Prévia do material em texto
ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 1 FUVEST Exasiu Prof. Bruna Klassa Aula 00 – Fundamentos da Biologia. vestibulares.estrategia.com EXTENSIVO 2024 Exasi u t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 2 SUMÁRIO GLOSSÁRIO 3 1. VISÃO GERAL DA BIOLOGIA 4 1.1 Investigação científica 4 1.2 O que é vida? 6 1.3 Microscopia 8 2. BIOQUÍMICA 9 2.1 Componentes inorgânicos 10 2.1.1 Água 10 2.1.2 Sais minerais 11 2.2 Componentes orgânicos 12 2.2.1 Vitaminas 12 2.2.2 Carboidratos 17 2.2.3 Lipídios 18 2.2.4 Proteínas 21 2.2.5 Enzimas 26 2.2.6 Ácidos nucleicos 31 3. ORIGEM DA VIDA 39 3.1 Teorias sobre a origem da vida 40 3.1.1 Origem do metabolismo 44 3.1.2 Origem das células eucarióticas 47 3.2 A árvore da vida 48 3.2.1 Célula procariótica (Bacteria e Arqueobacteria) 49 3.2.2 Célula eucariótica (Eucaria) 50 3.2.2 Origem da multicelularidade 51 3.3 História evolutiva da vida 53 5. LISTA DE QUESTÕES 58 6. GABARITO 78 7. LISTA COMENTADA DE QUESTÕES 79 8. VERSÕES DAS AULAS 105 9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 105 t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 3 Glossário •Abiogênese: hipótese de origem da vida a partir de matéria não viva. •Autótrofo: organismo que produz compostos orgânicos complexos usando carbono de substâncias simples usando energia da luz ou reações químicas inorgânicas. •Biogênese: teoria em que se admite a formação de qualquer ser vivo somente a partir de outro ser vivo preexistente. •Célula: unidade básica e fundamental de todos os organismos e menor unidade funcional da matéria viva. •Eucarionte: todo ser vivo com células eucarióticas, ou seja, com um núcleo celular cercado por uma membrana e com várias organelas. •Fermentação: processo de obtenção de energia que ocorre sem a presença de gás oxigênio, portanto, trata-se de uma via de produção de energia anaeróbia. •Geração espontânea: sinônimo de abiogênese. •Heterótrofo: seres vivos que não possuem a capacidade de produzir seu próprio alimento. Sua alimentação é através da ingestão de compostos orgânicos, sendo então, dependente de seres vivos autotróficos ou de outros heterotróficos para obtenção destes compostos. •Monômero: unidade básica (repetida) dos polímeros. Pequena molécula composta que pode ligar-se a outros monômeros semelhantes formando moléculas maiores denominadas polímeros. •Procarionte: organismo unicelular que não possui material genético envolto por núcleo, nem organelas citoplasmáticas, representados pelas bactérias. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 4 1. Visão geral da Biologia Biologia é a ciência que estuda a vida. Neste primeiro capítulo veremos diversos conceitos básicos e necessários para compreender o que exatamente significa estudar a vida. 1.1 Investigação científica Todas as disciplinas científicas são unidas pelo uso do método científico. O método científico oferece uma metodologia objetiva para a experimentação científica que resulta em interpretações imparciais do mundo e refina o conhecimento. Este método foi delineado pela primeira vez por Sir Francis Bacon (1561-1626) e permite a resolução lógica e racional de problemas em muitos campos científicos. As premissas do método científico são verificabilidade, previsibilidade e falseabilidade. Além disso, existem dois conceitos-chave na abordagem científica: teoria e hipótese. Uma teoria é usada para fazer previsões sobre observações futuras, enquanto hipótese é uma previsão testável que se chega logicamente a partir de uma teoria. Verificabilidade significa que um experimento deve ser replicado por outro pesquisador. Para obter verificabilidade, os pesquisadores devem documentar seus métodos e explicar claramente como seu experimento está estruturado e por que produz certos resultados. A previsibilidade implica que a teoria deve nos permitir fazer previsões sobre eventos futuros. A precisão dessas previsões é uma medida da força da teoria. E a falseabilidade se refere a possibilidade de uma hipótese ser refutada. Para que uma hipótese seja falseável, deve ser logicamente possível fazer uma observação ou fazer um experimento físico que mostre que não há suporte para ela. Assim, mesmo quando uma hipótese não pode ser considerada falsa, isso não significa necessariamente que não seja válida; testes futuros podem refutá-la. Para determinar se uma hipótese é suportada ou não, os pesquisadores psicológicos devem realizar um teste de hipótese: um tipo de estatística que determina a probabilidade de uma hipótese ser verdadeira ou falsa. Se o teste de hipótese revelar que os resultados foram “estatisticamente significativos”, isso significa que houve suporte para a hipótese e que os pesquisadores podem estar razoavelmente confiantes de que seu resultado não foi devido ao acaso. Se os resultados não forem estatisticamente significativos, isso significa que a hipótese dos pesquisadores não foi suportada. Na Biologia, as pesquisas seguem esse protocolo da investigação científica pautado em procedimentos caracterizados pelo rigor metodólógico. Simplificadamente, deve-se seguir a seguinte rotina: 1. Observação a respeito de um fenômeno com a elaboração de uma pergunta; 2. Revisão bibliográfica sobre o assunto; 3. Elaboração da hipótese: tentativa de responder a pergunta e fazer previsões sobre o fenômeno; Hipótese científica Teoria científica Lei científica Tentativa de explicar um fenômeno, que será confirmada ou descartada após a realização do experimento. Conclusões que foram testadas repetidas vezes e replicadas, se tornando aceitas dentro da comunidade científica. Teorias que se tornaram amplamente aceitas após repetidos testes. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 5 4. Delineamento experimental: teste para descobrir se a hipótese está correta. Para que o teste seja válido, é necessário que haja um grupo controle, isto é, um padrão de referência. O grupo que recebe o tratamento num experimento é chamado de grupo experimental, enquanto o grupo que não recebe o tratamento é chamado de controle. 5. Análise dos dados; 6. Se a hipótese for verdadeira, faz-se a divulgação dos resultados; 7. Se a hipótese for falsa, revisita-se a hipótese. Apesar das etapas do método científico serem pré-estabelecidas, sua ordem de aplicação pode ser alterada, dependendo do experimento delineado, de forma que existem mais de um tipo de método científico. O método dedutivo segue ordem contrária àquela proposta pelo método indutivo, utilizando-se das leis universais para se chegar a conclusões específicas, como no exemplo clássico proposto por Sócrates: Todo homem é mortal Sócrates é um homem Logo, Sócrates é mortal A conclusão de um argumento sob a ótica do método dedutivo é sempre certa, seja ela verdadeira ou falsa, de modo que quando as premissas são verdadeiras, a conclusão é verdadeira; quando pelo menos uma premissa é falsa, a conclusão é falsa. Por exemplo: Todos os animais com asas voam Pinguins possuem asas Logo, pinguins voam Já o método indutivo, por exemplo, é utilizado na definição de leis gerais a partir da observação de fenômenos específicos, pois segundo ele, se um fenômeno se repete em diversas experimentações, ele ocorrerá novamente em observações futuras. Por exemplo: t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 6 Todo gato é mortal, Todo cão é mortal Todo pássaro é mortal,Todo peixe é mortal Logo, todo animal é mortal No método indutivo, o raciocínio sugere, mas não garante, a verdade da afirmação, de modo que a conclusão sempre será provável. Por isso, o método indutivo é o mais utilizado atualmente. Embora existam outros métodos científicos, esses são os mais usuais. 