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Resumos · Biologia e GeologiaPT · Secundário

Reprodução e ciclos de vida

Comparam-se a reprodução assexuada (sem gâmetas, que gera clones) e a sexuada (com gâmetas e fecundação, que gera variabilidade). Estuda-se a meiose — as duas divisões que reduzem a metade o número de cromossomas — e a sua contribuição, com a fecundação, para a variabilidade genética. Distinguem-se, por fim, os ciclos de vida haplonte, diplonte e haplodiplonte, conforme o momento em que ocorre a meiose.

4 secções·~11 min de leitura·4 competências·Nível Padrão 1 · Aprofundamento 3

T·0999 / 16
Perfil de exame
Comparar a reprodução assexuada e a reprodução sexuadaDescrever a meiose e as suas duas divisõesRelacionar a meiose e a fecundação com a variabilidade genéticaDistinguir os ciclos de vida haplonte, diplonte e haplodiplonte
Operadores:comparadescreverelacionadistingueexplicainterpreta

nível básico

Reconhecer a meiose e os três tipos de ciclo de vida.

nível avançado

Explicar as fontes de variabilidade e localizar a meiose e a fecundação em cada ciclo de vida.

Profundidade

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Conteúdo · 4 secções▾
  1. Reprodução e ciclos de vida
    • 01Reprodução assexuada e sexuada◐
    • 02Meiose●
    • 03Meiose e variabilidade genética●
    • 04Ciclos de vida●
§ 01

Reprodução assexuada e sexuada#

●●○PadrãoLPAE-biologia-e-geologia-11-reproducao

Pontos-chave

A reprodução assegura a continuidade das espécies e ocorre de dois modos, com consequências genéticas opostas (ver Fig. 1). A «reprodução assexuada» produz descendentes a partir de um único progenitor, sem gâmetas nem fecundação, geralmente por «mitose». Os descendentes são «clones» — geneticamente idênticos ao progenitor e entre si (salvo mutações).

Reprodução assexuada vs sexuada

Tipos de reproduçãoTabela com 3 colunas e 4 linhas, Dados: Característica · Assexuada · Sexuada; Progenitores · Um · Em regra, dois; Gâmetas / fecundação · Não · Sim; Processo-base · Mitose · Meiose + fecundação; Descendência · Clones (idênticos) · Variabilidade genéticaCARACTERÍSTICAASSEXUADASEXUADAProgenitoresUmEm regra, doisGâmetas / fecundaçãoNãoSimProcesso-baseMitoseMeiose + fecundaçãoDescendênciaClones (idênticos)Variabilidade genéticaAssexuada vs sexuada
Fig. 1Fig. 1 — Reprodução assexuada e sexuada comparadas.
Há várias formas de reprodução assexuada: a «bipartição» ou divisão binária (a célula/organismo divide-se em dois, como nas bactérias e amebas); a «gemulação» (formação de um gomo que se destaca, como na Hydra e nas leveduras); a «esporulação» (formação de esporos, como nos fungos e fetos); a «multiplicação vegetativa» (novos indivíduos a partir de caules, raízes ou folhas, como nos estolhos do morangueiro); e a «partenogénese» (desenvolvimento de um novo ser a partir de um óvulo não fecundado, como em algumas abelhas).
A «reprodução sexuada» envolve, em regra, dois progenitores e a formação de células reprodutoras especializadas — os «gâmetas» — por «meiose». A união de dois gâmetas na «fecundação» origina o «zigoto», que se desenvolve num novo indivíduo. Os descendentes são geneticamente «diferentes» dos progenitores e entre si.
Cada estratégia tem vantagens. A assexuada é rápida, económica (não exige parceiro) e mantém genótipos bem adaptados — vantajosa em ambientes estáveis. A sexuada gera «variabilidade genética», que aumenta a capacidade de a população se adaptar a ambientes variáveis e responder a novas pressões (doenças, alterações do meio) — é a matéria-prima da evolução. Muitas espécies alternam ou combinam as duas.
Distinguir as duas reproduções pela presença de gâmetas/fecundação e pela consequência genética (clones vs variabilidade) é fundamental e frequentemente pedido a partir de exemplos concretos.
Exemplo resolvido

Dois modos no mesmo ser

Um morangueiro propaga-se por estolhos e também forma sementes. Indica o tipo de reprodução em cada caso e a respetiva consequência genética.

  1. 01Estolhos

    A multiplicação vegetativa por estolhos é reprodução assexuada (por mitose): origina clones idênticos ao progenitor.

  2. 02Sementes

    As sementes resultam de reprodução sexuada (gâmetas e fecundação).

  3. 03Consequência genética

    Os clones dos estolhos não têm variabilidade; a descendência das sementes é geneticamente variável.

