeno ser conseqüência da segregação independente
dos pares de cromossomos homólogos na meiose. Apresenta
exemplos de segregação independente em diferentes organis-
mos. Discute e exemplifica o conceito de interação gênica, ana-
lisando as proporções fenotípicas em cruzamentos que envol-
vem diversos tipos de interação. Discute os princípios da he-
rança quantitativa, ou poligênica, e as explicações mais recen-
tes sobre a herança da cor dos olhos na espécie humana.
� Sugestões de objetivos didáticos
Compreender por que a segregação independente dos
cromossomos homólogos na meiose determina a proporção
1 : 1 : 1 : 1 dos quatro tipos de gameta (1/4 AB : 1/4 Ab:
1/4 aB : 1/4 ab) formados por um indivíduo duplo
heterozigótico (AaBb).
Representar, por meio de esquemas ou modelos, a segrega-
ção independente de dois pares de alelos localizados em
dois pares de cromossomos homólogos.
Relacionar os conceitos de dominância, segregação indepen-
dente de alelos e combinação ao acaso dos gametas com as
proporções obtidas nos cruzamentos genéticos que envol-
vem dois genes com segregação independente.
Aplicar conhecimentos relativos à segregação independente
de dois pares de alelos e à probabilidade na resolução de
problemas que envolvem cruzamentos genéticos.
Compreender que certas características são determinadas
pela ação conjunta de alelos de diferentes genes (interação
gênica); explicar e exemplificar genes com segregação inde-
pendente que interagem na determinação de uma única
característica (cor da plumagem em periquitos, forma da
crista em galinhas, cor da pelagem em cães labradores etc.).
Caracterizar herança quantitativa e estar informado sobre a
existência desse tipo de herança na espécie humana.
Reconhecer que as cores castanha, azul e verde do olho hu-
mano têm base genética e explicar a relação entre genótipos
e fenótipos quanto a essa característica.
Capítulo 5 – O mapeamento dos genes
nos cromossomos
� Destaques temáticos
Discute a descoberta do papel dos cromossomos na herança.
Aborda a questão da ligação gênica e explica a recombinação
entre genes ligados como conseqüência de permutas entre
cromátides de cromossomos homólogos. Discute os princípios
de construção de mapas genéticos e o significado da unidade
de distância entre genes ligados.
� Sugestões de objetivos didáticos
Explicar, por meio de esquemas e modelos, a transmissão de
genes localizados em um mesmo cromossomo (genes liga-
dos), na ausência e na presença de permutação cromossômica.
Compreender os princípios de construção de mapas gênicos com
base nas freqüências de recombinação entre genes ligados.
Capítulo 6 – Herança e sexo
� Destaques temáticos
Aborda mecanismos genéticos e não-genéticos de determi-
nação do sexo. Discute a herança de genes localizados em
cromossomos sexuais. Apresenta exemplos de herança liga-
da ao cromossomo X na espécie humana: daltonismo,
hemofilia e distrofia muscular. Explica a compensação de dose
em fêmeas de mamíferos.
� Sugestões de objetivos didáticos
Conceituar cromossomo sexual e conhecer os principais sis-
temas de determinação cromossômica do sexo: XY, XO, ZW
e haplodiplóide.
Compreender e explicar os processos de determinação ge-
nética do daltonismo, da hemofilia e da distrofia muscular.
Compreender e explicar o mecanismo de compensação de
dose em mamíferos.
Aplicar os conhecimentos relativos à herança de genes locali-
zados em cromossomos sexuais e à probabilidade na resolu-
ção de problemas que envolvem cruzamentos genéticos.
Capítulo 7 – Do genótipo ao fenótipo: como se
expressam os genes
� Destaques temáticos
Apresenta um breve histórico da identificação do DNA como
material genético e a elucidação de sua estrutura molecular.
Aborda a descoberta do modo de ação dos genes, apresen-
tando alguns exemplos de erros inatos do metabolismo:
fenilcetonúria, alcaptonúria e albinismo tipo 1. Discute a teo-
ria “um gene-uma enzima” e a relação entre genes, RNA e
proteínas. Trata dos recentes avanços relativos ao conceito
de gene, apresentando as diferenças fundamentais entre
genes bacterianos e genes eucarióticos. Discute a organiza-
ção interrompida dos genes eucarióticos, com presença de
regiões codificadoras (exons) e não-codificadoras (introns),
e o mecanismo básico de processamento do RNA no núcleo
das células eucarióticas (splicing).
� Sugestões de objetivos didáticos
Conhecer a estrutura da molécula de DNA e compreender a
maneira pela qual essa substância armazena informação ge-
nética.
Explicar, em termos gerais, como os genes determinam as
características estruturais e funcionais dos seres vivos por
meio do controle da síntese das proteínas.
Compreender o papel de cada um dos tipos de RNA (RNA
mensageiro, RNA transportador e RNA ribossômico) no pro-
cesso de síntese de proteínas.
Reconhecer a existência de DNA codificante e de DNA não-
codificante e compreender a organização descontínua dos
genes eucarióticos, distinguindo intron e exon.
Capítulo 8 – Aplicações do conhecimento genético
� Destaques temáticos
Aborda as principais aplicações do conhecimento genético
na sociedade contemporânea, tais como o melhoramento,
PARTE I — GENÉTICA
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o aconselhamento genético e prevenção de doenças heredi-
tárias. Discute os recentes avanços relativos à genética
molecular e suas aplicações, como o estudo do DNA por
meio da utilização de enzimas de restrição e da eletroforese,
os princípios de identificação de pessoas por meio do DNA,
as técnicasfundamentais de clonagem molecular e a produ-
ção de organismos transgênicos. Discute o projeto Genoma
Humano e explica os fundamentos da técnica de
seqüenciamento do DNA.
� Sugestões de objetivos didáticos
Compreender como os conhecimentos genéticos podem ser
aplicados na biotecnologia e no diagnóstico e prevenção de
doenças hereditárias.
Conhecer os princípios básicos da manipulação genética e
algumas de suas principais aplicações, como a identificação
de pessoas pelo DNA e a clonagem molecular.
Explicar, em linhas gerais, o que são organismos transgênicos
e compreender as polêmicas que envolvem os possíveis be-
nefícios e prejuízos da manipulação genética.
Sugestões de atividades complementares
1. Observando traços humanos hereditários (página 13)
2. Simulando o comportamento de genes e de cromossomos du-
rante as divisões celulares (página 14)
3. Simulando a transmissão de algumas características humanas
(página 15)
4. Simulando a ocorrência de recombinação gênica na meiose (pá-
gina 16)
5. Simulando uma técnica para identificar pessoas pelo DNA (pá-
gina 17)
Exemplos de mapas de conceitos
1. Alelos múltiplos e grupos sangüíneos (página 31)
2. Ligação gênica (página 32)
3. Herança genética e sexo (página 33)
PARTE II - EVOLUÇÃO BIOLÓGICA
�Objetivos para todos os capítulos da Parte II:
evolução biológica
Conhecer as principais evidências da evolução biológica e
compreender os fundamentos da teoria evolucionista mo-
derna, o que fornece subsídios para a reflexão sobre ques-
tões polêmicas, tais como as relativas às origens da vida e da
espécie humana.
Conhecer os fundamentos básicos da história da espécie
humana de acordo com a moderna teoria evolucionista,
desde nossos ancestrais mais remotos até hoje, o que per-
mite reflexões sobre a origem, o presente e o futuro de nos-
sa própria espécie.
Capítulo 9 – Breve história das idéias
evolucionistas
�Destaques temáticos
Apresenta um breve histórico das idéias evolucionistas; além
do lamarckismo, comenta o desenvolvimento do darwinismo
e do conceito de seleção natural. Discute as principais evi-
dências da evolução biológica: documentário fóssil; adapta-
ção; semelhanças anatômicas, fisiológicas e bioquímicas entre
os organismos. Traz ainda um quadro sobre a datação relati-
va e absoluta dos fósseis e uma leitura que comenta a ques-
tão do criacionismo.
�Sugestões de objetivos didáticos
Conhecer e compreender as principais evidências da evolução
biológica: documentário fóssil; adaptação; semelhanças
anatômicas, fisiológicas e bioquímicas entre os organismos.
Caracterizar órgãos homólogos e órgãos análogos, reconhe-
cendo os primeiros como evidências da evolução biológica e
os segundos como resultado da adaptação a ambientes se-
melhantes.
Explicar os pontos principais do lamarckismo (uso e desuso e
transmissão de características adquiridas) e do darwinismo
(seleção natural e diversificação das espécies).
Estar informado sobre os princípios das datações relativa e
absoluta dos fósseis, compreendendo sua importância na
teoria evolucionista moderna.
Capítulo 10 – Teoria moderna da evolução
�Destaques temáticos
Trata da teoria moderna da evolução, com destaque para os
principais fatores evolutivos: mutação gênica; recombinação
gênica; seleção natural. Traz também um quadro que apresen-
ta as mutações cromossômicas e seu papel na evolução. Discu-
te o conceito de seleção natural e os principais tipos de seleção:
estabilizadora, direcional e disruptiva, além da seleção sexual.
Comenta a camuflagem, a coloração de aviso e o mimetismo
(batesiano e muleriano) como exemplos de adaptação pela se-
leção natural. Traz, ainda, o princípio de Hardy-Weinberg e al-
guns conceitos da genética de populações, tais como: freqüên-
cia gênica, deriva gênica e princípio do fundador.
�Sugestões de objetivos didáticos
Reconhecer a mutação gênica e a recombinação gênica como
os principais fatores responsáveis pela variabilidade, sobre a
qual atua a seleção natural.
Caracterizar os seguintes tipos de seleção natural: seleção
estabilizadora; seleção direcional; seleção disruptiva; seleção
sexual.
Explicar a adaptação dos seres vivos pela ação da seleção
natural, exemplificando com a camuflagem, a coloração de
aviso e o mimetismo.
Aplicar os princípios da genética de populações e do equilí-
brio gênico para resolver problemas que envolvem cálculos
de freqüências gênicas.
Capítulo 11 – Origem das espécies e dos grandes
grupos de seres vivos
� Destaques temáticos
Apresenta os conceitos de anagênese e cladogênese e idéi-
as recentes sobre a formação de novas espécies (especiação).
Comenta os tipos de especiação: alopátrica (dicopátrica e
peripátrica) e simpátrica. Discute também o papel do isola-
mento reprodutivo na especiação e processos pré-zigóticos
e pós-zigóticos de isolamento. Apresenta critérios para divi-
são do tempo geológico e hipóteses sobre a origem dos prin-
cipais grupos de seres vivos.
� Sugestões de objetivos didáticos
Definir anagênese e cladogênese.
Conhecer o conceito atual de espécie biológica, reconhe-
cendo-a como um grupo de organismos reprodutivamente
isolado de outros grupos (outras espécies).
Explicar, em linhas gerais, o processo de formação de novas
espécies e compreender a importância do isolamento
reprodutivo no processo de especiação.
PARTE II — EVOLUÇÃO BIOLÓGICA
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Definir e distinguir especiação alopátrica (dicopátrica e
peripátrica) e especiação simpátrica.
Conceituar tempo geológico e suas divisões (eras, períodos
e épocas), compreendendo os critérios empregados nessas
divisões.
Capítulo 12 – Evolução humana
�Destaques temáticos
Apresenta as principais evidências da evolução humana e a
classificação de nossa espécie no reino Animal. Discute as prin-
cipais tendências evolutivas na linhagem primata: primeiro
dedo oponível; visão binocular (estereoscópica); vida familiar
e cuidados com a prole. Apresenta as recentes descobertas
fósseis na ancestralidade humana e os principais estágios da
“hominização”: o estágio pré-humano adaptado à vida nas
árvores; o estágio de adaptação à savana arbórea
(australopitecos); o estágio adaptado à savana arbustiva (gê-
nero Homo); a emergência da espécie humana moderna
(Homo sapiens). Traz ainda, em um quadro, as recentes hipó-
teses sobre o parentesco entre os neandertalenses (“homens
de Neandertal”) e a espécie humana. Na leitura, uma notícia
sobre a mais recente descoberta de um hominídeo: o Homo
floresiensis, extinto há cerca de 12 mil anos.
�Sugestões de objetivos didáticos
Conhecer as principais evidências que relacionam evolutiva-
mente a espécie humana e seus ancestrais primatas (fósseis
e semelhanças anatômicas e moleculares).
Conhecer a moderna classificação da espécie humana entre
os primatas (ordem Primates, subordem Anthropoidea,
infraordem Catarrhini, superfamília Hominoidea, família
Hominidae, subfamília Homininae, gênero Homo).
Caracterizar e explicar os principais estágios pelos quais te-
ria passado a linhagem humana: estágio pré-humano adap-
tado à vida arborícola; estágio de adaptação à savana
arbórea (australopitecos); estágio adaptado à savana
arbustiva (gênero Homo); emergência da espécie humana
moderna (Homo sapiens).
Sugestões de atividades complementares
6. Produzindo “fósseis” em sala de aula (página 18)
7. Interpretando restos e impressões fósseis (página 18)
8. Construindo um anuário do tempo geológico (página 18)
Exemplo de mapas de conceitos
4. Teorias de evolução biológica (página 34)
PARTE III – ECOLOGIA
Capítulo 13 – Fundamentos da Ecologia
� Destaques temáticosApresenta a Ecologia e conceitua os seguintes níveis de or-
ganização ecológica: populações, comunidades, ecossistemas
e biosfera. Discute os conceitos de hábitat e nicho ecológico
e comenta o princípio de Gause (exclusão competitiva). Apre-
senta os conceitos de cadeia e de teia alimentar.
� Objetivos gerais
Conhecer os fundamentos da Ecologia e justificar a impor-
tância dos estudos ecológicos para o futuro da humanidade.
Compreender a complexidade das relações entre os seres
vivos e o ambiente nos ecossistemas, reconhecendo o alto
grau de interdependência que há entre os diversos compo-
nentes da biosfera.
� Sugestões de objetivos didáticos
Compreender e inter-relacionar os seguintes conceitos em
Ecologia: biosfera; população biológica; comunidade biológi-
ca (biocenose); biótopo; hábitat; nicho ecológico; ecossistema.
Reconhecer o ecossistema como resultante da interação en-
tre componentes bióticos (seres vivos) e componentes
abióticos (clima e fatores químicos).
Identificar os níveis tróficos de um ecossistema (produtores,
consumidores e decompositores) e compreender as relações
entre eles e o papel destas na constituição das cadeias e das
teias alimentares.
Capítulo 14 – Energia e matéria nos ecossistemas
� Destaques temáticos
Trata do fluxo da energia e da matéria nos ecossistemas.
Comenta os princípios das pirâmides de energia e biomassa
e apresenta o conceito de produtividade em Ecologia. Traz
também os ciclos biogeoquímicos da água, do carbono, do
nitrogênio, do oxigênio e do fósforo. Um quadro temático
destaca o papel do gás oxigênio na formação da camada de
ozônio que protege a atmosfera terrestre.
� Objetivo geral
Conhecer as maneiras pelas quais ocorre o fluxo de energia
e de matéria na natureza, o que permite refletir sobre a uti-
lização de recursos renováveis e não-renováveis necessários
à sobrevivência da humanidade.
� Sugestões de objetivos didáticos
Compreender que o fluxo de energia nas cadeias alimenta-
res é unidirecional, o que permite interpretar e construir es-
quemas denominados pirâmides ecológicas.
Reconhecer o comportamento cíclico dos elementos químicos
que constituem as substâncias orgânicas e representar por meio
de esquemas as etapas fundamentais dos ciclos biogeoquímicos
da água, do carbono, do nitrogênio, do oxigênio e do fósforo.
Conceituar produtividade e explicar por que o custo de pro-
dução de alimentos vegetais (grãos, frutos, legumes etc.) é
geralmente menor que o dos alimentos de origem animal
(carne bovina, por exemplo).
Compreender o princípio e a importância da adubação verde,
plantação consorciada, ou rotação de cultura, com plantas fabá-
ceas (leguminosas) para o plantio e a produção de alimentos.
Compreender como se forma a camada de ozônio na atmosfe-
ra e reconhecer sua importância na proteção dos seres vivos,
inclusive a espécie humana, da radiação ultravioleta solar.
Capítulo 15 – Dinâmica das populações biológicas
� Destaques temáticos
Trata das características das populações biológicas e conceitua:
densidade populacional; taxas de crescimento populacional
(absoluto e relativo); taxas de natalidade e de mortalidade;
índice de fertilidade. Discute os fatores que regulam o tama-
nho das populações e conceitua carga biótica máxima. Um
quadro temático destaca as populações humanas, a curva de
crescimento demográfico e o conceito de pirâmide etária. A
leitura apresenta uma entrevista polêmica sobre o futuro do
crescimento populacional na espécie humana.
� Objetivo geral
Conhecer e compreender os fatores que afetam o cresci-
mento das populações, em especial as humanas, para avali-
ar os riscos atuais e futuros da explosão demográfica; apli-
car esses conhecimentos e avaliações em reflexões sobre te-
mas atuais de cidadania, tais como controle da natalidade,
planejamento familiar, sustentabilidade etc.
PARTE III — ECOLOGIA
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� Sugestões de objetivos didáticos
Conhecer e conceituar algumas características gerais das
populações (densidade demográfica, taxa de crescimento,
taxa de natalidade e taxa de mortalidade) e aplicar esses
conhecimentos na interpretação de curvas de crescimento
populacional e em pirâmides etárias.
Reconhecer a tendência de crescimento das populações hu-
manas e compreender os riscos decorrentes da explosão
demográfica, discutindo e formando opinião sobre controle da
natalidade, planejamento familiar e sociedade sustentável.
Capítulo 16 – Relações ecológicas entre seres vivos
� Destaques temáticos
Apresenta os principais tipos de relação ecológica entre seres
vivos. Discute o conceito de simbiose e estuda relações intra-
específicas (competição intra-específica, colônias e socieda-
des) e relações interespecíficas (protocooperação, herbivoria,
predação, competição interespecífica, inquilinismo, comen-
salismo, mutualismo e parasitismo).
� Objetivo geral
Conhecer os principais tipos de relação ecológica e
compreendê-los tanto no aspecto individual quanto pela
perspectiva do equilíbrio ecológico global.
� Sugestão de objetivo didático
Conhecer e compreender os principais tipos de relação ecoló-
gica: relações intra-específicas (competição intra-específica,
colônia e sociedade) e relações interespecíficas (protocoope-
ração, herbivoria, inquilinismo, predação, competição interespe-
cífica, comensalismo, mutualismo e parasitismo).
Capítulo 17 – Sucessão ecológica e biomas
� Destaques temáticos
Apresenta o conceito de sucessão ecológica e discute o pa-
pel das espécies pioneiras na sucessão primária; comenta
também as características da sucessão secundária. Discute
os principais fatores que afetam o tipo de ecossistema que
se desenvolve em determinada região: insolação; circulação
de energia na atmosfera; correntes oceânicas; composição
do solo. Apresenta o conceito de bioma e as características
dos principais biomas do mundo e do Brasil. Comenta, ain-
da, as principais características dos ecossistemas aquáticos.
� Objetivo geral
Conhecer os principais biomas do mundo, em particular os
brasileiros, compreendendo-os como ecossistemas estáveis e
característicos das regiões em que ocorrem; aplicar esses co-
nhecimentos na reflexão sobre temas polêmicos da atualida-
de, como a preservação dos ambientes naturais, o desenvol-
vimento sustentável, a exploração racional de recursos etc.
� Sugestões de objetivos didáticos
Conceituar sucessão ecológica e distinguir sucessão primá-
ria de sucessão secundária; explicar as principais tendências
observadas no decorrer da sucessão (aumentos da biomassa,
da estabilidade, da biodiversidade etc.).
Conceituar microclima, homeostase e comunidade clímax.
Conhecer os principais fatores que afetam o tipo de ecossiste-
ma que se desenvolve em determinada região: insolação; cir-
culação de energia na atmosfera; correntes oceânicas; com-
posição do solo.
Conceituar bioma, caracterizando e localizando geografica-
mente os principais biomas do mundo: tundra; taiga; floresta
temperada; floresta pluvial tropical; estepe; savana; deserto.
Caracterizar e localizar geograficamente os principais biomas
brasileiros: floresta amazônica; mata atlântica; mata de
araucárias; campo cerrado; pampa; caatinga; mata de cocais;
pantanal mato-grossense; manguezais.
Caracterizar os principais ecossistemas aquáticos e
conceituar: plâncton, bentos e nécton.
Capítulo 18 – Humanidade e ambiente
� Destaques temáticos
Apresenta diversos aspectos do impacto ambiental produzido
pela espécie humana, tais como a poluição ambiental (do ar,
da água e do solo) e a interferência da espécie humana nas
comunidades naturais (desmatamentos, extinção e introdução
de espéciesetc.). Discute temas ecológicos de importância na
atualidade, entre eles o aumento do efeito estufa, a destruição
da camada de ozônio e as inversões térmicas, decorrentes da
poluição do ar. Comenta o protocolo de Kyoto e as metas de
redução das emissões de gases responsáveis pelo efeito estufa.
Traz, ainda, uma breve discussão sobre caminhos e perspecti-
vas da humanidade para a preservação ambiental.
� Objetivo geral
Conhecer os principais problemas decorrentes da explora-
ção dos recursos naturais e do desenvolvimento tecnológico
(poluição, desequilíbrios ecológicos etc.), de modo a formar
opinião sobre as possíveis maneiras de melhorar a qualidade
de vida das gerações futuras.
� Sugestões de objetivos didáticos
Conhecer as principais formas de poluição ambiental (polui-
ção do ar, da água e do solo) e discutir maneiras de minimizar
seus efeitos sobre o ambiente natural.
Compreender que a interferência humana em comunidades
naturais (desmatamentos, introdução e extinção de espé-
cies etc.) pode causar desequilíbrios ecológicos; aplicar es-
ses conhecimentos na discussão de maneiras para evitar ou
minimizar os efeitos prejudiciais dessas interferências no
ambiente natural.
Sugestões de atividades complementares
9. Construindo um ecossistema experimental (página 18)
Exemplos de mapas de conceitos
5. Cadeias e teias alimentares (página 35)
6. Sucessão ecológica (página 36)
7. Populações (página 37)
8. Desequilíbrios ambientais (página 38)
Atividades complementares
1. OBSERVANDO TRAÇOS HUMANOS HEREDITÁRIOS
Uma atividade interessante é propor aos estudantes que ob-
servem algumas características humanas herdadas segundo um
padrão de herança monogênica em seus familiares e em famílias
conhecidas e que construam heredogramas para cada uma das
características observadas, procurando determinar seu padrão de
herança.
Diversas características humanas são herdadas segundo um padrão
de herança monogênica. Por exemplo, a capacidade de enrolar a língua
na forma de uma letra U parece ser condicionada por um alelo domi-
nante, e pessoas homozigóticas recessivas são incapazes de tal proeza.
Outra característica condicionada por um alelo dominante é o lobo sol-
to das orelhas; a pessoa homozigótica recessiva tem sempre lobos pre-
sos. Outros exemplos de características hereditárias são o modo de cru-
zar os braços (com o braço direito por cima e o esquerdo por baixo, ou
vice-versa) e o modo de cruzar as mãos: algumas pessoas cruzam as
mãos com o polegar direito por cima, e outras fazem o contrário.
ATIVIDADES COMPLEMENTARES
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Deve-se tomar cuidado especial com exemplos de herança
genética na espécie humana. Apesar de muitos traços de nossa
espécie seguirem o padrão de herança monogênica, não é raro
aparecerem casos não explicáveis a partir do fenótipo dos pais. Por
exemplo, ter cabelos lisos é uma característica recessiva em nossa
espécie, mas ocorrem casos de um casal com cabelos lisos ter um
filho com cabelo crespo. Uma das explicações para esses casos é o
fenômeno da penetrância incompleta dos genes, ou seja, o indiví-
duo é portador de um determinado alelo, mas não expressa a ca-
racterística condicionada por ele. Por exemplo, certas pessoas por-
tadoras de um alelo dominante que condiciona presença de dedos
extras nas mãos e nos pés (polidactilia) não apresentam a caracte-
rística (dedos extras), apesar de transmitirem o alelo aos filhos, que
podem manifestá-lo. Esse alelo, além disso, apresenta expressividade
variada, ou seja, apenas determinada parte do corpo do indivíduo
apresenta a característica condicionada pelo gene. Há pessoas por-
tadoras do alelo para polidactilia que possuem dedos extras ape-
nas em uma mão ou em um pé.
A explicação para a penetrância incompleta e a expressividade
variada é que a expressão de um alelo pode ser influenciada pelo
resto do genótipo da pessoa e pelo ambiente. Se estudantes per-
guntarem sobre a possibilidade de um casal com olhos azuis ter um
filho com olhos castanhos; a melhor resposta é que se trata de um
caso raríssimo, mas não impossível. O mesmo se aplica a perguntas
sobre a herança de tipos sangüíneos etc.
Outro fator que pode complicar a análise genética é a carac-
terística ser determinada por mais de um gene. Por exemplo, ape-
sar de o albinismo ser tido como uma característica condicionada
por um alelo recessivo do gene que controla a produção de melanina,
existem casos de cruzamento entre albinos em que toda a prole
tem pigmentação normal. A explicação é que os indivíduos cruza-
dos têm mutações em diferentes genes que atuam sobre síntese
de melanina; assim, se um dos pais for albino por ter genótipo aaBB
e o outro por ter genótipo AAbb, os filhos serão normais porque
recebem um alelo dominante normal de cada um dos pais: têm
genótipo AaBb.
2. SIMULANDO O COMPORTAMENTO DE GENES E DE
CROMOSSOMOS DURANTE AS DIVISÕES CELULARES
O objetivo da atividade é facilitar a compreensão de que a se-
gregação e a segregação independente dos alelos resultam da sepa-
ração meiótica dos cromossomos. Além disso, a realização da ativi-
dade permite concretizar os conceitos de cromátides-irmãs,
centrômero, locos gênico etc.
Sugerimos que as atividades sejam realizadas em grupos de três
ou quatro estudantes, de modo a permitir discussões e trocas de
idéias. Esses momentos facilitam detectar eventuais problemas de
compreensão de conceitos, que poderiam passar despercebidos em
uma aula expositiva.
Na atividade, os estudantes representarão, com massa de mo-
delar (ou outro material semelhante), um par de cromossomos
homólogos, nos quais se localiza um par de alelos na condição
heterozigótica (Aa). Serão simuladas a duplicação dos cromossomos
(e dos genes) e sua separação na mitose e na meiose.
Material
• massa de modelar de pelo menos quatro cores diferentes
• folha de cartolina ou de papel grande
• círculos de cartolina com 0,5 cm de diâmetro
• grãos de lentilha
Procedimentos
Peça aos estudantes que desenhem um círculo grande na carto-
lina para representar os limites da célula que sofrerá divisão celular.
Oriente-os a confeccionar dois bastões de massa de cores diferen-
tes, com aproximadamente 10 cm de comprimento e 0,5 cm de
diâmetro, para representar o cromossomo materno e o paterno. Um
grão de lentilha, ou de feijão, inserido na região mediana de cada
um dos bastões, representará o centrômero desse par de cromos-
somos, que serão, portanto, metacêntricos. Em seguida, devem ser
representados os dois alelos de um gene. Para isso, peça aos estu-
dantes que escrevam, em dois círculos de cartolina, as letras A e a, e
que apliquem esses círculos nos dois bastões de massa; lembre-os
de que, sendo alelos, esses genes devem ocupar a mesma posição
relativa nos cromossomos homólogos.
O objetivo da primeira etapa da atividade, a seguir, é recordar
a mitose e ressaltar que as duas células-filhas originadas nesse pro-
cesso são idênticas pelo fato de receberem uma cópia de cada um
dos cromossomos e, portanto, de cada um dos alelos presentes na
célula-mãe.
Simulação da mitose com um par de cromossomos
Com os modelos do par de cromossomos homólogos sobre a
folha de cartolina, o primeiro passo será representar a duplicação
cromossômica. Para isso, os estudantes devem confeccionar dois
novos bastões de massa idênticos aos anteriores e unir cada um
deles, pela região do centrômero, a um dos bastões preparados an-
teriormente. O tipo de alelo a ser colocado em cada novo bastão de
massa deve ser idêntico ao do bastão ao qual ele estiver unido, pois
as duas cromátides de cada cromossomo resultam da duplicação do
cromossomo original.Assim, cada cromossomo ficará constituído
por duas cromátides portadoras de alelos idênticos, ou seja, um de-
les terá cromátides portadoras do alelo A e o outro, cromátides por-
tadoras do alelo a.
Em seguida, oriente os estudantes a realizar a separação das
cromátides-irmãs de cada cromossomo para pólos opostos da célu-
la, onde se formarão as duas células-filhas. Eles devem perceber que
as duas células são geneticamente idênticas porque cada uma delas
recebe uma cópia de cada um dos cromossomos presentes na célu-
la-mãe. Chame a atenção para o fato de que na mitose não há
emparelhamento dos homólogos, como ocorre na meiose.
Simulação da meiose com um par de cromossomos
Esta atividade é semelhante à anterior, e podem ser utilizados os
mesmos bastões de massa (cromossomos) preparados anteriormen-
te. Seu objetivo é mostrar que, na meiose, os cromossomos
homólogos separam-se para as duas células-filhas originadas na di-
visão I, e isso leva à segregação dos alelos neles presentes.
Como na atividade anterior, simula-se inicialmente a duplicação
cromossômica, unindo cada bastão a outro idêntico a ele, com o
mesmo tipo de alelo. Em seguida simula-se o emparelhamento dos
homólogos, colocando-se os cromossomos lado a lado, de modo
que os centrômeros e os locos gênicos fiquem emparelhados.
Desconsidere a existência de permutação, que será simulada em outra
atividade, quando tratarmos de genes ligados.
O passo seguinte é simular a separação dos cromossomos
homólogos que ocorre na primeira divisão da meiose; cada
homólogo, com suas duas cromátides unidas, fica em um dos pólos
da célula. Lembre aos estudantes que, ao final da divisão I da meiose,
ocorre a formação de duas células-filhas, que ingressam imediata-
mente na divisão II. Se for o caso, sugira aos estudantes que repre-
sentem na cartolina os novos contornos das duas células formadas.
Na segunda divisão meiótica, em cada célula ocorrerá a separa-
ção das cromátides-irmãs de cada cromossomo. Os estudantes de-
vem perceber que o processo meiótico leva à formação de quatro
células, duas portadoras do alelo A e duas portadoras do alelo a
(50% A : 50% a).
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Simulação da meiose com dois pares de cromossomos
Antes de iniciar esta atividade, os estudantes devem utilizar a
massa de modelar para confeccionar um par de cromossomos
metacêntricos (de cores diferentes, como anteriormente) e um par
de cromossomos acrocêntricos (isto é, com o centrômero próximo
da extremidade), também de cores diferentes, entre si e do outro
par. No par de cromossomos metacêntricos devem ser aplicados os
círculos de cartolina com as letras A e a, como anteriormente, e
nos cromossomos acrocêntricos devem ser aplicados círculos de
cartolina com as letras B e b, para representar os alelos de um
outro gene.
Novamente, o primeiro passo é simular a duplicação cromossômica
e, em seguida, distribuir os cromossomos homólogos duplicados e
emparelhados sobre a folha de papel, simulando a metáfase da meiose.
Nesse momento do processo, ficará claro que há duas possibilidades
de orientação dos pares de homólogos em relação aos pólos da célu-
la; dependendo da orientação, serão formados gametas de tipos dife-
rentes.
Não comente previamente esse fato com os estudantes;
deixe-os terminar a simulação e pergunte aos diversos grupos
quais foram os tipos de gametas obtidos.
Uma das possibilidades é colocar os homólogos portadores dos
alelos dominantes (A e B) voltados para um dos pólos da célula, e os
portadores dos alelos recessivos (a e b) voltados para o outro. A
outra possibilidade é colocar os homólogos portadores dos alelos A
e b voltados para um dos pólos, e os portadores dos alelos a e B
voltados para o outro.
Depois de escolher uma das possibilidades de orientação dos
homólogos, os estudantes devem simular a separação dos homólogos
na primeira divisão da meiose. Em seguida, simula-se a segunda di-
visão, na qual ocorre separação das cromátides de cada cromossomo.
Serão obtidas quatro células-filhas, cada uma com um cromossomo
metacêntrico e um acrocêntrico. As células serão iguais duas a duas,
e sua constituição genética dependerá de como foram orientados
os pares de cromossomos homólogos na primeira divisão meiótica.
Em um dos casos, o resultado será duas células AB e duas ab; no
outro, o resultado será duas células Ab e duas aB. Observe que é
mais comum os estudantes direcionarem, talvez por uma questão
de senso de simetria, os cromossomos com os dois alelos dominan-
tes voltados para um dos pólos, e os dois recessivos para o outro;
observe que os dois posicionamentos são igualmente possíveis e com
mesma chance de ocorrer, e é exatamente por isso que se formam
quatro tipos de gametas em mesma proporção.
A atividade mostra claramente que o processo de segregação
de dois pares de alelos Aa e Bb em uma célula leva à formação de
apenas dois tipos de gameta. Na população de gametas, entretan-
to, devido às duas possibilidades de orientação dos pares de
cromossomos homólogos, formam-se quatro tipos de gameta, na
proporção de 1/4 AB : 1/4 Ab : 1/4 aB : 1/4 ab.
3. SIMULANDO A TRANSMISSÃO DE ALGUMAS
CARACTERÍSTICAS HUMANAS
A atividade a seguir é lúdica e altamente motivadora, podendo
reforçar a compreensão de que os filhos de um casal diferem entre si
e de seus pais por apresentarem diferentes combinações de alelos.
Na página fotocopiável 22 fornecemos ilustrações de dois con-
tornos de um rosto humano e na página fotocopiável 23, de dife-
rentes tipos de características faciais (tipo de cabelo, de olhos, de
sobrancelhas etc.). A atividade consiste em sortear, com o lança-
mento de moedas, quais serão as características do filho ou filha de
um casal hipotético, representado por uma dupla de estudantes. Em
seguida, os estudantes devem recortar, na página fotocopiável 23, a
ilustração correspondente à característica sorteada, colando-a apro-
priadamente sobre a ilustração do contorno do rosto previamente
sorteado, na página fotocopiável 22.
Cada dupla de estudantes deve receber uma fotocópia da pági-
na 22 e duas fotocópias da página 23.
Foram escolhidas as seguintes características humanas, con-
sideradas, cada uma delas, como condicionada por um par de
alelos:
1. Forma do rosto; pode ser oval (genótipos QQ ou Qq) ou qua-
drado (genótipo qq). A escolha da letra Q para representar os
alelos segue a convenção de empregar a inicial do caráter recessivo;
2. Tipo de cabelo; pode ser crespo (genótipo CCCC), liso (genótipo
CLCL) ou ondulado (genótipo CCCL). Neste caso, como se trata de
ausência de dominância, escolhemos a inicial da característica (letra
C) com o índice C ou L para representar os alelos;
3. Espessura da sobrancelha; pode ser grossa (genótipos FF ou
Ff) ou fina (genótipo ff).
4. Espaço entre os olhos; os olhos podem ser mais juntos (genótipo
OJOJ), mais separados (genótipo OSOS) ou medianamente sepa-
rados (genótipo OJOS).
5. Largura do nariz; o nariz pode ser estreito (genótipo NENE), lar-
go (genótipo NLNL) ou de largura média (genótipo NENL).
6. Espessura dos lábios; os lábios podem ser finos (genótipo LFLF),
grossos (genótipo LGLG) ou de espessura média (genótipo LFLG).
7. Forma do lobo da orelha; o lobo pode ser livre (genótipos AA
ou Aa) ou aderente (genótipo aa).
Existe também a possibilidade de sortear previamente o sexo do
descendente, considerando que a mãe sempre fornece o cromossomo
X e que o pai pode fornecer um cromossomo X ou cromossomo Y.
Se for o caso, depois de montado o rosto, pode-se acrescentar ao
desenho características como a presença de “covinhas” em torno
da boca (genótipos CC ou Cc) ou sua ausência(genótipo cc), e a
presença de “furinho” no queixo (genótipos FF ou Ff) ou sua au-
sência (genótipo ff).
Sugerimos que o par de estudantes sorteie cada característica
de seu “filho” pelo lançamento de uma moeda. Por exemplo, va-
mos supor que ambos os estudantes, de rosto oval, concluam que
têm genótipo heterozigótico (Qq) para a forma do rosto. Nesse caso,
convenciona-se que uma das faces da moeda representa o alelo Q,
e que a outra face representa o alelo q. A probabilidade de se for-
mar um gameta portador de Q é 1/2, e a de se formar um gameta
portador de q é também 1/2. Os dois estudantes lançam a moeda e
anotam o resultado. Se for QQ ou Qq, eles usarão o contorno de
rosto oval como referência para sua montagem; se for qq, eles usa-
rão o contorno de rosto quadrado.
Deixe bem claro aos estudantes que a atividade não passa
de um jogo, e que apenas simula a herança de certas carac-
terísticas humanas, sujeitas a grande variação de pessoa para
pessoa devido à penetrância incompleta e à expressividade va-
riável dos genes, como já comentamos anteriormente.
Oriente os estudantes para que escolham as características na
ordem em que as apresentamos, primeiro sorteando a forma de ros-
to, depois de cabelo, de sobrancelhas etc. colando-as, em seguida,
no local apropriado, sobre o contorno do rosto. Note que cada con-
torno apresenta linhas pontilhadas que indicam a posição aproxima-
da para a colagem de cada parte. De cima para baixo, as linhas
indicam o limite superior das sobrancelhas e o limite inferior dos
olhos, nariz e boca. Lembre aos estudantes que os dois olhos devem
ser recortados juntos, para manter a distância entre eles.
A seguir apresentamos a ilustração de alguns rostos que podem
ser montados a partir das ilustrações que estão nas páginas
fotocopiáveis.
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4. SIMULANDO A OCORRÊNCIA DE RECOMBINAÇÃO GÊNICA NA
MEIOSE
A atividade consiste em simular a permutação dos cromossomos
na meiose utilizando massa de modelar ou argila. A ênfase, agora, é
para dois pares de alelos localizados no mesmo par de cromossomos
homólogos e que, por isso, não apresentam segregação independente.
Os estudantes deverão representar apenas um par de cromossomos
homólogos, no qual há dois pares de alelos em condição heterozigótica
(AaBb). Em seguida, serão simuladas a duplicação dos cromossomos
e dos genes e sua separação na meiose, sem e com a ocorrência de
permutação cromossômica entre os locos dos genes A e B.
Material
• massa de modelar de duas cores diferentes
• folha de cartolina ou de papel grande
• círculos de cartolina com 0,5 cm de diâmetro
• grãos de lentilha
Procedimentos
Oriente os estudantes para que desenhem um círculo grande na
cartolina, para representar os limites da célula que sofrerá divisão celular.
Deverão ser confeccionados dois bastões de massa de cores di-
ferentes, com aproximadamente 10 cm de comprimento e 0,5 cm
de diâmetro cada um, para representar o cromossomo materno e o
cromossomo paterno. Um grão de lentilha, ou de feijão, colocado
na região mediana de cada um dos bastões, representará o centrô-
mero desse par de cromossomos.
Em seguida, oriente os estudantes para que escrevam, em dois
círculos de cartolina, as letras A e a (os alelos do gene A); em outros
dois círculos, eles deverão escrever as letras B e b (os alelos do gene
B). Os círculos com as letras devem ser aplicados nos dois bastões de
massa, seguindo o critério de que os alelos A e a devem ocupar a
mesma posição relativa nos cromossomos homólogos, o mesmo
ocorrendo com os alelos B e b. Sugira aos estudantes que coloquem
os alelos do par A/a a uma distância relativamente grande dos alelos
do par B/b, o que facilitará a simulação da permutação.
Deixe a cargo dos estudantes decidir qual será a constitui-
ção da célula duplo-heterozigótica, se com os alelos dominan-
tes de cada gene no mesmo homólogo (constituição AB/ab)
ou se com os alelos dominantes de cada gene em homólogos
diferentes (constituição Ab/aB).
Com os modelos do par de cromossomos homólogos dispostos
sobre a folha de cartolina, o primeiro passo será representar a dupli-
cação cromossômica. Para isso, os estudantes deverão confeccionar
dois novos bastões de massa idênticos a cada um dos anteriores,
unindo-os a cada um dos bastões preparados anteriormente. O alelo
colocado em cada novo bastão de massa deve ser idêntico ao do
bastão ao qual ele estiver unido, pois as duas cromátides de cada
cromossomo são idênticas, resultando da duplicação exata do
cromossomo original. Assim, cada cromossomo ficará constituído
por duas cromátides portadoras de alelos idênticos.
Em uma primeira etapa deve ser simulada a meiose sem ocor-
rência de permutação. Chame a atenção dos estudantes para o fato
de se formarem apenas dois tipos de gameta com a constituição
genética de um e de outro cromossomos (gametas parentais).
Em seguida, oriente os estudantes a simular a meiose com a
ocorrência de uma permutação entre os dois locos gênicos repre-
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As duas questões devem ser respondidas analisando o mesmo
diagrama. Sugerimos que o(a) professor(a) oriente verbalmente os
estudantes sobre a diferença de procedimentos na identificação do
criminoso e na identificação do pai da criança.
No caso da Questão I, basta encontrar entre os suspeitos (P-1,
P-2 e P-3) um padrão eletroforético idêntico ao da amostra de pele
do criminoso sob as unhas da vítima (P-5).
No caso da Questão II, é preciso inicialmente identificar, na crian-
ça (P-4), as faixas eletroforéticas correspondentes à sua mãe (P-3),
para em seguida verificar nos pretendentes a pai (P-1 e P-2) aquele
que possui as faixas que faltam. Essas faixas devem estar neces-
sariamente presentes no pai, uma vez que a criança recebe um
cromossomo homólogo materno e um paterno.
A identificação positiva do DNA de um suspeito (como no caso
da Questão I) pela técnica simulada na atividade, particularmente se
forem utilizados diferentes tipos de enzimas de restrição, atinge mais
de 99% de acerto. Excetuando-se o caso de gêmeos idênticos, a
probabilidade de duas pessoas apresentarem o mesmo padrão
eletroforético do DNA é menos de 1%.
Resolução da atividade 5
Apresentamos, a seguir, as respostas às Questões I e II, e, abai-
xo, o diagrama que representa, esquematicamente, a eletroforese
dos fragmentos de DNA das pessoas envolvidas nas situações cita-
das no enunciado dessas questões.
É importante deixar claro para os estudantes que, para res-
ponder às duas questões, utiliza-se o mesmo diagrama. Este,
porém, em cada situação representa fragmentos de DNA de
um conjunto diferente de pessoas.
sentados. Para isso, os cromossomos homólogos duplicados devem
ser colocados lado a lado, representando o emparelhamento
cromossômico que ocorre na prófase I da meiose. Uma vez empare-
lhados, deve-se cortar uma das cromátides de cada um dos
cromossomos em pontos correspondentes, entre os dois locos gênicos
representados. Cada cromátide cortada deve ser colada à cromátide
cortada do cromossomo homólogo, e vice-versa. Terminada a troca
de pedaços entre as cromátides homólogas, que representa a per-
mutação, continua-se a simular o processo meiótico.
