Biologia Das Células

l O que é vida?, 2
1.1 A origem da Biologia, 2
1.2 Características dos seres vivos, 3
Composição química, 3
Organização da matéria viva, 4
Metabolismo, 4
Reação e movimento, 5
Crescimento e reprodução, 5
Hereditariedade, 6
Variabilidade genética, seleção natural
e adaptação, 6
Uma definição de vida, 7
1.3 Níveis de organização em Biologia, 7
1.4 A Biologia e algumas
questões da atualidade, 9
1.5 A Biologia como ciência, 1 O
A natureza do conhecimento científico, 1 O
O método hipotético-dedutivo em ciência, 1 O
Quadro 1.1 • Exemplos pioneiros de
procedimentos científicos em Biologia, 12
Quadro J .2 • Principais subdivisões da Biologia, 14
Relação entre ciência e tecnologia, 15
Leitura A verdade em ciência, 16
Atividades, 18
• CAPITuLo 2 Origem da vida na Terra, 22
2.1 A formação da Terra, 22
Quadro 2.1 • A origem do universo
e do Sistema Solar, 23
2.2 Biogênese versus abiogênese, 25
O experimento de Redi, 25
Polêmicas sobre a origem dos micróbios, 26
Pasteur e a derrubada da abiogênese, 27
Quadro 2.2 • Primeiros "caçadores de micróbios", 29
2.3 Teorias modernas sobre
a origem da vida, 30
Panspermia e evolução química, 30
As condições na Terra primitiva, 30
Os primeiros vestígios de vida na Terra, 31
Origem pré-biótica de compostos orgânicos. 32
O "mundo do RNA", 34
Evolução dos processos energéticos, 34
2.4. Evolução e diversificação da vida, 37
Origem cfa célul:i eucariótica, ~7
A origem da multicelularidade. 39
Quadro 2.3 • Dinâmica planetária
e as idades da Terra, 40
Leitura O dia em que a Terra incendiou-se, 44
Atividades, 46
• CAPf'ruLo 3 A base molecular da vida, 51
3.1 A Química e a vida, 51
Quadro 3.1 • Átomos, moléculas
e ligações químicas, 53
3.2 Constituintes da matéria viva, 55
Principais elementos químicos dos seres vivos, 55
Principais moléculas dos seres vivos, 55
Quadro 3.2 • Relação dos principais íons
essenciais e seu papel no corpo humano, 56
3.3 A água e os seres vivos, 57
Estrutura molecular da água, 57
Importância da água para a vida, 57
3.4 Glicídios, 60
Classificação dos glicídios, 61
Importância dos glicídios, 64
3.5 Lipídios, 64
Foslolipídios, 67
Quadro 3.3 • A química de uma bolha de sabão, 68
Carotenóides, 69
3.6 Proteínas, 70
A descoberta das proteínas. 70
Composição molecular das proteínas, 70
Em que diferem as proteínas?, 71
Aminoácidos essenciais, 71
Arquitetura das proteínas, 73
Funções das proteínas. 74
3.7 Vitaminas, 77
A descoberta das vitaminas, 77
Fontes naturais de vitaminas e avitaminoses, 78
Quadro 3.4 • Principais
vitaminas e sintomas de sua deficiência, 78
3.8 Ácidos nucléicos. 80
Tipos de ácido nucléico: DNA e RNA, 80
Componentes dos ácidos nucléicos, 80
Estrutura espacial dos ácidos nucléicos. 80
Leitura Os príons, 81
Atividades, 83
• ÇAPlruw 4 A descoberta da célula, 90
4.1 O mundo microscópico, 90
Microscópio simples e microscópio composto, 90
Origem do termo "célula", 91
Teoria celular, 91
4.2 A célula observada
ao microscópio óptico, 93
Partes fundamentais da célula, 93
O funcionamento dos microscópios ópticos, 94
