Biologia Vol 3

passado e permitem a comparação com os seres que vivem hoje. GABARITO Caderno do Aluno Biologia – 3a série – Volume 3
2. Sim, o texto corrobora a hipótese sobre o parentesco, pois estabelece parentesco entre as cobras atuais e o P. problematicus. 3. Resposta pessoal. Anote as respostas dos alunos, que poderão ser retomadas no final da Situação de Aprendizagem. As respostas de senso comum costumam apontar para a modificação em função da “necessidade” – hipótese que chamamos de lamarckismo. Durante a correção, ressalte a função dos fósseis como documentos das mudanças sofridas pelos seres vivos ao longo do tempo a partir de um ancestral comum (evidências do processo de evolução). Se tiver acesso, você pode exibir outros exemplos por meio de imagens. Os alunos podem indicar exemplos de outros tipos de evidência evolutiva. Se achar necessário, auxilie os alunos citando alguns exemplos, como presença de órgãos vestigiais, ontogenia etc. A classe pode levantar várias hipóteses – que poderão ser utilizadas em discussões futuras – para explicar a questão 3.
Para pensar
Página 15
• Resposta pessoal. Neste momento, os alunos explicitam suas hipóteses. GABARITO Caderno do Aluno Biologia – 3a série – Volume 3
PESQUISA INDIVIDUAL
Página 16
Roteiro de pesquisa Lamarck Darwin e Wallace 1. Quem foi e em que época viveu? Naturalista francês (Bazentin, 1o de agosto de Darwin, naturalista nascido na Inglaterra em 1809, e 1744 – Paris, 28 de Wallace, naturalista dezembro de 1829) britânico nascido em 1823, chegaram ao princípio da evolução ao mesmo tempo. 2. Quais as principais influências que sofreu? Originário da baixa nobreza, Lamarck pertenceu ao Exército, interessou-se por História Tanto Darwin quanto Wallace sofreram grande influência do princípio da população, de Malthus, e Natural e escreveu uma dos trabalhos de Lyell, obra de vários volumes embora tenham sobre a flora da França. desenvolvido pesquisas Conde de Buffon o distintas. indicou para o Museu de História Natural. 3. Quais os princípios propostos para explicar a evolução e quais as evidências que sustentam os princípios? Para Lamarck, os seres vivos vão desenvolvendo determinados órgãos de acordo com suas necessidades de sobrevivência e os transmitem para seus descendentes – teoria do Darwin e Wallace chegaram à mesma teoria da evolução por ascendência e à seleção natural como o principal mecanismo evolutivo. uso e desuso e dos caracteres adquiridos.
GABARITO Caderno do Aluno Biologia – 3a série – Volume 3
4. Principais Caracteres adquiridos por Nenhum dos dois equívocos e/ou uso e desuso nunca são cientistas explica a origem falhas. transmitidos a seus da variabilidade das descendentes espécies.
Segundo Lamarck, a adaptação aparece pelo uso e desuso e pela herança dos caracteres adquiridos: isto é, o que não se usa vai ficando atrofiado, e o que se usa com frequência acaba se fortalecendo. E essas características são transmitidas para as gerações futuras. Portanto, as adaptações aparecem em uma população para desempenhar uma função específica, para adaptá-la ao meio.
Segundo Darwin, essa adaptação aparece devido a uma seleção natural. As populações biológicas apresentam variações entre seus indivíduos. Essas variações podem permitir que alguns indivíduos sobrevivam a variações no ambiente, e os indivíduos que sobrevivem podem transmitir essas características a seus descendentes.
GABARITO Caderno do Aluno Biologia – 3a série – Volume 3
ROTEIRO DE EXPERIMENTAÇÃO
Página 16
1. No modelo, o quadro indicado por I na Figura 3 do Caderno do Professor, página 27, é o organismo primordial. Esse quadro e os dois seguintes, do Caderno do Professor, podem também ser considerados fósseis. 2. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos relacionem os primeiros desenhos a organismos mais simples. 3. Os organismos sobreviventes ao processo de seleção natural. 4. O organismo passado para o colega. 5. Cada vez que um aluno modifica o desenho e passa esse mesmo desenho para o colega, o desenho anterior é extinto. Isso porque a seleção natural privilegiou seu GABARITO Caderno do Aluno Biologia – 3a série – Volume 3
novo desenho e determinou o desaparecimento do desenho que lhe foi passado. A seleção natural atua sobre as variações dos seres vivos, e as características não surgem com uma ou outra finalidade. As populações vão sofrendo modificações ao longo do tempo, pois os ambientes estão em constante transformação. Vale ressaltar que, na época de Darwin, não havia muitos conhecimentos de genética e que, atualmente, a evolução é explicada pela teoria neodarwinista, que é a teoria darwinista acrescida dos conhecimentos de genética.