Chame a atenção dos estudantes para o fato de que, com a
permutação, formam-se quatro tipos de gameta,dois com as com-
binações gênicas parentais e dois com novas combinações de alelos
(gametas recombinantes). Ressalte também que, em uma popula-
ção de células, a porcentagem de gametas recombinantes será me-
nor do que a de parentais, porque apenas uma certa porcentagem
das células tem permutação entre dois locos gênicos considerados.
Lembre-se de que as permutações que não ocorrerem entre os locos
A e B não levarão à recombinação dos alelos desses locos. Se for o
caso, repita a simulação com uma permutação que ocorra fora do
intervalo entre os locos A e B.
É importante os estudantes perceberem que, quanto mais dis-
tantes estão dois locos no cromossomo, maior será a chance de ocor-
rer uma permutação entre eles. Portanto, a freqüência de células
que sofrem permutação entre dois locos será diretamente proporci-
onal à distância entre eles: esse é o princípio que norteia a constru-
ção dos mapas cromossômicos.
5. SIMULANDO UMA TÉCNICA PARA IDENTIFICAR PESSOAS
PELO DNA
As técnicas da Engenharia Genética permitem identificar pes-
soas pela análise de suas moléculas de DNA (ácido desoxirribo-
nucléico), a substância que constitui os genes. Com exceção dos
gêmeos univitelinos, cada pessoa possui um conjunto de genes, e
portanto de moléculas de DNA, único e particular.
O processo mais simples para caracterizar um DNA consiste em
cortar as moléculas dessa substância com o auxílio de “tesouras
moleculares”, as chamadas enzimas de restrição, analisando em
seguida o tamanho dos fragmentos que se formaram. Uma enzima
de restrição corta a molécula de DNA em pontos específicos, so-
mente onde ocorre determinada seqüência de bases nitrogenadas.
Como cada pessoa tem seqüências típicas de bases nitrogenadas, o
número e os tamanhos dos fragmentos (número de pares de bases)
obtidos pelo corte enzimático acabam por caracterizar seu DNA.
O tamanho dos “fragmentos de restrição”, como são chama-
dos os fragmentos obtidos após o corte enzimático, é determinado
por meio da técnica de eletroforese. A mistura de fragmentos de
DNA é aplicada em uma camada de gelatina (gel) e submetida a um
campo elétrico. Nessas condições, os fragmentos se movem a velo-
cidades inversamente proporcionais ao seu tamanho, isto é, os frag-
mentos menores deslocam-se mais rapidamente que os maiores.
Quando o campo elétrico é desligado, fragmentos de mesmo
tamanho (mesmo número de pares de bases) estacionam juntos em
determinada posição do gel, formando uma faixa. O padrão de fai-
xas que surge é característico para cada pessoa, e corresponde à sua
“impressão digital” genética.
A seguir sugerimos a simulação de um experimento no qual amos-
tras de DNA de diferentes pessoas são tratadas com uma enzima de
restrição hipotética, que corta as moléculas onde houver dois pares
de bases C-G/C-G em seqüência. Veja na Resolução da atividade 5
o preenchimento do diagrama, em que os fragmentos do DNA são
dispostos por ordem de tamanho, simulando a separação eletroforética.
Orientações para esta atividade
Distribua fotocópia da página 24 para cada estudante. Nela se en-
contram todas as informações para resolver as duas questões formuladas
na simulação: (I) “Quem é o criminoso? (II) Quem é o pai da criança?”.
Quem é o pai da criança?
Resposta: P-1.
A criança P-4 pode ter recebido da mãe (P-3) DNA relativo
às faixas de números 1, 4, 10, 12, 13, 18 e 19. As faixas 5, 8,
11 e 15 de P-4 provêm necessariamente do pai, P-2; o outro
postulante não apresenta as faixas 5, 8 e 11.
II
Quem é o criminoso?
Resposta: P-2.
O padrão eletroforético do DNA desse suspeito é idêntico
ao da amostra de pele encontrada sob as unhas da vítima (P-5).
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6. PRODUZINDO “FÓSSEIS” EM SALA DE AULA
O objetivo desta atividade é facilitar a compreensão do mecanismo
de formação de alguns tipos de fósseis (moldes, contramoldes e im-
pressões) pela utilização de materiais simples como gesso, argila ou
massa de modelar. A simulação de alguns processos de fossilização con-
cretiza os conceitos estudados, motivando e facilitando o aprendizado.
Material
• argila ou massa para modelar
• gesso em pó
• facas e colheres de plástico
• tigelas de plástico
• copos de plástico grandes
• papel-toalha e papel de embrulho
• tampas de caixas de sapato
• conchas de moluscos
• folhas de plantas com nervuras bem evidentes
• pequenos animais feitos de plástico
Fósseis tipo “impressão”
A primeira providência é forrar o local de trabalho com as folhas
de papel de embrulho. Em uma tigela de plástico, misture o pó de
gesso com água até obter uma massa homogênea e consistente.
Preencha a tampa de caixa de papelão com o gesso, alisando a su-
perfície com uma faca de plástico; se necessário, pulverize água so-
bre a superfície do gesso para facilitar o processo. Coloque com
cuidado folhas e conchas sobre a superfície do gesso, pressionando-
as para que deixem sua impressão. Coloque as tampas de papelão
em um local protegido, para secar. Quando o gesso estiver comple-
tamente seco, remova as conchas e as folhas e observe as marcas
deixadas na superfície da peça.
Discuta com os estudantes a simulação, comentando que esse
tipo de fossilização ocorreu, de fato, em superfícies moles e lamacentas
que logo se solidificaram, resistindo à erosão e registrando fielmente
detalhes do contorno de partes de plantas e animais do passado.
Fósseis tipo “molde”
Despeje massa de gesso em um copo de plástico até preenchê-
lo pela metade. Coloque um animal de plástico no copo e pressio-
ne-o sobre o gesso, enterrando-o parcialmente. Despeje mais gesso
no copo até cobrir o animal totalmente. Deixe secar.
Quando o gesso estiver completamente seco, rasgue o copo de
plástico e desenforme a peça de gesso. Quebre-a com um martelo.
As marcas do animal de plástico na superfície dos fragmentos de
gesso constituem fósseis do tipo molde. Chame a atenção dos estu-
dantes para a semelhança entre molde e impressão; o termo molde
é utilizado quando toda a peça é envolvida por sedimentos, enquanto
impressão refere-se a marcas deixadas em uma superfície mole.
Fósseis tipo “contramolde”
Preencha uma tampa de caixa de sapato com uma camada de
argila (ou de massa para modelar). Coloque conchas ou os animais
de plástico sobre a superfície da massa e pressione-os com força.
Remova as conchas e/ou animais de plástico com cuidado, para não
alterar as marcas deixadas na argila. Despeje massa de gesso nas
depressões da argila e deixe secar. Retire as peças de gesso, que são
os contramoldes dos moldes deixados na argila.
Comente que esse tipo de fóssil forma-se quando o molde dei-
xado por um animal ou planta em uma rocha sedimentar é preen-
chido por minerais de diferentes tipos, formando um contramolde
do organismo no interior do sedimento. Quando este é quebrado, o
contramolde diferencia-se nitidamente, por sua composição, do
material sedimentar, em muitos casos formando um perfeito mode-
lo em rocha do organismo que deixou a marca.
7. INTERPRETANDO RESTOS E IMPRESSÕES FÓSSEIS
O objetivo desta atividade é simular a análise de um registro
fossilífero, tentando reconstituir a história mais provável do aconte-
cimento que ficou registrado na rocha.
Distribua, para cada grupo de estudantes, uma fotocópia da
página 25, que representa o registro fossilífero. Cada grupo deve
reconstruir, com base nas evidências fósseis, uma história provável a
partir dasimpressões fósseis. Peça aos estudantes que escrevam suas
histórias e organize uma discussão, para que os diferentes grupos
possam comparar suas conclusões.
Uma possível interpretação do registro fóssil representado é
que dois pássaros caminhavam lado a lado, talvez em busca de
alimento, quando foram atacados por um predador. Um dos pás-
saros conseguiu fugir, enquanto o outro foi capturado e arrasta-
do. Diversas evidências podem ser consideradas para justificar essa
interpretação. Por exemplo, o padrão de pegadas do predador
dá claramente a impressão de que ele tenha se preparado para o
ataque. Os supostos sinais de luta, as impressões de penas e o
traço entre as pegadas do predador sugerem que um dos pássaros
tenha sido capturado, enquanto o outro teria fugido correndo, o
que seria evidenciado por suas pegadas bem mais espaçadas.
Uma alternativa de interpretação é que os registros fósseis
dos pássaros e do suposto predador tenham sido deixados em
momentos diferentes (há evidências contrárias ou favoráveis a
essa interpretação?). É possível imaginar, também, que um dos
pássaros voou ao ser atacado, ou mesmo que já estivesse morto,
tendo sido encontrado e então levado pelo predador.
8. CONSTRUINDO UM ANUÁRIO DO TEMPO GEOLÓGICO
O objetivo desta atividade é que os estudantes se familiarizem
com escala de tempo geológico, sendo capazes de localizar tempo-
ralmente os principais eventos relacionados ao aparecimento e à
evolução da vida na Terra, desde seus primórdios até hoje. Os proce-
dimentos estão descritos nas páginas fotocopiáveis 26 e 27.
Veja, nas páginas 19 e 20, em Resolução da atividade 8,
o preenchimento da tabela de dados e do Anuário do Tempo Geo-
lógico.
9. CONSTRUINDO UM ECOSSISTEMA EXPERIMENTAL
O principal objetivo desta atividade é construir um ecossistema
de terra firme em escala reduzida, que simula as condições básicas
encontradas nos ecossistemas naturais. Assim como ocorre nestes
últimos, o ecossistema experimental é constituído por elementos
abióticos (água, pedras, areia, argila etc.) e bióticos (plantas e orga-
nismos presentes no solo, tais como pequenos vermes nematóides,
microartrópodes, bactérias, algas e fungos). Uma vez fechado, o
ecossistema experimental não deve ser aberto; o único fator exter-
no que ingressa no recipiente é a energia solar, essencial para a
fotossíntese. Não é preciso regar o ecossistema, pois a água que
evapora do solo e o vapor d‘água que as plantas liberam por meio
da transpiração condensam-se na superfície interna do recipiente e
escorre, umedecendo novamente a terra.
Material
• recipiente limpo de vidro ou plástico transparente, com tampa
• pedrinhas
• areia
• terra de jardim
• água
• plantas de pequeno porte com raízes, tais como trevos, quebra-
pedras ou crassuláceas (suculentas)
• pinça longa ou palitos de madeira
• cola de silicone ou fita adesiva
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Procedimentos
1. Introduzir as pedras no recipiente, formando uma camada no
fundo. Sobre ela, colocar uma camada de areia e, em seguida,
uma camada de terra. As pedras e a areia permitem drenar o
excesso de água, evitando o apodrecimento das raízes.
2. Introduzir as plantas no interior do recipiente. Se a boca do vidro
for muito estreita, as raízes podem ser inseridas na terra com a
ajuda de uma pinça ou de palitos de madeira. Os musgos podem
ser simplesmente colocados sobre a terra.
3. Regar com água suficiente para umedecer a terra e a camada de
areia, porém sem encharcar a camada de pedras. A quantidade
adequada de água é importante para que o ecossistema experi-
mental se mantenha.
4. Depois de montado, o ecossistema experimental deve ficar aber-
to por alguns dias para garantir que as plantas estejam vivas e
enraizadas.
5. Tampar hermeticamente o recipiente, vedando bem a tampa com
cola de silicone ou fita adesiva.
Sugerimos pedir aos estudantes que montem o ecossistema ex-
perimental em casa, levando-o à escola depois de seu fechamento.
Em classe, o professor poderá avaliar a montagem e sugerir como
corrigir eventuais problemas (por exemplo, o excesso de água ou plan-
tas muito grandes, vedação pouco eficiente etc.). Após a avaliação, os
estudantes retornam com o ecossistema para casa, observando-o se-
Resolução da atividade 8 (I)
DADOS PARA A CONSTRUÇÃO DO ANUÁRIO DO TEMPO GEOLÓGICO
Evento
Ocorrido há
aproximadamente
Primeiras evidências
de seres vivos
Origem da
fotossíntese
Origem dos seres
eucarióticos
Abundância de fósseis
(“explosão cambriana”)
Origem das plantas
de terra firme
Origem dos anfíbios
Origem dos répteis
Origem dos dinossauros
e dos mamíferos
Extinção dos dinossauros e início da
expansão dos mamíferos
Origem dos primatas
Ancestral comum de pongídeos e
hominídeos
Primeiros hominídeos
Origem da espécie humana moderna
3,5 bilhões
de anos
2,5 bilhões
de anos
2 bilhões
de anos
570 milhões
de anos
438 milhões
de anos
408 milhões de anos
360 milhões de anos
245 milhões
de anos
66 milhões
de anos
55 milhões de anos
8 milhões
de anos
2 milhões de anos
150 mil anos
87
167
206
320
331
333
337
346
360
361
365 (+ 9h)
365 (+ 20h)
365 (+ 23h 43min)
27 de março
15 de junho
24 de junho
15 de novembro
26 de novembro
28 de novembro
2 de dezembro
11 de dezembro
25 de dezembro
27 de dezembro
31 de dezembro, 9h
31 de dezembro, 19h
31 de dezembro, 23h 43min
Dias decorridos em
nosso anuário Dia do evento
 ATIVIDADES COMPLEMENTARES
manalmente e anotando as eventuais transformações que ocorram.
Uma sugestão é que os estudantes voltem com o ecossistema para a
escola ao final do semestre ou do ano letivo. Nessa ocasião, o profes-
sor podéra propor, aos estudantes, questões como as que seguem:
1. Ocorreram transformações no ecossistema experimental? Em caso
afirmativo, quais foram elas? Que hipóteses podem ser propos-
tas para explicar as transformações?
2. Como as plantas conseguem se manter vivas por tanto tempo em
um ambiente fechado? Como elas conseguem gás oxigênio para
respirar?
3. Seria possível que um animal sobrevivesse nessas mesmas condi-
ções?
4. Por que não é necessário regar o ecossistema experimental?
5. Alguns ecossistemas experimentais conservam-se por muito tem-
po (há notícias de alguns que duraram 20 anos ou mais). Entre-
tanto, as plantas de ecossistemas como esses geralmente não
crescem tanto quanto exemplares da mesma espécie que vivem
em ambiente aberto. Por quê? Qual seria o fator limitante do
crescimento das plantas no ecossistema experimental fechado?
6. Eventualmente, os ecossistemas experimentais montados por al-
guns estudantes não se conservaram. Que hipóteses podem ser
propostas para explicar esses casos?
7. Que semelhanças podem ser encontradas entre o ecossistema
experimental e o planeta Terra?
MANUAL_BIO_3_PNLEM_A 27.06.2005, 19:1219
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9 8
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Resolução da atividade 8 (II)
28 28 30
1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
26 26 27
NOVEMBRO
S T Q Q S S D
28 28 30 31
MARÇO
S T Q Q S S D
1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
26 26 27
OUTUBRO
S T Q Q S S D
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30 31
29
FEVEREIRO
S T Q Q S S D
1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 1617 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28
ABRIL
S T Q Q S S D
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14
15 16 17 18 19 20 21
22 23 24 25 26 27 28
29 30 30 31
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29
MAIO
S T Q Q S S D
3027 28 29
1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26
JUNHO
S T Q Q S S D
JULHO
S T Q Q S S D
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14
15 16 17 18 19 20 21
22 23 24 25 26 27 28
29 30 31
S T Q Q S S D
AGOSTO
1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30 31
SETEMBRO
S T Q Q S S D
1
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22
23 24 25 2926 27 28
30
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14
15 16 17 18 19 20 21
22 23 24 25 26 27 28
29 30 31
JANEIRO
S T Q Q S S DOrigem
da Terra
Primeiros
vestígios de
seres vivos
Origem da
fotossíntese
Primeiros
seres
eucarióticos
3,5 bilhões
de anos
2 bilhões de
anos
2,5 bilhões
de anos
4,6 bilhões
de anos
DEZEMBRO
S T Q Q S S D
1
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22
23 24 25 2926 27 28
30 31
“Explosão
cambriana”
Origem das plantas
de terra firme
Origem dos
dinossauros e
dos mamíferos
Origem dos
primatas
Ancestral comum
de pongídeos e
hominídeos Extinção dos dinossauros e inícioda expansão dos mamíferos
Primeiros
hominídeos Origem da espécie
humana moderna
9h
19h
23h43min
570 milhões
de anos
438 milhões de anos
8 milhões de anos
245 milhões
de anos
66 milhões de anos
55 milhões
de anos
2,4 milhões
de anos
150 mil anos
Origem dos
répteis
360 milhões
Origem dos
anfíbios
408 milhões de anos
CONSTRUINDO UM ANUÁRIO DO TEMPO GEOLÓGICO
ATIVIDADES COMPLEMENTARES
MANUAL_BIO_3_PNLEM_A 18.06.2005, 12:3220
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.
21ANEXO
ANEXO
ATIVIDADES COMPLEMENTARES
PÁGINAS PARA FOTOCOPIAR
MANUAL_BIO_3_PNLEM_A 18.06.2005, 12:3221
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9 8
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22 ANEXO
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ATIVIDADE 3
Simulando a transmissão de algumas características humanas
Nome: Série: 
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Característica 1 Form
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23ANEXO
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1 9
9 8
.
24 ANEXO
ATIVIDADE 5
Simulando uma técnica para identificar pessoas pelo DNA
Nome: Série: 
Nesta atividade você aplicará os princípios da
identificação de pessoas pelo DNA na solução de
duas questões judiciais. Em uma delas, identifi-
cará um criminoso entre três suspeitos e, em ou-
tra, descobrirá quem é o pai de uma criança.
Ao lado estão representados segmentos de
DNA de cinco pessoas (P-1 a P-5). Cada pessoa
tem dois segmentos de DNA, correspondentes a
um par de cromossomos homólogos (CA e CB).
As seqüências de bases dos homólogos podem ser
ligeiramente diferentes devido à diferença entre
os genes alelos.
1. O primeiro passo para a análise do DNA é
cortá-lo com uma enzima de restrição hipoté-
tica (representado pela tesoura) que, neste
exemplo, reconhece em cada segmento a se-
qüência de dois pares de bases C-G adjacen-
tes (dois C em uma cadeia e dois G na outra).
Para facilitar a visualização dessas “seqüênci-
as de corte” elas estão destacadas.
Localize, nos dois segmentos de DNA de cada
pessoa (CA e CB), todas as seqüências de cor-
te. Marque-as a lápis com um traço horizon-
tal, de modo a separar um par C-G do par C-G
adjacente.
2. O passo seguinte é organizar os fragmentos ob-
tidos por ordem de tamanho (quantidade de ba-
ses). Para isso, conte o número de pares de ba-
ses de cada fragmento e indique-o completan-
do o preenchimento do diagrama abaixo, à es-
querda.
Cada coluna desse diagrama simula o padrão
eletroforético de uma pessoa, em que os frag-
mentos de DNA se distribuem em faixas por or-
dem de tamanho. Como exemplo, a coluna cor-
respondente ao padrão da pessoa P-5 já está pre-
enchida. A seguir, responda às questões abaixo.
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?
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 sub-
metidas ao teste de DNA. Qual delas é a provável culpada?
✃
✃
✃
✃
✃
✃
✃1018
21
17
4
12 12
19 4
15
11
P-1 P-2 P-3 P-4 P-5
CA CB CA CB CA CB CA CB CA CB
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✃
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✃
✃
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25ANEXO
ATIVIDADE 7
Interpretando restos e impressões fósseis
Nome: Série: 
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26 ANEXO
ATIVIDADE 8
Construindo um anuário do tempo geológico
Nome: Série: 
Pesquise, no livro texto, na Tabela 11.1, o tempo aproxi-
mado em que ocorreram eventos importantes na história da
vida na Terra. Como critério, considere sempre a datação mais
antiga. Por exemplo, se, na tabela, a data de um evento é entre
360 milhões e 348 milhões de anos atrás, escolha 360 mi-
lhões. Com os dados encontrados, preencha a primeira coluna
da tabela abaixo.
O passo seguinte é “condensar” os 4,6 bilhões de anos de
existência de nosso planeta em um ano e construir um “Anuá-
rio do Tempo Geológico”.
Esse anuário tem o formato de um calendário com doze
meses; nele deve-se marcar a ocorrência de eventos impor-
tantes na história da vida. Por exemplo, nesse calendário, a
Terra surgiu no dia 1o de janeiro, correspondendo a 4,6 bi-
lhões de anos atrás. Para obter o valor de um dia nesse Anuá-
rio do Tempo Geológico, dividem-se os 4,6 bilhões de anos
de existência da Terra pelos 366 dias do calendário (consi-
deramos um ano bissexto). Assim, um dia é equivalente a
12.586.000 (12,586 milhões) de anos. Dividindo-se esse va-
lor por 24 (o número de horas do dia), obtém-se o equiva-
lente a uma hora no anuário: 523 mil anos. Se dividirmos o
valor, em anos, de uma hora por 60 (o número de minutos
em uma hora), obteremos o valor de um minuto no anuário:
8.700 anos.
Por exemplo, para calcular quantos dias teriam se passa-
do, em nosso ano geológico, desde o surgimento da Terra até
os primeiros vestígios de seres vivos, basta subtrair 3,5 bi-
lhões de anos (primeiros vestígios de vida) de 4,6 bilhões de
anos (origem da Terra) e dividir o resultado por 12,586 mi-
lhões (4.600.000.000 - 3.500.000.000 = 1.100.000.000 ÷
÷ 12.586.000 = 87 dias).
Assim, no Anuário do Tempo Geológico, os primeiros
vestígios de seres vivos surgiram em 27 de março (87 dias
após o surgimento da Terra).
Para calcular eventos ocorridos há poucos milhões de anos,
é mais fácil considerar o número de horas ou de minutos e
contar o tempo a partir do final do ano. Por exemplo, para
localizar no anuário a origem da espécie humana moderna
(150 mil anos atrás), basta dividir 150.000 por 8.700 (o valor
de um minuto em nosso anuário): 150.000 ÷ 8.700 = 17. Isso
quer dizer que a espécie humana surgiu apenas 17 minutos
antes de nosso ano imaginário terminar, ou seja, às 23h43min
do dia 31 de dezembro. Depois de preencher a tabela abaixo,
registre os eventos no anuário impresso na outra página.
DADOS PARA A CONSTRUÇÃO DO ANUÁRIO DO TEMPO GEOLÓGICO
Evento
Ocorrido há
aproximadamente
Primeiras evidências
de seres vivos
Origem da
fotossíntese
Origem dos seres
eucarióticos
Abundância de fósseis
(“explosão cambriana”)
Origem das plantas
de terra firme
Origem dos anfíbios
Origem dos répteis
Origem dos dinossauros
e dos mamíferos
Extinção dos dinossauros e início da
expansão dos mamíferos
Origem dos primatas
Ancestral comum de pongídeos e
hominídeos
Primeiros hominídeos
Origem da epécie
humana moderna
Dias decorridos em
nosso anuário Dia do evento
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27ANEXO
ATIVIDADE 8
Construindo um anuário do tempo geológico
Nome: Série: 
28 28 30 31
MARÇO
S T Q Q S S D
1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
26 26 27
OUTUBRO
S T Q Q S S D
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30 31
29
FEVEREIRO
S T Q Q S S D
1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28
DEZEMBRO
S T Q Q S S D
1
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22
23 24 25 2926 27 28
30 31
ABRIL
S T Q Q S S D
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14
15 16 17 18 19 20 21
22 23 24 25 26 27 28
29 30 30 31
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29
MAIO
S T Q Q S S D
3027 28 29
1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26
JUNHO
S T Q Q S S D
JULHO
S T Q Q S S D
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14
15 16 17 18 19 20 21
22 23 24 25 26 27 28
29 30 31
S T Q Q S S D
AGOSTO
1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30 31
SETEMBRO
S T Q Q S S D
1
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22
23 24 25 2926 27 28
30
28 28 30
1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
26 26 27
NOVEMBRO
S T Q Q S S D
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14
15 16 17 18 19 20 21
22 23 24 25 26 27 28
29 30 31
JANEIRO
S T Q Q S S DOrigem
da Terra
4,6 bilhões
de anos
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TRABALHANDO COM MAPAS DE CONCEITOS
Trabalhando com mapas
de conceitos
� O que são mapas de conceitos?
Mapas de conceitos são diagramas bidimen-
sionais que relacionam conceitos de uma determinada
área de conhecimento. O termo “conceito” tem
diversas conotações, dependendo do contexto em que
é utilizado. Nos mapas de conceitos, o termo conceito
é definido como “um rótulo usado para caracterizar
objetos ou eventos”. Objeto, por sua vez, é qualquer
entidade material, e evento é um acontecimento
qualquer, real ou imaginário. Por exemplo, o rótulo
que identifica o objeto “cadeira” relaciona-se a um
conjunto de características, tais como ter pernas, ter
assento individual, ter encosto, servir para sentar etc.
O conceito de “inseto” refere-se a animais que
apresentam três pares de pernas, um par de antenas
e corpo constituído por cabeça, tórax e abdome, entre
outras características.
Conhecer e compreender as características que
definem um conceito é essencial para aprendê-lo.
Como essas características também são conceitos,
o aprendiz deve conhecê-los previamente ou deve
aprendê-los simultaneamente ao novo conceito
trabalhado. Por exemplo, para se aprender o con-
ceito de DNA é preciso dominar diversos concei-
tos prévios, desde as noções básicas do que é uma
substância até o conceito espec íf ico de
“desoxirribonucleotídio”, a unidade que compõe
a molécula de DNA. Nesse aspecto, os mapas de
conceitos são particularmente úteis, pois permi-
tem identificar rapidamente quais são os concei-
tos prévios necessários ao aprendizado de novos
conceitos. A importância dos conceitos prévios
para a aprendizagem significativa é o ponto cen-
tral da teoria de aprendizagem de Ausubel, a par-
tir da qual os mapas de conceitos foram desen-
volvidos.
A proposta básica dos mapas de conceitos é tor-
nar claras as relações importantes que há entre con-
ceitos de uma área de conhecimento. Em sua forma
mais simples, um mapa de conceitos consiste em dois
conceitos unidos por uma ou mais palavras de liga-
ção, formando uma proposição; esta expressa a re-
lação que há entre os dois conceitos considerados.
Por exemplo, os conceitos “DNA” e “CADEIAS
POLINUCLEOTÍDICAS”, unidos pela frase de ligação
“é constituído por duas”, formam a proposição:
� Importância dos mapas de
conceitos
Os mapas de conceitos foram desenvolvidos no
início da década de 1970 pela equipe de Joseph Novak
para serem utilizados em pesquisas educacionais. No
entanto, logo se percebeu o valor dos mapas como
técnica de ensino-aprendizagem, e eles passaram a
ser utilizados com sucesso tanto na área da educa-
ção como em outras atividades que envolvem
estruturação de conhecimentos.
Mapas de conceitos dependem do contexto,
ou seja, um mesmo grupo de conceitos pode ser
organizado de diferentes maneiras, dependendo
das relações conceituais a que se dá prioridade.
Os mapas organizam o conhecimento, o que fa-
cilita a estudantes e a professores vislumbrar
maior número de significados no material de
aprendizagem. Mapas de conceitos tornam cla-
ras as idéias-chave que devem ser focalizadas em
qualquer atividade de ensino-aprendizagem, for-
necendo um roteiro das etapas que se devem
CADEIAS
POLINUCLEOTÍDICAS
DNA é constituído
por duas ➤
O encadeamento de várias proposições aumenta
a complexidade do mapa. Observe, a seguir, várias
proposições interligadas relativas ao DNA:
é constituído
por duas
DUPLA-HÉLICE
DESOXIRRIBO-
NUCLEOTÍDIOS
DUPLICAÇÃO SEMI-
CONSERVATIVA
CADEIAS POLI-
NUCLEOTÍDICAS
dispõem-se no
espaço como uma
➤
➤
➤
➤
POLIMERASE
DO DNA
➤
é catalisada
pela
LIGAÇÕES DE
HIDROGÊNIO
➤
➤
apresenta
DNA
são
constituídas
por
mantêm-se
emparelhadas
por meio de
separam-se
na
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TRABALHANDO COM MAPAS DE CONCEITOS
seguir para conectar conceitos em proposições.
Dessa forma, os mapas contribuem para aumen-
tar a precisão e a qualidade do trabalho pedagó-
gico.
Entre as diversas utilidades dos mapas de concei-
tos como organizadores prévios da atividade de ensi-
no, podem-se destacar as seguintes:
a) aumentam a integração de conceitos;
b) diminuem a possibilidade de omissão de concei-
tos importantes;
c) aumentam as chances de encontrar múltiplos ca-
minhos para a construção de significados.
Como auxiliadores do processo de aprendizagem,
os mapas de conceitos ajudam os estudantes, entre
outras coisas, a:
a) ter uma compreensão mais unificada de um tópico;
b) organizar o conhecimento para solucionar problemas;
c) compreender melhor o processo de aprendizagem.
Os mapas de conceitos também fornecem um
sumário esquemático do conteúdo aprendido.
Sobre o emprego de mapas de conceitos em
Biologia, Schmidt e Telaro (1990) dizem o seguinte:
“Biologia é tão difícil de se aprender porque lida
com uma grande quantidade de conceitos não-
familiares ao aprendiz e que apresentam relações
complexas entre si. A estratégia dos estudantes para
lidar com material não-familiar [e sem ligação evi-
dente com sua rede cognitiva] é o aprendizado por
memorização, que falha completamente diante das
complexas interações conceituais inerentes à
Biologia. Nesse sentido, os mapas de conceitos
favorecem o aprendizado com significado e
parecem ser o caminho ideal para tratar o conteúdo
biológico”.
Mapas de conceitos são ferramentas importan-
tes no planejamento e na preparação de atividades
didáticas, além de auxiliarem os estudantes em sua
aprendizagem formativa. E quando o estudante
aprende a fazer mapas de conceitos, estes também
podem ser usados como poderoso instrumento de
avaliação.
� Etapas da construção de mapas
de conceitos
A elaboração de um mapa de conceitos inicia-se
com a identificação das idéias e conceitos mais im-
portantes em determinado assunto. Esse processo,
por si só, já ajuda a separar os princípios gerais dos
detalhes. Novak e Gowin (1996) propõem uma es-
tratégia para ensinar aos estudantes a construção de
mapas de conceitos, que apresentamos resumidamen-
te a seguir.
Atividades preparatórias
1. Caracterizando objetos e eventos
Apresente aos estudantes duas listas de pala-
vras, uma de objetos (por exemplo, cachorro, gato,
panela, cadeira, caneta etc.) e outra de eventos (por
exemplo, jogo, chuva, amor, festa, pensamento
etc.). Pergunte se eles são capazes de diferenciar
as duas listas; ajude-os a perceber que a primeira
lista trata de entidades com existência material, e a
segunda, de acontecimentos.
2. Trabalhando com a noção de conceito
Peça aos estudantes que descrevam o que pen-
sam quando ouvem cada uma das palavras da pri-
meira e da segunda lista. Ajude-os a reconhecer que,
embora utilizando as mesmas palavras, cada pessoa
pensa em coisas ligeiramente diferentes. Apresente a
noção de conceito como o conjunto das representa-
ções mentais que associamos a cada palavra. Pala-
vras são rótulos para conceitos, mas cada pessoa lhes
atribui um significado próprio.
3. Apresentando as palavras de ligação
Apresente aos estudantes uma lista de palavras,
tais como: é, foram, tem, quanto, quem, como, onde,
o, um, com etc. Peça a eles que descrevam o que
pensam quando ouvem ou lêem cada uma dessas
palavras. Faça-os perceber que elas não têm signifi-
cado próprio, mas que são palavras de ligação, utili-
zadas junto com conceitos para construir proposições
com significado.
4. Distinguindonomes próprios de conceitos
Apresente uma lista de nomes próprios, tais
como: Ana, João, Brasil, Canadá etc. Peça aos es-
tudantes que descrevam o que pensam quando
ouvem ou lêem cada uma dessas palavras. Faça-os
perceber que nomes próprios não são conceitos,
sendo empregados para designar pessoas e luga-
res específicos. Utilize esses exemplos para fazer
a distinção entre rótulos que descrevem regu-
laridades em eventos ou objetos (os conceitos) de
nomes de objetos e eventos específicos (nomes
próprios).
5. Construindo proposições
Apresente duplas de conceitos e palavras de li-
gação entre eles para construir sentenças que ilus-
trem como essas combinações podem expressar sig-
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TRABALHANDO COM MAPAS DE CONCEITOS
nificados. Peça aos estudantes que descrevam o que
pensam ao ouvir ou ler cada uma das sentenças: “Cé-
lulas têm metabolismo” ou “Seres vivos são forma-
dos de células”, por exemplo. Peça a eles que cons-
truam frases curtas semelhantes a essas, identifican-
do as palavras-chave e classificando os conceitos em
eventos ou objetos.
6. Aprendendo novos conceitos
Apresente aos estudantes uma lista de palavras
não familiares a eles, mas que designem conceitos já
conhecidos, como por exemplo, Canis, lúgubre, con-
ciso etc. Essas palavras têm um significado especial e
ajudam os estudantes a perceber que os significados
dos conceitos não são rígidos e fixos, mas podem
ampliar-se e mudar à medida que se aprende.
Mapeando os conceitos
1. Selecionando conceitos em um texto
Escolha um texto que contenha um conjunto de
conceitos interligados. Peça aos estudantes que sele-
cionem uma lista dos conceitos relevantes para o tema
que está sendo estudado.
2. Classificando os conceitos selecionados
Solicite aos estudantes que classifiquem os con-
ceitos selecionados por ordem decrescente de impor-
tância (ou de abrangência). Em geral, não há plena
concordância entre os estudantes quanto à ordena-
ção obtida, mas as diferenças são pequenas. Isso ocor-
re porque pode haver mais de uma maneira de ver o
significado de um texto.
3. Iniciando a construção do mapa
Após avaliar a importância relativa dos conceitos
selecionados, solicite aos estudantes que escrevam
frases curtas de ligação entre os conceitos de modo a
formar proposições válidas. Dentro de cada proposi-
ção, os conceitos podem ser unidos por uma linha
sobre a qual é escrita a frase de ligação. Uma boa
maneira para iniciar a prática de construção dos ma-
pas é escrever os conceitos e as palavras de ligação
em retângulos de papel, tentando então arranjá-los
de modo a formar relações válidas.
4. Identificando ligações cruzadas
Procure identificar ligações cruzadas entre concei-
tos de um setor do mapa com conceitos de outros seto-
res. Quanto maior é o número de relações identificadas,
mais detalhado é o conhecimento sobre o assunto.
5. Rearranjando o mapeamento inicial
As primeiras tentativas de mapeamento dos con-
ceitos resultam, em geral, em mapas espacialmente
assimétricos ou com blocos de conceitos mal locali-
zados em relação a outros. Esclareça os estudantes
que geralmente é necessário reconstruir um mapa
para obter uma representação adequada das propo-
sições e que proporcione uma leitura fluente das re-
lações entre os conceitos.
6. Testando o aprendizado de construção
Selecione novos textos e solicite a cada estudan-
te, ou grupo de estudantes, que elabore mapas de
conceitos segundo os critérios apresentados anteri-
ormente. Peça aos estudantes que façam a versão
final dos mapas em folhas de tamanho grande, o que
facilita a discussão em classe. Sugira que um dos es-
tudantes, responsável pela construção de um mapa,
o apresente à classe, explicando-o. Estimule a com-
paração entre mapas feitos sobre um mesmo texto,
para mostrar suas semelhanças e diferenças.
� Para saber mais
NOVAK, J. D. & GOWIN, D. B. Aprendendo a
aprender. Lisboa: Plátano Edições Técnicas, 1996.
KINCHIN, I. M. Concept mapping in Biology.
Journal of Biological Education, v. 34, p. 61-68, 2000.
SCHMIDT, R. F. & TELARO, G. Concept mapping
as an instructional strategy for high school biology.
Journal of Educational Research, v. 84, p. 78-85, 1990.
TAYLOR, M. Student Study Guide for Campbell’s
Biology. 2th ed. New York, Benjamin/Cummings, 1990.
Perspectives on Concept Mapping. Journal of
Research in Science Teaching, v. 27 (edição especial),
1990.
� Exemplos de mapas de conceitos
Nas páginas seguintes apresentamos exemplos
de mapas de conceitos referentes ao conteúdo deste
volume.
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Mapa de conceitos 1 - ALELOS MÚLTIPLOS E GRUPOS SANGÜÍNEOS
➤
na condição
homozigótica
determina
➤
não pode ser
doado para
na condição
homozigótica determina
GENE(S)
ALELOS
podem apresentar formas
alternativas chamadas DNA
são constituídos
por trechos de
moléculas de
DIPLÓIDES
ocorrem aos pares
em organismos
ALELOS
MÚLTIPLOS
quando há três ou mais de
um mesmo gene fala-se em
SISTEMA ABO
ocorrem, por exemplo, na
determinação genética do
é um
sistema de
é determinado
porum outro exemplo naespécie humana é o
SISTEMA Rh
é determinado
por
ALELO R ALELO r
ALELO IA ALELO IB ALELO i
é dominante
sobre o
sua presença
determina
pode ser
doado para
➤
➤
➤
➤
➤GRUPOS
SANGÜÍNEOS
➤
➤➤
➤
➤
SANGUE
Rh+
➤
➤ ➤
é dominante
sobre o
é dominante
sobre o
➤
não tem
dominância
sobre
➤➤
➤➤
SANGUE AB SANGUE A SANGUE B SANGUE O
juntos
determinam
na condição
homozigótica ou com o
alelo i determina
na condição
homozigótica ou com o
alelo i determina
➤ ➤ ➤
DOADORA
UNIVERSAL
RECEPTORA
UNIVERSAL
ANTICORPOS
ANTI-Rh
SANGUE
Rh-
AGLUTININA
ANTI-A
AGLUTININA
ANTI-B
AGLUTINOGÊNIO A
AGLUTINOGÊNIO B
tem nas
hemácias
tem nas
hemácias
apenas
tem nas
hemácias
apenas
não tem
nas hemácias
não tem no
plasma
tem no
plasma
tem no
plasma
apenas
tem no
plasma
apenas
em pessoas
sensibilizadas
pode conter
➤
➤ ➤ ➤
➤
➤
➤
➤
➤
➤
➤
➤
a pessoa que o possui
é chamada de
➤➤
➤
a pessoa que o possui é
chamada de
➤
➤
EXEMPLOS DE MAPAS DE CONCEITOS
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Mapa de conceitos 2 - LIGAÇÃO GÊNICA
➤
➤
emparelham-
se na
MEIOSE
permite recombinar
genes de pares
diferentes de
ocorre na
➤
➤
SEGREGAÇÃO
INDEPENDENTE
ocorre também
por meio da
leva à
ocorre na
prófase I da
➤
➤
RECOMBINAÇÃO
GÊNICA
MAPA
CROMOSSÔMICO
UNIDADE DE
MAPA
sua freqüência é usada na
construção do
usam como unidade de
distância entre genes a
equivale a
1% de
➤
➤
➤
podem
apresentar
é a troca de
pedaços
entre
é uma representação
gráfica da seqüência de
genes no
PERMUTAÇÃO
CROMOSSÔMICA
➤
➤
➤
➤
refere-se à herança de genes de um
mesmo par de
LIGAÇÃO
GÊNICA
CROMOSSOMOS
HOMÓLOGOSALELOS
➤
têm
ocupam o mesmo
lócus em
➤
EXEMPLOS DE MAPAS DE CONCEITOS
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Mapa de conceitos 3 - HERANÇA GENÉTICA E SEXO
CROMOSSOMO Z
CROMOSSOMO W
DALTONISMO
HEMOFILIA
GENES
HOLÂNDRICOS
HOMEM
MULHER
➤
➤
➤
➤
➤
➤
➤
➤ ➤
➤
➤
➤
➤
➤
➤ ➤
SEXO
HOMOGAMÉTICO
CROMOSSOMOS
SEXUAIS
SEXO
HETEROGAMÉTICO SISTEMA DE DETERMINA-ÇÃO DO SEXO
SISTEMA
XY
SISTEMA
XO
SISTEMA
ZW
➤
CROMOSSOMO Y
➤
CROMOSSOMO X
os que variam nos
sexos são chamados
CROMOSSOMOS
os que não variam
nos sexos são
chamados
na espécie
humana é a
na espécie
humana é o
constituem um par
equivalente no
variam
de acordo com o
pode
ser
nesse sistema as
fêmeas têm um par de nesse sistema os
machos têm um par de
nesse sistema
os machos têm nesse sistemaas fêmeas têm
seus genes são
chamados
CROMATINA
SEXUAL
HERANÇA
AUTOSSÔMICA
➤
seus genes seguem
a chamada
AUTOSSOMOS
HERANÇA LIGADA AO
CROMOSSOMO X
➤
seus genes seguem a
➤
constituem um par
não-equivalente no
nesse sistema
os machos têm
apenas um
um deles é inativado nas
fêmeas de mamíferos
formando a
na espécie
humana essa
herança ocorre,
por exemplo, na(o)
➤
➤
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Mapa de conceitos 5 - CADEIAS E TEIAS ALIMENTARES
➤
➤➤
os principais
são
➤
➤
➤
➤
servem de
alimento para os ➤
➤
➤
CADEIA(S)
ALIMENTAR(ES)
PRODUTOR(ES) CONSUMIDOR(ES) DECOMPOSITOR(ES)
TEIA
ALIMENTAR
em conjunto na
comunidade formam a
➤ ➤ ➤
CONSUMIDOR(ES)
PRIMÁRIO(S)
podem ser
etc.
➤
➤
➤
➤
é o que se
alimenta dos
CONSUMIDOR(ES)
SECUNDÁRIO(S)
CONSUMIDOR(ES)
TERCIÁRIO(S)
é o que se
alimenta dos
é o que se
alimenta dos
servem de
alimento para os ➤
➤
➤
é um tipo
especial de
BACTÉRIAS
FUNGOS
PROTOZOÁRIOS
PLANTAS
ANIMAIS
ALGAS
SERES
AUTOTRÓFICOS
SERES
HETEROTRÓFICOS
FOTOSSÍNTESE
a maioria
realiza
SUBSTÂNCIAS
ORGÂNICAS
são
são
é o principal
processo de
formação das
NÍVEIS
TRÓFICOS
são certos
tipos de
➤
são
➤
➤
e certos
tipos de
➤
➤
utilizam como
alimento cadáveres
de seres de todos
os outros
➤
compõe-se de três
principais
são representa-
dos por
➤
➤
é a seqüência em que ocorre a
transferência de substâncias
orgânicas do alimento entre
➤
➤ PLANTAS
➤ BACTÉRIASAUTOTRÓFICAS
EXEMPLOS DE MAPAS DE CONCEITOS
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EXEMPLOS DE MAPAS DE CONCEITOS
MANUAL_BIO_3_PNLEM_A 18.06.2005, 12:3438
39RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
CAPÍTULO 1
AS ORIGENS DA GENÉTICA
GUIA DE ESTUDO
1. Genética é a área da Biologia que estuda a herança biológica,
ou hereditariedade, que é a transmissão de características de
uma geração à geração seguinte.
