Apostila Citologia 9 Ano Prof Luca

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Apostila Citologia 9 Ano Prof Luca

  1. 1. Colégio Batista do Cariri – 9º ano APOSTILA DE BIOLOGIA 9º ANO FUNDAMENTAL Prof. Luis Carlos Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 1
  2. 2. Colégio Batista do Cariri – 9º ano COMPOSIÇÃO QUIMICA DOS SERES VIVOS Todos os seres vivos são constituídos por substâncias químicas, que além de formá-lo, ainda permite sua manutenção. Os elementos químicos que participam da composição da matéria viva estão presentes também na matéria bruta. Entretanto, nesta última, os átomos se dispõem de forma mais simples e muitas vezes não chegam a formar moléculas. É o que acontece com substâncias como o cloreto de sódio (NaCl – sal de cozinha). Costuma-se classificar as substâncias em dois grupos: as substâncias inorgânicas e as substâncias orgânicas. Estão incluídos no grupo dos inorgânicos a água e os sais minerais; e fazendo parte das substâncias orgânicas temos: as proteínas, vitaminas, ácidos nucléicos, carboidratos e lipídeos. Na natureza dos seres viventes, a água é o componente químico que entra em maior quantidade, mas as substâncias orgânicas predominam em variedade, pois é grande o número de proteínas, ácidos nucléicos, lipídios e carboidratos diferentes que formam a estrutura das células e dos organismos. Sais minerais e vitaminas participam em doses pequenas, mas também desempenham papéis importantes. O estudo da composição química dos organismos tem a sua maior parte fundamentada na bioquímica celular ou citoquímica. Afinal, os seres viventes têm a sua estrutura basicamente organizada e estabelecida na célula. PERCENTUAL DE SUBSTÂNCIAS NO ORGANISMO Principais elementos : Oxigênio 65,0% Cálcio (Ca) 1,80% Carbono 18,0% Fósforo (P) 1,20% Hidrogênio 10,0% Potássio (K). 0,35% Nitrogênio 3,05 Enxofre (S) 0,25% Subtotal 96,0% Sódio (Na) 0,15% Cloro (Cl). 0,15% Magnésio (Mg) 0,05% Principais Substâncias Flúor (F). 0,007% Água 65% Ferro (Fe) 0,005% Proteínas 15% Subtotal 3,962% Lipídios 8% Outros(Zn,Br,Mn,Cu,I,Co) 0,038% Carboidratos 6% TOTAL 100,00 Sais Minerais 5% Outros 1% TOTAL 100 Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 2
  3. 3. Colégio Batista do Cariri – 9º ano 1. COMPOSTOS INORGÂNICOS 1.1. ÁGUA POR QUE A ÁGUA É TÃO FUNDAMENTAL? Na verdade, ela é um dos melhores solventes que existem na natureza; em outras palavras, dissolve uma infinidade de tipos de substâncias. Grande parte das substâncias dos seres vivos fica, então, dissolvida na água. Todo transporte de substâncias tanto dentro das células (meio intracelular) como fora das células (meio extracelular) dependem da água. Alimentos, gases da respiração, excretas, tudo isso se difunde nesse líquido e é por ele carregado. A excreção (eliminação) de substâncias que não são mais necessárias ao organismo e a produção de substâncias que o corpo elimina de alguma forma são formadas, em sua grande maioria, usando-se água. É a base do sangue, da linfa, dos líquidos intersticiais nos tecidos e das secreções como a lágrima, o leite e o suor. A água favorece a ocorrência de reações químicas. As moléculas nela dissolvidas ficam em constante movimento, podendo se “encontrar” e reagir quimicamente. O metabolismo depende sem dúvida da água. Em um nível de organismo, a água tem muita importância na manutenção da temperatura de animais e plantas terrestres. A água é obtida através da ingestão de alimentos sólidos ou pastosos, de líquidos e da própria água. Alguns animais nunca bebem água, eles a obtêm exclusivamente através dos alimentos. Ao fim das reações químicas de fabricação de proteínas, glicídios e lipídios, bem como ao final do processo respiratório e da fotossíntese, ocorre a formação de moléculas de água. Por isso a quantidade de água na célula é proporcional à Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 3
  4. 4. Colégio Batista do Cariri – 9º ano atividade celular, ou seja, varia de acordo com o metabolismo da célula. Quanto maior for sua atividade, maior a necessidade de água. Nos tecidos muscular e nervoso, sua proporção é de 70% a 80%, enquanto que no tecido ósseo é de cerca de 25%. Além da atividade da célula ou tecido, a quantidade de água em um organismo depende também da espécie considerada. Nos cnidários (águas-vivas) a quantidade de água pode chegar a 98%, nos moluscos (polvo) é um pouco maior do que 80%, na espécie humana varia entre 60 e 70%. A proporção varia também com a idade do indivíduo. Nos embriões, a quantidade de água é maior do que nos adultos. 1.2. SAIS MINERAIS Os sais minerais são substâncias que auxiliam na regulação das atividades celulares e participam da formação de diversos componentes, sendo encontrados tanto nas células vivas quanto na natureza não-viva. Os sais também são usados como componentes de estruturas esqueléticas: neste caso são pouco solúveis em água. É o caso dos esqueletos das cascas de ovos, das carapaças de insetos e caranguejos. Eles são obtidos pela ingestão de água e junto com alimentos como frutos, cereais, leite, peixes, etc. Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 4
  5. 5. Colégio Batista do Cariri – 9º ano FUNÇÕES DOS SAIS MINERAIS • Têm participação nos mecanismos de regulação da quantidade de água, estimulando a saída ou a entrada de água dentro da célula. Quanto maior for a concentração de sais, maior será a quantidade de água usada para dissolvê-los, quanto menor for sua concentração, menor será sua necessidade de água. • A concentração dos sais na célula determina o grau de densidade do material intracelular em relação ao meio extracelular. IMPORTÂNCIA DOS SAIS MINERAIS • Os sais de ferro são importantes para a formação da hemoglobina. A deficiência de ferro no organismo causa um dos tipos de anemia. • Os sais de iodo têm papel relevante na ativação da glândula tireóide, cujos hormônios possuem iodo na sua fórmula. A falta de sais de iodo na alimentação ocasiona o bócio. • Os fosfatos e carbonatos de cálcio participam na sua forma cristalina da composição da substância intercelular do tecido ósseo e do tecido conjuntivo da dentina. A carência desses sais na alimentação implica no desenvolvimento anormal de ossos e dentes, determinando o raquitismo. Como íons isolados, os fosfatos e carbonatos atuam no equilíbrio do pH celular. • Os íons de sódio e potássio têm ativa participação na transmissão dos impulsos nervosos através dos neurônios. • Os íons cálcio atuam na contração das fibras musculares e no mecanismo de coagulação sangüínea. • Os íons magnésio participam da formação da molécula de clorofila, essencial para a realização da fotossíntese. • Os íons fósforo fazem parte da molécula do ATP (composto que armazena energia) e integra as moléculas de ácidos nucléicos (DNA e RNA). Os sais mais comuns na composição da matéria viva são os cloretos, os carbonatos, os fosfatos, os nitratos e os sulfatos (de sódio, de potássio, de cálcio, de magnésio e outros). ⇒ Sódio: Sua concentração na célula é sempre menor do que a externa. As membranas celulares expulsão constantemente o sódio que tende a penetrar na célula. ⇒ Potássio: Inversamente ao sódio, é mais abundante dentro das células do que fora delas. Sódio e potássio se relacionam com fenômenos de condução nervosa. Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 5