6. No esquema modelo, identificamos espécies extintas em IV; o aluno deve identificar evento semelhante no desenho produzido pela sala. LIÇÃO DE CASA Página 18
1. As mutações e a recombinação gênica são responsáveis pela variabilidade sobre a qual atua a seleção natural. No esquema da evolução de uma espécie, como ilustrado entre II e V, é possível observar que caracteres são herdados (descendência) e um novo caractere é desenvolvido (mutação). As mutações não são direcionadas. As mutações podem ser positivas, negativas ou neutras, depende da relação dos indivíduos com o ambiente. As mutações podem ser gênicas ou cromossômicas. 2. a) No esquema-modelo, é possível identificar o isolamento em III. Esse isolamento geográfico poderia ser ocasionado por uma barreira, como o aparecimento de um rio ou uma montanha, após um terremoto. Um dos ambientes pode ter continuado com suas características de floresta e outro se transformado em campo, por exemplo.
b) As características dos seres tendem a se diferenciar, pois os dois grupos estarão sujeitos a pressões seletivas diferenciadas. Não há mistura de material genético, pois os dois grupos estão completamente separados.
c) Espera-se que os alunos reconheçam o aparecimento de uma nova espécie quando essas duas populações estiverem isoladas reprodutivamente, isto é,
GABARITO Caderno do Aluno Biologia – 3a série – Volume 3
divergiram tanto a ponto de não poderem mais se cruzar e, mesmo que o consigam, não gerem prole fértil.
VOCÊ APRENDEU? Página 19
Teoria moderna da evolução (Neodarwinismo)
ROTEIRO DE EXPERIMENTAÇÃO
Página 20
• Espera-se que os alunos identifiquem a diminuição da frequência gênica. Análise dos resultados
Página 22
1. A resposta depende da hipótese prévia dos alunos. É comum que proponham o desaparecimento do alelo Hb. Os heterozigotos mantêm o alelo na população. 2. A frequência do alelo Hb aumenta e a do Hbs diminui. A seleção natural é o agente causador da variação. Quanto à comparação dos resultados da sala, é comum a existência de resultados muito variados, embora todos tendam à diminuição da GABARITO Caderno do Aluno Biologia – 3a série – Volume 3
frequência do alelo Hbs e ao aumento do Hb. Sugerimos que aproveite essa e a próxima questão para discutir o isolamento geográfico e o que aconteceria se os ambientes isolados fossem distintos.
3. Sem a seleção dos homozigotos recessivos, a frequência se manteria em equilíbrio. 4. A imigração e a emigração são fatores evolutivos que contribuem para a entrada ou a saída de alelos Hbs e Hb, variando as frequências alélicas, “gênicas”. Isto é, mantêm o fluxo gênico entre populações distintas. 5. A variação das frequências seria outra. 6. Eventos aleatórios podem alterar a frequência dos alelos. Uma redução da população ou outro evento podem limitar os indivíduos que contribuem com genes para a próxima geração. Se apenas alguns indivíduos contribuem com seus genes para a próxima geração, os alelos que eles possuem provavelmente não representarão as frequências alélicas de toda a população a que eles pertencem e a nova geração terá uma frequência diferente da geração anterior. O nome desse processo é deriva genética. No caso da atividade, os alelos recessivos podem ter sua frequência aumentada devido à deriva genética; ou então os alelos dominantes, ao se encontrar em frequência muito baixa, podem desaparecer. 7. Embora haja alteração de uma geração para outra, espera-se que as variações sejam pequenas. 8. Sim. São favorecidos os indivíduos heterozigotos, porque, apesar de apresentarem anemia atenuada, são resistentes à malária. 9. Sim, se considerarmos a evolução como a variação na frequência gênica em uma população. A seleção natural atuando sobre um alelo recessivo letal pode causar variações na frequência dos alelos em uma população. Entretanto, outros fatores evolutivos também interferem, como mutação e migração, e a deriva gênica ainda mais. É importante ressaltar que a atividade não pretende ser um modelo geral de evolução. Na natureza as coisas são mais complicadas. Os modelos devem ser utilizados como ajuda para o entendimento e não como teoria geral da natureza. GABARITO Caderno do Aluno Biologia – 3a série – Volume 3
VOCÊ APRENDEU? Página 24
1. Registros fósseis, evidências anatômicas e fisiológicas (órgãos homólogos, órgãos vestigiais, evidências moleculares) etc. 2. As ideias tais como expressas identificam-se com o pensamento lamarckista, pois sugerem que o ambiente forçou a mudança nos indivíduos (as células adquiriram a capacidade de fabricar muita melanina para enfrentar a radiação solar). Segundo a teoria evolucionista, proposta inicialmente por Darwin, as populações são compostas de diferentes tipos de indivíduo, e aqueles que possuem a capacidade de fabricar mais melanina apresentam, nas regiões com grande insolação, uma vantagem em relação aos que não possuem: são selecionados positivamente e a frequência dessa característica (mais melanina) tende a aumentar na população. 3. a) III, I, II.