2. A hipótese da pangênese, originalmente proposta por Hipócrates,
admitia que cada órgão ou parte do corpo de um organismo
vivo produziria partículas hereditárias chamadas de gêmulas, que
seriam transmitidas aos descendentes no momento da concep-
ção. Por exemplo, uma pessoa produziria, nos olhos, gêmulas
de olho, nos braços, gêmulas de braço, no fígado, gêmula de
fígado, e assim por diante. Essas gêmulas provenientes de todas
as partes do corpo migrariam para o sêmen do macho e da fê-
mea e seriam passadas para os filhos. O novo ser teria seu corpo
elaborado a partir das gêmulas recebidas dos pais, daí advindo
as semelhanças entre pais e filhos.
3. A teoria da pré-formação postulava a existência de um ser pré-
formado no ovo fertilizado; o desenvolvimento consistia apenas
em seu crescimento. Os pré-formistas dividiam-se entre os que
admitiam ser o óvulo o portador do ser pré-formado (ovistas) e
os que afirmavam sua presença no esperma (espermistas).
4. A teoria da epigênese postulava que o ovo fertilizado contém
um material inicialmente amorfo, com potencial para originar um
novo ser; este se estrutura e se diferencia à medida que o desen-
volvimento ocorre.
5. Em 1841 foram observados todos os estágios de transformação
de células dos testículos em espermatozóides. Pouco tempo
depois, demonstrou-se que os espermatozóides de rã entram
no óvulo durante a fecundação.
6. Na segunda metade do século XVII, o médico holandês Regnier
de Graaf relacionou os inchaços observados na superfície dos
ovários de fêmeas de mamíferos, na época da reprodução, com
a formação de elementos reprodutivos. Em 1828, descobriu-se
o óvulo no interior do folículo ovariano. A natureza celular dos
óvulos foi estabelecida em 1829; em 1861 chegou-se à conclu-
são de que o óvulo dos animais vertebrados é uma única célula.
7. Cromossomos são os fios finos e longos, com grande afinidade
por corantes, que se tornam visíveis no núcleo das células em
processo de divisão. Cromátide é cada um dos dois fios que
formam cada cromossomo de uma célula em início de divisão e
que se separam para constituir os núcleos das células-filhas.
Centrômero é a região dos cromossomos onde uma cromátide
se une à sua irmã e por meio da qual os cromossomos se unem
às fibras do fuso para serem puxados para pólos celulares opos-
tos. Mitose foi o termo usado por Flemming para descrever as
alterações no núcleo celular, durante a divisão de uma célula, e
que mais tarde se tornou sinônimo de divisão celular.
8. No início da divisão de uma célula os cromossomos se condensam
tornando-se progressivamente mais curtos e grossos. Flemming
chamou a atenção para o fato de que, nessa fase, eles já estão
duplos. Em uma etapa seguinte do processo, o limite do núcleo
desaparece e os cromossomos se espalham pelo citoplasma. Eles,
então, se deslocam para a região equatorial da célula e se pren-
dem a fibras do fuso. Imediatamente após terem se alinhado na
região equatorial da célula, os dois fios que constituem cada
cromossomo (cromátides-irmãs) se separam e passam a se deslo-
car para pólos opostos, puxados por fibras do fuso unidas a seus
centrômeros. Ao chegarem aos pólos da célula, os cromossomos
se descondensam e formam dois núcleos-filhos idênticos entre si.
Enquanto os núcleos-filhos se reestruturam nos pólos da célula, o
citoplasma se divide, dando origem a duas novas células.
9. Weismann previu que, na formação dos gametas, deveria ocor-
rer um tipo diferente de divisão celular, em que o número de
cromossomos das células-filhas seria reduzido à metade.
10. Descobriu-se que, durante a formação dos gametas, ocorrem
duas divisões celulares sucessivas, após uma única multiplicação
cromossômica, de modo que as quatro células-filhas formadas
ficam com metade do número de cromossomos existente na
célula original — como Weismann previu que deveria acontecer.
Essas duas divisões são mitoses modificadas e foram denomina-
das meiose (do grego meíosis, diminuição).
11. Na primeira divisão da meiose, os cromossomos homólogos se
emparelham, formando os bivalentes, ou tétrades. Cada cromos-
somo de um bivalente se prende a fibras de pólos opostos, de modo
que um dos cromossomos do par, com suas duas cromátides, mi-
gra para um dos pólos da célula e o outro, para o pólo oposto.
Assim, o que se separa na primeira divisão da meiose são os
cromossomos homólogos e não as cromátides-irmãs, como em uma
mitose. Na mitose, cada cromossomo se prende individualmente a
fibras de ambos os pólos do fuso, de modo que uma das cromátides
migra para um dos pólos e a cromátide-irmã, para o pólo oposto.
12. A resposta deve estar de acordo com a Fig. 1.5.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR
QUESTÕES OBJETIVAS
13. c 14. a 15. c 16. d 17. b
QUESTÕES DISCURSIVAS
18. Os gametas são a única ligação física entre as gerações e, por-
tanto, devem conter toda a informação hereditária.
19. A meiose reduz o número de cromossomos das células à meta-
de, ou seja, por meio dela células diplóides (2n) originam células
haplóides (n). Na fecundação, ocorre a fusão de dois gametas,
que são células haplóides, reconstituindo a condição diplóide
típica da espécie; os biólogos costumam dizer que a fecundação
contrabalança a redução cromossômica ocorrida na meiose.
Célula-mãe antes
da duplicação dos
cromossomos
Célula-mãe após a duplicação
dos cromossomos
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Separação das
cromátides-irmãs
Separação das
cromátides-irmãs
A meiose forma
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metade do
número de
cromossomos
da célula-mãe:
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A mitose forma
2 células com
o mesmo número
de cromossomos
da célula-mãe: 2
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40 RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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CAPÍTULO 2
Lei da segregação
genética
GUIA DE ESTUDO
1. Mendel escolheu como material de estudo a ervilha-de-cheiro
Pisum sativum. As principais razões que o levaram a optar por
essa espécie foram: a) facilidade de cultivo; b) existência de varie-
dades facilmente identificáveis por características marcadamente
distintas; c) ciclo de vida curto, que permite obter várias gerações
em pouco tempo; d) descendência fértil ao cruzar variedades di-
ferentes; e) facilidade de realizar polinização artificial.
2. Autofecundação, no caso de plantas, é a fecundação dos óvu-
los de uma planta por seus próprios grãos de pólen. As ervilhas
são leguminosas e apresentam fruto em forma de vagem (legu-
me). A flor da ervilha é hermafrodita, isto é, possui órgãos
reprodutores masculinos e femininos, que ficam encerrados em
uma espécie de quilha formada por duas pétalasmodificadas e
sobrepostas. A quilha impede a polinização por pólen de outras
flores; conseqüentemente, os óvulos de uma flor são quase sem-
pre fecundados por seus próprios grãos de pólen, processo de-
nominado autofecundação.
3. Para realizar fecundação cruzada entre duas plantas de ervilha,
é preciso abrir previamente a quilha de algumas flores e cortar
suas anteras, o que corresponde a “castrar” a parte masculina.
Quando a parte feminina está madura, abre-se novamente a
quilha e coloca-se, sobre o estigma, pólen retirado de flores
intactas de outra planta. Assim, podem-se cruzar variedades dis-
tintas e obter sementes híbridas.
4. Para Mendel, eram puras as linhagens que, por autofecundação,
davam origem somente a plantas iguais a si. Uma linhagem pura
alta, por exemplo, quando autofecundada ou cruzada com ou-
tra idêntica a si, só produz descendentes altos. Linhagens híbri-
das são aquelas que, cruzadas com uma linhagem pura, produ-
zem descendentes de dois tipos.
5. Mendel observou que os indivíduos híbridos da geração F1 eram
sempre iguais a um dos pais. Por exemplo, os híbridos origina-
dos do cruzamento de plantas puras altas com plantas puras
anãs eram sempre altos e indistinguíveis da planta alta pura.
O traço “baixa estatura” aparentemente desaparecia na geração
F1. No entanto, a autofecundação das plantas híbridas produzia
uma descendência constituída por plantas altas e por plantas
anãs. Isso levou Mendel a concluir que, nas plantas da geração
F1, o traço de um dos pais ficava “em recesso”, isto é, encober-
to, reaparecendo novamente na geração F2. O traço que desa-
parecia nas plantas híbridas foi chamado de recessivo, enquan-
to o traço que se manifestava foi chamado de dominante.
No caso da estatura das plantas, o traço alto é dominante e o
traço baixo, recessivo.
6. Alguns predecessores de Mendel já haviam observado que cer-
tos traços desapareciam em uma geração, reaparecendo na ge-
ração seguinte. A originalidade de Mendel consistiu em estabe-
lecer a relação entre as quantidades de plantas que exibiam o
traço dominante e as que exibiam o traço recessivo, ou seja, a
proporção (ou razão) entre os dois tipos de planta da geração
F2. Essa visão matemática, quantitativa, aplicada aos cruzamen-
tos, foi uma das grandes novidades que Mendel introduziu nos
estudos genéticos.
7. O fato de as proporções entre os traços dominantes e recessivos
serem tão parecidas, em todas as características analisadas, le-
vou Mendel a pensar na existência de uma lei geral, responsável
pela herança das características em ervilhas.
8. Para explicar o desaparecimento do caráter recessivo em F1 e seu
reaparecimento em F2, na proporção de 3 dominantes para 1
recessivo, Mendel elaborou uma hipótese, cujas premissas são:
a) cada característica hereditária é determinada por fatores, herda-
dos em igual quantidade da mãe e do pai; b) os fatores de cada par
separam-se (Mendel utilizou o termo “segregam-se”) quando os
indivíduos produzem gametas; se o indivíduo é puro quanto a
determinada característica, todos os gametas que ele forma te-
rão o mesmo fator para aquela característica; se o indivíduo é
híbrido, ele produzirá dois tipos de gameta, em mesma propor-
ção, metade com o fator para um dos traços e metade com o
fator para o outro.
9. O aspecto essencial da hipótese proposta por Mendel é a sepa-
ração dos fatores hereditários na formação dos gametas. Esse
princípio ficou conhecido como lei da segregação dos fatores,
ou primeira lei de Mendel, e pode ser enunciado nos seguintes
termos: os fatores que condicionam uma característica segre-
gam-se (separam-se) na formação dos gametas; estes, portan-
to, são puros com relação a cada fator.
10. Em 1902, enquanto estudava a formação dos gametas em ga-
fanhotos, o norte-americano Walter S. Sutton notou surpreen-
dente semelhança entre o comportamento dos cromossomos
homólogos, que se separam durante a meiose, e os fatores ima-
ginados por Mendel. Sutton lançou a hipótese de que os pares
de fatores hereditários estariam localizados em cromossomos
homólogos, de tal maneira que sua separação na meiose levaria
à segregação dos fatores. Na mesma época, o pesquisador ale-
mão Boveri lançou também a hipótese de que os fatores heredi-
tários estariam localizados nos cromossomos.
11. Hoje sabemos que os fatores a que Mendel se referiu são os genes
(do grego genos, que origina), e que eles realmente estão localiza-
dos nos cromossomos, como Sutton e Boveri haviam previsto.
O par de fatores imaginado por Mendel corresponde ao par de
alelos de um gene, localizados em um par de cromossomos homó-
logos. É a separação dos cromossomos homólogos na divisão I da
meiose o fenômeno responsável pela segregação dos fatores here-
ditários. A descoberta da lei da segregação, chave para a compre-
ensão da herança biológica, ilustra o poder do modo científico de
pensar e proceder. Mesmo sem conhecer a natureza e a localização
dos fatores genéticos, Mendel descobriu a lei que rege seu com-
portamento. Seus sucessores terminaram de montar o quebra-ca-
beça da segregação quando a Citologia avançou e permitiu desco-
brir quem eram e onde se localizavam os fatores genéticos.
12. A) Os filhos herdam dos pais “instruções genéticas”, os genes, a
partir das quais desenvolvem suas características. B) Os genes
são transmitidos pelos gametas. C) Cada gameta contém um
conjunto completo de genes (um genoma), típico da espécie. D)
Os genes ocorrem aos pares em cada indivíduo, pois este se
forma pela fusão de dois gametas, um de origem materna e o
outro de origem paterna. E) As duas versões de cada gene, uma
recebida do pai e outra da mãe, são denominadas alelos, e não
se misturam no filho, separando-se quando este forma gametas.
13. O indivíduo portador de dois alelos iguais de um gene é deno-
minado homozigótico, chamado de puro por Mendel. Se apre-
sentar dois alelos diferentes do gene, o indivíduo é chamado
de heterozigótico (ou híbrido, na terminologia mendeliana).
No exemplo da cor da pelagem de coelhos, os indivíduos das
linhagens chinchila pura e albina são homozigóticos AA e aa,
respectivamente. Os descendentes do cruzamento entre coe-
lhos dessas duas linhagens são todos heterozigóticos Aa, com
pelagem cinza. Basta um alelo funcional (A) para produzir pig-
mentos do pêlo em quantidades normais.
14. O termo herança monogênica, ou monoibridismo, aplica-se a ca-
sos em que apenas um par de alelos de um gene está envolvido
na herança da característica. Por exemplo, a herança da caracte-
rística cor da semente é um caso de monoibridismo.
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41RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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15. É um diagrama para representar o cruzamento entre dois indiví-
duos, na forma de uma tabela com colunas correspondentes
aos gametas de um dos sexos e com linhas correspondentes aos
gametas do sexo oposto.
16. Os geneticistas usam o termo selvagem para se referir às carac-
terísticas apresentadas pelos indivíduos que vivem na natureza.
As características hereditárias que diferem das selvagens e que,
em geral, só estão presentes em populações ou linhagens cria-
das em laboratório são chamadas de mutantes. Por exemplo,
entre as diversas linhagens mutantes de drosófila, há uma que
apresenta apenas rudimentos de asas, característica conhecida
como asa vestigiaI.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR
QUESTÕES OBJETIVAS
17. b 18. a 19. d 20. c 21. d 22. c
23. d 24. a 25. d 26. b 27. a 28. b
QUESTÕES DISCURSIVAS
29. a) O alelo que condiciona o caráter semente amarela (V) é do-
minante sobre o alelo que condiciona o caráter semente verde
(v), ou seja, o alelo para semente amarela se manifesta mesmo
na condição heterozigótica(Vv), enquanto o alelo para semente
verde só se manifesta na condição homozigótica (vv). b) Aproxi-
madamente 3 : 1 (6.022 sementes amarelas de um total de 8.023
e 2.001 sementes verdes de um total de 8.023). c) Sim, porque
os alelos segregam-se ao acaso na formação dos gametas e tam-
bém se reúnem ao acaso na fecundação.
30. Esperaria obter 50% de indivíduos heterozigóticos e 50% de
indivíduos homozigóticos (metade com o fenótipo dominante e
metade com o fenótipo recessivo).
31. Serão amarelas as que apresentarem genótipos VV (1/4) e Vv (2/4).
Portanto, a fração de heterozigóticas entre amarelas é 2/3.
CAPÍTULO 3
RELAÇÃO ENTRE GENÓTIPO
E FENÓTIPO
GUIA DE ESTUDO
1. O termo genótipo refere-se à constituição genética do indiví-
duo, ou seja, aos tipos de alelos que ele possui. Estamos nos
referindo ao genótipo quando dizemos, por exemplo, que uma
planta de ervilha é homozigótica dominante para cor dos
cotilédones, isto é, possui dois alelos dominantes (VV), ou
heterozigótica, possui um alelo dominante e um recessivo (Vv).
O termo fenótipo (do grego pheno, evidente, e typos, caracte-
rístico) é empregado para designar as características apresenta-
das por um indivíduo, sejam elas morfológicas, fisiológicas ou
comportamentais. Também fazem parte do fenótipo caracterís-
ticas microscópicas e de natureza bioquímica, que necessitam
de testes especiais para sua identificação, como o tipo sangüíneo
ou a seqüência de aminoácidos de uma proteína.
2. A expressão refere-se ao fato de o fenótipo ser resultado da
interação do genótipo com o ambiente. Consideremos, por exem-
plo, duas pessoas que tenham os mesmos tipos de alelo para pig-
mentação da pele; se uma delas toma sol com mais freqüência
que a outra, suas tonalidades de pele — fenótipos — serão dife-
rentes. O fenótipo também sofre transformações com o passar do
tempo, basta ver como diversas características de uma pessoa, como
a cor do cabelo ou a textura da pele, modificam-se com a idade.
3. Cruzamento-teste é um tipo de experimento utilizado para se
determinar o genótipo de um indivíduo de fenótipo dominante.
Esse indivíduo é cruzado com um indivíduo de fenótipo recessivo
e, portanto, necessariamente homozigótico. Se no cruzamento-
teste forem produzidos descendentes com fenótipos dominan-
te e recessivo, conclui-se que o genitor testado é heterozigótico.
Se, por outro lado, todos os descendentes, em número razoá-
vel, tiverem fenótipo dominante, pode-se inferir que o indivíduo
testado é homozigótico.
4. O termo “dominante” leva à idéia equivocada de que um alelo
inibe a ação de outro. Em nenhuma situação um alelo exerce
qualquer tipo de ação sobre seu par localizado no cromossomo
homólogo. As relações entre os alelos de um gene são decor-
rentes do modo como seus produtos afetam o funcionamento
celular. Na maioria dos casos, os alelos que têm sua seqüência
de bases nitrogenadas alterada não se expressam corretamente.
5. Dominância completa é um tipo de relação entre alelos de um
gene em que o fenótipo do indivíduo heterozigótico é idêntico
ao de um dos homozigóticos. Um exemplo é o do gene que
determina a cor dos cotilédones da semente da ervilha: as se-
mentes homozigóticas VV e as heterozigóticas Vv são ambas
amarelas, enquanto as sementes vv são verdes. Dominância in-
completa é o termo que os geneticistas usam para descrever
situações em que o fenótipo dos indivíduos heterozigóticos é
intermediário, em termos quantitativos, entre os fenótipos dos
dois homozigóticos. Por exemplo, na planta boca-de-leão, os
indivíduos portadores de dois alelos idênticos (homozigóticos)
de um determinado gene apresentam flores vermelhas, os ho-
mozigóticos para a outra versão desse gene apresentam flores
brancas e os heterozigóticos têm flores cor-de-rosa.
6. Os geneticistas chamam de co-dominância a situação em que
dois alelos diferentes de um gene se expressam no indivíduo
heterozigótico, o qual apresenta, por isso, características de
ambos os homozigóticos. Um exemplo de alelos co-dominantes
é o do gene que determina o sistema MN de grupos sangüíneos
na espécie humana. As pessoas homozigóticas AgMAgM apre-
sentam apenas o antígeno M na membrana de suas hemácias e,
por isso, pertencem ao grupo sangüíneo M. As pessoas
homozigóticas AgNAgN apresentam apenas o antígeno N em suas
hemácias e, por isso, pertencem ao grupo sangüíneo N. Já as
pessoas heterozigóticas AgMAgN possuem ambos os antígenos
nas hemácias e, por isso, pertencem ao grupo sangüíneo MN.
7. Pleiotropia refere-se à propriedade de um gene afetar mais de
uma característica no indivíduo. Por exemplo, o gene que
condiciona a cor da casca da semente em ervilha é pleiotrópico,
determinando também a cor da flor e a presença de mancha na
axila das estípulas. Outro exemplo, na espécie humana, é o de
alelo que causa a síndrome de Marfan. As pessoas portadoras
desse alelo dominante apresentam aracnodactilia, que se carac-
teriza por dedos anormalmente longos, finos e curvos, que lem-
bram pernas de aranha, além de outras anomalias ósseas e de-
feitos nos olhos, no coração e nos pulmões.
8. Chamamos de genes letais os alelos que causam a morte pre-
matura do portador, seja em homozigose, letal recessivo, seja
em heterozigose, letal dominante. Na espécie humana a acon-
droplasia, uma forma de nanismo, é condicionada por um alelo
dominante (D), que interfere com o crescimento dos ossos du-
rante o desenvolvimento. Os raros indivíduos que apresentam
fenótipo acondroplásico são heterozigóticos (Dd), enquanto
o restante da população humana é homozigótica para o alelo
recessivo (dd). Nunca foi detectada uma pessoa homozigótica
dominante (DD), o que levou os cientistas à conclusão de que
o alelo mutante em homozigose tem efeito tão severo que o
portador não é viável. Trata-se, portanto, de um alelo letal
recessivo.
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9. Denominamos alelos múltiplos às diferentes versões (mais do
que duas) de um determinado gene. Um exemplo clássico de
alelos múltiplos é o de um gene envolvido na determinação da
cor da pelagem de coelhos. Esse gene possui quatro alelos: C,
que determina pelagem castanho-acinzentada (selvagem ou
aguti); cch, que determina pelagem cinzento-prateada (chinchila);
ch, que determina pelagem branca com extremidades (patas,
focinho, orelhas e cauda) escuras (himalaia); c, que condiciona
pelagem branca (albina).
10. Chamamos de variação descontínua a situação em que os diver-
sos genótipos correspondem a fenótipos alternativos bem dis-
tintos. Por exemplo, no caso da cor dos cotilédones em ervilha,
ou eles são amarelos, genótipos VV e Vv, ou verdes, genótipo
vv. No caso da cor da flor de boca-de-leão também ocorre varia-
ção descontínua, podendo as flores serem vermelhas, um dos
homozigóticos, brancas, o outro homozigótico, ou cor-de-rosa,
o heterozigótico.
11. Norma de reação é a gama de variação fenotípica que um
genótipo pode apresentar. No caso do feijão-carioca, por exem-
plo, o genótipo LL, que condiciona a presença de listras nas se-
mentes apresenta uma gama de variação bem ampla, variando
desde sementes totalmente marrons, em que o pigmento reco-
bre toda a casca, até sementes sem nenhuma mancha.
12. Os biólogos chamam de penetrância a porcentagem de indiví-
duos com um dado genótipo que expressa o fenótipo corres-
pondente. Na ervilha, o alelo que condiciona a cor amarela dos
cotilédones apresenta penetrância completa, de 100%, pois
todas as sementes que possuem esse alelo têm cor amarela.
No feijão, o alelo que condiciona a presença de listras na casca das
sementes tem penetrância incompleta de 95%, pois 5%
das sementes portadorasdesse alelo não apresentam listras.
Na espécie humana, o alelo que condiciona a presença de
dedos extras (polidactilia) apresenta penetrância incompleta
de 64,9%, pois 35,1% dos portadores desse alelo têm nú-
mero normal de dedos.
13. A manifestação de um gene, isto é, o fenótipo que ele expressa,
pode ser definido como sua expressividade. Em muitos casos, o
mesmo tipo de alelo expressa-se de maneira diferente em seus
portadores; fala-se, nesse caso, em expressividade gênica variá-
vel. No exemplo do feijão-carioca, por exemplo, vemos que o
alelo L, que condiciona fenótipo variegado, “penetra”, isto é,
expressa-se, em 95% de seus portadores. Nestes, o padrão e a
quantidade de faixas varia, mostrando que o alelo L apresenta
expressividade variável.
14. Aglutininas são anticorpos presentes no plasma sangüíneo de
certas pessoas, capazes de reagir e se ligar especificamente a
determinadas substâncias, os aglutinogênios, presentes na
membrana das hemácias. No sistema ABO de grupos
sangüíneos estão envolvidos duas aglutininas, anti-A e anti-B,
e dois aglutinogênios, A e B.
15.
17. O grupo O é considerado doador universal, pois suas hemácias
não possuem nenhum dos dois aglutinogênios e, portanto, não
são aglutinadas por nenhum tipo de plasma sangüíneo, poden-
do ser doadas para pessoas de qualquer outro grupo. O grupo
AB é considerado receptor universal, pois seu plasma sangüíneo
não possui nenhuma das duas aglutininas e, portanto, não
aglutina nenhum tipo de hemácia; as pessoas desse grupo po-
dem, portanto, receber sangue de qualquer outro grupo.
18. A determinação dos grupos sangüíneos é feita misturando-se
duas gotas de sangue da pessoa com duas soluções, uma delas
contendo aglutinina anti-A e a outra, aglutinina anti-B. Se ocor-
rer aglutinação apenas com a solução anti-A, a pessoa é do gru-
po A; se as hemácias aglutinarem apenas com a solução anti-B,
ela é do grupo B; se houver aglutinação com ambas as soluções,
ela pertence ao grupo AB; se não houver aglutinação com ne-
nhuma das duas soluções, a pessoa pertence ao grupo O.
19. Os cientistas acreditam que esses anticorpos são produzidos,
em resposta a substâncias antigênicas semelhantes a eles, pre-
sentes em bactérias e outros microrganismos que invadem o
trato digestório durante, ou logo após, o nascimento.
20.
Grupo
sangüíneo
A IAIA ou IAi A anti-B
B IBIB ou IBi B anti-A
AB IAIB AB —
O ii — Anti-A e anti-B
Genótipos
Aglutinogênios
(nas hemácias)
Aglutininas
(no plasma)
16. Grupo sangüíneo da pessoa Recebe de Doa para
A A e O A e AB
B B e O B e AB
AB A, B, AB e O AB
O O A, B, AB e O
21. Na década de 1940, Landsteiner e seus colaboradores injetaram
hemácias de um pequeno macaco, conhecido como reso (Macaca
mulatta), em coelhos e obtiveram um anticorpo que foi denomi-
nado anti-Rh (abreviatura de “anti-rhesus”). Ao testarem esse
anticorpo em sangue humano, verificaram que ele provocava
aglutinação das hemácias de cerca de 85% das pessoas testa-
das. Essas pessoas, cujas hemácias foram aglutinadas pelos
anticorpos anti-Rh, foram denominadas Rh positivas (Rh+), para
indicar que suas hemácias têm um antígeno semelhante ao dos
macacos, o fator Rh. As hemácias de aproximadamente 15%
das pessoas testadas não reagiram com os anticorpos anti-Rh, e
por isso elas foram denominadas Rh negativas (Rh–), para indi-
car a ausência do fator Rh em suas hemácias.
22. A determinação dos grupos sangüíneos no sistema Rh é sim-
ples; basta adicionar algumas gotas da solução com anticorpos
anti-Rh a uma gota do sangue da pessoa em exame; se as
hemácias aglutinarem, a pessoa tem sangue Rh+; se não houver
aglutinação, o sangue é do tipo Rh–.
23. Os grupos sangüíneos do sistema Rh são condicionados por dois
alelos (R e r) com dominância completa de R sobre r. Pessoas
portadoras de pelo menos um alelo dominante, ou seja, com
genótipos RR ou Rr, apresentam o fator Rh em suas hemácias e
têm, portanto, fenótipo Rh+; os homozigóticos recessivos (rr) não
têm fator Rh, e apresentam fenótipo Rh–.
24. Durante a gravidez e, principalmente, na hora do parto, ocor-
rem rupturas na placenta e passagem de hemácias da criança
para a circulação materna. As hemácias de um feto Rh+ estimu-
lam a mãe, Rh-, a produzir anticorpos e a adquirir memória
imunitária, tornando-se sensibilizada para o fator Rh. Na primei-
ra gravidez, o nível de sensibilização é pequeno, e a quantidade
de anticorpos presentes no sangue da mãe não chega a afetar a
criança. Na hora do parto, porém, pode ocorrer forte sensi-
bilização da mãe, que terá conseqüências para gestações poste-
riores. Se uma próxima criança gerada for Rh+, anticorpos anti-
Rh serão rapidamente produzidos pelas células de memória
imunitária da mãe sensibilizada. Eles atravessam a placenta e
destroem as hemácias fetais, processo que continua a ocorrer
no recém-nascido. A destruição das hemácias causa forte ane-
mia no recém-nascido; além disso, ocorre acúmulo de bilirrubina
AgMAgM Antígeno M M
AgNAgN Antígeno N N
AgMAgN Antígenos M e N MN
Genótipos
Fenótipos
Grupos sangüíneos(antígeno nas hemácias)
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no sangue, com icterícia (pele amarelada). A bilirrubina é produ-
zida no fígado do recém-nascido a partir da hemoglobina libe-
rada pelas hemácias destruídas pelos anticorpos anti-Rh. Para
compensar a destruição das hemácias, ocorre liberação de
eritroblastos (hemácias imaturas) na circulação do recém-nasci-
do. Esse conjunto de sintomas caracteriza a doença conhecida
como eritroblastose fetal, nome que ressalta o fato de haver
eritroblastos na circulação da criança doente. Outro nome desse
quadro clínico é doença hemolítica do recém-nascido, que dá
ênfase ao fato de estar ocorrendo destruição de hemácias pelos
anticorpos anti-Rh.
25. Probabilidade é a chance de um determinado evento ocorrer,
entre dois ou mais eventos possíveis. Por exemplo, a chance de
uma moeda cair com a face “cara” voltada para cima represen-
ta um entre dois eventos possíveis: sair “cara” ou sair “coroa”.
Nesse caso, dizemos que a probabilidade de sair “cara”, por
exemplo, é 1/2 (uma chance em duas possíveis) ou 50%, pois
espera-se que em metade dos lançamentos de uma moeda seja
obtida a face “cara”.
26. A obtenção de “cara” no lançamento de uma moeda, o sor-
teio de um ás de ouro do baralho ou a obtenção de “face 6”
no lançamento de um dado são eventos aleatórios (do latim
alea, sorte). Em cada um dos casos, há um conjunto de even-
tos possíveis, e o evento selecionado (“cara”, ás de ouro ou
“face 6”) tem a mesma chance de ocorrer que qualquer outro
evento possível naquele conjunto. Por exemplo, a probabili-
dade de se obter “cara” no lançamento de uma moeda é 1/2,
pois o conjunto de possibilidades é composto por dois even-
tos — “cara” ou “coroa” — com a mesma chance de ocorrer.
A probabilidade de se sortear o ás de ouro em um baralho é
1/52, pois o conjunto de possibilidades é formado por 52 car-
tas, cada uma com igual chance de ser sorteada. A probabili-
dade de se obter “face 6” ao se lançar um dado é 1/6, que
corresponde a 1 entre seis eventos possíveis.
27. Eventos independentes são aqueles em que a ocorrência de um
deles não afeta a probabilidade de outro evento ocorrer. Por
exemplo, obter “cara” ao lançar uma moeda não aumenta nem
diminui a chance de sair “cara” em um novo lançamento da
mesma moeda, ou de outra moeda qualquer. Assim, o resulta-
do obtido em cada lançamento de moeda é um evento inde-
pendente de qualquer outro.
28. A teoria das probabilidades diz que a probabilidade de dois ou
mais eventos independentes ocorrerem conjuntamente é igual
ao produtodas probabilidades deles ocorrerem separadamente.
Esse princípio é conhecido popularmente como regra do “e”,
pois corresponde à pergunta: qual é a probabilidade de ocorrer
um evento e outro evento? Se jogarmos uma moeda duas ve-
zes, qual é a probabilidade de obtermos duas vezes a face “cara”,
isto é, face “cara” no primeiro lançamento e face “cara” no
segundo lançamento? A chance de sair “cara” na primeira joga-
da é 1/2, e a chance de sair “cara” na segunda jogada também é
1/2. Assim, a probabilidade desses dois eventos ocorrerem con-
juntamente é 1/2 � 1/2 = 1/4.
29. A teoria das probabilidades diz que a ocorrência de dois even-
tos que se excluem mutuamente é igual à soma das probabi-
lidades de ocorrência de cada um dos eventos isoladamente.
Esse princípio é conhecido popularmente como regra do “ou”,
pois corresponde à pergunta: qual é a probabilidade de ocor-
rer um evento ou outro evento (eventos mutuamente exclusi-
vos)? Por exemplo, a probabilidade de se obter “cara” ou
“coroa”, no lançamento de uma moeda, é igual a 1, ou seja,
a probabilidade de sair “cara” somada à probabilidade de
sair “coroa” (1/2 + 1/2 = 1). Da mesma forma, a probabilidade
de se obter “face 1” ou “face 6” no lançamento de um dado
é 1/6 + 1/6 = 1/3.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR
QUESTÕES OBJETIVAS
30. b 31. a 32. d
33. a 34. d 35. a
36. c 37. b 38. c
39. d 40. c 41. a
42. b 43. b 44. c
45. a 46. d 47. c
48. c 49. d 50. d
51. b 52. d
QUESTÕES DISCURSIVAS
53. Realizar um cruzamento-teste, ou seja, cruzar esta mosca com
uma mosca de asa vestigial e verificar os fenótipos dos descen-
dentes. O nascimento de moscas com asa vestigial permite con-
cluir que a mosca em questão é heterozigótica. Uma prole nu-
merosa constituída apenas por moscas de asa longa é um indí-
cio de que a mosca é homozigótica.
54. Indivíduos heterozigóticos: 1, 2, 6, 7 e 8.
55. A probabilidade de que o indivíduo 4 seja heterozigótico é de 2/3.
56. A probabilidade é de 2/6 = 1/3 (2/3 de chance de o indivíduo 4
ser heterozigótico X 1/2 de nascer uma criança aa).
57. A probabilidade de que o indivíduo 19 seja heterozigótico é de
2/3.
58. A probabilidade é de 1/6. O indivíduo 15 é Aa, e o indivíduo 21 (A_)
tem 2/3 de chance de ser Aa. Se for este o caso, a probabilidade de
gerarem um filho aa é de 1/4. Portanto, 2/3 X 1/4 = 2/12 = 1/6.
59. a) É um caso de ausência de dominância entre as cores verme-
lha e branca, que dá origem ao ruão. b) Sim. Houve segregação
dos alelos e encontro ao acaso na fecundação.
60. a) Vermelha, ruã e branca. b) 150 vermelhas, 300 ruãs, 150
brancas.
61. a) Ausência de dominância. b) 1 arredondada : 2 ovaladas : 1
alongada. c) Sim, porque a proporção é semelhante à esperada
(1 : 2 : 1). d) Chamando de FR o alelo para a forma arredondada
e de FA o alelo para a forma alongada, temos 50% FRFA (ovalada)
e 50% FRFR (arredondada).
62. a) 1. ghgh; 2. Gmgc; 3. gcgb; 4. gcgb; 5. Gmgb; 6. gcgb; 7. gbgb;
8. Gm_; 9. gcgb; 10 gbgb. b) O indivíduo 7 é gbgb. Para que esse
cruzamento possa produzir um descendente branco, 8 tem de
ser Gmgb, cuja probabilidade é 1/2. Nesse caso, cruzado com 7,
tem 1/2 de chance de gerar descendente branco. Assim, 1/2 X 1/2
= 1/4 . c) O indivíduo 7 é gbgb e o indivíduo 5 é Gmgb. A probabi-
lidade de, neste cruzamento, ser produzido um indivíduo mar-
rom-escuro heterozigótico é 1/2. Assim, em 12 descendentes,
6 seriam marrons heterozigóticos.
63. Indivíduos que têm ambos os aglutinogênios nas hemáceas per-
tencem ao grupo AB. Eles podem receber sangue de indivíduos
A, B, AB e O. Excluindo-se a transfusão idêntica, ele teria à sua
disposição 12 litros de sangue B e 20 litros de sangue O,
totalizando 42 litros.
64. Genótipo da mãe: IBi rr; genótipo da criança: IAi Rr; genes que a
criança recebeu do pai: IAR. O único que pode ser o pai da crian-
ça é o indivíduo e), de fenótipo AB, Rh+.
65. a) 1. IBi; 2. IAi; 3. IB_; 4. ii; 5. ii; 6. IAi; 7. IBi; 8. IBi; 9. IAIB; 10. ii; 11. IAi;
12. IBi; 13. IB_; 14. IAi; 15. IAi. b) Casal 12 X 13 = IBi X IB_. A proba-
bilidade de 13 ser heterozigótico é 1/2; nesse caso, a chance de ter
filho ii é 1/4. Portanto, a probabilidade final é de 1/2 X 1/4 = 1/8.
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CAPÍTULO 4
LEI DA SEGREGRAÇÃO
INDEPENDENTE DOs GENEs
GUIA DE ESTUDO
1. A descendência distribuía-se aproximadamente nas seguintes fra-
ções: 9/16 amarelas-lisas; 3/16 amarelas-rugosas; 3/16 verdes-
lisas; 1/16 verde-rugosa. Em proporção, essas frações represen-
tam 9 amarelas-lisas : 3 amarelas-rugosas : 3 verdes-lisas : 1 ver-
de-rugosa.
2. Uma planta duplo-heterozigótica VvRr formaria, de acordo com
a hipótese da segregação independente, quatro tipos de gameta
em igual proporção: 1 VR : 1 Vr : 1 vR : 1 vr.
3. A segunda lei de Mendel pode ser enunciada da seguinte for-
ma: os fatores para duas ou mais características segregam-se
independentemente no híbrido, distribuindo-se para os gametas,
onde se combinam ao acaso.
4. Os alelos de um gene segregam-se por estarem situados em
cromossomos homólogos, nas células precursoras dos gametas.
Os homólogos de cada par cromossômico são originalmente
provenientes dos gametas materno e paterno. Durante a meiose,
homólogos de origem materna e paterna segregam-se com to-
tal independência uns dos outros, ou seja, cromossomos
homólogos de origem materna e paterna podem se combinar
livremente. Portanto, os genes que se situam em diferentes pa-
res de cromossomos homólogos também se segregam indepen-
dentemente.
5. 27 amarelas-lisas-cinzas : 9 amarelas-lisas-brancas : 9 amarelas-
rugosas-cinzas : 9 verdes-lisas-cinzas : 3 amarelas-rugosas-bran-
cas : 3 verdes-lisas-brancas : 3 verdes-rugosas-cinzas : 1 verde-
rugosa-branca.
6. Para determinar o número de tipos de gameta formados por um
indivíduo em relação a pares de alelos com segregação inde-
pendente, basta aplicar a expressão 2n, em que n representa o
número de pares de alelos no genótipo que se encontram na
condição heterozigótica. a) 2 pares heterozigóticos (Aa e Bb):
22 = 4 tipos; b) 2 pares heterozigóticos (Aa e Bb): 22 = 4 tipos;
c) um par heterozigótico (Ff ): 21 = 2 tipos.
7. Interação gênica é a ação conjunta de dois ou mais genes, loca-
lizados ou não no mesmo cromossomo, na determinação de
uma característica.
8. Na determinação das cores básicas da plumagem dos periquitos
— verde, azul, amarela e branca — estão envolvidos apenas
dois genes, A e B, cada um deles com dois alelos, que se segre-
gam independentemente. Periquitos homozigóticos recessivos
quanto a esses dois genes (aabb) são brancos; periquitos
homozigóticos recessivos aa, mas que possuem pelo menos um
alelo dominante B (aaBB ou aaBb), são amarelos; periquitos
homozigóticos recessivos bb, mas que possuem pelo menos um
alelo dominante A (AAbb ou Aabb), são azuis; periquitos que
apresentam pelo menos um alelo dominante de cada gene
(AABB, AABb, AaBB ou AaBb) têm cor verde. Periquitos com
genótipo aabb não têm nenhum dos dois pigmentos nas penas,
sendo, portanto, brancos. Periquitos que apresentam pelo me-
nos um alelo normal (dominante) de cada gene (genótipos A_B_)
têm os dois pigmentos, apresentando penas verdes; essa cor
resulta da mistura do efeito azul, causado pela presença de
melanina, e do amarelo, causado pela presença do pigmento
psitacina. Periquitos que apresentam pelo menos um alelo nor-
mal (dominante) do gene para a presença de psitacina (B_), sen-
do homozigóticos para a forma recessiva do gene para produzir
melanina (aa), têm cor amarela. Periquitos que apresentam pelo
menos um alelo normal (dominante) do gene para a produção
demelanina (A_), sendo homozigóticos para a forma recessiva
do gene para a produção de psitacina (bb), têm cor azul.
9. Esses tipos de crista em galinhas são condicionados por dois pares
de alelos, R/r e E/e, que segregam de forma independente e
interagem entre si na produção do fenótipo. A interação entre os
alelos dominantes R e E resulta em crista noz; entre o alelo domi-
nante R e o recessivo e, resulta em crista rosa; entre o alelo recessivo
r e o dominante E, resulta em crista ervilha, e entre os alelos
recessivos r e e, resulta em crista simples.
10. Epistasia é o fenômeno em que alelos de um gene inibem a
ação de alelos de outro gene, que pode ou não estar no mesmo
cromossomo. Os alelos que exercem a ação inibitória são cha-
mados de epistáticos, e os que sofrem a inibição são chamados
de hipostáticos. Se o alelo epistático atuar em dose simples, isto
é, se a presença de um único exemplar for suficiente para cau-
sar a inibição do hipostático, fala-se em epistasia dominante.
Se o alelo que determina a epistasia atuar somente em dose
dupla, fala-se em epistasia recessiva.
11. Nos cães labradores, apenas dois genes condicionam as três
pelagens típicas dessa raça: preta, chocolate e dourada. Um dos
genes determina o tipo de pigmento produzido; o alelo domi-
nante B determina a produção de pigmento preto, e o alelo
recessivo b determina a produção de pigmento marrom. O ou-
tro gene envolvido na determinação da cor da pelagem dos
labradores controla a deposição dos pigmentos nos pêlos; o alelo
dominante E condiciona a deposição de pigmentos, enquanto o
alelo recessivo e não condiciona essa deposição. Um cachorro
homozigótico recessivo ee não tem pigmentos nos pêlos e sua
pelagem é dourada. Animais com pelo menos um alelo domi-
nante desse gene, com genótipos EE ou Ee, terão pêlos
pigmentados, cuja cor dependerá do tipo de pigmento produzi-
do. A pelagem será preta se o cão apresentar pelo menos um
alelo dominante do gene B (BB ou Bb), ou marrom, se ele for
homozigótico recessivo bb.
12. A proporção 9 : 3 : 4 pode ser explicada admitindo-se a existên-
cia de dois pares de alelos, com segregação independente, que
controlam a cor da pelagem. Um dos pares, P/p, é responsável
pela cor dos pêlos: o alelo P condiciona pelagem aguti, e o alelo
p, pelagem pigmentada. Outro par de alelos, A/a, afeta a ex-
pressão do gene para cor da pelagem: o alelo A permite a mani-
festação de P e de p, enquanto o alelo a é epistático, isto é, sua
presença em homozigose determina a ausência de pigmentos.
Basta que um camundongo tenha o par aa em seu genótipo
(__aa) para que não haja produção de pigmento. O gene
epistático a, portanto, comporta-se como recessivo, daí esse tipo
de interação gênica ser conhecida como epistasia recessiva.
13. A cor aguti resulta do fato de os pêlos serem pigmentados com
extremidades amarelas, e o alelo P é o responsável por esse tra-
ço. Se o camundongo for homozigótico recessivo (pp), seus pê-
los não terão pontas amarelas e a pelagem será totalmente pre-
ta. A formação de qualquer pigmento no pêlo depende da pre-
sença do alelo A, responsável pela produção de uma enzima
necessária para a fabricação dos precursores de pigmento. Bas-
ta ter um alelo A no genótipo para que a coloração seja produ-
zida. O alelo recessivo a produz uma enzima alterada, inativa.