  6. 6. Colégio Batista do Cariri – 9º ano ⇒ Cálcio: Necessário para ação de certas enzimas, como na coagulação, por exemplo. ⇒ Magnésio: Presente na clorofila, portanto necessário ao processo de fotossíntese. ⇒ Ferro: Presente na hemoglobina, que transporta o oxigênio. Faz parte dos citocromos, substâncias importantes que participam do processo de respiração celular. TABELA DE SAIS MINERAIS Sal mineral Função Sua falta provoca Fontes Cálcio Atua na formação de Deformações ósseas; Queijo, leite, nozes, tecidos, ossos e dentes; age enfraquecimento dos uva, cereais integrais, na coagulação do sangue e dentes nabo, couve, chicória, na oxigenação dos tecidos; feijão, lentilha, combate as infecções e amendoim, castanha mantém o equilíbrio de ferro de caju no organismo Fósforo Atua na formação de ossos Maior probabilidade de Carnes, miúdos, aves, e dentes; indispensável para ocorrência de fraturas; peixes, ovo, o sistema nervoso e o músculos atrofiados; leguminosas, queijo, sistema muscular; junto com alterações nervosas; cereais integrais o cálcio e a vitamina D, raquitismo combate o raquitismo Ferro Indispensável na formação Anemia Fígado, rim, coração, do sangue; atua como gema de ovo, veiculador do oxigênio para leguminosas, todo o organismo verduras, nozes, frutas secas, azeitona Iodo Faz funcionar a glândula Bócio; obesidade, Agrião, alcachofra, tireóide; ativa o cansaço alface, alho, cebola, funcionamento cerebral; cenoura, ervilha, permite que os músculos aspargo, rabanete, armazenem oxigênio e evita tomate, peixes, frutos que a gordura se deposite do mar vegetais nos tecidos Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 6
  7. 7. Colégio Batista do Cariri – 9º ano Cloro Constitui os sucos gástricos É difícil haver carência e e pancreáticos cloro, pois existe em quase todos os vegetais; o excesso de cloro destrói a vitamina E e reduz a produção de iodo Potássio Atua associado ao sódio, Diminuição da atividade Azeitona verde, regularizando as batidas do muscular, inclusive a do ameixa seca, ervilha, coração e o sistema coração figo, lentilha, muscular; contribui para a espinafre, banana, formação as células laranja, tomate, carnes, vinagre de maçã, arroz integral Flúor Forma ossos e dentes; A necessidade de flúor Agrião, alho, aveia, previne dilatação das veias, é muito pequena; ele é brócolis, beterraba, cálculos da vesícula e recomendado apenas cebola, couve-flor, paralisia para gestantes para maçã, trigo integral crianças durante a formação da segunda dentição Sódio Impede o endurecimento do Cãibras e retardamento Todos os vegetais cálcio e do magnésio, o que na cicatrização de (principalmente pode formar cálculos biliares feridas salsão, cenoura, ou nefríticos; previne a agrião e cebolinha coagulação sangüínea verde), queijo, nozes, aveia Zinco Atua no controle cerebral Diminui a produção de Carnes, fígado, peixe, dos músculos; ajuda na hormônios masculinos e ovo, leguminosas, respiração dos tecidos; favorece o diabete nozes participa no metabolismo das proteínas e carboidratos Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 7
  8. 8. Colégio Batista do Cariri – 9º ano 1.3. CARBOIDRATOS Também conhecidos como açúcares, glucídios ou hidratos de carbono, os carboidratos são moléculas orgânicas constituídas por carbono, hidrogênio e oxigênio, são as principais substâncias produzidas nas plantas durante o processo da fotossíntese. De modo geral, são utilizados pelas células, como combustível, ou seja, fonte de energia; sendo, ainda, participadores de algumas estruturas de diversos organismos. Os carboidratos são classificados em grupos de acordo com o tamanho e a função do açúcar. 1. OS MONOSSACARÍDEOS (oses) - São os carboidratos que apresentam um número de carbono variando 3 a 7: • Trioses – três átomos de carbono na molécula de açúcar • Tetroses – quatro átomos de carbono na molécula de açúcar • Pentoses – cinco átomos de carbono na molécula de açúcar • Hexoses – seis átomos de carbono na molécula de açúcar • Heptoses – sete átomos de carbono na molécula de açúcar Os monossacarídeos que iremos destacar apresentam alto valor biológico, sendo eles: Pentoses Desoxirribose – participa da Ribose – participa da formação da molécula de formação da molécula de DNA. RNA. Hexoses Glicose – principal fonte Galactose energética. Frutose – açúcar das frutas. Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 8
  9. 9. Colégio Batista do Cariri – 9º ano Frutose é o açúcar das frutas Desoxirribose é o açúcar que faz parte do material genético 2. OS DISSACARÍDEOS - São carboidratos formados pela união de duas moléculas de monossacarídeos. Os principais são a maltose, a sacarose e a lactose. A maltose (glicose + glicose) é um produto da quebra do amido. A sacarose (glicose + frutose) é o açúcar da cana- de-açúcar e da beterraba. A lactose (glicose + galactose) é o açúcar do leite. 3. OS POLISSACARÍDEOS - São moléculas constituídas pela união de vários monossacarídeos. Os monossacarídeos unem-se por uma reação em que ocorre saída de uma molécula de água por cada ligação química realizada (síntese por desidratação). Os polissacarídeos são moléculas enormes, às vezes ramificadas, constituídas por numerosos monossacarídeos, que são classificadas em dois grupos: Polissacarídeos de Nos animais o excesso de Já nos vegetais, o reserva – são carboidratos é armazenado sob a polissacarídeo de reserva é carboidratos de forma de um polissacarídeo conhecido como amido. E é reserva energética. chamado de glicogênio, encontrado na mandioca, principalmente nos músculos e no batatas, trigo, arroz, milho, etc. fígado. Polissacarídeos A celulose é o principal A quitina é o polissacarídeo estruturais – são componente da parede das que forma a carapaça dos os que participam células vegetais, onde serve de artrópodes (insetos, aracnídeos da constituição proteção e sustentação. e crustáceos) e forma a parede física de alguns das células dos fungos. seres vivos Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 9
  10. 10. Colégio Batista do Cariri – 9º ano A quitina é um polissacarídeo A madeira é rica em celulose sendo O pão, o macarrão e outros produtos à encontrado na carapaça de fonte de matéria prima para a produção base de cereais são ricos em amido. besouros. do papel 1.4. LIPÍDEOS São substâncias muito abundantes em animais e vegetais. Compreendem os óleos, as gorduras, as ceras, os lipídeos compostos e finalmente os esteróides, que apesar de estruturalmente diferentes dos outros lipídios, ainda assim são considerados lipídios. Os lipídios são também compostos energéticos, pois, na falta de glicose, a célula os oxida para liberação de energia. Uma molécula lipídica fornece o dobro da quantidade de calorias em relação ao que oferece uma molécula glicídica. Entretanto, por ser mais fácil a oxidação de uma molécula de glicose, os lipídios só são metabolizados na falta desta. Na célula eles têm também um papel estrutural. Participam da formação da estrutura da membrana plasmática e de diversas outras. Nos animais homeotermos (temperatura corporal constante), existe uma camada adiposa sob a pele que tem a função de isolante térmico, evitando a perda excessiva de calor. Os lipídios atuam como solventes de algumas vitaminas (A, D, E, K) e outras substâncias ditas lipossolúveis, de grande importância para os organismos. Uma característica importante de todos os lipídios é a circunstância de não se dissolverem na água, sendo solúveis apenas nos chamados solventes orgânicos como o álcool, o éter, o clorofórmio e o benzeno. Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 10
  11. 11. Colégio Batista do Cariri – 9º ano CLASSIFICAÇÃO DOS LIPÍDIOS TRIGLICERÍDEOS – Compreendem as gorduras e os óleos. Possuem elevados teores energéticos e são os principais componentes lipídicos da dieta humana. Em mamíferos que vivem em regiões polares, como a baleia, a gordura forma uma espessa camada subcutânea ou "colchão adiposo", que envolve o corpo e permite o isolamento térmico do animal em relação ao ambiente frio. As gorduras se mostram sólidas à temperatura ambiente, enquanto os óleos se apresentam líquidos. Existem gorduras animais (banha de porco) e gorduras vegetais (gordura de coco), bem como óleos animais (óleo de fígado de bacalhau) e óleos vegetais (de oliva, soja, milho, etc.). CERÍDEOS – Embora tenha valor econômico, não têm a mesma importância que as gorduras e óleos. Os cerídeos ou ceras abrangem produtos de origem animal (cerúmen do ouvido e cera de abelha) e de origem vegetal (cera de carnaúba e babaçu). Auxiliam na impermeabilização das folhas impedindo a perda excessiva de água e na proteção do organismo (cera do ouvido e da pele). ⇒ CAROTENÓIDES – São pigmentos lipídicos amarelos e vermelhos sintetizados pelas plantas, encontrados em cenoura, abóbora, tomate e mamão. O carotenóide de maior importância biológica é o beta-caroteno que origina a vitamina A (retinol), necessária ao bom funcionamento da visão. ESTERÓIDES – Os esteróides têm estrutura química bastante diferente do resto dos lipídios. São todos semelhantes à molécula do colesterol, da qual derivam. Uma parcela do colesterol precisa ser obtida pela dieta e a outra é fabricada pelo corpo, principalmente no fígado, que reúne o colesterol com triglicerídios e proteínas para formar o HDL (lipoproteína de alta densidade) e o LDL (lipoproteína de baixa densidade). Além do colesterol, temos como exemplos de esteróides os hormônios sexuais, a vitamina D e os esteróis. Além de componentes das membranas animais, os esteróides funcionam como hormônios importantes no metabolismo animal. Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 11
