Voltar a: Biologia – 11ºAno
Ficha n.º 2 – Endossimbiose primária
Todos os organismos que fazem fotossíntese oxigénica possuem clorofila a como molécula principal para captação de luz. Essa molécula está associada a um sistema químico e fotoquímico tão complexo que chega a ser inconcebível a ideia de que ela possa ter surgido mais de uma vez no planeta. A clorofila a surgiu nas cianobactérias, antes do aparecimento do primeiro eucarionte e existem evidências que sugerem veementemente que o cloroplasto dos organismos eucariontes surgiu com a endossimbiose de uma cianobactéria dentro de uma célula hospedeira. Com isso, prova que a endossimbiose primária ocorreu apenas uma vez é a origem única da clorofila a das cianobactérias.
Figura 1 – Representação esquemática da evolução do cloroplasto através da Endossimbiose Primária. Chl a: clorofila a, Chl b: clorofila b, PB: ficobiliproteínas, TLC: Transferência lateral de genes. Modificado de Bellorin & Oliveira (2006).
De modo geral, a endossimbiose ocorre de forma bem corriqueira no planeta. Vários casos podem ser citados, o mais comum é dos recifes de corais. Os corais são cnidários que possuem dentro de suas células endossimbiontes que são dinoflagelados, chamados zooxantelas. São as zooxantelas que promovem as cores dos corais. Elas realizam fotossíntese e fornecem alimento para os cnidários, que por sua vez, fornecem abrigo para elas. Quando há um desequilíbrio ambiental, seja por poluição ou aumento da temperatura da água, os cnidários expulsam as zooxantelas de suas células, o que provoca o branqueamento dos corais. No caso das plantas e das algas, elas não são capazes de expulsar os cloroplastos de suas células. Ao longo da coevolução das células vegetais e dos cloroplastos ocorreu uma transferência lateral de genes. Ou seja, genes que pertenciam à cianobactéria foram transferidos para o núcleo da célula hospedeira. Esta, por sua vez, passou a produzir as proteínas importantes para a vida da cianobactéria, tornando-a dependente da célula hospedeira. Se a transferência lateral de genes não tivesse ocorrido, provavelmente a cianobactéria não iria coevoluir para o cloroplasto da célula vegetal. A célula hospedeira ancestral, que adquiriu o cloroplasto primário, deu origem a três linhagens bem definidas: as glaucófitas, as algas vermelhas e as algas verdes (que originaram as plantas terrestres). Esses três grupos formam uma linhagem monofilética chamada Archaeplastida. As glaucófitas constituem um pequeno grupo de algas unicelulares de água doce.
1. Ao longo da coevolução das células vegetais e dos cloroplastos ocorreu uma transferência lateral de genes. Ou seja, genes que pertenciam à cianobactéria foram transferidos para o núcleo da célula hospedeira.
Explique em que medida a transferência lateral de genes, perante um ambiente em mudança, constitui um mecanismo evolutivo complementar aos reconhecidos pela teoria neodarwinista.
- Tópico 1 : Referência a que de acordo com a teoria neodarwinista constituem fontes de variabilidade genética de uma população as mutações e as recombinações génicas resultantes da reprodução sexuada (meiose e fecundação).
- Tópico 2: Referência a que a transferência lateral de genes em resultado dos processos de endossimbiose constitui uma outra fonte de variabilidade genética.
- Tópico 3: Referência a que o aumento da variabilidade genética se traduz numa maior capacidade de sobrevivência de uma população face a um ambiente em constante mudança.
2. As zooxantelas e cianobactérias apresentam ________.
(A) o mesmo tipo de células e o mesmo modo de nutrição.
(B) diferente tipo de células e diferente modo de nutrição.
(C) o mesmo tipo de células e o mesmo nível de organização.
(D) diferente tipo de célulos e o mesmo nível de organização.
- Opção D
- As cianobactérias são organismos procariontes, e as zooxantelas são organismos eucariontes, logo o tipo de células é diferente, procarióticas e eucarióticas respetivamente. Relativamente ao modo de organização celular ambas são unicelulares.
