Bio. Monitor: Rebeca Khouri

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1 Professor: Nelson Paes Monitor: Rebeca Khouri

2 Específicas: ciclos e desequilíbrio ecológico 25 out EXERCÍCIOS DE AULA 1. O esquema representa o ciclo do elemento nitrogênio. a) Explique de que maneira os animais obtêm nitrogênio para a fabricação de suas substâncias orgânicas. b) Em quais dos processos indicados por letras (A, B, C, D e E) participam bactérias? c) Qual a importância do processo E para a continuidade da vida? 2. A cidade ideal seria aquela em que cada habitante pudesse dispor, pelo menos, de 12 m2 de área verde (dados da OMS). Curitiba supera essa meta com cerca de 55m2 por habitante. A política ambiental da prefeitura dessa cidade prioriza a construção de parques, bosques e praças que, além de proporcionar áreas de lazer, desempenham funções como amenizar o clima, melhorar a qualidade do ar e equilibrar o ciclo hídrico, minimizando a ocorrência de enchentes. a) Explique como as plantas das áreas verdes participam do ciclo hídrico, indicando as estruturas vegetais envolvidas nesse processo e as funções por elas exercidas. b) Qual seria o destino da água da chuva não utilizada pelas plantas no ciclo hídrico? 3. Muito se tem comentado sobre o aquecimento global, e um dos assuntos mais debatidos é o aumento do aquecimento provocado por emissões de CO 2 e sua relação com o efeito estufa. Um dos métodos mais discutidos para neutralizar o CO 2 consiste na realização de cálculos específicos para saber quanto CO 2 é lançado na atmosfera por determinada atividade, e quantas árvores devem ser plantadas para absorver esse CO 2. Por outro lado, sabe-se que se, por absurdo, todo o CO 2 fosse retirado da atmosfera, as plantas desapareceriam do planeta. a) Explique como as plantas retiram CO 2 da atmosfera e por que elas desapareceriam se todo o CO 2 fosse retirado da atmosfera. b) Considerando o ciclo do carbono esquematizado na figura abaixo, identifique e explique os processos biológicos responsáveis pelo retorno do CO2 para a atmosfera

3 4. A fixação biológica de nitrogênio vem sendo estudada há 50 anos. Neste período, muitos conhecimentos em relação a esse processo foram produzidos. a) Quais são os organismos responsáveis pela fixação biológica de nitrogênio? b) Por que a presença desses organismos no solo contribui para sua fertilização? 5. Com frequência, ouvimos em noticiários de televisão que determinada reserva florestal está em chamas e que o incêndio é incontrolável. Geralmente, grandes extensões da reserva são danificadas, numerosos indivíduos de espécies vegetais e animais morrem, sendo que algumas espécies correm perigo de extinção. Além desses efeitos imediatos, indique um problema a médio ou a longo prazo decorrente das queimadas e analise suas consequências. 6. "Desde lemos em Toxic Terror, publicação da Third World Network - que a Chisso Corporation, empresa fabricante de produtos químicos, lançava resíduos de seu processo industrial, contendo mercúrio, no rio Minamata e na baía de Minamata, Japão. Vinte anos depois, em 1950, mudanças inexplicáveis começaram a ser observadas no rio e na baía - peixes flutuavam na superfície, moluscos e plantas aquáticas morriam. Pássaros em pleno voo começaram a cair no mar. Já em 1953, gatos, cães e porcos enlouqueciam e morriam. Em 1956, uma menina de cinco anos chegou ao hospital com sintomas de danos cerebrais. Pouco mais de um mês, cinco outros moradores da mesma aldeia foram internados com os mesmos sintomas. Era a doença de Minamata, que até o fim desse ano fez 52 vítimas conhecidas." (Revista Ecologia e Meio Ambiente, ano I, nº 1, 1991, p.35) a) Por que, inicialmente, uma análise de água não poderia ter detectado a presença do mercúrio antes de causar danos ao ecossistema? b) Havendo suspeita de lançamento dessa substância em determinado ecossistema, de que modo poderíamos avaliar os níveis reais de contaminação? 7. A diversidade de espécies de zooplâncton encontrada em quatorze lagos estudados em Indiana, EUA, foi comparada à produtividade primária do ecossistema. As relações entre esses dois fatores está representada no gráfico abaixo.

4 Justifique a diferença na diversidade de espécies encontrada entre os lagos fortemente poluídos e os lagos com pouca ou nenhuma poluição 8. O lançamento de dejetos humanos e de animais domésticos nos rios, lagos e mares leva a um fenômeno conhecido como eutrofização, uma das formas mais comuns de poluição das águas. a) Em que consiste esse fenômeno? b) O que ocorre com os níveis de oxigênio dissolvido na água em ambientes eutróficos? Justifique. EXERCÍCIOS DE CASA 1. a) O esquema mostra, de maneira simplificada, o ciclo de que elemento químico? b) Que informação, dada pelo esquema, permite identificar esse elemento químico? c) Cite duas classes de macromoléculas presentes nos seres vivos, que contenham esse elemento químico. 2. Pesquisas recentes indicam que alguns dos efeitos mais visíveis do desaparecimento da floresta amazônica seriam as alterações no regime de chuvas, com impactos na produção agrícola e na matriz energética do país. Justifique por que haveria alterações no regime de chuvas e qual a relação destas com o sistema energético do país. 3. a) O câncer é uma doença genética, mas na grande maioria dos casos não é herdado. Justifique essa afirmação. b) Uma das preocupações com a destruição da camada de ozônio da atmosfera é o aumento da incidência de câncer de pele. Explique a relação que existe entre a destruição da camada de ozônio e o aumento da incidência desse câncer.

