Ciencias Procariontes 7A
Ciencias Procariontes 7A
Ciencias Procariontes 7A
9 788581 686547
Fizeram-se todos os esforços para localizar os detentores dos direitos das fotos, ilustrações e dos
textos contidos neste livro. A Editora pede desculpas se houve alguma omissão e, em edições
futuras, terá prazer em incluir quaisquer créditos faltantes.
CDU 541.1
CDD 539
ISBN: 978-85-8168-654-7
Impresso no Brasil
Patrícia Carvalho
2 Seres procariontes................................................................................ 14
4 Arqueas................................................................................................... 32
5 Cianobactérias........................................................................................ 42
6 Bactérias................................................................................................. 48
7 Bactérias benéficas............................................................................... 56
Reprodução
ou simplesmente Lineu, como é chamado no Brasil,
acreditava que as classificações existentes na época
eram confusas, muito distintas entre si e, por isso, di-
fíceis de serem usadas. Por isso, buscou organizar um
novo sistema de classificação que tornasse mais fácil
a descrição e uniformizasse os nomes atribuídos aos
diversos tipos e grupos de animais, plantas e minerais
conhecidos na época. Nesse sentido, Lineu propôs um
sistema padrão de classificação de uso universal, divi-
Carl Von Linné.
dindo os seres vivos em sete categorias:
Fica a dica!
A primeira e mais famosa publicação de Carl Von Linné continha apenas
11 páginas. Intitulado como Systema Naturae (Sistema Natural), publicado
em 1735, o livro apresentou o novo sistema de classificação de plantas, ani-
mais e minerais que Lineu havia projetado quatro anos antes.
Reprodução
siderava que a natureza, assim como o núme-
ro de espécies, era constante e não sofria
alterações evolutivas. Apenas em 1859, com
a Teoria da Evolução do naturalista inglês
Charles Darwin (1809–1882), os sistemas de
classificação passaram a considerar a se-
quência evolutiva dos organismos.
Na classificação de Lineu, os seres vivos
estavam distribuídos em dois reinos apenas:
animal e vegetal. Mas, após a invenção do mi-
croscópio, foram descobertos diversos micro-
-organismos, que, por suas características pe-
culiares, necessitavam de um novo grupo de Charles Darwin.
classificação.
Em 1866, surge o Reino Protista, incluindo bactérias, fungos e protozoá-
rios, proposto pelo médico e zoólogo alemão Ernest Haeckel (1834–1919).
Alguns anos depois, Haeckel propôs a criação de um subgrupo denominado
Monera, no qual seriam inclusos os micro-organismos unicelulares que não
apresentavam núcleo individualizado.
Em 1956, o biólogo norte-americano Herbert Copeland (1902–1968) intro-
duz um reino exclusivo para as bactérias, devido à sua organização celular pro-
cariótica (sem membrana nuclear/carioteca). Surge, assim, a classificação em
quatro reinos: Animalia, Plantae, Protista e Monera.
Treze anos depois, em 1969, surge uma nova classificação, proposta pelo
biólogo e ecologista Robert Whittaker (1920–1980), que estabelece um reino
independente para os fungos — seres uni ou pluricelulares, heterótrofos e
com ausência de tecido organizado —, o Reino Fungi. Os organismos passa-
ram a ser classificados em cinco reinos:
Material necessário:
• 10 botões variados por aluno.
• Papel-ofício ou caderno.
• Caneta.
• Régua.
Como fazer:
1. Individualmente, construa uma tabela de descrição de cada botão, usando
características como tamanho, cor, textura, formato e número de furos.
2. Junte-se a outro colega de sala, formando uma dupla.
3. Apresente sua tabela e discuta a descrição dos seus botões. (O outro aluno
deverá fazer o mesmo.)
4. Juntos, criem uma chave de classificação para os 20 botões.
5. Formem um grupo com o maior número possível de botões de acordo com
uma característica comum a todos (reino).
6. Repitam o item anterior, considerando que todos os botões possuam duas
características em comum (filo).
7. Continuem agrupando os botões, porém agora com três características em
comum (classe).
8. Repitam o processo de agrupamento sempre aumentando uma nova ca-
racterística até conseguirem usar o maior número de características pos-
síveis.
9. Discutam o resultado com o grande grupo na sala.
10. Não se esqueça de registrar quais as características usadas para classifi-
car cada grupo de botões.