b) Mutação, recombinação gênica, permutação e seleção natural.
4. Alternativa e. 5. Alternativa d. GABARITO Caderno do Aluno Biologia – 3a série – Volume 3
SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 3 GRANDES LINHAS DE EVOLUÇÃO DOS SERES VIVOS
Para começo de conversa
Página 26
1. É possível notar que o clima da Terra tem oscilado entre as condições quente/úmido e frio/seco. Em boa parte da história, a Terra foi bem mais quente do que nos dias atuais. Por outro lado, durante os períodos de glaciação, a Terra foi mais fria do que atualmente. 2. Os níveis do mar têm mudado repetidamente. É possível notar que a maioria das extinções em massa de organismos marinhos tem coincidido com períodos de baixos níveis do mar. 3. É possível notar que, no princípio, a Terra tinha pouco ou nenhum gás oxigênio livre. Ao longo da história evolutiva da Terra, a concentração desse gás aumentou. Grande parte das mudanças deve-se à atuação dos seres vivos. Leitura e Análise de Texto
Página 28
1. Ocupação do ambiente terrestre: período Siluriano; plantas e primeiros animais ocupam o ambiente terrestre. Os mamíferos surgiram na era Mesozoica. Nesse caso, é importante chamar a atenção dos alunos para dois processos distintos de ocupação do ambiente terrestre, aquele efetivado pelos tetrápodes e o protagonizado pelos artrópodes e outros organismos invertebrados. 2. Os eventos biológicos que precederam esses momentos são grandes extinções. GABARITO Caderno do Aluno Biologia – 3a série – Volume 3
3. Espera-se que os alunos percebam que vários eventos na história evolutiva da Terra causaram extinções em massa, como derramamento de lavas vulcânicas, mudanças oceânicas, variação de temperatura, movimentação dos continentes e até mesmo meteoros. Os poucos organismos sobreviventes aos eventos de extinção em massa puderam proliferar e se diversificar em diferentes linhagens que vieram a dominar a Terra. LIÇÃO DE CASA Página 30
1. • Plantas: embriões protegidos; plantas com sementes; traqueídes (tecido vascular verdadeiro); flores; carpelos e endosperma triploide. • Animais: metameria, multicelularidade; diblástico; triblástico; protostomia; deuterostomia; simetria bilateral; celoma; pseudoceloma; notocorda; tecidos verdadeiros. Plantas – 1. Embriões protegidos; 2. Traqueídes (tecido vascular verdadeiro); 3. Plantas com sementes; 4. Flores, carpelos e endosperma triploide.
