UNIDADE
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CORPO HUMANO E GENÉTICA

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Respostas e comentários estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Ao comer uma refeição, características como o odor, a côrcor, a textura e o sabor dos alimentos podem intensificar a salivação, e, a depender da situação, podem despertar boas memórias, fazer-nos respirar mais profundamente e até mesmo acelerar os batimentos cardíacos.

Esse mesmo alimento quêque provoca diferentes reações em nosso corpo, tem características quêque estão relacionadas a combinações genéticas quêque ocorreram ao longo do tempo.

Nesta Unidade, você irá estudar como os sistemas do corpo humano atuam e interagem para garantir o funcionamento do organismo, e como a genética influencíainfluencia as características dos sêresseres vivos.

1. Quais sistemas do corpo humano podem sêrser relacionados às ações descritas no primeiro parágrafo do texto?

2. Um mesmo ingrediente pódepode fazer toda a diferença em uma refeição. Veja como exemplo a banana, quêque possui diferentes tipos. A banana-da-terra é mais firme e menos adocicada, por isso, costuma sêrser utilizada em pratos salgados. Já a banana-nanica é mais doce e macia, geralmente utilizada para pratos doces. Para você, o quêque determina as diferentes características dêêssesdesses frutos, bem como dos sêresseres vivos no geral?

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TEMA
25
Sistemas digestório e respiratório

Respostas e comentários dêstedeste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

No ano de 2008, foi aprovada a lei númeronº 11.705, também conhecida como Lei Seca. Ela visa inibir o consumo de bebida alcoólica pelo condutor de veículo automotor e, em caso de desrespeito à lei, são previstas multa, suspensão do direito de dirigir e até mesmo prisão, a depender da circunstância.

O etilômetro é um aparelho utilizado para medir a quantidade de áucôlálcool no corpo de uma pessoa. No teste feito com o aparelho, a pessoa assopra um bocal por pelo menos cinco segundos. O ar exalado reage com compostos químicos do etilômetro, e a concentração de áucôlálcool é determinada. Devido à maneira como é usado, o etilômetro é popularmente conhecido como bafômetro.

Os sistemas do corpo humano trabalham em conjunto para garantir o funcionamento do organismo. Essa integração pódepode sêrser evidenciada pelo uso do etilômetro. O áucôlálcool, ao sêrser ingerido por uma pessoa, é processado pelo sistema digestório, quêque o ABSÓRVEabsorve e posteriormente o disponibiliza no sanguesangue.

O sistema cárdio vascularcardiovascular transporta o áucôlálcool por todo o corpo, inclusive para os pulmões. No sistema respiratório uma fração da quantidade de áucôlálcool ingerida é exalada para o ar, a qual é captada pelo etilômetro. Entretanto, a maior parte do áucôlálcool permanécepermanece no corpo, o quêque pódepode causar danos à saúde.

O consumo de áucôlálcool pódepode prejudicar o sistema digestório, alterar o funcionamento do sistema urinário e, como é uma droga depressora, afetar diretamente o sistema nervoso, provocando embriaguez e podendo levar à dependência.

A partir de agora, serão estudadas as características de alguns sistemas do corpo humano. Neste Tema, o foco será nos sistemas digestório e respiratório. Mas antes, vamos estudar os tecídostecidos quêque formam o corpo humano.

1 Na internet circulam receitas falsas de"como enganar o bafômetro", como consumir algo que"limpe o hálito". Contudo, nenhuma dessas receitas funciona, pois o aparelho cáptacapta o áucôlálcool proveniente do ar exalado pêlospelos pulmões. Além díssudisso, tentar enganar o bafômetro é uma infração grave, passível de multa, suspensão do direito de dirigir e até prisão. Você já ouviu falar sobre alguma dessas práticas? O quêque você pensa sobre isso? Converse com um colega sobre o assunto.

2 Mesmo sabendo sobre a Lei Seca, muitas pessoas optam por dirigir após o consumo de bebidas alcoólicas. Quais são os perigos quêque envolvem uma atitude como essa? Converse com um colega sobre o assunto. Se necessário, realize uma pesquisa.

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Tecidos

Retome as diferenças entre glândulas exócrinas e endócrinas, quêque foram abordadas na Unidade 2, no Tema 7. O termo “glândula” é mais freqüentementefrequentemente utilizado para se referir a estruturas multicelulares compléksascomplexas, como as glândulas sebáceas, sudoríferas e mamárias, embora existam glândulas unicelulares, como as células caliciformes do intestino delgado ou da traqueia.

Os tecídostecidos são grupos de células de mesma origem quêque estão associadas a substâncias extracelulares por elas produzidas. Esses tecídostecidos trabalham em conjunto, realizando funções específicas e especializadas no organismo.

No corpo humano, por exemplo, há quatro tipos básicos de tecídostecidos: epitelial, conjuntivo, muscular e nervoso. Cada um dêêssesdesses tecídostecidos é apresentado a seguir.

Tecido epitelial

O tecido epitelial tem como principais funções o revestimento e a secreção. Ele é dividido em dois principais tipos: o tecido epitelial de revestimento e o tecido epitelial glandular.

Tecido conjuntivo

Os tecídostecidos conjuntivos oferecem suporte a outros tecídostecidos e a órgãos do corpo. Eles são constituídos por variados tipos de células e por uma grande quantidade de matriz extracelular, na qual estão presentes diferentes tipos de fibras. As células dos tecídostecidos conjuntivos estão envoltas pela matriz extracelular e raramente tocam-se umas às outras.

Alguns tipos de tecido conjuntivo dêsempênhamdesempenham funções específicas, como o tecido ósseo, o sanguesangue, o tecido adiposo e o tecido cartilaginoso.

O tecido ósseo contribui para a sustentação do corpo, além de proteger órgãos internos.

O sanguesangue realiza o transporte de substâncias, como nutrientes, gases, hormônios, entre outras.

O tecido adiposo armazena energia na forma de gordura e proporciona isolamento térmico.

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O tecido cartilaginoso participa da sustentação do corpo e do amortecimento de impactos entre óssosossos.

Tecido muscular

O tecido muscular é formado por células alongadas quêque possuem a capacidade de se contrair. Ele pódepode sêrser dividido em tecido muscular estriado esquelético, tecido muscular estriado cardíaco e tecido muscular não estriado (ou liso).

Tecido nervoso

O tecido nervoso é formado por neurônios e células da glia. Os neurônios são responsáveis pela transmissão dos impulsos nervosos, enquanto as células da glia protegem e nutrem os neurônios.

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Sistema digestório

Após ter sido mastigado e umedecido, o alimento assume uma consistência pastosa e passa a sêrser chamado de bôo-lobolo alimentar. O bôo-lobolo alimentar é deglutido e levado até a faringe, quêque se conecta ao esôfago. Por meio da contração da musculatura não estriada da parede do esôfago, o bôo-lobolo alimentar é empurrado até o estoômagoestômago. Essa contração é denominada peristaltismo, quêque também ocorre ao longo dos intestinos.

O intestino abriga uma grande quantidade de bactérias importantes para a saúde do corpo. Assista à reportagem a seguir para saber mais sobre a microbiota intestinal.

Da imunidade à mente: a importânssiaimportância dos micróbios intestinais. Publicado por: BBC niusNews Brasil. Vídeo (11 min). Disponível em: https://livro.pw/byflu. Acesso em: 13 out. 2024.

É possível acionar a legenda no vídeo. Caso precise da janela de Libras, sugere-se o uso de ferramentas digitais como o VLibras (Disponível em: https://livro.pw/noesn. Acesso em: 8 maio 2025.)

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Após a ação digestiva do estoômagoestômago, o bôo-lobolo alimentar adqüireadquire consistência ainda mais líquida e passa a sêrser denominado quimo. O quimo é direcionado ao intestino delgado, um longo tubo muscular onde a digestão química é finalizada e a maior parte dos nutrientes é absorvida.

A absorção é maximizada devido à grande superfícíesuperfície de contato dêêssedesse órgão, decorrente das dobras teciduais das paredes internas do intestino quêque formam projeções denominadas vilosidades. Além díssudisso, as especializações da membrana plasmática das células absortivas formam projeções denominadas microvilosidades.

Na porção superior do intestino delgado, denominada duodeno, ocorre a secreção da bile. A bile é um fluido de coloração amarelo-esverdeada quêque é produzida pelo fígado e armazenada na vesícula biliar. Ela é formada por á guaágua, sais minerais e substâncias quêque facilitam a digestão dos lipídios.

Também no duodeno, ocorre a secreção do suco entérico, produzido pelo próprio intestino delgado, e do suco pancreático, produzido pelo pâncreas. Essas secreções contêm enzimas quêque atuam na digestão de carboidratos, proteínas e lipídios.

Com o término da digestão química, ocorre a absorção dos nutrientes pelas células do intestino delgado, quêque atingem a corrente sanguínea e são transportados para as células do corpo. Além díssudisso, o quimo passa a sêrser chamado de kiloquilo e é direcionado ao intestino grosso.

O intestino grosso é dividido em três regiões: o ceco, o colo e o reto. Nele, ocorre a maior parte da reabsorção da á guaágua presente no kiloquilo e a formação das fézesfezes, quêque são eliminadas pelo ãnusânus.

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Dentição

Os dentes são estruturas importantes para a mastigação, pois auxiliam na trituração e perfuração dos alimentos. Eles estão inseridos nos óssosossos da mandíbula e da maxila e podem sêrser divididos em três regiões: coroa, parte visível dos dentes, localizada acima das gengivas; colo, região de junção entre o colo e a raiz, normalmente ao nível das gengivas; e raiz, envolvida pelas gengivas e inserida nos óssosossos.

intérnamenteInternamente, os dentes são constituídos basicamente por dentina, uma camada de tecido conjuntivo calcificado quêque confere rigidez e determina seu formato. A dentina localizada na região da coroa é revestida pelo esmalte, uma camada rica em minerais de cálcio quêque oferece proteção contra o desgaste da mastigação. Além díssudisso, a dentina envolve um espaço quêque é preenchido pela polpa, formada por tecido conjuntivo rico em nervos e vasos sangüíneossanguíneos.

êsteEste assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Química. Mais informações nas Orientações para o professor.

Enzimas: catalisadores biológicos

As enzimas são moléculas quêque apresentam ação catalisadora, promovendo um aumento na taxa de desenvolvimento de reações químicas. Elas apresentam especificidade para o reagente sobre o qual atuam, denominado substrato. A ação catalítica das enzimas ocorre enquanto estiverem ligadas ao substrato, possibilitando quêque ele seja convertido em produtos da reação d fórmade forma mais rápida.

Como exemplo, considere a enzima lactase. A lactase é produzida por algumas células do intestino delgado e catalisa a degradação de moléculas de lactose, um açúcar presente no leite. A digestão da lactose resulta em uma molécula de glicose e uma molécula de galactose, as quais podem sêrser absorvidas pelas células do intestino.

3 De modo geral, um sêrser humano adulto apresenta 32 dentes, quêque podem sêrser agrupados: incisivos, caninos, pré-molares e molares. Faça uma pesquisa sobre as funções dêêssesdesses tipos de dentes e registre os resultados em seu caderno.

4 Algumas pessoas são intolerantes à lactose. Que característica resulta nessa condição? Quais são os sintomas apresentados por essas pessoas? Como as pessoas com intolerância à lactose lidam com essa condição? Faça uma pesquisa sobre o assunto e anote os resultados encontrados no caderno.

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Sistema respiratório

O sistema respiratório é responsável por realizar as trocas gasosas entre o organismo e o ambiente. Ele pódepode sêrser dividido em duas pôr-çõesporções, funcionalmente: a porção condutora e a porção respiratória.

A porção condutora consiste em uma série de cavidades e tubos interconectados quêque filtram, aquécemaquecem e umedecem o ar, à medida quêque ele é conduzido aos pulmões. Fazem parte da porção condutora o nariz, a faringe, a laringe, a traqueia e os brônquios.

A porção respiratória, por sua vez, compreende as estruturas localizadas dentro dos pulmões, entre as quais os alvéolos pulmonares, onde ocorrem as trocas gasosas entre o ar e o sanguesangue.

Quando inspiramos, o ar entra no corpo pelas aberturas do nariz, chamadas narinas, e passa pela cavidade nasal, onde é filtrado, aquecido e umedecido. A cavidade nasal conecta-se à faringe, um tubo muscular quêque é comum ao sistema digestório. Ou seja, o alimento passa por ela para chegar ao esôfago, e o ar, para chegar à laringe.

A laringe, por sua vez, é um tubo oco cujas paredes são revestidas por anéis imcomplétosincompletos de cartilagem, o quêque evita sua compressão. Nela, estão localizadas as pregas vocais, cuja vibração provocada pela passagem de ar emite sônssons. Além díssudisso, na porção superior da laringe, encontra-se a epiglote, uma estrutura cartilaginosa quêque se fecha durante a passagem de alimentos pela faringe, evitando a entrada deles na laringe, condição associada aos engasgos. A abertura da epiglote possibilita a passagem de ar.

Após a laringe, o ar segue para a traqueia, um tubo cuja porção final se ramifica em dois brônquios. Cada um deles entra em um dos pulmões e se ramifica em bronquíolos, quêque são tubos menóresmenores e finos.

Os bronquíolos se subdividem em estruturas cada vez menóresmenores, quêque são circundadas pêlospelos alvéolos pulmonares. Os alvéolos pulmonares são pequenos sacos epiteliais, envolvidos por capilares sangüíneossanguíneos. Eles são elásticos, ou seja, possuem a capacidade de inflar e esvaziar conforme entra ou sai ar, respectivamente.

• Você sabe qual é a diferença entre a voz e a fala? E como elas são produzidas? Para obtêrobter essas respostas, assista ao vídeo indicado no sáitisite a seguir. Para ativar as legendas do vídeo, clique em “Detalhes”, “Legendas/CC”, “Traduzir automaticamente” e “Português”.

How does the human body produce voice êndand speech? Publicado por: Né chionálNational Institutes ÓFof rélfHealth (NIH). Vídeo (4 min.). Disponível em: https://livro.pw/aosbn. Acesso em: 13 out. 2024.

É possível acionar a legenda no vídeo. Caso precise da janela de Libras, sugere-se o uso de ferramentas digitais como o VLibras (Disponível em: https://livro.pw/noesn. Acesso em: 8 maio 2025.)

