VILA 1/6. Ano: 11º. Correção. Grupo I. 1. I. Axónio - G II. Dendrite - A. IV. Núcleo - D 2. (A) bombas de da célula e. destruição.

Transcrição

1 ESCOLA S/3 S. PEDRO VILA REAL Atividade Prática: Regulação nos Seres Vivos Ensino Secundário Disciplina: Biologia Geologia Duração: 90 minutos Ano: 11º Grupo I 1. I. Axónio - G II. Dendrite - A III. Terminação do axónio - E IV. Núcleo - D V. Corpo Celular - B VI. Célula de Schwann - C VII. Bainha de mielina - F 2. (A) (A). Dendrite - 1 (B). Canal de cálcio - 7 (C). Neurotransmissor 3 / 9 (D). Vesícula sináptica - 2 (E). Fenda sináptica - 4 (F). Membrana pós-sináptica - 5 (G). Membrana pré-sináptica - 8 (H). Recetor do neurotransmissor - 6 Correção 3.2. A mensagem na fenda sináptica é de natureza química. Quando o potencial de ação atinge a sinapse, as vesículass de neurotransmissoress fundem-se com a membrana pré-sináptica libertando as substâncias na fenda, transformando a mensagem elétrica em química Nos neurónios as cargas elétricas deslocam-se como iões e não comoo eletrões. Esses iões, principalmente sódio (Na + ), cloro (Cl - ), potássio (K + ) e cálcio (Ca 2+ ), deslocam-se através de canais proteicos e bombas de iões, inseridas na bicamada fosfolipídica da membrana plasmática do neurónio. As bombas de iões funcionam contra gradiente de concentração exigindo ATP à célula (no caso, retira sódio da célula e introduz potássio). Sendo a produção de ATP resultante da respiração celular, que nas células eucarióticas aeróbias ocorre, em parte, nas mitocôndrias, estas deverão estar em grande número nas células com grandes necessidades energéticas, como acontece nos axónios, particularmente nas terminações destes A atividade da sinapse dependee do equilíbrio entre a libertação de neurotransmissor e a sua destruição. Se os neurotransmissores não fossem removidos da fenda sináptica, a membrana pós-sináptica permaneceria sempre despolarizada ou hiperpolarizada, incapaz de receber novo estímulo num espaço de tempo relativamente longo. Os resíduoss de neurotransmissor são reabsorvidos, na membrana pré-sináptica, e reciclados, para o fabrico de novas moléculas neurotransmissoras, poupando energia e nutrientes no seu fabrico e evitando desperdícios de moléculas orgânicas. Existem vários mecanismos para terminar a ação do neurotransmissor: 1. neurotransmissor é transportado ativamente para o interior das células vizinhas; 2. neurotransmissor difunde-se para fora da fenda sináptica; 3. enzimas específicas degradam a molécula no neurotransmissor. Por exemplo: Prozac, é uma droga " anti-depressiva, que atua retardando a reabsorção do neurotransmissor serotonina e, portanto, aumentando o seu efeito na sinapse. 1/6