5 4. Em artigo publicado na revista Nature (27/9/2007), os cientistas James Lovelock e Chris Rapley propõem, como ação contra o aquecimento global, a instalação de tubos nos oceanos a fim de bombear, para a superfície, a água que está entre 100 e 200 metros de profundidade. A água bombeada, a) De que maneira essa medida poderia colaborar para a redução do aquecimento global? b) Espera-se também que a produtividade da pesca aumente nos locais em que a água do fundo for bombeada para a superfície. Como esse procedimento poderia provocar o aumento na quantidade de peixes? 5. O metano (CH4), o gás carbônico (CO2) e os clorofluorcarbonetos (CFC) estão relacionados, direta ou indiretamente, à intensificação do efeito-estufa e à destruição da camada de ozônio. a) Qual (quais) desses gases pode(m) resultar de processos biológicos? b) A camada de ozônio filtra raios ultravioleta (UV) que atingem a atmosfera terrestre. A diminuição dessa camada aumenta a exposição dos seres vivos a esses raios, que podem induzir mutações no DNA. Considere que os raios UV não penetram em nosso corpo além da pele. Como a exposição aos raios UV pode, a longo prazo, afetar nossa saúde? Justifique. c) Qual é a consequência de nossa exposição aos raios UV para a geração seguinte? Por quê? 6. Os salmões do Pacífico (Oncorhynchus nerka) são peixes carnívoros. Estudos demonstram que as concentrações de bifenilas policloradas (BPC - compostos organoclorados utilizados em diversos processos industriais) nos tecidos desses peixes são maiores do que as encontradas nos oceanos. Explique por que a concentração de BPC nos salmões é maior do que a verificada nos oceanos. 7. Os gráficos a seguir mostram as variações na concentração de dióxido de carbono (CO 2) atmosférico (gráfico 1) e as variações no nível dos oceanos (gráfico 2) em décadas recentes. As medições de CO 2 anteriores a 1950 foram obtidas no gelo da calota polar e as demais, diretamente na atmosfera. a) Para cada gráfico, apresente uma causa das variações observadas. b) Estabeleça a relação entre os fenômenos representados nos dois gráficos. 8. As crescentes emissões de dióxido de carbono (CO 2) e outros gases na atmosfera têm causado sérios problemas ambientais como, por exemplo, o efeito estufa e o consequente aquecimento global. A concentração deste gás na atmosfera, que era de 280 partes por milhão (ppm) em 1800, atingiu 380 ppm nos dias atuais. Em termos práticos, a assinatura do Protocolo de Kyoto em 1997 teve por objetivo obrigar os países a contribuir para a redução da concentração de CO 2 na atmosfera nos próximos anos. Uma das alternativas levantadas pelo Protocolo de Kyoto para diminuir esta concentração é a de incrementar o sequestro de carbono da atmosfera. Considerando o ciclo global do carbono, responda.

6 a) Atualmente, qual é o principal fator, relacionado com produção de energia, responsável pela emissão em taxas crescentes de CO 2 na atmosfera? Considerando a atividade industrial, cite duas medidas práticas que poderiam contribuir para diminuir a emissão de CO 2. b) Cite um processo biológico que possibilita o sequestro de carbono da atmosfera, e uma situação ou medida prática para que este sequestro ocorra.