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Os alvéolos pulmonares não se esvaziam completamente. Caso o fizéssemfizessem, sêrseriam colabados, deixando de ser funcionais.

Quando o ar atinge os alvéolos pulmonares, ocorrem as trocas gasosas com o sanguesangue, conforme representado na imagem a seguir.

5 Algumas alterações do metabolismo fazem com quêque o corpo produza acetona. Por sêrser um compôztocomposto volátil, assim como o áucôlálcool, parte dessa acetona pódepode passar para os alvéolos. Nesses casos, a pessoa começa a exalar um hálito cetônico, popularmente chamado de “bafo de acetona”. Pesquise e faça um texto quêque explique quais situações levam a essa condição.

Movimentos respiratórios

As trocas gasosas realizadas entre os alvéolos pulmonares e o ambiente são possibilitadas pêlospelos movimentos respiratórios: na inspiração, ocorre a entrada de ar nos pulmões; na expiração, ocorre a saída de ar para o ambiente.

Nesse processo, o ar flui devido às diferenças de pressão existentes entre o interior da caixa torácica e a atmosféraatmosfera. Essas diferenças são produzidas pela contração e pelo relaxamento dos músculos respiratórios: o diafragma, localizado abaixo dos pulmões, e os músculos intercostais, situados entre as costelas.

êsteEste assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Física. Mais informações nas Orientações para o professor.

O ar flui por diferenças de pressão

Na inspiração, o diafragma se contrai e abaixa, enquanto os músculos intercostais se contraem e elévamelevam as costelas (A). Essa situação promove o aumento do volume da caixa torácica, quêque resulta na diminuição da pressão em seu interior. Assim, a pressão dentro da caixa torácica é menor do quêque a pressão atmosférica e o ar do ambiente se desloca para o interior dos pulmões, quêque se expandem.

Na expiração, o diafragma e os músculos intercostais relaxam, reduzindo o volume da caixa torácica (B). Isso resulta no aumento da pressão em seu interior, quêque se torna superior à pressão atmosférica. Dessa forma, o ar, quêque estava no interior dos pulmões, desloca-se para o ambiente e os pulmões se contraem.

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1. O quêque é um tecido?

2. Indique os tipos de tecido quêque existem no corpo humano e cite algumas de suas características.

3. Quais são os componentes do sistema digestório? Cite a função dêêssedesse sistema.

4. Qual é a função do sistema respiratório?

5. Quando alimentos ou mesmo a saliva entram na laringe (vias aéreas), em vez de de seguirem pelo esôfago (via digestiva), pódepode ocorrer o engasgo. O engasgo normalmente ocorre devido a uma falha na função desempenhada por uma estrutura cartilaginosa existente no sistema respiratório. Que estrutura é essa e qual é sua função?

6. Observe as imagens a seguir, quêque apresentam diferentes tecídostecidos.

Considere as imagens e os seus conhecimentos sobre tecídostecidos para responder aos itens a seguir.

a) Quais tipos de tecídostecidos musculares estão representados nas imagens?

b) Qual tecido realiza contração voluntária e qual realiza contração involuntária? Explique os termos.

c) Qual é o outro tipo de tecido muscular existente e quêque tipo de contração ele realiza?

d) A amostra de tecido B foi ôbitídaobtida do intestino delgado. Qual é a função desempenhada por êsteeste órgão?

7. Considere quêque um casal tenha feito as seguintes refeições no jantar:

• Cláudia: sanduíche (pão, hambúrguer de carne bovina e queijo muçarela).

• João: macarronada com azeite e um filé de peixe grelhado.

De acôr-doacordo com seus conhecimentos sobre o sistema digestório, responda às kestõesquestões a seguir. Se necessário, faça uma pesquisa.

a) Entre os alimentos ingeridos pelo casal, quais são fontes de carboidratos? E de proteínas?

E de lipídios?

b) Em seu caderno, faça um qüadroquadro indicando os locais onde ocorrerá a digestão química dêêssesdesses alimentos e, quando possível, as principais enzimas quêque irão catalisar esse processo.

c) Considere quêque João tenha passado por uma cirurgia para a remoção da vesícula biliar em decorrência de uma inflamação. Nesse caso, é possível quêque a digestão de sua refeição seja prejudicada? Explique sua resposta.

8. O tabagismo é o ato de fumar produtos à base de tabaco, como cigarro, narguilé, charuto, cachimbo, cigarro de palha e fumo de rolo. Segundo a Organização Mundial da Saúde (hó ême ésseOMS), ele é responsável pela morte de mais de 8 milhões de pessoas a cada ano.

A prática do tabagismo também pódepode ocasionar diversos problemas à saúde, como o enfisema pulmonar. Nessa condição, os alvéolos pulmonares são destruídos e a pessoa sente falta de ar constantemente.

Com base nas informações do texto e em seus conhecimentos, responda.

a) por quêPor que as pessoas com enfisema pulmonar sentem falta de ar?

b) Os alvéolos pulmonares são constituintes da porção condutora ou da porção respiratória do sistema respiratório?

c) Além dos danos aos alvéolos pulmonares, quêque outras estruturas do sistema respiratório podem sêrser lesionadas pelo tabagismo? Faça uma pesquisa para auxiliar em sua resposta.

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Degradando o amido

O amido é uma molécula de carboidrato presente em diversos alimentos. Sua digestão é iniciada na bôcaboca, pela ação da amilase salivar. Você já se questionou como seria possível visualizar a ação dessa enzima? Em grupo, realize a seguinte atividade.

Materiais

• 3 copos plásticos de 50 mL;

• Faca de ponta arredôndá-daarredondada;

• 1 conta-gotas;

• duas colheres2 colheres de sopa;

• 1 caneta esferográfica;

• uma banana1 banana madura;

• Solução de iôdoiodo;

• 70 mL de á guaágua;

• Saliva.

Procedimentos

• Enumere os copos plásticos de 1 a 3 com a caneta esferográfica.

• sôbSob a supervisão de um adulto, kórticorte com cuidado a banana em pedaços pequenos. Coloque alguns pedaços nos copos 1 e 2 e amasse-os bem, de modo quêque ocupem a mêtádemetade do volume dos copos.

• Utilize uma das colheres de sopa para acrescentar cerca de 20 mL de á guaágua em cada um dos dois copos.

Misture o conteúdo dêêssesdesses copos com cuidado.

• No copo 3, coloque 30 mL de á guaágua.

• Com a outra côlhercolher de sopa, um voluntário deve coletar um pouco de saliva.

Despeje a saliva no copo 2 e misture seu conteúdo novamente, com cuidado para não espirrar.

• Aguarde 15 minutos.

• Com o conta-gotas, pingue 5 gotas da solução de iôdoiodo em cada um dos copos. Observe os resultados e registre-os no caderno.

1. Quais foram os resultados observados?

2. A solução de iôdoiodo tem coloração marrom. Quando em contato com o amido, ocorre uma reação química responsável por modificar sua coloração, quêque passa a sêrser azul-escuro. Considerando essa informação, elabore uma explicação para os resultados observados.

3. Refaça os procedimentos para testar a presença de amido em diferentes alimentos quêque você costuma ingerir no cotidiano. Registre os resultados no caderno.

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TEMA
26
Sistema cárdio vascularcardiovascular, imunidade e sistema urinário

Respostas e comentários dêstedeste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

A doação de sanguesangue é um gesto de solidariedade quêque pódepode ajudar a salvar muitas vidas. Essa ação voluntária possibilita quêque transfusões sanguíneas sêjamsejam realizadas em diferentes situações, como em emergências, durante cirurgias ou no tratamento de algumas doenças. Para quêque todas as demandas sêjamsejam atendidas, é importante quêque o estoque dos bancos de sanguesangue esteja sempre abastecido.

A fim de ampliar a conscientização das pessoas, celebra-se, anualmente no Brasil, a campanha Junho Vermelho. Ao longo do mês de junho, são realizadas diversas ações de incentivo à doação de sanguesangue, como campanhas na mídia, nas rêdesredes sociais e a organização de mutirões de doação por empresas e instituições.

O sanguesangue é um tipo de tecido conjuntivo e um dos constituintes do sistema cárdio vascularcardiovascular. Ele desempenha diversas funções no organismo, como no transporte de substâncias e na imunidade do corpo, assuntos quêque serão estudados neste Tema.

1 Você conhece alguma pessoa quêque já realizou uma doação de sanguesangue? Em caso positivo, pergunte a essa pessoa quais foram os procedimentos realizados para quêque ela pudesse fazer a doação. Caso não conheça, faça uma pesquisa para saber quais são esses procedimentos. Compartilhe com os côlégascolegas as informações coletadas.

2 Você conhece uma pessoa quêque já precisou de uma transfusão de sanguesangue? Em caso positivo, tente descobrir quais são os motivos quêque a levaram a essa necessidade e quais são os critérios para quêque esse procedimento seja feito. Se julgar oportuno, compartilhe essas informações com os côlégascolegas.

3 Em sua opinião, qualquer pessoa pódepode sêrser doadora de sanguesangue? Há algum risco para quem doa sanguesangue? Converse com seus côlégascolegas.

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Sistema cárdio vascularcardiovascular

O sistema cárdio vascularcardiovascular é responsável por distribuir nutrientes, gases, hormônios e outras substâncias pelo organismo, além de recolher produtos excretados do metabolismo quêque serão eliminados posteriormente. Ele é formado pelo sanguesangue, por uma rê-derede de vasos sangüíneossanguíneos de diferentes calibres e pelo coração.

O sanguesangue é um fluido viscoso de coloração vermelha. Ele possui dois principais componentes: o plasma, quêque corresponde à porção líquida, e os elemêntoselementos figurados, quêque compreendem as células e as plaquetas.

O plasma é formado principalmente por á guaágua, além de nutrientes, hormônios, gases e excretas do metabolismo. Ele sérveserve como meio de transporte dessas substâncias e contribui para o equilíbrio do volume de á guaágua existente no sanguesangue.

As hemácias ou glóbulos vermelhos são as células presentes em maior quantidade no sanguesangue. Elas são anucleadas (não apresentam núcleo) e possuem hemoglobina, um pigmento de coloração avermelhada, ao qual as moléculas de gás oxigênio se ligam, e são transportadas pelo corpo.

Os leucócitos ou glóbulos brancos são células relacionadas à defesa do organismo. Existem diferentes tipos de leucócitos, quêque podem realizar funções distintas na proteção do corpo contra agentes nocivos.

As plaquetas são fragmentos de células responsáveis pela coagulação sanguínea, processo quêque interrompe o vazamento do sanguesangue após o rompimento de um vaso sangüíneosanguíneo.

êsteEste assunto permite um trabalho em conjunto com os componentes curriculares de Física e Química. Mais informações nas Orientações para o professor.

Um coloide chamado sanguesangue

A olho nu, o sanguesangue apresenta aspecto uniforme, homogêneo. Entretanto, ele é um coloide, ou seja, é compôztocomposto por partículas de diferentes tamanhos, entre 1 e 1.000 nanometros, quêque podem sêrser visualizadas em uma amostra ao microscópio.

Algumas dessas fases também podem sêrser observadas durante a centrifugação do sanguesangue. Nesse método, a amostra é colocada em uma centrífuga e os componentes da mistura são separados com base em sua diferença de densidade. No sanguesangue, as hemácias, mais densas, ocupam o fundo do recipiente; os leucócitos e as plaquetas, menos densos do quêque as hemácias, ocupam uma posição intermediária; e o plasma, o elemento menos denso, forma a camada superior.

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O sanguesangue circula dentro de vasos sangüíneossanguíneos, quêque são tubos interconectados ao coração. De modo geral, os vasos sangüíneossanguíneos são caracterizados como: artérias, arteríolas, capilares sangüíneossanguíneos, vênulas e veias. Em seguida, essas estruturas são descritas e identificadas com os mesmos números na imagem a seguir.

1. Artérias: vasos quêque transportam o sanguesangue quêque sai do coração para os tecídostecidos do corpo. Elas possuem paredes espessas, quêque mantêm sua forma e auxiliam a suportar a pressão elevada do sanguesangue gerada pelo bombeamento do coração.

2. Arteríolas: vasos microscópicos formados a partir de ramificações das artérias. Elas direcionam o fluxo de sanguesangue aos capilares sangüíneossanguíneos.

3. Capilares sangüíneossanguíneos: vasos microscópicos onde ocorrem as trocas de substâncias entre o sanguesangue e os tecídostecidos do corpo. São os vasos sangüíneossanguíneos quêque possuem menor diâmetro, quêque varia entre 5 e 10 μm (um fio de cabelo tem, em média, 80 μm de diâmetro).

4. Vênulas: vasos microscópicos formados a partir de ramificações das veias. Elas recebem o fluxo de sanguesangue dos capilares sangüíneossanguíneos e o direciona às veias, iniciando o retorno do sanguesangue ao coração.

5. Veias: vasos quêque transportam o sanguesangue dos tecídostecidos de volta ao coração. Elas não possuem paredes espessas e seu formato não é facilmente mantido.

O sanguesangue circula pelo corpo devido à contração muscular do coração. Esse órgão possui quatro câmaras: duas superiores chamadas átrios (direito e esquerdo), quêque recebem o sanguesangue; e duas inferiores, chamadas ventrículos (direito e esquerdo), quêque bombeiam o sanguesangue para o restante do corpo. Os átrios direito e esquerdo, assim como os ventrículos direito e esquerdo, não se comunicam entre si. Contudo, o átrio e o ventrículo do mesmo lado possuem valvas, quêque impedem o refluxo de sanguesangue durante a contração cardíaca.

As valvas quêque separam os átrios dos ventrículos são chamadas de valvas atrioventriculares. Após o sanguesangue sair dos ventrículos, as valvas chamadas semilunares impedem seu retorno para o coração durante a sístole.

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Circulação sanguínea

A cada ciclo quêque se completa, o sanguesangue passa duas vezes pelo coração dos sêresseres humanos. Por isso, pode-se dizêrdizer quêque a circulação é dupla, podendo sêrser dividida em dois momentos: a circulação pulmonar e a circulação sistêmica.

O sanguesangue quêque vêmvem do corpo, com baixa concentração de gás oxigênio, chega ao coração pelas veias cavas e entra no átrio direito, quêque se contrai e o direciona ao ventrículo direito. A circulação pulmonar é iniciada com a contração do ventrículo direito, quêque bombeia o sanguesangue pelas artérias pulmonares e suas ramificações para os pulmões, onde ocorrem as trocas gasosas.