Assim, se o camundongo for homozigótico recessivo (aa), ne-
nhum pigmento será produzido e o animal será albino.
14. Em galinhas, o alelo C condiciona plumagem colorida, enquan-
to o alelo c condiciona plumagem branca. Esses alelos interagem
com os alelos de outro par (I/i) de tal maneira que, para ter plu-
magem colorida, a ave não pode apresentar o alelo I em seu
genótipo. Assim, apenas as aves de genótipo C_ii são coloridas.
Aves ccii são brancas por não apresentarem o alelo para pig-
mentação (C) e aves C_I_ são brancas porque o alelo I impede a
pigmentação. Portanto, o alelo epistático I atua em dose sim-
ples, comportando-se como se fosse dominante. Daí esse tipo
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de interação gênica ser conhecida como epistasia dominante.
Quando se cruzam galinhas brancas duplo-heterozigóticas CcIi,
a descendência é constituída pela proporção de 13 aves bran-
cas (9/16 C_I_ + 3/16 ccI_ + 1/16 ccii) para 3 aves coloridas
(2/16 Ccii +1/16 Ccii).
15. Para ter flor colorida, a planta precisa apresentar ao menos um
alelo dominante de cada gene (A_B_), o que corresponde à fra-
ção de 9/16 da descendência. Conseqüentemente, os genótipos
aa__, __bb e aabb produzem flores brancas, resultando no total
7/16. Portanto, a descendência é de 9 coloridas : 7 brancas.
16. Herança quantitativa, ou poligênica, é aquela em que partici-
pam dois ou mais pares de alelos, com ou sem segregação inde-
pendente, sendo que cada alelo “dominante” exerce um efeito
cumulativo, contribuindo com uma parcela no fenótipo. Por
exemplo, pessoas em que há maior número de alelos “domi-
nantes” para altura tendem a ser mais altas que pessoas que
apresentam menor número desses alelos.
17. Nilsson-Ehlen classificou o fenótipo relativo à cor das semen-
tes de trigo em cinco categorias: vermelho-escuras, vermelho-
médias, vermelhas, vermelho-claras e brancas. As proporções
em que cada fenótipo ocorre, no cruzamento entre linhagens
duplo-heterozigóticas, é de, respectivamente, 1 : 4 : 6 : 4 : 1.
Esses resultados foram explicados admitindo-se que o caráter
“cor da semente” é condicionado por dois genes, cada um
com dois alelos (R1/r1 e R2/r2), que se segregam independente-
mente. Cada alelo representado pela letra maiúscula contribui
para a produção de pigmento vermelho, e seus efeitos se so-
mam. Os alelos representados por letras minúsculas não con-
tribuem para a coloração da semente. Assim, uma semente
portadora de quatro alelos para vermelho no genótipo
(R1R1R2R2) tem coloração vermelho-escura, enquanto uma se-
mente sem alelos para vermelho (r1r1r2r2) não tem pigmento,
sendo branca. Sementes portadoras de um, dois e três alelos
para pigmentação têm cores, respectivamente, vermelho-cla-
ra, vermelha e vermelho-média.
18. O modelo mais simples para explicar a herança da cor da pele
na espécie humana classifica as pessoas em cinco fenótipos bá-
sicos: negro, mulato-escuro, mulato-médio, mulato-claro e bran-
co. Essas cinco classes fenotípicas seriam controladas por dois
genes, cada um com dois alelos (A/a e B/b). Um dos alelos de
cada par seria mais ativo na produção de melanina, sendo por
isso representado pelas letras maiúsculas A e B; o outro alelo,
menos ativo na produção de melanina, é representado pelas
letras minúsculas a e b. Negro: AABB; mulato-escuro: AaBB e
AABb; mulato-médio: AaBb, AAbb e aaBB; mulato-claro: Aabb
e aaBb; branco: aabb.
19. A cor da íris do olho humano varia do cinza e azul-claro ao qua-
se negro, passando pelo verde e por algumas tonalidades de
castanho. Não há pigmentos azuis ou verdes na íris, e as diver-
sas cores de olhos são produzidas pela presença de diferentes
quantidades de melanina, um pigmento marrom-amarelado, e
por efeitos ópticos. O olho escuro, por exemplo, resulta do
acúmulo de células pigmentadas (ricas em melanina) na camada
de tecido da porção anterior da íris. Essas células absorvem a
maior parte da luz incidente, refletindo uma certa quantidade
de luz marrom-amarelada. O resultado é a cor castanho-escura
da íris. Nos olhos claros, a quantidade de células pigmentadas
(melanócitos), na camada anterior da íris, é muito reduzida, e
apenas uma parte da luz incidente é refletida como luz marrom-
amarelada pelo pigmento residual. A maior parte da luz inci-
dente atravessa a camada despigmentada da íris, queé um meio
túrbido devido à presença de células, partículas e fibras. Quan-
do a luz atravessa um meio túrbido, com partículas de tamanho
comparável ao comprimento de onda dos raios incidentes, os
comprimentos de onda mais curtos (luz azul) são seletivamen-
te refletidos, fenômeno conhecido como “dispersão Rayleigh”.
É justamente esse efeito óptico o responsável pela predominân-
cia do azul na luz refletida por uma íris desprovida de melanina
na camada anterior. No caso de a camada anterior da íris conter
uma quantidade intermediária de melanina, a luz refletida pelo
pigmento, de cor marrom-amarelada, combinada com a luz azul
produzida pelo efeito Rayleigh, resultará na cor verde da íris.
Assim, uma progressiva diminuição da quantidade de melanina
na camada anterior da íris produz a gradação de cores desde o
castanho-escuro até o verde e, finalmente, na quase ausência
do pigmento, do azul ao cinza. Essa é a explicação para as diver-
sas cores de olhos na espécie humana.
20. Os cientistas identificaram dois genes envolvidos na determi-
nação da cor dos olhos na espécie humana: o gene EYCL1,
mais conhecido por GEY, no cromossomo 19, e o EYCL3, mais
conhecido por BEY, no cromossomo 15. O gene GEY (EYCL1)
apresenta dois alelos já bem caracterizados (admite-se que pos-
sam existir outros); um dominante (GV), que condiciona cor verde
à íris, e outro recessivo (GA), que condiciona cor azul. A deno-
minação GEY deriva do inglês green eye color gene. O gene
BEY também apresenta dois alelos: um dominante (BM), que con-
diciona cor castanha (marrom), e outro recessivo (BA), que
condiciona cor azul. A denominação BEY deriva do inglês brown
eye color gene. Com base na identificação desses genes e no
estudo de certos padrões de herança da cor dos olhos em al-
gumas famílias, os pesquisadores concluíram que esses dois
genes apresentam interação, sendo que o alelo para marrom
do BEY (BM) atua como epistático dominante sobre o gene GEY.
De acordo com esse modelo, a pessoa portadora de pelo me-
nos um alelo BM terá olhos castanhos. Para ter olhos azuis, a
pessoa precisa ser homozigótica recessiva quanto aos dois genes
BABA/GAGA. As pessoas terão olhos verdes se forem homo-
zigóticas recessivas quanto ao gene BEY e tiverem um alelo
para verde do gene GEY (BABA/GVGA).
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR
QUESTÕES OBJETIVAS
21. d 22. c 23. b 24. b 25. b 26. d
QUESTÕES DISCURSIVAS
27. a) 2 tipos; b) 2 tipos; c) 4 tipos; d) Porque os alelos segre-
gam-se independentemente e ao acaso na formação dos
gametas (veja abaixo o desenho que mostra os dois cami-
nhos possíveis da meiose).
Célula
AaBb
Célula
AaBb
Divisão I
Divisão II
Células
AB e ab
Células
aB e Ab
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28. a) Diagrama do cruzamento (a seguir).
b) Sim. A proporção obtida entre os descendentes 1 : 1 : 1 : 1
indica que a planta híbrida formou 4 tipos de gametas em iguais
proporções, do que se conclui que houve segregação indepen-
dente. c) Serão formados gametas nas seguintes proporções:
BbAa: 25% AB : 25% Ab: 25% aB : 25% ab; bbAa: 50% Ab :
50% ab; BbAa: 50% aB : 50% ab; bbaa: 100% ab.
29. a) 9 X 16 = 144. b) A fração esperada de indivíduos iguais aos
pais, isto é, duplo-heterozigotos (PpFf) é 1/4 do total. Assim,
1/4 X 144 = 36.
30. a) Podem ser determinados com certeza os genótipos de 1 (CcVv),
de 2 (Ccvv) e de 5 (ccVv). Os outros são: 3 (C_Vv); 4 (C_vv); 6
(C_vv) e 7 (C_Vv). b) O indivíduo 1 é CcVc e o indivíduo 5 é ccVv.
Do cruzamento resultam 3/8 com crista e penas pretas (CcVV,
CcVv, CcVv), 3/8 sem crista e penas pretas (ccVV, ccVv, ccVv), 1/8
com crista e penas vermelhas (Ccvv) e 1/8 sem crista e penas
vermelhas (ccvv).
31. a) Cruzamento RrEe X RrEe: descendência: 9/16 crista noz
(1/16 RREE + 2/16 RrEE + 2/16 RREe + 4/16 RrEe) : 3/16 crista
rosa (1/16 RRee + 2/16 Rree) : 3/16 crista ervilha (1/16 rrEE +
2/16 rrEe) : 1/16 crista simples (1/16 rree). Cruzamento RREe X
rrEe: descendência: 3/4 crista noz (1/4 RrEE + 2/4 RrEe) : 1/4
crista rosa (1/4 Rree). Cruzamento rrEE X RrEe: descendência:
1/2 crista noz (1/4 RrEE + RrEe) : 1/2 crista ervilha (1/4 rrEE + 1/4
rrEe). b) O fato de terem sido produzidos indivíduos de crista
simples (genótipo rree) indica que ambos os pais são portadores
dos alelos r e e. O tipo parental com crista rosa tem, portanto,
genótipo Rree, e aquele com crista ervilha tem genótipo rrEe. c)
O indivíduo de crista simples é homozigótico recessivo quanto a
ambos os pares de alelos: rree. Como entre os descendentes há
indivíduos de crista simples, pode-se concluir que o pai de crista
noz é portador dos alelos recessivos r e e, sendo seu genótipo,
portanto, RrEe. d) O fato de haver entre os descendentes indiví-
duos de crista rosa, sabidamente homozigóticos ee, indica que
ambos os pais são portadores do alelo e. O genótipo do tipo
parental de crista ervilha é, portanto, rrEe. O tipo parental de
crista rosa pode ser Rree ou RRee, mais provavelmente deste
último tipo, pois, entre seus onze descendentes, não apareceu
nenhum com crista tipo ervilha. Isso seria esperado caso o
genótipo do tipo parental de crista rosa fosse Rree. e) O fato de
ter sido produzido um indivíduo de crista tipo simples na prole,
portanto de genótipo rree, indica que ambos os pais são porta-
dores dos alelos r e e, portanto com genótipos RrEe.
32. a) Todos os descendentes homozigóticos aa serão brancos, pois
essa condição impede a síntese de qualquer tipo de pigmento.
Os indivíduos que apresentam pelo menos um alelo dominante
A (A_) têm cor creme juntamente com o genótipo cc, ou cor
vermelha, juntamente com o genótipo Cc ou CC. A proporção
genotípica entre os descendentes será: 3/8 vermelhos (1/8 AACc
+ 2/8 AaCc) : 3/8 creme (1/8 AAcc + 2/8 Aacc) : 2/8 brancos (1/8
aaCc + 1/8 aacc). b) O fato de terem sido produzidas plantas de
flores brancas indica que ambos os pais eram heterozigóticos
Aa. Um dos pais apresentava flores creme, sendo, portanto, cc;
o outro apresentava flores vermelhas, podendo ser Cc ou CC.
Caso essa última planta fosse heterozigótica Cc, deveriam ter
sido produzidas na descendência plantas de flores creme cc; como
isso não ocorreu, deduz-se que o tipo parental de flores verme-
lhas era homozigótico CC.
33. A diferença entre as alturas das plantas de genótipos extremos é
de 160 cm (260 cm – 100 cm). Os quatro pares de fatores têm
efeitos iguais e cumulativos; portanto, cada um dos oito fatores
representados por letras maiúsculas adiciona 20 cm à altura-
base de 100 cm. O genótipo das plantas F1, resultantes do cru-
zamento entre as duas linhagens puras, será AaBbCcDd, por-
tanto, 180 cm.
34. a) Cruzamento AaBBccdd (160 cm) X AabbCcdd (140 cm); des-
cendência: mais alto (AABbCcdd) = 180 cm; mais baixo
(aaBbccdd) = 120 cm. b) Cruzamento aaBBccdd (140 cm) X
aaBBccdd (140 cm); descendência: todos aaBBccdd (140 cm). c)
Cruzamento AaBbCcDd (180 cm) X AabbCcDd (160 cm); des-
cendência: mais alto (AABbCCDD), altura = 240 cm (100 + 7 �
20); mais baixo (aabbccdd) = 100 cm. d) Cruzamento AABBCcDD
(240 cm) X aaBBccDd (160 cm); descendência: mais alto
(AaBBCcDD) = 220 cm; mais baixo (AaBBccDd) = 180 cm.
CAPÍTULO 5
mAPEAMENTO DOS GENES
NOS CROMOSSOMOS
GUIA DE ESTUDO
1. Segundo a teoria cromossômica da herança, os cromossomos
são a base física da hereditariedade; em outras palavras, os genes
localizam-se nos cromossomos.
2. As provas científicas de que os genes realmente se localizam
nos cromossomos foram obtidas durante a década de 1910 pelo
pesquisador norte-americano Thomas Hunt Morgan e por três
de seus estudantes, Alfred H. Sturtevant, Calvin B. Bridges e
Herman J. Muller.Em uma série de experimentos com a mosca-
do-vinagre Drosophila melanogaster, Morgan e seus colabora-
dores estabeleceram as bases da teoria cromossômica da heran-
ça, iniciando assim o desenvolvimento da Genética, que se tor-
nou um importante ramo da Biologia moderna.
3. O termo ligação gênica (tradução do inglês linkage) designa
o fato de genes localizados em um mesmo par de cromos-
somos homólogos não se segregarem independentemente
durante a meiose.
4. A evidência é que os quatro tipos de gameta produzidos por
indivíduos duplo-heterozigóticos não se encontram na mesma
proporção (25% de cada tipo), como esperado pela segunda lei
de Mendel. Por exemplo, quando fêmeas selvagens de corpo
cinzento-amarelado e asas normais (PPVV) são cruzadas com
machos pretos de asas vestigiais (ppvv), a geração F1 é inteira-
mente constituída por machos e fêmeas com fenótipo selvagem
(corpo cinzento-amarelado e asas normais). As fêmeas da gera-
ção F1, no cruzamento-teste com machos pretos de asas vestigiais
(ppvv), produzem quatro tipos de descendente, nas seguintes
porcentagens: 41,5% cinzento-amarelados de asas normais;
41,5% pretos de asas vestigiais; 8,5% cinzento-amarelados de
asas vestigiais; 8,5% pretos de asas normais. Isso indica que as
fêmeas duplo-heterozigóticas produzem quatro tipos de gameta,
embora não na mesma proporção: 41,5% são PV, 41,5% pv,
8,5% Pv e 8,5% pV. O fenótipo dos descendentes é determina-
do pela constituição genética do óvulo, uma vez que o macho,
sendo duplo-recessivo, fornece apenas alelos recessivos para os
descendentes. Gametas portadores dos alelos P/V e dos alelos
p/v ocorrem em porcentagens bem maiores do que gametas
portadores dos alelos P/v e p/V.
5. A ligação entre genes localizados em um mesmo cromossomo
não é completa porque, durante a meiose, ocorrem quebras e
trocas de pedaços entre cromátides de cromossomos homólogos.
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Esse fenômeno, conhecido como permutação, ou crossing-over,
em inglês, leva à formação de um certo número de gametas
com novas combinações entre os alelos (gametas recombinantes),
diferentes daquelas existentes nos cromossomos herdados dos
pais (gametas parentais).
6. O termo loco gênico designa o local do cromossomo onde fica
um determinado gene.
7. Considerando-se dois genes ligados, como, por exemplo, A/a e
B/b, os alelos podem estar arranjados de duas maneiras nos
cromossomos: a) cis, se os alelos dominantes A e B situam-se
em um cromossomo, e os alelos recessivos a e b situam-se no
homólogo correspondente; b) trans, se o alelo dominante A e o
alelo recessivo b situam-se em um cromossomo, e o alelo
recessivo a e o alelo dominante B situam-se no homólogo cor-
respondente.
8. Os geneticistas costumam representar os genes ligados em uma
linha horizontal simples ou dupla, como é mostrado a seguir
para um arranjo do tipo trans:
Os arranjos de genes ligados podem ser representados de uma
maneira mais simples, separando os alelos por uma barra incli-
nada: AB/ab para o arrranjo cis e Ab/aB para o arranjo trans.
9. O arranjo dos alelos de dois genes ligados em um indivíduo du-
plo-heterozigótico pode ser identificado em um cruzamento-tes-
te. Cruza-se o indivíduo duplo-heterozigótico com um indivíduo
duplo-recessivo e analisa-se a descendência. As classes que apa-
recem em maior quantidade portam as combinações parentais
dos alelos; as que aparecem em menor freqüência são as
recombinantes. As combinações parentais correspondem a arranjos
dos alelos similares às presentes no indivíduo duplo-heterozigótico.
10. A taxa de permutação entre dois locos gênicos é a soma das
porcentagens dos descendentes recombinantes em um cruza-
mento-teste. Por exemplo, em Drosophila melanogaster, a taxa
de permutação entre o gene para corpo cinzento-amarelado/
corpo preto (loco black) e o gene para asa longa/asa vestigial
(loco vestigial) é igual a 8,5% + 8,5%, ou seja, 17%.
11. Morgan propôs a seguinte explicação: se a recombinação entre
genes ligados é realmente conseqüência da permutação entre eles,
é de supor que, quanto menor for a distância entre dois genes,
menor será a probabilidade de ocorrer permutação entre eles e,
portanto, menor a taxa de recombinantes.
12. Supondo-se, por exemplo, três pares de alelos A/a, B/b e C/c,
situados no mesmo cromossomo e dispostos da forma mostra-
da a seguir:
Toda permutação que ocorrer entre os locos A/a e C/c causará a
recombinação dos alelos desses genes. Para haver recombinação
entre os alelos B/b e C/c, a permutação terá de ocorrer exatamen-
te entre esses dois locos. A freqüência de recombinação entre os
genes mais distantes (A/a e C/c) será maior do que entre os genes
mais próximos (A/a e B/b ou B/b e C/c), pois toda permutação
entre os genes próximos (A/a e B/b ou B/b e C/c) estará ocorren-
do também entre os genes mais distantes (A/a e C/c), mas o
inverso não é verdadeiro. Esse raciocínio parte do pressuposto
de que os genes se distribuem linearmente ao longo dos
cromossomos, ocupando posições bem definidas. As experiên-
cias confirmaram essa suposição em todas as espécies de seres
vivos estudadas, incluindo a espécie humana.
A b
a B
A
ou
b
a B
A
Homólogo 1
Homólogo 2
B C
a b c
13. Uma vez estimada a distância entre genes ligados, a partir da
taxa de recombinação entre eles, pode-se construir um mapa
genético do cromossomo, que mostra a distribuição dos genes
e as distâncias relativas entre eles, estimadas por meio das taxas
de recombinação.
14. A unidade usada como medida de distância entre genes no cromos-
somo é a unidade de recombinação (UR), ou centimorgan (esta
última denominação em homenagem a Morgan). Uma unidade
de recombinação, ou centimorgan, corresponde à taxa de 1% de
recombinantes. Assim, quando se diz que a distância entre dois
genes (ou entre dois locos gênicos) é de 17 UR, ou 17 centimorgans,
significa que a taxa de recombinantes entre eles é de 17%.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR
QUESTÕES OBJETIVAS
15. b 16. d 17. e 18. c
19. a 20. c 21. b 22. c
QUESTÕES DISCURSIVAS
23. Número de
indivíduos
68 Longo Malhada
431 Longo Homogênea
432 Curto Malhada
69 Curto Homogênea
Tipo de
coloração
Comprimento
do pêlo
Vamos chamar de A o alelo para pêlos curtos e de a o que
condiciona pêlos longos; de B o alelo condicionante de pelagem
malhada e de b o que condiciona pelagem homogênea. Como os
coelhos cruzados inicialmente pertenciam a linhagens de fenótipos
definidos, pode-se concluir que eles eram homozigóticos e o cru-
zamento pode ser esquematizado da seguinte maneira:
AABB X aabb
Os F1 eram, portanto, duplo-heterozigóticos AaBb e foram cruza-
dos com duplo-recessivos aabb. Nesse cruzamento são esperados
4 tipos de indivíduos (AaBb, Aabb, aaBb e aabb) correspondentes
aos quatro tipos de gameta produzidos pelo duplo-heterozigótico:
a) Apesar de terem sido produzidos quatro tipos de gametas, a
proporção não foi de 1 : 1 : 1 : 1, indicando que os dois genes
não estão se segregando independentemente, ocorrendo liga-
ção gênica entre eles.
b) A porcentagem de recombinação é igual à soma das porcen-
tagens das classes recombinantes, ou seja, 6,8 + 6,9 = 13,7%.
24. a) A fêmea duplo-heterozigótica com configuração trans é Cv/cV
produz quatro tipos de gametas, dois parentais (Cv e cV) e dois
recombinantes (CV e cv). Como a distância entre os locos
corresponde à porcentagem de recombinantes, sabemos que
tal fêmea produz 4,75% de gametas CV e 4,75% de gametas
cv, sendo as porcentagens dos gametas parentais de 45,25%
Cv e 45,25% cV. Assim, em 360 descendentes desse cruzamen-
to espera-se:
 17 CV/cvolhos marrom-avermelhados e asas longas
17 cv/cv olhos vermelhos e asas vestigiais
163 Cv/cv olhos marrom-avermelhados e asas vestigiais
163 cV/cv olhos vermelhos e asas longas
68 (aaBb) Longa – malhada aB 6,8
431 (aabb) Longa – homogênea ab 43,1
432 (AaBb) Curta – malhada AB 43,2
69 (Aabb) Curta – homogênea Ab 6,9
Número de
 indivíduos
Tipos de pelagem
(fenótipos)
%
Genótipos dos gametas
do duplo-heterozigótico
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b) As fêmeas selvagens (olhos marrom-avermelhados e asas lon-
gas) são as de genótipo CV/cv e formarão quatro tipos de
gameta: dois tipos recombinantes (4,75% Cv e 4,75% cV) e
dois tipos parentais (45,25% CV e 45,25% cv). Assim, ao serem
cruzadas com machos duplo-recessivos, elas produzirão:
4,75% Cv/cv olhos marrom-avermelhados e asas vestigiais; cer-
ca de 14 indivíduos em 1.200 (1.200 x 0,0475 = 57)
4,75% cV/cv olhos vermelhos e asas longas; cerca de 14 in-
divíduos em 1.200 (1.200 x 0,0475 = 57)
45,25% CV/cv olhos marrom-avermelhados e asas longas; cerca
de 142 indivíduos em 1.200 (1.200 x 0,4525 = 543)
45,25% cv/cv olhos vermelhos e asas vestigiais; cerca de 142
indivíduos em 1.200 (1.200 x 0,4525 = 543)
25. A proporção diferente de 1 : 1 : 1 : 1 em um cruzamento-teste
indica que a segregação não está sendo independente, portan-
to os genes A/a e B/b estão em ligação. No primeiro caso, a
fêmea duplo-heterozigótica formou os seguintes gametas na
proporção de 9 AB : 9 ab : 1 Aa : 1 aB. Os recombinantes
(em menor quantidade) Aa e Bb indicam que os alelos estavam
em configuração cis na fêmea: AB/ab. No segundo caso, a fê-
mea duplo-heterozigótica formou os seguintes gametas na pro-
porção de 1 AB : 1 ab : 9 Aa : 9 aB. Os recombinantes (em
menor quantidade) AB e ab indicam que os alelos estavam em
configuração trans na fêmea: Ab/aB. Portanto, os resultados
nos dois cruzamentos foram diferentes pelo fato de no primeiro
os alelos estarem em configuração cis na fêmea parental e, no
segundo, em configuração trans.
CAPÍTULO 6
HERANÇA E SEXO
GUIA DE ESTUDO
1. Em crocodilos e jacarés, em muitas tartarugas e em alguns la-
gartos, o sexo é determinado pela temperatura em que os ovos
são incubados. Nos crocodilos, por exemplo, embriões que se
desenvolvem em temperaturas relativamente baixas são sempre
do sexo feminino; machos só são produzidos se a incubação
ocorre acima de 30 °C. Nas tartarugas marinhas ocorre o inver-
so, ou seja, são as temperaturas mais elevadas que induzem o
desenvolvimento de fêmeas.
2. Na maioria das espécies animais, o ambiente externo não influi
na determinação do sexo, que é definido pela constituição
cromossômica dos indivíduos. Nesses casos, a diferença entre
machos e fêmeas reside, geralmente, em um par de cromossomos,
chamados de cromossomos sexuais, ou heterossomos. Os outros
cromossomos, que não variam entre machos e fêmeas, são cha-
mados de autossomos.
3. Nas espécies com sistema XY de determinação do sexo, as fê-
meas têm um par de cromossomos sexuais homólogos, en-
quanto os machos têm um cromossomo sexual corresponden-
te aos da fêmea e outro tipicamente masculino, sem corres-
pondente no sexo feminino. O cromossomo sexual presente
tanto em fêmeas quanto em machos é chamado de
cromossomo X. O cromossomo sexual que só existe em ma-
chos é denominado cromossomo Y. Assim, nesse sistema, as
fêmeas portam dois cromossomos X (XX), e machos portam
um cromossomo X e um Y (XY).
4. Nos mamíferos, a determinação do sexo masculino depende de
um gene localizado no cromossomo Y, denominado SRY, sigla de
sex-determining region Y. A proteína codificada por esse gene in-
duz no embrião a formação dos testículos, aparentemente por ati-
var outros genes em diversos cromossomos. Em seguida, a
testosterona e outras substâncias produzidas nos testículos passam
a atuar, fazendo com que o embrião desenvolva as características
típicas do sexo masculino. Na ausência de cromossomo Y e, por-
tanto, do gene SRY, os embriões se desenvolvem em fêmeas.
5. A determinação do sexo na drosófila depende da relação entre as
quantidades de conjuntos autossômicos e de cromossomos X nas
células. Se existirem tantos lotes de autossomos quanto de cromos-
somos X, o fenótipo será feminino; as fêmeas possuem, normal-
mente, dois conjuntos de autossomos e dois cromossomos X. Se a
quantidade de lotes de autossomos for o dobro da quantidade de
cromossomos X, o fenótipo será masculino. O cromossomo Y da
drosófila porta genes relacionados com a produção dos
espermatozóides, mas que não determinam o sexo do indivíduo.
Assim, moscas com apenas um cromossomo sexual X, ou seja, sem
cromossomo Y, apresentam fenótipo masculino, mas são estéreis.
6. O sistema XO é essencialmente semelhante ao XY, mas não há o
cromossomo Y: as fêmeas têm um par de cromossomos homó-
logos XX, enquanto os machos possuem um único cromossomo
X. Esses machos têm, portanto, número ímpar de cromossomos
no cariótipo, um a menos que as fêmeas.
7. No sistema ZW de determinação do sexo, machos e fêmeas tam-
bém diferem entre si quanto a um par de cromossomos, mas
são as fêmeas que possuem o par heteromórfico, ou seja, apre-
sentam dois cromossomos sexuais diferentes. O cromossomo
sexual presente tanto em fêmeas quanto em machos é chama-
do de cromossomo Z. O cromossomo sexual que só existe nas
fêmeas é denominado cromossomo W. Assim, no sistema ZW,
os machos são ZZ e as fêmeas, ZW.
8. Sexo homogamético é aquele em que se forma apenas um tipo
de gameta quanto aos cromossomos sexuais; sexo heteroga-
mético é o que forma dois tipos de gametas quanto ao cromos-
somo sexual. Nos sistemas XY e XO, o sexo homogamético é o
feminino, pois as fêmeas formam óvulos portadores apenas de
um cromossomo X. Os machos XY constituem o sexo hetero-
gamético, formando espermatozóides com cromossomo X e
espermatozóides com cromossomo Y. Da mesma forma, no sis-
tema XO o sexo heterogamético também é o masculino, pois os
machos XO formam espermatozóides com cromossomo X e
espermatozóides sem cromossomo sexual. Nos sistemas ZW, o
sexo masculino é o homogamético, pois os machos só formam
gametas com o cromossomo Z; nesse caso, as fêmeas é que
formam dois tipos de gameta, metade com cromossomo Z e
metade com cromossomo W.
9. O sistema de determinação do sexo nos insetos himenópteros,
como abelhas e formigas, é conhecido como haplóide/diplóide,
ou haplodiplóide, pois nesses organismos os machos são haplóides
(n) e as fêmeas, diplóides (2n). Em abelhas, os machos, chamados
de zangões, originam-se normalmente de óvulos não-fecunda-
dos, fenômeno conhecido como partenogênese. Conseqüente-
mente, eles são haplóides (n), portadores de apenas um lote de
cromossomos, sempre de origem materna. Os ovos fecundados
diplóides (2n) originam normalmente fêmeas que poderão se de-
senvolver em rainhas férteis ou operárias estéreis, dependendo
do tipo de alimentação que receberem durante a fase larval.
10. O fato de os cromossomos sexuais não apresentarem homologia
na maior parte de seu comprimento tem implicações na manei-
ra pela qual são herdados os genes em relação ao sexo dos indi-
víduos. Suponha, por exemplo, um gene com dois alelos (A e a)
localizado no cromossomo X, na região não-homóloga ao Y.
As fêmeas podem apresentar três tipos de genótipo: XAXA, XAXa
e XaXa, mas os machos só apresentarão uma versão desse gene,
podendo ser XAY ou XaY. Por isso, em relação aos genes localiza-
dos no cromossomo X, na região não-homóloga ao Y, os ma-
chos são chamados de hemizigóticos, pois têm apenas uma
versão de cada um deles, metade do que possuem as fêmeas.
As mesmas conclusões sãoválidas para os sistemas de determi-
nação do sexo tipo XX/XO e ZZ/ZW.
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11. Genes localizados no cromossomo X (ou Z) que não têm alelo
correspondente no cromossomo Y (ou W) seguem o que se de-
nomina herança ligada ao cromossomo sexual (X ou Z). Os genes
localizados nos autossomos seguem o padrão de herança deno-
minado herança autossômica. O padrão de herança ligada ao
cromossomo sexual X caracteriza-se pelo fato de os filhos do
sexo masculino herdarem seus genes do cromossomo X apenas
de sua mãe, enquanto as filhas herdam metade deles da mãe e
metade do pai. Este, por sua vez, só transmite seus genes loca-
lizados no cromossomo X às suas filhas.
12.
rística muito mais comum em homens do que em mulheres.
O padrão de herança da calvície pode ser explicado por um alelo
autossômico, que se comporta como dominante no homem —
basta ter um deles para ser calvo — e recessivo na mulher, pois
somente mulheres homozigóticas para o gene são calvas. Essa
diferença de comportamento do gene é determinada pelo am-
biente hormonal do corpo da pessoa: o alelo C só atua como
dominante na presença de hormônios masculinos.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR
QUESTÕES OBJETIVAS
20. d 21. a 22. b 23. a 24. c 25. d
26. d 27. d 28. a 29. c 30. d 31. c
QUESTÕES DISCURSIVAS
32. Em F2 apenas os machos apresentaram o fenótipo recessivo, o
que indica o alelo recessivo em hemizigose (dose simples).
O sexo heterogamético é o masculino.
33. Uma criança do sexo masculino tem o cromossomo Y vindo de
seu pai, que, por sua vez, herdou-o de seu pai (avô paterno da
criança). A probabilidade de que seu cromossomo Y venha de seu
avô paterno é 1 (100%). O cromossomo X veio da mãe da crian-
ça, que recebeu um dos cromossomos X de sua mãe (avó mater-
na) e outro de seu pai (avô materno). A chance de transmitir o X
da avó materna é, portanto, 1/2. Combinando as probabilida-
des, temos 1/2 (probabilidade de o X vir da avó materna) X 1
(probabilidade de o Y vir do avô paterno) = 1/2.
34. a) Geração P: macho hemofílico (XhY) X fêmea normal (XHXH);
descendência: 1/2 fêmeas normais (XHXh) : 1/2 machos normais
(XHY). b) Geração P: macho normal (XHY) X fêmea normal porta-
dora (XHXh); descendência: 1/4 fêmeas normais (XHXH) : 1/4 fê-
meas normais (XHXh) : 1/4 machos normais (XHY) : 1/4 machos
hemofílicos (XhY).
35. a) A mãe da mulher tinha visão normal, pois portava pelo me-
nos um alelo XD, que transmitiu à filha; seu genótipo poderia ser
XDXD ou XDXd. A mãe do homem portava pelo menos um Xd,
que transmitiu ao filho; seu genótipo poderia ser XDXd ou XdXd.
b) A probabilidade de que qualquer filho homem do casal, in-
clusive o primeiro, seja daltônico é de 1/2 ou 50%. c) Das filhas
do casal, 50% XDXd (normais) e 50% XdXd (daltônicas). d) Dos
filhos (homens e mulheres) do casal, 50% serão normais (25%
homens e 25% mulheres).
36. Genótipos da mulher e de seu marido (a seguir).
13. A hemofilia A é uma doença hereditária ligada ao cromossomo
X, em que há uma falha no sistema de coagulação do sangue
por deficiência do fator VIII de coagulação; a pessoa hemofílica
pode ter hemorragias abundantes mesmo em pequenos
ferimentos. O alelo normal do gene (H) produz fator VIII funcio-
nal e atua como dominante, condicionando fenótipo não-
hemofílico; o alelo mutante (h), recessivo, condiciona ausência
do fator VIII, sendo responsável pela hemofilia. Homens de
genótipo XhY e mulheres de genótipo XhXh são hemofílicos; ho-
mens de genótipo XHY e mulheres de genótipos XHXH e XHXh
são, em geral, normais quanto a essa característica. A transmis-
são hereditária da hemofilia segue o padrão típico de herança
ligada ao cromossomo X.
14. No decorrer do desenvolvimento embrionário das fêmeas de
mamíferos, um de seus cromossomos X é inativado, em cada
uma das células do organismo. O cromossomo X inativo torna-
se extremamente condensado e assume o aspecto de um pe-
queno grânulo no núcleo das células em interfase. Esse grânulo,
facilmente observado em preparações de células tratadas com
corantes para núcleo, recebe o nome de cromatina sexual.
15. Os cientistas admitem que a condensação de um dos cromos-
somos X das fêmeas seja uma estratégia para inativar os genes
nele contidos, igualando assim a quantidade de genes ativos
em fêmeas e em machos. Esse mecanismo, conhecido por com-
pensação de dose, compensaria a dose dupla de genes do
cromossomo X das fêmeas em relação à dose simples desses
genes nos machos. Essa idéia foi proposta originalmente pela
pesquisadora inglesa Mary Lyon em 1961, sendo também co-
nhecida como hipótese de Lyon.
16. Em gatos, a pelagem preta e a pelagem amarela são condiciona-
das por alelos de um gene localizado no cromossomo X. Como os
machos têm somente um cromossomo X, eles nunca têm essas
duas cores simultaneamente, pois apresentam apenas um ou outro
alelo. As fêmeas heterozigóticas são geralmente malhadas, com
partes do corpo pretas e partes amarelas. A explicação para esse
fato é que, nas regiões pretas, o cromossomo X inativado é o
portador do alelo para amarelo, enquanto, nas regiões amarelas,
o cromossomo X inativado é o portador do alelo para cor preta.
17. Genes localizados no cromossomo Y são denominados genes
holândricos porque só ocorrem no sexo masculino. Um exemplo
é o gene SRY, responsável pela determinação do sexo masculino
em mamíferos.
18. Genes com expressão limitada ao sexo são aqueles que, apesar
de estarem presentes em ambos os sexos, só se expressam em
um deles. Um exemplo é o dos genes envolvidos na produção
de leite dos mamíferos, que só se expressam nas fêmeas.
19. São genes que se expressam de modos diversos em indivíduos
de sexos diferentes. Um exemplo desse tipo de gene na espécie
humana é o que condiciona a calvície hereditária, uma caracte-
Mulheres Homens
Genótipos Fenótipos Genótipos Fenótipos
XD XD Normal XD Y Normal
XD Xd Normal Xd Y Daltônico
Xd Xd Daltônica
X
X d
D
H
h
Mulher X
Y
X
d H
Homem
a) Admitindo-se 20% de permutação, a mulher formará quatro
tipos de gametas com as seguintes freqüências: 0,40 dH, 0,40 Dh;
0,10 dh e 0,10 DH. O homem formará dois tipos de gametas:
0,50 dH e 0,50 Y. Portanto, 10% dos homens (DH) e 50% das
mulheres (Dh/dh e DH/dH) serão normais para ambas as carac-
terísticas, ou seja, 30% da prole. b) 0,10, ou 10%/(dh).
37. a) 100% de asas curtas. b) 100% das fêmeas com asas longas
e 100% dos machos com asas curtas. c) 100% com asas lon-
gas. d) 100% das fêmeas com asas longas; 50% dos machos
com asas longas e 50% com asas curtas. e) 50% de fêmeas
com asas longas e 50% com asas curtas; 50% de machos com
asas longas e 50% com asas curtas.
38. Entre os machos, todos terão penas barradas e crista rosa. Entre
as fêmeas, todas terão penas uniformes e crista rosa.
 39. a) Será 25% ou 1/4 (1/2 de probabilidade de a mulher ser portado-
ra X 1/2 de probabilidade de um filho ser afetado). b) Será 25%
ou 1/4 (1/2 de probabilidade de a mãe da mulher ser portadora X
1/2 de probabilidade de a mulher ter recebido o gene da mãe).
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CAPÍTULO 7
DO GENÓTIPO AO
FENÓTIPO: COMO SE
EXPRESSAM OS GENES
GUIA DE ESTUDO
1. Nas últimas cinco décadas, os progressos no estudo do DNA
foram enormes: determinou-se sua estrutura molecular; o códi-
go genético foi desvendado; descobriu-se como as informaçõescodificadas no DNA são traduzidas em mensagens que contro-
lam o funcionamento celular. Além disso, técnicas sofisticadas
de análise e de manipulação de moléculas de DNA foram desen-
volvidas, levando à criação de novos campos de pesquisa e de
novas tecnologias. O estopim dessa revolução nos conhecimen-
tos genéticos foi a publicação, em 1953, do modelo de dupla-
hélice do DNA, pelos pesquisadores James Watson e Francis Crick.
2. O DNA foi descoberto por Friedrich Miescher, no final da década
de 1860. Em um de seus experimentos, Miescher obteve, a partir
de células do pus, um precipitado que diferia quimicamente de
todas as substâncias protéicas conhecidas. Ele descobriu que a
nova substância se concentrava no núcleo celular, na época
considerado uma estrutura de pouca importância para o fun-
cionamento da célula. A análise química mostrou que as quan-
tidades relativas dos elementos hidrogênio (H), carbono (C), oxi-
gênio (O) e nitrogênio (N) presentes na nova substância diferiam
das encontradas nas proteínas; além disso, ela continha o ele-
mento fósforo (P), ausente nas proteínas. Convencido de que
havia realmente descoberto uma nova substância, Miescher de-
nominou-a nucleína, pelo fato de estar concentrada no núcleo
das células.
3. A interpretação das figuras obtidas pela técnica de difração de
raios X, realizada pela pesquisadora Rosalind Franklin no labora-
tório de H. F. Wilkins, permitiu concluir que a molécula de DNA
tem estrutura helicoidal (semelhante a uma mola espiral com 2 nm,
0,000002 mm, ou 2 milionésimos de mm) de espessura.
4. No DNA, a quantidade de timina é igual à de adenina, e a quan-
tidade de citosina é igual à de guanina porque as duas cadeias
polinucleotídicas são rigorosamente complementares: se houver
um nucleotídio com adenina em uma das cadeias, haverá na outra
cadeia, na mesma posição, um nucleotídio com timina. Da mesma
forma, se houver um nucleotídio com citosina em uma das ca-
deias, haverá um com guanina na cadeia complementar.
5. O modelo da dupla-hélice de Watson e Crick foi prontamente
aceito pela comunidade científica porque explicava pelo menos
três características fundamentais do material genético: a capaci-
dade de duplicação; a capacidade de conter informações para a
produção de proteínas; a capacidade de sofrer mutação.
6. Os pneumococos podem apresentar-se em forma capsulada, em
que as células são envoltas por uma camada de muco (cápsula),
ou desprovidos de cápsula, em que as células não apresentam o
envoltório mucoso. Bactérias capsuladas são patogênicas, isto
é, causam pneumonia em animais; as bactérias sem cápsula não
causam a doença. A presença de cápsula é hereditária; bactérias
capsuladas, quando se reproduzem, originam bactérias-filhas
capsuladas, enquanto bactérias sem cápsula, ao se reproduzi-
rem, originam bactérias-filhas idênticas a si, sem cápsula. Com
o objetivo de verificar se era a cápsula o fator desencadeante da
pneumonia, o pesquisador Griffith injetou em camundongos
bactérias capsuladas previamente mortas pelo calor. Os animais
continuaram saudáveis, o que o levou a concluir que as bacté-
rias capsuladas tinham de estar vivas para causar a doença. Ele,
então, injetou em camundongos uma mistura de bactérias
capsuladas mortas pelo calor e bactérias sem cápsula vivas. Os
animais que haviam recebido injeção da mistura morreram de
pneumonia e em seu sangue havia bactérias capsuladas vivas.
Griffith concluiu que bactérias vivas sem cápsula haviam se trans-
formado em bactérias encapsuladas devido a algum tipo de in-
fluência das bactérias capsuladas mortas e chamou o fenômeno
de transformação bacteriana.
7. Avery e seus colaboradores isolaram um extrato de bactéria
com cápsula com alto poder transformante e o trataram com
amilase (enzima que degrada polissacarídios), com proteases
(enzimas que degradam proteínas) e com ribonucleases (en-
zimas que degradam RNA); constataram que esses tratamen-
tos não afetavam o poder do extrato de transformar bactérias
sem cápsula em bactérias capsuladas. No entanto, quando o
extrato foi tratado com desoxirribonuclease, enzima que de-
grada DNA, ele perdeu completamente o poder de transfor-
mar bactérias sem cápsula em bactérias capsuladas. Assim, os
pesquisadores chegaram à conclusão de que a substância
transformante era o DNA.
8. Eles marcaram o DNA de alguns fagos com fósforo radioativo e
o de outros com enxofre radioativo e, em seguida, infectaram
bactérias com cada um dos fagos marcados radioativamente.
Foi possível verificar, então, que o fósforo radioativo incorpora-
do nos fagos era transferido para as bactérias infectadas e que a
radioatividade aparecia posteriormente na progênie de fagos
produzida pela lise bacteriana. A radioatividade devida ao enxo-
fre tinha um destino diferente, ela não penetrava na bactéria
infectada e não aparecia na progênie produzida. Esses resulta-
dos permitiram concluir que apenas o DNA do fago penetra na
bactéria por ocasião de infecção e que, a partir dele, é produzi-
da toda uma geração de fagos com DNA e proteínas típicos da
espécie de fago utilizada. Portanto, a fonte das informações
hereditárias é o DNA, pois a partir dele pode ser formado tanto
DNA quanto proteínas virais.