  12. 12. Colégio Batista do Cariri – 9º ano ⇒ OS FOSFOLIPÍDIOS – possuem um radical fosforado, integrando uma cadeia nitrogenada. Formam a camada dupla da membrana celular. A molécula do fosfolipídio reage, ao mesmo tempo, com a água e com os lipídios. Isso é possível porque possui uma porção hidrófila (afeição a água), o fosfato, e uma porção hidrófoba (aversão a água) constituída pelas cadeias lipídicas. Os principais exemplos de fosfolipídios são a lecitina e a cefalina.(Importância Biológica). Entupimento de uma artéria por acúmulo de lipídeo. Escultura à base de ceras especiais Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 12
  13. 13. Colégio Batista do Cariri – 9º ano O PERIGO DO USO DE ESTERÓIDES ANABOLIZANTES Apesar do alerta de médicos, o consumo de esteróides anabolizantes não é raro entre atletas e freqüentadores de academias. A venda desses produtos sem receita é proibida, mas o produto é comprado facilmente. Entre os efeitos nocivos dessas substâncias estão doenças cardíacas, que levam a morte súbita, e mau funcionamento do fígado e dos rins. A responsabilidade pelo consumo de anabolizantes não é só de atletas e alunos de academias. Alguns médicos receitam essas drogas para fins estéticos ou visando ao aumento do rendimento de atletas. Nas academias, tem aumentado muito o índice de mulheres, com mais de 30 anos, que usam esses produtos. . No Brasil, as substâncias mais vendidas são o Winstrol, o Primobolan e o Anavar, com preços entre R$ 150 e R$ 300. As fórmulas em ampolas custam entre R$ 5 e R$ 10 cada. Nos Estados Unidos, os anabolizantes são considerados drogas e o comércio ilegal está sendo investigado pelo FBI. A grande procura por anabolizantes pode ser explicada, em parte, pela valorização do culto ao corpo. Os anabolizantes só devem ser indicados em casos de deficiência nutricional grave, que ocorre em pessoas com AIDS, anemia crônica, má absorção das proteínas, câncer com metástase, deficiência de hormônios androgênicos nos homens e em alguns casos de osteoporose. Além do risco de morte súbita e do mau funcionamento do fígado e dos rins, os anabolizantes prejudicam o crescimento, causam hipertensão, doenças hormonais, alteração da libido e de humor. Autópsias em atletas na faixa dos 20 anos mostraram cardiomiopatia hipertrófica e fibrose no miocárdio. O primeiro e mais evidente efeito, reversível a médio prazo, é o aumento do colesterol ruim (LDL) e da taxa de triglicerídeos. A longo prazo, pode ocorrer diminuição do colesterol bom (HDL). Esteróides contribuem ainda para o desenvolvimento de câncer de próstata, testículos e fígado ou lesões irreversíveis no fígado. Em alguns casos é necessário o transplante. Nas mulheres, observam-se alterações do ciclo menstrual, hipertrofia irreversível do clitóris, mudanças na voz e nascimento de pêlos. Os efeitos colaterais dos anabolizantes também devem ser observados. Uma das substâncias mais perigosas é o Clembuterol, cuja indicação nos Estados Unidos se limita ao tratamento de pacientes asmáticos. No Brasil, o produto vem sendo usado por atletas e praticantes de musculação. Como a venda é ilegal no país, o Clembuterol só é conseguido através de contrabando ou em algumas farmácias de manipulação. Ele aumenta a pressão arterial e a freqüência cardíaca, causa falta de ar e tremores. Em casos graves, leva ao coma e pode matar. Recentemente, um paciente de 35 anos ficou no CTI por uma semana, devido aos efeitos colaterais causados pela ingestão de uma única cápsula de Clembuterol. O paciente disse que o produto tinha sido recomendado por um professor de musculação. O mesmo aconteceu com uma mulher de 40 anos, que ficou 15 dias em coma. Além de inúmeros problemas de saúde, os esteróides interrompem abruptamente o crescimento e podem levar um pré-adolescente a consumir outros tipos de drogas no futuro. As epífises ósseas, responsáveis pelo crescimento, fecham precocemente, diminuindo a estatura final. Uma pesquisa recente, realizada com estudantes do estado de Massachusetts (EUA), revelou que 3% das crianças com mais de 10 anos usam ilegalmente esteróides para aumentar a massa muscular e melhorar a performance em competições esportivas. E 38% dessas crianças foram influenciadas por amigos a comprar os anabolizantes. Estudos da Universidade de Oklahoma revelaram que um milhão de pessoas já usavam Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 13
  14. 14. Colégio Batista do Cariri – 9º ano anabolizantes há mais de cinco anos. Outra pesquisa, do Hospital Pediátrico de New Orleans, mostra que o consumo entre os jovens aumentou 300% nos últimos cinco anos. Fonte: Jornal O Globo de 18/10/98 Artigo de Hélio Ventura e João Michel El-Khouri, médicos especialistas em medicina do exercício e cardiologia, respectivamente COLESTEROL: ENTENDA COMO ELE AGE E QUANDO É UM PERIGO À NOSSA SAÚDE Um dos vilões em moda no final deste século é o colesterol. Popularizado em várias matérias jornalísticas, este elemento da nossa alimentação também tem seu valor e precisa ser entendido como age em nosso organismo. Ele é nada mais que uma gordura e pode ser recebido pelo nosso corpo de duas maneiras, pelos alimentos de origem animal e como um produto fabricado pelo próprio fígado. Sua função é fundamental para a vida. Ele age na composição da membrana que envolve todas as nossas células, necessário para a formação dos nossos hormônios sexuais, ácidos biliares e vitamina D. Ele circula por todo o corpo e não é solúvel no sangue. Utiliza uma proteína, a lipoproteína, para se movimentar. Depois de fazer viagem do fígado para os tecidos o excesso deve ser eliminado. Aí Está o Problema O excesso ocorre se a pessoa ingere alimentos que contenham colesterol em demasia, como carnes gordas e ovos, quando o fígado o produz demais ou o somatório dos dois. Este excesso pode se depositar nas artérias endurecendo a parede e formando placas que gradualmente as entopem. Esse processo é conhecido, pois pode gerar doenças como a arteriosclerose, isquemia cerebral e obstrução das veias das pernas. As pessoas sedentárias, obesas e que ingerem alimentos ricos em colesterol são mais propensas a ter níveis elevados. Os homens correm mais riscos do que as mulheres, já que o organismo feminino fica menos exposto devido à ação do hormônio estrógeno. Ele equilibra a proporção dos dois tipos de lipoproteínas que fazem o transporte do colesterol. As altas taxas de colesterol no organismo não mandam avisos prévios. Os sintomas só aparecem depois que as placas já se formaram. Para evitar que isto ocorra o ideal é fazer exames periódicos para que se possa controlar o nível de colesterol no organismo. Tratamentos Em alguns casos apenas uma dieta específica e equilibrada, à base de alimentos que ajudam a diminuir a dosagem de colesterol, basta para manter os níveis aceitáveis de colesterol. Exercícios físicos leves como, Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 14