3. Quando uma glaucófita é transferida para um meio de água salgada é de esperar que esta sofra _____
(A) plasmólise, uma vez que a pressão osmótica do meio é superior à pressão osmótica intracelular.
(B) plasmólise, uma vez que a pressão osmótica do meio é inferior à pressão osmótica intracelular.
(C) lise, uma vez que a pressão osmótica do meio é superior à pressão osmótica intracelular.
(D) lise, uma vez que a pressão osmótica do meio é inferior à pressão osmótica intracelular.
- Opção A
- As glaucófitas vivem num meio de água doce, assim ao serem transferidas para água salgada o elevado teor de sais no meio leva a que a pressão osmótica do meio seja superior à do meio intracelular. Como o movimento de água se processa do meio de menor pressão osmótica para o meio de maior pressão osmótica, a água movimentar-se-á preferencialmente para o meio extracelular, a célula diminui de volume e fica plasmolisada.
4. A relação existente entre os corais e as zooxantelas é uma relação endossimbiótica, porque ______.
(A) os corais e a zooxantelas apenas sobrevivem se permanecerem juntos.
(B) as zooxantelas vivem no interior das células dos corais, com benefício para ambos.
(C) a zooxantelas partilham um ancestral comum com algas verdes.
(D) a expulsão das zooxantelas é benéfica para os corais.
- Opção B
- Uma relação simbiótica é uma relação com benefício mutuo para os seres envolvidos, quando um dos seres vive no interior das células do outro é chamado de endossimbiose.
5. A associação entre os corais e as zooxantelas ocorre porque ______.
(A) o aumento de temperatura da água favorece a associação entre ambos.
(B) aumenta a capacidade de sobrevivência dos corais quando no meio existe escassez de alimento.
(C) os corais e as algas apresentam um ancestral comum recente.
(D) a transferência lateral de genes entre ambos torna a associação definitiva.
- Opção B
- Ao efetuar a associação com as zooxantelas o coral obtêm a partir destas os compostos orgânicos fundamentais para o seu metabolismo, tornado-se assim menos dependente da dsponibilidade de alimento no ambiente.
6. As zooxantelas sobrevivem e crescem, utilizando os produtos formados no metabolismo do coral, como dióxido de carbono, compostos azotados e fósforo. O dióxido de carbono, os compostos azotados e o fósforo são usados em simultâneo na síntese de _______.
(A) aminoácidos.
(B) glicose
(C) nucleótidos
(D) glicerol
- Opção C
- Na fotossíntese realizada pelo coral são sintetizados diversos compostos orgânicos, como glicose, aminoácidos, nucleótidos, etc. Da composição dos nucleótidos fazem parte, um grupo fosfatato, uma base azotada e uma pentose, ou seja, para a síntese de nucleótidos, para além do carbono, oxigénio e hidrogénio é também necessário, azoto e fósforo.
7. As algas vermelhas (rodófitas) sobrevivem nas zonas mais profundas dos oceanos , uma vez que os seus pigmentos permitem absorver o comprimento de onda que penetra mais fundo nos oceanos. Quando as ficobiloproteínas absorvem energia luminosa de comprimento de onda correspondente ao ______ ocorre a oxidação dos pigmentos fotossintéticos e imediata _______.
(A) verde …. oxidação da água
(B) verde …. redução do oxigénio
(C) vermelho …. oxidação da água
(D) vermelho …. redução do oxigénio
- Opção A
- Nas algas vermelhas os principais pigmentos fotossintéticos são as ficoeritrinas (pigmento de cor vermelha). As ficobiloproteínas tendo cor vermelha não absorvem luz de comprimento de onda correspondente ao vermelho, mas sim de comprimento de onda correspondente ao verde. Assim, ao absorver a energia luminosa de comprimento de onda correspondente ao verde tem lugar a oxidação dos pigmentos fotossintéticos e imediata oxidação (fotólise) da água.