2 3.5. Quando o ião cálcio, Ca 2+, entra na célula, através dos canais proteicos, induz a fusão das vesículas de neurotransmissor com a membrana pré-sináptica e a libertação dos mesmos, para a fenda sináptica, por exocitose. Os iões envolvidos na transmissão do impulso nervoso são principalmente sódio (Na + ), cloro (Cl - ), potássio (K + ) e cálcio (Ca 2+ ) e deslocam-se através de canais proteicos e bombas de iões. Os canais proteicos são poros revestidos por proteínas que permitem a difusão, sem gasto de energia, de moléculas entre o interior e o exterior da célula. Estes canais são geralmente específicos de um dado tipo de ião e, no caso dos neurónios, podem ser "abertos" ou "fechados", quer pela passagem de corrente elétrica (impulso nervoso), quer quimicamente (ligação de uma outra molécula reguladora às proteínas do canal). Os canais iónicos de cálcio, são ativados pela corrente elétrica. Este tipo de canal não existe em nenhum outro local do neurónio, apenas na zona sináptica. Dado que a concentração de cálcio é superior no exterior do neurónio, a abertura dos canais provoca a sua entrada brusca para o citoplasma da telodendrite. Este é o sinal para as vesículas de neurotransmissor se fundirem com a membrana présináptica, libertando o seu conteúdo para a fenda sináptica I. Potencial de repouso - C II. Potencial de ação - D III. Repolarização - B IV. Despolarização - A A diferença de cargas através da membrana plasmática do neurónio designa-se potencial de membrana. Este, num neurónio não estimulado ou em repouso, corresponde ao potencial de repouso. Este estado permite ao neurónio responder a estímulos pois estas células são sensíveis a fatores físico-químicos que alterem o potencial de repouso numa zona da sua membrana. A alteração mais drástica do potencial de membrana corresponde ao impulso nervoso, que não é mais que uma inversão brusca das cargas através da membrana plasmática do neurónio. O impulso nervoso é, por esse motivo, designado potencial de ação. O potencial de ação é uma alteração brusca e intensa do potencial de membrana. Se os canais de sódio abrirem, ocorrerá uma entrada maciça destes iões e uma alteração da posição das cargas, que se invertem em relação ao estado de repouso - despolarização. Se, pelo contrário, forem os canais de cloro a abrir, ocorrerá um aumento da diferença de potencial, ou seja o interior do neurónio tornarse-á ainda mais negativo - hiperpolarização. A abertura e o fecho de canais de iões, com consequentes alterações de polaridade da membrana, é a chave da resposta dos neurónios aos estímulos A permeabilidade da membrana aos iões de Na + aumenta quando ocorre despolarização enquanto a permeabilidade aos iões K + aumenta na altura da repolarização. O potencial de ação inicia-se no corpo celular com a abertura de canais de Na +. Este acontecimento leva à entrada de iões sódio e ao rápido estabelecimento de um novo equilíbrio em poucos milissegundos. Num instante, o campo elétrico entre os dois lados da membrana do neurónio altera-se em cerca de 100 mv. Muda de uma voltagem negativa, no lado interior da célula (cerca de -60 mv), para um valor positivo (cerca de +40 mv) - despolarização. Quase imediatamente a seguir, abrem canais de K + que permitem a saída de potássio da célula, contribuindo deste modo para o restabelecimento do potencial de membrana de repouso, negativo no interior - repolarização. A polarização e despolarização ocorrem em resultado da passagem de alguns iões, não havendo grandes mudanças nas concentrações citoplasmáticas de Na + e de K + durante o potencial de ação. No entanto, a manutenção estável dos gradientes destes iões depende do funcionamento constante de bombas iónicas que expelem Na + para o exterior da célula mv 5. (A) A acetilcolina estimula as células musculares esqueléticas. Quando um impulso nervoso chega à placa motora, a passagem do potencial de ação pela membrana do terminal axónio faz com que muitas das pequenas vesículas de acetilcolina armazenadas nesse terminal rompam, através da membrana desse terminal, para esvaziar seu conteúdo na fenda sináptica, entre o terminal e a fibra muscular. A acetilcolina atua, então, sobre a membrana muscular cheia de pregas para aumentar sua permeabilidade aos iões sódio. Essa permeabilidade aumentada, por sua vez, permite a passagem instantânea de sódio para o interior da fibra muscular, o que acarreta o fluxo de cargas positivas para o citoplasma muscular, 2/6

3 despolarizando imediatamente essa área da membrana muscular. Essa despolarização local produz um potencial de ação que se propaga ao longo da fibra. Por sua vez, o potencial ao passar ao longo da fibra provoca sua contração Afeta a transmissão neuromuscular. O veneno curare liga-se aos recetores pós-sinápticos da acetilcolina, competindo com a acetilcolina por esses recetores. A ausência de potencial de ação na fibra muscular conduz ao relaxamento dos músculos, sendo fatal caso músculos da respiração, por exemplo, sejam afetados, conduzindo à asfixia A produção de dopamina é afetada (devido à degeneração e morte dos neurónios que a produzem), a transmissão de ordens conscientes do cérebro até aos músculos é afetada, o que justifica a desordem dos movimentos corporais característicos desses doentes. A doença de Parkinson caracteriza-se por uma desordem progressiva do movimento devido à disfunção dos neurónios secretores de dopamina, que controlam e ajustam a transmissão dos comandos conscientes vindos do córtex cerebral para os músculos do corpo humano. O local primordial de degeneração celular no Parkinson é a substância negra, presente na base do mesencéfalo, que nos humanos está envolvido na receção e coordenação de informações sobre a postura corporal. 8. A transmissão do impulso nervoso é mais lenta. A mielina é essencial para o bom funcionamento do sistema nervoso. É um material dielétrico (eletricamente isolante) que forma uma camada, a bainha de mielina, que recobre e isola as fibras nervosas, sendo responsável em fazer com que o impulso nervoso corra em alta velocidade. Por causa da destruição da mielina, o impulso nervoso corre vagarosamente alterando a função cerebral e dos nervos. 9. (B) O papel das gónadas no desenvolvimento das características sexuais secundárias Grupo controlo da experiência As hormonas são substâncias químicas, produzidas por células especializadas do corpo, que atuam sobre outras células células alvo desencadeando alterações morfológicas, fisiológicas e comportamentais. As hormonas são lançadas na corrente sanguínea sendo reconhecidas apenas pelas células ou órgãos alvo. A implantação dos testículos com ligação ao sistema circulatório permite a produção e circulação das hormonas sexuais no grupo II, e consequentemente, manter os carateres sexuais próprios dos galináceos machos A Adrenalina é uma hormona segregada pela glândula suprarrenal. Determina reações rápidas de vários órgãos, diante de situações de alerta e emergência, preparando-nos, portanto, para sermos capazes de enfrentar o perigo. Quando um animal é ameaçado, as opções são, geralmente, ficar e lutar ou correr o mais rápido possível. A adrenalina acelera o coração, aumenta a pressão arterial e garante mais sangue nos membros e no cérebro, para reagir a situações que esperamos resolver com rapidez. Quando são removidas as suprarrenais, não há produção de adrenalina afetando o comportamento do animal que deixa de ter mecanismos fisiológicos para reagir. 11. (C) poiquilotérmicos, pecilotérmicos, ectotérmicos ou heterotérmicos são animais que não têm mecanismos fisiológicos evidentes para regular a temperatura corporal. homeotérmicos ou endotérmicos são animais que têm mecanismos fisiológicos evidentes para regular a temperatura corporal. 12. A. Os animais homeotérmicos regulam a temperatura interna expondo-se ao Sol - F B. Os animais são sistemas fechados que efetuam trocas de calor com o meio ambiente - F C. A vasodilatação ocorre devido a um aumento da temperatura corporal - V D. Os animais poiquilotérmicos não conseguem manter constante a pressão osmótica do meio interno - F E. A homeostasia é a manutenção do equilíbrio dinâmico do meio interno - V F. A termorregulação pode ocorrer por um mecanismo de retroalimentação negativa - V 3/6