  15. 15. Colégio Batista do Cariri – 9º ano caminhadas e natação também auxiliam. Mas nem sempre é tão fácil corrigir o problema. Quando o aumento se deve a uma produção excessiva do fígado, há necessidade de uso de medicamentos indicados pelo endocrinologista. Cuidados preliminares podem combater este risco do excesso. Exames periódicos a partir dos 20 anos de idade, correção de hábitos alimentares e uma melhor distribuição das refeições são fundamentais. Caso exista a necessidade de refeições fora de casa, o uso de pratos com pouca ou nenhuma gordura é o ideal. Apenas um exame de sangue indica a taxa de colesterol no organismo. O nível considerado bom é de 200 mg/dl. A faixa limite é entre 200 mg e 240 mg/dl. Acima disto, o risco de ter obstruções nas artérias e problemas cardíacos aumenta. A relação entre o risco de aterosclerose cardíaca e os níveis séricos de lipoproteínas encontra-se bem estabelecida. Níveis elevados de colesterol total e de colesterol ruim (LDL), assim como níveis baixos de colesterol bom (HDL), estão associados a um risco elevado. Em algumas situações, tais como diabetes melito e níveis elevados de triglicerídeos são também um indicador do aumento do risco de doença cardiovascular. Atenção 1. Alimentos que você pode consumir à vontade: Cereais, legumes e verduras, frutas, iogurte desnatado, aveia, gelatina, farinhas em geral, pão, queijo branco e outros. 2. Alimentos com moderação: Sementes oleaginosas (nozes e amendoim), óleos (soja, milho e girassol) e margarina. 3. Alimentos com alto risco: Carnes gordas, pele de frango, camarão, lagosta, carne de porco. miúdos embutidos, ovos, chocolate, leite integral, creme de leite, bacon, empanados, frituras, presunto, mortadela, salame, queijos amarelos e outros. Fonte: Manual de Terapêutica Clínica - 28a. Ed. - 1996. Copyright © 2000 eHealth Latin America Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 15
  16. 16. Colégio Batista do Cariri – 9º ano 1.5. PROTEINAS Elas constituem o componente orgânico mais abundante na célula e isso se explica porque são as principais substâncias sólidas que formam praticamente todas as estruturas celulares. As proteínas são formadas pela união de várias unidades chamadas de aminoácidos,e podem ser agrupadas em várias categorias de acordo com a sua função. De uma maneira geral, as proteínas desempenham nos seres vivos as seguintes funções: estrutural, enzimática, hormonal, de defesa, nutritivo, coagulação sangüínea e transporte. • FUNÇÃO ESTRUTURAL OU FUNÇÃO PLÁSTICA - participam da estrutura dos tecidos. Plástico é uma palavra grega que pode ser traduzida como algo fácil de moldar. Por essa característica das proteínas é que elas entram na constituição física dos organismos. - Colágeno: proteína de alta resistência, encontrada na pele, nas cartilagens, nos ossos e tendões. - Actina o Miosina: proteínas contráteis, abundantes nos músculos, onde participam do mecanismo da contração muscular. - Queratina: proteína impermeabilizante encontrada na pele, no cabelo e nas unhas. - Albumina: proteína mais abundante do sangue, relacionada com a regulação osmótica e com a viscosidade do plasma (porção líquida do sangue). • FUNÇÃO ENZIMÁTICA - toda enzima é uma proteína. As enzimas são fundamentais como moléculas reguladoras das reações biológicas. - Lipases: enzimas que transformam os lipídios em sua unidades constituintes, como os ácidos graxos e glicerol. • FUNÇÃO HORMONAL - muitos hormônios de nosso organismo são de natureza protéica. Resumidamente, podemos caracterizar os hormônios como substâncias elaboradas pelas glândulas endócrinas e que, uma vez lançadas no sangue, vão estimular ou inibir a atividade de certos órgãos. - Insulina: hormônio produzido no pâncreas e que se relaciona com e manutenção da glicemia (taxa de glicose no sangue). Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 16
  17. 17. Colégio Batista do Cariri – 9º ano • FUNÇÃO DE DEFESA - existem células no organismo capazes de "reconhecer" proteínas "estranhas" que são chamadas de antígenos. Na presença dos antígenos o organismo produz proteínas de defesa, denominados anticorpos. O anticorpo combina-se, quimicamente, com o antígeno, de maneira a neutralizar seu efeito. A reação antígeno- anticorpo é altamente específica, o que significa que um determinado anticorpo neutraliza apenas o antígeno responsável pela sua formação. • FUNÇÃO NUTRITIVA - as proteínas servem como fontes de aminoácidos, incluindo os essenciais requeridos pelo homem e outros animais. Esses aminoácidos podem, ainda, ser oxidados como fonte de energia no mecanismo respiratório. • COAGULAÇÃO SANGÜÍNEA - vários são os fatores da coagulação que possuem natureza protéica, como por exemplo: Fibrinogênio. Globulina anti-hemofílica. • TRANSPORTE - pode-se citar como exemplo a hemoglobina, proteína responsável pelo transporte de oxigênio no sangue. O ovo é rico em albumina As unhas são feitas de queratina Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 17
  18. 18. Colégio Batista do Cariri – 9º ano COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS PROTEÍNAS Na composição das proteínas comuns que formam a matéria viva são comumente encontrados cerca de 20 aminoácidos diversos. Nos animais, um aminoácido é considerado essencial quando não pode ser sintetizado pelas células, tendo que ser absorvido através da alimentação, e natural quando pode ser sintetizado pelas células. Nos seres humanos, o fígado é o responsável pelas reações de síntese de aminoácidos. Os aminoácidos se unem entre si através de ligações químicas chamadas de ligações peptídicas. Nesse tipo de ligação, dois aminoácidos se ligam ocorrendo a perda de uma molécula de água. Quando ocorre perda de água na união de moléculas, dizemos que houve uma síntese por desidratação. Síntese devido a formação de uma substância maior pela união de partículas menores e desidratação porque ocorre a perda de água. Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 18
  19. 19. Colégio Batista do Cariri – 9º ano Classificação dos Aminoácidos nos Seres Humanos Naturais Essenciais Alanina (ALA) Fenilalanina(FEN) Ácido aspártico(ASP) Isoleucina (ILE) Ácido glutâmico (GLU) Leucina (LEU) Arginina (ARG) Lisina (LIS) Asparagina (ASN) Metionina (MET) Cisteína (CIS) Treonina (TRE) Glutamina (GLN) Triptofano (TRI) Glicina (GLI) Valina (VAL) Histidina (HIS) Prolina (PRO) Serina (SER) Tirosina (TIR) A seqüência de aminoácidos forma uma cadeia peptídica que pode conter dois (dipeptídios), três (tripeptídios) ou mais aminoácidos. A partir de 4 aminoácidos a cadeia peptídica é chamada de polipeptídio. Geralmente as proteínas podem conter mais de mil aminoácidos em cadeia polipeptídica, ligados em uma seqüencia variável, ou seja, os vinte aminoácidos podem se encontrar em quantidades diferentes e também em ordens diferentes, o que justifica o número incalculável de proteínas diferentes na natureza. Às vezes, basta uma inversão na posição entre dois aminoácidos, a ausência de um ou a presença de mais um, em qualquer ponto da seqüência, para que já se tenha uma nova proteína, com propriedades diversas. TIPOS DE PROTEÍNAS Algumas moléculas protéicas se mostram como finos e longos filamentos que são insolúveis em água. Essas são as proteínas fibrosas como o colágeno e a fibrina. Na maioria dos casos, a molécula protéica é formada por cadeias enroscadas como um novelo, assumindo aspecto globular, formando as proteínas globulares. Estas participam das estruturas celulares (na membrana plasmática, no colóide citoplasmático, na formação dos cromossomos e genes, etc.) ou têm ação ativadora das reações químicas (enzimas). As proteínas podem ser simples, sendo formadas apenas pelo encadeamento de aminoácidos, ou podem ser proteínas complexas, em cuja composição se encontra também um radical não protéico. São as glicoproteínas, as lipoproteínas, as cromoproteínas e as nucleoproteínas. Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 19