O sanguesangue, agora com alta concentração de gás oxigênio, chega ao coração pelas veias pulmonares e entra no átrio esquerdo do coração, cuja contração o direciona ao ventrículo esquerdo. A circulação sistêmica é iniciada com a contração do ventrículo esquerdo, quêque bombeia o sanguesangue para o restante do corpo por meio da artéria aorta e suas ramificações levando gás oxigênio para as células. Então, o sanguesangue com baixa concentração de gás oxigênio retorna ao átrio direito do coração e o ciclo se reinicia.

Ciclo cardíaco

Um único batimento cardíaco envolve alguns eventos quêque, em conjunto, é denominado ciclo cardíaco. Os eventos quêque compreendem um ciclo cardíaco são: a contração e o relaxamento dos átrios e a contração e o relaxamento dos ventrículos. Acompanhe-os no esquema a seguir, considerando quêque a contração das câmaras do coração se denomina sístole, enquanto o relaxamento é chamado de diástole.

• Assista ao vídeo a seguir e veja o movimento do coração durante o ciclo cardíaco. Vídeo em inglês, com legendas em português.

Como o coração funciona? Publicado por: Né chionálNational GeográficGeographic. Vídeo (3 min). Disponível em: https://livro.pw/mvdtf. Acesso em: 13 out. 2024.

É possível acionar a legenda no vídeo. Caso precise da janela de Libras, sugere-se o uso de ferramentas digitais como o VLibras (Disponível em: https://livro.pw/noesn. Acesso em: 8 maio 2025.)

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Os batimentos cardíacos mantêm o sanguesangue em circulação em nosso organismo. Quando se determina o número de batimentos por intervalo de tempo, tem-se a freqüênciafrequência cardíaca. Ela pódepode variar entre as pessoas e em diferentes situações, como quando estão em repouso ou durante uma atividade física. Em repouso, um homem adulto tem, em média, 75 batimentos por minuto (bpm).

4 Em grupo, planejem e realizem uma maneira simples de medir a freqüênciafrequência cardíaca. Registrem a freqüênciafrequência em repouso no caderno.

5 Durante a atividade física, a freqüênciafrequência cardíaca tende a aumentar significativamente. por quêPor que isso acontece?

Imunidade

A imunidade compõe os mecanismos de defesa do corpo humano contra agentes invasores, como microrganismos, vírus e outros agentes, oferecendo resistência contra o desenvolvimento de doenças infekissiósasinfecciosas. Os mecanismos de defesa do corpo humano podem sêrser divididos de acôr-doacordo com a sua especificidade de ação.

As defesas inespecíficas são aquelas quêque agem contra qualquer agente estranho no organismo. São exemplos:

• Barreiras físicas: barram a entrada de agentes infekissiósosinfecciosos, como a pélepele, os pêlospelos e os cílios;

• Barreiras químicas: produzem substâncias químicas quêque agem contra os agentes infekissiósosinfecciosos, como a saliva e as lágrimas;

• Reflexos: expulsam os agentes infekissiósosinfecciosos do corpo, como a tosse e o espirro;

• Processos inflamatórios: caso os agentes infekissiósosinfecciosos ultrapassem as barreiras anteriores, são desencadeados processos inflamatórios mediados por células de defesa, criando-se um ambiente favorável ao combate do agente invasor. Nesses processos, podem ocorrer inchaço, vermelhidão e febre no local.

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As defesas específicas são aquelas em quêque há estratégias de combate específicas, mais rápidas e direcionadas, a determinado agente infekissiosoinfeccioso. A defesa específica é realizada por linfócitos e anticorpos.

Os linfócitos são um tipo específico de células de defesa presentes no sanguesangue. Eles possuem receptores em sua membrana quêque reconhecem antígenos. Os antígenos são estruturas específicas presentes na superfícíesuperfície de agentes invasores quêque desencadeiam a produção de anticorpos. Os anticorpos, por sua vez, são glicoproteínas produzidas pêlospelos linfócitos para o combate aos antígenos.

Em caso de infekiçõesinfecções, os linfócitos reconhecem os antígenos e produzem anticorpos específicos para eles. Os anticorpos se ligam aos antígenos e ativam uma resposta de combate rápida e direcionada aos agentes invasores. Essa resposta pódepode variar em diversos fatores, como o tipo de agente invasor.

Após o primeiro contato com determinado agente infekissiosoinfeccioso, o organismo passa a ter memória imunológica. Isso significa quêque, em contatos futuros com o mesmo agente infekissiosoinfeccioso, o organismo exibirá uma resposta específica mais rápida.

Nessa situação, pode-se dizêrdizer quêque o indivíduo apresenta imunidade ativa, pois houve a produção de anticorpos pelo seu organismo. Contudo, ela foi naturalmente adquirida por meio da exposição do organismo ao agente infekissiosoinfeccioso, quêque ocasionou uma infekiçãoinfecção ou uma doença. A imunidade ativa também pódepode sêrser artificialmente adquirida por meio das vacinas, já quêque elas estimulam o organismo a produzir anticorpos contra determinados agentes infekissiósosinfecciosos, sem quêque ocorra a infekiçãoinfecção ou a doença.

Em algumas situações, o organismo pódepode receber anticorpos prontos, em vez de produzi-los. Nesses casos, refere-se à imunidade passiva. A imunidade passiva pódepode sêrser naturalmente adquirida pelo embrião/feto durante a gestação, quando os anticorpos maternos são transferidos via cordão umbilical, ou pelo bebê, quando os anticorpos maternos são transferidos via amamentação, sêndosendo importantes para a imunidade nessa fase da vida. A imunidade passiva pódepode, ainda, sêrser artificialmente adquirida pelo organismo por meio dos soros.

6 O corpo humano tem mecanismos de defesa, entretanto, é importante adotar alguns hábitos para reduzir a chance de contrair doenças e infekiçõesinfecções em geral. Que hábitos você costuma ter com esse objetivo?

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Vacinas

As vacinas representam uma forma artificial de adquirir a imunidade ativa. As vacinas estimulam o sistema imunológico a produzir anticorpos específicos, geralmente contra vírus ou bactérias, tornando o indivíduo imune a doenças infekissiósasinfecciosas causadas por eles. Esse processo também é denominado imunização.

As vacinas são produzidas a partir de antígenos quêque podem sêrser obtidos de diversas fontes, como tô-ksinastoxinas bacterianas inativadas, vírus ou bactérias mortos ou atenuados, além de proteínas produzidas por técnicas de biotecnologia. Independentemente da fonte, os antígenos presentes nas vacinas não possuem potencial para causar a doença.

O esquema a seguir mostra d fórmade forma resumida como as vacinas agem no organismo.

Os linfócitos reconhecem o antígeno introduzido e produzem anticorpos específicos contra ele. Os anticorpos irão se ligar aos antígenos e ativar uma resposta de combate específica e direcionada a eles.

Após o contato com os agentes introduzidos pela vacínavacina, o organismo passa a apresentar memória imunológica. No caso de uma infekiçãoinfecção futura, o combate aos agentes infekissiósosinfecciosos será mais rápido e efetivo.

Representação de como a vacínavacina atua no organismo (imagens sem escala; cores fantasia).

Elaborada com base em: BALLALAI, Isabella; BRAVO, Flavia. Imunização: tudo o quêque você sempre quis saber. Rio de Janeiro: RMCOM, 2016. p. 12.

As vacinas têm como objetivo proteger os indivíduos do desenvolvimento de doenças ou das suas manifestações graves.

Para quêque essa proteção seja a mais eficaz possível, é necessário quêque a vacinação seja coletiva, pois contribui para a interrupção do ciclo de transmissão de uma doença. As campanhas de vacinação visam atingir um grande número de pessoas em um curto período e podem sêrser direcionadas a faixas etárias e grupos específicos.

7 Faça uma pesquisa e verifique se existe alguma campanha de vacinação vigente em seu município. No caderno, registre as informações encontradas sobre a campanha, como doença, público-alvo, número de doses aplicadas entre outras.

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Devido às campanhas de vacinação, algumas doenças puderam sêrser erradicadas no país, como é o caso da varíola e da poliomielite. Isso significa quêque nenhum novo caso dessas doenças foi registrado. Contudo, se as pessoas deixarem de se vacinar, é possível quêque novos casos voltem a sêrser registrados e a circulação das doenças anteriormente erradicadas retórneretorne.

• No Brasil, o Sistema Único de Saúde (SUS) disponibiliza gratuitamente 20 vacinas no calendário nacional de vacinação.

Acesse o sáitisite a seguir para conhecê-las e aproveite para verificar se você tomou todas as vacinas indicadas para sua idade. Vacinação. Publicado por: Ministério da saúde. Disponível em: https://livro.pw/ibjts. Acesso em: 13 out. 2024.

Soro

Diferentemente das vacinas, o soro representa uma forma de adquirir artificialmente a imunidade passiva. Basicamente, o soro é compôztocomposto por uma solução quêque contém anticorpos de um organismo quêque já foi imunizado contra determinado antígeno.

Os soros são injetados em organismos não imunes quando anticorpos prontos se fazem necessários rapidamente, como em acidentes envolvendo animais peçonhentos, capazes de inocular tô-ksinastoxinas quêque podem sêrser letais. Nesses casos, o soro ajuda a neutralizar a ação das tô-ksinastoxinas no organismo, reduzindo a gravidade de seus efeitos. Para isso, é importante quêque sêjamsejam administrados soros específicos ao animal envolvido no acidente. São exemplos o soro antiofídico, quêque contém anticorpos para a peçonha de algumas serpentes, e o soro antiaracnídeo, quêque contém anticorpos para a peçonha de algumas aranhas e de alguns escorpiões.

Os soros antiofídicos, por exemplo, são produzidos por meio da imunização de cavalos com antígenos específicos. Então, um pequeno volume do sanguesangue do cavalo é retirado para a obtenção de seu plasma, quêque contém os anticorpos produzidos contra o antígeno. Essa porção do sanguesangue é purificada para separação dos anticorpos, quêque passam por tratamentos específicos para quêque possam sêrser utilizados em sêresseres humanos.

No Brasil, o Instituto Butantan é referência na produção de soros.

Sistema urinário

O sistema urinário é responsável pela produção e pela eliminação de urínaurina. Alguns produtos residuais do metabolismo, como a ureia, um compôztocomposto nitrogenado produzido pela metabolização de proteínas, também são eliminados junto à urínaurina. Os resíduos do metabolismo são denominados excretas, e sua eliminação é importante para evitar quêque atinjam concentrações elevadas no sanguesangue, o quêque poderia prejudicar o organismo.

Os componentes do sistema urinário são: rins, ureteres, bexiga urinária e urétrauretra, cujas funções serão estudadas a seguir.

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Os rins são órgãos pares, localizados dorsalmente, ao redor da coluna vertebral, na altura da cintura. Eles produzem a urínaurina. Com isso, dêsempênhamdesempenham funções importantes para o organismo, relacionadas à eliminação de excretas, à manutenção do equilíbrio hídrico e iônico do corpo.

Os ureteres são estruturas tubulares quêque conduzem a urínaurina produzida nos rins até a bexiga urinária. A bexiga urinária, por sua vez, é um órgão muscular oco, no qual a urínaurina é armazenada até quêque seja eliminada durante a micção, por meio da urétrauretra. A urétrauretra é uma estrutura tubular quêque parte da porção inferior da bexiga urinária e se ábriabre para o meio externo. Nos homens, a urétrauretra se estende ao longo do corpo do pênis e sua abertura é localizada na porção superior dêstedeste órgão. Nas mulheres, a abertura da urétrauretra é localizada entre o clitóris e a abertura da vagina.

Nos homens, a urétrauretra é uma estrutura comum ao sistema urinário (elimina a urina) e ao sistema genital (elimina o sêmen).

O rim pódepode sêrser dividido em duas regiões: córtex, localizado externamente, e medula, localizada intérnamenteinternamente. Essas regiões recebem sanguesangue pela artéria renal e suas ramificações. O sanguesangue recebido será filtrado pêlospelos rins, processo quêque inicia a produção de urínaurina. Após sêrser filtrado, o sanguesangue é drenado pela veia renal e suas ramificações.

No córtex e na medula renal, encontram-se as unidades funcionais dos rins: os néfrons. Os néfrons são arranjos de túbulos microscópicos envoutosenvoltos por capilares sangüíneossanguíneos. Eles produzem a urínaurina, quêque é coletada pela pelve renal, a porção superior do ureter. O ureter, então, conduz a urínaurina até a bexiga urinária.

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Produção da urínaurina

Como vimos, a produção da urínaurina ocorre nos néfrons. Os néfrons são constituídos pelas seguintes estruturas: cápsula glomerular, túbulo proximal, alça néfrica, túbulo distal e ducto coletor. Cada uma delas realiza um processo distinto associado à produção da urínaurina, como será apresentado a seguir.

A produção da urínaurina é iniciada com a fiutrassãofiltração do sanguesangue conduzido aos rins pela artéria renal e suas ramificações (arteríolas). Nos rins, o sanguesangue trazido pelas ramificações da artéria renal passa por uma rê-derede de capilares sangüíneossanguíneos, denominada glomérulo.

O glomérulo é envoutoenvolto por uma estrutura oca, chamada cápsula glomerular (1), quêque recólherecolhe a solução resultante da fiutrassãofiltração do sanguesangue conduzido pelo glomérulo. Essa solução é denominada filtrado glomerular e é composta por á guaágua e substâncias dissolvidas, com exceção de células e proteínas presentes no sanguesangue, quêque ficam retidas e não são filtradas.

O filtrado glomerular recolhido é conduzido ao túbulo proximal (2), onde ocorre a reabsorção de á guaágua, sais, íons e alguns nutrientes.

A reabsorção continua conforme o filtrado é conduzido à alça néfrica (3), constituída por duas pôr-çõesporções: alça descendente e alça ascendente. Essas pôr-çõesporções têm características distintas, sêndosendo apenas a alça descendente permeável à á guaágua. Nesse sentido, a reabsorção de á guaágua é interrompida ao longo da alça ascendente.

O filtrado é conduzido, então, ao túbulo distal (4), onde ocorre a reabsorção de sais e a secreção de íons para o filtrado, d fórmade forma controlada. O processamento do filtrado é finalizado no ducto coletor (5), quêque o conduz até a pelve renal, onde passa a sêrser chamado de urínaurina.