4 Hipotálamo Contração muscular (tremuras e arrepios) (C) Poiquilotérmicos ou exotérmicos ou ectotérmicos Associação em colónias, exposição ao sol, exposição de grande área corporal ao sol Comportamentais Os animais endotérmicos conseguem manter o seu calor interno graças a metabolismos que o produzem. No gráfico é evidente a existência desses fenómenos (perda de calor por evaporação e diminuição da produção de calor) A temperatura ótima deste animal é 37º C. A esta temperatura, quer a taxa de produção de calor quer o calor perdido por evaporação estão nos valores mínimos permitindo que o animal disponibilize o mínimo de energia para a manutenção da sua temperatura interna. 16. (A) 17. (B) A água arrefece mais lentamente, e por isso à noite está mais quente dentro de água do que fora A taxa metabólica diminuiu nas primeiras treze horas, embora mais acentuadamente nas primeiras seis horas, mantendo-se constante a partir desse tempo A taxa metabólica diminui com a diminuição da temperatura corporal, por forma a evitar gastos energéticos numa época de escassez de alimentos. A hibernação representa uma estratégia para fazer face a baixas temperaturas ambientais e/ ou à escassez de alimentos. Em ambientes frios, para manter a temperatura corporal constante, é necessário evitar a perda de calor e/ou ganhar mais calor. Contudo, a temperaturas muito baixas, torna-se essencial um aumento bastante acentuado do metabolismo do indivíduo, como forma de produzir calor, consumindo as reservas alimentares através de reações químicas com oxigénio. Num período de baixas temperaturas e redução dos recursos alimentares, esses animais deixam de controlar a sua temperatura corporal que se iguala à temperatura do meio. O organismo diminui a sua taxa metabólica, frequência cardíaca, respiração, capacidades sensoriais e percetivas e, consequentemente, obtém uma redução dos gastos energéticos A temperatura do animal varia entre os zero e os 38º a 39º C Durante o período de hibernação a taxa metabólica diminui com a diminuição da temperatura corporal do animal. No final da hibernação a taxa metabólica aumenta para que o indivíduo possa recuperar a sua temperatura corporal Aumenta substancialmente em poucas horas ( 2 horas). O despertar é outro momento crucial na hibernação. É nesse período que há o maior gasto de energia na hibernação. Afinal, o corpo irá recuperar suas funções e novamente atingir sua temperatura normal. Para tanto, dois mecanismos são ativados: um que envolve o tecido muscular e outro que envolve um tecido adiposo especial, a gordura castanha. Normalmente quando sentimos frio, começamos a tremer, ou seja, a nossa musculatura contrai para aquecer o nosso corpo. O mesmo ocorre quando um animal entra no despertar. O sistema nervoso ativa músculos antagónicos que se contraem alternadamente, sem produzir qualquer movimento levando àprodução de calor. O tecido adiposo castanho possui essa cor devido a grande quantidade de mitocôndrias presentes em suas células. Ao contrário do que normalmente ocorre em outras regiões do corpo, as mitocôndrias da gordura castanha não sintetizam ATP e a energia da oxidação é dissipada na forma de calor. Assim, há uma elevação da temperatura corpórea e a recuperação das funções normais do organismo. 4/6