  20. 20. Colégio Batista do Cariri – 9º ano Os glóbulos vermelhos do sangue possui O colágeno une os tecidos, auxiliando na uma proteína globular chamada de elasticidade da pele e impedindo o hemoglobina aparecimento das rugas As proteínas necessitam de temperaturas e pH específicos. Alterações muito grandes na temperatura ou no pH podem inativar ou desnaturar as proteínas, fazendo com que ela não funcione. Ao se tornar inativa ela deixa de realizar suas funções. Algumas proteínas podem voltar ao normal se o meio se tornar propício, outras não. Ao se desnaturar ela perde a sua forma e função características e não mais retorna à condição inicial. AS ENZIMAS Enzimas são proteínas especiais que têm ação catalisadora (facilitadoras de reações químicas), estimulando ou desencadeando reações químicas importantíssimas para a vida, que dificilmente se realizariam sem elas. São sempre produzidas pelas células, mas podem evidenciar sua atividade intra ou extracelularmente. Realizada a sua ação, a enzima permanece intacta. Ela acelera a reação, mas não participa dela. Assim, uma mesma molécula de enzima pode atuar inúmeras vezes. São características das enzimas: • Atividade específica na relação enzima-substrato: Cada enzima só atua em uma determinada substância. Os substratos são as substâncias sobre as quais agem as enzimas. Cada enzima atua exclusivamente sobre determinado ou determinados substratos, não tendo qualquer efeito sobre outros. Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 20
  21. 21. Colégio Batista do Cariri – 9º ano • Intensidade de ação proporcional à temperatura: Dentro de certos limites, a intensidade de ação da enzima aumenta ou diminui quando a temperatura se eleva ou abaixa. O ponto ótimo de ação das enzimas varia de um organismo para outro. Variações muito grandes de temperatura levam à inativação ou desnaturação da enzima. • Intensidade de ação relacionada com o pH: Algumas enzimas só agem em meio ácido, outras somente em meio alcalino. Mudanças no pH podem inativar ou desnaturar a enzima. OS ANTICORPOS Outro grupo importante de proteínas são os anticorpos. Quando uma proteína estranha (antígeno) penetra em um organismo animal, ocorre a produção de uma proteína de defesa chamada anticorpo. Eles são produzidos por células do sistema imunológico (linfócitos). Os anticorpos são específicos; determinado anticorpo age somente contra aquele antígeno (proteína estranha) particular que induziu a sua formação. Desde que um certo antígeno tenha penetrado uma primeira vez no organismo, provocando a fabricação de anticorpos, o organismo guarda uma “lembrança” da proteína invasora. Ocorrendo novas invasões, o organismo se defende com os anticorpos formados. Diz-se que o organismo ficou imunizado. Se a ação do antígeno for muito rápida, perigosa ou letal (mortal), a ciência recorre a vacinas e soros. As vacinas vão induzir o organismo a produzir anticorpos contra determinado antígeno. Elas contém o antígeno morto ou enfraquecido, que estimula o organismo a se defender (esse processo é chamado de imunização ativa). Os soros são diferentes das vacinas, pois contêm o anticorpo específico (processo chamado de imunização passiva). Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 21
  22. 22. Colégio Batista do Cariri – 9º ano 1.6. VITAMINAS São substâncias orgânicas especiais que atuam a nível celular como desencadeadores da atividade de enzimas (coenzimas). Elas são atuantes em quantidades mínimas na química da célula, com função exclusivamente reguladora. São produzidas habitualmente nas estruturas das plantas e por alguns organismos unicelulares. Os seres mais desenvolvidos necessitam obtê-las através da alimentação. Algumas vitaminas são obtidas pelos animais na forma de provitamina, substância não ativa, precursora (antecessora) das vitaminas propriamente ditas. Assim acontece com a vitamina A, que é encontrada como provitamina A ou caroteno; e a vitamina D (calciferol), obtida de certos óleos vegetais na forma de ergosterol ou provitamina D. A falta de determinada vitamina no organismo humano causa distúrbios que caracterizam uma avitaminose (falta de vitaminas) ou doença carencial (carência de vitaminas). A melhor forma de se evitar as avitaminoses é consumir uma dieta rica em frutos, verduras, cereais, leite e derivados, ovos e carnes. As vitaminas se classificam em hidrossolúveis e lipossolúveis, conforme sejam solúveis em água ou lipídios (óleos e gorduras). • São lipossolúveis as vitaminas que são dissolvidas em lipídeos – A, D, E e K; • As demais são hidrossolúveis, isto é, são dissolvidas em água. VITAMINA FUNÇÃO SUA PRESENÇA FONTES Atua sobre a pele, a retina Fortalecimento de dentes, Manteiga, leite, gema de ovo, dos olhos e as mucosas; unhas e cabelos; prevenção fígado, espinafre, chicória, Vitamina A aumenta a resistência aos de doenças respiratórias tomate, mamão, batata, cará, (Retinol) agentes infecciosos abóbora Auxilia no metabolismo dos Alívio de dores musculares Carne de porco, cereais integrais, carboidratos; favorece a e cólicas da menstruação; nozes, lentilha, soja, gema de ovo Vitamina B1 absorção de oxigênio pelo pele saudável (tiamina) cérebro; equilibra o sistema nervoso e assegura o crescimento normal Conserva os tecidos, Benefícios para a visão e Fígado, rim, lêvedo de cerveja, principalmente os do globo diminuição do cansaço espinafre, berinjela Vitamina B2 ocular ocular; bom estado da pele, (riboflavina) unhas, cabelos e mucosas Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 22
  23. 23. Colégio Batista do Cariri – 9º ano Possibilita o metabolismo Produção de hormônios Lêvedo, fígado, rim, coração, ovo, Vitamina B3 das gorduras e sexuais; auxílio no cereais integrais (niacina) carboidratos processo digestivo Auxilia o metabolismo em Prevenção da fadiga; Fígado, rim, carnes, gema de ovo, Vitamina B5 geral produção do colesterol, brócolis, trigo integral, batata (ácido pantotênico) gorduras e glóbulos vermelhos Permite a assimilação das Melhora de sintomas da Carnes de boi e de porco, fígado, proteínas e das gorduras tensão pré-menstrual; cereais integrais, batata, banana Vitamina B6 prevenção de doenças (Piridoxina) nervosas e de afecções da pele Atua na formação dos Prevenção de defeitos Carnes, fígado, leguminosas, Vitamina B9 glóbulos vermelhos congênitos graves na vegetais de folhas escuras, (ácido fólico) gravidez; prevenção do banana, melão câncer Vitamina Colabora na formação dos Melhora na concentração e Fígado e rim de boi, ostra, ovo, B12 glóbulos vermelhos e na memória; alívio da peixe, aveia (cobalamina) síntese do ácido nucléico irritabilidade Conserva os vasos Produção de colágeno; Limão, laranja, abacaxi, mamão, sangüíneos e os tecidos; redução do efeito de goiaba, caju, alface, agrião, ajuda na absorção do ferro; substâncias que causam tomate, cenoura, pimentão, nabo, Vitamina C aumenta a resistência a alergia; previne o resfriado espinafre (Ácido ascórbico) infecções; favorece a cicatrização e o crescimento normal dos ossos fixa o cálcio e o fósforo em Prevenção da osteoporose Óleo de fígado de peixes, leite, dentes e ossos e é muito e do raquitismo manteiga, gema de ovo, raios de Vitamina D importante para crianças, sol (Calciferol) gestantes e mães que amamentam Antioxidante; favorece o Alívio da fadiga; Germe de trigo, nozes, carnes, metabolismo muscular e retardamento do amendoim, óleo, gema de ovo Vitamina E auxilia a fertilidade envelhecimento; prevenção (Tocoferol) de abortos espontâneos e cãibras nas pernas Essencial para que o Formação de determinadas Fígado, verduras, ovo organismo produza proteínas protombrina, uma Vitamina K substância indispensável (Filoquinona) para a coagulação do sangue Fonte: Enciclopédia Conhecer 2000, Nova Cultural, 1995 Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 23
  24. 24. Colégio Batista do Cariri – 9º ano 1.7. ÁCIDOS NUCLÉICOS Existem dois tipos básicos de ácidos nucléicos: O ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLÉICO (DNA) e o ÁCIDO RIBONUCLÉICO (RNA). Os ácidos nucléicos compõem o nosso material genético e são encontrados em todos os seres vivos. Essa regra não vale para os vírus, que possuem apenas um tipo de ácido nucléico, ou possuem o DNA ou RNA, nunca os dois. Os ácidos nucléicos constituem a base química da hereditariedade. O ácido desoxirribonucléico (DNA) é uma molécula formada por duas cadeias na forma de uma dupla hélice (escada em caracol). Essas cadeias são constituídas por um açúcar (desoxirribose), um grupo fosfato e uma base nitrogenada (T-timina, A-adenina, C-citosina ou G-guanina). O ácido ribonucléico (RNA) é uma molécula também formada por um açúcar (ribose), um grupo fosfato e uma base nitrogenada (U-uracila, A-adenina, C-citosina ou G-guanina). Um grupo reunindo um açúcar, um fosfato e uma base é um "nucleotídeo". O DNA e os genes Código genético - A informação contida no DNA, o código genético, está registrada na seqüência de suas bases nitrogenadas na cadeia (timina sempre ligada à adenina, e citosina sempre com guanina). O nome dessa informação contida no DNA é o gene. Podemos considerar um gene, de um modo simplificado, como a região do cromossomo que contém o código para produzir uma substância específica que a célula, e, portanto o organismo, precisa para viver. O gene é a parte funcional do DNA. No código genético humano são encontrados milhares de genes e cada uma armazena uma informação que pode ser traduzida do DNA para a montagem de uma molécula específica de proteína. Os genes, portanto, são seqüências especiais de centenas ou Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 24