Garsya/Shutterstock.com
100
Tempo (milhões de anos atrás)
200
Répteis primitivos
(extintos)
300
Anfíbios primitivos
(extintos)
400
Placodermos Acantodianos
(extintos) (extintos)
500
Ostracodermos
(extintos)
Ancestral dos
cordados
a. o filo.
b. o reino.
c. a classe.
d. a família.
e. a espécie.
Pratique mais
1. As categorias sistemáticas, ou taxas, colocadas ordenadamente, em graus
hierárquicos, são:
a. à mesma espécie.
b. ao mesmo gênero.
c. à mesma espécie e ao mesmo gênero.
d. aos mesmos reino, filo e classe.
e. ao mesmo reino e à mesma espécie.
Os ela-d
Pro téria
Es aro
leia
Co a
to
ral
ss
tr
tr
c
Ba
Ba
Pá
a. bactéria e protozoário.
b. peixe e baleia.
c. baleia e pássaro.
d. estrela-do-mar e ostra.
e. ostra e coral.
Membrana
plasmática
Parede
celular Mitocôndria
Centríolos
Membrana
celular Retículo Complexo
endoplasmático Golgiense
Flagelo rugoso
Ribossomos Retículo endoplasmático Vesículas
liso
Célula procariótica. Célula eucariótica.
Fica a dica!
A Escherichia coli (E. coli) é uma bactéria bacilar Gram-negativa, descober-
ta pelo alemão-austríaco Theodor Escherich em 1885. Constitui uma das mais
antigas bactérias simbiontes dos seres humanos. Além de habitar o trato di-
gestivo humano, essa bactéria também é encontrada no intestino e nas fezes
de organismos endotérmicos (que são capazes de regular sua temperatura
corporal) e répteis. Pela sua simplicidade estrutural e velocidade no processo
de multiplicação, a Escherichia coli é a célula procarionte mais bem estudada.
Por/Shutterstock.com
Construindo um modelo de
protocélula
Antes de começar...
Observe atentamente a imagem ilustrativa de uma célula procariótica, ana-
lisando minuciosamente cada uma de suas estruturas.
Kateryna Kon/Shutterstock.com
Vamos praticar?
Material necessário:
Como fazer:
a. Carioteca.
b. Membrana plasmática.
c. Parede celular.
d. Tonoplasto.
e. Plasmalema.
Don Hamerman/Wikimedia.com
entanto, desde as pesquisas do micro-
biologista norte-americano Carl Richard
Woese (1928–2012), na década de 1970,
essa classificação tem sido contestada,
e mais recentemente a tendência é clas-
sificar os procariontes em dois grupos
distintos: Archaea (arqueobactérias) e
Bacteria ou Eubacteria (bactérias verda-
deiras). Em 1977, Woese, em seus estudos
com RNA ribossômico, estabeleceu um
sistema filogenético para a classificação
dos procariontes, provando que toda vida
no planeta Terra estava relacionada entre Além de cientista, Carl Richard Woese era mate-
mático, físico e se formou em Medicina na Univer-
si. As suas pesquisas mostraram que, em sidade de Rochester.
Archaea – Arqueobactérias.
Bacteria – Bactérias verdadeiras.
Eukarya – Seres eucariontes.
Fica a dica!
O microbiologista e biofísico Carl Richard Woese recebeu a Medalha
Nacional da Ciência dos Estados Unidos, em 2000, e o Prêmio Crafoord das
Biociências, em 2003, entregue pela academia sueca.
ppl/Shutterstock.com
As arqueas conseguiram se desenvolver nas condições inóspitas da Terra primitiva.
Fica a dica!
Alguns cientistas acreditam que as arqueas termófilas podem ter sido
as únicas sobreviventes dos bombardeamentos catastróficos de asteroi-
des e cometas que ocorreram no início da história da Terra. Essa catástrofe
provavelmente matou todas as outras formas de vida, incluindo o ances-
tral universal do qual as arqueas e as bactérias evoluíram.
Reinos
Pseudopeptidogli-
Plantas – Celulose
cano,
Parede celular Peptidoglicano Fungos – Quitina
glicoproteínas e
Animais – Ausente
outros
Número de
01 01 Mais de 01
cromossomos
Mureína na
Ausente Presente Ausente
parede celular
Mitocôndrias Ausente Ausente Presente
Cloroplastos Ausente Ausente Presente
Fica a dica!