Animais – 5. Multicelularidade; 6. Tecidos verdadeiros; 7. Diblásticos; 8. Triblásticos; 9. Protostomia; 10. Simetria bilateral; 11. Pseudoceloma; 12. Celoma;
13. Metameria; 14. Deuterostomia; 15. Notocorda. 2. O ambiente terrestre apresenta, em relação ao ambiente aquático, pouca água, que é um elemento essencial à vida. Para solucionar o problema da perda de água, os seres terrestres desenvolveram a epiderme com cutícula e embriões protegidos. O aparecimento dos tecidos condutores verdadeiros (traqueídes) também favoreceu a independência do ambiente aquático, permitindo o desenvolvimento de raízes e caule. Foi necessário também o aparecimento de adaptações reprodutivas como meios independentes da água para o trânsito dos gametas e a dispersão das sementes. A independência reprodutiva total da água ocorreu apenas nas angiospermas, com a formação do tubo polínico durante a fecundação. GABARITO Caderno do Aluno Biologia – 3a série – Volume 3
3. Os quelicerados invadiram o ambiente terrestre. O exoesqueleto e as patas articuladas favoreceram essa conquista. 4. Atualmente, as teorias evolutivas são amplamente aceitas e, graças aos avanços nos estudos paleontológicos, ecológicos e genéticos, podemos entender mecanismos que Darwin em sua época não podia. Em Genética, entendemos evolução como variação das frequências gênicas em uma população em um período de tempo. Espera-se que os alunos identifiquem semelhanças entre as duas atividades, como a atuação da seleção natural sobre uma variedade existente, que leva à adaptação. PESQUISA INDIVIDUAL
Página 32
1. Entre os cordados, especialmente os vertebrados, é possível identificar um plano básico. Presumivelmente ancestral a esse plano consiste em uma organização bilateral tubular, com características como notocorda, fendas faríngeas, tubo nervoso dorsal oco, vértebras e crânio. 2. Durante o período Devoniano, os anfíbios invadiram o ambiente terrestre. Surgiram de ancestrais que compartilhavam com peixes pulmonados. A existência de patas a partir de barbatanas e de “pulmões” que retiravam oxigênio do ar favoreceu essa ocupação. Entretanto, a conquista definitiva se deu pelos répteis, pois a vida dos anfíbios estava limitada a ambientes úmidos. Os répteis conquistaram o ambiente terrestre em razão da presença de ovo com casca, pele áspera e impermeável à água e rins capazes de excretar urina concentrada. 3. Essa questão jamais será respondida conclusivamente. O objetivo é estimular os alunos a refletir sobre o processo evolutivo como evento contínuo resultado de uma conjunção de vários fatores, entre eles o acaso. O que nos leva a crer que o filme seria diferente a cada exibição. Entretanto, alguns temas, como voar ou parasitar, poderiam aparecer no novo filme, embora não necessariamente nos mesmos personagens. Para saber mais, você, professor, pode consultar o Capítulo 7 do livro O GABARITO Caderno do Aluno Biologia – 3a série – Volume 3
que é vida – Para entender a biologia do século XXI (El-Hani, C.N; Videira, A.P. Rio de Janeiro: Relume Dumará, 2000).
VOCÊ APRENDEU? Página 33
1. a) Todos os representantes do filo Chordata apresentam um tubo neural dorsal, notocorda e fendas na faringe, em algum estágio de seu ciclo vital.
b) O retângulo II indica o desenvolvimento de patas, o que representou um avanço evolucionário fundamental para a conquista do meio terrestre. O retângulo III representa o aparecimento do ovo com casca, provido de anexos embrionários, como
o âmnio, o alantoide e o cório. Essas estruturas permitiram o desenvolvimento no meio aéreo e, portanto, a conquista definitiva do meio terrestre. 2. Alternativa e. 3. Alternativa c. VOCÊ APRENDEU? Página 35
1. Existem várias possibilidades no texto que tragam o significado de evolução biológica, tais como: “[...] a vida na Terra seguia um fluxo contínuo de evolução, resultado da competição pela sobrevivência que, geração após geração, se encarrega de eliminar os menos adaptados” e “Todas as nossas plantas e nossos animais descendem de algum ser no qual a vida surgiu antes”. 2. a) É o mecanismo evolutivo proposto por Darwin no qual os indivíduos mais aptos sobrevivem e transmitem suas características favoráveis para as gerações seguintes.
GABARITO Caderno do Aluno Biologia – 3a série – Volume 3
As características desfavoráveis cada vez menos frequentes não se perpetuam na população.
b) É um dos principais fatores evolutivos porque gera variabilidade e, com isso, novas possibilidades evolutivas.
3. O isolamento reprodutivo pode ser compreendido como parte do processo de especiação, segundo o qual o acúmulo de diferenças entre duas populações gera organismos com possibilidades adaptativas distintas. Sendo assim, o isolamento reprodutivo impede o fluxo gênico entre as populações que estão divergindo.