  25. 25. Colégio Batista do Cariri – 9º ano até milhares de pares (do tipo A-T ou C-G) que oferecem as informações básicas para a produção de todas as proteínas que o corpo precisa produzir. A seqüência de base em um determinado gene indica outra seqüência, a de aminoácidos - substâncias que constituem as proteínas. O DNA não é o fabricante direto das proteínas; para isso ele forma um tipo específico de RNA, o RNA mensageiro, no processo chamado transcrição. O código genético, na forma de unidades conhecidas como genes, está no DNA, no núcleo das células. Já a "fábrica" de proteínas se localiza no citoplasma celular em estruturas específicas, os ribossomos, para onde se dirige o RNA mensageiro. Na transcrição, apenas os genes relacionados à proteína que se quer produzir são copiados na forma de RNA mensageiro. Cada grupo de três bases (ACC, GAG, CGU etc.) é chamado códon e é específico para um tipo de aminoácido. Um pedaço de ácido nucléico com cerca de mil nucleotídeos de comprimento pode, portanto, ser responsável pela síntese de uma proteína composta de centenas de aminoácidos. Nos ribossomos, o RNA mensageiro é por sua vez lido por moléculas de RNA transportador, responsável pelo transporte dos aminoácidos até o local onde será montada a cadeia protéica. O papel do RNA O RNA é encontrado tanto no núcleo como no citoplasma, embora sua função de controle da síntese de proteínas seja exercida exclusivamente no citoplasma. São encontrados no núcleo, formando os nucléolos e no citoplasma, formando os ribossomos. Os RNA são formados modelando- se em moléculas de DNA (transcrição). O RNA, formado no molde do DNA, passa ao citoplasma, levando consigo a mensagem do DNA. No citoplasma ele vai cumprir o seu papel, determinando a síntese de uma proteína (tradução). Essa proteína terá um papel na manifestação do caráter hereditário condicionado pela presença daquele DNA nas células do indivíduo. Logo, o DNA tem uma função eminentemente genética, mas que só é exercida pela atividade dos RNA, que são sintetizadores de proteínas. COMPOSIÇÃO DO ÁCIDO NUCLÉICO As unidades estruturais de um ácido nucléico são as mesmas, tanto numa bactéria como em um mamífero. Todos os ácidos nucléicos são constituídos de filamentos longos nos quais se sucedem, por polimerização, unidades chamadas nucleotídeos. Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 25
  26. 26. Colégio Batista do Cariri – 9º ano Cada nucleotídeo é constituído por um fosfato (P), uma pentose (ribose ou desoxirribose) e uma base nitrogenada (adenina, guanina, citosina, timina ou uracila). As bases nitrogenadas são de dois tipos: bases púricas e bases pirimídicas. • As bases púricas são a adenina (A) e a guanina (G), ambas encontradas tanto no DNA como no RNA. • As bases pirimídicas são a citosina, encontrada no DNA e no RNA; a timina (T), encontrada no DNA; e a uracila (U), encontrada no RNA. No DNA, encontramos sempre duas cadeias paralelas de nucleotídeos. No RNA, só há uma cadeia de nucleotídeos. As cadeias de ácidos nucléicos são longas e encerram muitas centenas de nucleotídeos. A molécula de DNA tem a forma de uma espiral dupla, assemelhando-se a uma escada retorcida (caracol), onde os corrimões seriam formados pelos fosfatos e pentoses e cada degrau seria uma dupla de bases ligadas às pentoses. A seqüência das bases nitrogenadas ao longo da cadeia de polinucleotídeos pode variar, mas a outra cadeia terá de ser complementar sabendo que Adenina se liga com Timina e que Guanina se liga com Citosina. Se numa das cadeias tivermos: ATCGCTGTACAT Na cadeia complementar teremos: T A G C G A C A T G T A Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 26
  27. 27. Colégio Batista do Cariri – 9º ano Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 27
  28. 28. Colégio Batista do Cariri – 9º ano 2. CITOLOGIA O COMEÇO DA CITOLOGIA O conhecimento biológico sempre esteve ligado a uma série de métodos que se desenvolveram, principalmente, com a Física e a química. Devemos ter sempre em mente o paralelismo constante que existe entre as diferentes ciências, cada uma auxiliando o desenvolvimento das demais. Dentro da Biologia, um típico deste paralelismo é a Citologia, que não teria surgido sem o progresso da Física e da Química. Hoje, a imagem que se tem da célula é muito mais complexa e diversa daquela que se tinha há 20 ou 30 anos, quando os citologistas não podiam ter certos conhecimentos que podem adquirir hoje, pois naquela época não havia condições técnicas para tal. A citologia de 20 anos atrás era muito mais morfológica (forma) que a atual, que com o desenvolvimento das técnicas e dos métodos de estudo oferece possibilidades cada vez maiores de traduzir os termos morfológicos da célula para termos fisiológicos (função), ou seja, correlacionar forma-função como um todo. O SURGIMENTO DO MICROSCÓPIO – UM SALTO NA BIOLOGIA! O crédito pela invenção do microscópio é dado ao holandês Zacharias Jansen, por volta do ano 1595. Como era muito jovem na época, é provável que o primeiro microscópio, com duas lentes, tenha sido desenvolvido pelo seu pai, Hans Jansen. Contudo, era Zacharias quem montava os microscópios, distribuídos para realeza européia. No início, o instrumento era considerado um brinquedo, que possibilitava a observação de pequenos objetos. O século XVII foi um período de grande interesse pelos microscópios. A própria palavra microscópio foi oficializada na época pelos membros da Academia dei Lincei, uma importante sociedade científica. Contudo, ainda havia dúvidas sobre a importância do instrumento para a ciência. A magnificação dos objetos obtida, em torno de nove vezes, não permitia observar coisas realmente novas. Ainda não se suspeitava que uma estrutura presente em todos os tecidos vivos logo estaria ao alcance dos nossos olhos, com a ajuda dos microscópios: a célula. Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 28
  29. 29. Colégio Batista do Cariri – 9º ano Modelo de microscópio italiano, possivelmente utilizado por volta do ano 1600. Os modelos italianos eram simples e pequenos A geração seguinte No final do século XVII, os microscópios sofreram uma mudança em seu desenho básico. Devido provavelmente à instabilidade do sistema lateral de sustentação, um tripé de apoio passou a ser utilizado. O primeiro esquema de microscópio com tripé foi divulgado na Alemanha em 1631. Contudo, somente em 1683, o microscopista inglês John Yarwell construiu o primeiro modelo de que se tem notícia. Fonte: www.invivo.fiocruz.br HISTÓRIA DAS LENTES Citam os historiadores que no século XV, era moda entre os juízes esconder o olhar e encobrir as reações que lhes produziam os relatos expressados pelos réus, advogados e promotores, e utilizavam para isto cristais fumês. Dessa forma mantinham à margem de tornar publicas suas expressões, o que evitava também que nas entrelinhas, os autores e réus dos juízos não pudessem se aproveitar e acomodar os relatos de acordo com as expressões que viam no magistrado. Os cristais fumês eram de enorme ajuda para que os juízes também pudessem manter imparcialidade ante o júri e a deliberação deste, já que não tinham sido influenciados pelas reações do magistrado. E foi antes de se formularem as leis da óptica, que os chineses já dominavam a arte de produzir lentes simples manufaturando cristais de quartzo e outros materiais, inclusive armações de diferentes materiais. Alguns destes óculos eram para fins ornamentais e outros para fins medicinais. Mas sabe-se que os primeiros óculos foram fabricados pelo italiano Salvino D'Armato em 1285. Uma inscrição lapidária no sepulcro em Florença o atesta. O escrito diz: - "Aqui jaz Salvino D'Armato de Amati de Florença. Inventor dos Óculos. Deus perdoe os seus pecados. A. D. 1317". - Tudo isto se refere à fabricação ou construção dos óculos, pois não é menos certo que as "propriedades ópticas das superfícies curvas de cristais" já foram conhecidas pelo mesmo Euclides, 390 a.C. e por Cláudio Ptolomeo, 127-151 d.C. Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 29