As substâncias quêque foram reabsorvidas pelo organismo, juntamente ao sanguesangue filtrado, são conduzidas pela veia renal para fora dos rins. As substâncias quêque não foram reabsorvidas (como parte da ureia), juntamente àquelas quêque foram secretadas no filtrado, serão excretadas do corpo por meio da urínaurina.

8 Nos rins de um sêrser humano saudável e bem hidratado, aproximadamente 1.600 litros de sanguesangue são filtrados diariamente. Desse processo, formam-se cerca de 180 litros de filtrado inicial, quêque resultam, em média, na produção de 1,5 a 2 litros de urínaurina por dia. Agora, ao refletir sobre essa informação, você acha quêque está se hidratando adequadamente ao longo do dia?

9 A côrcor da urínaurina pódepode sêrser um indicativo de saúde. Faça uma pesquisa e entenda o quêque cada côrcor pódepode significar.

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Integração dos sistemas e a respiração celular

Os sistemas do corpo humano atuam de maneira integrada para garantir o funcionamento adequado do organismo. A respiração celular evidên-cíaevidencia essa interação, pois envolve a participação de diversos sistemas para a obtenção de reagentes e a eliminação de produtos resultantes da reação. O esquema a seguir mostra como cada sistema contribui para esse processo.

O esquema simplifica a integração entre alguns sistemas do corpo e é específico para a respiração celular. Veja mais informações nas Orientações para o professor.

Representação da integração entre a respiração celular e os diferentes sistemas do corpo humano.

Elaborado com base em: SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: ArtmédArtmed, 2017. p. 788.

1. Quais são os componentes do sanguesangue? Indique suas respectivas funções.

2. Explique como ocorre a circulação sanguínea no corpo humano.

3. Com relação ao sistema imunológico, diferencie defesa específica de defesa inespecífica e cite exemplos.

4. Onde e como ocorre a produção de urínaurina?

5. A impressão 3D possibilita a criação de objetos tridimensionais a partir de modelos digitais. Essa tecnologia vêmvem sêndosendo implementada na Medicina, podendo auxiliar na determinação de diagnósticos e o planejamento de cirurgias. Em fevereiro de 2021, foi realizada em Niterói (RJ) uma cirurgia cardíaca em um bebê quêque apresentava um estreitamento da artéria aorta. Graças à impressão de um modelo 3D do coração do paciente, os médicos puderam estudar sua condição e planejar, d fórmade forma mais assertiva, a cirurgia a sêrser realizada, quêque foi considerada um sucesso.

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Considerando seus conhecimentos sobre o sistema cárdio vascularcardiovascular, responda.

a) Qual é a função da artéria aorta?

b) Que problemas poderiam sêrser ocasionados ao organismo do bebê, caso a cirurgia não tivesse sido realizada? Se necessário, realize uma pesquisa para elaborar sua resposta.

c) De quêque maneira a impressão 3D auxiliou na resolução do caso dêêssedesse paciente?

6. Entre agosto e setembro de 2024, cidades de diversos estados brasileiros tiveram o céu coberto por fumaça oriúndaoriunda de queimadas provocadas na AmazôneaAmazônia e no Pantanal, levantando um alerta para possíveis riscos à saúde provocados pela inalação de fumaça. Um dos componentes da fumaça é o monóxido de carbono (CO), um gás quêque tem alta afinidade pela hemoglobina, se ligando fortemente a ela.

Considerando seus conhecimentos sobre o assunto, responda.

a) O quêque é a hemoglobina e qual sua função no organismo?

b) Se uma pessoa inalar uma quantidade expressiva de monóxido de carbono, ela pódepode ter dificuldade em respirar e apresentar falta de ar. Explique por quêpor que isso ocorre.

7. Cobertura vacinal refere-se ao percentual da população quêque foi vacinada, considerando determinada infekiçãoinfecção ou doença. Nesse sentido, quanto mais pessoas imunizadas por determinada vacínavacina, maior a cobertura vacinal.

A respeito do assunto, responda às kestõesquestões a seguir.

a) Forme um grupo com seus côlégascolegas e escôlhamescolham uma vacínavacina para uma doença específica. Posteriormente, obtenham informações na Unidade Básica de Saúde (UBS) mais próxima do bairro em quêque residem e peçam informações sobre a cobertura da vacínavacina escolhida por vocês, nos últimos anos. Pesquisem a respeito da meta mínima recomendada pelo Ministério da Saúde para aquela vacínavacina e anotem as informações obtidas/pesquisadas no caderno.

b) Comparem os dados obtidos por cada grupo no item (a) e verifiquem se existem vacinas quêque estão acima ou abaixo da meta recomendada pelo Ministério da Saúde.

c) Caso existam vacinas quêque estão abaixo da meta recomendada pelo Ministério da Saúde,

elaborem ações quêque podem sêrser realizadas para aumentar a taxa de cobertura delas.

d) Com o intuito de promover a saúde da população, elaborem panfletos a respeito da importânssiaimportância da vacinação e distribuam-nos à comunidade.

8. A hemodiálise é realizada por pacientes cujos rins deixaram de funcionar adequadamente. Nessa técnica, é realizado um procedimento cirúrgico quêque une uma artéria e uma veia no braço do paciente (1), onde são inseridos cateteres (tubos) para possibilitar a passagem de sanguesangue. Impulsionado por uma bomba, um dos cateteres conduz o sanguesangue do paciente (2) até um filtro constituído de uma membrana semipermeável (3). Essa membrana filtra impurezas, mantendo células e outros elemêntoselementos no sanguesangue. Essa filtragem é auxiliada por uma solução de á guaágua ultrapura quêque vêmvem do filtro, atravessa a membrana e carrega consigo as impurezas do sanguesangue, as quais são posteriormente descartadas (4). O sanguesangue filtrado então retorna ao corpo do paciente pelo outro cateter (5).

Com base nas informações apresentadas e em seus conhecimentos, faça o quêque se propõe a seguir.

a) O filtro utilizado na máquina de hemodiálise exibe permeabilidade seletiva. O quêque isso significa?

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b) Qual das etapas descritas corresponderia à eliminação de urínaurina? Explique sua resposta.

c) Faça uma pesquisa sobre as dificuldades em realizar hemodiálise e a importânssiaimportância dêêssedesse procedimento para pessoas com qüadroquadro clínico de insuficiência renal. escrêevaEscreva um texto com as informações obtidas e converse com os côlégascolegas.

9. Considere as seguintes informações sobre determinada doença infekissiósainfecciosa.

• É transmitida pelo contato com secreções contaminadas eliminadas durante a fala ou o espirro;

• Seu agente causador possui como portas de entrada as mucosas da bôcaboca, nariz e olhos.

• Se uma pessoa contaminada espirrar próximo a uma pessoa sadia em um ambiente fechado, é possível quêque ela desenvolva a doença.

Com base em seus conhecimentos sobre imunidade, responda.

a) Para ocorrer a infekiçãoinfecção, quais barreiras do corpo humano devem sêrser atravessadas pelo agente causador da doença?

b) Caso o agente infekissiosoinfeccioso atinja a corrente sanguínea de uma pessoa quêque não teve contato prévio com ele, como ocorrerá a defesa específica de seu organismo contra esse agente?

c) Ao vivenciar a situação expressa no item (b), a pessoa passa a apresentar imunidade contra esse agente causador. Que tipo de imunidade é essa? Explique sua resposta.

10. A poliomielite, também conhecida como paraliziaparalisia infantil, é uma doença caracterizada pelo desenvolvimento de paraliziaparalisia ou redução da fôrçaforça de alguns músculos, principalmente dos membros inferiores. Ela é causada por um vírus quêque pódepode sêrser transmitido pela ingestão de á guaágua ou alimentos contaminados, além do contato com secreções orais e nasais de pessoas infectadas. A doença foi erradicada no Brasil por meio da vacinação, como representado no gráfico a seguir.

Considerando seus conhecimentos sobre imunização, responda às kestõesquestões a seguir.

a) Qual é a importânssiaimportância das campanhas de vacinação? Justifique sua resposta utilizando dados do gráfico.

b) Para quêque não se registrem novos casos de poliomielite no Brasil, é preciso quêque a taxa de cobertura vacinal seja de 95% ou mais, conforme a recomendação da Organização Mundial da Saúde (hó ême ésseOMS). No entanto, entre os anos de 2016 e 2023, a cobertura vacinal dessa doença ficou abaixo dessa recomendação. Quais as implicações dêêssesdesses dados?

c) De modo geral, as pessoas têm deixado de se vacinar. Que fatores contribuem para isso? Faça uma pesquisa sobre o assunto e proponha ações para reverter esse qüadroquadro.

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Grupos sangüíneossanguíneos e sistema ABO

Ao longo da história, houve diversas tentativas de cura para doenças por meio de transfusões sanguíneas. Muitas delas, contudo, não obtiveram sucesso, provocando a morte dos pacientes quêque receberam sanguesangue.

A compatibilidade e a incompatibilidade entre o sanguesangue de diferentes indivíduos só passaram a sêrser conhecidas em 1900, com os estudos do imunopatologista austríaco káurKarl Landsteiner (1868-1943), quêque verificou a existência de grupos sangüíneossanguíneos, classificados nos tipos A, B, ABO e O. O sistema ABO, como ficou conhecido, está relacionado aos antígenos presentes na superfícíesuperfície das hemácias e aos anticorpos contra esses antígenos presentes no plasma sangüíneosanguíneo.

Veja no qüadroquadro a seguir os antígenos e os anticorpos apresentados por cada tipo sangüíneosanguíneo.

Como indicado no qüadroquadro, o tipo sangüíneosanguíneo é determinado pelo antígeno presente na superfícíesuperfície das hemácias. Os anticorpos, por sua vez, são produzidos contra os antígenos não apresentados pelas hemácias de seu tipo sangüíneosanguíneo.

Assim, pessoas com o tipo sangüíneosanguíneo A possuem antígenos A e produzem anticorpos anti-B; pessoas com o tipo sangüíneosanguíneo B possuem antígenos B e produzem anticorpos anti-A; pessoas com o tipo sangüíneosanguíneo AB possuem antígenos A e B e não apresentam anticorpos; e pessoas com o tipo sangüíneosanguíneo O não apresentam antígenos, mas produzem anticorpos anti-A e anti-B.

A presença de anticorpos contra os antígenos presentes na superfícíesuperfície das hemácias desencadeia respostas específicas de combate a eles. Assim, faz-se necessário observar os tipos sangüíneossanguíneos compatíveis para a realização de transfusões sanguíneas.

1. O quêque pódepode acontecer caso uma pessoa com sanguesangue tipo A receba doação de uma pessoa com sanguesangue tipo B?

2. Existem outros fatores relacionados ao tipo sangüíneosanguíneo, tais como o fator Rh. Faça uma pesquisa sobre esse fator e escrêevaescreva em seu caderno os resultados encontrados.

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TEMA
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Sistema nervoso

Respostas e comentários dêstedeste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Boa parte dos procedimentos cirúrgicos e alguns tipos de exames são realizados apenas após a anestesia do paciente, para quêque ele não sinta dor e permaneça confortável durante o processo. Dependendo da situação, a anestesia pódepode ter efeito no corpo todo (anestesia geral); em apenas uma região do corpo, como nos membros inferiores (regional); ou em um local específico, como na gengiva (local).

A aplicação de anestésicos de efeito geral ou regional é feita por um médico especialista, denominado anestesista. Ele é responsável por selecionar o tipo e a dosagem adequada do anestésico, levando em consideração a saúde do paciente e o procedimento. Além díssudisso, esse profissional monitora os sinais vitais do paciente durante o processo, intervindo caso necessário.

O sistema nervoso recebe estímulos e envia respostas ao corpo, como no caso da dor. A dor tem um papel importante de proteção. Ela sérveserve como um sinal de alerta para quêque o corpo reaja a lesões ou condições perigosas, permitindo quêque a pessoa se afaste da causa da dor ou busque tratamento.

Neste Tema, serão estudados o funcionamento do sistema nervoso na transmissão dessas informações e as principais estruturas quêque o compõem.

1 Você já realizou algum procedimento médico em quêque foi necessária a aplicação de uma anestesia? Compartilhe as suas vivências com os côlégascolegas.

2 A anestesia age sobre os tecídostecidos nervosos. Como você acha quêque eles são afetados pela aplicação de anestésicos durante um procedimento cirúrgico?

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Neurônios e o tecido nervoso

O sistema nervoso é responsável pela coordenação dos movimentos e participa do contrôlecontrole das atividades dos órgãos do corpo. Para tanto, células especializadas dêêssedesse sistema transmitem informações a outras células por meio de sinais elétricos de baixa intensidade, denominados impulsos nervosos.

As células especializadas na transmissão de impulsos nervosos são os neurônios, constituídos basicamente pelo corpo celular, pêlospelos dendritos e pelo axônio. No corpo celular dos neurônios está localizado o núcleo e grande parte das organelas dessas células. Dele, partem extensões curtas e altamente ramificadas denominadas dendritos. Juntamente ao corpo celular, os dendritos recebem os impulsos nervosos quêque são enviados aos neurônios. O envio dêêssesdesses impulsos a outras células é realizado pelo axônio, um prolongamento extenso com as extremidades ramificadas quêque terminam em estruturas em formato de bulbo, denominadas botões terminais.

Nos vertebrados, os axônios possuem um revestimento membranoso denominado bainha de mielina, cuja constituição é majoritariamente lipídica. Ela atua como isolante elétrico, possibilitando uma maior velocidade na condução de impulsos nervosos. Os neurônios quêque apresentam essa estrutura são chamados de neurônios mielínicos.

Além dos neurônios, o tecido nervoso é constituído por células de suporte denominadas gliócitos (ou células da glia). Essas células produzem a bainha de mielina, fornecem nutrientes aos neurônios e regulam a matriz extracelular quêque compõe o tecido nervoso.

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Transmissão de impulsos nervosos

Diversos estímulos ambientais, como a pressão, o calor, o odor e a luminosidade, assim como estímulos internos, como a tempera-túratemperatura corporal, a pressão sanguínea, a sede e a fome, são identificados por receptores específicos localizados pelo corpo.