7 GABARITO Exercícios de aula a) Os animais obtêm nitrogênio se alimentando de plantas e de outros animais. Plantas e animais contêm nitrogênio sob a forma de proteínas, aminoácidos livres, ácidos nucléicos, etc. b) As bactérias participam de todos os processos indicados. c) O processo E é a decomposição, que libera a amônia (NH3), tornando-a disponível para a utilização pelas plantas e para o processo B que a transforma em nitritos; e assim sucessivamente. a) As plantas absorvem água do solo através dos pelos absorventes da raiz. Daí a água é transportada pelos vasos lenhosos do lenho ou xilema até as folhas. Nas folhas parte da água é utilizada no metabolismo das células e parte é eliminada via estômatos e cutícula sob forma de vapor para a atmosfera. Uma pequena parcela pode ser eliminada via hidatódios sob forma líquida (gutação). Na atmosfera, a água sob forma de vapor, sob determinadas condições transforma-se em chuva, que será absorvida pelo solo e no solo será absorvida pelas raízes. b) A água não utilizada pelas plantas infiltra-se no solo e fará parte dos lençóis freáticos. Uma parte da água do solo volta para a atmosfera sob forma de vapor. a) As plantas retiram o gás carbônico atmosférico pela fotossíntese. As plantas desapareceriam se todo o CO 2 fosse retirado da atmosfera, porque o CO 2, através do processo da fotossíntese, é transformado em moléculas orgânicas (açúcar ou glicose) e O2. Consequentemente, as plantas não poderiam se desenvolver. b) Os processos biológicos responsáveis pelo retorno do CO 2 à atmosfera são a respiração celular de plantas e animais, e a decomposição orgânica. Esses processos clivam matéria orgânica, originando CO 2. a) Bactérias e cianobactérias. b) Porque permitem a transformação do nitrogênio em amônia, que é a matéria-prima para a formação dos nitratos fertilizadores do solo. 5. As queimadas provocam a destruição da vegetação, deixando o solo nu e desprotegido. Sem a proteção da cobertura vegetal, o solo, sob a ação de fortes chuvas, sofrerá erosão e perda de nutrientes, tornandose pobre e estéril. 6. a) Porque a concentração inicial de mercúrio na água deveria ser muito baixa. b) Poderíamos analisar a concentração dessa substância nos organismos situados nos últimos níveis tróficos, onde a concentração de não-biodegradáveis tende a se acumular com o tempo. 7. Nos lagos com pouca ou nenhuma poluição há maior produtividade e variedade das fontes de nutrientes e menor competição pela mesma fonte de alimento por espécies diferentes, possibilitando a sobrevivência de várias espécies. Nos lagos poluídos, a diversidade de nutrientes diminui e a competição pelos poucos recursos disponíveis aumenta, limitando o surgimento e manutenção de espécies diferentes

8 8. a) A eutrofização consiste no aumento da taxa de nutrientes minerais na água. b) Os níveis de oxigênio dissolvido na água diminuem. Isso ocorre porque, com a eutrofização, há a proliferação excessiva de algas, que em seguida morrem e são decompostas por microrganismos aeróbios; a ação desses organismos faz diminuir o teor de O2 na água. Exercícios de casa 1. a) O elemento químico é o nitrogênio. b) O fato de as bactérias, no esquema, retirarem esse elemento da atmosfera e o transferirem aos vegetais é indicador de um processo de fixação biológica, seguido de seu fornecimento às plantas numa forma aproveitável. c) Podemos citar as proteínas e os ácidos nucléicos. 2. A retirada da cobertura vegetal implicaria a diminuição da transpiração, o que reduziria a umidade relativa do ar. Assim, ficaria alterado o regime de chuvas, diminuindo a precipitação e, portanto, a vazão dos rios. Menor quantidade de água nos rios resulta em menor geração de energia por usinas hidrelétricas. 3. a) O câncer é causado por alterações no material genético das células de um tecido (mutações), que implicam distúrbios no controle do metabolismo e da divisão celulares. Essas alterações, por estarem geralmente restritas a células somáticas, não são transmitidas à descendência. b) A destruição da camada de ozônio da atmosfera possibilita a chegada de maior quantidade de radiação ultravioleta na superfície da Terra. Os raios UV, como outras radiações ionizantes, podem provocar alterações no material genético, aumentando a incidência de câncer de pele fotossíntese, sequestraria mais gás carbônico, amenizando assim os efeitos desse gás no aquecimento global. b) O aumento do fitoplâncton (produtores) beneficia todos os elos subsequentes da teia alimentar, resultando também em aumento na quantidade de peixes. a) O metano e o gás carbônico podem resultar de processos biológicos. b) A exposição aos raios UV pode levar ao desenvolvimento de cânceres de pele. Sendo os raios UV pouco penetrantes, eles induziriam a ocorrência de mutações apenas no DNA das células do revestimento corporal. c) A exposição aos raios UV não traz consequências para a geração seguinte, já que as células por eles afetadas são somáticas, não participando da reprodução. 6. O BPC se acumula ao longo da cadeia alimentar (magnificação trófica). Como os salmões são predadores situados em níveis tróficos elevados, acabam por ingerir e acumular grande quantidade de BPC a) Para o gráfico 1: a queima de combustíveis fósseis / as queimadas de florestas. Para o gráfico 2: o derretimento das calotas polares. b) O aumento do CO 2 na atmosfera aumenta a temperatura do ambiente (aquecimento global), causando derretimento do gelo polar. a) O principal fator é a queima de combustíveis fósseis. Entre as medidas práticas que poderiam contribuir para diminuir a emissão de CO 2, em relação à atividade industrial, podemos citar: diminuição das perdas energéticas; reaproveitamento da energia liberada na forma de calor; utilização de outras fontes de energia, como a energia hidrelétrica, a nuclear, etc. b) O processo biológico que possibilita o sequestro de carbono da atmosfera é a fotossíntese. Para que esse sequestro ocorra, pode-se estimular o plantio de árvores (reflorestamento).