  30. 30. Colégio Batista do Cariri – 9º ano Séculos depois apareceu o eminente matemático árabe Alhazen (965-1038), que refutou e emendou a teoria que desde a época de Euclides se mantinha como veraz, que consistia na crença "que os raios visuais procediam de um ponto dentro do olho e que estes se espalhavam formando um cone visual cuja base descansava sobre o objeto", Abu-Ali al-Hasan demonstrou o contrário, indicando que "os raios visuais passam do objeto ao olho" e insinuou a "verdadeira conduta da luz ao passar de um meio tênue a um meio denso". A fim de explicar e descrever o resultado de seus testes costumava utilizar pequenos segmentos de cristal em forma oval. Graças à descoberta das primeiras lentes, que se produziu a lupa e o microscópio, para o qual há ciências baseadas exclusivamente nestes descobrimentos. A medicina, a biologia, a história natural, a química entre outras são bons exemplos. Posteriormente, e com destino a pesquisa científica, apareceram as lentes ou lupas e o microscópio "simples" com dispositivos especiais e com um poder de ampliação da imagem observada de não mais de quarenta diâmetros. Oportuno é consignar aqui que tanto os óculos como as lupas ou lentes (antecessores do microscópio) operam como microscópios simples. Praticamente são iguais. Imaginemos que sem as lentes e por sua vez sem a lupa, o microscópio, ficariam a margem da ciência o estudo das coisas e dos seres, ou entidades sumamente pequenas, microscópicas e impossíveis de serem estudadas pelo olho humano. Os diminutos indivíduos viventes que abundam a milhares em uma gota de água, tem sido o assombro científico em todos os tempos. A comprovação experimental de que a textura de animais e plantas em última análise se reduz a uma confederação de tecidos e estes por sua vez de células confederadas, potencialmente capazes cada uma delas de vida independente, com uma organização e estrutura complexas; assim como o fato comprovado de que a soma total de energias elaboradas por cada um destes microscópicos componentes celulares, imprimem a totalidade do individuo, vegetal ou animal, o selo específico de sua estirpe na escala correspondente, é, repetimos, coisa que maravilha e causa sensação ao cientista. O microscópio nos dá imagens invertidas, ou seja que o lado direito do objeto amplificado aparece à esquerda na imagem óptica, e a cara superior daquele se vê na parte inferior desta. Goza de um enorme poder de amplificação, podendo sobrepor a vários milhares de diâmetros. Fundamentalmente consiste seu mecanismo na adaptação de sistemas de lentes de aumento (lentes convergentes) nas extremidades de um tubo cilíndrico enegrecido interiormente. As lentes colocadas na parte superior do tubo se chamam oculares e as do extremo inferior, objetivas. Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 30
  31. 31. Colégio Batista do Cariri – 9º ano A denominação de "microscópio" foi dada por Johann Giovanni Faber (1570-1640) de Bamberg em 1624; médico residente em Roma e a serviço do papa Urbano VI I. O vocábulo provêem de dois vocábulos gregos: - "micros, pequeno e skopein, ver, examinar". Parece evidente que o microscópio "composto" foi inventado no final do ano de 1590 por Hans (pai) e Zacarias (filho) Janssen, de Middelbourg, Holanda; principalmente por Zacarias, que asseguram, combinava duas lentes simples convergentes: uma operava de "objetiva" e a outra de "ocular". Não obstante, a paternidade do microscópio tem sido muito discutida e disputada. Temos por exemplo que os italianos atribuem o singular invento a seu compatriota o famoso Galileu Galilei, (1564-1642), natural de Pisa, eminente físico e matemático. Segundo testemunhos, o que Galileu fez, fundador do método experimental e da ciência dinâmica foi, em 1609, combinar as lentes ou cristais de aumento em um tubo de chumbo ou papelão, construído por ele mesmo, aplicando-as ao estudo da astronomia, mas afirmam, em conhecimento já do aparato óptico inventado pelos Janssen. Tal aparato de Galileu, conseguiu com que aumentasse trinta vezes é considerado como o primeiro telescópio produzido. Mas parece ainda não ser este o seu descobridor, pois sabe-se que seu contemporâneo Hans Lippershey tinha um telescópio e que Galileu indagou sobre seus fundamentos, e em posse destes construiu o seu, aprimorando-o. - O fato de haver construído seus próprios microscópios, como aconteceu com Galileu, Fontana, Drebbel, Kircher, Hooke, Leeuwenhoek, etc., não lhes credita obter a patente de inventores como seus biógrafos pretendem. Pelas computações cronológicas, como veremos, o progenitor do invento sem disputa pertence aos Janssen. O famoso Anton van Leeuwenhoek, considerado como o pai ou progenitor da Microscopia, que em 1675 relatou ter descoberto “animaizinhos” na água da chuva e afirmava que "eram dez mil vezes menores que as moscas de água" vistas por Swammerdan. Suas numerosas observações microscópicas e descrições que delas constituem um positivo valor científico, pese a seu profundo espírito mercantil. Leeuwenhoek biólogo, nasceu na Holanda em 1632. A princípio, construiu microscópios por distração. Chegou a construir mais de 400 deles. O mais potente aumentava os Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 31
  32. 32. Colégio Batista do Cariri – 9º ano objetos 275 vezes. Conseguiu descobrir os animais unicelulares. Também foi o primeiro em ver as células vermelhas nos seres humanos e animais. Em 1827, Karl Ernest von Baer (1792-1876) descobriu o óvulo dos mamíferos. Em 1831, Roberto Brown (1773-1858) observou pela primeira vez o núcleo celular das orquídeas. Em 1835, James Paget (1814-1899) e Richard Owen (1804-1892) descrevem a traquina de um verme nematóide parasitário que estava enquistado no tecido muscular, de preferência na carne de porco. No mesmo ano, 1835, Agostino Bassi fala sobre "Os descobrimentos dos agentes patogênicos", e reconheceu em um fungo a causa da enfermidade dos bichos de seda. Em 1836, Charles Caignard da Tour (1777-1859) descobriu a importância do fungo na levedura em fermentação. E a cabeça de todos eles, em sitial cimero da ciência biológica, figuram Mathías Jacob Schleiden (1804-1881) e Theodor Schwann (1810-1882), que formularam e preconizaram a famosa doutrina sobre a "Teoria Celular". Isto ocorreu nos anos de 1838 e 1839. A Bausch & Lomb, primeira empresa óptica americana, foi fundada em 1850 por dois amigos, J.J. Bausch e H. Lomb. Em 1853, quando John Jacob Bausch, alemão, abriu uma pequena ótica em Rochester, Nova York, necessitou mais dinheiro para manter o crescimento do negócio e pediu emprestados 60 dólares para o seu amigo Henry Lomb, a quem prometeu torna-lo sócio se o negócio desse certo. Em 1920, a Força Aérea dos Estados Unidos fez uma encomenda: - Produzir uma proteção ocular para os seus pilotos de caça, que enfrentavam sérios problemas de visibilidade. Depois de dez anos de pesquisa, apresentaram óculos com lentes verdes, que refletiam os raios solares. Somente em 1936 a novidade foi batizada de Ray-Ban e começou a ser vendida ao grande público. Fonte: www.sdr.com.br Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 32