1.2 O que é vida? Toda matéria é feita de átomos, logo, os seres vivos são constituídos por átomos. A força que mantém esses átomos unidos e interagindo é o que chamamos de ligação química. Alguns átomos tornam-se mais estáveis ao ganhar ou perder um elétron por completo (ou vários elétrons). Quando eles fazem isso, os átomos formam íons, ou partículas carregadas: aquele que perde elétron é chamado íon positivo, ou cátion, enquanto o que o ganha chama-se íon negativo, ou ânion. As ligações iônicas são ligações formadas entre íons com cargas opostas. Uma outra maneira pela qual os átomos podem tornar-se mais estáveis é por compartilhamento de elétrons (em vez de ganhá-los ou perdê-los totalmente), formando assim ligações covalentes. Ligações covalentes são mais comuns do que ligações iônicas nas moléculas de organismos vivos. Por exemplo, as ligações covalentes são fundamentais para a estrutura de moléculas orgânicas com base em carbono, tais como o DNA e as proteínas, e nas moléculas inorgânicas menores como H2O, CO2 e O2, fundamentais para a vida! As ligações covalentes e iônicas são tipicamente consideradas ligações fortes. Entretanto, outros tipos de ligações mais temporárias podem também se formar entre átomos ou moléculas como o DNA e proteínas. Um deles é a ligação de hidrogênio responsável por muitas propriedades da água e por estabilizar as estruturas das proteínas e do DNA, moléculas fundamentais para a vida. t.me/CursosDesignTelegramhub https://blog.fastformat.co/o-que-e-e-quais-sao-os-metodos-cientificos/ ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 7 As ligações de hidrogênio individuais são fracas e facilmente quebradas, mas muitas ligações de hidrogênio juntas podem ser muito fortes. Por isso as interações entre as moléculas de água são fortes e estáveis. Bom, já sabemos que a matéria é constituída por átomos, contudo, existem seis elementos químicos que são mais frequentes na composição da matéria viva: carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O), nitrogênio (N), fósforo (P) e enxofre (S). O CHONPS representa os seis elementos mais frequentes na composição das moléculas orgânicas. E quais são essas moléculas formadas pelo CHONPS? A associação entre o hidrogênio, o oxigênio e o carbono formam os carboidratos e os lipídios, enquanto a associação entre o hidrogênio, o oxigênio e o carbono formam os carboidratos oxigênio, carbono e nitrogênio forma as proteínas e os ácidos nucleicos (molécula da informação genética). Além do CHONPS, os seres vivos reúnem algumas características importantes como: ▪ Organização celular. Todos os seres vivos estão organizados em uma unidade microscópica estrutural e funcional chamada célula. Uma célula é constituída essencialmente de material genético, citoplasma com ribossomos e membrana plasmática. Célula é a menor unidade viva, ou a menor unidade morfofuncional. ▪ Metabolismo. A obtenção de energia para a manutenção da vida a partir da constante degradação e reconstrução de moléculas orgânicas denomina-se metabolismo e constitui uma característica essencial dos seres vivos. ▪ Reação aos estímulos. A capacidade de responder às modificações do ambiente permite explorá-lo à procura das melhores condições para sobrevivência (abrigo e alimentação, por exemplo). As plantas, por exemplo, podem reagir a estímulos como a luz, alterando a posição de suas folhas para acompanhar a trajetória do Sol. ▪ Homeostase. É a propriedade de todo ser vivo manter relativamente constante seu meio interno. Nossa regulação da temperatura através do suor é um exemplo de mecanismo que mantém o nosso equilíbrio interno. ▪ Crescimento e hereditariedade. Todo ser vivo cresce pelo aumento do número de células do corpo. Quando o crescimento cessa e os organismos se tornam maduros, elas podem se reproduzir e passar seu material genético adiante. O material genético funciona como uma bula, um manual de instruções dado pelos pais para o novo ser que será formado. Essas instruções estão presentes nas moléculas de orgânicas de ácido desoxirribonucleico (DNA). ▪ Evolução. Capacidade de as populações mudarem ao longo do tempo. As pequenas variações do seu material genético são responsáveis por você ser único no mundo. Nenhum t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 8 ser vivo é igual a outro devido a essa variabilidade genética. Graças a ela, um ou alguns indivíduos podem apresentar maior ou menor chance de sobreviver em um determinado ambiente (seleção natural). Assim, a seleção natural é o mecanismo que seleciona os organismos que conseguem prosperar em um determinado ambiente (ou seja, sobreviver e passar seus genes adiante, através da reprodução). Esses conceitos a respeito da definição da vida são fundamentais e serão frequentemente retomados ao longo do curso. 1.3 Microscopia Durante a década de 1590, dois fabricantes de óculos holandeses, Hans Jansen e seu filho, Zacharias Jansen, começaram a brincar com as propriedades das lentes, colocando várias delas em um tubo. Eles descobriram que ao fazer isso, o objeto perto do final do tubo parecia estar ampliado, bem maior do que uma lupa simples poderia alcançar. E foi por causa desses resultados que os cientistas Robert Hooke e Anton Van Leeuwenhoek aplicaram o uso de lentes nas ciências naturais. O britânico Robert Hooke foi quem cunhou o termo célula, em seu livro Micrographia, ao analisar estruturas de formas cúbicas em um tecido morto de cortiça através de um microscópio. Ele escolheu o nome pelo fato de que essas formas lembravam células de um mosteiro, os quartos simples em que os monges dormiam. Leeuwenhoek produziu suas próprias lentes, com um poder de ampliação muito maior que os microscópios da época. Em 1675, ele foi o primeiro a ver e descrever bactérias, células vermelhas do sangue e a vida em uma gota de água. Microscópio utilizado por Robert Hooke (A) na observação de um corte de cortiça (B). Fonte: http://serbioefundamental.wordpress.com/2009/10/03/robert-hooke/ e http://www.prof2000.pt/users/biologia/teoriace.htm As lupas podem ser consideradas microscópios simples, porque possuem apenas uma lente. Os instrumentos mais sofisticados são microscópios compostos, com múltiplas lentes, capazes de encurvar a luz para produzir uma imagem muito mais ampliada em relação a de uma lupa. No microscópio composto por duas lentes, a orientação da imagem que você vê é invertida. Os microscópios compostos mais complexos não produzem a imagem invertida porque eles têm uma lente adicional que "reinverte" a imagem à posição normal. Dois parâmetros são responsáveis por diferenciar essas ferramentas de ampliação uma das outras, tornando-a mais ou menos poderosa: ampliação e resolução. Ampliação é a medida de quanto maior um microscópio consegue mostrar um objeto. Resolução é a menor distância na qual dois pontos podem estar separados e ainda ser distinguidos como objetos t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 9 distintos. Quanto menor for este valor, maior o poder de resolução do microscópio e melhor a clareza e detalhe da imagem.Tanto a amplificação quanto a resolução são importantes se quisermos uma imagem clara de algo muito pequeno. Atualmente, distinguimos dois tiposde microscópios: microscópios óptico (de luz) e microscópios eletrônicos. Nos microscópios de luz, a luz visível passa pelo espécime (a amostra biológica que está sendo analisada) e é desviada pelo sistema de lentes, permitindo ao observador ver uma imagem ampliada. Os microscópios de laboratório, por exemplo, são microscópios de luz de campo claro, o que significa que a luz visível passa através da amostra e forma a imagem diretamente, sem qualquer modificação. Eles ampliam cerca de 400 vezes o tamanho real. Um outro tipo de microscopia óptica é a microscopia de fluorescência, que é usada para gerar imagem de amostras que fluorescem (absorvem um comprimento de onda da luz e emitem outro). A luz de um determinado comprimento de onda é usada para excitar as moléculas fluorescentes, e a luz de um outro comprimento de onda diferente emitida por elas é coletada e usada para formar a imagem. A microscopia eletrônica obtém imagens com resolução muito maior em relação à óptica, porque utiliza um feixe de elétrons ao invés de um feixe de luz. Como os elétrons têm comprimento de onda muito menor que a luz visível, os microscópios eletrônicos produzem imagens de alta resolução e podem ser usados para examinar não apenas a célula, mas as organelas e seus compartimentos. Existem dois tipos principais de microscopia eletrônica: a de varredura (MEV) e a de transmissão (MET). Na MEV, um feixe de elétrons move-se para a frente e para trás através da superfície de uma célula ou tecido, criando uma imagem detalhada da superfície 3D. Na MET, a amostra é cortada em fatias extremamente finas antes da visualização, e o feixe de elétron atravessa a fatia ao invés de percorrer sobre sua superfície, resultando em imagens detalhadas das estruturas internas da amostra. À esquerda, grãos de pólen vistos na microscopia eletrônica de varredura. À direita, um grão de pólen visto na microscopia eletrônica de transmissão. 