Os receptores enviam esses estímulos aos neurônios, os quais transmitem essas informações por meio de impulsos nervosos até um centro de integração, como o cérebro. O cérebro interprétainterpreta essas informações e envia respostas, quêque também serão transmitidas pêlospelos neurônios, por meio de impulsos nervosos, a órgãos ou músculos. Os órgãos ou os músculos, então, executarão essa resposta. No caso dos músculos, por exemplo, a resposta é a contração muscular.

Os impulsos nervosos, portanto, são transmitidos de um neurônio a outro neurônio, ou a outras células, como as quêque constituem os músculos e os órgãos. No geral, essa transmissão ocorre do axônio de um neurônio aos dendritos de outro neurônio, por meio da sinapse, região de interação entre um neurônio e outra célula. Nessa região, mensageiros químicos denominados neurotransmissores são liberados pelo neurônio transmissor à célula receptora do estímulo.

Um neurônio em repouso, ou seja, quêque não está transmitindo um impulso nervoso, apresenta a face externa da membrana carregada positivamente e a face interna carregada negativamente. Essa diferença de cargas elétricas entre as faces da membrana plasmática de um neurônio em repouso é denominada potencial de repouso, e é decorrente de uma maior concentração resultante de macromoléculas carregadas negativamente no interior da célula.

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Professor, se desejar, retome o conteúdo de transporte de substâncias pela membrana plasmática abordado no Tema 2.

Quando chega um estímulo ao neurônio, canais transportadores de íons de sódio (Na⁺) são abertos. Como o meio extracelular apresenta uma maior concentração de íons de sódio, ocorre o transporte passivo dêêssedesse íon para o interior da célula. Isso faz com quêque ocorra uma mudança da voltagem da membrana, resultando em uma face interna cada vez menos negativa, iniciando a despolarização.

Utilize o simulador a seguir para aprofundar seus estudos sobre a transmissão de impulsos nervosos. Neurônio.

Publicado por: Phet. Disponível em: https://livro.pw/oabdc. Acesso em: 27 ago. 2024.

3 Alguns anestésicos inativam os canais de sódio da membrana dos neurônios. Considerando essa informação, explique por quêpor que os anestésicos bloqueiam o envio de informações quêque sinalizam a dor ao cérebro.

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Organização do sistema nervoso

O sistema nervoso do sêrser humano é dividido estruturalmente em duas partes: parte central e parte periférica. A parte central do sistema nervoso é formada pelo encéfalo e pela medula espinal e realiza a função de receber e interpretar os estímulos captados por diferentes regiões do corpo humano, além de produzir respostas a eles.

A medula espinal tem formato tubular e se estende desde as vértebras do pescoço até a região lombar, protegida pela coluna vertebral. Ela recebe e direciona informações entre o encéfalo e os órgãos e músculos do corpo.

O encéfalo humano é protegido pelo crânio e pódepode sêrser dividido em cérebro, diencéfalo, cerebelo e tronco encefálico.

O cérebro é a porção anterior do encéfalo. Ele é responsável por receber e interpretar impulsos provenientes de várias partes do corpo, controlar o movimento dos músculos esqueléticos e conectar ambas as funções. Além díssudisso, o cérebro relaciona-se às emoções, à memória e à aprendizagem.

O diencéfalo é subdividido em tálamo e hipotálamo. O tálamo recebe informações do corpo, as classifica e as redireciona ao cérebro, onde serão processadas. O hipotálamo, por sua vez, constitui um centro de contrôlecontrole e de regulação da tempera-túratemperatura corporal, da sede, da fome, da ansiedade, dos comportamentos sexuais e do ciclo de sono.

O cerebelo atua na coordenação dos movimentos, no equilíbrio e na manutenção da postura. Ele também auxilia na aprendizagem de habilidades motoras.

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O tronco encefálico é subdividido em mesencéfalo, ponte e bulbo. O mesencéfalo recebe e intégraintegra vários tipos de informações provenientes do corpo e as envia para regiões específicas do encéfalo. Também coordena alguns tipos de reflexos visuais. A ponte e o bulbo auxiliam na coordenação dos movimentos do corpo. Outra função do bulbo refere-se ao contrôlecontrole dos batimentos cardíacos, da atividade dos vasos sangüíneossanguíneos, da deglutição e da digestão. A ponte também pódepode participar dessas atividades, como na regulação da respiração.

A parte periférica do sistema nervoso encaminha as informações provenientes do corpo à parte central do sistema nervoso, além de encaminhar respostas a órgãos e músculos. Ela é constituída, principalmente, por nervos e gânglios.

Os nervos são conjuntos de axônios de neurônios envolvidos por tecido conjuntivo. Eles conduzem impulsos nervosos à parte central do sistema nervoso e/ou aos diferentes órgãos do corpo humano.

Os gânglios são constituídos por corpos celulares de neurônios não localizados na parte central do sistema nervoso. Eles também atuam na condução de impulsos nervosos para os órgãos do corpo e para a parte central do sistema nervoso.

A parte periférica do sistema nervoso pódepode sêrser dividida em dois componentes: parte somática e divisão autônoma do sistema nervoso.

A parte somática é responsável por conduzir impulsos nervosos para os músculos esqueléticos, de ação voluntária. Ela também está relacionada aos atos reflexos, quêque são movimentos involuntários e rápidos gerados d fórmade forma independente do cérebro. Nesse caso, os impulsos nervosos são conduzidos à medula espinal, onde são integrados e encaminhados até os músculos, sinalizando sua contração ou relaxamento.

A divisão autônoma é responsável por conduzir impulsos nervosos para os músculos lisos e cardíaco, de ação involuntária, e para as glândulas.

4 Ao tokártocar uma superfícíesuperfície kemtequente, automaticamente afastamos a mão dela. Com base nesse exemplo, justifique a importânssiaimportância dos atos reflexos para a sobrevivência.

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1. O sistema nervoso humano é dividido em parte central e parte periférica. Quais são as estruturas quêque fazem parte de cada uma dessas divisões e quais são as suas funções?

2. Em seu caderno, faça um desenho de um neurônio. Identifique suas estruturas e represente, através de setas, o caminho seguido pelas informações nervosas recebidas e transmitidas por essa célula.

3. Em uma competição de natação, os atletas se posicionam nas raias da piscina e aguardam o sinal sonoro quêque indica o início da próvaprova. Quando o sinal é disparado, os atletas prontamente mergulham na á guaágua e começam a nadar.

Explique como o sistema nervoso coordena a ação dos nadadores diante do estímulo sonoro quêque indica o início da próvaprova.

4. O gráfico a seguir representa o quêque ocorre com o potencial da membrana plasmática ao longo de um potencial de ação.

Em seu caderno, associe corretamente os momentos 1 a 4 às afirmativas A a D, indicadas a seguir.

A. Quando chega um estímulo ao neurônio, canais transportadores de íons de sódio (Na⁺) são abertos, e esse íon é transportado para o interior da célula. Isso faz com quêque a face interna da membrana fique cada vez menos negativa.

B. Um neurônio apresenta a face externa da membrana carregada positivamente e a face interna carregada negativamente.

C. Após pouco tempo, os canais de sódio se fecham e os canais transportadores de íons de potássio (K⁺) se abrem, e esse íon é transportado para o meio extracelular. Com isso, a face interna da membrana torna-se cada vez mais negativa, ocorrendo a repolarização da membrana.

D. Se o estímulo for forte o suficiente, ocorre a formação de um potencial de ação, caracterizado pela alteração momentânea na polaridade da membrana, tornando-a despolarizada.

5. A esclerose múltipla é uma das doenças mais comuns quêque acometem o sistema nervoso central. Ela é caracterizada pela destruição da bainha de mielina, o quêque pódepode dificultar ou interromper a transmissão dos impulsos nervosos, resultando na dificuldade contínua de andar e de se equilibrar. Nos locais em quêque ocorre a desmielinização formam-se placas de tecido rígido, similares a cicatrizes (esclerose), quêque podem aparecer em diferentes áreas do cérebro e da medula espinal (múltipla). Suas causas são desconhecidas, mas sabe-se quêque os indivíduos apresentam predisposição genética para ela.

A respeito do assunto, responda às kestõesquestões a seguir.

a) O quêque é a bainha de mielina e qual é a sua função?

b) Relacione a desmielinização aos sintomas provocados pela esclerose múltipla.

c) A esclerose múltipla é uma doença autoimune. Você sabe o quêque isso significa? Realize uma pesquisa a respeito de doenças autoimunes e como ocorre o tratamento delas, sobretudo da esclerose múltipla. Produza um pequeno texto organizando as informações encontradas e compartilhe seu texto com os côlégascolegas.

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Doença de alzái-mêrAlzheimer

Ao longo da vida, ocorrem diversas transformações no corpo humano. Algumas delas são consequência do processo natural de envelhecimento, como a perda de elasticidade da pélepele, quêque resulta em rugas; a redução da densidade dos óssosossos, quêque os torna frágeis e suscetíveis a fraturas; a redução da fôrçaforça muscular e o enrijecimento das articulações, quêque podem restringir a realização de movimentos; a redução da visão e da audição; além da redução de funções relacionadas ao sistema nervoso, como a memória.

A perda de memória é natural ao envelhecimento, mas pódepode sêrser um alerta para a doença de alzái-mêrAlzheimer. Essa doença se caracteriza pela perda progressiva de neurônios em cértascertas regiões do cérebro associadas à linguagem, ao raciocínio, à memória e ao pensamento abstrato (ideias compléksascomplexas quêque envolvem generalizações, metáforas, símbolos, hipóteses, entre outros). Como consequência, as pessoas com essa doença apresentam perda de memória, dificuldade na compreensão, no aprendizado e na realização de atividades diárias, tornando-se cada vez mais dependentes de auxílio externo.

Leia o depoimento a seguir de um filho cujo pai tem a doença de alzái-mêrAlzheimer.

“A convivência é desafiadora, porque é uma mistura de vários sentimentos, entre eles a tristeza.

[...] Quando eu converso com meu pai, a memória não dura um minuto — ele logo esquece.

[...]

Gosto de pensar quêque, mesmo quêque ele não lembre quêque fui até a casa dele, aquele momento juntos o deixa muito feliz. Quando você pergunta se ele está bem, ele responde quêque sim porque eu estou lá com ele, porque as netas estão lá. Pede abraço, pede carinho. A parte física, o amor, o afeto é o quêque tem valor para ele, muito mais do quêque qualquer memória. O pôdêrpoder está na sensação e no presente, mesmo quêque ele não se lembre daquele momento no futuro. Já me perguntei se vê-lo e fazermos programas juntos tem algum impacto, ou se como ele esquece não tem importânssiaimportância. Mas tem. É maior do quêque só akiloaquilo quêque fica na consciência.

[...]”

STELZER, Manuela; ALGAVE, Andressa. Cuidar de quem está esquecendo. Gama, São Paulo, 22 ago. 2021. Disponível em: https://livro.pw/wblxi. Acesso em: 14 out. 2024.

1. A doença de alzái-mêrAlzheimer afeta quêque parte do sistema nervoso?

2. Como é sua convivência com idosos? Em grupo, conversem sobre esse assunto e, em seguida, elaborem um vídeo para promover o respeito e a valorização do idoso. Compartilhem o vídeo nas rêdesredes sociais da turma.

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TEMA
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Genética mendeliana

Respostas e comentários dêstedeste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

O milho é um dos cereais amplamente consumidos no mundo, principalmente devido ao seu alto teor nutritivo e à grande produtividade. Contudo, as características do milho atual são diferentes das quêque eram no passado, como mostra a ilustração a seguir.

Há cerca de 10 mil anos, os sêresseres humanos já haviam estabelecido moradias fixas, cultivavam plantas e criavam animais. Uma prática comum desde essa época era selecionar e plantar os frutos com qualidades desejáveis, descartando aqueles quêque não as possuíam.

Com o passar do tempo, as espécies vegetais cultivadas foram sêndosendo gradualmente modificadas, de modo quêque algumas características de interêsseinteresse humano, como o sabor do fruto, a produtividade da planta e a resistência a pragas, predominassem entre os plantíosplantios.

Um exemplo díssudisso é o milho, cujo cultivo se iniciou há aproximadamente 9 mil anos em uma região onde hoje se encontra o México. No início, plantava-se uma forma selvagem de milho, chamada de teosinto, com características bem distintas do milho atual. Ao cultivar uma planta com espigas maiores e uma maior quantidade de grãos, essas características eram transmitidas para a geração seguinte, o quêque mostra o papel fundamental da hereditariedade nesse processo. Esse será o foco dêstedeste Tema.

1 Que diferenças visuais você consegue identificar entre o teosinto e a espiga de milho atual ilustrados anteriormente?

2 Como você explicaria essas diferenças? Converse com os côlégascolegas.

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Introdução aos estudos de Mendel

A hereditariedade compreende a transmissão de características entre gerações, ou seja, dos progenitores aos seus descendentes. Apesar de os primeiros estudos sobre a hereditariedade terem sido desenvolvidos somente no século XIX, os sêresseres humanos já possuíam noções práticas sobre a transmissão de características hereditárias havia tempos. O exemplo do milho, apresentado anteriormente, é uma evidência díssudisso, já quêque as características das espigas quêque eram selecionadas foram herdadas pelas gerações seguintes.

Os primeiros entendimentos científicos sobre os princípios básicos da hereditariedade foram realizados pelo monge austríaco Gregor Mendel (1822-1884). Mendel realizou experimentos envolvendo ervilhas da espécie Pisum sativum, conhecidas popularmente como ervilhas-de-jardim, entre os anos de 1856 e 1864.

Seus estudos se voltaram à compreensão dos mecanismos de transmissão de sete características das ervilhas-de-jardim: textura da semente, côrcor da semente, côrcor das flores, formato da vagem, côrcor da vagem, posição das flores e altura das plantas. Cada uma dessas características apresenta duas variações, indicadas no qüadroquadro a seguir.

Representação das variações das características das ervilhas-de-jardim estudadas por Mendel (imagens sem escala; cores fantasia).

Elaborado com base em: REECE, diêineJane B. éti áuet al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: ArtmédArtmed, 2015. p. 270.

Em seus experimentos, Mendel realizou diversos cruzamentos entre ervilhas-de-jardim distintas, analisando a proporção em quêque as variações dessas características apareciam entre os descendentes.

Um dos motivos do sucesso de seus estudos foi a escolha dessa espécie de ervilha, quêque é de fácil cultivo, tem crescimento rápido e produz muitos descendentes, o quêque permitiu a realização de análises estatísticas. Além díssudisso, ele optou por analisar características quêque apresentam poucas variações e são de fácil identificação.