Quadro 4.1 • Unidades de medida
para o mundo microscópico, 95
Técnicas para observação
ao microscópio óptico, 96
4.3 A célula observada
ao microscópio eletrônico, 99
O funcionamento dos microscópios eletrônicos, 99
Técnicas para observação
ao microscópio eletrônico, 1O1
Descobrindo o interior das células vivas, 1O1
4.4 Outros métodos de estudo da célula, l 02
Fracionamento celular, 102
O uso de substâncias radioativas em Citologia, 104
Leitura Uma história de 400 anos, 105
Atividades, 106
• """1VLu 5 Fronteiras da célula, l 09
5.1 Membrana plasmática, 109
Organização molecular da membrana, 109
5.2 Permeabilidade celular, 111
Passagem de substâncias através
da membrana, 111
Quadro 5.1 • Osmose na célula vegetal. 113
Quadro 5.2 Fibrose cística: um exemplo
de distúrbio na permeabilidade celular, 116
5.3 Endocitose e exocitose, 117
Endocitose, 117
Exocitose, 119
5.4 Envoltórios externos
à membrana plasmática, 119
Glicocálix, 119
Paredes celulares, 119
Leitura Conexons e bombas de cálcio, 122
Atividades, 123
• cAPrruw 6 O citoplasma, 129
6.1 Organização geral do citoplasma, 129
6.2 O citoplasma das células procarióticas, 130
6.3 O citoplasma das células eucarióticas, 131
Retículo endoplasmático, 133
Complexo golgiense, 135
Lisossomos, 137
Quadro 6.1 Lisossomos e doenças, 139
Peroxissomos, 140
Vacúolos da célula vegetal, 140
Citoesqueleto, 141
Citoesqueleto e movimentação celular, 143
Cílios e flagelos, 144
Mitocôndrias, 145
Plastos, 146
Leitura DNA mitocondrial, 148
Atividades, 151
• CAPrnn.o 7 Núcleo e cromossomos, 157
7. 1 Aspectos gerais do núcleo celular, 157
Descoberta do núcleo, 158
7.2 Componentes do núcleo celular, 159
Carioteca ou envelope nuclear, 159
Organização do poro nuclear, 160
Cromatina, 161
Nucléolos, 161
Nucleoplasma ou cariolinfa, 161
7.3 Cromossomos da célula eucariótica, 161
Arquitetura do cromossomo eucariótico, 161
Características gerais do cromossomo, 162
Cromossomos e genes, 163
Cromossomos homólogos, 164
Quadro 7.1 Determinação genética do sistema
ABO de tipo sangüíneo, 165
7.4 Cromossomos humanos, 166
Cariótipo humano normal, 166
Alterações cromossômicas na espécie humana, 16 7
Leitura Por que o crom0550mo Y é t.ào estranho?, 169
Atividades, 1 71
• CAPl'JULO 8 Divisão celular:
mitose e meiose, 175
8.1 Importância da divisão celular, 175
8.2 Ciclo celular, 177
lnterfase: G1
, Se G2
, 177
8.3 Mitose, 178
Fases da mitose. 180
Citocinese. 184
Divisão celular em bactérias, 185
8.4 Regulação do ciclo celular, 185
Quadro 8.1 • Câncer, 186
8.5 Meiose, 188
Fases da meiose, 188
Onde e quando ocorre a meiose. 193
Leitura As origens do câncer, 194
Atividades, 196
,___...;. __ Metabolismo energético (I):
respiração celular
e fermentação, 202
• 9.1 Energia para a vida, 202
t Anabolismo e catabolismo, 202
t A energia nas reações químicas, 203
• 9.2 ATP, a "moeda energética"
do mundo vivo, 207
t Estrutura química do ATP. 207
• 9.3 Respiração celu lar, 208
t Glicólise: a etapa
extramitocondrial da respiração celular, 210