5 18.6. A regulação da temperatura corporal nos organismos endotérmicos é um processo de importância vital, já que é um fator determinante na sua homeostasia interna, nomeadamente na manutenção da taxa de metabolismo celular e na manutenção da integridade do organismo. Um animal endotérmico consegue manter a temperatura do seu corpo mais ou menos constante apesar do valor da temperatura ambiente que o rodeia. Este processo pode envolver não só a capacidade de gerar calor, a partir da utilização dos nutrientes energéticos na célula, mas também a capacidade de diminuir essa temperatura, se necessário. Diversos mecanismos podem atuar na regulação da temperatura do corpo, como tremores (para gerar calor a partir de contrações musculares), palidez (a circulação sanguínea se altera para direcionar menos calor para a pele, perdendo menos calor para o ambiente), ou o seu oposto, a ruborização (a circulação sanguínea se altera para irradiar mais calor através da pele), ou o suor (para perder calor através da evaporação). Os mecanismos fisiológicos para regulação da temperatura corporal podem ainda estar associados com processos comportamentais, como por exemplo a hibernação ou estivação dos endotérmicos Peixe A A urina produzida pelo peixe A é escassa e concentrada (hipertónica), ao contrário do peixe B, que é abundante e diluída (hipotónica). O peixe A é um peixe de água salgada. O meio interno é hipotónico em relação à água circundante, pelo que a osmorregulação deve prevenir a excessiva perda de água por osmose e facilitar a secreção de sais. A urina produzida por estes organismos é muito concentrada (excreção de sais e reabsorção de água) com os rins com glomérulos reduzidos. Estes peixes excretam, por transporte ativo, o excesso de sais através das brânquias. O peixe B é um peixe de água doce. O meio interno é hipertónico em relação à água circundante, a osmorregulação deve opor-se à tendência da água passar, por osmose, para o interior do ser vivo e à perda de sais por difusão. Os mecanismos de osmorregulação passam pela não ingestão de água, pela produção de grandes quantidades de urina diluída (rins com glomérulos desenvolvidos) e pelo transporte ativo de sais para o meio interno, através das brânquias Através das brânquias ocorre captação de sais do meio externo para o meio interno, por transporte ativo O animal X mantém a sua pressão osmótica constante face às variações da osmolaridade do meio externo - A 2. O animal Y é osmorregulador - B 3. O meio interno do animal Y é isotónico relativamente ao meio externo - A 4. O animal Z produz uma urina hipertónica - C 5. Dos animais X, Y e Z, aquele que pode sobreviver em ambientes com maior variabilidade da salinidade é o animal Z - B 6. O animal X possui rins com glomérulos bem desenvolvidos - C (C) (B) Hipotálamo 2 Hipófise 3 Tubo contornado proximal 4 Tubo contornado distal (C) (C) (D) (A) A hormona antidiurética (ADH) é produzida pelo hipotálamo e libertada pela hipófise. 5/6

6 21.6. (B) Grupo II 1. (D) (D) 2.2. Verdadeiras (B), (E), (F), (G) Falsas (A), (C), (D) 2.3. Auxinas. As auxinas são substâncias de ocorrência natural derivadas do ácido indoleacético (IAA), sintetizadas a partir do aminoácido triptofano. Constituem um grupo de fito-hormonas e são produzidas pelas plantas, essencialmente em tecidos em divisão ativa, como meristemas apicais, botões, folhas jovens e frutos em desenvolvimento O etileno é um composto orgânico responsável pela maturação de frutas. Produzido pelas células, atua como hormona vegetal, e está presente em toda a estrutura do fruto, desde a casca até ao seu interior. Os frutos maduros libertam mais etileno do que os não maduros. Assim, se juntarmos bananas maduras e bananas verdes, num recipiente fechado, a concentração de etileno é superior à dos frutos verdes e dessa forma acelera o processo de maturação das frutas verdes Etileno (fitohormona) é o único regulador vegetal gasoso que apresenta atividade biológica em concentrações bastante reduzidas. 4. (A). Controlam o fototropismo e o gravitropismo 1 (B). Promovem a germinação de sementes 2,3 (C). Estimulam a abscisão das folhas 4,5 (D). Promovem o amadurecimento dos frutos 5 (E). Estimulam o fecho dos estomas 4 (F). Estimulam a floração em algumas plantas 1,2 (G). Promovem o desenvolvimento dos gomos laterais 2,3 FIM 6/6