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A primeira lei de Mendel

Para a realização de seus experimentos, Mendel selecionou plantas de linhagens puras. Ou seja, plantas quêque produziam descendentes quêque sempre apresentavam os mesmos traços de seus genitores. Por exemplo, ao considerar a altura das ervilhas-de-jardim, podemos observar duas variações: plantas altas e plantas baixas. Assim, plantas altas puras são aquelas quêque sempre produzem descendentes altos, e plantas baixas puras sempre produzem descendentes baixos.

As plantas puras selecionadas por Mendel compreendem a geração P (geração parental). Para realizar os cruzamentos, ele removeu as antérasanteras das flores antes quêque liberassem grãos de pólen, evitando a ocorrência da autofecundação. Em seguida, realizou manualmente a fecundação cruzada entre diferentes indivíduos da geração P: depositava os grãos de pólen de uma planta no estigma das flores de outra planta, como representado na ilustração a seguir. Com isso, ele tinha contrôlecontrole sobre a reprodução das ervilhas.

Mendel verificou quêque, após esses cruzamentos iniciais, todos os descendentes, chamados de geração F1, apresentavam apenas uma das variações das características analisadas. No caso da altura das plantas, os cruzamentos entre plantas altas puras e baixas puras resultavam apenas em descendentes altos.

Na sequência, Mendel permitiu quêque os indivíduos da geração F1 realizassem a autofecundação. Em seguida, verificou quêque os descendentes da geração F1, chamados de geração F2, apresentavam ambas as variações das características analisadas. No caso da altura das plantas, foram observadas plantas altas e plantas baixas, em uma proporção aproximada de 75% altas e 25% baixas. Essa proporção de 3: 1 também foi observada para as demais características analisadas.

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Veja na imagem a seguir os cruzamentos realizados por Mendel para estudar a característica altura das ervilhas-de-jardim.

Ao analisar seus resultados, Mendel propôs a existência de fatores hereditários responsáveis por conferir as características das plantas quêque estava estudando e chegou às seguintes conclusões:

• os fatores hereditários são transmitidos dos parentais aos descendentes por meio da reprodução;

• os fatores estão presentes em pares: um dos fatores é herdado de um dos parentais, e o outro fator, do outro parental;

• os fatores podem existir sôbisob duas formas: dominante (que se manifesta mesmo na presença do fator recessivo) e recessivo (que se manifesta apenas quando não há o fator dominante).

Para compreender as conclusões de Mendel, analise novamente o exemplo da altura das ervilhas-de-jardim. Para essa característica, existem duas variações de fatores: o fator planta alta e o fator planta baixa.

Na geração P, foi realizado o cruzamento entre plantas puras. Por serem puras, essas plantas apresentavam um par de fatores idênticos: plantas altas puras apresentavam dois fatores de planta alta; enquanto as plantas baixas puras apresentavam dois fatores de planta baixa.

Na geração F1, todos os descendentes eram altos. Mesmo sêndosendo altos, eles possuíam ambos os fatores: um fator planta alta (herdado de um dos parentais) e um fator planta baixa (herdado do outro parental). Mas, nesse caso, o fator planta alta seria dominante em relação ao fator planta baixa e, por isso, se manifestava. Como o fator planta baixa é recessivo, não se manifestava na presença do fator dominante.

A presença de ambos os fatores na geração F1 justifica o reaparecimento de indivíduos baixos na geração F2, quêque era constituída tanto por plantas altas quanto por plantas baixas.

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Genes e alelos

Atualmente, sabe-se quêque os fatores hereditários descritos por Mendel são os genes, segmentos do dê ene háDNA quêque carregam informações genéticas para as características herdáveis.

Como já estudamos, organismos diploides apresentam cromossomos homólogos. Em cromossomos homólogos, os genes estão localizados em uma mesma posição e podem se apresentar sôbisob diferentes formas, denominadas alelos. Quando os alelos quêque codificam uma característica são os mesmos nos dois cromossomos homólogos, o indivíduo é chamado de homozigoto, e quando são diferentes, é chamado de heterozigoto.

Os alelos podem sêrser identificados por meio de lêtrasletras. Por convenção, alelos dominantes são indicados por lêtrasletras maiúsculas, e alelos recessivos, por lêtrasletras minúsculas. No exemplo estudado, a altura das ervilhas-de-jardim está relacionada a um gene, quêque apresenta duas variações: um alelo para planta alta (dominante), quêque será identificado por B, e um alelo para planta baixa (recessivo), quêque será identificado por b.

Genótipo e fenótipo

A constituição de alelos de um indivíduo, seja para uma característica ou para todo o conjunto de genes, corresponde ao genótipo.

No exemplo estudado, as plantas puras da geração P possuíam alelos idênticos (sendo homozigotas). No caso, as plantas altas puras possuíam dois alelos dominantes B (genótipo BB) e as plantas baixas puras possuíam dois alelos recessivos b (genótipo bb). Já as plantas da geração F1 apresentavam alelos diferentes (sendo heterozigotas). No caso, um alelo B e um alelo b (genótipo Bb).

O genótipo determina, em parte, o fenótipo, quêque compreende as características observáveis em um indivíduo. No exemplo, os genótipos BB e Bb manifestam o fenótipo planta alta, enquanto o genótipo bb manifesta o fenótipo planta baixa.

É importante destacar quêque o fenótipo também é influenciado pelo ambiente em quêque o indivíduo se desen vólvedesenvolve. Por exemplo, apesar de uma ervilha-de-jardim possuir o genótipo para planta alta, ela não necessariamente será alta, uma vez quêque seu desenvolvimento pódepode sêrser comprometido caso cresça em um meio com quantidades insuficientes de á guaágua, luz ou nutrientes.

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A primeira lei de Mendel e a meiose

Os alelos são transmitidos durante a reprodução. No caso de organismos quêque se reproduzem d fórmade forma sexuada, essa transmissão ocorre por meio dos gametas, quêque, em organismos diploides, são gerados através da meiose. Nesse processo, há a separação dos cromossomos homólogos, o quêque significa quêque apenas um dos alelos de um mesmo gene vai para cada um dos gametas formados. Por isso, os gametas apresentam apenas um dos alelos de seu parental.

Nesse sentido, considerando a altura das ervilhas-de-jardim, tem-se quêque plantas altas homozigotas (BB) produzem somente gametas com alelo B e plantas baixas homozigotas (bb) produzem apenas gametas com alelo b. Plantas altas heterozigotas (Bb) produzem dois tipos de gametas, com alelo B e com alelo b, em proporções iguais.

Analise o esquema a seguir quêque representa a produção de gametas de uma ervilha-de-jardim heterozigota para altura (Bb).

A partir do esquema, é possível observar quêque os alelos são separados durante a formação dos gametas na meiose, em proporções iguais. Isso define a primeira lei de Mendel, também conhecida como lei da segregação.

Ao analisar os cruzamentos realizados por Mendel para o estudo da altura das ervilhas-de-jardim, percebe-se quêque, na geração P, foram realizados cruzamentos entre plantas altas homozigotas (BB), quêque produzem gametas B, e plantas baixas homozigotas (bb), quêque produzem gametas b. A fecundação dêêssesdesses gametas (B x b) resulta apenas em plantas altas heterozigotas (Bb).

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Na geração F1, Mendel permitiu a ocorrência da autofecundação das plantas altas heterozigotas (Bb), quêque produzem gametas B e b. Neste caso, a fecundação poderia ocorrer entre dois gametas B (B x B), e resultar em uma planta alta homozigota (BB); entre um gameta B e um gameta b (B x b), e resultar em uma planta alta heterozigota (Bb); ou entre dois gametas b (b x b), e resultar em uma planta baixa homozigota (bb).

O qüadroquadro a seguir representa essas informações.

Na geração F2, obissérveobserve quêque a proporção de genótipos dos descendentes é de 1: 2: 1 (proporção genotípica). Já a proporção dos fenótipos dos descendentes é de 3: 1.

Tipos de dominância

As características das ervilhas-de-jardim estudadas por Mendel são exemplos de dominância completa. Nesse tipo de dominância, a presença do alelo dominante determina o fenótipo do indivíduo, uma vez quêque inibe a expressão do alelo recessivo (por exemplo, o genótipo heterozigoto Bb resulta em ervilhas-de-jardim altas). O fenótipo codificado pelo alelo recessivo somente se manifestará quando o genótipo for homozigoto recessivo (por exemplo, apenas o genótipo bb resulta em ervilhas-de-jardim baixas).

Atualmente, também são conhecidos outros tipos de dominância, como a incompleta e a codominância, quêque serão estudados a seguir.

Dominância incompleta

A dominância incompleta ocorre quando os indivíduos heterozigotos possuem um fenótipo intermediário em relação aos homozigotos. Esse padrão de dominância pódepode sêrser evidenciado na côrcor das flores da planta chamada popularmente de maravilha (Mirabilis jalapa). No caso, indivíduos homozigotos podem apresentar flores vermelhas (F^VF^V) ou brancas (F^BF^B), enquanto indivíduos heterozigotos apresentam flores rosadas (F^VF^B).

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Isso ocorre porque indivíduos de flores vermelhas (F^VF^V) apresentam duas cópias funcionais do alelo F^V, responsável pela produção adequada de pigmento vermelho, enquanto indivíduos de flores brancas (F^BF^B) apresentam duas cópias do alelo F^B, quêque não codifica a produção de pigmentos. Já os indivíduos heterozigotos (F^VF^B) apresentam apenas uma cópia funcional do alelo F^V, tendo uma produção reduzida de pigmento vermelho, o quêque resulta em flores rosadas. O esquema a seguir representa o cruzamento entre flores vermelhas e brancas.

Codominância

A codominância ocorre quando os indivíduos heterozigotos expressam, d fórmade forma simultânea, o fenótipo de ambos os homozigotos. Isto é, ambos os alelos são expressos ao mesmo tempo. Esse padrão de dominância pódepode sêrser evidenciado na côrcor da pelagem de bovinos da raça Shorthorn.

No caso, os homozigotos podem ter pelagem vermelha (P^VP^V) ou branca (P^BP^B). Já os heterozigotos (P^VP^B) apresentam pelagem malhada, com pêlospelos vermelhos e brancos. Isso ocorre porque o alelo P^V é responsável por codificar a pelagem vermelha, enquanto o alelo P^B codifica a pelagem branca, sêndosendo ambos funcionais, mesmo em heterozigose. O esquema a seguir representa o cruzamento entre indivíduos de pelagem vermelha e de pelagem branca.

Probabilidade genética

A probabilidade expressa a razão entre o número de vezes em quêque um evento pódepode ocorrer e o número total de possíveis desfechos. Por exemplo, considere um dado de seis faces. A probabilidade de lançar um dado e obtêrobter o número 5 voltado para cima é de 1 evento em 6 possíveis desfechos (que, nesse caso, equivalem às seis faces do dado). Ou seja, a probabilidade é de $\begin{array}{c}\frac{1}{6}\end{array}$

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3 Considere quêque uma pessoa tenha três botões de mesmo tamãnhotamanho em seu bolso, sêndosendo dois azuis e um vêrdeverde. Qual a probabilidade de a pessoa retirar, aleatoriamente, um botão azul de seu bolso?

Mas como aplicar a probabilidade aos cruzamentos genéticos? Para isso, é possível utilizar o quadrado de Punnett, uma ferramenta desenvolvida no início do século XIX pelo geneticista inglês Reginald Crundall Punnett (1875-1967). O quadrado de Punnett é construído da seguinte forma: nas margens, registra-se o alelo presente nos possíveis gametas formados pêlospelos genitores, e em seu interior registra-se a combinação entre esses alelos.

Analise o exemplo a seguir feito para o cruzamento entre ervilhas-de-jardim altas heterozigotas (Bb x Bb), como na geração F1 estudada por Mendel.

Nesse cruzamento, observa-se quêque existem quatro possíveis desfechos para os genótipos dos descendentes. Um dêêssesdesses desfechos é o genótipo BB, resultado da fecundação de dois gametas B (B x B), cada um oriundo de um parental diferente. Dois desfechos possíveis levam ao genótipo Bb, resultantes da fecundação de um gameta B de um parental e de um gameta b de outro parental (B x b), e vice-versa (b x B). O último desfêechodesfecho possível é o genótipo bb, resultado da fecundação de dois gametas b (b x b), de parentais diferentes.

Sendo assim, é possível dizêrdizer quêque, entre os descendentes dêêssedesse cruzamento, a probabilidade de o genótipo BB ocorrer é de $\begin{array}{c}\frac{1}{4}\end{array}$ (ou 25%); do genótipo Bb, de $\begin{array}{c}\frac{2}{4}\end{array}$ (ou 50%); e do genótipo bb, de $\begin{array}{c}\frac{1}{4}\end{array}$ (ou 25%). Essa foi a proporção genotípica da geração F2 estudada anteriormente, de 1: 2: 1.

A partir dessas informações, também se pódepode fazer previsões sobre os possíveis fenótipos dos descendentes. Nesse exemplo, a probabilidade de os descendentes serem altos (genótipos BB e Bb) é de $\begin{array}{c}\frac{3}{4}\end{array}$ (ou 75%) e de serem baixos (genótipo bb) é de $\begin{array}{c}\frac{1}{4}\end{array}$ (ou 25%). Essa foi a proporção fenotípica da geração F2 estudada anteriormente, de 3: 1.

Outra maneira de prever os desfechos possíveis de um cruzamento genético é utilizar duas regras de probabilidade: a regra da multiplicação e a regra da adição.

4 Considere quêque Mendel tenha realizado o cruzamento entre uma ervilha-de-jardim alta homozigota (BB) e uma ervilha-de-jardim alta heterozigota (Bb). Determine a probabilidade de se obtêrobter um descendente alto heterozigoto (Bb) nesse cruzamento utilizando o quadrado de Punnett.

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A regra da multiplicação (“regra do e”) diz respeito à probabilidade de dois ou mais eventos independentes ocorrerem juntos. Ela é calculada a partir da multiplicação das probabilidades independentes de ocorrência dêêssesdesses eventos.