2. Bioquímica Já sabemos que os componentes fundamentais das células são CHONPS. Juntos, esses elementos constituem 96,5% dos organismos e se ligam uns aos outros para formar moléculas orgânicas e inorgânicas. A grande vantagem do CHONPS é que eles se ligam por ligações covalentes, que são muito fortes e não se desfazem com aumento de temperatura, necessitando de reações específicas para romper suas ligações. As moléculas orgânicas são aquelas que possuem átomos de carbono em sua composição. O carbono é conhecido como o elemento químico da vida. A maior parte dos átomos de carbono presente nas células está incorporada em grandes moléculas poliméricas – cadeias formadas por subunidades químicas ligadas umas às outras pelas extremidades – formando macromoléculas. Já as moléculas inorgânicas não apresentam átomos de carbono, exceto o dióxido de carbono (também conhecido como gás carbônico – CO2). t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 10 Além disso, a composição química da vida conta com 70% de água. Isso é importante porque quase todas as reações químicas ocorrem em soluções aquosas. Sais minerais e outros elementos em menor quantidade também constituem os organismos vivos. Agora, vamos estudar um a um os componentes químicos da vida! 2.1 Componentes inorgânicos 2.1.1 Água A água, classificada como inorgânica, é a molécula mais abundante nas células, representando entre 70-85% ou mais da massa celular total. Consequentemente, as interações entre a água e os outros constituintes das células são de importância central na química biológica. Essa porcentagem, no entanto, diminui com o envelhecimento do organismo. A molécula de água é formada por dois átomos de hidrogênio que se ligam ao oxigênio por ligações covalentes, conferindo uma distribuição desigual de elétrons: uma carga negativa está presente no oxigênio e uma positiva nos hidrogênios, tornando a molécula polar. Por causa dessa polaridade, as moléculas de água permanecem unidas entre si, formando ligações (ou pontes) de hidrogênio. Como resultado, íons e moléculas polares são facilmente solúveis em água (hidrofílicos). Em contraste, moléculas não polares não podem interagir com a água e são pouco solúveis em um ambiente aquoso (hidrofóbicas). A polaridade da água é a razão para que ela seja considerada o solvente universal: outras substâncias polares são capazes de se dissolver nela. No entanto, substâncias apolares não se dissolvem na água, como por exemplo o óleo. As pontes de hidrogênio mantêm as moléculas de água unidas umas às outras pela coesão. A natureza coesiva da água é responsável por duas propriedades incomuns, a tensão superficial e o calor específico. A coesão fica evidente quando observamos a superfície de uma gota de água: as moléculas fortemente unidas formam uma espécie de película relativamente resistente. Esse comportamento da água chama-se tensão superficial. Essa propriedade explica como é possível um inseto ou um clip ficarem sobre a água. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 11 A coesão da água explica também o porquê dos pontos de fusão e ebulição da água serem tão elevados. A água possui um alto calor específico, ou seja, necessita de grande quantidade de energia (calor) para aumentar sua temperatura e suas moléculas se separarem. Isso também vale para a diminuição da temperatura, onde é necessária grande perda de calor. Este é um dos pontos que explica a manutenção da temperatura corpórea nos animais endotérmicos mesmo quando a amplitude térmica de um dia é altamente oscilante. Ainda, as moléculas de água, por serem polares, tendem a se aderir às superfícies igualmente polarizadas. Essa propriedade chama-se adesão. Juntas, a coesão e a adesão são responsáveis pela tendência que a água tem de subir por vasos ou tubos finos, ou de se deslocar por espaços estreitos em materiais porosos, como esponjas. Quando a extremidade de um tubo fino de parede hidrofílica é mergulhada na água, as moléculas de água sobem essas paredes internas. Essa característica chama-se capilaridade, e um exemplo desse fenômeno ocorre no transporte de substâncias contra a gravidade nas plantas (da raiz para as folhas). Por ser polar, a água pode se associar tanto às moléculas de carga elétrica positiva, quanto às moléculas de carga elétrica negativa, formando os fluidos celulares, como o citosol e o sangue. Por fim, a água é um excelente lubrificante e está presente em grande quantidade nas secreções corporais e atua reduzindo o atrito nas articulações, tendões e ligamentos. 2.1.2 Sais minerais Os íons inorgânicos da célula constituem 1% ou menos da sua massa e são essenciais em vários aspectos do metabolismo dos organismos. Comumente conhecidos como sais minerais, suas concentrações variam de acordo com a espécie e possuem variadas funções. Sais minerais Função Fonte Cálcio (Ca) Auxilia na calcificação e formação de ossos e dentes; coagulação do sangue, contração muscular. Leite e derivados, ovos, couve, espinafre, rúcula, brócolis, cereais. Cobre (Cu) Auxilia na produção de hemoglobina e da melanina (pigmento que dá cor à pele), bem como das enzimas que realizam a respiração celular. Fígado, ovos, peixe, trigo integral, ervilhas, amendoim, feijão, cereais integrais, nozes. Cloro (Cl) O cloro age juntamente com o sódio para equilibrar a quantidade de líquidos em nosso corpo. Além disso, atua também no funcionamento dos nervos e da membrana celular. O cloro é encontrado combinado com o sódio no sal de cozinha, assim como na água tratada. Cromo (Cr) Auxilia no metabolismo da glicose. Carnes, mariscos, cereais integrais, levedo de cerveja. Enxofre (S) Auxilia o metabolismo e estruturação das proteínas. Carnes, peixes, ovos, feijão, repolho, brócolis, cebola, alho, germe de trigo. Ferro (Fe) Auxiliana absorção e transporte de Vegetais verdes, leite, ovos, carnes, t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 12 2.2 Componentes orgânicos Dentre os componentes orgânicos considerados micronutrientes temos as vitaminas. Os demais são macromoléculas, que constituem as principais unidades que formam as células e os componentes que conferem as características mais distintivas dos seres vivos. São elas os carboidratos, os lipídios, as proteínas e os ácidos nucleicos. 2.2.1 Vitaminas Vitaminas são compostos orgânicos de natureza e composição variada. Embora sejam necessárias em pequenas quantidades, são essenciais para o metabolismo dos organismos vivos, especialmente porque muitas delas originam coenzimas (veremos adiante o que são), enquanto outras são precursoras de hormônios. Vegetais, fungos e microorganismos são capazes de sintetizá-las. Nos animais, elas não são produzidas naturalmente e devem ser incorporadas através da dieta (exceto alguns oxigênio no corpo e constituição de enzimas da respiração celular. fígado, gema de ovo, aveia, feijão, pinhão, aspargos. Flúor (Fl) Auxilia na remineralização dos dentes, protegendo da formação de cáries. Verduras, carnes, peixes, arroz e feijão. É acrescentado na água encanada. Fósforo (P) Componente das moléculas de DNA e RNA, presente nas moléculas que realizam a transferência de energia dentro da célula (ATP e ADP), auxilia na formação dos ossos e dos dentes. Encontrado no leite e derivados, ovos, carnes, peixe, repolho, ervilha, feijão e cereais. Iodo (I) O iodo faz parte dos hormônios da tireoide que controlam o metabolismo. Frutos do mar, peixes, sal de cozinha iodado. Magnésio (Mg) O magnésio compõe a clorofila e atua em inúmeras reações químicas juntamente com as enzimas. Legumes, hortaliças de folhas verdes, nozes, maçã, banana, figo, soja, gérmen de trigo, aveia, cereais, peixes, carnes, ovos, feijão. Manganês (Mn) Auxilia nos processos enzimáticos. Cereais integrais, legumes, café, chás. Potássio (K) Auxilia na contração muscular e transmissão dos impulsos nervosos, e age juntamente com o sódio no equilíbrio de líquidos. Carne, leite, ovos, cereais, banana, melão, batata, feijão, ervilha, tomate, frutas cítricas. Selênio (Se) Auxilia no metabolismo de gorduras. Carnes, ovos, tomate, milho, cereais, frutos do mar. Sódio (Na) Age no equilíbrio osmótico do organismo e no funcionamento dos nervos e membranas celulares. Sal de cozinha, ovos, carnes, verduras, algas marinhas. Zinco (Zn) Auxilia no metabolismo da insulina. Carne, fígado, frango, peixe, mariscos, ovos, germe de trigo, ervilha, castanha do Pará. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 13 casos em que os animais obtêm algumas vitaminas pelas suas paredes intestinais, produzidas pela flora bacteriana simbionte). Podemos dividir as vitaminas em hidrossolúveis e lipossolúveis. As vitaminas hidrossolúveis são solúveis em água, sendo absorvidas no sistema digestório rapidamente, por isso, necessitam ser ingeridas diariamente. Já as vitaminas lipossolúveis são solúveis em lipídios ou sais biliares. Vitaminas HIDROSSOLÚVEIS Função Fonte Hipovitaminose (carência) B1 Tiamina Metabolismo de glicídeos e lipídeos Funcionamento do sistema nervoso central, coração, fígado Produzida por bactérias, leveduras e vegetais. Abundante em cereais integrais. Béribéri (degeneração de neurônios, debilidade muscular, perda de reflexos, insuficiência cardíaca, edemas, falta de apetite) Sensação de formigamento no corpo Falta de ar e fraqueza Prisão de ventre Inchaço nas pernas e nos pés Sonolência Falta de atenção e de memória B2 Riboflavina Precursora dos cofatores de flavina: FMN (flavina mononucleotídio) e FAD (flavina adenina dinucleotídio); estes sevem como coenzimas em reações de oxi- redução no metabolismo energético. Produzida por bactérias, leveduras e vegetais verde escuros e com pigmentos amarelos (verduras e frutas). Leite Gema de ovos Carnes Levedo de cerveja Dermatites Inflamação e lesões nas mucosas (língua, lábios, córnea, boca,...) Inflamação e lesões no nariz e virilha Conjuntivite Vista cansada Aumento da sensibilidade à luz Diminuição do crescimento Anemia B3 Niacina Forma parte das coenzimas NAD+ e NADP+, as quais atuam em processos metabólicos. Produzida por bactérias, leveduras e vegetais com pigmentos amarelos. Animais podem sintetizá-la a partir do aminoácido triptofano, e por isso, boas fontes são carnes, leite e pescado, amendoim e outras leguminosas. Pelagra (cujos sintomas são referidos como três D - dermatite, diarréia e demência) Aparecimento de feridas nas costas e nas mãos Falta de apetite Diarreia, enjoos, vômitos Perda de peso Língua vermelha Demência Depressão. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 14 B5 Ácido pantotênico Formação da coenzima A, que atua no metabolismo de lipídeos e no Ciclo de Krebs Necessária para síntese de hormônios a partir do colesterol Síntese e degradação de ácidos graxos Formação de anticorpos Biotransformação e detoxificação de substâncias tóxicas Produzida por bactérias, leveduras e vegetais verdes. Fígado Ovos Legumes Cogumelos Cereais em geral Geléia real Dores Formigamento e queimação dos pés Alterações nervosas e circulatórias Alergia na pele Mal estar Enjoos Dor de cabeça Sonolência Cãibras no abdômen Gases B6 Piridoxina Cofator de enzimas do metabolismo de aminoácidos Produzida por leveduras Batata Aveia Banana Gérmen de trigo Aves Pescado Fígado Ovos Anemia Depressão Convulsões Fadiga Alterações na pele B7 Biotina Coenzima na gliconeogênese Coenzima na biossíntese de ácidos graxos de cadeia insaturada Coenzima na oxidação de ácidos graxos. Carreador de CO2. Necessária para o crescimento da pele e seus órgãos anexos Necessária para para o desenvolvimento das glândulas sexuais Produzida por bactérias e vegetais. Em animais é sintetizada por bactérias do trato intestinal. Carnes Ovos Leite Fígado Dermatites Dores musculares Anemia Aumento do colesterol e açúcar no sangue Irritação na pele Conjuntivite Cansaço e Insônia Queda de cabelo Perda de apetite Ressecamento dos olhos t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 15 B9 Ácido fólico Formação de algumas proteínas Formação da hemoglobina Formação do sistema nervoso do bebê Espinafre Feijão Lentilha Levedura de cerveja Quiabo Irritabilidade Cansaço Dor de cabeça Falta de ar Tontura e palidez Diarreia e má absorção Anemia megaloblástica Espinha bífida B12 Cobalamina Cofator de enzimas Catabolismo de aminoácidos Oxidação de ácidos graxos Formação da metionina Necessária para manter a reserva energética dos músculos Produzida por bactérias, fungos e algas. Em animais é sintetizada por bactérias do trato intestinal. Carnes Aves Leite Pescado Escassez e anormalidade na formação de glóbulos vermelhos Anemia perniciosa Psicose Degeneração nervosa Úlceras na língua Excessiva pigmentação nas mãos C Ácido ascórbico Antioxidante Coenzima Formação de fibras colágenas Absorção de ferro Síntese de hormônios Defesa do organismo Manutenção dos vasos sanguíneos Frutas cítricas Pimentão verde Tomate Goiaba Salsa, couve, rabanete, brócolis Leite Fígado Desenvolvimento de escorbuto (manifestações hemorrágicas, gengivas doloridas, dentes frouxos, inchaço nas articulações, fadiga, alterações napele, e aumento de infecções) Retardo na cicatrização de feridas. Vitaminas LIPOSSOLÚVEIS Função Fonte Carência A Retinol Manutenção da visão (importante para a produção de pigmentos) Funcionamento do sistema imune Antioxidante Formação dos dentes Formação do colágeno Necessária para a renovação celular. Fígado Gemas de ovos Leite e derivados Frutas e legumes amarelos e alaranjados Vegetais verde- escuros Óleos de dendê, buriti, pequi, pupunha, tucumã. Deficiência na saúde ocular Xeroftalmia ou cegueira noturna t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 16 D Calciferol Manutenção do vigor e força dos ossos e dos músculos Promove a absorção de cálcio no intestino Permite a mineralização óssea Ajuda a reduzir inflamações 80-90% advém da exposição à luz solar e 10% advém da dieta: Peixes gordurosos (salmão, atum, sardinha) Leite enriquecido e derivados Cereais enriquecidos Óleo de fígado de peixe Gema de ovo Raquitismo Osteoporose Doenças cardiovasculares Câncer de cólon e próstata Diabetes melito Doença inflamatória intestinal E Tocoferol Antioxidante Antiinflamatório Impede o envelhecimento precoce Diminui o risco de doenças cardíacas Previne o câncer de próstata, a degeneração da mácula, a doença de Alzheimer e a Esclerose Lateral Amiotrófica Folhas verde-escuras Oleaginosas Fraqueza muscular Problemas de visão Alterações do sistema imunológico Dormência, Tremores Dificuldade em andar K Filoquinona ou Anti-hemorrágica Para a vitamina K contribuir para melhorar a densidade da massa óssea é preciso ter uma boa ingestão de cálcio na dieta. Coagulação sanguínea Fixação do cálcio na massa óssea Evita hemorragias em bebês prematuros Ajuda na saúde dos vasos sanguíneos A vitamina K é dividida em 3 tipos: k1, k2 e k3. K1: responsável pela coagulação, encontrada em alimentos como brócolis, couve-flor, agrião, rúcula, repolho, alface, espinafre, nabo, azeite, abacate, ovo e fígado K2: produzida pela flora bacteriana e auxilia na formação dos ossos e na saúde dos vasos sanguíneos K3: produzida em Sangramento (hemorragia) que causa manchas negras sob a pele Sanframento nasal Feridas no estômago ou no intestino Vômitos com sangue Sangue na urina ou nas fezes Fezes podem ter uma cor negra t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 17 2.2.2 Carboidratos Os carboidratos são compostos orgânicos conhecidos como açúcares. Também chamados de sacarídeos ou glicídios, são constituídos principalmente por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. Eles constituem as macromoléculas mais abundantes no planeta Terra e são a principal fonte de energia para os seres vivos. Quando hidrolisados, liberam aldeídos ou cetonas. Funções Biológicas Fornecer energia Função estrutural (parede celular de células vegetais – celulose – e de fungos – quitina) Exoesqueleto de artrópodes (quitina) Composição dos ácidos nucleicos (pentose – açúcar de cinco carbonos) Reconhecimento celular (glicocálice) Classificamos os açúcares em relação à quantidade de carbono presente na molécula. Sendo assim, monossacarídeos são moléculas simples de carboidratos, com fórmula geral (CH2O)n, onde n representa o número de átomos de carbono, que varia de 3 a 7 átomos. Exemplos: glicose, frutose, galactose. A glicose é a principal molécula energética dos seres vivos. Dissacarídeos formam-se pela união de dois monossacarídeos por meio de uma reação de desidratação: um monossacarídeo perde um hidrogênio, (–H), e o outro perde um grupo hidroxila, (–OH). Eles se unem por uma ligação glicosídica, produzindo uma molécula de água. Exemplos: sacarose, principal açúcar presente na cana-de-açúcar, é formada pela união de uma glicose a uma frutose; a lactose é um dissacarídeo formado por uma glicose e uma galactose; e a maltose é um dissacarídeo de duas glicoses. Oligossacarídeos são moléculas que apresentam até cerca de 20 monossacarídeos, presentes na porção glicídica de muitas moléculas de glicoproteínas e glicolipídios, e por fim, polissacarídeos são carboidratos constituídos por 21 a centenas ou milhares de açúcares simples (monossacarídeos). São exemplos de polissacarídeos o glicogênio, o amido, a quitina e a celulose. laboratório t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 18 Glicogênio e amido são polissacarídeos com estruturas similares e a mesma função: armazenar glicose. O glicogênio é o principal carboidrato de reserva animal e é encontrado no fígado e no músculo esquelético. O amido é o principal carboidrato de reserva vegetal. Quitina é o polissacarídeo que constitui a parede celular dos fungos e o exoesqueleto de diversos animais, entre eles os artrópodes. Já a celulose é o principal componente estrutural da parede celular das plantas. 