Mureína (peptidoglicano) é a estrutura que confere rigidez à parede ce-
lular das bactérias, determinando sua forma e protegendo-as da lise (que-
bra) osmótica quando em meio hipotônico, ou seja, ruptura da célula, uma
vez que a osmose promove a transferência de solvente de meio menos
concentrado para o mais concentrado.
Bacteroides Pyrodicticum
Trichomonadidae
cytophaga
Microsporidia
Thermotoga
Diplomonadida
Aquifex
18/07/2018 13:32:27
Fica a dica!
A raiz da árvore filogenética da vida ou o ancestral comum aos três do-
mínios é conhecido como Luca, sigla de Last Universal Cellular Ancestor.
Prática 3
a. Cladograma:
Esta prática procura demonstrar o que aconteceu para que um tipo de bico
predominasse em cada uma das Ilhas Galápagos.
Como fazer:
1. Forme uma equipe com cinco integrantes.
2. Discuta com a sua equipe e formule uma hipótese para a seguinte pergunta:
V Belov/Shutterstock.com
Pertencentes ao Equador e localizadas a quase mil quilômetros de sua costa, no Oceano Pacífico, as Ilhas Galápa-
gos, desde a visita de Charles Darwin, são consideradas o principal laboratório biológico do mundo.
a. exclusivamente no Domínio Archaea.
b. exclusivamente no Domínio Bacteria.
c. exclusivamente no Domínio Eukarya.
d. nos domínios Archaea e Bacteria.
e. nos domínios Bacteria e Eukarya.
a. Bacteria.
b. Prokarya.
c. Archaea.
d. Eukarya.
e. Animalia.
Fica a dica!
As pesquisas mais recentes afirmam que as arqueas são os únicos
organismos a apresentar o fenótipo hipertermofílico, o que permite
suportar temperaturas acima de 95 ºC. Outro aspecto exclusivo desse do-
mínio da vida consiste no metabolismo metanogênico, ou seja, são os úni-
cos seres capazes de produzir metano como resíduo do seu metabolismo.
Wing-Chi Poon/Wikimedia.com
As arqueas conseguem sobreviver em condições nas quais a maioria dos seres vivos não conseguiria.
Fica a dica!
As arqueas metanogênicas (orga-
janecat/Shutterstock.com
nismos capazes de produzir metano)
vivem em simbiose com uma variedade
de protozoários, agindo ativamente em
conjunto para proveito mútuo. No intes-
tino dos animais ruminantes, esses mi-
cro-organismos ajudam na digestão do
alimento vegetal e na produção de gás
metano. As arqueas e os protozoários
ciliados são responsáveis por aproxi-
madamente 15% das emissões de me- Os gases expelidos por meio da digestão
dos ruminantes, principalmente o gado, cria-
tano na atmosfera, o que caracteriza um do para abate em grandes áreas, são um dos
grave problema ambiental. vilões do efeito estufa.
irisphoto1/Shutterstock.com
A grande quantidade de sal presente no Mar Morto (acima) é uma das condições para o desenvolvimento celular
das halófilas.
Vamos praticar?
Material necessário:
• 02 cartolinas.
• Régua.
• Canetas coloridas.
• Árvore filogenética (ver na página 25).
• Texto a seguir: Arqueobactérias metanogênicas: sem elas, estaríamos aqui
hoje?.
Pedro Eisenlohr
Fontes: Scientific American Brasil, setembro/2004, p. 38-45 e Pelczar, M. Microbiologia: Con-
ceitos e Aplicações, v. 1, 1997. Disponível em: http://arquivo.ufv.br/petbio/Informativos/outu-
bro2004/Arqueobacteriasmetanogenicas.htm. Adaptado.
Johann Helgason/Shutterstock.com
Fica a dica!
Observa-se que as arqueas não deram origem às bactérias atuais, mas de-
rivaram de um mesmo ancestral. Por isso o termo arqueobactérias foi usado
de forma indevida, visto que significa “bactéria primitiva”. A principal diferença
entre arqueas e eubactérias é que, na comparação com os genes dos eucario-
tos, os das arqueas se assemelham mais aos do grupo dos seres eucariontes.
a. hidrólise. b. eterificação.
c. condensação. d. saponificação.
e. catálise.