9. O primeiro pesquisador a sugerir que os genes atuavam por meio
de enzimas foi o médico inglês Archibald E. Garrod, que propôs
essa hipótese para explicar a enfermidade conhecida como
alcaptonúria no começo do século XX, quando ainda se sabia
muito pouco sobre genes e enzimas. Garrod havia examinado
uma criança portadora de alcaptonúria e o fato de os pais de
seu paciente serem primos em primeiro grau levou-o a pensar
que a enfermidade podia ser hereditária. Em 1902, após estu-
dar, juntamente com Bateson, a genealogia de outros alcapto-
núricos, Garrod concluiu que a doença devia ser condicionada
por um alelo recessivo.
10. A fenilcetonúria é uma doença hereditária causada por um alelo
recessivo de um gene localizado no cromossomo 12 humano.
O alelo normal desse gene codifica uma enzima que catalisa a
reação química de transformação da fenilalanina em tirosina.
No caso de essa enzima estar ausente, ou seja, se a pessoa for
homozigótica para o alelo alterado do gene, as células não
conseguem transformar fenilalanina em tirosina. Nessas pes-
soas, denominadas fenilcetonúricas, a fenilalanina não utiliza-
da na síntese das proteínas acumula-se no sangue e é conver-
tida em outras substâncias, como ácido fenil-pirúvico, ácido
fenil-lático e fenil-acetil-glutamina. Algumas dessas substân-
cias são tóxicas e causam lesões cerebrais; por isso, os fenilce-
tonúricos não tratados adequadamente tornam-se deficientes
mentais. Isso pode ser evitado se a deficiência for detectada
precocemente. Por essa razão, em muitos países, entre eles o
Brasil, é obrigatório submeter os recém-nascidos a exame
laboratorial (o chamado “teste do pezinho”) para identificar
os afetados. Uma vez diagnosticada a doença, a pessoa deve
ter uma dieta que contenha apenas o mínimo de fenilalanina
requerido pelo organismo.
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11. O termo albinismo refere-se a um conjunto de condições here-
ditárias que leva certas pessoas a ter pouca ou nenhuma pig-
mentação nas estruturas de origem epidérmicas. O albinismo
tipo 1 é condicionado por um alelo recessivo de um gene locali-
zado no cromossomo 11 humano, que codifica a enzima
tirosinase, a qual atua na transformação de tirosina em melanina.
Os homozigóticos recessivos para o alelo mutante desse gene
apresentam ausência completa do pigmento melanina na pele,
nos olhos, pêlos e cabelos.
12. Beadle e Tatum imaginaram que, para produzir todosos seus
componentes, as células do fungo deveriam realizar milhares de
reações químicas, cada uma delas catalisada por uma enzima
específica. Se a hipótese de que cada enzima é codificada por
um gene específico estivesse correta, para cada reação metabó-
lica deveria haver um gene correspondente, responsável pela
produção da enzima catalisadora específica. Sendo a neuróspora
um organismo haplóide, o mutante para um gene essencial não
sobreviveria, a menos que a substância cuja síntese era contro-
lada por ele fosse fornecida ao organismo como alimento.
13. Em uma primeira etapa, Beadle e Tatum irradiaram esporos com
raios X para aumentar a freqüência de mutação dos genes. Os
esporos irradiados eram colocados separadamente em tubos de
ensaio que continham diferentes meios de cultura. Para selecio-
nar um mutante incapaz de produzir o aminoácido arginina, por
exemplo, bastava suplementar o meio mínimo com arginina: os
fungos mutantes absorviam essa substância do meio e sobrevi-
viam à sua deficiência genética. Para diferenciar um fungo selva-
gem, em que o gene para sintetizar arginina é funcional (arg+), de
um fungo mutante, portador de um alelo defeituoso (arg–), eles
retiravam uma pequena amostra de cada fungo cultivado no meio
suplementado e transferiam-na para meio mínimo. Os fungos
que se desenvolviam também em meio mínimo eram, com cer-
teza, selvagens (arg+); os que não sobreviviam no meio mínimo
eram mutantes, no caso, incapazes de produzir arginina (arg–).
14. Segundo essa teoria, os genes atuam por meio do controle da sín-
tese dos polipeptídios; uma vez que uma proteína pode ser forma-
da por dois ou mais deles, ela pode ser codificada por mais de um
gene. A hemoglobina humana, por exemplo, é uma proteína for-
mada por quatro cadeias de dois tipos de polipeptídios, alfa e beta.
Os dois locos gênicos responsáveis pela produção desses
polipeptídios localizam-se em cromossomos humanos diferentes.
15. O DNA constituinte dos genes não atua diretamente na síntese
das proteínas, mas por meio de moléculas mensageiras de RNA.
As instruções codificadas nas seqüências de bases nitrogenadas
do DNA constituinte dos genes são transcritas em moléculas de
RNA e, destas, traduzidas nas seqüências de aminoácidos dos
polipeptídios que constituem as proteínas.
16. Três tipos básicos de RNA participam diretamente da síntese das
proteínas nas células de todos os seres vivos: RNA ribossômico
(RNAr), RNA transportador (RNAt) e RNA mensageiro (RNAm).
Os RNAr constituem, juntamente com certas proteínas, minúscu-
los grânulos denominados ribossomos, capazes de unir os ami-
noácidos e formar as cadeias polipeptídicas que constituem as
proteínas. Os RNAt têm por função capturar aminoácidos livres
na célula, levando-os até os ribossomos, onde eles se unem para
formar a molécula polipeptídica. Os RNAm são cópias dos genes
codificadores de proteínas e contêm em sua seqüência de bases
nitrogenadas as instruções sobre a ordem em que os aminoácidos
devem unir-se para produzir determinado polipeptídio.
17. Unidade de transcrição pode ser definida como um segmento de
DNA que é transcrito de forma contínua para uma molécula
de RNA. Esse segmento de DNA caracteriza-se por apresentar uma
seqüência especial de bases nitrogenadas, a região promotora
(ou apenas promotor), na qual se encaixa a enzima polimerase do
RNA, responsável pela transcrição. O término da unidade de trans-
crição é definido por uma outra seqüência especial de bases
nitrogenadas, denominada seqüência de término de transcrição,
que determina o desligamento da polimerase do RNA da molécu-
la-molde de DNA, completando o processo.
18. A transcrição de um RNA tem início quando uma polimerase do
RNA se encaixa na região promotora e separa, nesse local, as
duas cadeias da molécula de DNA. A enzima passa, então, a
orientar o encaixe de ribonucleotídios (nucleotídios do RNA, cuja
pentose é a ribose) às bases de uma das cadeias do DNA, unin-
do-os entre si à medida que os ordena na cadeia de modelo-
DNA. Ao atingir a seqüência sinalizadora de término de transcri-
ção, a polimerase solta-se do DNA e a transcrição termina. Des-
sa forma, a polimerase do RNA percorre o segmento de DNA e
copia uma de suas cadeias em uma molécula de RNA, cuja se-
qüência de bases nitrogenadas é rigorosamente complementar
à da cadeia de DNA que serviu de molde.
19. Em bactérias, a molécula de RNAm transcrita contém, em geral,
instrução para a síntese de mais de uma cadeia polipeptídica;
corresponde, portanto, a mais de um gene. Por exemplo, em
Escherichia coli, os genes que codificam as enzimas beta-
galactosidase, galactosídio-permease e acetilase são transcritos em
uma única molécula de RNA mensageiro. Os ribossomos traduzem
as regiões desse RNA mensageiro, correspondentes a cada um dos
genes, de modo independente e geram três polipeptídios diferen-
tes, que constituem as três enzimas. Nos organismos eucarióticos,
a regra é cada RNA mensageiro conter instrução para um único
tipo de polipeptídio, correspondendo, portanto, a um único gene.
20. Em bactérias, a seqüência de aminoácidos de um polipeptídio
corresponde exatamente à seqüência de bases do segmento de
DNA que foi transcrito para o RNAm. Os cientistas costumam
dizer, por isso, que em bactérias há colinearidade entre as ca-
deias polipeptídicas e os segmentos de DNA que as codificam.
Nos organismos eucarióticos a situação é diferente; a maioria
das cadeias polipeptídicas não é perfeitamente colinear à se-
qüência de bases do DNA que as codifica. A razão disso é que a
instrução para a síntese de proteínas nos genes eucarióticos não
é contínua como nos genes bacterianos; a instrução genética
eucariótica é geralmente interrompida por trechos da molécula
que não codificam aminoácidos.
21. Em uma unidade de transcrição de organismos eucarióticos há
segmentos da molécula de DNA que serão traduzidos em seqüên-
cias de aminoácidos e segmentos intercalares, que não serão tra-
duzidos. Em 1978, o geneticista Walter Gilbert propôs os termos:
exon para designar as regiões de um gene que são traduzidas em
seqüências de aminoácidos, e intron para designar as regiões de
um gene não traduzidas, localizadas entre os exons.
22. A polimerase do RNA ao percorrer uma unidade de transcrição
eucariótica, transcreve tanto regiões dos exons quanto dos introns,
gerando uma molécula de RNA chamada de RNA pré-mensagei-
ro (ou RNA heterogêneo, devido ao seu grande tamanho). Ainda
dentro do núcleo, a molécula de RNA recém-sintetizada passa
por uma série de modificações químicas até ser transformada no
RNA mensageiro que irá para o citoplasma reger a síntese da pro-
teína. Entre as modificações pelas quais passa o RNA pré-mensa-
geiro, a mais notável é a retirada dos introns, ou seja, das porções
que não codificarão aminoácidos na proteína a ser produzida. O
processo de remoção dos introns de uma molécula de RNA pré-
mensageiro recebeu a denominação, em inglês, de splicing, ter-
mo que poderia ser traduzido por “corte e emenda”.
23. Os cientistas descobriram que uma mesma molécula de pré-RNA
mensageiro pode sofrer tipos diferentes de splicing em tipos
celulares diferentes. Em outras palavras, em diferentes tipos de
células pode haver eliminação de diferentes tipos de segmentos
de um mesmo pré-RNA mensageiro, de modo que o RNAm ori-
ginado por uma mesma unidade de transcrição pode ser mon-
tado de diferentes maneiras, dependendo do tipo de célula. Esse
fenômeno é chamado de splicing alternativo.
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QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR
QUESTÕES OBJETIVAS
24. c 25. d 26. b 27. a 28. c 29. c
30. b 31. c32. c 33. c 34. a 35. a
36. d 37. a 38. c 39. c
QUESTÕES DISCURSIVAS
40. Basta um alelo normal para que ocorra a produção correta da
enzima tirosinase, que transforma tirosina em melanina; assim,
apenas os homozigóticos recessivos são incapazes de realizar a
reação e não conseguem produzir o pigmento.
41. Todos os mutantes necessitam de arginina para sobreviver, pois
esse é um aminoácido que entra na composição de praticamente
todas as proteínas. Se o mutante I é capaz de sobreviver em um
meio mínimo suplementado apenas com citrulina, é porque ele
consegue transformar essa substância em arginina, do que se
conclui que ele possui a versão normal do gene C, que catalisa a
reação 3. Como ele não consegue viver em meio suplementado
apenas com ornitina é porque ele não consegue transformar essa
substância em citrulina, podendo-se concluir que ele é portador
da mutação b. O mesmo raciocínio permite concluir que o mutante
II é capaz de realizar as reações 2 e 3; logo, ele possui as versões
normais dos genes B e C; mas como não consegue realizar a rea-
ção 1, é portador da mutação a. O mutante III só consegue sobre-
viver em meio que seja suplementado com arginina; portanto,
seu defeito genético deve afetar a reação 3 de síntese desse com-
posto; por isso, conclui-se que ele é portador da mutação c.
42. Não, pois os genes eucarióticos apresentam introns que devem
ser eliminados do RNA transcrito antes de ele ser traduzido pela
célula, e as bactérias não possuem o sistema para realizar o
splicing. Assim, os RNA transcritos do DNA humano implantado
seriam traduzidos com seus introns (dois, no caso da hemo-
globina) e gerariam proteínas diferentes. Para que genes
eucarióticos possam funcionar corretamente em células bacteria-
nas, produzindo proteínas tipicamente eucarióticas, é necessá-
rio que os introns sejam eliminados do DNA antes da transfe-
rência gênica para o microrganismo.
CAPÍTULO 8
 APLICAÇÕES DO
CONHECIMENTO GENÉTICO
GUIA DE ESTUDO
1. O melhoramento consiste em selecionar e aprimorar as qualida-
des das espécies, tendo em vista sua utilização pelos humanos.
Antes do advento da Genética, era feito de forma puramente
intuitiva; quando um agricultor desejava aumentar o número de
grãos nas espigas de milho, por exemplo, ele selecionava se-
mentes entre os grãos das espigas maiores para plantar. Se de-
sejava aumentar o peso médio das galinhas, selecionava os in-
divíduos maiores e mais pesados como reprodutores. Com o
desenvolvimento de novos conceitos e técnicas genéticas tornou-
se possível racionalizar e aperfeiçoar a seleção. O melhoramen-
to das espécies em função de sua utilidade tornou-se científico.
2. Os produtos do cruzamento entre linhagens diferentes de uma
mesma espécie, como entre linhagens de milho, apresentam em
diversos casos qualidades superiores às das linhagens parentais
(por exemplo, são mais vigorosos, resistentes a doenças etc.).
Os cientistas concluíram que os híbridos são mais vigorosos que
as linhagens puras, altamente homozigóticas, por possuírem
muitos genes em condição heterozigótica. Esse fenômeno ficou
conhecido como vigor híbrido, ou heterose.
3. Uma maneira de propagar assexuadamente variedades de plantas
de interesse é a enxertia (de enxertar, do latim insertare, inserir,
introduzir), que consiste em implantar parte de uma planta viva
em outra. Essa técnica tem sido muito empregada na dissemina-
ção de plantas frutíferas, como laranjas, uvas, abacates, maçãs
etc. Outra maneira de fazer essa propagação é por meio da cultu-
ra de tecidos vegetais, que consiste em retirar uma pequena por-
ção de tecido vivo de uma planta e cultivá-la em um meio nutriti-
vo, suplementado com hormônios e fatores de crescimento. Nes-
sas condições, células vegetais retomam a capacidade de se dividir
e podem originar uma planta completa, geneticamente idêntica à
planta-mãe. Essa técnica tem sido empregada com sucesso na pro-
dução em larga escala de plantas como orquídeas e violetas.
A vantagem é que se podem produzir milhares de plantas idênti-
cas a partir da cultura de células de uma única planta.
4. Nos animais e nas plantas dióicas, os descendentes de uns pou-
cos indivíduos escolhidos são cruzados entre si por várias gera-
ções, o que se denomina endogamia. A descendência que resul-
ta da endogamia é mais homogênea do que aquela proveniente
de cruzamentos livres. Os filhos dos cruzamentos endogâmicos
tendem a ser mais semelhantes aos pais e a apresentar maior
número de genes na condição homozigótica. Dessa forma, um
determinado genótipo de interesse pode ser propagado por re-
produção sexuada com pouca modificação ao longo das gera-
ções. As raças puras, das quais muito se ouve falar, são linha-
gens altamente homozigóticas que produzem indivíduos com
as mesmas características fenotípicas geração após geração.
Os indivíduos dessas raças são semelhantes entre si porque pos-
suem genótipos semelhantes, homozigóticos para diversos genes.
5. Um dos problemas decorrentes da endogamia é a diminuição
da variabilidade genética, isto é, os indivíduos passam a apre-
sentar pouca diferença genética entre si, o que reduz a capaci-
dade da população em se adaptar eficientemente a alterações
ambientais. Os antigos agricultores, mesmo antes do desenvol-
vimento da Genética, já lidavam com esse problema. Em cam-
pos de trigo, era comum plantar diversas variedades, o que au-
mentava a chance de se preservar ao menos parte da lavoura
em caso de seca, enchente ou pragas. Essa técnica milenar foi
amplamente abandonada, e hoje predominam as lavouras de
monocultura, em que grandes áreas são ocupadas com uma
única variedade de planta. Apesar de as monoculturas produzi-
rem maiores lucros em curto prazo, os resultados poderão ser
desastrosos. Monoculturas são mais vulneráveis a doenças, pois,
como todas as plantas são geneticamente muito parecidas, uma
praga pode dizimar completamente uma plantação inteira, sem
encontrar indivíduos geneticamente resistentes.
6. Aconselhamento genético é a orientação que especialistas no
campo da Genética Humana dão a um casal sobre os riscos de
eventuais filhos apresentarem alguma doença genética, princi-
palmente no caso das existentes no histórico familiar.
7. Um casal só deve se preocupar em procurar aconselhamento
genético se já teve alguma criança com problemas ou se souber
de parentes afetados por doenças genéticas. Mulheres com mais
de 35 anos que desejam engravidar devem procurar um serviço
de aconselhamento genético, para serem orientadas sobre o ris-
co de gerar filhos com número anormal de cromossomos, que
aumenta significativamente depois dessa idade.
8. Alelos deletérios são aqueles que causam doenças ou diminuem
a taxa de sobrevivência ou de reprodução de um organismo.
Muitos alelos deletérios presentes nas populações humanas sur-
gem por mutações de alelos normais e são recessivos. Para cal-
cular o risco de uma doença genética recessiva se manifestar,
tenta-se descobrir se os pais são ou não portadores do alelo
para a doença. A maioria das crianças com problemas causados
por alelos recessivos tem pais normais. Todas as pessoas têm
pelo menos alguns alelos deletérios e só não os manifestam
porque eles estão em condição heterozigótica.
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9. A probabilidade de alelos deletérios recessivos se encontrarem,
originando uma pessoa homozigótica doente, aumenta nos casa-
mentos consangüíneos, ou seja, em que as pessoas que se casam
são parentes próximos, tais como primos em primeiro grau. Pes-
soas aparentadas, por terem herdado seus genes de ancestrais
comuns, têm maior chance de possuir um mesmo tipo de alelo“familiar” que pessoas não-aparentadas. Diversas culturas têm
leis que proíbem ou desaconselham o casamento entre parentes
próximos. Essas leis surgiram, provavelmente, da observação
empírica de que defeitos presentes ao nascer são mais comuns
nos casamentos entre parentes. Problemas causados por casa-
mentos consangüíneos também podem ser observados nos ani-
mais domésticos e de zoológicos, onde o número pequeno de
animais leva parentes próximos a serem cruzados entre si.
10. Diagnóstico pré-natal refere-se à investigação de doenças genéti-
cas graves ainda durante a vida intra-uterina. Em diversos países,
uma vez identificada uma doença grave no embrião ou feto, o
casal pode optar pelo aborto terapêutico ou preparar-se para criar
um filho portador da anomalia. Há dois métodos básicos para
diagnosticar possíveis defeitos genéticos de um embrião em de-
senvolvimento: a amniocentese e a amostragem vilo-coriônica.
11. A amniocentese é uma técnica rápida, precisa e de pouco risco
para a mãe e para o feto, sendo empregada para análise de
fetos entre a 14a e a 16a semanas de gravidez. Uma agulha lon-
ga é introduzida na barriga até atingir a bolsa amniótica, opera-
ção monitorada por um aparelho de ultra-sonografia. Bastam
alguns mililitros de líquido amniótico para realizar diversos tipos
de exame. Certas doenças podem ser detectadas pela presença,
no líquido amniótico, de substâncias químicas indicativas da
doença. Podem-se, também, cultivar células fetais presentes no
líquido amniótico, fazendo com que elas se multipliquem, o que
permite estudar seus cromossomos e construir idiogramas, as-
sim como realizar exame do DNA fetal.
12. A amostragem vilo-coriônica permite diagnosticar doenças he-
reditárias entre a 8a e a 10a semanas de gravidez, antes, portan-
to, que a amniocentese. Com o auxílio de um longo instrumen-
to de punção introduzido pela vagina até o interior do útero,
retira-se uma pequena porção do envoltório embrionário, o cha-
mado cório. As células embrionárias podem, então, ser cultiva-
das em meio nutritivo ou ser analisadas imediatamente, depen-
dendo do tipo de estudo que se quer realizar. A operação de
retirada de amostras de vilosidades coriônicas causa aborto do
embrião em cerca de 1% dos casos. Por isso, esse tipo de diag-
nóstico é empregado apenas quando há alto risco de doença
genética, o que pode justificar sua identificação precoce, para
um eventual aborto terapêutico.
13. As endonucleases de restrição são enzimas bacterianas que atuam
como “tesouras moleculares”, reconhecendo seqüências de pares
de bases específicas em moléculas de DNA e cortando-as nesses
pontos. Elas são altamente específicas, cada tipo reconhece e
corta uma única seqüência de nucleotídeos, em geral constituí-
da por 4 ou 6 pares de bases nitrogenadas.
14. Acredita-se que as bactérias desenvolveram essas enzimas, ao lon-
go da evolução, como proteção ao ataque de bacteriófagos. Uma
molécula de DNA viral que contenha sítios para uma endonuclease
bacteriana, ao ser injetada na bactéria, é prontamente cortada
nesses pontos e deixa de funcionar. Hoje são conhecidas cente-
nas de endonucleases de restrição, que são purificadas e
comercializadas por diversos laboratórios no mundo.
15. Como uma determinada endonuclease de restrição reconhece
sítios específicos no DNA, se moléculas idênticas forem tratadas
com a mesma enzima, elas serão cortadas nos mesmos pontos,
originando fragmentos de tamanhos idênticos. Por exemplo, no
primeiro estudo envolvendo endonuclease de restrição, os pes-
quisadores trataram DNA do vírus SV40 com a enzima Hind II e
obtiveram 11 tipos de fragmentos que diferiam quanto ao tama-
nho. Como o DNA desse vírus é uma molécula circular, concluiu-
se que ela foi cortada em 11 locais, sendo que o tamanho de
cada fragmento correspondia à distância entre os dois sítios
de corte que o produziram.
16. Os fragmentos de diferentes tamanhos, gerados pela digestão
de um DNA com determinada endonuclease de restrição, po-
dem ser separados uns dos outros por meio de uma técnica
denominada eletroforese (do grego phoresis, ação de transpor-
tar, migração). Nesse processo, os fragmentos são separados por
tamanho, ficando dispostos como faixas transversais ao longo
de uma placa de gelatina, constituindo o que se convencionou
chamar de padrão de restrição.
17. Os pesquisadores comparam amostras de DNA por meio de seus
padrões de restrição: moléculas que produzem padrão de frag-
mentos distintos com uma mesma endonuclease são certamente
diferentes, pois foram cortadas em pontos não coincidentes; já
moléculas de DNA que apresentam exatamente o mesmo padrão
de fragmentos têm uma grande chance de serem idênticas.
18. A clonagem molecular consiste em unir um segmento de DNA
de interesse que se quer multiplicar a um DNA vetor, um plasmídio
ou um DNA viral, e multiplicar a construção obtida em células
hospedeiras, em geral bactérias. O conjunto dessas moléculas
de DNA, geradas pela multiplicação da célula bacteriana trans-
formada, constitui um clone da construção original, daí a
metodologia ter ficado conhecida como clonagem molecular.
19. A região mediana do cromossomo do vírus, onde se localizam
os genes não-essenciais, pode ser retirada e substituída por um
pedaço de DNA de qualquer outro organismo. Quando o
cromossomo viral se multiplica, o DNA estranho incorporado a
ele também é multiplicado. Assim, a partir de uma única partí-
cula viral podem-se obter bilhões de partículas idênticas, cada
uma delas contendo uma cópia do fragmento de DNA que foi
introduzido no cromossomo do vírus.
20. YAC, ou cromossomos artificiais de levedura, são vetores de
clonagem molecular constituídos por DNA plasmidial capaz de se
multiplicar em células da levedura e que contém uma seqüência
correspondente ao centrômero do fungo e seqüências teloméricas
nas extremidades. O DNA a ser clonado é introduzido nesse vetor
e a construção recombinante é usada para transformar células de
levedura. Nelas a construção comporta-se como um de seus
cromossomos, duplicando-se a cada divisão celular e sendo trans-
mitida a ambas as células-filhas. Assim, todas as células de um
clone de levedura gerado por uma única célula onde a constru-
ção foi originalmente introduzida conterá o cromossomo artificial
constituído pelo DNA de interesse unido ao vetor.
21. Um segmento de DNA de uma espécie é transferido para indiví-
duos de uma outra espécie. Pode-se, por exemplo, introduzir
um gene humano clonado em um camundongo ou um gene de
inseto em uma planta. Os organismos que recebem e incorpo-
ram genes de outra espécie são chamados transgênicos.
22. O Projeto Genoma Humano teve início oficialmente em outubro
de 1990, com a publicação de um plano de pesquisa para se
determinar a seqüência de todos os nucleotídeos dos 24
cromossomos constituintes do genoma humano (os 22
autossomos e os cromossomos sexuais X e Y). Além disso, outro
objetivo do projeto era identificar todos os genes de nossa espé-
cie. No plano inicial estava previsto o desenvolvimento de técni-
cas para análise dos dados e de normas para os problemas éti-
cos, legais e sociais que certamente iriam surgir com o aumento
de conhecimento na área. Previa-se, também, o seqüenciamento
do genoma de organismos usados como modelo na investiga-
ção biológica, como a bactéria Escherichia coli, o verme
nematódeo Caenorhabditis elegans, a mosca Drosophila
melanogaster e o camundongo Mus musculus, entre outros.
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54 RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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23. O genoma humano é constituído por cerca de 3 bilhões de pares
de nucleotídios. Apenas 3% desses pares de bases correspondem
agenes; 97% são seqüências não-codificantes, isto é, que não são
transcritas para moléculas de RNA. O número de genes humanos é
bem menor do que antes se imaginava, havendo entre 27 mil e
40 mil genes. Isso nos coloca em pé de igualdade com os camun-
dongos e apenas um patamar acima das moscas, cujo genoma
possui apenas 13 mil genes. O seqüenciamento do DNA humano
revelou que cerca de 40% de nossos genes são semelhantes aos
dos vermes nematódeos, 60% são semelhantes aos das moscas e
nada menos do que 90% de nossos genes são semelhantes aos
dos camundongos. Diferimos de nosso parente mais próximo, o
chimpanzé, em apenas 1% das seqüências de DNA, ou seja, em
apenas um par de bases nitrogenadas a cada 100 pares.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR
QUESTÕES OBJETIVAS
24. c 25. b 26. d 27. a 28. a 29. c
30. d 31. a 32. a 33. d 34. a 35. d
36. b 37. d 38. a 39. a
QUESTÕES DISCURSIVAS
40. Os estudantes deverão ser orientados a pesquisar, em diversas
fontes (jornais, revistas, livros, Internet etc.) aspectos da polêmi-
ca que envolvem a produção de organismos transgênicos. Em
linhas gerais, a produção de transgênicos visa obter vantagens
econômicas, mas ainda não se sabe se a tecnologia é segura.
Por exemplo, têm sido produzidas plantas transgênicas com
genes que produzem substâncias tóxicas a insetos que as co-
mem; a dúvida é se esse gene não poderia passar a outras plan-
tas e matar indiscriminadamente insetos úteis.
41. A criança 2, pois é a única que não possui nenhuma banda coin-
cidente com a do homem, indicando que não herdou DNA dele.
42. Os resultados excluem o réu como fonte do esperma presente
na vagina da vítima, pois a banda de maior peso molecular, mais
acima no gel, da quarta raia, da direita para a esquerda, não
está presente na amostra de sangue do réu, o que o exclui como
fonte desse DNA.
43. A primeira raia da esquerda para a direita é a única que compar-
tilha uma banda com todas as outras raias, o que indica ser a
que contém o perfil do pai. Assim, o pai possui os alelos B e C; a
mãe deve ter contribuído com os alelos A e D para as crianças.
CAPÍTULO 9
Breve história das idéias
evolucionistas
GUIA DE ESTUDO
1. Evolução biológica é a transformação e a adaptação dos seres
vivos ao longo do tempo. Esses processos de transformação e
adaptação são inerentes à própria vida.
2. Criacionismo é a teoria segundo a qual todas as espécies viventes
foram criadas por ato divino, tal e qual se apresentam hoje. De
acordo com a teoria criacionista, o número de espécies foi deter-
minado no momento da criação. Evolucionismo é a teoria segun-
do a qual os seres vivos se modificam ao longo do tempo, com
novas espécies surgindo a partir de espécies ancestrais que se
extinguiram. Apesar de ambas as teorias buscarem explicar os
fatos, o criacionismo não é uma teoria científica, pois se baseia
em um conjunto de dogmas, isto é, “verdades” consideradas
inquestionáveis. A visão científica parte do princípio de que não
há verdades inquestionáveis e que sempre existe possibilidade de a
explicação para um fenômeno estar errada. A teoria da evolução
biológica vem resistindo a todos os testes a que tem sido subme-
tida, apresentando uma explicação coerente para o conjunto de
fatos sobre a diversificação dos seres vivos.
3. Partindo da observação de que certos órgãos corporais se de-
senvolvem quando são muito utilizados, atrofiando-se quando
pouco solicitados, Lamarck imaginou que características adqui-
ridas pelo uso intenso ou pela falta de uso dos órgãos (lei do uso
e do desuso) poderiam ser transmitidas à descendência (lei da
transmissão de caracteres adquiridos).
4. Hoje sabe-se que as alterações causadas pelo uso ou pelo desu-
so dos órgãos corporais não se transmitem à descendência, o
que invalida a explicação de Lamarck para a evolução biológica.
O grande mérito do lamarckismo foi ter chamado a atenção
para o fenômeno da adaptação, ao sugerir que ela era decor-
rente de modificações lentas e graduais dos seres vivos ao longo
de inúmeras gerações.
5. A cada geração morre grande número de indivíduos, muitos de-
les sem deixar descendentes. Os que sobrevivem e se reprodu-
zem, a cada geração, são preferencialmente os que apresentam
determinadas características, relacionadas com a adaptação às
condições ambientais. Uma vez que, a cada geração, os mais ap-
tos têm maior chance de sobreviver e de se reproduzir, a geração
seguinte tende a apresentar as características relacionadas a essa
maior aptidão para sobreviver. Em outras palavras, a seleção na-
tural favorece, ao longo das gerações sucessivas, a permanência
e o aprimoramento de características relacionadas à adaptação.
6. Darwin concluiu que a flora e a fauna de ilhas próximas são semelhan-
tes porque se originaram de ancestrais comuns, provenientes dos
continentes próximos. Em cada uma das ilhas, as populações colo-
nizadoras sofreram adaptações específicas, originando diferentes
variedades ou espécies. Por exemplo, as diversas espécies de pássa-
ros fringilídeos de Galápagos provavelmente se originaram de uma
única espécie ancestral, oriunda do continente sul-americano.
A diversificação da espécie original, que teria originado as diferen-
tes espécies atuais, deu-se como resultado da adaptação às condi-
ções particulares em cada ilha do arquipélago de Galápagos.
7. Malthus sugeriu que uma população, se não encontra obstácu-
los, cresce de acordo com uma progressão geométrica, enquanto
os meios de subsistência aumentam de acordo com uma progres-
são aritmética. Malthus não se referiu apenas às populações hu-
manas, mas tentou imaginar a humanidade submetida às mes-
mas leis gerais que regem populações de outras espécies de seres
vivos. Esse foi o aspecto que chamou a atenção de Darwin para as
idéias de “luta pela vida” e “sobrevivência dos mais aptos”.
8. Darwin sugeriu que a seleção artificial podia ser comparada à
seleção que a natureza exerce sobre as espécies selvagens.
Da mesma forma que os seres humanos selecionam reprodutores
de uma determinada variedade ou raça, permitindo que se
reproduzam apenas os que têm as características desejadas, a
natureza seleciona, nas espécies selvagens, os indivíduos mais
adaptados às condições reinantes. Estes deixam um número pro-
porcionalmente maior de descendentes, contribuindo significa-
tivamente para a formação da geração seguinte.
9. Fósseis são vestígios deixados por seres que viveram no passa-
do. Esses vestígios podem ser ossos, dentes, pegadas impressas
em rochas, fezes petrificadas, animais conservados no gelo etc.
O estudo dos fósseis permite aos cientistas deduzir o tamanho e
a forma dos organismos que os deixaram, possibilitando a
reconstituição de uma imagem mental, possivelmente bem rea-
lista, dos animais quando vivos. Os fósseis constituem a mais
forte evidência de que nosso planeta já foi habitado por seres
diferentes dos que existem atualmente, sendo uma das princi-
pais evidências da evolução biológica.
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10. Os fósseis são relativamente raros porque, a não ser em condi-
ções especiais, logo que um organismo morre entram em ação
agentes decompositores, que destroem completamente seu ca-
dáver. Para que ocorra a fossilização, ou seja, a formação de um
fóssil, são necessárias condições extremamente favoráveis à pre-
servação do cadáver ou do vestígio deixado por um organismo.
Essas condições podem ocorrer, por exemplo, quando restos de
um organismo são cobertos por sedimentos, como areia, argila
etc., em geral, em ambientes alagados. Os sedimentos deposi-
tados sobre os restos do organismo podem se compactar com o
decorrer do tempo,originando o que os geólogos denominam
rocha sedimentar. No interior da rocha, os vestígios do organis-
mo podem ser preservados de diversas maneiras, vindo a consti-
tuir os diferentes tipos de fóssil.
11. Um tipo de fóssil conhecido como molde forma-se quando os res-
tos soterrados do organismo, depois de deixarem sua forma gra-
vada na rocha, desaparecem completamente. Em alguns casos, o
vazio deixado pelos restos orgânicos é preenchido por minerais,
que se solidificam formando uma cópia, em rocha, do organismo
original: trata-se do contramolde. Em certos casos, as substâncias
orgânicas do cadáver sepultado na rocha sedimentar são gradual-
mente substituídas por minerais trazidos pela água. Lentamente,
os minerais ocupam o lugar das substâncias orgânicas, em uma
substituição tão exata que todos os detalhes do corpo do organis-
mo ficam preservados na rocha, embora não reste mais nada do
material orgânico original. Esse processo de fossilização é chama-
do de permineralização, ou petrificação. Outros tipos de fóssil são
as marcas ou pegadas que um organismo deixou sobre um terre-
no mole, que posteriormente se transformou em rocha. Esse tipo
de fóssil, denominado impressão, pode fornecer informações im-
portantes sobre o organismo que o produziu.
12. Decaimento radioativo é a transformação do isótopo radioativo
em isótopos do mesmo elemento ou em outros elementos quí-
micos. Por exemplo, o decaimento do 14C leva à formação do
14N. Meia-vida de um elemento é o período de tempo que leva
para metade dos átomos de um elemento radioativo contido
em uma amostra sofrer decaimento radioativo. No caso do 14C,
a meia-vida é de 5.730 anos. A meia-vida do isótopo 235U do
urânio é de 700 milhões de anos. A do isótopo 40K do potássio
(potássio-40) é 1,3 bilhão de anos.
13. A descoberta de que o decaimento dos elementos radioativos
ocorre em tempos bem definidos levou os cientistas a utilizá-los
como “relógios radiométricos”, que permitem calcular há quanto
tempo certos eventos ocorreram. Por exemplo, se soubermos
quanto de carbono-14 tem um animal ao morrer e formar um
fóssil, poderemos calcular quanto tempo transcorreu desde sua
morte pela medição do carbono-14 que restou no fóssil. Por
exemplo, se um fóssil apresenta 1/16 do carbono radioativo es-
timado para o organismo vivo, isso significa que sua morte ocor-
reu há, aproximadamente, 23 mil anos.
14. Adaptação é o ajustamento que todo organismo apresenta em
relação ao ambiente em que vive. Basta observar qualquer ser
vivo com atenção para constatar que muitos detalhes de sua
anatomia, de sua fisiologia e de seu comportamento estão alta-
mente ajustados ao seu modo de vida.
15. O evolucionismo explica a adaptação como resultado do fato de
os indivíduos portadores de características adaptativas terem mais
chance de sobreviver e deixar descendentes, aos quais transmi-
tem suas características. Dessa forma, as características vão se
modificando ao longo das gerações e gradativamente se tor-
nam mais adequadas e eficientes, dando ao final do processo a
falsa impressão de que foram intencionalmente projetadas com
um fim específico.
16. Camuflagem é o fenômeno de uma espécie desenvolver, ao longo
de sua evolução, uma ou mais características que se asseme-
lham ao ambiente, dificultando sua localização por espécies com
as quais convive. A pelagem das raposas-do-ártico, por exem-
plo, é totalmente branca no inverno, quando o ambiente em
que vive está coberto pela neve, mas se torna acinzentada nas
outras épocas do ano, dificultando assim sua localização.
Mimetismo refere-se ao fato de duas espécies diferentes com-
partilharem alguma semelhança que é reconhecida por outras
espécies, de modo que a semelhança compartilhada confere
vantagens para uma ou para ambas as espécies miméticas.
As cobras-corais constituem um exemplo de mimetismo. Uma
espécie não-peçonhenta, conhecida como falsa-coral, mimetiza
o padrão de coloração da coral-verdadeira, altamente pe-
çonhenta, e desse modo afasta os eventuais atacantes.
17. De acordo com o evolucionismo, as semelhanças anatômicas
entre determinados seres devem-se ao fato de eles descende-
rem de uma mesma espécie ancestral que viveu em um passado
remoto, da qual herdaram o padrão de estrutura óssea. Durante
a evolução de cada grupo de vertebrado, a forma de muitos
ossos modificou-se em função da adaptação das espécies a
modos de vida diferentes, mas conservou o projeto básico do
ancestral. Assim, a semelhança anatômica entre os membros
anteriores dos vertebrados testemunha seu parentesco evolutivo.
18. a) Órgãos homólogos são os que se desenvolvem de modo se-
melhante em embriões de diferentes espécies, como os mem-
bros anteriores de grande parte dos animais vertebrados. Ape-
sar de terem origem embrionária semelhante, órgãos homólogos
podem desempenhar funções diferentes, como é o caso das asas
dos morcegos, adaptadas ao vôo, e das nadadeiras peitorais dos
golfinhos, adaptadas à natação. b) Órgãos análogos são os que
desempenham a mesma função em espécies diferentes, mas têm
origens embrionárias completamente diversas. É o caso das asas
de aves e de insetos que, apesar de estarem adaptadas à função de
voar, têm origens embrionárias totalmente distintas. c) Órgãos
vestigiais são estruturas atrofiadas e sem função evidente, como
é o caso do apêndice vermiforme humano, pequena estrutura
em forma de dedo de luva presente na junção entre o intestino
delgado e o intestino grosso. A presença do apêndice em nossa
espécie é explicada pelo fato de esse órgão ter sido importante
em nossos ancestrais remotos que tinham dieta predominante-
mente herbívora, em que o ceco (porção inicial do intestino gros-
so, onde se abre o intestino delgado) e o apêndice abrigavam
microrganismos auxiliares da digestão de celulose. Com o de-
senvolvimento de outros tipos de dieta, na linhagem que origi-
nou nossa espécie, o ceco e o apêndice vermiforme deixaram de
ser vantajosos e regrediram no decorrer da evolução, restando
apenas como vestígios de sua existência passada.
19. Convergência evolutiva designa a adaptação que leva grupos
de organismos pouco aparentados a desenvolver estruturas e
formas corporais semelhantes ao adotar modos de vida seme-
lhantes. As asas, por exemplo, são estruturas adaptadas para
voar e, por isso, apresentam superfície ampla, o que permite
obter sustentação no ar. Esse princípio estrutural está presente
tanto nas asas de insetos como nas asas dos morcegos, que têm
origens embrionárias totalmente distintas.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR
QUESTÕES OBJETIVAS
20. a 21. a 22. c 23. a 24. c 25. a
26. b 27. b 28. a 29. b 30. a 31. d
32. d 33. b 34. a 35. c 36. b
QUESTÕES DISCURSIVAS
37. No processo de domesticação, a espécie humana exerce seleção
artificial sobre plantas e animais, pois escolhe os espécimes que
apresentam características de interesse econômico e promove
seu cruzamento, o que leva à diferenciação entre as espécies
domesticadas e seus ancestrais selvagens.
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38. As populações originais de cactos provavelmente eram plantas
rasteiras, com flores próximas ao solo. Plantas arborescentes com
flores elevadas do chão surgiam eventualmente, ao acaso. Nas
ilhas em que existiam iguanas, as flores rasteiras eram comidas
por esses animais, enquanto as plantas com flores altas não eram
afetadas, o que lhes conferia uma vantagem reprodutiva. Com
o tempo, nessas ilhas restaram apenas os cactos altos, com flo-
res distantes do solo. Nas ilhas em que não existiam iguanas,
não houve esse tipo de seleção e preservou-se a população ori-
ginal, com predominânciade indivíduos rasteiros.
CAPÍTULO 10
teoria moderna DA
evoluÇÃO
GUIA DE ESTUDO
1. Síntese evolucionária refere-se à incorporação dos conhecimen-
tos genéticos às idéias darwinianas, que ocorre nas décadas de
1930 e 1940. Segundo Mayr, a expressão síntese evolucionária
foi introduzida por Julian Huxley para designar a aceitação de
duas conclusões: a) que a evolução pode ser explicada pelas
mutações e pela recombinação, orientadas pela seleção natural;
b) que o fenômeno evolutivo pode ser explicado de maneira
consistente com base nos mecanismos genéticos conhecidos. A
incorporação do conhecimento genético aos princípios
darwinianos resultou em uma teoria evolucionista mais
abrangente e consistente, que ficou conhecida como teoria
moderna da evolução ou teoria sintética.
2. Os conceitos de variação e seleção natural enunciados por Darwin
não foram afetados de maneira alguma pela revolução que ocor-
reu no conhecimento genético, ao longo do século XX. Pelo
contrário, a compreensão mais clara da natureza das variações
fortaleceu o darwinismo e confirmou que a herança de caracteres
adquiridos não é possível.
3. Variabilidade gênica, ou diversidade genética, é a ocorrência de
diferenças genéticas entre os indivíduos de uma população. A
variabilidade gênica é a matéria-prima sobre a qual a seleção
natural atua.
4. As diferenças genéticas entre os indivíduos de uma população
(variabilidade gênica) decorrem da mutação, que introduz no-
vas versões de genes (alelos) na população, e da recombinação,
por meio da qual se formam novas combinações gênicas, ga-
rantindo que os indivíduos de uma espécie sejam geneticamen-
te variados a cada geração.
5. Mutações gênicas são alterações do código de bases nitrogenadas
do DNA, que originam novas versões de genes (alelos), as quais
podem produzir novas características nos portadores da muta-
ção. Eventualmente, um gene mutante pode conferir alguma
vantagem ao seu possuidor e, nesse caso, tende a ser preserva-
do pela seleção natural. O conjunto de genes típico de cada
espécie atual é resultado do acúmulo de mutações vantajosas
que vêm ocorrendo e perpetuando-se pela ação da seleção na-
tural, durante bilhões de anos de evolução biológica. Muitas
das mutações vantajosas possíveis já foram selecionadas; a
maioria das mutações são deletéris, e tendem a ser eliminadas
por seleção natural.