2.2.3 Lipídios Os lipídios, ou gorduras, representam de 2 a 3% da composição química celular e são moléculas orgânicas apolares, isto é, que não possuem carga elétrica. Por isso, são insolúveis em água e suas propriedades físicas refletem essa natureza hidrofóbica. Contudo, são solúveis em solventes orgânicos como o álcool, a acetona e o éter. São formados basicamente por um álcool e ácidos graxos (composição típica de carbono, hidrogênio e oxigênio – mas pode conter nitrogênio, fósforo e enxofre). Classificam-se em glicerídeos, fosfolipídios, esteroides, carotenoides e cerídeos, sendo os dois primeiros grupos os mais relevantes para o vestibular. Funções Biológicas Armazenamento energético (reserva energética nos adipócitos) e combustível celular Papel estrutural das membranas celulares (fosfolipídios e glicolipídios) Pigmentos fotossensíveis (absorção de luz visível na fotossíntese) Hormônios esteroides (estrogênio, progesterona e testosterona) Isolante e proteção de órgãos (isolante térmico e impermeabilizantes) Agentes emulsificantes (sais biliares) Transporte de vitaminas lipossolúveis (A, D, E, K) Glicerídeos são os lipídios mais abundantes na natureza, conhecidos popularmente como óleos e gorduras, e constituem a principal reserva de energia dos organismos animais a longo prazo. Atuam tambén como isolante térmico (protegendo contra baixas temperaturas, mantendo o calor no corpo), mecânico (absorve impactos) e elétrico (não conduz eletricidade). A utilização desses lipídios no metabolismo acontece secundariamente à dos carboidratos. Ou seja, na presença de carboidratos, o organismo SEMPRE irá preferir usá-los como fonte de energia, ainda que a hidrólise dos lipídios renda mais calorias: cada grama de gordura gera 9 Kcal, enquanto cada grama de carboidrato ou de proteína gera apenas 4 Kcal. Esses lipídios são constituídos por moléculas de glicerol ligadas a uma, duas ou três moléculas de ácidos graxos. O glicerol é um álcool composto de três átomos de carbono, aos quais estão unidos átomos de hidrogênio e oxigênio. Os ácidos graxos são ácidos carboxílicos com longas cadeias de hidrocarbonetos apolares e com um grupo carboxila (COO–) em uma extremidade. Eles podem ser compostos por cadeia saturada ou insaturada. Os ácidos graxos insaturados contêm uma ou mais ligações duplas entre os átomos de carbono; os ácidos graxos saturados não apresentam dupla ligação. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 19 ATENÇÃO! Não confunda glicídios (carboidratos) com glicerídeos (gorduras). A dupla ligação na cadeia de hidrocarbonetos faz com que ocorra uma “dobra” na estrutura. Quanto maior o número de insaturações menor o ponto de fusão do lipídio, pois estas duplas ligaçõesdiminuem as interações entre as moléculas. Por isso, os glicerídeos se dividem em: • Gorduras: glicerídeos de ácidos saturados, sólidos à temperatura ambiente e produzidos por animais; • Óleos: glicerídeos de ácidos insaturados, líquidos à temperatura ambiente e produzidos por plantas. Fosfolipídios são os principais constituintes das membranas biológicas, formados por um glicerídeo combinado com um grupo fosfato. Todos os fosfolipídios têm cabeça (glicerol + fosfato) hidrofílica ou polar e caudas (ácidos graxos) hidrofóbicas ou apolares. Por serem parcialmente solúveis em água dizemos que são moléculas anfipáticas ou anfifílicas. Em solução aquosa, as caudas apolares se atraem, ficando interiorizadas e formando uma estrutura em bicamada, onde as cabeças polares ficam voltadas para o exterior e em contato com a água. Esteroides são lipídios formados por hidrocarbonetos que se diferenciam pelas suas ramificações e grupos funcionais. O principal exemplo é o colesterol, um lipídio constituído por um álcool policíclico de cadeia longa, encontrado nas membranas celulares e transportado no plasma sanguíneo de todos os animais. Quando não é obtido na dieta, pode ser sintetizado t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 20 pelos animais, sendo o fígado e o intestino delgado os principais órgãos produtores. Pequenas quantidades são também sintetizadas por fungos e certas bactérias. Nas membranas biológicas, o colesterol constitui entre ~ 5 e 35% dos lipídios e sua função é reduzir a fluidez dessas membranas, conferindo-lhes maior estabilidade. É ainda precursor de vitamina D, dos sais biliares e de diversos hormônios sexuais (estradiol, testosterona e progesterona). Análogo ao colesterol, os vegetais apresentam o ergosterol, um tipo de lipídio que pertence ao grupo dos fitoesterois. Carotenoides são lipídios que não possuem ácidos graxos e apresentam-se como pigmentos de cor amarela, laranja ou vermelha presentes nas células vegetais, onde desempenham importante papel no processo de fotossíntese. O mais importante carotenoide é o betacaroteno, que dá origem à vitamina A (retinol). Cerídeos são lipídios altamente insolúveis em água, servindo como substância impermeabilizante e protetora para as folhas das plantas, penas e pele dos animais, ajudando a reduzir a desidratação. Esfingolipídios são lipídios presentes nas células nervosas (esfingomielinas), funcionando como isolante elétrico, o que confere maior velocidade na condução dos impulsos nervosos. Anabolizantes Os esteroides anabolizantes (EA) são drogas que têm como função principal a reposição de testosterona (hormônio responsável por características que diferem homem e mulher). Isso ocorre nos casos em que tenha ocorrido um déficit desse hormônio, por exemplo, no envelhecimento, pois atuam no crescimento celular e em tecidos do corpo, como o ósseo e o muscular. Contudo, os efeitos colaterais do uso indevido podem levar à morte e causar sérios casos de intoxicação. Podemos destacar insuficiência cardíaca, tromboses e infartos; modificações na função hepática e cirrose; aumento de acne e do LDL e redução do HDL; atrofia dos testículos, esterilidade e impotência e crescimento da mama. Nas mulheres, o uso de anabolizantes causa masculinização, com crescimento de pelos no rosto, mudança da voz, hipertrofia do clitóris e modificações no ciclo menstrual. Pode ocorrer também o desenvolvimento de um padrão de calvície típico de homens. Colesterol Bom x Colesterol Ruim O colesterol, por ser uma gordura, não é solúvel no sangue e precisa de ajuda de proteínas para ser carregado. Assim, ele se associa a elas formando lipoproteínas. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 21 Produzidas pelo fígado, essas proteínas funcionam como transportadoras do colesterol e podem ser de dois tipos principais, o HDL e o LDL. LDL significa low density protein, uma expressão que pode ser traduzida como lipoproteína de baixa densidade, cuja função é transportar o colesterol do fígado e do intestino delgado até as células e tecidos, onde ele será utilizado na fabricação da membrana celular, da vitamina D, dos hormônios esteroides e dos ácidos biliares. Contudo, quando está em excesso, a LDL se acumula dentro das artérias, dando origem a placas endurecidas de gordura, que podem obstruir a passagem de sangue pelas artérias e levar ao desenvolvimento de uma doença vascular chamada aterosclerose. Essa doença é a principal causa do acidente vascular cerebral (AVC ou derrame) e do infarto, que acontecem quando há um bloqueio no fluxo sanguíneo para o cérebro. Por isso, o colesterol LDL é chamado de “colesterol ruim”. HDL significa high density lipoprotein, que pode ser traduzida como lipoproteína de alta densidade. Essa lipoproteína faz o transporte reverso, retirando as moléculas de colesterol que estão em excesso no sangue e nos tecidos e levando-as até o fígado (sentido contrário da LDL), onde serão processadas para que o intestino possa eliminá-las. Além disso, o HDL faz uma espécie de limpeza no interior das artérias e remove o colesterol depositado ali, dificultando a formação das placas de aterosclerose e reduzindo o risco de AVC, infarto e outras complicações. Dessa forma, o colesterol HDL tem um efeito protetor do sistema cardiovascular, sendo conhecido como “colesterol bom”. Desde que estejam dentro da normalidade, são desejáveis taxas altas de HDL e baixas de LDL. Uma taxa de colesterol total de até 200 mg/mL de sangue é aceitável. Acima de 240 mg/mL de sangue já pode ser prejudicial à saúde. 