III. Ocorrem em lagoas rasas de evaporação, formadas por água do mar, nas
quais se obtém o sal de cozinha.
3 4 5
I. Citoplasma.
II. Membrana plasmática.
III. Núcleo.
IV. Parede celular.
V. Cápsula.
NEON_ja/Wikimedia.com
NOAA Great Lakes Environmental Research Laboratory/
Wikimedia.com
O gênero Microcystis é um dos que mais causam pro- Diferentemente da Microcystis, as Oscillatoria não
blemas em águas continentais devido à sua alta capa- são ramificadas, e sim constituídas por células mais
cidade de formar florações e produzir toxinas. largas e compridas.
Fica a dica!
Apesar de as cianobactérias serem conhecidas como algas azuis, so-
mente metade das espécies apresenta a cor azul-esverdeada. O Mar Ver-
melho é assim chamado devido à floração, aumento descontrolado, de cia-
nobactérias da cor vermelha do gênero Trichodesmium.
Reprodução
unicelulares não coloniais é assexua-
da e ocorre por divisão binária, seme-
lhante à das bactérias. As espécies
filamentosas reproduzem-se asse-
xuadamente por fragmentação ou por
hormogonia, quando cada pedaço do
filamento se rompe dando origem a Fragmento de uma cianobactéria em reprodução por
vários fragmentos, chamados hormo- hormogonia.
gônios, que, por meio da divisão de suas células, originam novas colônias fi-
lamentosas com descendentes geneticamente semelhantes uns aos outros.
Os primeiros registros fósseis de cianobactérias datam de aproximada-
mente 3,5 bilhões de anos. No decorrer desse longo período, houve tempo
suficiente para que o processo evolutivo promovesse diversas transforma-
ções entre as espécies, originando estratégias de adaptação interessantes e
eficientes, extremamente importantes em situações de estresse ambiental,
como nos processos de eutrofização, poluição de corpos de água, como rios
e lagos, que acabam adquirindo coloração turva e apresentando baixos níveis
de oxigênio dissolvidos na água, acarretando a morte de diversas espécies de
vegetais e animais.
A presença de matéria orgânica dissolvida na água tende a impulsionar o
crescimento das cianobactérias por meio da assimilação de macro e micro-
nutrientes, o que, de certa forma, justifica o sucesso das cianobactérias em
ambientes eutrofizados, em especial aqueles sujeitos às consequências ne-
gativas das ações antropológicas.
A presença de cianobactérias não é abundante em ambientes não eutrofi-
zados porque não há aporte suficiente de nitrogênio (N) e fósforo (P) para sus-
tentar o crescimento forte e acelerado das espécies nocivas, especialmente
as colônias, que precisam de maiores quantidades de nutrientes para favore-
cer a reprodução. Algumas espécies podem crescer em ambientes oligotrófi-
cos (pobres em nutrientes) a mesotróficos (com estado trófico intermediá-
rio), mas comumente não são as espécies nocivas.
Fica a dica!
A parede celular das cianobactérias é formada por várias substâncias,
entre elas a mureína, alguns aminoácidos e glucosaminas de estrutura idên-
tica às de bactérias Gram-negativas, o que evidencia a afinidade entre elas.
Extração da clorofila
Antes de começar...
1. Vimos que as cianobactérias apresentam certas colorações, uma delas é a
verde. A respeito disso, pesquise e escreva o que é clorofila.
Vamos praticar?
Material necessário:
• Diversas folhas verdes de plantas.
• Peneira.
• Almofariz (pilão) ou similar.
• Pistilo (utensílio usado para amassar, macerar substâncias sólidas).
• Papel-filtro ou filtro de café.
• Álcool etílico.
• Béquer ou recipiente de vidro (copo, vidro de maionese ou similar).
Como fazer:
1. Pique as folhas e coloque-as no almofariz.
2. Com o auxílio do pistilo, macere bem as folhas.
a. procariontes e quimiossintetizantes.
b. procariontes e fotossintetizantes.
c. eucariontes e fotossintetizantes.
d. eucariontes e quimiossintetizantes.
e. eucariontes e heterótrofos.
a. eutrofização.
b. poluição.
c. floração.
d. frutificação.
e. regeneração.
a. Reino Monera.
b. Reino Fungi.
c. Reino Animalia.
d. Reino Plantae.
e. Reino Protista.
toeytoey/Shutterstock.com
Bactérias benéficas
Bactérias nocivas
chombosan/Shutterstock.com
Prática 6
Cultivo de bactérias
Antes de começar...