8. De acordo com a hipótese endossimbiótica, os organelos envolvidos nos processos de obtenção de energia, tiveram origem em ______ de vida livre que se associaram a uma célula_______, estabelecendo no seu interior relações simbióticas.
(A) procariontes ….. eucariótica
(B) procariontes ….. procariótica
(C) eucariontes …. eucariótica
(D) eucariontes …. procariótica
- Opção B
- Os organelos envolvidos nos processos de obtenção de energia são as mitocôndrias.De acordo com a hipótese endossimbiótica as mitocôndrias em procariontes aeróbios, respetivamente que foram endocitados por uma célula procariótica de maiores dimensões.
9. De acordo com uma perspectiva darwinista, as plantas _____.
(A) adquiriram cloroplastos, pela necessidade de produzir alimento.
(B) realizam a fotossíntese, em cloroplastos, por indução do meio ambiente.
(C) produzem matéria orgânica, por possuirem cloroplastos.
(D) sofreram coevolução com os cloroplastos devido à transferência lateral de genes.
- Opção C
- Ao apresentarem cloroplastos, as plantas são capazes de produzir compostos orgânicos, o que lhes confere uma vantagem evolutiva.
10. Algas verdes, as algas vermelhas e as glaucófitas grupos formam uma linhagem monofilética chamada Archaeplastida. O surgimento destes três tipos de algas a partir de um mesmo ancestral sugere a ocorrência de processos de evolução _______ .
(A) convergente, por pressões seletivas idênticas.
(B) convergente, por pressões seletivas diferentes.
(C) divergente, por pressões seletivas idênticas.
(D) divergente, por pressões seletivas diferentes.
- Opção D
- O surgimento de diferentes tipos de algas (vermelhas, verdes e galucófitas) a partir de um mesmo ancestral sugere processos de evolução divergente, por ação de pressões seletivas diferentes.
11. Evidências moleculares sustentam que todos os Archaeplastida são descendentes de uma relação endossimbiótica entre um protista heterotrófico e uma cianobactéria. Este tipo de evidências constituem argumentos ______ a favor da evolução das espécies.
(A) da anatomia comparada
(B) citológicos
(C) bioquímicos
(D) paleontológicos
- Opção C
- As evidências moleculares constituem argumentos bioquímicos a favor da evolução. Entre as evidências moleculares encontram-se a comparação da sequência de nucleótidos da molécula de DNA ou a comparação da sequência de aminoácidos das proteínas.
12. Muitos são os argumentos a favor da teoria endossimbiótica, nomeadamente o facto de ______.
(A) os ribossomas das bactérias serem iguais aos dos eucariontes.
(B) o tamanho dos cloroplastos ser muito diferente do tamanho das cianobactérias.
(C) a divisão dos cloroplastos ser coincindente com o processo de divisão nuclear.
(D) atualmente observarem-se relações de endossimbiose entre bactérias e eucariontes.
- Opção D
- Na atualidade é comum o estabelecimento de relações de endossimbiose entre bactérias e eucariontes portanto será provável que no passado também se estabelecessem relações de simbiose entre organismos procariontes.
13. Ordene as letras de A a E de modo a estabelecer a sequência correta dos acontecimentos envolvidos no aparecimento da linhagem Archaeplastida.
A . Invaginações da membrana plasmática conduzem à formação da membrana nuclear.
B. Transferência lateral de genes entre o cloroplasto e o núcleo.
C. Endocitose de procariontes capazes de oxidar compostos orgânicos e produzir ATP.
D. As novas espécies resultam da fusão de genomas.
E. Endocitose de um procarionte fotossintético.
- A-C-E-B-D
- Num primeiro momento por invaginações da membrana plasmática que rodearam o material genético constituiu-se a membrana nuclear – A. De seguida ocorreu a endocitose de um procarionte aeróbio – C que originou as mitocôndrias. Posteriormente ocorreu a endocitose de um procarionte fotossintético – E que originou os cloroplastos, No interior da célula hóspedeira ocorreu troca de genes entre o cloroplasto e o núcleo – B, resultando em novas espécies por fusão dos genomas.