Vamos retornar ao exemplo do dado. Para calcular a probabilidade de realizar dois lançamentos quêque resultem, ambos, na face quêque indica o número 5 para cima, é preciso multiplicar a probabilidade independente de cada um dêêssesdesses eventos ocorrer. No caso, a probabilidade de obtêrobter o número 5 no primeiro lançamento é de $\begin{array}{c}\frac{1}{6}\end{array}$ assim como a probabilidade de obtêrobter o mesmo número no segundo lançamento. Por isso, para determinar a probabilidade de ambos os eventos ocorrerem juntos, é preciso multiplicar suas probabilidades independentes $\left(\begin{array}{c}\frac{1}{6}\end{array}\times \begin{array}{c}\frac{1}{6}\end{array}\right)$, o quêque equivale a $\begin{array}{c}\frac{1}{36}\end{array}$.

Considere novamente o cruzamento entre ervilhas-de-jardim altas heterozigotas (Bb x Bb). Como seria possível determinar a probabilidade de se obtêrobter um descendente com genótipo bb, a partir dêstedeste cruzamento? Para isso, é preciso considerar os gametas envolvidos na fecundação. Nesse caso, a fecundação deve ocorrer entre dois gametas quêque apresentem o alelo b. Portanto, para obtêrobter um descendente com genótipo bb, é preciso multiplicar a probabilidade de cada parental produzir um gameta com alelo b d fórmade forma independente.

A probabilidade de se produzir um gameta com alelo b é a mesma para ambos os parentais, e equivale a $\begin{array}{c}\frac{1}{2}\end{array}$. Assim, ªº multiplicá-las ( $\begin{array}{c}\frac{1}{2}\end{array}$ x $\begin{array}{c}\frac{1}{2}\end{array}$), tem-se quêque a probabilidade de se obtêrobter um descendente com genótipo bb é de $\begin{array}{c}\frac{1}{4}\end{array}$.

5 Considere quêque uma pessoa tenha uma moeda em mãos e faça dois lançamentos.

Qual é a probabilidade de ambos os lançamentos resultarem na face coroa da moeda voltada para cima?

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A regra da adição (“regra do ou”) diz respeito à probabilidade de um evento ocorrer entre dois ou mais eventos. Ela é calculada a partir da adição das probabilidades independentes de ocorrência dêêssesdesses eventos.

No exemplo do dado, a probabilidade de realizar um lançamento e se obtêrobter, por exemplo, o número 5 ou o número 6 é de $\begin{array}{c}\frac{2}{6}\end{array}$, pois é preciso somar suas probabilidades independentes ( $\begin{array}{c}\frac{1}{6}\end{array}$ + $\begin{array}{c}\frac{1}{6}\end{array}$. )

Retomando mais uma vez o cruzamento entre ervilhas-de-jardim altas heterozigotas (Bb x Bb): como seria possível determinar a probabilidade de se obtêrobter um descendente homozigoto, a partir dêêssedesse cruzamento? Neste caso, é preciso considerar quêque os descendentes altos podem ter genótipo BB (homozigoto dominante) ou bb (homozigoto recessivo). Sendo assim, é preciso somar a probabilidade de ocorrência dêêssesdesses eventos d fórmade forma independente.

Nesse cruzamento, a probabilidade de se obtêrobter um descendente com genótipo BB é de $\begin{array}{c}\frac{1}{4}\end{array}$, assim como a probabilidade de se obtêrobter um descendente com genótipo bb. Ao somá-las $\begin{array}{c}\frac{1}{4}\end{array}$ + $\begin{array}{c}\frac{1}{4}\end{array}$,temos quêque a probabilidade de se obtêrobter um descendente homozigoto é de $\begin{array}{c}\frac{2}{4}\end{array}$ ou 50%.

6 Considere quêque uma pessoa tenha quatro botões de mesmo tamãnhotamanho em seu bolso, sêndosendo dois azuis, um vêrdeverde e um amarelo. Qual é a probabilidade de a pessoa retirar um botão vêrdeverde ou um botão amarelo de seu bolso?

7 No cruzamento entre ervilhas-de-jardim altas heterozigotas (Bb x Bb), qual é a probabilidade de se obtêrobter um descendente alto?

Heredogramas

As características humanas condicionadas por um par de alelos estão presentes em autossomos, e não em cromossomos sexuais.

Algumas características humanas são condicionadas por um par de alelos, e, por isso, sua transmissão ocorre conforme a primeira lei de Mendel. Para estudá-las, é possível elaborar heredogramas. Os heredogramas são representações semelhantes a uma árvore genealógica, quêque ilustram como ocorre a transmissão de uma ou mais características genéticas entre ancestrais e descendentes de uma família.

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Os símbolos comumente utilizados em um heredograma estão representados a seguir.

Como exemplo de heredograma, vamos estudar a ocorrência do albinismo em uma família hipotética. O albinismo se caracteriza pela ausência do pigmento melanina no corpo e está relacionado a um gene, quêque conta com dois alelos: A e a. Por sêrser uma condição homozigota recessiva, o genótipo de uma pessoa albina é aa, enquanto os possíveis genótipos de pessoas não albinas são AA e Aa.

A partir da análise do heredograma apresentado, é possível fazer algumas afirmações.

• Há três indivíduos do sexo biológico masculino (1, 3 e 5) e cinco indivíduos do sexo biológico feminino (2, 4, 6, 7 e 8).

• Os indivíduos 2, 3 e 7 são albinos, e, portanto, possuem genótipo aa.

• Os indivíduos 1, 4, 5, 6 e 8 não são albinos, e, portanto, possuem o alelo A em seu genótipo. Como ainda não conhecemos seus genótipos, podemos representá-los por A? (o ponto de interrogação significa quêque o outro alelo ainda não é conhecido).

• Os indivíduos 1 e 2 tiveram três filhos (3, 4 e 5), sêndosendo quêque um deles é albino (3). Portanto, obrigatória menteobrigatoriamente, os genitores devem carregar o alelo a em seu genótipo. Isso significa quêque o genótipo do indivíduo 1 é Aa.

• Os indivíduos 5 e 6 tiveram duas filhas (7 e 8), sêndosendo quêque uma delas é albina (7). Seguindo o mesmo raciocínio, pode-se afirmar quêque os genitores carregam o alelo a em seu genótipo. Mas, como eles não são albinos, têm genótipo Aa.

Com isso, observa-se a composição da família conforme qüadroquadro a seguir.

8 Qual é a probabilidade de o indivíduo 8 sêrser homozigoto dominante? E de sêrser heterozigoto?

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A segunda lei de Mendel

Além de estudar a transmissão das sete características de ervilhas-de-jardim d fórmade forma isolada, Mendel também analisou como ocorria a transmissão de duas características simultaneamente. Como exemplo, será analisada a côrcor e a textura da semente. Sobre essas características, Mendel sabia quêque a côrcor amarela era dominante sobre a côrcor vêrdeverde, assim como a textura lisa era dominante sobre a textura rugosa, pois já havia estudado esses aspectos separadamente.

Para avaliar a transmissão simultânea da côrcor e da textura das sementes das ervilhas-de-jardim, Mendel conduziu o seguinte experimento: realizou a fecundação cruzada entre plantas de linhagens puras (geração P) para ambas as características. Ou seja, promoveu o cruzamento entre plantas com sementes amarelas lisas e plantas com sementes verdes rugosas. Ele observou quêque os descendentes produzidos na geração F1 apresentavam apenas as variações dominantes das características estudadas, no caso, todas as plantas possuíam sementes amarelas lisas.

Então, na sequência, Mendel permitiu quêque os indivíduos da geração F1 realizassem a autofecundação e verificou quêque os descendentes produzidos na geração F2 apresentavam as variações dominantes e recessivas das características analisadas. No exemplo considerado, foram observadas plantas com sementes amarelas lisas, vêrdeverde lisas, amarelas rugosas e verdes rugosas em uma proporção de 9: 3: 3: 1, respectivamente.

Observe na imagem a seguir os resultados observados nesses cruzamentos.

Como esses resultados podem sêrser explicados? Considere quêque o gene quêque confere a côrcor das sementes possui um alelo V para a côrcor amarela e um alelo v para a côrcor vêrdeverde. Nesse sentido, as sementes amarelas podem apresentar os genótipos VV e Vv, enquanto as sementes verdes apresentam o genótipo vv. Considere também quêque o gene quêque confere a textura das sementes possui o alelo R para a textura lisa e o alelo r para a textura rugosa. Sendo assim, as sementes lisas podem apresentar os genótipos RR e Rr, enquanto as sementes rugosas apresentam o genótipo rr.

Como as plantas da geração P eram puras, elas possuíam genótipos homozigotos: as sementes amarelas lisas apresentavam genótipo VVRR e as sementes verdes rugosas apresentavam genótipo vvrr. Na geração P, os gametas produzidos pelas sementes amarelas lisas puras possuem os alelos VR, enquanto os gametas produzidos pelas sementes verdes rugosas puras possuem os alelos vr. Assim, a fecundação dêêssesdesses gametas (VR x vr) resulta em indivíduos com sementes amarelas lisas de genótipo heterozigoto VvRr.

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Na geração F1, as plantas com sementes amarelas lisas heterozigotas VvRr podem produzir quatro tipos de gametas distintos: VR, Vr, vR e vr. As diversas possibilidades de combinação entre esses gametas resultam em diferentes genótipos e fenótipos na geração F2. Analise o esquema a seguir.

Na geração F2, obissérveobserve quêque a proporção genotípica dos descendentes é de 1: 2: 2: 4: 1: 2: 1: 2: 1. Já a proporção fenotípica é de 9: 3: 3: 1, quêque foi a proporção observada por Mendel.

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A segunda lei de Mendel e a meiose

Com base nesses resultados, Mendel propôs quêque os fatores hereditários de características diferentes se separam d fórmade forma independente na meiose. Em outras palavras, genes diferentes se distribuem independentemente entre os gametas formados. Essa conclusão constitui a segunda lei de Mendel, também conhecida como lei da segregação independente.

Como visto no estudo da transmissão da côrcor e da textura das sementes das ervilhas-de-jardim, as plantas amarelas lisas heterozigotas (VvRr) produzem gametas com diferentes combinações, como VR, Vr, vR e vr. Essas combinações são produzidas d fórmade forma independente, como representado no esquema a seguir.

Genética além de Mendel

Até o momento, as características hereditárias analisadas contavam com dois alelos. Mas existem genes quêque apresentam mais de dois alelos, ao quêque se denomina alelos múltiplos ou polialelia. É importa nt e destacar quêque, em casos de alelos múltiplos, o genótipo de cada indivíduo se mantém com apenas dois alelos. Além díssudisso, seu mecanismo de herança não é diferente das características codificadas por dois alelos – a diferença é quêque existe uma maior possibilidade de genótipos e fenótipos. Como exemplo, serão analisados os tipos sangüíneossanguíneos de sêresseres humanos.

Como já estudado anteriormente nesta Unidade, entre os sêresseres humanos existem quatro tipos sangüíneossanguíneos: A, B, AB e O. Esses tipos sangüíneossanguíneos são determinados por três alelos: o alelo I^A, quêque codifica o antígeno A; o alelo I^B, quêque codifica o antígeno B, e o alelo i, quêque não codifica antígenos. As relações de dominância entre esses alelos são distintas, de tal forma quêque o alelo I^A e o alelo I^B são ambos dominantes em relação ao alelo i, mas são codominantes entre si.

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Dessa forma, tem-se seis possíveis genótipos para o sistema ABO, representados no qüadroquadro ao lado.

9 Considere quêque uma mulher com tipo sangüíneosanguíneo AB se case com um homem com tipo sangüíneosanguíneo O. Qual é a probabilidade de o casal ter um filho com tipo sangüíneosanguíneo A?

1. O quêque é hereditariedade?

2. Mendel realizou estudos sobre a hereditariedade com ervilhas-de-jardim (Pisum sativum). Quais são as características dessa planta quêque contribuíram para o sucesso de seus estudos?

3. Explique o quêque é dominância completa, dominância incompleta e codominância.

4. Uma das características analisadas por Mendel foi a côrcor das pétalas das flores de ervilhas-de-jardim, quêque poderiam sêrser brancas ou púrpuras. Analise os resultados dos cruzamentos realizados por Mendel para a análise dessa característica, representados no esquema a seguir.

a) Qual das variações é dominante e qual delas é recessiva? Explique sua resposta.

b) Considere a letra “A” para representar os alelos quêque codificam a característica côrcor das pétalas das ervilhas-de-jardim. Indique os genótipos dos indivíduos quêque constituem as gerações P, F1 e F2. Em sua resposta, utilize o quadrado de Punnett.

c) Considere quêque, na geração F1, Mendel tenha realizado dois cruzamentos seguidos entre plantas de flores púrpuras. Qual é a probabilidade de se obtêrobter uma planta de flor púrpura no primeiro cruzamento e uma planta de flor branca no segundo cruzamento?

d) Caso Mendel tivesse realizado um cruzamento entre plantas de flores brancas, qual seria a probabilidade de os descendentes apresentarem flores púrpuras? Explique sua resposta.

5. A anemia falciforme é uma condição genética caracterizada pela alteração do formato regular das hemácias. Nessa condição, as hemácias possuem formato de foice, o quêque dificulta o transporte de gás oxigênio pelo organismo. Sabendo quêque a doença se manifesta com genótipo homozigoto recessivo, analise o heredograma e responda às kestõesquestões a seguir. (Utilize A ou a para as representações.)

a) Qual é o genótipo dos indivíduos 1, 2, 3 e 4?

b) Considere quêque o indivíduo 5 seja homozigoto. Qual é a probabilidade de seu filho (indivíduo 6) possuir anemia falciforme?

c) Considere quêque o indivíduo 5 seja heterozigoto. Qual a probabilidade de seu filho (indivíduo 6) possuir anemia falciforme?

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6. Os frutos da berinjela podem sêrser de três cores: roxa (genótipo PP), rajada (genótipo Pp) e branca (genótipo pp).

Com base nessas informações e em seus conhecimentos, responda.

a) A côrcor das berinjelas é um exemplo de padrão de dominância completa, de dominância incompleta ou de codominância? Explique sua resposta.

b) Considere o cruzamento entre uma berinjela-roxa e uma berinjela-branca. Qual é a probabilidade de se produzir descendentes rajados?

c) Considere o cruzamento entre uma berinjela-rajada e uma berinjela-branca. Qual é a probabilidade de se produzir descendentes de côrcor roxa?

d) Considere quêque um agricultor queira produzir apenas berinjelas de côrcor roxa em sua safra. Quais plantas parentais ele deve adquirir para atingir seu objetivo? Explique sua resposta.