Você já teve a experiência de observar uma bactéria? Uma forma de ob-
servá-la é criando um meio de cultura, que é uma preparação química com a
presença de nutrientes necessários para que os micro-organismos de deter-
minada amostra biológica proliferem, permitindo, assim, seu estudo, sua iden-
tificação e sua análise. Sabendo disso, pesquise mais o assunto e responda às
questões abaixo:
Vamos praticar?
Material necessário:
• Três frascos pequenos de vidro com tampa.
• Um litro de água filtrada e fervida (ainda quente).
• Um recipiente para fazer gelatina.
• Gelatina sem sabor.
• Açúcar.
• Colher de sopa.
• Cotonetes.
• Caneta permanente para retroprojetor.
Como fazer:
1. Com cuidado para não se queimar, derrame a água fervente nos potes de
vidro e nas tampas.
2. Deixe escorrendo e esfriando sem tocar na parte interior dos frascos e das
tampas.
Fica a dica!
Para garantir o sucesso da sua atividade prática, a coleta entre os dedos
dos pés deve ser realizada quando estes estiverem bem suados.
10. Passe o cotonete sem romper a gelatina no frasco identificado com a pa-
lavra “suor”.
11. O frasco em que está escrito “controle” deve permanecer intacto.
12. Deixe os três frascos em local fresco e sem exposição direta da luz solar.
13. Aguarde cerca de três dias e observe os resultados.
FamVeld/Shutterstock.com
O leite materno começa a se formar durante a gravidez.
Fica a dica!
Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), a intervenção cesaria-
na só é necessária em 15% dos nascimentos, quando há risco de vida para
a mãe ou para o bebê. Apesar disso, os partos por via cesariana não param
de crescer. O Brasil é um caso de destaque em toda a América, onde mais
de 55% dos nascimentos são programados.
Ciclo
Dese
o de nitrogênio
rtificação
Designua/Shutterstock.com
Fixaçã
Amonificação
Assimilação
Bactérias
Bactérias
desnitrificantes
fixadoras
de N2
Nitrificação
Bactérias nitrificantes
Kovalchynskyy Mykola/Shutterstock.com
bém há a atuação das bactérias
do bem. A toxina botulínica, co-
mercialmente conhecida como
botox, é produzida pela bac-
téria Clostridium botulinum.
Essa toxina, quando indus-
trializada e purificada, usa-
da em doses controladas,
tem a capacidade de reduzir
ou eliminar as linhas de ex-
pressão, pois paralisam as O ácido botulínico, mais conhecido como botox, é indicado para o tra-
contrações musculares. tamento estético, já que suaviza linhas de expressão.
Fica a dica!
Em 1992, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) aprovou o
uso do botox, tornando-o a primeira toxina botulínica registrada no Brasil.
Além das indicações estéticas, essa toxina também vem sendo usada no
tratamento para a hiperidrose (sudorese excessiva).
Prática 7
Vamos praticar?
Material necessário:
• Dois litros de leite desnatado ou integral.
• Um copo de iogurte natural.
• Panela.
• Colher.
• Recipiente de vidro com tampa.
• Toalha de prato.
• Isopor ou bolsa térmica.
Fica a dica!
As bactérias do iogurte se reproduzem em condições ambientais favo-
ráveis, com disponibilidade de alimento e temperatura ideal.
Como fazer:
1. Aqueça o leite até chegar à temperatura de 85 ºC (antes de levantar fervu-
ra e borbulhar).
Fica a dica!
Você pode enriquecer o seu iogurte depois de pronto batendo-o no li-
quidificador com frutas de sua preferência.
Pratique mais
a. pasteurizado cru.
b. pasteurizado fervido.
c. recém-ordenhado.
d. em pó.
e. coalhado.
a. F, V, F.
b. V, F, V.
c. F, F, V.
d. F, V, V.
e. V, V, V.
a. do carbono.
b. do nitrogênio.
c. da água.
d. do fósforo.
e. do enxofre.