  33. 33. Colégio Batista do Cariri – 9º ano ENTENDENDO O FUNCIONAMENTO DA CÉLULA. A célula pode ser comparada, de maneira bem simples, com uma fábrica. Através das portas da fábrica chega o material que será usado para a fabricação de seus produtos, esse processo requer o emprego de energia e funcionários devidamente preparados para sua função específica. Contudo para que haja um bom funcionamento da fábrica é necessário um corpo administrativo, responsável por organizar o trabalho de cada funcionário e pelo contato com o mundo exterior. Tudo isso ocorre no interior da fábrica, que é delimitada por seus muros. De maneira semelhante encontraremos a vida celular. Delimitada por uma membrana (membrana plasmática), responsável por separar o conteúdo interno da célula do meio externo. Dentro da fábrica, isto é, no citoplasma celular, encontraremos as organelas (espécie de funcionários com atividades específicas), e o núcleo, que funciona como o corpo administrativo mantendo o bom funcionamento da célula e administrando o contato com o meio exterior. Veja abaixo um exemplo de uma célula animal. MEMBRANA PLASMÁTICA CITOPLASMA NÚCLEO Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 33
  34. 34. Colégio Batista do Cariri – 9º ano Conhecendo a membrana plasmática A membrana plasmática é uma estrutura celular de grande importância. Ela é responsável não apenas por determinar os limites de uma célula, mas também, porque regula a entrada e saída de substâncias da mesma. Basicamente a membrana plasmática é constituída de moléculas de proteína e lipídios, segundo o modelo mais aceito hoje em dia (Modelo do Mosaico Fluido de Singer e Nicholson). É a membrana plasmática quem é responsável pelos processos de transporte de substâncias (que estudaremos mais adiante). Esse controle só é possível porque a membrana plasmática possui uma característica denominada permeabilidade seletiva. Proteínas Dupla camada de lipídios Nessa imagem observamos a dupla camada lipídica com moléculas de proteína anexas, destas expande-se estruturas que lembram uma "árvore", na verdade trata-se de uma estrutura envolvida em processos de reconhecimento de estruturas estranhas, denominado glicocálix. TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA Muitas das substâncias (gases, íons, açúcares, etc.) dissolvidas dentro (intracelular) ou fora (extracelular) da célula, podem atravessar a membrana celular e passar de um compartimento a outro. Existem várias formas através das quais as diversas substâncias podem atravessar a Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 34
  35. 35. Colégio Batista do Cariri – 9º ano membrana celular. As principais e mais bem conhecidas são: Difusão simples, osmose, difusão facilitada e transporte ativo. O transporte de substâncias pode ou não gastar energia • DIFUSÃO SIMPLES – Neste tipo de transporte a substância passa de um meio a outro (do intracelular para o extracelular ou do extracelular para o intracelular) simplesmente devido ao movimento aleatório (desordenado) e contínuo de suas partículas. As substâncias tendem a passar de onde tem em maior quantidade ( meio mais concentrado) para o local de menor concentração de partículas. Em tal meio de transporte não ocorre gasto de ATP (gasto de energia) e nem ajuda de carreadores. o EXEMPLO: Gases como oxigênio ou dióxido de carbono atravessam a membrana celular com grande facilidade, simplesmente se dissolvendo na matriz lipídica desta membrana (oxigênio e dióxido de carbono são lipossolúveis). • OSMOSE – Neste tipo de transporte, a água (solvente) passa, por difusão, do local onde ela está em maior concentração para o local onde ela está em menor concentração. Com isso, a água passa para o local onde se encontra a maior concentração de solutos (substâncias capazes de ser dissolvidas). Nesse tipo de transporte não ocorre gasto de energia. o EXEMPLO: Se a concentração de solutos dentro de uma hemácia (glóbulo vermelho) aumenta, a água passa para Meio Hipertônico o seu interior na tentativa de dissolver Meio isotônico os solutos encontrados ali. Se a Meio Hipertônico quantidade de solutos fora da célula for maior, ocorre a passagem da água do interior para o exterior da célula. O equilíbrio ocorre quando a concentração de solutos dentro e fora da célula for igual. Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 35
  36. 36. Colégio Batista do Cariri – 9º ano • DIFUSÃO FACILITADA – Neste tipo de transporte a substância se utiliza também de seus movimentos aleatórios e contínuos nos líquidos corporais e passa também de um lado a outro da membrana celular. Porém, por ser insolúvel na membrana plasmática (não lipossolúvel) e de tamanho molecular grande demais para passar através dos diminutos "poros" que se encontram na membrana celular, a substância atravessa de um lado para o outro através de proteínas específicas encontrada na membrana celular. Essas proteínas formam canis que consegue facilitam a locomoção da substância através da membrana plasmática. Em tal transporte também não há gasto de ATP (energia). o EXEMPLO: A glicose, importante monossacarídeo, atravessa a membrana celular de fora para dentro da célula (do meio de maior concentração para o meio de menor concentração de glicose) ligada a uma proteína carreadora específica para glicose. • TRANSPORTE ATIVO – Neste tipo de transporte a substância é levada de um meio a outro através da membrana celular por uma proteína carreadora que é capaz, inclusive, de transportar esta substância contra um gradiente de concentração, de pressão ou elétrico (a substância pode, por exemplo, ser transportada de um meio de baixa concentração para um de alta concentração da mesma). Para tanto, O carreador liga-se quimicamente à substância a ser transportada através da utilização de enzima específica, que catalisaria (aceleraria) tal reação. Além disso há um consumo de ATP (energia) para transportar a substância contra um gradiente de concentração. o EXEMPLO: Bomba de Sódio e Potássio - transporta constantemente, nas células excitáveis, através da membrana, Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 36
  37. 37. Colégio Batista do Cariri – 9º ano íon sódio de dentro para fora e íon potássio de fora para dentro da célula. Ambos os íons são transportados contra um gradiente de concentração, isto é, de um meio menos concentrado para um mais concentrado do mesmo íon. ENDOCITOSE – FORMAS DE ENTRAR NA CÉLULA Em algumas células ocorrem processos que permitem a entrada de partículas (sólidas ou líquidas) do meio exterior para o meio interior da célula. Esses processos são chamados de endocitose. A endocitose pode ocorrer de duas maneiras: por fagocitose ou por pinocitose. FAGOCITOSE – Processo utilizado pela célula para englobar partículas sólidas, que lhe irão servir de alimento. A célula produz expansões da membrana plasmática (pseudópodes) que envolvem as partículas e as englobam. No interior da célula (citoplasma) a partícula fica em uma bolsa, chamada fagossomo, onde recebe a ação de enzimas digestivas. Ocorre a digestão e os materiais úteis são aproveitados pela célula. Esse processo é utilizado por seres unicelulares, como forma de alimentação, mas também pode ser visto em leucócitos, que defendem o nosso organismo usando-se da fagocitose para destruir corpos estranhos. PINOCITOSE – Processo semelhante ao da fagocitose, pelo qual certas células ingerem líquidos ou pequenas partículas através de minúsculos canais que se formam em sua membrana plasmática. Quando as bordas desse canal se fecham, contendo o alimento em seu interior, forma-se uma bolsa membranosa chamada de pinossomo. Posteriormente esses materiais são digeridos e aproveitados pela célula. No organismo humano, por exemplo, é através do processo de pinocitose que as células do intestino delgado capturam gotículas de lipídios resultantes da digestão. Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 37
  38. 38. Colégio Batista do Cariri – 9º ano CLASMOCITOSE – O caminho inverso também pode ser percorrido por determinadas substâncias que devem ser eliminadas da célula. Isto ocorre, por exemplo, através de um processo chamado de clasmocitose e que garante a eliminação de resíduos celulares não digeridos. Os resíduos envoltos em uma bolsa membranosa são levados até a membrana plasmática, onde a bolsa se funde a ela, eliminando seu conteúdo para o exterior da célula. Apostila de Biologia – Prof. Luis Carlos 38

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