6. Uma das causas de mutações espontâneas é a transformação
temporária de uma base nitrogenada em outra, fenômeno cha-
mado de tautomeria, que pode causar erros na duplicação do
gene. Por exemplo, sabe-se que a citosina de uma cadeia de
DNA pode sofrer perda espontânea de seu grupo amina, trans-
formando-se em uracila. Se isso ocorrer exatamente no momento
da duplicação do DNA, a citosina alterada, que agora se com-
porta como uracila, orientará o emparelhamento de um
nucleotídeo com adenina, e não com guanina, como deveria
ser. Conseqüentemente, uma das moléculas que se originam da
duplicação fica com a seqüência de bases alterada. Quando a
molécula mutante se reproduz, origina cópias idênticas a si e a
mutação se perpetua.
7. A substituição de um par de bases nitrogenadas do DNA por
outro nem sempre altera a proteína codificada, pois o código
genético é degenerado, isto é, alguns aminoácidos são codifica-
dos por mais de um tipo de trinca de bases nitrogenadas. Por
exemplo, na cadeia de DNA que atua como molde para transcri-
ção do RNA mensageiro, as trincas AAA e AAG codificam ambas
o aminoácido fenilalanina, de modo que, se uma mutação subs-
tituir o último par A/T de uma trinca AAA/TTT por um par G/C,
não haverá alteração na proteína, pois o aminoácido codificado
pelo DNA mutante continuará a ser fenilalanina.
8. A perda ou adição de um par de nucleotídios na molécula de
DNA leva a mutações muito mais drásticas do que a substituição
de um único par de bases nitrogenadas, pois, enquanto esta
afeta apenas um aminoácido, a perda ou adição de um par de
nucleotídios altera todos os aminoácidos da proteína a partir do
ponto da mutação.
9. Os mecanismos de reparo de erros no DNA envolvem um con-
junto de enzimas que reconhece o DNA alterado, liga-se a ele e,
em seguida, corta e elimina a cadeia onde se localiza o defeito.
Na seqüência, outras enzimas sintetizam um novo segmento de
DNA, tendo por molde a cadeia complementar à que foi elimi-
nada e que não contém erros.
10. Agentes mutagênicos são agentes físicos e químicos que aumen-
tam as taxas de mutação dos genes nos seres vivos. Os principais
agentes mutagênicos são as radiações ionizantes (que causam a
formação de íons dentro das células) como raios X, raios gama e
radiação ultravioleta, além de diversas substâncias.
11. Recombinação gênica refere-se à mistura de genes provenien-
tes de indivíduos diferentes, que ocorre na reprodução sexuada.
Nesse tipo de reprodução, os genes provenientes de cada um
dos pais são misturados antes de serem transmitidos à descen-
dência. Assim, embora a mutação seja a única maneira de surgir
uma nova forma gênica (novo alelo) na população, é por meio
da recombinação que os genes se organizam em novos arranjos
nos indivíduos, sobre os quais a seleção natural atua.
12. Na meiose, cromossomos homólogos originalmente provenien-
tes dos pais combinam-se livremente, de tal maneira que os
gametas formados podem conter apenas cromossomos do tipo
materno, apenas cromossomos do tipo paterno ou, o que é mais
provável, misturas de cromossomos maternos e paternos. O nú-
mero de combinações possíveis entre cromossomos maternos e
paternos pode ser calculado pela expressão 2n, onde n é o nú-
mero de pares de cromossomos do indivíduo. Na espécie huma-
na, por exemplo, em que n = 23, uma pessoa pode produzir 223
(8.388.608) tipos de gametas, com diferentes combinações en-
tre os cromossomos da mãe e do pai. A probabilidade de um
gameta humano conter, por exemplo, apenas cromossomos de
origem paterna é, portanto, igual a 1/8.388.608. Além da se-
gregação independente dos cromossomos, a diversidade de ti-
pos de gametas é em muito aumentada pela permutação ou
crossing over, fenômeno em que cromossomos homólogos ma-
ternos e paternos trocam pedaços durante a meiose.
13. Mutação cromossômica, ou aberração cromossômica, é qualquer
alteração que afeta o número ou a estrutura dos cromossomos
de uma célula. As mutações cromossômicas, em geral, não origi-
nam novas versões de genes, mas contribuem para o apareci-
mento de novas combinações gênicas. Embora menos importan-
tes para a evolução do que a mutação gênica e a recombinação,
as mutações cromossômicas têm papel acessório na manutenção
da variabilidade gênica de certas populações naturais.
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14. As mutações cromossômicas podem ser classificadas em dois
tipos: numéricas e estruturais. Mutações numéricas são aquelas
em que há alteração no número de cromossomos da célula.
Mutações estruturais são aquelas em que há alteração na forma
ou no tamanho de um ou mais cromossomos da célula.
15. Aneuploidias são alterações em que há perda ou acréscimo de
um ou alguns cromossomos da célula. Euploidias são alterações
em que há perda ou acréscimo de lotes cromossômicos (genomas)
completos. Aneuploidias surgem devido a erros na distribuição
dos cromossomos durante as divisões celulares, tanto na mitose
quanto na meiose. As células resultantes da divisão anormal fi-
cam com excesso ou falta de cromossomos. Euploidias surgem
quando os cromossomos se duplicam, mas a célula não se divide.
16. Mutações cromossômicas estruturais resultam de quebras
cromossômicas seguidas de perda de pedaços ou de ressol-
daduras dos pedaços em posiçõesdiferentes da original. As
mutações estruturais podem ser classificadas em: a) deficiência,
ou deleção, quando falta um pedaço ao cromossomo; b) dupli-
cação, quando o cromossomo tem um pedaço repetido; c) in-
versão, quando o cromossomo tem um pedaço invertido; d)
translocação, quando o cromossomo tem um pedaço proveniente
de um outro cromossomo.
17. Inversões e translocações podem ocorrer nas condições
homozigóticas ou heterozigóticas. Uma inversão ou translocação
cromossômicas estão em homozigose se os dois membros de um
par de cromossomos homólogos apresentam a mutação. Elas es-
tão em heterozigose se apenas um dos cromossomos do par de
homólogos apresenta a mutação. As inversões e translocações
em heterozigose podem ser percebidas durante o emparelha-
mento dos homólogos na meiose. Como os genes dos
cromossomos homólogos emparelham-se rigorosamente, loco
por loco, se um deles apresentar uma inversão ou uma
translocação envolvendo um segmento cromossômico de tama-
nho relativamente grande, forma-se uma figura típica quando o
emparelhamento meiótico ocorre. Na inversão cromossômica em
heterozigose, a figura tem forma de alça, enquanto na
translocação em heterozigose, tem forma de cruz.
18. Segundo Darwin, todo organismo, desde uma planta até uma
bactéria, “luta” para sobreviver a cada minuto de sua vida. Ape-
nas os mais capacitados a enfrentar os desafios, em cada con-
texto particular, sobrevivem. A luta pela sobrevivência, metáfora
utilizada por Darwin para a seleção natural, é bastante evidente
entre os animais, em que alguns desempenham o papel de pre-
sas e têm de evitar ser devorados, e outros desempenham o
papel de predadores e têm de capturar animais que lhes sirvam
de alimento, ou morrerão de fome. Entretanto, há formas mais
sutis de lutar pela vida: plantas competem umas com as outras
pela umidade do solo, pelos nutrientes e até mesmo pela luz
solar. Machos disputam a atenção das fêmeas e o direito de
cruzar com elas e, assim, perpetuar suas características.
19. A seleção natural significa reprodução diferencial dos indivíduos
de uma população, porque os mais bem adaptados têm maior
chance de deixar descendentes. A seleção decorre das restrições
que o meio impõe à sobrevivência dos organismos, tais como a
disponibilidade de alimento, competição, predadores, parasitas,
doenças etc. Nessas condições, os mais aptos são aqueles que
herdam combinações gênicas favoráveis à sobrevivência e re-
produção em um ambiente particular.
20. Para Darwin e a maioria dos naturalistas que o sucederam, a
seleção natural atua sobre os indivíduos. São estes que lutam
pela sobrevivência, sobrevivem e reproduzem-se, transmitindo
suas características favoráveis à prole. O desenvolvimento da
Genética e o reconhecimento da importância dos genes na evo-
lução levaram alguns geneticistas mais radicais a reivindicar, como
alvos da seleção, os genes e não os indivíduos: estes seriam nada
mais do que veículos genéticos. A maioria dos biólogos, porém,
reconhece que são os indivíduos, atuando em seu contexto
populacional, os principais alvos da seleção natural. Genes são
apenas componentes do genótipo, enquanto o alvo da seleção
natural é o organismo como um todo. Os genes atuam em con-
junto e, na maioria dos casos, é impossível destacar a participa-
ção de um gene individual na cadeia de processos que resulta
no fenótipo, sobre o qual a seleção atua.
21. Quanto aos efeitos que exercem nas populações, a seleção na-
tural costuma ser classificada em três tipos: estabilizadora,
direcional e disruptiva. Admitindo-se a variação fenotípica entre
os indivíduos de uma população, a seleção estabilizadora confe-
re vantagem aos indivíduos com fenótipos médios; a seleção
direcional favorece os indivíduos de um ou outro fenótipo; a
seleção disruptiva, por sua vez, favorece os indivíduos com
fenótipos extremos da curva normal, em detrimento dos indiví-
duos médios.
22. Um exemplo de seleção estabilizadora na espécie humana é o
favorecimento das pessoas heterozigóticas para o alelo da
siclemia, ou anemia falciforme, em regiões onde a malária é
endêmica. Como as pessoas homozigóticas para o alelo
condicionante da siclemia (ss) são fortemente anêmicas e, em
geral, morrem antes de se reproduzir, a tendência seria esse alelo
praticamente desaparecer da população. É isso realmente que
acontece na maior parte do mundo. Entretanto, estudos genéti-
cos mostraram que, em locais onde a malária é endêmica, a
freqüência do alelo mutante é surpreendentemente elevada.
Descobriu-se que isso ocorre porque as pessoas heterozigóticas
(Ss) são mais resistentes à malária que as pessoas homozigóticas
normais (SS). Como estas tendem a morrer de malária, e as
homozigóticas siclêmicas (ss) a morrer de anemia, quem tem
maior chance de sobreviver e se reproduzir são as pessoas
heterozigóticas (Ss), que assim transmitem o alelo s à geração
seguinte. É por isso que o alelo para a siclemia mantém-se em
freqüências relativamente altas nessas populações.
23. Pode-se supor que, se a malária fosse erradicada dessas regiões,
a atual “inferioridade” das pessoas normais homozigóticas (SS)
em relação às heterozigóticas (Ss) desapareceria, pois a malária
deixaria de atuar como agente seletivo. Na ausência da doença,
o alelo s seria progressivamente eliminado da população, pois
as pessoas homozigóticas para a siclemia continuariam a morrer
de anemia. Foi isso o que aconteceu com populações negras
que viviam em áreas de malária endêmica, na África, e que fo-
ram levadas como escravas para a América do Norte, onde a
doença é praticamente inexistente. Nos afro-americanos des-
cendentes dessas populações, a freqüência do alelo s vem dimi-
nuindo progressivamente ao longo das gerações.
24. Quando ocorrem mudanças ambientais e um fenótipo antes des-
favorável passa a ser favorecido, fala-se em seleção direcional.
O aparecimento de linhagens de bactérias resistentes a antibió-
ticos e de moscas resistentes a inseticidas são dois bons exem-
plos. A explicação para o desenvolvimento de linhagens de bac-
térias resistentes a antibióticos é que, nas populações bacterianas,
estão sempre surgindo indivíduos resistentes, mesmo na ausên-
cia de antibióticos. As bactérias mutantes são, na maioria dos
casos, menos eficientes que as selvagens originais, sendo rapi-
damente eliminadas na competição com estas últimas. Quando
um antibiótico é aplicado, mata as bactérias selvagens e deixa à
disposição das bactérias resistentes todos os recursos do am-
biente. Estas se reproduzem originando populações de indiví-
duos resistentes, contra os quais aquele antibiótico terá pequeno
efeito. Desde que essas substâncias antibacterianas começaram
a ser empregadas, após a Segunda Guerra Mundial, já foram
selecionadas inúmeras linhagens bacterianas altamente resisten-
tes aos mais diversos tipos de antibiótico. O desenvolvimento de
resistência a inseticidas por certos insetos ocorre de modo se-
melhante. Nas populações de insetos surgem indivíduos mutantes
resistentes à droga, que em condições normais são geralmente
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menos bem-sucedidos que os insetos selvagens. Com a aplica-
ção do inseticida, os indivíduos selvagens são eliminados, dei-
xando espaço para a proliferação dos resistentes; estes logo pas-
sam a constituir a quase totalidade da população. Tanto no caso
da aquisição de resistência a antibióticos como na resistência a
inseticidas, é a própria droga que atua como agente seletivo,
eliminando os portadores de genótipos sensíveis e favorecendo
a proliferação dos portadores de genótipos resistentes.
25. Seleção disruptiva é aquela quefavorece os indivíduos portado-
res de características extremas em uma curva normal, enquanto
os indivíduos médios levam desvantagem. Esse tipo de seleção
leva à diversificação da população, favorecendo os extremos e
eliminando a média. Em um exemplo hipotético, se uma espé-
cie de pássaro tivesse apenas dois tipos de alimento — semen-
tes duras e larvas escondidas na madeira —, seriam favorecidos
aqueles dotados de bico fino e delicado, que apresentam mais
facilidade em capturar as larvas, e os de bico maior e mais forte,
capaz de quebrar sementes. Pássaros de bico intermediário le-
variam desvantagem, por não serem muito hábeis na obtenção
de nenhum dos dois tipos de alimento. Acredita-se que, por ser
capaz de promover a diversificação de uma população, a sele-
ção disruptiva represente um primeiro passo para a formação
de novas espécies.
26. Um caso particular de seleção natural, que resulta da preferência
de indivíduos de certas espécies (em geral as fêmeas) por se acasalar
com parceiros portadores de determinadas características, é a se-
leção sexual. Esta não depende da luta pela existência, mas sim
da luta travada pelos machos visando à posse das fêmeas. Para o
derrotado a conseqüência não é a morte, e sim a redução parcial
ou total de sua descendência. Por conseguinte, a seleção sexual é
menos rigorosa do que a seleção natural. Em muitas espécies de
animais, os machos exibem seus atributos masculinos com o in-
tuito de conquistar as fêmeas e fecundá-las, garantindo assim a
perpetuação de suas características. Esses atributos podem ser o
canto ou a plumagem colorida, no caso de muitos pássaros, e a
agressividade e a força física, no caso de certos mamíferos. Darwin
observou que as características sexuais secundárias dos machos
estavam relacionadas com a atração e a conquista das fêmeas. Os
machos mais bem-dotados, de acordo com o critério de cada es-
pécie, têm maiores chances de se reproduzir e, assim, de perpe-
tuar suas características.
27. O termo adaptação significa a capacidade que todo ser vivo tem
de se ajustar ao ambiente, isto é, de mudar em resposta a uma
alteração ambiental. A adaptação pode ser entendida em nível
de indivíduo e de espécie. No primeiro caso, constitui um pro-
cesso de ajustamento individual conhecido como homeostase
(do grego homoios, da mesma natureza, igual, e stasis, estabili-
dade), em que um organismo percebe as condições ambientais
e se ajusta a elas. No segundo, é a adaptação evolutiva, em que
uma população se ajusta ao ambiente ao longo de sucessivas
gerações. Em ambos os casos, a adaptação é, em última análise,
resultado da seleção natural.
28. Norma de reação de um genótipo é sua capacidade de produzir
diferentes fenótipos em resposta ao ambiente. Grande parte dos
genes é capaz de modificar sua expressão conforme as condi-
ções ambientais. Geralmente, o genótipo comanda não um úni-
co fenótipo, mas uma faixa de possibilidades fenotípicas que se
manifestam de acordo com a influência ambiental.
29. Camuflagem é a propriedade de os membros de uma espécie
apresentarem uma ou mais características que os assemelham
ao ambiente, dificultando sua localização por espécies com as
quais interage, sejam eles predadores ou presas.
30. Coloração de aviso, ou de advertência, é um padrão de colora-
ção vistosa e destacada, que alerta possíveis predadores de que
o animal portador tem sabor desagradável, é tóxico ou perigo-
so, sendo melhor evitá-lo. Exemplos de organismos que osten-
tam coloração de aviso são borboletas de cores vivas (geralmen-
te de sabor desagradável e tóxicas aos seus predadores), rãs e
sapos coloridos, em cuja pele há venenos poderosíssimos, e rép-
teis peçonhentos como as cobras-corais e certos lagartos, cujo
padrão e cores vivas da pele alertam sobre o perigo que repre-
sentam. Um predador inexperiente ataca presas dotadas da co-
loração de aviso, mas logo aprende a associar a sensação ruim à
cor vistosa. Mesmo que ensinar a “lição” ao predador possa
custar a vida de alguns indivíduos da população, esta será bene-
ficiada no futuro.
31. Mimetismo é um exemplo de adaptação em que duas espécies
diferentes assemelham-se em certas características, o que cons-
titui vantagem para uma ou para ambas, em relação a um ter-
ceiro componente que pode ser uma espécie ou algumas espé-
cies. A imitação evolutiva, em que um modelo tóxico ou perigo-
so é imitado evolutivamente por espécies “saborosas” ou ino-
fensivas, é denominada mimetismo batesiano. Entre os muitos
exemplos, podem-se citar as semelhanças entre as serpentes
conhecidas como corais-verdadeiras, altamente peçonhentas, e
as falsas-corais, bem menos perigosas que as primeiras. As fal-
sas-corais imitadoras, por ostentar a coloração de aviso das co-
rais-verdadeiras, beneficiam-se de sua “fama” e são evitadas
por outros animais, eventualmente predadores. Mimetismo
mülleriano é a imitação evolutiva em que um modelo tóxico ou
perigoso é imitado evolutivamente por espécies igualmente tó-
xicas ou perigosas. Se todas são parecidas, todas levam vanta-
gem. Entre as serpentes corais-verdadeiras, todas elas
peçonhentas, ocorre esse tipo de mimetismo. O fato de várias
espécies de corais-verdadeiras serem parecidas reforça o aviso
de que é melhor evitá-las.
32. Do ponto de vista genético, população é um conjunto de indiví-
duos que se reproduzem sexuadamente, compartilhando um
patrimônio gênico comum. Essa definição, proposta em 1950
por Theodosius Dobzhansky, caracteriza o que se convencionou
chamar população mendeliana, por aludir ao seu aspecto gené-
tico. Em uma população mendeliana, com exceção dos gêmeos
univitelinos, os indivíduos diferem uns dos outros em uma série
de características. Cada indivíduo possui seu conjunto gênico
particular, diferente do conjunto gênico de todos os demais
membros da população.
33. Número de alelos A: 7.200 (2 � 3.600 AA) + 6.000 (1 � 6.000
Aa) = 13.200. Total de alelos do loco: 24.000. Portanto, a fre-
qüência de A (f(A)) é 13.200 / 24.000 = 55% ou 0,55. A freqüên-
cia de a (f(a)) é 1 – (f(A)), ou seja, 1 – 0,55 = 0,45 ou 45%.
34. Uma população mendeliana estará em equilíbrio gênico se as
freqüências de seus alelos permanecerem inalteradas ao longo
das gerações. As condições necessárias para que uma popula-
ção se mantenha em equilíbrio gênico, segundo Hardy e
Weinberg, são as seguintes: a) a população deve ser muito gran-
de, de modo que possam ocorrer todos os tipos de cruzamento
possíveis, de acordo com as leis das probabilidades; b) a popula-
ção deve ser panmítica (do grego pan, todos, e do latim miscere,
misturar), isto é, os cruzamentos entre os indivíduos de diferen-
tes genótipos devem ocorrer ao acaso, sem qualquer preferên-
cia. Uma população que reúna essas características e na qual
não esteja ocorrendo nenhum fator evolutivo, tal como muta-
ção, seleção ou migração, permanecerá indefinidamente em
equilíbrio gênico, ou seja, as freqüências de seus alelos não so-
frerão alteração ao longo das gerações.
35. O princípio de Hardy-Weinberg estabelece que, para um deter-
minado par de alelos com freqüências p e q, em uma população
mendeliana em equilíbrio, a freqüência dos diferentes genótipos
em cada geração estará de acordo com a expressão p2 + 2pq +
q2 = 1. No caso da população perguntada, se ela estiver em equi-
líbrio gênico, esperaremos encontrar 49% (0,6) de indivíduos
AA, 42% (0,32) de indivíduos Aa e 9% (0,08) de indivíduos aa.
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36. O princípio de Hardy-Weinberg estabelece um padrão teórico
para o comportamento gênico ao longo das gerações. Na práti-
ca, ele nos ajuda a perceber se uma população se encontra ounão em equilíbrio, chamando a atenção para os possíveis fato-
res evolutivos que estão atuando. Segundo o princípio de Hardy-
Weinberg, na ausência de fatores evolutivos as freqüências
gênicas mantêm-se constantes, em uma população teórica. Sem-
pre há fatores evolutivos em ação nas populações reais, no en-
tanto a lei de Hardy-Weinberg é importante porque permite
determinar quanto e como o equilíbrio de uma população está
sendo afetado pelos fatores evolutivos.
37. A mutação, processo pelo qual um alelo se transforma em ou-
tro, pode alterar a freqüência gênica de uma população. Por
exemplo, se a taxa de mutação de um gene A para seu alelo a
for maior que a taxa de mutação inversa (de a para A), ocorrerá
aumento na freqüência do alelo a e diminuição na freqüência
de A. A seleção natural é o principal fator responsável pela alte-
ração das freqüências gênicas de uma população. Ao atuar na
eliminação ou preservação de determinados genótipos, a sele-
ção altera a composição gênica das populações.
38. Migração é a saída ou entrada de indivíduos em uma popula-
ção. Como diferentes populações de uma mesma espécie nem
sempre são isoladas, indivíduos podem migrar; ao se incorporar
a uma população, denominam-se imigrantes e, ao sair dela, cha-
mam-se emigrantes. Se um grupo de migrantes, constituído pre-
dominantemente por pessoas com determinada característica
genética, migrar para uma região onde a maioria das pessoas
não apresenta esta característica, haverá aumento da freqüên-
cia do alelo que condiciona a característica em questão e dimi-
nuição correspondente na freqüência do alelo alternativo.
39. Deriva gênica é a alteração súbita das freqüências gênicas de
uma população pelo efeito do acaso e não por critérios de adap-
tação. Isso pode ocorrer devido a desastres ecológicos como in-
cêndios florestais, inundações, desmatamentos etc. que podem
reduzir tão drasticamente o tamanho de uma população que os
poucos sobreviventes não constituem uma amostra representa-
tiva da população original, do ponto de vista genético.
40. Princípio do fundador é um caso extremo de deriva gênica em
que uma nova população é “fundada” por um ou por poucos
indivíduos, seja porque a população ancestral sofreu uma dimi-
nuição drástica, seja porque um pequeno número de indivíduos
de uma população migrou para outra região, onde deu origem
a uma nova população. Nessas condições, os indivíduos que
iniciaram a nova população, por serem poucos, não constituem
uma amostra representativa da população original. Há casos em
que uma única fêmea grávida funda uma nova população. Essa
fêmea obviamente não possuirá uma amostra significativa dos
diferentes tipos de alelos presentes na população original. A de-
riva gênica parece ter sido um fenômeno comum na coloniza-
ção de ilhas distantes dos continentes, às quais conseguem che-
gar poucos indivíduos provenientes das populações continen-
tais. Nas ilhas, os “fundadores” iniciam populações cujas fre-
qüências gênicas são geralmente bem diferentes das popula-
ções continentais originais.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR
QUESTÕES OBJETIVAS
41. a 42. b 43. d 44. b 45. e
QUESTÕES DISCURSIVAS
46. A partir da freqüência dos indivíduos homozigóticos recessivos
na população pode-se estimar a freqüência do alelo recessivo i.
A freqüência de homozigóticos recessivos ii é obtida dividindo-se
seu número (72) pelo total da população (800): 72 ÷ 800 = 0,09
ou 9%.
A freqüência do alelo recessivo i (f(i) ou q) é obtida extraindo-se a
raiz quadrada da freqüência dos homozigóticos, que é igual a
q2. Assim, a freqüência do alelo recessivo é:
q = √q2 = √0,09 = 0,3
Uma vez que p + q = 1, a freqüência do alelo dominante (f(I) ou
p) pode ser assim calculada, com base na expressão p = 1 – q:
p = 1 – 0,3 = 0,7
Uma vez calculadas as freqüências dos alelos I e i, podem-se
estimar as freqüências de cada um dos genótipos, admitindo-se
que a população esteja em equilíbrio quanto a esse par de alelos:
f(II) = p
2 = (0,7)2 = 0,49 ou 49%
f(Ii) = 2pq = 2 x (0,7) x (0,3) = 0,42 ou 42%
f(ii) = q
2 = (0,3)2 = 0,09 ou 9%
Basta multiplicar a freqüência com que ocorre cada uma dessas
classes de fenótipos pelo número total de indivíduos da popula-
ção para obtermos uma estimativa numérica para os genótipos
sensíveis ao PTC:
Número de pessoas com genótipo II = 0,49 x 800 = 392
Número de pessoas com genótipo Ii = 0,42 x 800 = 336
CAPÍTULO 11
Origem das espécies
e dos grandes grupos
de seres vivos
GUIA DE ESTUDO
1. Anagênese refere-se às mudanças evolutivas que ocorrem den-
tro de uma população, isto é, que podem ser compartilhadas
por todos os seus componentes. Os processos anagenéticos são
responsáveis pela lenta e contínua adaptação de uma população
ao seu ambiente, e costumam ser denominados microevolução.
2. Cladogênese refere-se aos processos em que duas populações
de uma mesma espécie se diversificam em duas novas espécies.
3. Os processos que levam à diversificação das categorias superio-
res à espécie na hierarquia taxonômica — gêneros, famílias, or-
dens etc. — e que continuam a ser motivo de controvérsia entre
os cientistas constituem a macroevolução.
4. Gradualismo filético, ou simplesmente gradualismo, é a idéia de
que as mudanças evolutivas processam-se lenta e continuamen-
te, com os seres vivos adaptando-se gradualmente aos ambien-
tes. Dois fatos levaram os cientistas a questionar o gradualismo.
Primeiro: o documentário fóssil não mostra a sucessão gradual
de mudanças dos fósseis mais antigos para os mais recentes,
como seria esperado; novas variedades parecem surgir de re-
pente, ao longo do tempo evolutivo. Um segundo argumento
contra o gradualismo é a existência de tantas espécies diferen-
tes atualmente. Se tivesse ocorrido apenas evolução gradual
e constante, não deveríamos esperar mais semelhanças e
intergradações entre os seres vivos?
5. A teoria do equilíbrio pontuado, proposta em 1972 pelos
paleontologistas Niles Eldredge e Stephen Jay Gould, admite que
as populações de seres vivos passam longos períodos evoluindo
lentamente, sem alterações expressivas em suas características,
seguidos por períodos rápidos de grandes mudanças. Nas fases
evolutivas de poucas mudanças, denominadas estases (do latim
stasis, estabilidade), que poderiam durar milhões de anos, esta-
ria em atividade a seleção estabilizadora, que tende a conservar
as características de populações bem adaptadas ao ambiente.
De tempos em tempos, populações dessas espécies originariam
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linhagens novas (clados), que se diferenciariam “rapidamente”
em novas espécies. Essa “rapidez” seria da ordem de algumas
dezenas de milhares de anos, ou mais, um período muito curto
na escala de tempo geológico.
6. Rélicos são “fósseis vivos”, isto é, organismos atuais que se as-
semelham muito a fósseis datados de milhões de anos atrás.
Exemplos são os celacantos (Latimeria), os caranguejos-ferradu-
ra (Limulus), as cicas (Cycas) e a gincobiloba (Ginkgo biloba),
entre outros. De acordo com o equilíbrio pontuado, espécies
como essas estão bem adaptadas aos seus ambientes há muito
tempo, encontrando-se em um longo período de estase.
7. De acordo com o conceito de Lineu, o termo espécie designa
um conjunto de seres vivos em que os indivíduos têm grandes
semelhanças físicas, apresentando um padrão morfológico co-
mum e típico da espécie.
8. Para Mayr, espécie é um grupo de populações cujos indivíduos
são capazes de se cruzar e produzir descendentes férteis, em
condições naturais, estando reprodutivamente isolados de indi-
víduos de outras espécies. O critériofundamental dessa defini-
ção não é a morfologia, mas a capacidade de cruzamento entre
seres de mesma espécie e a incapacidade de cruzamento en-
tre seres de espécies diferentes. A limitação desta definição é
que ela não se aplica a espécies que se reproduzem asse-
xuadamente, como bactérias, vírus e certas espécies de outros
grupos. Embora esses seres possam apresentar processos de
mistura de material genético, não há reprodução sexuada como
nos organismos eucarióticos. Nesses casos, a classificação deve
usar critérios morfológicos, fisiológicos, bioquímicos e genéti-
cos, na tentativa de estabelecer as diferenças entre os grupos
e os possíveis graus de parentesco entre eles.
9. A espécie biológica é uma unidade reprodutiva porque seus
membros não se cruzam com membros de outras espécies. É
uma unidade ecológica porque tem características próprias e
mantém relações bem definidas com o ambiente e com outras
espécies. É uma unidade genética, porque tem um patrimônio
gênico característico, que não se mistura com o de outras espé-
cies. A espécie é uma unidade evolutiva porque está
reprodutivamente isolada de outras espécies, seguindo um ca-
minho evolutivo próprio e diferenciando-se de outras espécies.
10. Subespécies, ou raças, são populações de mesma espécie que
diferem em determinadas características, estando adaptadas a
ambientes diferentes. A formação de subespécies ocorre geral-
mente pelo isolamento de populações de uma espécie que, por
deixarem de trocar genes entre si, vão se tornando geneticamen-
te diferentes, devido ao acúmulo de mutações novas e à seleção
de diferentes combinações gênicas, imposta pelos ambientes dis-
tintos. Pelo fato de estarem relativamente isoladas, adaptadas a
ambientes particulares, as subespécies tendem a manter e a acen-
tuar sua identidade. A formação de subespécies pode representar
uma etapa de transição na formação de novas espécies.
11. Especiação alopátrica (do grego allós, outro, diferente) conside-
ra que o primeiro passo para a formação de duas novas espécies
é a separação geográfica entre populações de uma espécie an-
cestral. Uma vez isoladas geograficamente, os cruzamentos en-
tre os membros de duas populações deixam de ocorrer. Assim,
mutações que ocorram em uma delas e que sejam adaptativas,
não serão compartilhadas com a outra. A seleção natural atua
diferenciadamente sobre os membros de cada população, con-
duzindo cada uma delas a uma adaptação particular. À medida
que o tempo passa, a tendência é a progressiva diversificação
do conjunto gênico de populações isoladas.
12. Especiação dicopátrica é uma forma de especiação alopátrica
em que os indivíduos de uma espécie ancestral se separam inicial-
mente em duas grandes populações. O isolamento geográfico
entre as duas populações pode ocorrer de diversas maneiras: o
aparecimento de um rio cortando uma planície, o deslizamento
de uma geleira, um derramamento de lava etc. O isolamento
geográfico também poderia ocorrer, por exemplo, se uma par-
cela significativa de uma população migrasse para outra região
e deixasse de ter contato com a população original. À medida
que o tempo passa, a tendência é a progressiva diversificação
do conjunto gênico das duas populações isoladas, que termi-
nam por perder a capacidade de se cruzar, tornando-se
reprodutivamente isoladas. A partir daí, as populações são con-
sideradas espécies distintas.
13. O conceito de isolamento reprodutivo, que distingue duas espé-
cies, é mais abrangente do que a simples incapacidade de elas
se cruzarem. Mesmo que os membros de duas populações se
cruzem e produzam descendentes, elas serão consideradas iso-
ladas reprodutivamente se a descendência nas gerações seguin-
tes não for fértil. Assim, o isolamento reprodutivo refere-se à
capacidade de os conjuntos gênicos de duas populações se
manterem isolados no decorrer do tempo.
14. No modelo da especiação peripátrica, grupos de indivíduos que
vivem em áreas territoriais marginais da ocupada pelo grosso da
população podem acumular diferenças em relação aos demais
indivíduos. Isso porque, nessas áreas limítrofes, as condições
ambientais diferem das condições da área geral, havendo
microambientes aos quais as populações marginais se adaptam.
Esses grupos periféricos podem, eventualmente, se isolar da
população original, como se “brotassem” a partir dela. Segun-
do Mayr, esses grupos que se isolam da população original já
apresentam características ligeiramente diferenciadas, em fun-
ção da adaptação prévia às regiões periféricas da área de distri-
buição da população central. Nessas condições, um breve período
de isolamento pode desencadear mudanças muito rápidas nos
isolados periféricos, levando seus componentes a perder ou re-
duzir drasticamente a capacidade de se cruzar com os compo-
nentes da população original. Surgiriam, assim, novas espécies.
15. Especiação simpátrica é a formação de novas espécies sem que
haja qualquer isolamento geográfico prévio. Uma das explica-
ções para a especiação simpátrica seria a seleção disruptiva. Nesse
caso, o favorecimento dos indivíduos com fenótipos extremos
para uma característica poderia levar à seleção de genes liga-
dos. Assim, ocorreria a diferenciação de conjuntos gênicos dis-
tintos dentro da mesma população, o que poderia, eventual-
mente, levar ao isolamento reprodutivo de seus portadores.
16. Em decorrência de erros ocorridos na meiose, alguns indivíduos
podem formar gametas diplóides, em vez de haplóides. O en-
contro de gametas diplóides forma zigotos tetraplóides, que
podem se desenvolver e originar indivíduos com número de
cromossomos duplicado, em relação à espécie ancestral. Dois
indivíduos tetraplóides podem se cruzar e produzir descendên-
cia fértil, enquanto o cruzamento entre um tetraplóide e um
diplóide gera indivíduos triplóides, que são estéreis. A esterilida-
de dos indivíduos triplóides decorre do fato de seus cromossomos
não poderem se emparelhar corretamente na meiose, o que pro-
duz gametas inviáveis. Assim, os indivíduos tetraplóides se tor-
nam reprodutivamente isolados dos diplóides e passam a cons-
tituir uma nova espécie. A especiação por poliploidia é bem mais
comum em plantas do que em animais. Há evidências de que
diversas espécies de plantas cultivadas surgiram a partir de híbri-
dos entre duas espécies diferentes. Por exemplo, o trigo comum
(Triticum sativum), que possui 42 cromossomos, surgiu há apro-
ximadamente 8 mil anos por hibridização de uma espécie de
trigo de 28 cromossomos (Triticum turgidum) com um trigo sel-
vagem de 14 cromossomos (Triticum tauchii). Além do trigo, o
algodão, a batata e o tabaco, entre outras plantas, são espécies
poliplóides originadas, provavelmente, por hibridização entre
espécies diferentes.
17. Os processos de isolamento reprodutivo impedem que indivíduos
de espécies diferentes troquem genes por cruzamento. Alguns
desses processos impedem a formação do zigoto, sendo por isso
chamados de pré-zigóticos, enquanto outros atuam depois de o
zigoto ter-se formado, sendo por isso chamados de pós-zigóticos.
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18. a) No isolamento reprodutivo de hábitat duas espécies não se
cruzam principalmente pelo fato de viverem em hábitats diferen-
tes. b) No isolamento sazonal, ou estacional, os membros de duas
espécies não se cruzam porque seus períodos de reprodução não
coincidem. c) No isolamento etológico, ou comportamental, os
membros de duas espécies não se cruzam porque seus comporta-
mentos de corte, antes do acasalamento, são diferentes e incom-
patíveis. d) No isolamento mecânico, os membros de duas espé-
cies não se cruzam por incompatibilidade entreseus órgãos
reprodutores. Isso pode ocorrer tanto em animais, em que a dife-
rença de tamanho ou forma dos órgãos genitais impede a cópu-
la, como em plantas, em que o tubo polínico não consegue ger-
minar no estigma de uma flor de outra espécie.
19. a) A inviabilidade do híbrido é um tipo de isolamento reprodutivo
pós-zigótico em que os membros de duas espécies copulam e o
zigoto se forma, mas o embrião morre prematuramente, devido
à incompatibilidade entre os genes maternos e paternos. b) No
caso da esterilidade do híbrido, as espécies cruzam-se e forma-
se um híbrido entre elas, que pode ser até mais vigoroso que os
membros das espécies parentais, porém é estéril. A esterilidade
geralmente ocorre porque as gônadas se desenvolvem anormal-
mente ou porque a meiose é anormal. c) No caso conhecido
como deterioração de F2, as espécies cruzam-se, a primeira ge-
ração de híbridos (F1) é normal e fértil, mas seus filhos, a gera-
ção F2, são indivíduos fracos ou estéreis. Isso se deve à
recombinação gênica incompatível durante a formação dos
gametas que originam a geração F2.
20. Tempo geológico é o intervalo de tempo desde a origem da
Terra até hoje. O tempo geológico costuma ser dividido em qua-
tro grandes intervalos de tempo, as eras geológicas (Pré-
cambriana, Paleozóica, Mesozóica e Cenozóica), cada uma ca-
racterizada por ocorrências marcantes. As eras são subdivididas
em unidades menores, os períodos geológicos. Até recentemen-
te, a era Pré-cambriana era a única não subdividida em perío-
dos, mas, em maio de 2004, a Comissão Internacional de
Estratigrafia passou a incorporar um novo período à era Pré-
cambriana, denominado período Ediacara, caracterizado pela
grande diversificação de animais invertebrados. Na era
Cenozóica, os períodos são ainda subdivididos em unidades
menores, as épocas geológicas.
21. O limite entre as eras Pré-cambriana e Paleozóica é marcado por
um aumento significativo no número de fósseis, a partir de 570
milhões de anos atrás. As rochas pré-cambrianas contêm pouco
fósseis, enquanto as rochas paleozóicas são relativamente ricas
em vestígios de organismos que viveram na época de sua for-
mação. A análise das rochas formadas no limite entre as duas
primeiras eras revela profundas mudanças climáticas, com o tér-
mino de um período de 200 milhões de anos de frio intenso, em
que o planeta permaneceu totalmente coberto de gelo, e o iní-
cio de um período com temperaturas mais amenas. Os cientis-
tas acreditam que o aumento de temperatura tornou o ambien-
te mais favorável à vida, o que permitiu o surgimento de diver-
sas espécies novas, fenômeno que ficou conhecido por “explo-
são cambriana”. O registro fóssil sugere que os ancestrais da
maioria dos filos animais atuais surgiram em menos de 10 mi-
lhões de anos, durante a fase de transição entre a era Pré-
cambriana e a era Paleozóica.
22. O fim da era Paleozóica e início da era Mesozóica é marcado pela
extinção de grande quantidade de espécies de seres vivos. Muitos
fósseis presentes em rochas do fim do paleozóico não são mais
encontrados nas rochas formadas em seguida, no início do
mesozóico. Acredita-se que ocorreu uma grande catástrofe há
cerca de 250 milhões de anos, que levou ao desaparecimento de
cerca de 90% das espécies de seres vivos. Foi nessa época que
emergiu dos mares um grande continente, a Pangea, que mais
tarde viria a se fragmentar e originar os continentes atuais.
23. O limite entre as eras Mesozóica e Cenozóica também é marcado
pela extinção de mais de metade das espécies de animais e de
plantas, tanto marinhas como de terra firme. As mais conhecidas
espécies extintas nessa transição foram as de dinossauros. Há evi-
dências de que, na transição entre as eras Mesozóica e Cenozóica,
a Terra novamente esfriou. Essa não seria, porém, a verdadeira
causa das extinções, e sim a colisão de um grande asteróide com
a Terra, que teria ocorrido há cerca de 65 milhões de anos.
24. Um passo importante na história da vida foi o aparecimento dos
seres eucarióticos multicelulares, isto é, constituídos por muitas
células. Nessa “estratégia”, células resultantes da multiplicação
de uma célula inicial (o zigoto) passaram a viver juntas e a dividir
as tarefas de sobrevivência. Com o tempo, surgiram organismos
com células cada vez mais especializadas no desempenho de
funções específicas, o que permitiu o aparecimento dos tecidos
e dos órgãos dos organismos multicelulares. Fósseis de seres
multicelulares aparecem pela primeira vez em rochas com cerca
de 670 milhões de anos, pertencendo a algas filamentosas e
animais invertebrados de corpo mole, semelhantes a águas-vi-
vas e a certos vermes marinhos atuais.
25. Até cerca de 438 milhões de anos atrás, quando teve início o
período Siluriano, a vida estava restrita aos mares. Nesse perío-
do, provavelmente a partir de um grupo de algas verdes, come-
çaram a surgir as primeiras plantas dotadas de adaptações que
lhes permitiam viver fora d’água. A quantidade de fósseis de
plantas aumenta nas camadas de rocha seguintes, revelando
que os continentes se tornaram habitados por uma vegetação
primitiva, constituída por plantas de pequeno porte. A presença
de plantas em terra firme criou condições para que animais tam-
bém pudessem sair da água para o ambiente seco, pois agora
tinham onde se abrigar e o que comer. Os fósseis revelam que
os primeiros animais a conquistar o ambiente de terra firme fo-
ram os insetos e os aracnídeos. Em seguida, uma linhagem de
peixes primitivos também conseguiu adaptar-se ao ambiente
de terra firme, originando os anfíbios.
26. Os peixes com nadadeiras lobadas, os crossopterígios, cujos re-
presentantes atuais são os celacantos, teriam originado os ani-
mais de quatro pernas, os tetrápodes, grupo ao qual pertencem
os anfíbios, os répteis, as aves e os mamíferos atuais. Os peixes
crossopterígios apresentavam, na base de suas nadadeiras pei-
torais e pélvicas, uma parte carnosa suportada por um esquele-
to ósseo interno. Acredita-se que esses peixes podiam apoiar-se
no solo com as nadadeiras e “caminhar” pelo fundo de rios e
lagos. Esse modo peculiar de movimentação teria permitido aos
crossopterígios realizar incursões em terra firme, à procura de
alimento. Gradativamente, eles teriam se adaptado às condi-
ções do meio aéreo e suas nadadeiras evoluíram, transforman-
do-se em pernas. Essa foi a provável origem dos anfíbios, que
teria ocorrido entre 408 e 360 milhões de anos atrás.
27. Os anfíbios expandiram-se durante o período Carbonífero, entre
360 milhões e 286 milhões de anos atrás, tendo sido o grupo de
animais de grande porte dominante em terra firme por cerca de 75
milhões de anos. Eles declinaram no período Permiano, entre 286
milhões e 245 milhões de anos atrás, simultaneamente à expansão
dos répteis, com os quais devem ter competido em desvantagem.