7. A determinação do tipo sangüíneosanguíneo de uma pessoa pódepode sêrser feita por meio de um simples procedimento laboratorial. No caso, pingam-se duas gotas de sanguesangue do paciente sôbisob uma lâmina de vidro. Em uma das gotas de sanguesangue, pinga-se uma gota de soro anti-A e na outra, soro anti-B. O resultado é determinado por meio da ocorrência da aglutinação das hemácias (uma reação entre o anticorpo presente no soro e o antígeno presente na superfícíesuperfície das hemácias, formando aglomerações de massas celulares). Por exemplo, caso ocorra aglutinação na presença de ambos os soros (anti-A e anti-B), isso é um indicativo da presença dos antígenos A e B na parede das hemácias do paciente. Portanto, seu sanguesangue é do tipo AB.

Considere quêque dois indivíduos (I e II) foram realizar um teste de tipagem sanguínea.

a) Qual é o tipo sangüíneosanguíneo do indivíduo I? E do indivíduo II? Explique sua resposta.

b) Quais são os possíveis genótipos dos indivíduos I e II?

c) Considere quêque os indivíduos I e II desê-jamdesejam ter filhos biológicos e quêque um dos indivíduos seja heterozigoto para seu tipo sangüíneosanguíneo. Qual é a probabilidade de um filho dêstedeste casal sêrser do tipo sangüíneosanguíneo O? Explique sua resposta.

8. Considere o estudo da transmissão simultânea de duas características de ervilhas-de-jardim: altura das plantas e côrcor das sementes.

a) Quais são os genótipos e os fenótipos dos descendentes do cruzamento entre uma planta alta com sementes amarelas (BBVv) e uma planta baixa com sementes verdes (bbvv)? Indique a proporção entre os fenótipos observados.

b) Quais são os genótipos e os fenótipos dos descendentes do cruzamento entre uma planta alta com sementes amarelas (BbVv) e uma planta baixa com sementes amarelas (bbVv)? Indique a proporção entre os fenótipos observados.

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TEMA
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Interações gênicas e herança quantitativa

Respostas e comentários dêstedeste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Até o momento, você estudou mecanismos de herança relacionados a um único gene, quêque codifica apenas uma característica. Foram analisados alguns exemplos quêque possuem dois alelos, como a altura, a côrcor e a textura da semente das ervilhas-de-jardim estudadas por Mendel. Também foram observadas outras situações quêque envolvem mais de dois alelos, como o sistema ABO, quêque determina os tipos sangüíneossanguíneos humanos.

Contudo, parte das características exibidas pêlospelos sêresseres vivos, incluindo os sêresseres humanos, é determinada por mais de um gene e pelas interações quêque estabelecem uns com os outros. No caso dos sêresseres humanos, a côrcor da pélepele e a côrcor dos olhos são exemplos. Essas características, combinadas a outras, são responsáveis pela diversidade notada, por exemplo, na população brasileira. Neste Tema, ampliaremos nóssosnossos estudos sobre a hereditariedade, compreendendo outros mecanismos de herança.

1 A imagem desta página retrata uma população. Em sua opinião, quêque ideia o artista conseguiu passar a partir de sua pintura?

2 Faça uma ilustração quêque, para você, represente a população brasileira. Explique-a a um colega e converse sobre o assunto.

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Interações gênicas

Interação gênica refere-se a quando uma única característica fenotípica é determinada pela interação entre dois ou mais genes. Os casos de interação gênica resultam em novos fenótipos, diferente do quêque seria esperado nos estudos de Mendel, como será analisado nos exemplos a seguir.

Interação não epistática

A interação não epistática ocorre quando os genes atrelados a determinada característica não interferem na manifestação um do outro. Ou seja, manifestam-se d fórmade forma independente. Como exemplo, tem-se a crista de galinhas-domésticas, característica estudada por Reginald Punnett e pelo biólogo inglês uílhãmWilliam Bateson (1861-1926).

Entre as galinhas-domésticas, existem quatro tipos de crista: noz, rosa, ervilha e simples. Essa característica é determinada por dois genes, os genes R e E. A presença do alelo dominante R condiciona a crista rosa, enquanto a presença do alelo dominante E condiciona a crista ervilha. Contudo, quando ambos os alelos dominantes, R e E, estão presentes, manifesta-se a crista noz. Já quando apenas os alelos recessivos estão presentes, r e e, manifesta-se a crista simples.

Analise a representação a seguir dos possíveis genótipos e fenótipos para a crista de galinhas-domésticas. Note quêque em alguns genótipos, foi indicado um traço no lugar de um alelo. O traço indica quêque o alelo dominante ou o alelo recessivo do respectivo gene pódepode constituir aquele genótipo. Por exemplo, galinhas de crista rosa possuem genótipo R_ee, isto é, RRee ou Rree.

3 Determine os possíveis genótipos quêque manifestam a crista noz e a crista ervilha.

Para facilitar a compreensão, serão estudados alguns cruzamentos. Na geração P, considere o cruzamento entre indivíduos de crista rosa (RRee) com indivíduos de crista ervilha (rrEE). Na geração F1, todos os descendentes apresentam crista noz (RrEe), quêque é um fenótipo diferente dos parentais. Então, ao realizar o cruzamento entre galos e galinhas de crista noz (RrEe) da geração F1, todos os fenótipos aparécemaparecem entre os descendentes quêque compõem a geração F2, em proporções diferentes.

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Analise o esquema a seguir.

Na geração F2, entre os 16 eventos possíveis de combinação dos gametas produzidos em F1, note quêque: 9 eventos determinam a crista noz, 3 eventos determinam a crista rosa, 3 eventos determinam a crista ervilha e 1 evento determina a crista simples. Ou seja, nessa geração, a proporção fenotípica de 9: 3: 3: 1, encontrada por Mendel ao estudar a transmissão concomitante de duas características das ervilhas-de-jardim, é mantida.

No entanto, é importante lembrar quêque os estudos de Mendel foram realizados a partir de características determinadas por um único gene. Já a crista das galinhas é uma característica determinada por dois genes distintos quêque não alteram a manifestação um do outro.

Interação epistática

A interação epistática, ou interação com epistasia, ocorre quando os genes atrelados a determinada característica interferem na manifestação um do outro, de tal forma quêque os alelos de um deles podem esconder (mascarar)

o efeito do outro. Essa interação pódepode sêrser de dois tipos: recessiva ou dominante.

4 Considere o cruzamento entre uma galinha de crista noz (RREe) e um galo de crista simples (rree). Quais são os possíveis genótipos e fenótipos apresentados pêlospelos descendentes dêêssedesse cruzamento?

5 É possível quêque os descendentes do cruzamento entre galos e galinhas de crista rosa de genótipo Rree apresentem crista simples? Explique sua resposta.

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Na epistasia recessiva, a presença do alelo recessivo em homozigose de um dos genes esconde o efeito do outro gene. Como exemplo, será estudada a côrcor da pelagem de cães labradores. Há três cores para a pelagem dêêssesdesses cães: preto, marrom e amarelo. Essa característica é determinada por dois genes, os genes P e A.

Neste caso, o gene P está relacionado ao tipo de pigmento produzido: a presença do alelo dominante P condiciona a côrcor preta, enquanto a presença do alelo recessivo p condiciona a côrcor marrom.

Já o gene A está relacionado ao depósito do pigmento na base do pelo: o alelo dominante A possibilita quêque o pigmento (preto ou marrom) se deposite, enquanto o alelo recessivo a impede a deposição do pigmento, desde quêque em homozigose. Neste caso, o alelo recessivo a é epistático e sua presença em homozigose (genótipo aa) suprime o efeito dos alelos P e p. Assim, o genótipo aa manifesta a côrcor amarela.

Analise a representação a seguir dos possíveis genótipos e fenótipos para a côrcor da pelagem de cães labradores.

6 Determine os possíveis genótipos quêque manifestam a pelagem preta, marrom e amarela em cães labradores.

Agora serão analisados alguns cruzamentos envolvendo cães labradores. Na geração P, considere o cruzamento entre cães de pelagem preta (PPAA) e de pelagem amarela (ppaa). Na geração F1, todos os descendentes apresentam pelagem preta (PpAa). Ao realizar o cruzamento entre cães de pelagem preta (PpAa), todos os fenótipos aparécemaparecem entre os descendentes quêque compõem a geração F2, em proporções diferentes. Analise o esquema a seguir.

Note quêque a proporção fenotípica ôbitídaobtida em F2 para a côrcor da pelagem de labradores é de 9: 3: 4 (9 eventos para côrcor preto, 3 eventos para côrcor marrom e 4 eventos para côrcor amarela). Essa proporção é característica de epistasia recessiva.

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Na epistasia dominante, apenas uma cópia do alelo dominante de um dos genes é suficiente para mascarar o efeito do outro gene. Como exemplo, será estudada a côrcor da casca das abóboras-morangas, quêque podem sêrser: branca, amarela ou vêrdeverde. Essa característica é determinada por dois genes, os genes W e Y.

O alelo dominante W resulta em abóboras brancas, enquanto o alelo recessivo w em homozigose (genótipo ww) resulta em abóboras coloridas. As abóboras coloridas serão amarelas quando apresentarem o alelo dominante Y; ou verdes quando apresentarem o alelo recessivo y em homozigose (genótipo yy).

Neste caso, o alelo W é epistático dominante, pois a presença de apenas uma cópia dêêssedesse alelo esconde o efeito dos alelos Y e y, determinando quêque as abóboras sêjamsejam brancas. As cores amarela e vêrdeverde, determinadas pêlospelos alelos Y e y, respectivamente, só se manifestam na ausência do alelo W.

Analise a representação a seguir dos possíveis genótipos e fenótipos para a côrcor da casca de abóboras-morangas.

7 Determine os possíveis genótipos quêque manifestam as cores branca e amarela da casca de abóboras-morangas.

Agora analise alguns cruzamentos. Na geração P, considere o cruzamento entre abóboras brancas (WWYY) e abóboras verdes (wwyy). Todos os descendentes dêêssedesse cruzamento, quêque constituem a geração F1, possuem casca branca (WwYy). Ao realizar o cruzamento entre essas abóboras brancas, todos os fenótipos aparécemaparecem entre os descendentes quêque compõem a geração F2, em proporções diferentes, como mostra o esquema a seguir.

Note quêque a proporção fenotípica ôbitídaobtida em F2 para a côrcor da casca de abóboras-morangas é de 12: 3: 1 (12 eventos para a côrcor branca, 3 eventos para a côrcor amarela e 1 evento para a côrcor verde). Essa proporção é característica de epistasia dominante.

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Herança quantitativa

Até o momento, os mecanismos de herança estudados dizem respeito a características qualitativas, isto é, características quêque apresentam fenótipos facilmente distinguíveis. Por exemplo, a côrcor das sementes das ervilhas-de-jardim pódepode sêrser amarela ou vêrdeverde. Já a côrcor da pelagem de labradores pódepode sêrser preta, marrom ou amarela.

Contudo, muitas características exibidas pêlospelos sêresseres vivos possuem fenótipos continuamente variáveis, difíceis de serem distinguidos. Por exemplo, considere a altura dos sêresseres humanos. Existe uma variação contínua na altura das pessoas, não sêndosendo possível dividi-las em categorias como alta e baixa, ou mesmo alta, média e baixa. Características como essas, cujas variações são graduais e contínuas, são denominadas quantitativas.

Existem alguns aspectos relacionados às características quantitativas. Um deles é quêque elas normalmente são influenciadas por muitos genes distintos. Como consequência, há várias possibilidades de genótipos, cada um produzindo um fenótipo ligeiramente distinto.

Outro aspecto é quêque boa parte delas é influenciada por fatores ambientais. Por conta díssudisso, um mesmo genótipo pódepode produzir diferentes fenótipos, o quêque torna a gama de fenótipos produzidos ainda mais variável. Por exemplo, considere novamente a altura dos sêresseres humanos. Apesar de sêrser determinada pelo genótipo, a altura quêque uma pessoa irá atingir ao longo de seu desenvolvimento envolve outros aspectos, como a qualidade da alimentação e do sono, os níveis hormonais, entre outros.

Portanto, quando se trata de características quantitativas, é muito difícil determinar o genótipo de um sêrser vivo com base apenas na observação de seu fenótipo.

8 Faça um levantamento da altura dos estudantes da turma e registre-o no caderno. Converse com os côlégascolegas sobre os resultados encontrados.

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Um dos primeiros estudos realizados sobre herança quantitativa foi conduzido pelo botânico sueco Nils RérmamHerman Nilsson-Ehle (1873-1949), a respeito dos mecanismos de herança da côrcor do grão do trigo, quêque varia do branco ao vermelho intenso.

Nilsson-Ehle concluiu quêque essa característica é determinada por três genes, A, B e C, cada qual com dois alelos: um dos alelos contribuiria para a côrcor vermelha, e o outro alelo para a côrcor branca. Ele verificou quêque quanto mais alelos contribuintes para o vermelho (alelos A⁺, B⁺ e C⁺) estivessem presentes no genótipo, mais intensa seria a côrcor vermelha do grão do trigo. Assim, um dos extremos seria o vermelho intenso, condicionado pelo genótipo A⁺A⁺ B⁺B⁺ C⁺C⁺, com seis alelos contribuintes para o vermelho. O outro extremo seria o branco, condicionado pelo genótipo A^_A^_B^_B^_C^_C^_, sem nenhum alelo contribuinte para o vermelho.

Analise o qüadroquadro a seguir quêque representa a côrcor dos grãos de trigo conforme o número de alelos contribuintes para o vermelho presentes no genótipo.

Ao realizar o cruzamento entre trigos de grão vermelho intenso (A⁺A⁺B⁺B⁺C⁺C⁺) e de grão branco (A^_A^_B^_B^_C^_C^_), Nilsson-Ehle observou quêque todos os descendentes da geração F1 apresentavam grãos vermelho-intermediários (A⁺A^_B⁺B^_C⁺C^_), com três alelos contribuintes para o vermelho. Então, ao realizar o cruzamento entre esses indivíduos, notou quêque, entre os descendentes da geração F2, existiam indivíduos com grãos vermelhos de diferentes intensidades, devido à quantidade variável de alelos contribuintes para essa côrcor e indivíduos com grãos brancos, como representado no qüadroquadro a seguir.