t Ciclo de Krebs, ou ciclo do ácido cítrico, 211
t Fosforilaçào oxidativa, 213
t Fontes de energia para a respiração celular:
gliádios e ácidos graxos, 216
• 9.4 Fermentação, 216
t Tipos de fermentação, 218
Leitura Síntese de ATP
em mitocôndrias e dorop/aslos, 2 19
• Atividades. 220
• CAmlllO 1 O Meta boi ismo energético (II):
fotossíntese
e quimiossíntese , 225
• 10.1 Aspectos gerais da fotossíntese, 225
t Estabelecendo a equação da fotossíntese, 226
t Cloroplasto, a sede da fotossíntese, 229
• 10.2 Etapas da fotossíntese, 229
t Absorção de luz, 230
t Transporte de elétrons, 230
t Produção de ATP, 230
t Fixação do carbono, 230
• 10.3 Transformação de energia
luminosa em energia química, 231
t A natureza da luz, 231
t Espectro de luz visível e fotossíntese, 231
t Pigmentos fotossintetizantes e fotossistemas, 231
t Ex.citação da clorofila, 232
• 10.4 Fotofosforilação
acíclica e fotofosforilação cíclica 234
t Forossistemas: PSI e PSll, 234
t Fotofosforilação acíclica, 235
t Fotofosforilação cíclica, 236
• 1O.5 Ciclo das pen toses, 236
t Destino dos produtos do ciclo das pen toses, 237
• 10.6 Ouimiossíntese. 238
Leitura Um experimento engenhoso, 239
• Atividades, 240
• CAP!nJLO 11 O controle gênico das
atividades celulares, 244
• 11.1 Natureza química do gene, 244
t A descoberta do DNA, 244
t Estrutura molecular do DNA, 245
Quadro 11 .1 • A natureza do código genético, 246
t Duplicação semiconservativa do DNA, 247
• 11.2 Genes e RNA: a transcrição gênica, 247
t Relação entre genes, cromossomos e DNA, 247
Quadro 11 .2 • Evidência experimental
da duplicação semiconservativa do DNA, 248
t T'ranscrição gênica, 250
• 1 1.3 Mecanismo de síntese
das proteínas: tradução gênica, 253
t Início da síntese da cadeia polipeptídica, 253
t Crescimento da cadeia polipeptídica, 254
t Término da síntese da cadeia polipeptídica, 256
Leitura A programação genética, 257
• Atividades, 259
1Mri''''' • cA!'ln 11.o 12 Tecidos epiteliais, 266
• 12.1 A estratégia multicelular, 266
t Vantagens da multicelularidade, 266
t Tecidos corporais, 268
• 12.2 Tecidos epiteliais, 268
t Epitélios de revestimento, 268
Quadro 12. I • A pele humana, 273
t Epitélios glandulares, 279
Leitura Pele adentro, 281
• Atividades, 283
• q .PiTuw 13 Tecidos conjuntivos, 286
• 13.1 Características gerais
e tipos de tecido conjuntivo, 286
• 13.2 Tecidos conjuntivos propriamente ditos, 288
t Componentes dos tecidos conjuntivos, 288
• 13.3 Tecidos conjuntivos especiais, 293
t Tecido adiposo, 293
t Tecido cartilaginoso, 294
t Tecido ósseo, 295
t Tecido hematopoiético, 298
Leitura Embaixo de sua pele, 299
• Atividades, 301
• c .. Piruw 141 Tecido sangüíneo, 304
• 14.1 Características do sangue
e origem das células sangüíneas, 304
t Tecidos hemocitopoéticos
ou hematopoiéticos, 304
• 14.2 Componentes do sangue humano, 307
t Plasma sangüíneo, 307
t Hemácias (glóbulos vermelhos). 307
t Leucócitos (glóbulos brancos). 309
Quadro 14.1 Resposta inflamatória, 311
t Plaquetas (ou trombócitos)
e coagulação do sangue, 314
Leitura Um kit rápido para