28. O desenvolvimento de vasos condutores de seiva permitiu que
as plantas atingissem grande tamanho, formando matas nas mar-
gens de regiões alagadas. As primeiras plantas vasculares repro-
duziam-se de modo semelhante ao das pteridófitas atuais, com
gametófitos que dependiam de ambientes úmidos para se de-
senvolver. No decorrer do período Devoniano, entre 408 e 360
milhões de anos atrás, surgiram espécies cujos gametófitos se
desenvolviam sobre o corpo da planta-mãe, formando um tipo
primitivo de semente. O aparecimento dessa inovação evolutiva
foi um grande passo para a conquista definitiva do ambiente de
terra firme pelas plantas. Tornando-se independentes da água
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líquida para a reprodução, as plantas puderam se expandir para
locais distantes dasregiões alagadas. Durante o período
Carbonífero, entre 360 milhões e 286 milhões de anos atrás, gran-
des florestas passaram a cobrir os continentes, criando ambientes
úmidos e protegidos, favoráveis à vida de insetos e de anfíbios.
29. Os répteis surgiram no período Carbonífero, entre 360 e 286
milhões de anos atrás, diversificando-se muito e tornando-se o
grupo dominante no período seguinte, o Permiano. Uma aquisi-
ção evolutiva importante, que contribuiu definitivamente para o
grande sucesso dos répteis, foi o aparecimento de ovos dotados
de casca impermeável e que podiam armazenar grande quanti-
dade de nutrientes. Com isso, os répteis deixaram de depender
de ambientes aquáticos para se reproduzir e espalharam-se nos
ambientes até então dominados por anfíbios de grande porte,
competindo com eles e, provavelmente, causando sua extinção.
30. A partir do período Jurássico, entre 208 milhões e 144 milhões de
anos atrás, um grupo de répteis conhecidos como dinossauros
diversificou-se muito, passando a ser o grupo dominante nos am-
bientes de terra firme. Havia desde dinossauros pequenos, de ta-
manho comparável ao de uma galinha, até formas gigantescas,
com mais de 10 metros de altura e dezenas de toneladas de mas-
sa. A maioria dos dinossauros era herbívora, mas também havia
diversas espécies carnívoras, que se alimentavam de insetos, de
anfíbios e de outros dinossauros. Alguns cientistas admitem que
pelo menos alguns dinossauros tinham “sangue quente”, isto é,
eram endotérmicos, como ocorre com as aves e mamíferos atu-
ais. Há 65 milhões de anos, fim da era Mesozóica, ocorreu extinção
em massa de diversas espécies de plantas e de animais, entre elas
a maioria dos dinossauros. Acredita-se que essas extinções te-
nham sido causadas por uma mudança climática desencadeada
pela queda de um cometa ou asteróide na superfície da Terra.
31. Acredita-se que as aves tenham surgido entre 245 milhões e
208 milhões de anos atrás, a partir de um grupo primitivo de rép-
teis. Alguns zoólogos consideram que aves e répteis atuais, apesar
das aparentes diferenças, são essencialmente semelhantes e deve-
riam ser incluídos na mesma classe. As novas descobertas
paleontológicas revelaram que muitos répteis primitivos tinham o
corpo coberto de penas, como o famoso Archaeopteryx, que viveu
no fim do período Jurássico, há cerca de 150 milhões de anos. Em
1986 foram descobertos fósseis de um animal extinto classificado
como Protoavis, que parece ser mais diretamente relacionado às
aves atuais que o Archaeopteryx. No fim do período Cretáceo, há
pouco mais de 65 milhões de anos, as aves já apresentavam muitas
de suas características atuais, mas ainda conservavam dentes no
bico. Atualmente, a classe das aves é muito diversificada, exploran-
do com sucesso os ambientes aéreo, de terra firme e aquático.
32. Os mamíferos surgiram no período Triássico, há cerca de 230
milhões de anos, mas tiveram pouca expressão até por volta de
65 milhões de anos atrás, provavelmente devido à supremacia
dos dinossauros. Com o desaparecimento destes, os primitivos
mamíferos, então pouco maiores que um camundongo e com
hábitos noturnos, diversificaram-se e expandiram-se. Segundo
os cientistas, praticamente todos os mamíferos atuais surgiram
a partir de dois grupos de mamíferos primitivos, que sobrevive-
ram à catástrofe do final do mesozóico. Na Austrália, os marsu-
piais tiveram grande diversificação, originando diversas espécies,
adaptadas aos mais diferentes hábitats. Na América do Sul, os
mamíferos placentários foram os que mais se diversificaram e se
expandiram, embora também tenha ocorrido certa diversifica-
ção de marsupiais. Na Europa e na América do Norte, não hou-
ve aparecimento de marsupiais, os mamíferos que evoluíram com
grande sucesso nessas regiões foram os placentários, que se
adaptaram aos mais diversos hábitats. Alguns grupos de
placentários retornaram ao ambiente aquático, onde origina-
ram os ancestrais de baleias, golfinhos, focas etc., enquanto ou-
tros, como roedores, carnívoros, ungulados e primatas, torna-
ram-se predominantes em terra firme. No final do período
Terciário, há 2 milhões de anos, a América do Norte e a América
do Sul tornaram-se ligadas novamente pelo istmo do Panamá,
após terem permanecido isoladas por cerca de 40 milhões de
anos. Graças a essa ligação, diversas espécies de mamíferos mi-
graram entre os dois continentes. Placentários invadiram a Amé-
rica do Sul, competindo com os placentários e com os marsu-
piais locais, causando a extinção da maioria das espécies. Ape-
nas algumas espécies de marsupial sobreviventes, entre elas o
gambá, conseguiram se estabelecer com sucesso no continente
norte-americano. Durante o período Quaternário, iniciado há 2
milhões de anos, evoluíram as espécies modernas de mamíferos
placentários, entre eles os ancestrais dos cavalos, dos elefantes,
dos ursos e da espécie humana, que rapidamente se expandi-
ram pelos diversos continentes, com exceção do australiano.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR
QUESTÕES OBJETIVAS
33. d 34. a 35. c 36. b 37. d 38. a
39. c 40. b 41. b 42. a 43. e
QUESTÕES DISCURSIVAS
44. Dois aspectos podem ser considerados: a) o desenvolvimento
cultural e tecnológico da humanidade atenuou muito o papel
da seleção natural, o que dificulta a especiação; b) graças aos
cruzamentos inter-raciais, o fluxo gênico é mantido e impede a
acentuação das eventuais diferenças.
45. Duas situações podem ocorrer: 1) os membros das duas popula-
ções não serão mais capazes de se cruzar e/ou produzir descen-
dentes férteis, constituindo duas espécies distintas; 2) os mem-
bros das duas populações poderão se cruzar e produzir descen-
dentes férteis, misturando seus patrimônios genéticos. Nesse
caso, ainda não teria havido especiação e as eventuais diferen-
ças tenderiam a desaparecer com o tempo.
46. a) São espécies diferentes, pois estão isoladas reprodutivamente
nas condições naturais. b) As duas espécies apresentam isola-
mento reprodutivo do tipo pré-zigótico, no caso, isolamento
etológico ou comportamental.
CAPÍTULO 12
evolução humana
GUIA DE ESTUDO
1. Os evolucionistas atualmente consideram que esses antropóides
e a espécie humana tiveram um ancestral em comum há relati-
vamente pouco tempo, possivelmente entre 8 e 5 milhões de
anos atrás.
2. Para desvendar o parentesco e a história evolutiva dos organis-
mos, os cientistas utilizam basicamente três tipos de evidências:
a) semelhaças anatômicas e fisiológicas — no contexto da evo-
lução humana, todos os estudos têm mostrado a grande seme-
lhança anatômica entre a espécie humana e os antropóides, prin-
cipalmente o chimpanzé. b) fósseis — Charles Darwin previu,
em 1871, que seriam encontrados fósseis de ancestrais huma-
nos na África. Ele baseou-se no fato de gorilas e chimpanzés,
nossos prováveis parentes, serem encontrados apenas nesse con-
tinente, em que devia ter residido nossa ancestralidade. Em 1924,
Raymond Dart (1893-1989), um professor de anatomia austra-
liano, encontrou pela primeira vez, na África, o crânio fóssil de
um hominídeo, classificado como Australopithecus africanus.
c) semelhanças moleculares — um dos grandes avanços dos es-
tudos de evolução veio da constatação de que a evolução das
moléculas orgânicas dos seres vivos seguem os mesmos princí-
pios que a das características anatômicas e fisiológicas. Conse-
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qüentemente, as semelhanças moleculares, do mesmo modo que
as semelhanças anatômicas, ajudam-nos a inferir o grau de pa-
rentesco evolutivo entre os organismos. Recentemente têm sido
feitas comparações detalhadas entre ácidos nucléicos e proteínasdos mais diversos seres vivos. No caso da espécie humana, os resul-
tados das análises comparativas mostraram que, de fato, os chim-
panzés são mais semelhantes a nós, do ponto de vista molecular,
que qualquer outro animal.
3. Filo Chordata – Classe Mammalia – Ordem Primates – Subordem
Anthropoidea – Infra-ordem Catarrhini – Superfamília
Hominoidea – Família Hominidae – Subfamília Homininae – Gê-
nero Homo – Espécie Homo sapiens.
4. Acredita-se que os primatas tenham surgido por volta de 70
milhões de anos atrás, no fim do período Cretáceo, pouco antes
da extinção dos dinossauros. Um fóssil supostamente perten-
cente ao ancestral de todos os primatas é o Purgatorius unio,
um animal pequeno, do tamanho de um esquilo, de hábitos
noturnos e que provavelmente se alimentava de insetos, sendo
parecido com os musaranhos atuais da ordem Insetivora. O fós-
sil do mais antigo primata conhecido é o Plesiadapis, animal de
pequeno porte, pesando entre 1kg e 3 kg, que viveu nas flores-
tas da Europa e da América do Norte, e provavelmente também
na África, há cerca de 60 milhões de anos. Nessa época, o clima
voltava a esquentar, depois de uma longa glaciação, e estava
ocorrendo grande diversificação das plantas angiospermas (plan-
tas frutíferas). Os primeiros primatas logo se adaptaram à vida
nas florestas em expansão, vivendo na copa das árvores e
suplementando sua dieta insetívora com frutas e folhas.
5. Os macacos ou símios (subordem Anthropoidea) surgiram entre
33 milhões e 24 milhões de anos atrás, provavelmente do mesmo
ancestral que originou prossímios e társios. Acredita-se que os
primeiros macacos surgiram no sul da África, vivendo nas árvores
e alimentando-se de folhas e frutos. De acordo com alguns estu-
diosos, grupos desses macacos teriam acidentalmente cruzado o
Oceano Atlântico em jangadas naturais e assim invadido a Amé-
rica do Sul. Nessa época, a costa oeste da África e a costa leste da
América do Sul situavam-se a pouco mais 1.000 km de distância.
Aí teriam originado os platirrinos (infra-ordem Platyrrhini da
subordem Anthropoidea, macacos do Novo Mundo). Os platirrinos
apresentam 36 dentes e a maioria tem cauda preênsil, isto é,
que permite agarrar fortemente as árvores. A infra-ordem dos
platirrinos é dividida em duas famílias: Cebidae (sagüis, mico-leão-
dourado, mico-leão-de-cara-preta etc.) e Atelidae (macaco-ara-
nha, mono-carvoeiro, guariba, uacari etc.).
6. Por volta de 33 milhões de anos atrás surgiram no norte da Áfri-
ca os ancestrais dos catarrinos (infra-ordem Catarrhini da
subordem Anthropoidea), grupo a que pertencemos. Os
catarrinos têm crânio semelhante ao dos platirrinos, mas o nariz
é mais estreito e a dentição é constituída por 32 dentes. Um
fóssil representativo desse suposto ancestral dos catarrinos é o
Aegyptopithecus sp., que viveu no Egito no fim do período
Oligoceno, há cerca de 28 milhões de anos. Entre 23 milhões e
14 milhões de anos atrás, uma linhagem provavelmente deriva-
da do Aegyptopithecus sp. teria originado, na África oriental, os
ancestrais dos catarrinos atuais. O fóssil representativo dessa
ancestralidade é o Proconsul africanus, pertencente a um grupo
de fósseis denominados driopitecos. O mais antigo driopiteco
teria surgido por volta de 20 milhões de anos atrás, e uma de
suas linhagens teria originado o gênero Proconsul. Supõe-se que
esses macacos pesassem cerca de 20 kg, assemelhando-se, em
tamanho, aos chimpanzés atuais, com encéfalo relativamente
menor. Ocupavam desde hábitats de florestas densas até matas
mais abertas, eventualmente realizando incursões ao solo. As
principais famílias de catarrinos são Cercopithecidae (babuínos,
mandris, bonobos, colobos etc.), também chamados de maca-
cos do Velho Mundo, Hylobatidae (gibões) e Hominidae (oran-
gotangos, gorilas, chimpanzés e espécie humana). Os macacos
destas duas últimas famílias são chamados de antropóides.
7. A vida nas árvores influenciou fortemente a evolução dos primatas.
A adaptação à vida arborícola exigiu que estes mudassem sua ali-
mentação, que se tornou essencialmente herbívora, constituída de
folhas, frutos e sementes, e desenvolvessem a capacidade de se
agarrar e se locomover com segurança na copa das árvores. Acre-
dita-se que o sucesso dos primatas no ambiente arborícola permi-
tiu-lhes aumentar sua sobrevivência, prolongando assim a duração
de seu ciclo de vida. Com isso, eles tiveram mais tempo para cuidar
da prole e estabelecer os princípios da vida social, característica
importante nos antropóides em geral e na espécie humana em
particular. a) Primeiro dedo oponível: os primatas desenvolveram,
entre outros atributos, membros superiores extremamente ágeis e
habilidosos. Além da cintura escapular, que permite ampla rotação
e liberdade de movimentos dos ombros e dos braços, as mãos dos
primatas (e em certas espécies também os pés) são dotadas de
grande mobilidade e flexibilidade, sendo capazes de agarrar obje-
tos com força e precisão, graças à presença do primeiro dedo
oponível, isto é, em posição que permite aproximar-se frontalmen-
te de qualquer outro dedo, funcionando como pinça para agarrar.
Essas características permitiram a nossos ancestrais saltar de galho
em galho e explorar ativamente o ambiente à procura de alimento.
b) Visão binocular ou estereoscópica: a proximidade entre os olhos,
situados na região frontal do crânio, permite mirar o mesmo objeto
com pequena diferença de ângulo visual; desse modo o cérebro
pode calcular, por triangulação, a que distância se encontra o
objeto. Essa capacidade, denominada visão binocular ou estereos-
cópica, foi de fundamental importância para a sobrevivência de
nossos ancestrais no ambiente arborícola, onde um salto mal cal-
culado podia ser fatal. c) Vida familiar e cuidado com a prole: os
primatas são dedicados à prole. A maioria tem um único filhote por
parto e cuida dele durante longo tempo. Na espécie humana, a
maturidade é atrasada em relação à de todos os outros primatas.
Com isso, os jovens seres humanos dependem dos pais por muito
tempo, durante o qual aprendem valores culturais básicos. Essa
característica, aliada a um sistema nervoso bem desenvolvido, foi
fundamental para a evolução cultural da humanidade.
8. Os mais recentes estudos atribuem muitas das características tipica-
mente humanas à adaptação de nossos ancestrais a ambientes
arborícolas, em um estágio inicial de sua evolução. Ao estágio arborí-
cola sucedeu-se a adaptação da linhagem primata ao ambiente de
savana, primeiro na orla das florestas e depois nas savanas abertas.
Evidências geológicas sugerem que, por volta de 8 milhões de anos
atrás, ocorreram na África movimentos de placas tectônicas, que ele-
varam as terras planas e fizeram surgir cadeias de montanhas. Com
isso, houve modificação drástica do clima no leste do continente afri-
cano, que se tornou mais quente e seco que no lado oeste. Enquanto
no lado oeste perduraram florestas exuberantes, onde viveram os
ancestrais dos gorilas e chimpanzés, o lado leste (oriental) tornava-se
progressivamente mais árido, com o aparecimento e a expansão de
amplas áreas de savana, um tipo de campo com vegetação árborea,
semelhante aos encontrados na África atual. Tudo indica que, nesses
ambientes de transição entre florestas e savanas — as savanas
arbóreas —, surgiram os ancestrais dos seres humanos.
9. O documentário fóssil mostra que, por volta de 4 milhões de anos
atrás, surgiu na África o primeiro grupo de primatas considerados
inequivocamente hominídeos, possivelmente ancestrais diretos do
gênero humano: os australopitecos (gênero Australopithecus).
Esses primatas adaptaram-se muito bem a um novo ambiente
então em expansão no continente africano: as savanas arbóreas,
campos que se desenvolviam na orla das florestas tropicais, as
quais estavam em retração devido a mudanças climáticas.
10. Os australopitecos mediam entre 1 m e 1,5 m de altura (os machos
eram maiores que asfêmeas), tinham testa relativamente curta e
oblíqua e maxilares proeminentes. Seu volume craniano, que
reflete o tamanho do encéfalo, situava-se em torno de 400 cm3
e 500 cm3, pouco maior que o de um chimpanzé atual (cerca de
400 cm3) e três vezes menor que a média dos seres humanos
atuais (cerca de 1.350 cm3)
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11. Os cientistas acreditam que os australopitecos constituíram um
grupo de espécies muito bem-sucedido e diversificado, possivel-
mente distribuindo-se por grande parte da África, entre 4 mi-
lhões e 1 milhão de anos atrás, vivendo nas savanas arbóreas
que se formavam junto à orla das florestas em retração. Na
savana, as árvores eram menores que as da floresta e a distância
entre elas era maior, impossibilitando a movimentação pela copa
vegetal, como faziam os ancestrais dos australopitecos na mata
tropical. Atualmente acredita-se que diversas espécies de
australopitecos eram capazes de andar eretas ou semi-eretas
sobre os membros inferiores, o que se denomina bipedalismo.
Apesar disso, esses primatas provavelmente ainda dependiam
muito de suas adaptações ao ambiente arborícola para se prote-
ger e se alimentar. O grande desafio dos australopitecos era
encontrar alimento na savana, bem mais árida que as florestas
tropicais. Isso exigiu adaptações na dentição que permitissem
mastigar alimentos vegetais duros, como sementes e raízes.
12. A história da evolução humana foi profundamente marcada pe-
las mudanças ambientais ocorridas na África, por volta de 2,5 mi-
lhões de anos atrás. O clima tornava-se progressivamente mais
seco, semi-árido, o que coincidia com o início de um período
glacial no Hemisfério Norte. As florestas reduziam-se e grande
parte das savanas arbóreas transformava-se em savanas
arbustivas, ou savanas abertas, constituídas por árvores e arbus-
tos menores, e grandes áreas cobertas por gramíneas. Nas
savanas abertas, os australopitecos ficavam em desvantagem
em relação à savana arbórea, pois seu abrigo diminuíra. As
savanas abertas, tendo vastas áreas de pastagens, possibilita-
ram a evolução de muitos tipos de mamíferos herbívoros (gnus,
búfalos, girafas, antílopes etc.), e conseqüentemente de seus
predadores (leões, leopardos, hienas, cães selvagens etc.), que
também incluíram primatas em sua dieta. Nesse ambiente ad-
verso, a maioria dos australopitecos extinguiu-se, mas algumas
linhagens conseguiram desenvolver adaptações e sobreviver. As
pressões seletivas sobre os australopitecos, nas savanas abertas,
levaram ao aparecimento de novas linhagens de hominídeos,
capazes de andar eretos, fabricar e utilizar ferramentas rudimen-
tares e o fogo. O grande sucesso dessas linhagens deveu-se,
certamente, ao desenvolvimento do sistema nervoso e da inteli-
gência; começavam a surgir espécies primatas tipicamente hu-
manas, as primeiras do gênero Homo.
13. Supõe-se que havia várias linhagens de H. erectus (grupo erectus)
na África, há cerca de 1,8 milhão de anos. Uma ou algumas delas
teria migrado para o leste e o sul da Ásia, há cerca de 1 milhão de
anos, originando as linhagens asiáticas de H. erectus, que se ex-
tinguiram há cerca de 200 mil anos. Outra teria permanecido
na África e originado o H. ergaster, considerado por alguns uma
subespécie de H. erectus. Ancestrais do H. ergaster teriam migra-
do para a Europa e oeste da Ásia, onde fundaram linhagens
ocidentais de H. erectus, uma das quais teria originado o H.
neanderthalensis (neandertalenses ou “homens de Neandertal”),
que se extinguiu há cerca de 27 mil anos. Por volta dos 200 mil
anos atrás, na África, possivelmente a partir de linhagens de H.
ergaster, surgiu a espécie humana moderna, Homo sapiens, à qual
pertencemos.
14. Embora variado, o grupo de espécies classificado como Homo
erectus tinha como representantes hominídeos de postura ereta
e maxilares menos proeminentes que seus antecessores
australopitecos. Eram mais altos, possivelmente entre 1,50 m e
1,60 m, e pesavam entre 55 kg e 85 kg. A testa era baixa, dotada
de grandes protuberâncias ósseas em torno das órbitas oculares
(pregas supra-orbitais) características que ainda revelavam clara-
mente o parentesco com os símios. Os fósseis mais antigos de H.
erectus indicam que seu volume craniano era da ordem de 850
cm3. Fósseis mais recentes apresentam volume craniano superior
a 1.000 cm3, indicando que houve aumento significativo do ta-
manho do encéfalo do H. erectus, durante o período em que ele
existiu. O aumento expressivo do volume craniano está relaciona-
do ao aumento do tamanho do cérebro e da inteligência. H. erectus
era capaz de fabricar ferramentas relativamente avançadas, dota-
das de cabo e com grande variedade de formatos e aplicações.
Para se proteger do frio e dos inimigos, vestia-se com pele de
animais, fazia fogueiras e morava em cavernas. Essas habilidades
permitiram ao H. erectus explorar diferentes ambientes. Alguns
cientistas acreditam que H. erectus era um caçador eficiente, ca-
paz de abater presas de grande porte, o que indicaria cooperação
entre os indivíduos de um grupo que, posteriormente, repartiam
o alimento. Outros acham que, embora inteligente, ele talvez fos-
se um coletor de alimento e comedor de carniça, aproveitando os
restos de caça deixados por outros animais.
15. No período que vai de 200 mil a 27 mil anos atrás, viveram na
Europa e no Oriente Médio os conhecidos “homens de
Neandertal” ou neandertalenses, atualmente classificados como
Homo neanderthalensis. Esqueletos fósseis de neandertalenses
indicam que eles eram fortes e atarracados, tinham entre 1,55 m
e 1,65 m de altura e pesavam entre 60 kg e 70 kg. Seu volume
craniano — em alguns fósseis até 1.600 cm3 — é ligeiramente
maior que o dos seres humanos modernos, mas sua testa (parte
frontal do crânio) era oblíqua, e a maior parte do volume craniano
estava concentrada na parte occipital. O rosto dos neander-
talenses tinha feições rústicas, com pregas supra-orbitais proe-
minentes e maxilares salientes. As características físicas dos
neandertalenses, como o corpo e os membros curtos e compac-
tos, indicam sua adaptação ao clima frio da Europa, na época
em que viveram. Pesquisas recentes sugerem que as linhagens
que originaram H. neanderthalensis e H. sapiens separaram-se
há mais de 500 mil anos, possivelmente a partir de populações
ancestrais de H. ergaster (do grupo erectus). Na Europa, há fós-
seis que documentam a sucessão de formas representadas por
H. erectus até H. heidelbergensis, entre 500 mil e 200 anos mil
atrás. Esta última espécie teria originado, por sua vez, popula-
ções arcaicas de H. neanderthalensis, que se expandiram pela
Europa e Oriente Médio.
16. O desaparecimento relativamente súbito dos neandertalenses
na Europa, entre 30 mil e 27 mil anos atrás, é atribuído à chegada
de populações de H. sapiens provenientes da África (via oeste da
Ásia), entre 40 mil e 35 mil anos atrás. Estes, muito mais avança-
dos culturalmente que os neandertalenses, colonizaram a Euro-
pa e o Oriente Médio, competindo com eles e possivelmente
levando-os à extinção.
17. O grupo de espécies do Homo erectus dominou o mundo entre
1,8 milhão e 200 mil anos atrás, quando se extinguiu. De acor-
do com a hipótese mais aceita atualmente, a espécie humana
moderna, Homo sapiens, surgiu na África, entre 200 mil e 150
mil anos atrás, a partir de linhagens de H. ergaster. Daí teria
irradiado para fora da África e colonizado os outros continentes
(hipótese da “origem única na África”). Acredita-se que entre
100 mil e 70 mil anos atrás, a espécie humana moderna irradiou
da África para a Ásia, de onde atingiu o continente australiano,
entre 60mil e 50 mil anos atrás, e a Europa, há cerca de 40 mil
anos. Entre 14 mil e 11 mil anos atrás, grupos humanos vindos
da Ásia atravessaram o Estreito de Bering e chegaram ao conti-
nente americano. Segundo alguns estudiosos, a passagem pelo
Estreito de Bering poderia ter ocorrido por volta de 40 mil anos,
mas há poucas evidências a respeito.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR
QUESTÕES OBJETIVAS
18. d 19. b 20. d 21. c 22. b 23. a
24. c 25. a 26. d
QUESTÕES DISCURSIVAS
Professor, oriente a discussão do grupo de modo que as hipóte-
ses apresentadas sejam debatidas considerando as variáveis: es-
colaridade, profissão, religião e idade dos entrevistados.
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CAPÍTULO 13
Fundamentos
da Ecologia
GUIA DE ESTUDO
1. Ecologia é o ramo da ciência que estuda as relações entre os
seres vivos e o ambiente em que vivem. Trata-se de uma ciência
multidisciplinar, que engloba diversos ramos do conhecimento.
Além da Biologia, da Física e da Química, também as ciências
econômicas e sociais têm de ser integradas para que se possa
entender a complexidade das relações entre a humanidade, os
outros seres vivos e o planeta.
2. Felizmente, nas últimas décadas, a humanidade parece ter des-
pertado para os problemas ambientais causados pela expansão
da população humana. Estamos tomando consciência de que é
preciso fazer algo para evitar a degradação do ambiente favorá-
vel à vida em nosso planeta. Nesse contexto, os conhecimentos
ecológicos são fundamentais para tentarmos reverter alguns dos
graves problemas ambientais que nós mesmos provocamos. A
primeira atitude para proteger o ambiente é compreender a
intrincada rede que interliga os seres vivos e o meio.
3. Biosfera é a região do ambiente terrestre onde encontramos seres
vivos. Ela estende-se desde as profundezas dos oceanos até o
topo das mais altas montanhas. A maioria dos seres vivos habita
regiões situadas até 5 km acima do nível do mar. Nos oceanos, a
maioria dos seres vivos vive na faixa que vai da superfície até
150 m de profundidade, embora diversas espécies de animais e
de bactérias vivam a mais de 9 km de profundidade.
4. a) População biológica é um conjunto de seres de mesma espé-
cie que vive em determinada área geográfica; b) O conjunto de
populações de diferentes espécies que vivem em uma mesma
região constitui a comunidade biológica, também chamada biota
ou biocenose. A comunidade de uma floresta, por exemplo,
compõe-se de populações de arbustos, árvores, pássaros, formi-
gas, microrganismos etc., que convivem e se inter-relacionam.
Além de se inter-relacionar, os seres de uma comunidade bioló-
gica, denominados componentes bióticos da comunidade,
interagem com fatores não-vivos do ambiente, denominados
componentes abióticos, dos quais dependem para viver; c) Os
fatores abióticos, representados por aspectos físicos e
geoquímicos do meio, constituem o biótopo, termo que signifi-
ca “o local em que vive a biocenose”. No exemplo da floresta, o
biótopo é a área que contém o solo (com seus minerais e água)
e a atmosfera (com seus gases, umidade, temperatura, grau de
luminosidade etc.).
5. Hábitat é o ambiente em que vive determinada espécie ou co-
munidade, caracterizado por suas propriedades físicas e bióticas.
Quando dizemos que certa espécie vive na praia e que outra
vive na copa das árvores, estamos nos referindo aos hábitats
dessas espécies.
6. Nicho ecológico é o conjunto de interações adaptativas de uma
espécie em seu hábitat. Essa adaptação envolve um conjunto de
relações e de atividades características da espécie no ambiente,
que vai desde os tipos de alimento utilizados até as condições
de reprodução, tipo de moradia, hábitos, inimigos naturais, es-
tratégias de sobrevivência etc. Segundo o zoólogo inglês C. El-
ton: “Nicho ecológico é o conjunto de relações e atividades pró-
prias de uma espécie, ou seja, o ‘modo de vida’ único e particu-
lar que cada espécie explora no hábitat”.
7. Quando duas espécies de uma biocenose exploram nichos eco-
lógicos semelhantes, estabelece-se entre elas uma competição
por um ou mais recursos limitados do meio. Por exemplo, espécies
que comem capim, como os gafanhotos e o gado, competem
por alimento. Plantas cujas raízes estão na mesma profundidade
do solo competem por água e por nutrientes minerais limitados.
Com base nessas observações, o cientista russo Gause concluiu
que, se duas espécies ocuparem exatamente o mesmo nicho
ecológico, a competição entre elas será tão severa que não po-
derão conviver. Essa premissa ficou conhecida como princípio
de Gause ou princípio da exclusão competitiva.
8. A competição entre duas espécies que exploram o mesmo nicho
ecológico pode levar a três diferentes situações: a) a extinção de
uma das espécies; b) a explulsão de uma das espécies do territó-
rio; c) a adaptação de uma ou ambas as espécies a seus nichos
ecológicos, considerando a competição.
9. Ecossistema é uma unidade discreta em que seres vivos
(biocenose) e componentes não-vivos (biótopo) interagem, for-
mando um sistema estável. Os princípios que definem um
ecossistema se aplicam em todas as escalas, desde um pequeno
lago até o nível planetário. Assim, um ecossistema pode ser tan-
to uma floresta, um lago, uma ilha, um recife de corais ou um
aquário auto-suficiente, com plantas, peixes, bactérias, algas etc.
O maior ecossistema do planeta é a própria biosfera, tomada
em sua totalidade.
10. Cadeia alimentar pode ser definida como uma série linear de
organismos através dos quais flui a energia captada original-
mente pelos seres autotróficos (fossintetizantes e quimiossinte-
tizantes) e a matéria onde essa energia fica armazenada. Cada
elo da cadeia, representada por um organismo, alimenta-se do
organismo que o precede e serve de alimento para o organismo
que o sucede. Na construção de uma cadeia alimentar admite-
se que cada organismo ou espécie participante alimenta-se ex-
clusivamente de um outro tipo de organismo. Isso, no entanto,
raramente ocorre na natureza, em que o normal é um organis-
mo alimentar-se de diversas outras espécies. Por exemplo, em
um ecossistema de campo, a série constituída por plantas de
capim, que são comidas por gafanhotos, que são comidos por
pássaros insetívoros, que são comidos por serpentes constitui
uma cadeia alimentar.
11. Cada um dos elos de uma cadeia alimentar constitui um nível
trófico. Os produtores formam o primeiro nível trófico de qual-
quer cadeia alimentar. Os seres que se alimentam diretamente
dos produtores, denominados consumidores primários, consti-
tuem o segundo nível trófico; os seguintes, que se alimentam
dos consumidores primários, denominados consumidores secun-
dários, constituem o terceiro nível trófico e assim por diante.
12. Decompositores são certos fungos e bactérias que, para obter
energia, decompõem a matéria orgânica dos cadáveres, além
das substâncias contidas em resíduos e excreções dos animais.
A decomposição é importante por permitir a reciclagem de ele-
mentos e substâncias, que podem voltar a fazer parte de outros
seres vivos.
13. Cadeias alimentares não ocorrem isoladas nos ecossistemas.
As relações alimentares entre os organismos de uma comuni-
dade são muito complexas e um mesmo organismo pode par-
ticipar de diversas cadeias alimentares, até mesmo em níveis
tróficos diferentes. As relações alimentares entre os diversos
organismos de um ecossistema costumam ser representadas
por meio de diagramas, denominados teias alimentares, ou
redes alimentares. Estes compõem-se de diversas cadeias ali-
mentares interligadas por meio de linhas que unem os diversos
componentes da comunidade entre si,evidenciando suas rela-
ções alimentares.
14. Onívoros são organismos que apresentam alimentação variada.
É o caso da espécie humana, por exemplo. Comemos vegetais,
desempenhando o papel de consumidores primários, mas tam-
bém comemos carne de animais, desempenhando o papel de
consumidores secundários ou terciários.
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15. a) Na maioria dos ecossistemas terrestres, os produtores são re-
presentados por plantas como árvores, arbustos e plantas herbá-
ceas. Os consumidores primários de uma floresta podem variar
desde pequenos invertebrados (minhocas, insetos, caracóis etc.)
até vertebrados (pássaros, roedores etc.). Os consumidores se-
cundários e terciários de uma floresta são insetos predadores,
anfíbios e aves insetívoras, serpentes, aves de rapina e mamíferos
carnívoros, entre outros. b) No mar e nos grandes lagos, os pro-
dutores são seres microscópicos, principalmente bactérias e algas
microscópicas, que flutuam próximo à superfície, constituindo o
fitoplâncton (do grego phyton, planta, e plankton, errante). A
maioria dos consumidores de fitoplâncton é de seres minúsculos,
que flutuam ao sabor das correntezas e constituem o zooplâncton
(do grego zoon, animal). Os principais componentes do
zooplâncton são protozoários, pequenos crustáceos, vermes,
moluscos e larvas de diversas espécies. Outros consumidores de
fitoplâncton, além dos animais do zooplâncton, são certas espé-
cies de peixe. No mar e nos lagos, os consumidores secundários e
terciários são representados principalmente por peixes.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR
QUESTÕES OBJETIVAS
16. c 17. d 18. 3 19. 1
20. 2 21. d 22. c 23. b
QUESTÕES DISCURSIVAS
24. Teia alimentar
25. Teia alimentar
CAPÍTULO 14
ENERGIA E MATÉRIA NOS
ECOSSISTEMAS
GUIA DE ESTUDO
1. A transferência de energia na cadeia alimentar é unidirecional
porque tem início com a captação da energia luminosa pelos
produtores, que é liberada ao longo das cadeias alimentares na
forma de calor; a transferência de energia termina com a ação
dos decompositores.
2. Em uma cadeia alimentar, a quantidade de energia de um nível
trófico é sempre maior que a do nível seguinte. Isso ocorre por-
que todos os seres vivos consomem parte da energia do alimen-
to para a manutenção de sua própria vida, não a transferindo,
portanto, para o nível trófico seguinte. Por exemplo, do total de
matéria orgânica produzida por uma planta, cerca de 15% são
degradados no processo de respiração celular, que fornece ener-
gia para a manutenção dos processos vitais. Quando comem as
plantas, portanto, os herbívoros têm à sua disposição apenas
85% da energia originalmente armazenada nas substâncias or-
gânicas produzidas pela fotossíntese. Além disso, quando um
animal come uma planta ou outro animal, parte da energia con-
tida no alimento não é aproveitada, sendo perdida nas fezes.
Por exemplo, um herbívoro consegue aproveitar apenas 10%
da energia contida no alimento que ingere; o restante, cerca de
90%, é eliminado nas substâncias que compõem as fezes do
animal. Da energia efetivamente aproveitada, cerca de 15% a
20% são empregados na manutenção do metabolismo, e o que
sobra fica acumulado nas substâncias que compõem os tecidos
corporais. Quando come um herbívoro, um carnívoro aproveita
aproximadamente 50% da energia disponível no alimento que
ingere; o restante é eliminado nas fezes. Da metade aproveita-
da, 15% a 20% são utilizados na manutenção do metabolismo.
O mesmo ocorre nos níveis tróficos seguintes. Assim, a energia
obtida originalmente do Sol vai se dissipando ao longo dos ní-
veis tróficos dos ecossistemas. Conseqüentemente, para se man-
terem, os ecossistemas dependem do fornecimento constante
da energia luminosa do Sol.
3. Biomassa é a massa de matéria orgânica contida em um ser vivo
(ou em um conjunto de seres vivos); ela reflete a quantidade de
energia contida nos organismos e disponível para transferência
ao nível trófico seguinte.
4. Pirâmides de energia são gráficos que apresentam forma de pi-
râmide e representam as quantidades de energia ou de biomassa
em cada nível trófico. Nesse tipo de representação, a base
corresponde ao nível trófico dos produtores; na seqüência são
representados os níveis dos consumidores primários, dos consu-
midores secundários, e assim por diante. A largura de cada nível
representa a quantidade de energia ou de matéria orgânica dis-
ponível para o nível trófico seguinte.
5. Pirâmide de números é um tipo de representação gráfica que
indica a quantidade de indivíduos que compõem cada nível
trófico de uma cadeia alimentar. Por exemplo, na cadeia alimen-
tar formada por capim, gafanhotos e sapos, uma pirâmide de
números mostra a quantidade de plantas, de insetos e de sa-
pos, que compõem, respectivamente, o nível dos produtores, o
nível dos consumidores primários e o nível dos consumidores
secundários. Eventualmente, se há apenas um produtor de ta-
manho grande (uma árvore, por exemplo) e muitos consumido-
res secundários (lagartas de borboleta, por exemplo), o gráfico
não terá formato de pirâmide, embora receba a denominação
pirâmide de números.
PEIXES
CARNÍVOROS
PEIXES
HERBÍVOROSZOOPLÂNCTON
FITOPLÂNCTON
BACTÉRIAS
E FUNGOS
PLANTAS
LACUSTRES
BACTÉRIAS
E FUNGOS
PIOLHO
CORRUÍRAS
GAFANHOTOS
MOSQUITOS
ALFAFA
COELHOS
CORUJAS
VÍBORAS
26. O aquário A se assemelha mais a um ecossistema, uma vez que
nele encontramos representantes de diversos níveis tróficos; even-
tualmente, ele poderia se manter sem interferência externa. Já no
aquário B, pela falta de produtores, é fundamental a colocação
de alimento para que seus componentes permaneçam vivos.
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6. Produtividade primária bruta (PPB) é a quantidade de energia
que os seres fotossintetizantes conseguem converter em
biomassa, em determinado intervalo de tempo. Produtividade
primária líquida (PPL) é a energia que está realmente disponível
para transferência ao nível trófico seguinte, depois de desconta-
das as perdas energéticas ocorridas na respiração celular. Repre-
sentando respiração celular por R, temos que: PPL = PPB – R.
O estudo da transferência de energia entre os seres vivos é de
grande importância para a humanidade, pelo fato de a espécie
humana participar de diversas cadeias alimentares, de terra fir-
me e aquáticas.
7. Se uma cadeia alimentar apresentar menos níveis tróficos, nela
ocorrerão perdas energéticas relativamente menores, uma vez
que as maiores perdas de energia ocorrem, precisamente, na
transferência de um nível trófico para outro. Por exemplo, é pre-
ciso usar quase 1 tonelada de vegetais para alimentar um nú-
mero de coelhos que forneça apenas 250 kg de carne. Portan-
to, é menos dispendioso, embora nem sempre adequado ao
paladar humano, usar diretamente os vegetais como alimento,
evitando a perda energética que ocorre na transferência para o
nível dos herbívoros.
8. A explicação para a maior produtividade do ecossistema mari-
nho é que nas algas do fitoplâncton não há, como nas plantas,
tecidos não-produtivos, isto é, que não fazem fotossíntese, como
madeira, fibras etc. O ciclo de vida das algas é curto, possibili-
tando que a quantidade de energia por elas absorvida seja rapi-
damente liberada pela morte e decomposição dos indivíduos,
sem acúmulo de biomassa. Por outro lado, em uma florestagran-
de parte da energia absorvida na fotossíntese fica armazenada
na madeira das árvores, constituindo uma biomassa improduti-
va e de longa duração.
9. Produtividade secundária líquida (PSL) é a biomassa elaborada
no corpo de um animal herbívoro em determinado intervalo de
tempo; ela corresponde à energia que o herbívoro conseguiu
absorver dos alimentos que ingeriu, já subtraído o que foi gasto
para manter seu metabolismo. Por exemplo, com uma tonelada
de alfafa pode-se alimentar um bezerro ou trezentos coelhos.
Ambos produzirão a mesma quantidade de carne a partir da
alfafa, mas os coelhos estarão prontos para o abate em 30 dias,
enquanto o bezerro levará 120 dias. Portanto a PSL dos coelhos
é quatro vezes maior que a dos bezerros.
10. Ciclo biogeoquímico é a passagem de elementos químicos (ou
água) da matéria orgânica constituinte dos seres vivos ao ambien-
te e vice-versa. Uma vez que elementos químicos que faziam
parte de seres vivos voltam ao ambiente não-vivo, fala-se em
ciclo biogeoquímico (do grego bios, vida, e geo, Terra), para res-
saltar o fato de que os elementos químicos circulam entre os
seres vivos e o planeta.
11. O processo de reciclagem dos elementos químicos na natureza
é realizado principalmente por certos fungos e bactérias
decompositores. Nutrindo-se dos cadáveres dos mais diversos
seres vivos, os decompositores promovem sua degradação, trans-
formando as substâncias orgânicas do cadáver em substâncias
mais simples, que passam para o ambiente não-vivo e podem
ser reutilizadas por outros seres, como matéria-prima para a fa-
bricação de suas substâncias orgânicas. Se não houvesse
reaproveitamento dos componentes da matéria dos cadáveres,
alguns dos elementos fundamentais para constituir novos seres
vivos poderiam se esgotar.
12. O pequeno ciclo da água é o ciclo das chuvas, em que a água
dos oceanos, lagos, rios, geleiras e mesmo a embebida no solo
evapora, passando à forma gasosa. Nas camadas mais altas da
atmosfera, o vapor d’água condensa-se e origina nuvens,
retornando à crosta terrestre na forma de chuva. O grande ciclo
da água é aquele do qual participam os seres vivos.
13.
14.
15. No passado, cadáveres de grande quantidade de organismos
não foram decompostos, em geral por terem sido rapidamente
sepultados no fundo do mar sob depósitos de sedimentos que
depois se tornaram rochas. Os resíduos orgânicos desses seres
soterrados sofreram lentas transformações químicas e se trans-
formaram nos chamados combustíveis fósseis, como o carvão
mineral, o gás natural e o petróleo. A energia contida nas subs-
tâncias que formam esses combustíveis foi, portanto, original-
mente captada da luz solar pela fotossíntese, milhões de anos
atrás. A utilização de combustíveis fósseis pela humanidade
tem restituído à atmosfera, na forma de CO2, os átomos de car-
bono que ficaram fora de circulação durante milhões de anos.
Devido à queima desses combustíveis, a concentração de gás
carbônico no ar aumentou, nos últimos 100 anos, de 0,029%
para quase 0,04%. Embora pareça pequeno, esse aumento re-
presenta, em termos proporcionais, quase 40%. De acordo com
muitos cientistas, o aumento do teor de CO2 na atmosfera tem
provocado a elevação da temperatura média da Terra, em razão
do efeito estufa.
16. Fixação do nitrogênio é a incorporação de átomos de nitrogênio
do N2 atmosférico (gás nitrogênio ou nitrogênio molecular) em
moléculas orgânicas. A grande maioria dos seres vivos não conse-
gue utilizar nitrogênio na forma de N2 e por isso depende de
umas poucas espécies de bactéria, conhecidas genericamente
como bactérias fixadoras de nitrogênio, capazes de utilizar direta-
mente o nitrogênio do N2, incorporando-o em suas moléculas.