Resultado: Estolhos → reprodução assexuada (clones); sementes → reprodução sexuada (variabilidade genética).

Foco no Exame Nacional

  • Distinguir reprodução assexuada e sexuada e as suas consequências genéticas.
  • Identificar formas de reprodução assexuada a partir de exemplos.

Erros frequentes

  • Considerar que a reprodução assexuada gera variabilidade — origina clones (variabilidade só por mutação).
  • Associar sempre a reprodução sexuada a dois indivíduos — o essencial é a existência de gâmetas e fecundação (há hermafroditas).

Revisão ativa

Indica, para um morangueiro que se propaga por estolhos e também produz sementes, que tipo de reprodução ocorre em cada caso e a consequência genética.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Biologia e Geologia — 11.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

§ 02

Meiose#

●●●AprofundamentoLPAE-biologia-e-geologia-11-reproducao

Pontos-chave

A «meiose» é uma divisão celular especial que, a partir de uma célula «diploide» (2n), origina «quatro células haploides» (n) — com metade do número de cromossomas. É indispensável na reprodução sexuada: se os gâmetas não fossem haploides, a fecundação duplicaria o número de cromossomas em cada geração. A meiose compreende «duas divisões» sucessivas (I e II), precedidas de uma única replicação do DNA (ver Fig. 2).

As fases da meiose

MeioseGrafo, Célula 2n (DNA replicado) → Prófase I: sinapse + crossing-over, Prófase I: sinapse + crossing-over → Anáfase I: separam-se os homólogos, Anáfase I: separam-se os homólogos → 2 células n (2 cromatídeos), 2 células n (2 cromatídeos) → Divisão II: separam-se os cromatídeos, Divisão II: separam-se os cromatídeos → 4 células haploides (n)Célula 2n (DNAreplicado)Prófase I:sinapse +crossing-overAnáfase I:separam-se oshomólogos2 células n (2cromatídeos)Divisão II:separam-se oscromatídeos4 célulashaploides (n)
Fig. 2Fig. 2 — Meiose: divisão I (reducional, com crossing-over) e divisão II (equacional) → 4 células n.
A «primeira divisão» (I) é «reducional» — é aqui que se reduz o número de cromossomas. Na «prófase I», os cromossomas homólogos emparelham (sinapse), formando «bivalentes» (ou tétradas); é neste momento que ocorre o «crossing-over» (sobrecruzamento): os cromatídeos de homólogos trocam segmentos nos pontos de contacto (quiasmas). Na «metáfase I» os bivalentes alinham-se no equador; na «anáfase I» separam-se os «cromossomas homólogos» (não os cromatídeos), migrando um de cada par para cada polo (segregação/distribuição independente).
No final da divisão I obtêm-se «duas células haploides», mas cada cromossoma ainda tem dois cromatídeos. A «segunda divisão» (II) é «equacional» e decorre como uma mitose: na anáfase II separam-se finalmente os «cromatídeos-irmãos». O resultado global são «quatro células haploides», cada uma com cromossomas de um só cromatídeo.
A diferença essencial em relação à mitose deve ser bem clara: a «mitose» tem «uma» divisão e produz «duas» células «2n» idênticas; a «meiose» tem «duas» divisões e produz «quatro» células «n» geneticamente «diferentes». O momento crítico é a anáfase I, em que se separam os homólogos (na mitose, e na meiose II, separam-se os cromatídeos).
Localizar corretamente o crossing-over (prófase I) e a separação dos homólogos (anáfase I), e não confundir meiose com mitose, são pontos muito avaliados, muitas vezes a partir de esquemas das fases.
Exemplo resolvido

Meiose de uma célula 2n = 8

Uma célula com 2n = 8 cromossomas sofre meiose. Quantas células resultam, com que número de cromossomas? Em que fase ocorre o crossing-over?

  1. 01Número de células

    A meiose tem duas divisões, originando quatro células.

  2. 02Número de cromossomas

    São células haploides: n = 8/2 = 4 cromossomas cada.

  3. 03Crossing-over

    Ocorre na prófase I, quando os homólogos emparelham (bivalentes) e trocam segmentos.

Resultado: Formam-se 4 células haploides com 4 cromossomas cada; o crossing-over ocorre na prófase I.

Foco no Exame Nacional

  • Descrever as duas divisões da meiose e o resultado (4 células haploides).
  • Distinguir a meiose da mitose (número de divisões, de células, ploidia, variabilidade).

Erros frequentes

  • Dizer que os cromatídeos se separam na anáfase I — nessa fase separam-se os cromossomas homólogos; os cromatídeos só na anáfase II.
  • Atribuir à meiose uma só divisão (como a mitose) — a meiose tem duas divisões.