consertar o corpo com seu próprio sangue, 315
• Atividades, 317
• a PíruLo 15 Tecidos musculares, 320
• 15.1 Características gerais
dos tecidos musculares, 320
• 15.2 Tecido muscular estriado esquelético, 321
t Estrutura da fibra muscular estriada
esquelética, 322
• Dinâmica da contração muscular, 325
t Músculos e exercício físico, 326
• 15.3 Tecido muscular estriado cardíaco, 328
• 15.4 Tecido muscular não-estriado
(ou tecido muscular liso), 329
Leitura Músculos e envelhecimento, 330
• Atividades, 332
• c.-.l'fruLO 16 Tecido nervoso, 335
• 16.1 Características gerais
do tecido nervoso, 335
• 16.2 Células do tecido nervoso, 336
• Neurônios, 336
t Gliócitos, 338
• Neurofibras mielinizadas
e não-mielinizadas, 339
• 16.3 A natureza do impulso nervoso, 341
t Propagação do impulso nervoso, 341
t Sinapses nervosas, 342
Leitura Medula óssea gera novos ne1irônios, 344
• Atividades, 345
Ml'N
cA1>11uw 17 Reprodução
e ciclos de vida, 352
• 17.1 Tipos de reprodução, 352
t Reprodução assexuada, 352
t Reprodução sexuada, 354
17.2 Tipos de ciclo de vida, 355
t Ciclo haplobionte diplonte, 355
t Ciclo haplobionte haplonte, 356
t Ciclo diplobionte, 357
• 17.3 Reprodução humana, 358
t Sistema genital feminino, 358
t Sistema genital masculino, 361
t Fecundaçao,363
Quadro 17.1 Bebês de proveta e
clonagem humana, 366
Quadro 17.2 Métodos contraceptivos, 367
Quadro 17.3 Doenças sexualmente
transmissíveis (DSTs). 370
Leitura Clonagem de 111anirreros, 372
• Atividades, 374
• v.r1t1iLo 18 Desenvolvimento
embrionário dos
animais, 380
• 18.1 Aspectos gerais
do desenvolvimento embrionário, 380
t Primeiras idéias sobre desenvolvimento, 380
t Do zigoto ao organismo:
visão geral do desenvolvimento, 382
• 18.2 Segmentação e formação da blástula, 382
t Segmentação ou clivagem, 382
t Formação da blástula, 384
• 18.3 Gastrulação, 386
t Tipos de movimentos na gastrulação, 386
t Eixos corporais, 388
t Formação dos folhetos germinativos, 388
• 18.4 Formação dos tecidos e dos órgãos, 389
~ Tubo nervoso, 389
t Notocorda, 390
t Mesoderma, 390
t Endoderma, 391
Quadro 18. I Desenvolvimento
embrionário do anfioxo, 392
Quadro 18.2 Desenvolvimento
embrionário em anfíbios, 395
Quadro 18.3 Desenvolvimento
embrionário em aves e répteis, 399
~ Formação dos folhetos germinativos, 400
~ Anexos embrionários, 401
Leitura Pioneiros
da Embriologia Experimenta/, 404
• Atividades, 406
• c~r1i111~> 19 Desenvolvimento
embrionário humano, 41 3
·l • 19.1 Aspectosgerais
do desenvolvimento em mamíferos, 413
t Desenvolvimento embrionário
nas subclasses de mamíferos, 413
• 19.2 Embriologia
dos mamíferos placentários, 415
• Segmentação e formação do blastocisto, 415
• Formação do~ folheto~
germinativos e dos anexos embrionários, 417
t Nidação, 418
t Formação da placenta, 421
• 19. 3 Parto, 423
Quadro 19.J Gêmeos humanos, 425
Leitura Um estranlio denlro de você, 428
• Atividades, 43 1
Bibliografia, 433
Respostas - A Biologia no vestibular, 435
Siglas de vestibulares, 441
Anexo - A nova nomenclatura anatômica, 442
Índice Remissivo, 444