17. Algumas bactérias de vida livre, entre elas as cianobactérias, fi-
xam o nitrogênio da atmosfera. Outras bactérias fixadoras de
nitrogênio, no entanto, vivem no interior de células de organis-
mos eucarióticos. Esse é o caso das bactérias do gênero
Rhizobium (rizóbios), que vivem associadas principalmente às
plantas leguminosas (feijão, soja, ervilha etc.). Essas bactérias
invadem as raízes de plantas jovens, instalando-se e reproduzin-
do-se no interior de suas células. As bactérias estimulam a mul-
tiplicação das células infectadas, o que leva à formação de tu-
mores, denominados nódulos. Graças à associação com os
rizóbios, as plantas leguminosas podem viver em solos pobres
As plantas eliminam água por trans-
piração; os animais eliminam água por
transpiração e também na urina e nas
fezes. Ao morrerem, plantas e animais
são decompostos e a água que fazia
parte de sua constituição retorna ao
ambiente.
Solvente; a água
constitui os flui-
dos celulares e
corporais; é rea-
gente de inúme-
ras reações quí-
micas biológicas.
Plantas obtêm
água do solo,
pela absorção das
raízes. Animais
bebem ou obtêm
água contida nos
alimentos.
Formas de devolução
ao ambiente
Funções nos
seres vivos
Formas de
obtenção
CICLO DA ÁGUA
Plantas e animais eliminam CO2
na respiração celular; os ani-
mais eliminam carbono (C) nas
substâncias das fezes. Ao mor-
rerem, plantas e animais são
decompostos e os átomos de
C que faziam parte de sua
constituição retornam ao am-
biente na forma de CO2.
As plantas captam CO2
e o utilizam na fo-
tossíntese para produ-
zir substâncias orgâni-
cas. Animais obtêm
carbono (C) comendo
plantas ou outros ani-
mais.
Na atmosfera, o
carbono está dis-
ponível na forma
de gás carbônico
(CO2).
Formas de devolução
ao ambiente
Formas de obtenção
pelos seres vivos
Forma química
disponível no
ambiente
CICLO DO CARBONO
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em compostos nitrogenados, nos quais outras plantas não se
desenvolvem bem. Os rizóbios, por sua vez, também se benefi-
ciam com a associação, pois utilizam como alimento substân-
cias orgânicas produzidas pela planta. Ao morrerem e se de-
comporem, as plantas leguminosas liberam, em forma de amô-
nia, o nitrogênio de suas moléculas orgânicas, fertilizando o solo.
18. Nitrificação é o processo de formação de nitratos no solo que
ocorre pela ação conjunta de dois grupos de bactérias
quimiossintetizantes, conhecidas genericamente como bacté-
rias nitrificantes. As primeiras bactérias a atuar na nitrificação
pertencem ao gênero Nitrosomonas. Elas realizam a oxidação
da amônia (NH3), processo em que essa substância se combina
com moléculas de gás oxigênio (O2), produzindo o ânion nitrito
(NO2
– ). Essa reação libera energia, utilizada pela bactéria em
seu metabolismo. O nitrito é tóxico para as plantas, mas raramen-
te se acumula no solo por muito tempo, pois é rapidamente
oxidado por bactérias do gênero Nitrobacter, que o transfor-
mam em nitratos (NO3
–). Essa reação também libera energia,
utilizada pelas bactérias em seu metabolismo. O nitrato é facil-
mente assimilado pelas plantas. O nitrogênio (N) que o com-
põe passa a fazer parte de moléculas orgânicas vegetais, prin-
cipalmente proteínas e ácidos nucléicos. Quando as plantas
são comidas por herbívoros, as substâncias orgânicas nitro-
genadas são utilizadas para a constituição das moléculas ani-
mais. O mesmo ocorre nos níveis tróficos superiores das ca-
deias alimentares.
19. Desnitrificação é a degradação de compostos nitrogenados rea-
lizada para obtenção de energia, por certas bactérias do solo,
denominadas genericamente bactérias desnitrificantes. Essas
bactérias liberam gás nitrogênio, que retorna à atmosfera.
20. Adubação verde é o aumento do teor de nitrogênio disponível
no solo por meiodo cultivo de plantas leguminosas como soja,
alfafa, feijão, ervilha etc., que abrigam em suas raízes bactérias
fixadoras de nitrogênio do gênero Rhizobium. As leguminosas
podem ser plantadas tanto junto com plantas não-leguminosas,
formando as chamadas plantações consorciadas, como em pe-
ríodos alternados com cultivo de outras plantas, processo que é
chamado de rotação de culturas. Em campos experimentais plan-
tados com leguminosas como alfafa e soja, verificou-se aumen-
to de até 100 vezes na quantidade de nitrogênio fixado, em
relação a um ecossistema natural.
21.
versa. Trata-se de um ciclo complexo, pois o oxigênio é utilizado
e liberado pelos seres vivos na forma de substâncias diversas,
como gás carbônico, gás oxigênio e água. O principal reservató-
rio de oxigênio para os seres vivos é a atmosfera, onde esse
elemento se encontra nas formas de gás oxigênio (O2) e gás
carbônico (CO2). O O2 é utilizado na respiração aeróbia de plan-
tas e animais. Nesse processo, os átomos de oxigênio combi-
nam-se com átomos de hidrogênio, formando moléculas de
água, que podem ser utilizadas na síntese de outras substân-
cias, de modo que seus átomos de oxigênio tornam-se compo-
nentes delas. O CO2 atmosférico é utilizado no processo de
fotossíntese e os átomos de oxigênio dessa molécula passam a
fazer parte da matéria orgânica das plantas. Pela respiração ce-
lular, e também pela decomposição dessa matéria orgânica, o
oxigênio é restituído à atmosfera passando a fazer parte de
moléculas de água e de gás carbônico.
23. Nas altas camadas da atmosfera, uma das formas de radiação
ultravioleta emitida pelo Sol (ultravioleta curta) causa a ruptura
de uma certa quantidade de moléculas de gás oxigênio (O2),
com liberação de átomos isolados que imediatamente reagem com
moléculas de O2, formando o gás ozônio (O3). Essa reação ocor-
re a altitudes entre 20 km e 40 km acima do nível do mar.
24. O ozônio forma, na alta atmosfera, uma camada que constitui
um escudo protetor contra a penetração de um tipo de radiação
ultravioleta do Sol, a ultravioleta longa, muito prejudicial aos
seres vivos. Se essa radiação atingisse livremente a superfície do
planeta, muitos organismos morreriam. A radiação ultravioleta
longa aumenta significativamente a taxa de mutação dos genes,
sendo um dos principais fatores responsáveis pela ocorrência de
câncer de pele na espécie humana.
25. A principal causa da destruição da camada de ozônio é a libera-
ção, na atmosfera, de gases do grupo dos clorofluorcarbonos,
abreviadamente chamados de CFCs. Os CFCs são gases sintéti-
cos (isto é, produzidos em laboratórios e indústrias) utilizados
em aerossóis, em compressores de geladeiras e liberados duran-
te a fabricação de certos tipos de plástico utilizados em embala-
gens. Os CFCs acumulam-se nas altas camadas da atmosfera,
onde o cloro presente em suas moléculas reage com moléculas
de ozônio, quebrando-as. O ozônio forma um escudo protetor
contra a penetração de um tipo de radiação ultravioleta do Sol,
a ultravioleta longa, muito prejudicial aos seres vivos. Se essa
radiação ultravioleta atingisse livremente a superfície do plane-
ta, muitos organismos morreriam. A radiação ultravioleta longa
aumenta significativamente a taxa de mutação dos genes, sen-
do um dos principais fatores responsáveis pela ocorrência do
câncer de pele na espécie humana.
26. a) O fósforo faz parte de moléculas orgânicas importantes,
como o material hereditário e o ATP. O composto de fósforo
importante para os seres vivos é o íon fosfato (PO4
3–). As plan-
tas obtêm fósforo do ambiente absorvendo fosfatos dissolvi-
dos na água e no solo. Os animais obtêm fosfatos na água e
no alimento. b) Por meio dos processos de decomposição da
matéria orgânica, o fósforo é devolvido ao solo ou à água.
Parte dele é levada pelas chuvas para lagos e mares, onde aca-
ba se incorporando às rochas. Nesse caso, o fósforo só retorna
aos ecossistemas bem mais tarde, quando essas rochas se ele-
vam em conseqüência de processos geológicos e, na superfí-
cie, são decompostas e transformadas em solo. Assim, podem-
se distinguir dois aspectos do ciclo do fósforo, relacionados a
escalas de tempo bem diferentes. Uma parte do elemento é
reciclada localmente entre o solo, plantas, consumidores e
decompositores, em um tempo relativamente curto, que po-
demos chamar de ciclo de tempo ecológico. Outra parte do
fósforo ambiental é sedimentada e incorporada às rochas, e
seu ciclo dá-se em um tempo bem mais longo que, por isso,
pode ser chamado de ciclo de tempo geológico.
22. Gás oxigênio, gás carbônico e água constituem as três princi-
pais fontes inorgânicas de átomos de oxigênio para os seres vi-
vos e realizam constantes trocas de átomos entre si, durante os
processos metabólicos da biosfera. O ciclo do oxigênio consiste
na passagem de átomos de oxigênio de compostos inorgânicos
do ambiente para substâncias orgânicas dos seres vivos, e vice-
Na atmosfera, na
forma de gás ni-
trogênio (N2).
Bactérias fixadoras de nitrogê-
nio como os rizóbios fixam o
nitrogênio atmosférico. Com
a decomposição, o nitrogênio
na forma de amônia chega ao
solo. Bactérias nitrificantes
convertem amônia em nitra-
tos, a forma que é mais bem
assimilada pelas plantas. Ani-
mais obtêm nitrogênio ao co-
mer plantas ou outros animais.
Plantas e animais, ao mor-
rer, são decompostos e o
nitrogênio volta ao ambi-
ente na forma de amônia.
Animais excretam com-
postos nitrogenados (uréia
etc.). Bactérias desni-
trificantes no solo utilizam
compostos nitrogenados e
liberam gás nitrogênio
para o ambiente.
CICLO DO NITROGÊNIO
Forma química
disponível no
ambiente
Formas de obtenção
pelos seres vivos
Formas de devolução
ao ambiente
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QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR
QUESTÕES OBJETIVAS
27. c 28. b 29. c 30. c 31. d 32. b
QUESTÕES DISCURSIVAS
33. Nesse ecossistema não haveria decomposição dos dejetos e dos
cadáveres, o que levaria ao acúmulo de matéria orgânica não-de-
composta e, posteriormente, à falta de matéria-prima para a for-
mação de novos indivíduos. É pela decomposição que os nutrien-
tes retornam ao ambiente, participando dos ciclos biogeoquímicos.
34. Esquema da pirâmide:
35. Orientar os estudantes a calcular o comprimento, em centíme-
tros, de cada nível trófico das pirâmides de biomassa; as dimen-
sões calculadas mostram como ficaria difícil fazer a representa-
ção em escala, devido à grande diferença de tamanho dos ní-
veis. Para o ecossistema terrestre, os dados seriam: produtores =
520 cm; consumidores primários = 0,07 cm; consumidores se-
cundários = 0,01 cm. Para o ecossistema aquático, os dados
seriam: produtores = 680 cm; consumidores primários = 120 cm;
consumidores secundários = 9 cm
36. Professor, oriente os estudantes a pesquisar e a discutir os resul-
tados de suas pesquisas. Se sua escola estiver conectada à
Internet, pode-se pesquisar o assunto nos sites da Petrobras
(www.petrobras.com.br) e da Agência Nacional do Petróleo (ANP)
(www.anp.gov.br).
CAPÍTULO 15
DINÂMICA DAS POPULAÇÕES
BIOLÓGICAS
GUIA DE ESTUDO
1. População biológica é um grupo de indivíduos de mesma espé-
cie que convivem em determinada área geográfica. A popula-
ção é uma unidade importante no estudo da Ecologia porque
evolui e se adapta ao ambiente, comportando-se de forma di-
nâmica no ecossistema.
2. Densidade populacional é o número de indivíduos de uma mes-
ma espécie que vive em determinada área ou volume:
Densidade
populacional =
Número de indivíduos
Área ou volume
A densidade das populações humanas,denominada densidade
demográfica, é calculada a partir de recenseamentos periódi-
cos, os censos demográficos. Por exemplo, o censo realizado no
ano 2000 mostrou que a população brasileira estava constituída
por 169 milhões de pessoas distribuídas pelos quase 8,5 mi-
lhões de quilômetros quadrados de superfície do território nacio-
nal. Assim, a densidade demográfica do Brasil, naquele ano, era
de 19,8 habitantes por quilômetro quadrado (hab./km2).
3. Taxa de crescimento de uma população é a variação (aumento
ou diminuição) no número de indivíduos em determinado inter-
valo de tempo. Fala-se em taxa de crescimento absoluto quan-
do não se leva em conta o tamanho da população, mas apenas
a variação do número de indivíduos no período considerado.
Essa relação está expressa no esquema a seguir:
em que
Ni = número de indivíduos no início do período considerado;
Nf = número de indivíduos no final do período considerado;
t = duração do período considerado.
4. Taxa de crescimento relativo é a variação do número de indiví-
duos de uma população em relação ao seu número inicial. Para
se determinar a taxa de crescimento relativo toma-se o número
de indivíduos da população no tempo final (Nf), subtrai-se dele
o número de indivíduos da população no tempo inicial (Ni), e
divide-se o resultado obtido pelo número de indivíduos que ha-
via na população no tempo inicial (Ni). Com isso, determina-se a
taxa de crescimento em relação ao tamanho da população.
Para uma população em que o número inicial de indivíduos era
10.000 e passou a 40.000, em 3 horas, TCR = (40.000 – 10.000) /
10.000 / 3 h = 1 indivíduo / hora. Para outra em que o número
inicial de indivíduos era 200.000 e passou a 500.000, em 3 horas,
TCR = (500.000 – 200.000) / 200.000 / 3 h = 0,5 indivíduo / hora.
5. O crescimento de uma população é determinado, fundamental-
mente, por dois fenômenos opostos: a natalidade (número de
indivíduos que nascem) e a mortalidade (número de indivíduos
que morrem). Outros fatores que também afetam o tamanho
de uma população são a imigração, que é a entrada de novos
indivíduos na população, e a emigração, que é a saída de indiví-
duos da população.
6. Na espécie humana, costuma-se expressar a taxa de natalidade
como o número de crianças nascidas no período de um ano
para cada 1.000 habitantes da população. Analogamente, taxa
de mortalidade é o número de óbitos (mortes) ocorridos no pe-
ríodo de um ano para cada 1.000 habitantes da população. Ao
expressarmos esses números por 1.000 habitantes, estamos
“relativizando-os”, ou seja, tornando-os comparáveis aos de
outras populações. Por exemplo, se ocorreram dois nascimen-
tos no ano em uma população de 1.000 habitantes, a taxa de
natalidade é igual a 2 /1.000, o dobro da taxa de natalidade de
uma população de 4.000 habitantes na qual tenham nascido
4 pessoas no ano (4/4.000 ou 1/1.000).
Taxa de crescimento
absoluto =
Nf – Ni
t
Taxa de crescimento
relativo =
(Nf – Ni) / Ni
t
7. Índice de fertilidade é o número médio de descendentes produ-
zidos por uma fêmea durante seu período reprodutivo. Na espé-
cie humana, se uma população tiver índice de fertilidade igual a
2, isso significa que a média de filhos de um casal é 2; nesse
caso, os filhos da geração seguinte simplesmente substituem
seus pais, em termos do número de pessoas da população. Em
outras palavras, a população tende a se manter estável. Por isso,
costuma-se dizer que, com um índice de fertilidade igual a 2, a
reprodução atua em nível de substituição da geração anterior.
Se o índice de fertilidade for superior a 2, isso indica uma ten-
dência ao crescimento populacional; se for inferior a 2, indica
diminuição do tamanho da população.
8. Potencial biótico é a capacidade de crescimento pleno de uma
população biológica.
9. Resistência do meio é o conjunto de fatores ambientais que li-
mitam o crescimento de uma população. Em condições natu-
Consumidores terciários: 1,5 g/m2
Consumidores secundários: 11 g/m2
Consumidores primários: 37 g/m2
Produtores: 809 g/m2
Taxa de natalidade = Número de nascimentos no ano/1.000 pessoas
Taxa de mortalidade = Número de mortes no ano/1.000 pessoas
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rais, o potencial de crescimento de uma população é limitado
pela disponibilidade de alimento, de espaço e de abrigo, além
do fato de poderem existir predadores, parasitas e populações
competidoras. A resistência do meio aumenta proporcionalmente
ao aumento da densidade populacional, até se atingir um pon-
to em que as taxas de natalidade e de mortalidade sejam equi-
valentes e o número de indivíduos da população permaneça mais
ou menos constante ao longo do tempo.
10. Carga biótica máxima do meio é o tamanho máximo de deter-
minada população que um ambiente pode suportar.
11. Segundo o princípio da exclusão competitiva, se duas espécies
apresentam nichos ecológicos muito semelhantes, elas tendem
a competir acirradamente e, provavelmente, uma acabará elimi-
nando a outra ou a forçará a emigrar.
12. Os principais fatores ambientais que limitam o crescimento de uma
população são: densidade populacional, disponibilidade de alimen-
tos, competição entre os indivíduos da própria espécie (competi-
ção intra-específica), competição entre indivíduos de espécies di-
ferentes (interespecífica), predatismo e parasitismo. Uma população
em equilíbrio pode sofrer os efeitos do aumento da intensidade
de um ou mais fatores limitantes, o que causa diminuição do ta-
manho populacional. O abrandamento de um fator limitante, por
outro lado, pode determinar maior taxa de crescimento. Os fato-
res limitantes variam constantemente de intensidade, o que
acarreta flutuações no tamanho das populações naturais.
13. Pirâmides de idade, ou pirâmides etárias, são representações grá-
ficas que expressam a distribuição dos indivíduos de uma popu-
lação por faixas de idade. Populações jovens, com alta taxa de
crescimento, têm gráficos realmente em forma de pirâmide, com
a base mais larga que o ápice, o que indica elevada taxa de
natalidade. Em populações que controlam a natalidade, o gráfi-
co pode perder a forma de pirâmide, sendo a base, em certos
casos, mais estreita que o ápice. A análise de pirâmides de idade
pode revelar futuras tendências da população. Por exemplo, uma
população com muitas pessoas na faixa de idade entre 0-14
anos (pirâmide de base larga) indica que, nos anos seguintes,
grande número de pessoas entrará na idade reprodutiva, o que
permite prever crescimento da população nos próximos anos.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR
QUESTÕES OBJETIVAS
14. b 15. c 16. b; d 17. a; c
18. a 19. c 20. b 21. d
QUESTÕES DISCURSIVAS
22. A curva de potencial biótico (CPB) representa o potencial de
crescimento de uma população que encontrasse condições ideais
de alimento, de espaço etc. O meio, entretanto, impõe restri-
ções ao crescimento potencial, o que se chama resistência do
meio (R), caracterizada pela restrição de espaço, de obtenção de
alimento, pela competição, predação, parasitismo etc. Da
interação do potencial biótico com a resistência do meio surge a
curva de crescimento real para dada situação ambiental a que
se encontra submetida uma espécie.
23. a) Número de indivíduos em cada ano: 1) 140; 2) 211; 3) 312; 4)
433; 5) 453; 6) 449. Os estudantes devem ser orientados a cons-
truir um gráfico de linhas com esses dados (ordenadas = núme-
ro de indivíduos; abscissas = tempo em anos). b) Densidade
populacional a cada ano (indivíduos por km2): 1) 140; 2) 211; 3)
312; 4) 433; 5) 453; 6) 449. Os estudantes devem ser orienta-
dos a construir um gráfico debarras com esses dados. c) Apa-
rentemente o tamanho da população se estabilizou. O fator mais
provável para isso é a escassez de recursos do meio devido ao
aumento populacional. Nos anos seguintes é provável que o nú-
mero de indivíduos oscile em torno do mesmo valor observado
no último ano, considerando-se que já foi atingido o número de
indivíduos que o meio pode suportar.
24. No gráfico 1 estão representadas as curvas de potencial biótico
para as espécies A e B. A curva para a espécie B, no gráfico 2,
representa curva de crescimento logística. Quando as espécies
A e B estão reunidas, as condições para ambas as espécies pio-
ram depois de algum tempo. É possível, por exemplo, que haja
competição entre as espécies.
25. Pirâmides de idade:
CAPÍTULO 16
Relações ECOLÓGICAS
entre seres vivos
 GUIA DE ESTUDO
1. Relações intra-específicas são as que se estabelecem entre indi-
víduos de mesma espécie, enquanto relações interespecíficas são
as que se estabelecem entre indivíduos de espécies diferentes.
Exemplo de relação intra-específica é a sociedade; de relação
interespecífica é a predação.
2. Competição intra-específica é a disputa, entre indivíduos de mes-
ma espécie, por um ou mais recursos do ambiente. Dependen-
do da espécie, pode ocorrer competição por água, alimento,
minerais, luz, locais para construir os ninhos, parceiros para re-
produção etc. Além da luta física por alimento ou por parceiros
de reprodução, a competição também pode se manifestar de
outras formas. Por exemplo, se um animal é muito ativo na pro-
cura de alimento, ele tende a levar vantagem competitiva sobre
outro mais lento, principalmente se o alimento for escasso. Plan-
tas podem competir por água e por nutrientes disponíveis no
solo, e também por locais onde a luminosidade seja mais ade-
quada. Em certas regiões desérticas, por exemplo, nota-se uma
distribuição espaçada dos indivíduos de certas populações de
plantas. Isso se deve à competição pelo suprimento de água no
solo: como duas plantas não podem crescer muito perto uma
da outra devido à escassez de água, elas distribuem-se com cer-
ta homogeneidade na área ocupada pela população.
3. Colônias são relações de cooperação intra-específica, em que in-
divíduos de mesma espécie vivem agrupados, interagindo de for-
ma mutuamente vantajosa. Entre os componentes de uma colô-
nia há sempre divisão de trabalho, cujo grau varia de acordo com
a espécie. Quando os indivíduos de uma colônia são semelhan-
tes, a colônia é considerada isomorfa; quando a colônia é forma-
da por indivíduos diferentes, fala-se em colônia heteromorfa. A
alga colonial Volvox, que vive em água doce, é um exemplo de
colônia heteromorfa. Outro exemplo de colônia heteromorfa é o
cnidário Physalia pelagica, conhecido como caravela-portuguesa.
Outro cnidário colonial é a Obelia, em que as colônias são
heteromorfas, com indivíduos alimentadores, chamados de
gastrozóides, e indivíduos reprodutores, chamados de gonozóides.
Os corais são cnidários que apresentam colônias isomorfas, com
um esqueleto calcário compartilhado por centenas, milhares ou
milhões de indivíduos muito semelhantes.
4. Sociedades são grupos de organismos de mesma espécie em
que os indivíduos apresentam algum grau de cooperação entre
si e relativa independência e mobilidade. Estas últimas caracte-
rísticas distinguem sociedade de colônia, na qual os indivíduos
são fisicamente unidos. Diversas espécies, inclusive a nossa, vi-
vem em sociedade. Exemplos de sociedades altamente organi-
zadas são encontrados nos insetos sociais das ordens
Hymenoptera (abelhas, formigas e vespas) e Isoptera (cupins).
3,8%65 ou mais
16,4%40-64
39,2%15-39
40,6%0-14
30,6%
33,3%
18,8%
País A País B
17,3%
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5. Castas sociais são os diferentes tipos de indivíduo, que exercem
funções bem definidas em certas espécies de insetos sociais. Na
sociedade das abelhas, por exemplo, há três castas básicas: rai-
nha, zangão e operária. Na sociedade de certas formigas há a
casta dos reis (rainha e rei), dos soldados etc.
6. Em Apis mellifera, a rainha pode colocar dois tipos de ovo: não-
fecundado e fecundado. Os ovos não-fecundados desenvolvem-
se normalmente, fenômeno conhecido como partenogênese (do
grego partenós, virgem, não-fecundado, e genesis, origem), e
originam machos haplóides com cromossomos exclusivamente
maternos. Ovos fecundados originam fêmeas diplóides. Estas
podem desenvolver-se como operárias ou como rainhas, depen-
dendo do tipo de alimentação que recebem na fase larval. Lar-
vas de operárias e de zangões são alimentadas principalmente
com mel, enquanto certas larvas, alimentadas com uma subs-
tância especial, a geléia real, transformam-se em rainhas. Ao
atingir a maturidade sexual, as jovens rainhas abandonam a col-
méia, seguidas por um pequeno “séquito” de operárias e
zangões, e fundam colméias novas.
7. Quando analisadas sob o ponto de vista de ganho ou perda para
os indivíduos envolvidos, as relações ecológicas interespecíficas
podem ser classificadas em positivas ou negativas. Relações eco-
lógicas positivas são aquelas em que um ou ambos os indivíduos
associados beneficiam-se e não há prejuízo para nenhuma das
partes. Relações ecológicas negativas são aquelas em que há pre-
juízo para um dos participantes da relação, ou para ambos.
8. Protocooperação ou mutualismo facultativo, também chamado
apenas cooperação, é um tipo de relação ecológica em que as
espécies associadas trocam benefícios, mas também podem vi-
ver sozinhas. Um exemplo de protocooperação é a relação entre
crustáceos do gênero Pagurus, conhecidos como caranguejos-
eremita, e algumas espécies de anêmona-do-mar (filo Cnidaria).
Outro exemplo de protocooperação é a relação entre grandes
mamíferos, como bois, búfalos e rinocerontes, e aves que co-
mem seus carrapatos. Crocodilos também convivem cooperati-
vamente com aves que entram em sua boca, removendo detri-
tos e sanguessugas de suas gengivas.
9. Herbivoria é a relação em que animais herbívoros comem partes
vivas de plantas. Do ponto de vista individual, há prejuízo para
as plantas e benefício para os animais que delas se alimentam.
Essa relação, entretanto, é uma das mais importantes na natu-
reza: é por meio da herbivoria que a energia captada da luz
solar pelos produtores pode passar para os demais níveis tróficos
das cadeias alimentares.
10. Predação é a relação em que uma espécie animal, predadora, ma-
ta e come indivíduos de outra espécie animal, que constituem
suas presas. Do ponto de vista individual, as espécies predadoras
beneficiam-se, enquanto as presas são prejudicadas. Do ponto
de vista ecológico, a predação é um mecanismo que regula a
densidade populacional, tanto para presas como para predado-
res. A estreita correlação observada entre as flutuações no ta-
manho das populações de predadores e presas é da maior im-
portância para a sobrevivência de ambas.
11. Quando duas espécies de uma comunidade disputam os mes-
mos recursos do ambiente, pode-se dizer que seus nichos ecoló-
gicos se “sobrepõem”, e ocorre competição interespecífica. Por
exemplo, espécies que comem capim, como os gafanhotos e o
gado, competem por alimento: ocorre sobreposição da parte de
seus nichos referentes à alimentação. Plantas cujas raízes estão
na mesma profundidade do solo competem por água e por nu-
trientes minerais. Quanto mais os nichos ecológicos das espé-
cies são semelhantes, ou seja, quanto mais sobrepostos eles são,
mais intensa é a competição entre as espécies. A competição
interespecífica pode resultar tanto na extinção de uma das es-
pécies como levá-la a migrar, procurandouma área disponível e
sem espécies competidoras.
12. Simbiose é toda relação ecológica próxima e interdependente
de certas espécies de uma comunidade, com conseqüências van-
tajosas ou desvantajosas para pelo menos uma das partes. Po-
dem-se distinguir quatro tipos de simbiose: inquilinismo,
comensalismo, mutualismo e parasitismo.
13. Inquilinismo é a relação em que uma espécie “inquilina” vive so-
bre ou no interior de uma espécie hospedeira, sem prejudicá-la. O
recurso principal buscado pelo inquilino, como o próprio nome
indica, é abrigo e moradia. Por exemplo, orquídeas, bromélias e
samambaias que crescem sobre outras plantas são exemplos de
inquilinismo. Nesses casos, as espécies inquilinas são chamadas
de epífitas (do grego epi, sobre, e phytos, planta). A vantagem
das epífitas em crescer sobre árvores de grande porte é obter
maior suprimento de luz para a fotossíntese, principalmente no
ambiente pouco iluminado do interior das florestas.
14. No comensalismo, assim como no inquilinismo, uma das espé-
cies é beneficiada pela simbiose, enquanto a outra, aparente-
mente, não obtém nenhum benefício com a relação, embora
não sofra prejuízo. O recurso principal buscado pelo comensal,
como o próprio nome indica, é alimento. Um exemplo clássico
de comensalismo é a associação entre a rêmora (ou peixe-pilo-
to) e o tubarão. A rêmora possui uma estrutura dorsal aderente,
comparável a uma ventosa, o apreensório, com o qual se pren-
de ao corpo de tubarões. O tubarão fornece transporte gratuito
para a rêmora e parece não se importar com sua presença. As
rêmoras alimentam-se dos restos das presas caçadas pelos tuba-
rões, obtendo vantagens com a associação. A relação entre hie-
nas e leões também é um caso de comensalismo. As hienas acom-
panham, a distância, bandos de leões, servindo-se dos restos da
caça abandonados por eles. Em certos casos, é difícil estabele-
cer a diferença entre inquilinismo e comensalismo. Por exemplo,
diversas espécies de peixe-palhaço encontram abrigo e prote-
ção entre os tentáculos de certas anêmonas-do-mar. Falaríamos,
portanto, que se trata de uma relação de inquilinismo. Entretan-
to, se os peixes-palhaço aproveitarem restos da alimentação da
anêmona, além de utilizá-la como abrigo, a relação seria mais
bem classificada como comensalismo.
15. Mutualismo, também chamado de mutualismo obrigatório, é um
tipo de simbiose em que ambas as espécies que interagem obtêm
benefícios. O mutualismo obrigatório difere da protocooperação
pelo fato de ser permanente e indispensável à sobrevivência dos
indivíduos associados; como vimos, na protocooperação os indi-
víduos das espécies participantes da relação podem viver associa-
dos ou não. Um exemplo de mutualismo é a interação de certas
espécies de cupins de madeira e microrganismos (bactérias e
protozoários) que habitam seu intestino. Outro exemplo de
mutualismo é encontrado nos liquens, que são organismos for-
mados pela associação de certas espécies de fungos e certas al-
gas ou cianobactérias. Um terceiro exemplo de mutualismo é a
associação entre determinados fungos e as raízes de certas plan-
tas, formando as chamadas micorrizas.
16. Parasitismo é o tipo de simbiose em que uma espécie parasita
associa-se a outra — a espécie hospedeira —, causando-lhe
prejuízos por alimentar-se à sua custa. Em geral, espécies pa-
rasitas e hospedeiras estão bem adaptadas umas às outras, de
modo que a relação causa poucos prejuízos ao organismo
parasitado. Basta pensar que, se um parasita matar seu hospe-
deiro, ele também morrerá; portanto, a tendência é que a rela-
ção parasitária se torne equilibrada ao longo das gerações, o
parasita adaptando-se ao hospedeiro, e vice-versa, fenômeno
denominado coadaptação. Organismos parasitas podem viver
na superfície externa do hospedeiro, sendo então chamados
ectoparasitos, ou viver no interior do corpo do hospedeiro, sen-
do chamados endoparasitos. Exemplos de ectoparasitos são
piolhos e carrapatos, e de endoparasitos são as lombrigas, so-
litárias, bactérias, vírus e muitos outros. Há animais ectoparasitos
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72 RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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de plantas, como os pulgões, por exemplo, que sugam seiva
elaborada dos caules através de suas longas trombas. Há tam-
bém plantas parasitas de outras plantas. O cipó-chumbo, por
exemplo, é uma planta parasita de cor amarela, sem folhas
nem clorofila, com aparência de “fios-de-ovos”, que cresce
sobre outras plantas. A erva-de-passarinho é uma planta
“hemiparasita”, pois extrai das plantas hospedeiras apenas
substâncias inorgânicas.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR
QUESTÕES OBJETIVAS
17. g 18. g 19. f 20. c 21. e 22. b
23. b 24. h 25. i 26. b 27. d 28. c
29. c 30. d 31. e 32. d 33. a 34. e
QUESTÕES DISCURSIVAS
35. Relações ecológicas
36. Nos dois casos há benefícios mútuos. Na situação em que há
alta especificidade entre inseto e planta, fala-se em mutualismo,
e quando não há especificidade, fala-se em protocooperação.
37. I) Predatismo, pois a espécie B se desenvolve melhor quando
associada à espécie A, a qual é claramente prejudicada. II)
Comensalismo: a espécie B é claramente beneficiada com a as-
sociação, e a espécie A não é afetada.
38. a) Parasitismo, pois a broca (parasita) causa danos às árvores
(hospedeiras). b) Predatismo, pois os pica-paus (predadores) ali-
mentam-se das brocas (presas). c) Poderia ser classificado como
protocooperação, pois os pica-paus beneficiam as árvores ao
comer as brocas. As árvores, por sua vez, beneficiam os pica-
paus porque lhes fornecem alimento (as brocas).
39. A relação entre os fungos e as formigas é um exemplo de
mutualismo, porque um depende do outro para sobreviver; o
fungo precisa das condições criadas pelas formigas para se de-
senvolver e as formigas dependem do fungo como alimento.
CAPÍTULO 17
Sucessão ecológica
e biomas
GUIA DE ESTUDO
1. Espécies pioneiras são aquelas que conseguem se instalar em
lugares inóspitos, suportando suas severas condições e abrindo
caminho para a chegada de outras espécies. Gramíneas que
colonizam dunas de areia e liquens que colonizam rochas nuas
são exemplos de espécies pioneiras.
2. Sucessão ecológica é um processo gradativo de colonização de
um hábitat, em que a composição das comunidades vai se alte-
rando ao longo do tempo. Sucessão primária é a que ocorre em
uma área antes desabitada, cujas condições iniciais eram alta-
mente desfavoráveis à vida. Ex.: a sucessão que ocorre em uma
lava vulcânica. Sucessão secundária é a que ocorre em locais
desabitados, mas que já foram anteriormente ocupados por uma
comunidade biológica e, por isso, apresentam condições iniciais
relativamente favoráveis ao estabelecimento de uma comunida-
de biológica. Ex.: a sucessão que ocorre em um campo de culti-
vo abandonado em uma área florestal.
3. Microclima refere-se às condições ambientais particulares do
biótopo ao qual estão adaptadas determinadas espécies.
4. a) Os organismos das comunidades em sucessão provocam mo-
dificações na estrutura física do hábitat e no clima, inaugurando
nichos ecológicos novos, que favorecem a chegada de novas
espécies. Por exemplo, plantas suculentas criam o nicho ideal
para pulgões e para outros insetos herbívoros. Estes, por sua
vez, servem de alimento a insetos predadores, que servirão de
alimento a pássaros insetívoros e assim por diante. b) O apareci-
mento de novos nichos ecológicos leva ao aumento da diversi-
dade de espécies na comunidade, ou seja, ao aumento da
biodiversidade. Com isso, aumenta o número total de indiví-
duos capazes de viver na comunidade e, portanto, a biomassa
do ecossistema em sucessão. c) Ocrescimento da teia de rela-
ções entre seus componentes permite à comunidade ajustar-se
cada vez mais às variações impostas pelo meio, aumentando
sua homeostase, isto é, sua capacidade de manter-se estável
apesar das variações ambientais.
5. Comunidade clímax é uma comunidade estável, em que a
biodiversidade, a biomassa e as condições microclimáticas tendem
a manter-se constantes. Nesse estágio é atingido o máximo da
homeostase. O clímax é um estado de estabilidade da comunida-
de resultante da sucessão compatível com as condições da região.
RELAÇÃO
INFRA-
ESPECÍFICA
SOCIEDADE
COMPETIÇÃO
CARACTERÍSTICAS
EFEITOS DE UM
ASSOCIADO
SOBRE OUTRO
Indivíduos agrupados, com união físi-
ca entre si, com ou sem divisão de tra-
balho (ex.: corais).
+ / +
Disputa entre indivíduos pelos mesmos
recursos (em praticamente todas as es-
pécies).
Indivíduos agrupados, sem união física
entre si, com organização social e divi-
são de trabalho (ex.: colméia de abelhas).
+ / +
– / –
RELAÇÃO
INTERESPECÍFICA
PROTOCOOPE-
RAÇÃO
INQUILINISMO
HERBIVORIA
PREDAÇÃO
COMPETIÇÃO
COMENSALISMO
PARASITISMO
MUTUALISMO
CARACTERÍSTICAS
EFEITOS DE UM
ASSOCIADO
SOBRE OUTRO
Associação não obrigatória en-
tre indivíduos, com benefícios
mútuos (ex.: anêmona-do-mar /
caranguejo-eremita).
Associação em que um dos asso-
ciados usa o outro como apoio
ou moradia, sem prejudicá-lo
(ex.: planta epífita / planta que
a abriga).
Relação entre animais e as plantas
que lhes servem de alimento (ex.:
gafanhoto / capim).
Relação em que um animal mata
e devora outro (ex.: camundon-
go / coruja).
Relação entre organismos que ocu-
pam nichos ecológicos semelhan-
tes (ex.: gafanhoto / taturanas).
Relação em que um dos associa-
dos se beneficia de outro, sem
prejudicá-lo (ex.: hiena / leão).
+ / 0
+ / +
+ / –
+ / –
– / –
+ / 0
+ / –
+ / +
Relação em que um dos associa-
dos se beneficia de outro, cau-
sando-lhe prejuízos (ex.: lombri-
ga / ser humano).
Associação obrigatória, com be-
nefícios mútuos (ex.: alga / fun-
go no liquen).
COLÔNIA
MANUAL_BIO_3_PNLEM_C 18.06.2005, 12:4072
73RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES
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6. O desenvolvimento que uma comunidade pode atingir, isto é,
seu clímax, depende de um conjunto de características do meio.
As mais importantes são o clima — que inclui a temperatura
ambiental, o índice de chuvas etc. — e o tipo de solo presentes
na região.
7. Insolação é a quantidade de radiação solar que atinge a superfí-
cie terrestre. A insolação depende de dois fatores principais: a
latitude e a inclinação do eixo de rotação da Terra em relação ao
ângulo de incidência dos raios solares. Na linha do equador, isto
é, na latitude zero, os feixes de radiação solar incidem quase
perpendicularmente à superfície terrestre, enquanto nas regiões
situadas em latitudes crescentes, norte e sul, os feixes incidem
obliquamente, devido à curvatura da Terra. Conseqüentemente,
no equador, a mesma quantidade de energia solar distribui-se em
uma área menor de superfície terrestre que junto dos pólos; por
isso no equador, a mesma quantidade de energia solar aquece
mais determinada área da superfície que nos pólos.
8. O eixo de rotação da Terra apresenta uma inclinação da ordem
de 23,5° (graus de circunferência) em relação ao Sol. A inclina-
ção do eixo não se altera ao longo do ano, de tal maneira que,
no início do ano, o hemisfério norte está inclinado para longe
do Sol. Isso, além de fazer os feixes de radiação incidirem obli-
quamente à superfície do hemisfério norte, também diminui a
duração dos dias, resultando em temperaturas baixas. No he-
misfério sul ocorre o contrário.
9. Nas regiões equatoriais, o ar, por estar fortemente aquecido pelo
calor que irradia do solo, sobe (por estar menos denso) e gera
uma zona de baixa pressão, que é imediatamente ocupada por
ar mais frio. Esse movimento do ar devido ao aquecimento desi-
gual é conhecido como corrente de convecção. O ar aquecido
desloca-se afastando-se do equador e, próximo das latitudes de
30° norte e sul, a massa de ar desce. Junto à superfície, a atmos-
fera novamente se aquece, subindo e deslocando-se até 60° de
latitude, onde desce novamente. Uma terceira e última convecção
leva massas atmosféricas até as regiões polares. Pesadas chuvas
ocorrem quando o ar aquecido sobe e se resfria, principalmente
nas regiões tropicais, onde a evaporação é intensa. Muitas das
regiões desérticas do planeta encontram-se justamente nas lati-
tudes de 30° norte e sul, onde as massas de ar seco descem
sobre a superfície terrestre. Ao se aquecerem, subindo nova-
mente, as massas de ar carregam a umidade da região, tornan-
do-a seca.
10. A água dos mares e dos oceanos circula, formando correntes
resultantes do efeito combinado dos ventos e da rotação da
Terra. No hemisfério norte, as correntes oceânicas circulam no
sentido horário, enquanto no hemisfério sul circulam no sentido
anti-horário. Duas correntes oceânicas muito importantes são a
Corrente do Golfo e a Corrente de Humboldt. A primeira leva
água aquecida do equador até a costa da América do Norte e
da Europa, tornando mais amenas as temperaturas dessas re-
giões. A segunda leva águas resfriadas da região polar até a
costa pacífica da América do Sul. Além de contribuírem na cir-
culação de energia, as correntes oceânicas são também impor-
tantes na circulação de nutrientes no ambiente marinho.
11. O solo forma-se pela desagregação das rochas da superfície ter-
restre. O aquecimento pelo Sol e o resfriamento brusco pelas
chuvas, aliados à ação dos ventos, são os fatores que consti-
tuem o intemperismo, responsável pela fragmentação das ro-
chas, que são reduzidas a pequenas partículas. As partículas que
compõem as camadas superiores do solo, que estão mais sujei-
tas aos efeitos do intemperismo, são menores que as das cama-
das mais profundas. A rocha não-decomposta, localizada na po-
sição mais inferior do solo, é denominada rocha matriz.
12. Quanto à textura, os solos podem ser formados por partículas
maiores ou menores, desde areia grossa, com partículas entre
0,2 mm e 2 mm de diâmetro, até areia fina e argila, esta última
com menos de 2 µm de diâmetro. Se as partículas do solo forem
grandes, a água das chuvas infiltra-se rapidamente e pouca
umidade fica retida. Por outro lado, solos constituídos por bas-
tante argila retêm água e minerais (Ca2+, K+ e Mg2+). O solo mais
apropriado para as plantas compõe-se de uma mistura adequa-
da de partículas grandes e pequenas, de modo a reter água
sem, no entanto, encharcar-se demais. A vegetação também
participa da formação do solo. Quando a vegetação é densa, a
camada mais superficial pode ser formada quase totalmente por
matéria orgânica decomposta, o húmus, rico em nutrientes que
se infiltram no solo e são absorvidos pelas raízes das plantas.
Minhocas e diversos tipos de microrganismos têm papel funda-
mental na formação do húmus.
13. Em locais onde as chuvas são abundantes, a água infiltra-se no
solo e acumula-se junto à rocha matriz, formando uma zona
permanentemente saturada de água, o lençol freático. A água
do lençol freático pode deslocar-se sobre a rocha matriz e aflorar
à superfície, formando um “olho-d‘água”, que pode originar
um riacho e, eventualmente, um rio. Nas camadas acima do
lençol freático, o solo fica saturado de água apenas após as gran-
des chuvas. Acima delas existe ar entre as partículas, além de
água. Certas árvores possuem raízes tão profundas que chegam
a atingir o lençol freático; isso torna-as capazes de resistir à even-
tual falta de água nas camadas superficiais do solo, enquanto
prejudica plantas menores.