Revisão ativa

Uma célula com 2n = 8 sofre meiose. Indica quantas células se formam e com que número de cromossomas, e em que fase ocorre o crossing-over.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Biologia e Geologia — 11.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

§ 03

Meiose e variabilidade genética#

●●●AprofundamentoLPAE-biologia-e-geologia-11-reproducao

Pontos-chave

A grande vantagem da reprodução sexuada é gerar «variabilidade genética» — descendentes geneticamente diferentes. Essa variabilidade tem três fontes principais, duas na meiose e uma na fecundação (ver Fig. 3). Compreendê-las explica por que os irmãos (exceto gémeos verdadeiros) são todos diferentes.

Fontes de variabilidade genética

Variabilidade genéticaGrafo, Crossing-over (prófase I) → Gâmetas geneticamente diferentes, Distribuição independente (anáfase I) → Gâmetas geneticamente diferentes, Gâmetas geneticamente diferentes → Fecundação aleatória, Fecundação aleatória → Variabilidade genéticaCrossing-over(prófase I)Distribuiçãoindependente(anáfase I)GâmetasgeneticamentediferentesFecundaçãoaleatóriaVariabilidadegenética
Fig. 3Fig. 3 — As três fontes de variabilidade genética na reprodução sexuada.
A primeira fonte é o «crossing-over» (sobrecruzamento), na prófase I: a troca de segmentos entre cromatídeos de cromossomas homólogos «recombina» os alelos, criando cromossomas com novas combinações genéticas, diferentes dos que a célula herdou. A segunda é a «distribuição (segregação) independente dos cromossomas homólogos» na anáfase I: cada par de homólogos separa-se ao acaso, pelo que cada gâmeta recebe uma combinação aleatória de cromossomas de origem materna e paterna.
Só estes dois processos garantem que uma pessoa produza gâmetas com um número enorme de combinações genéticas diferentes (com 23 pares, são milhões de combinações possíveis só da distribuição independente, muitas mais com o crossing-over). Nenhum gâmeta é, praticamente, igual a outro.
A terceira fonte é a «fecundação aleatória»: qualquer um dos muitos gâmetas diferentes de um progenitor pode unir-se a qualquer um dos muitos do outro, multiplicando ainda mais as combinações possíveis no zigoto. Juntando as três fontes, o número de descendentes geneticamente distintos que um casal pode gerar é praticamente ilimitado.
Esta variabilidade é a «matéria-prima da evolução»: quanto mais variada é uma população, maior a probabilidade de existirem indivíduos aptos a sobreviver quando o ambiente muda. Relacionar meiose, fecundação e variabilidade — e desta com a evolução — é um objetivo transversal muito valorizado.
Exemplo resolvido

Por que os irmãos são diferentes

Explica, indicando as fontes de variabilidade, por que dois irmãos (não gémeos verdadeiros) são geneticamente diferentes.

  1. 01Na meiose (I)

    O crossing-over (prófase I) recombina alelos e a distribuição independente (anáfase I) reparte ao acaso os homólogos, gerando gâmetas todos diferentes.

  2. 02Na fecundação

    A união é aleatória: cada zigoto resulta de uma combinação particular de dois gâmetas, entre muitíssimas possíveis.

  3. 03Concluir

    Cada irmão provém de um zigoto único, com uma combinação genética diferente dos restantes.

Resultado: A diversidade resulta do crossing-over e da distribuição independente (meiose) e da fecundação aleatória, que tornam cada descendente geneticamente único.

Foco no Exame Nacional

  • Identificar as fontes de variabilidade (crossing-over, distribuição independente, fecundação aleatória) e a fase em que atuam.
  • Relacionar a variabilidade genética com a adaptação e a evolução.

Erros frequentes

  • Situar o crossing-over na anáfase — ocorre na prófase I (durante o emparelhamento dos homólogos).
  • Esquecer a fecundação aleatória como fonte de variabilidade, atribuindo-a apenas à meiose.

Revisão ativa

Explica por que dois irmãos (não gémeos verdadeiros) são geneticamente diferentes, indicando as fontes de variabilidade envolvidas.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Biologia e Geologia — 11.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

§ 04

Ciclos de vida#

●●●AprofundamentoLPAE-biologia-e-geologia-11-reproducao

Pontos-chave

Um «ciclo de vida» é a sucessão de acontecimentos entre uma geração e a seguinte. Nos seres com reprodução sexuada, o ciclo alterna sempre uma fase haploide (n) e uma fase diploide (2n), ligadas pela «fecundação» (n + n → 2n) e pela «meiose» (2n → n). O que distingue os três tipos de ciclo é «o momento em que ocorre a meiose» e, portanto, qual a entidade (haploide ou diploide) dominante (ver Fig. 4).

Os três ciclos de vida

Haplonte, diplonte, haplodiplonteTabela com 3 colunas e 3 linhas, Dados: Ciclo · Momento da meiose · Fase dominante / exemplos; Haplonte · Pós-zigótica (no zigoto) · Adulto haploide (algas, fungos); Diplonte · Pré-gamética (forma gâmetas) · Adulto diploide (animais); Haplodiplonte · Pós-espórica (forma esporos) · Alternância de gerações (plantas)CICLOMOMENTO DA MEIOSEFASE DOMINANTE /EXEMPLOSHaplontePós-zigótica (no zigoto)Adulto haploide (algas,fungos)DiplontePré-gamética (forma gâmetas)Adulto diploide (animais)HaplodiplontePós-espórica (forma esporos)Alternância de gerações(plantas)Ciclos de vida
Fig. 4Fig. 4 — Os três ciclos de vida: distinguem-se pelo momento da meiose.
No «ciclo haplonte», a meiose é «pós-zigótica»: o zigoto (a única entidade diploide) sofre meiose logo após se formar, originando entidades haploides. A fase dominante, o adulto, é «haploide (n)»; os gâmetas formam-se por mitose. É o ciclo de muitas algas (por exemplo, a Spirogyra) e de vários fungos.
No «ciclo diplonte», a meiose é «pré-gamética»: produz diretamente os gâmetas. A fase dominante, o adulto, é «diploide (2n)»; as únicas células haploides são os gâmetas. É o ciclo dos «animais», incluindo o ser humano.
No «ciclo haplodiplonte» há «alternância de gerações»: alternam-se um «esporófito» diploide (2n), que produz «esporos» por meiose, e um «gametófito» haploide (n), que produz «gâmetas» por mitose (ver Fig. 5). Ambas as gerações são multicelulares. É o ciclo das «plantas» (musgos, fetos, plantas com semente) e de algumas algas.

Ciclo haplodiplonte (alternância de gerações)

Ciclo haplodiplonteGrafo, Esporófito (2n) → Esporos (n), Esporos (n) → Gametófito (n), Gametófito (n) → Gâmetas (n), Gâmetas (n) → Zigoto (2n), Zigoto (2n) → Esporófito (2n)Esporófito (2n)Esporos (n)Gametófito (n)Gâmetas (n)Zigoto (2n)meiosemitosemitosefecundaçãomitose
Fig. 5Fig. 5 — Ciclo haplodiplonte: alternância entre esporófito (2n) e gametófito (n).
Para identificar o tipo de ciclo, a estratégia é localizar a meiose: se ocorre no zigoto → haplonte; se produz os gâmetas → diplonte; se produz esporos (havendo alternância de gerações) → haplodiplonte. Interpretar esquemas de ciclos de vida, indicando onde ocorre a meiose e a fecundação e a ploidia de cada fase, é um clássico do Exame.
Exemplo resolvido

Identificar um ciclo de vida

Num ser vivo, o zigoto sofre meiose e o adulto é haploide. Classifica o ciclo de vida e indica como se formam os gâmetas.

  1. 01Localizar a meiose

    A meiose ocorre no zigoto (pós-zigótica), pelo que é um ciclo haplonte.

  2. 02Identificar a fase dominante

    As entidades resultantes da meiose são haploides; o adulto é haploide (n).

  3. 03Formação dos gâmetas

    Como o adulto já é haploide, os gâmetas formam-se por mitose (não por meiose).

Resultado: É um ciclo haplonte (meiose pós-zigótica, adulto n); os gâmetas formam-se por mitose.

Foco no Exame Nacional

  • Distinguir os ciclos haplonte, diplonte e haplodiplonte pelo momento da meiose e pela fase dominante.
  • Localizar a meiose e a fecundação num esquema de ciclo de vida e indicar a ploidia de cada fase.

Erros frequentes

  • Confundir os ciclos por não localizar a meiose: haplonte (meiose no zigoto), diplonte (meiose nos gâmetas), haplodiplonte (meiose nos esporos).
  • Pensar que os gâmetas se formam sempre por meiose — no haplonte e no haplodiplonte formam-se por mitose.

Revisão ativa

Num ciclo de vida em que o zigoto sofre meiose e o adulto é haploide, classifica o ciclo e indica como se formam os gâmetas.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Biologia e Geologia — 11.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

Conteúdo

Secção -- / 04

    • 01Reprodução assexuada e sexuada◐
    • 02Meiose●
    • 03Meiose e variabilidade genética●
    • 04Ciclos de vida●

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Reprodução e ciclos de vida

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Fontes

Direção-Geral da Educação (DGE)

  • Aprendizagens Essenciais de Biologia e Geologia — 11.º ano

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