2.2.4 Proteínas As proteínas são as unidades fundamentais das células e desempenham a maior parte dos trabalhos celulares voltados para a estrutura, função e regulação dos tecidos e órgãos do corpo. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 22 Funções Biológicas Manutenção da arquitetura celular (filamentos proteicos – actina e miosina – do citoesqueleto) Atuam no transporte de moléculas entre as células Realizam atividade contrátil Participam do metabolismo celular (hormônios insulina e glucagon) Coordenam processos biológicos entre diferentes células (hormônio do crescimento) Compõem os anticorpos do sistema imune Atuam como catalisadores (enzimas), influenciando na velocidade das reações químicas As proteínas são formadas por centenas de aminoácidos. Um aminoácido é uma molécula orgânica formada por átomos de carbono, oxigênio, hidrogênio, nitrogênio e, por vezes, enxofre. Genericamente, os aminoácidos compartilham uma estrutura básica que consiste em um átomo de carbono central, também conhecido como carbono alfa (Cα), ligado a um grupo amino (NH2), a um grupo carboxila (COOH) e a um átomo de hidrogênio. Cada aminoácido também tem outro átomo ou grupo de átomos ligados ao átomo central, conhecido como o radical R (cadeia lateral), que determina a sua identidade. Por exemplo, se o radical R é um átomo de hidrogênio, o aminoácido é a glicina, mas, se o radical R for um metil (CH3), o aminoácido então é a alanina. Durante a síntese proteica, o grupo carboxila do aminoácido que se encontra no final da cadeia polipeptídica reage com o grupo amino de um aminoácido que entra para a cadeia em crescimento, liberando uma molécula de água (reação de síntese por desidratação). A ligação resultante entre aminoácidos é uma ligação peptídica e as moléculas resultantes são chamadas de peptídeos ou proteínas (quando muito extensas). t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 23 Existem apenas 20 aminoácidos na natureza que podem ser combinadosde diferentes maneiras para formar proteínas. Nós, humanos, só conseguimos produzir 11 deles. Os 9 restantes são considerados essenciais, e devem ser obtidos através da alimentação. Mas o que torna uma proteína uma enzima, um hormônio ou um anticorpo? A distinção entre elas está não somente em quais aminoácidos a compõem, mas também em que quantidade e em que ordem. Sendo 20 o número de aminoácidos que, em suas diferentes ordenações, configuram todas as proteínas conhecidas, as possibilidades são próximas do infinito. Proteínas diferentes têm quantidades de aminoácidos distintas (a hemoglobina, por exemplo, tem 574 aminoácidos, enquanto a lactase tem 1.927), com composições e ordenamento desses monômeros distintos, o que, consequentemente, determina funções diferentes. Uma característica das proteínas é que elas buscam sempre a conformação de menor energia. Algumas das cadeias laterais que formam os aminoácidos podem ter natureza apolar, enquanto outras, natureza polar. Dessa forma, diferentes tipos de interações entre as moléculas de aminoácidos podem ocorrer, fazendo com que a estrutura espacial (tridimensional) seja bastante variada: estrutura primária, secundária, terciária e quaternária. ▪ Estrutura primária: é a forma fundamental de toda proteína. Trata-se da sequência de quais aminoácidos a compõe, em que quantidade e em que ordem. Nenhuma proteína é encontrada na forma primária na natureza, porque assim que é produzida, a molécula adquire um enrolamento, organizando-se em estrutura secundária, que consiste na maneira como a cadeia se organiza no espaço. Aminoácidos Essenciais Aminoácidos Não Essenciais Histidina, Isoleucina, Leucina, Lisina, Metionina, Fenilalanina, Treonina, Triptopfano, Valina Alanina, Arginina, Asparagina, Ácido aspártico, Cisteína, Ácido glutâmico, Glutamina, Glicina, Prolina, Serina, Tirosina t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 24 A queratina e o formato dos cabelos A α-queratina é uma proteína fibrosa encontrada nos cabelos, que apresenta grande resistência e impermeabilidade devido ao seu formato α-hélice composto por aminoácidos hidrofóbicos como alanina, valina, leucina, isoleucina, metionina e fenilalanina. Quando esses aminoácidos interagem, ocorre a formação de interações hidrofóbicas. Além disso, as α-queratinas podem apresentar uma grande quantidade de cisteínas e, por isso, são capazes de formar pontes de enxofre ou pontes dissulfeto, uma interação bem forte e difícil de quebrar, conferindo alta resistência à molécula. A maneira como essas pontes dissulfeto são formadas determina o formato do cabelo, de modo que se tivermos cisteínas pareadas formando pontes dissulfeto, o cabelo apresenta aspecto mais liso, ao passo que se tais pontes são formadas entre radicais mais afastados, o cabelo assume aspecto ondulado. ▪ Estrutura terciária: é o enrolamento das α-hélices e folhas-β sobre si mesmas, formando estruturas mais globulares. Esse padrão de dobramento tridimensional deve-se à interação das cadeias laterais (ou grupos R) dos aminoácidos, que podem exercer diferentes níveis de atração ou repulsão uns sobre os outros. A maioria das proteínas se encontra nesse nível estrutural, e aqui fica muito claro como mutações na estrutura primária, isto é, troca de aminoácidos ou inversões na ordem podem ocasionar uma proteína totalmente diferente da original. ▪ Estrutura secundária: é o enrolamento do filamento proteico sobre si mesmo, em um padrão de repetição, que pode ser em formato de fio de telefone (chamado α-hélice) ou em formato pregueado, semelhante às dobras que fazemos em uma folha sulfite para fazer um leque (chamado folha-β). O que dá coesão e sustentação à estrutura secundária são as as ligações de hidrogênio entre os aminoácidos que compõem a sequência. Algumas proteínas de função estrutural são encontradas nesse nível estrutural, como o colágeno e a queratina. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 25 ▪ Estrutura quaternária: proteínas formadas por duas ou mais cadeias polipeptídicas e um grupo conjugado ligado a ela. O exemplo mais comum é a hemoglobina, formada por quatro cadeias polipeptídicas (também chamadas de subunidades). Cada uma tem um grupamento chamado grupo heme, composto por um um átomo de ferro no centro de um anel porfirínico, responsável pela ligação com o oxigênio e coloração vermelha ao sangue. O ferro presente na hemoglobina está na sua forma ferrosa (Fe2+). Se cada hemoglobina tem 4 grupos heme, um em cada subunidade, cada hemoglobina tem a capacidade de se ligar a 4 moléculas de oxigênio. Cada hemácia possui aproximadamente 250 milhões de hemoglobinas, logo cada hemácia pode transportar 1 bilhão de moléculas de oxigênio. Por conta dessas diferentes interações e conformações estruturais, cada proteína tem sua forma única. No entanto, dois fatores conseguem alterar essa conformação altamente estável: a temperatura e o pH. Sempre que uma proteína for exposta a substâncias químicas capazes de alterar essas condições, as interações entre seus radicais podem ser interrompidas, fazendo com que ela perca sua estrutura tridimensional e volte a se transformar em uma cadeia não estruturada de aminoácidos, tornando-se desnaturada. Proteínas desnaturadas geralmente não são funcionais. Para algumas proteínas, a desnaturação pode ser revertida. Se a estrutura primária ainda estiver intacta (isto é, com os aminoácidos ligados), ela pode ser capaz de voltar à sua forma funcional caso seja devolvida ao seu ambiente normal. Mas, normalmente, as desnaturações são irreversíveis. Um exemplo de desnaturação irreversível da proteína é quando um ovo é frito. A proteína albumina presente na clara de ovo se modifica, tornando-se opaca e sólida à medida A estrutura tridimensional correta de uma proteína, para que ela exerça sua atividade, é chamada de conformação nativa. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 26 que é desnaturada pelo aumento da temperatura, e não retorna ao seu estado original de ovo cru mesmo quando resfriada. Cabe observar que desnaturar a proteína não altera seu valor nutricional, pois seja na frigideira, fogueira ou estômago, as proteínas têm que ser quebradas em aminoácidos, que esses sim, são absorvidos pelo sistema digestivo. Um exemplo de desnaturação reversível ocorre quando alisamos o cabelo com prancha. A fibra capilar é constituída por três camadas: cutícula, córtex e medula. A cutícula é a camada mais externa, responsável por regular a entrada e saída de água da fibra, e o córtex é responsável pela maior parte do fio e sua força. A prancha térmica, também chamada “chapinha”, é uma ferramenta usada para alisar cabelos por meio do aquecimento do fio. A evaporação da água que faz parte da constituição do fio capilar ocorre a 135°C, ocasionando a desnaturação da queratina. Quando a temperatura da chapinha é mantida abaixo de 230°C ela consegue remover a umidade, rompendo as pontes de hidrogênio, dando um novo formato para o fio. Acima de 350°C ocorre dano total ao fio de cabelo. 2.2.5 Enzimas A manutenção de vida depende da ocorrência ininterrupta de uma série de reações químicas, e várias dessas reações, para acontecer, precisam de altas temperaturas e condições extremas de pH e, portanto, não ocorreriam facilmente no interior do organismo humano, por exemplo, onde a temperatura a temperatura é aproximadamente 36°C e o pH próximo da neutralidade (7). No entanto, elas acontecem. A manutenção dessas reações com condições específicas tão diferentes daquelas encontradas naturalmente nos organismos é possível graças à presença das enzimas, nossos catalisadores biológicos. As enzimas sãomoléculas com atividade catalítica, isto é, especializadas em aumentar a velocidade das reações químicas, sem participar delas como reagentes. Com exceção de um pequeno número de ácidos nucleicos com capacidade catalítica, todas as enzimas são proteínas e apresentam as seguintes características: • alta atividade catalítica (aceleram de 106 até 1.012 vezes uma reação); • alta especificidade em relação aos substratos e produtos relacionados a ela; • não são consumidas ou alteradas permanentemente ao participar da catálise; • têm atividade regulada geneticamente ou por condições metabólicas. A nomenclatura das enzimas é feita pela adição do sufixo ‘ase’ ao nome do substrato sobre o qual exerce sua ação catalítica. Por exemplo, a enzima fosfatase catalisa a hidrólise de ésteres de fosfato. Elas são classificadas de acordo com o tipo de reação que catalisam: Classificação Reação catalisada Hidrolases Transferência de grupos funcionais envolvendo água Isomerases Transferência de grupos dentro da mesma molécula formando isômeros Liases Adição de grupos funcionais a dupla ligação ou formação de dupla ligação pela remoção de grupos Ligases Formação de ligações C-C, C-S, CO e C-N por meio de ligações de condensação e quebra de ATP Oxirredutases Transferência de elétrons (íons hidreto ou átomos de H) Transferases Transferências de grupos funcionais t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 27 E o que significa catalisar uma reação? Na Química, aprendemos que as reações modificam reagentes em produtos. Para que isso aconteça, algumas ligações nos reagentes devem ser quebradas ou modificadas, permitindo então a formação de novas ligações, as dos produtos. Para que as moléculas dos reagentes atinjam esse estado de transição, é necessário uma grande quantidade de energia, a qual chamamos de energia de ativação. Assim, independentemente de a reação ser de quebra ou de formação de substâncias, ela depende dessa energia de ativação para se iniciar. Energia de ativação é dada pela diferença energética entre o estado fundamental e o de transição. A fonte de energia de ativação é o calor (na maioria dos casos), de modo que os reagentes absorvem energia térmica do meio, que acelera o movimento de suas moléculas, aumentando a frequência e a força das colisões. Depois que as moléculas do reagente absorvem energia suficiente para alcançar o estado de transição, elas pode prosseguir para o restante da reação. Na bioquímica, as reações são catalisadas (mediadas por enzimas), e por isso chamamos a molécula na qual a enzima atua de substrato, que seria equivalente ao reagente. As enzimas aumentam a velocidade das reações diminuindo a energia de ativação dos substratos. Isso ocorre porque possuem uma região de encaixe chamada de sítio ativo, onde as moléculas que devem ser modificadas, os substratos, se ligam para que a reação aconteça. Os sítios ativos possuem uma configuração (estrutura) complementar ao estado de transição do substrato, sendo, portanto, extremamente específicos. Quando a ligação do susbtrato no sítio ativo acontece, forma-se um complexo enzima-substrato, que fornece um ambiente específico para tornar uma reação biológica termodinamicamente mais favorável. Energia de ativação é a energia necessária para que os reagentes mudem de seu estado fundamental para o estado de transição, onde ficam suscetíveis à transformação em produtos. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 28 Após o término da reação, o complexo se desfaz, o produto é liberado e a enzima continua íntegra em sua forma, pronta para novas atividades. Veja o funcionamento no gráfico abaixo. Modelo chave-fechadura de Fischer (1894) utilizado para explicar a interação super específica entre substrato e enzima. O aumento da velocidade da reação ocorre pelo fato de a energia necessária para a ativação dos reagentes ser menor nas reações catalisadas por enzimas. Preste atenção! O encaixe entre o substrato e a enzima foi por muito tempo referenciado como modelo chave-fechadura, para reforçar sua especificidade. Atualmente, um modelo mais flexível tem sido utilizado para explicar a interação entre substrato e enzima, chamado modelo do encaixe induzido. Segundo ele, o substrato provoca uma mudança na conformação da subunidade de uma enzima, permitindo que ela atinja a forma necessária para que o processo catalítico ocorra. Assim, não existem diversas enzimas específicas para uma quantidade imensa de substratos, mas sim uma indução para que haja mudanças que permitam o reconhecimento do substrato. Além disso, a modificação gerada na enzima pode ser passada para enzimas próximas, o que garante a eficiência do processo. Algumas enzimas requerem, além do substrato, estruturas de outras classes de moléculas, que são denominados grupos prostéticos, associadas à sua estrutura. Esses componentes químicos adicionais são os cofatores. Nesses casos, a parte proteica da enzima passa a ser denominada de apoenzima e a parte não proteica passa a ser chamada de cofator, e a enzima só se torna ativa com todos os componentes, quando é dnominada holoenzima. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 29 Cofatores são moléculas de baixa massa molecular de origem inorgânica. Para algumas enzimas, o cofator é um íon metálico, como o cobre, o manganês e o zinco, os quais necessitamos adquirir através da dieta. Quando o cofator é uma substância orgânica, ele é denominado de coenzima. As vitaminas são, na maioria das vezes, precursoras de coenzimas. Por exemplo, as coenzimas NAD+ e FAD+ são agentes oxidantes de enzimas que participam da respiração celular, recebendo hidrogênios. O hidrogênio é constituido de um próton (H+) e um elétron. Ou seja, em química orgânica, geralmente ganho de hidrogênios significa ganho de elétrons, em outras palavras, redução. Essas coenzimas, em suas formas reduzidas – NADH2 e FADH2, funcionam como transportadoras de elétrons de um composto para outro em uma determinada via metabólica. Estudaremos a fundo o papel delas na aula de Metabolismo Energético. Do ponto de vista biológico, as enzimas atuam catalisando reações sequenciais, nas quais o produto de uma reação é o substrato da reação subsequente. A velocidade dessas cascatas de reações é controlada por uma ou mais enzimas chamadas enzimas regulatórias. Fatores que influenciam a atividade enzimática A atividade enzimática é influenciada diretamente pela concentração de substrato e, obviamente, de enzima, de modo que: • a velocidade aumenta hiperbolicamente com a concentração do substrato; e • a velocidade aumenta linearmente com a concentração de enzima, para qualquer valor constante da concentração de substrato. Quanto mais tempo a enzima estiver em contato com o substrato, mais produtos serão produzidos, enquanto houver substrato. Ainda, assim como as proteínas, a temperatura e o pH são fatores extremamente importantes para a atividade enzimática. Cada enzima tem pH e temperatura ótimos para que sua atividade seja máxima. Alterando-se esses fatores, a enzima deixa de atuar adequadamente. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 30 Ilustração de Thomas Shafee - Own work, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=47436206 Regulação e inibição enzimática Para regular a atividade enzimática, existem moléculas que se ligam à alguma parte da enzima e ‘modular’ a sua atividade. Temos dois tipos de moduladores: os moduladores positivos e os moduladores negativos. Os moduladores positivos são aquelesque estimulam a atividade enzimática, podendo até ser responsáveis por iniciá-la. Já os moduladores alostéricos negativos podem ser entendidos como inibidores enzimáticos, isto é, qualquer molécula que se ligue à cadeia polipeptídica de uma enzima, diminuindo a velocidade da reação, é considerada um inibidor enzimático. A estabilidade da ligação entre o inibidor e a enzima varia, podendo ser de dois tipos: reversível e irreversível. Inibição enzimática reversível é aquela na qual o inibidor estabelece com a enzima uma ligação instável, que pode ser revertida, podendo acontecer de maneira competitiva ou não: • O inibidor competitivo caracteriza-se pelos inibidores que competem diretamente com o substrato específico da enzima, formando um complexo enzima-inibidor muito semelhante ao complexo enzima-substrato, que inativa a catálise da enzima. • O inibidor não-competitivo pode ligar-se ao complexo enzima-substrato em um sítio diferente. Neste caso, a ligação do inibidor com a enzima não atrapalha a ligação do substrato, mas gera uma alteração que impede a formação do produto da reação. Inibição enzimática irreversível é aquela na qual a substância inibidora se une à enzima por ligações covalentes (mais estáveis), alterando o grupo funcional da enzima necessário para sua atividade catalítica, tornando-a inativa de forma permanente. t.me/CursosDesignTelegramhub https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=47436206 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 31 2.2.6 Ácidos nucleicos Os ácidos nucleicos recebem esse nome devido ao seu caráter ácido. Eles são as moléculas orgânicas responsáveis pelo armazenamento e transmissão das informações genéticas, podendo ser do tipo DNA (ácido desoxirribonucleico) ou RNA (ácido ribonucleico). Tais moléculas são polímeros formados por monômeros chamados de nucleotídeos. Os nucleotídeos são constituídos por três unidades: um grupo fosfato, uma pentose (molécula de açúcar com cinco carbonos) e uma base nitrogenada (que contêm nitrogênio em sua fórmula). Em relação às bases nitrogenadas, existem cinco tipos: adenina (A), timina (T), citosina (C), guanina (G) e uracila (U). Aquelas que derivam da purina e possuem dois anéis (um hexagonal e um pentagonal) de carbono e nitrogênio chama-se bases púricas, das quais fazem parte a adenina (A) e a guanina (G). Já aquelas que derivam da pirimidina, são menores que as púricas e formadas por um anel (hexagonal) de carbono e nitrogênio, sendo chamadas bases pirimídicas, das quais fazem parte a citosina (C), a timina (T) e a uracila (U). DNA – Ácido desoxirribonucleico O DNA é o material genético de todas as células vivas do planeta. Ele está presente nas bactérias, disperso no citoplasma, e nas células eucarióticas, no interior do núcleo, das mitocôndrias e dos cloroplastos. Ele é o principal componente dos cromossomos e guarda os genes (a informação genética propriamente dita). A molécula de DNA é constituída por duas cadeias de polinucleotídicas complementares e enroladas uma sobre a outra formando uma estrutura helicoidal. Os nucleotídeos que formam o DNA possuem as bases nitrogenadas A, T, C e G (a uracila é exclusiva do RNA). Em relação ao açúcar, trata-se de uma pentose chamada desoxirribose cujos carbonos são denominados 1’, 2’, 3’, 4’ e 5’. O carbono 1’ está sempre ligado à uma das bases nitrogenadas, enquanto o carbono 5’ está sempre ligado ao grupo fosfato. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 32 Para uma cadeia de DNA se formar, o grupo OH do carbono 3’ de um açúcar se liga ao grupo fosfato do carbono 5’ do açúcar vizinho. Essa ligação entre os nucleotídeos é chamada ligação fosfodiéster. É importante notar aqui que a adição de novos nucleotídeos à fita acontece sempre no carbono 3’, isto é, sempre no sentido 5’→3’. É dessa maneira que os nucleotídeos se unem formando uma fita de DNA. Umas vez formadas as cadeias, elas mantêm-se unidas por ligações de hidrogênio entre os pares de bases nitrogenadas específicos: a adenina emparelha-se com a timina por duas ligações de hidrogênio (A=T), e a guanina emparelha-se com a citosina por três ligações de hidrogênio (G≡C). Por isso, dizemos que essas cadeias são complementares. Suponha a seguinte sequência: TCAGTCTTG. Sua sequência complementar seria AGTCAGAAC. A ligação de hidrogênio promove a forma e a estabilidade do DNA para proteger o código genético, mas permite fácil ruptura das ligações através da ação de enzimas para a replicação do DNA (veremos mais na aula sobre Núcleo). Além disso, as fitas de DNA têm disposição antiparalela, ou seja, uma fica de “ponta cabeça” em relação a outra. O termo antiparalelas deve-se ao fato de que uma das fitas tem a direção exata da sua síntese (5’→3’) enquanto que a outra está invertida (3’→5’). Isso acontece porque os grupos fosfatos possuem uma alta carga negativa e se posicionam externamente à hélice, em lados opostos, enquanto as bases nitrogenadas são compostos fracamente básicos, mantendo-se empilhadas no interior da hélice. Esqueleto ou cadeia de açúcar e fosfato Bases nitrogenadas 3’ 5’ Ligação de hidrogênio t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 33 Por conta das interações entre nucleotídeos e entre bases nitrogenadas, temos a molécula de DNA retorcida em seu próprio eixo, em formato de dupla hélice tridimensional, conforme descrito por Watson e Crick em 1953. RNA – Ácido ribonucleico Já as moléculas de RNA são formadas por uma única cadeia de nucleotídeos, que ligam-se entre si por ligações fosfodiester. Além disso, diferentemente do DNA, o RNA possui a base nitrogenada uracila no lugar da timina (A=U), bem como seu açúcar é uma ribose ao invés da desoxirribose. Embora o RNA seja constituído de uma única fileira de nucleotídeos, ele ainda assim consegue formar estruturas duplas, pareando suas bases consigo mesmo. É a molécula de RNA que interpreta e executa as informações contidas no DNA, participando primordialmente na síntese de proteínas. Três tipos de moléculas de RNA podem ser produzidos: ▪ RNA ribossômico (RNAr): ocorre associado a proteínas, formando os ribossomos; ▪ RNA transportador (RNAt): é o menor RNA da célula e leva os aminoácidos até os ribossomos; ▪ RNA mensageiro (RNAm): leva a informação dos genes para a produção de proteínas no citoplasma. Ainda, comentamos no tópico anterior que nem toda enzima é proteica, embora a maioria o seja. As enzimas não proteicas são as conhecidas ribozimas, ou seja, pequenos trechos de RNA capazes de realizar atividade catalítica. Acredita-se que o RNA foi uma molécula que surgiu antes do DNA, servindo não só como fonte do material genético dos primeiros organismos vivos, mas como molécula com atividade catalítica. Regra de Chargaff Em 1950, o bioquímico austríaco Erwin Chargaff analisou o DNA de diferentes espécies, determinando sua composição de bases A,T,C e G, e fez a seguinte observação: • A quantidade de A sempre igualava a quantidade de T • A quantidade de C sempre igualava a quantidade de G 5’ 3’ A = T e G ≡ C Uracila t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 34 Na prática, funciona da seguinte maneira: A análise de um segmento de DNA, com 3000 bases nitrogenadas, indicou que 15% eram de timina. Qual será a quantidade de guanina nesse segmento? Resposta: 15% de 3000 bases = 450 timinas e, portanto, 450 adeninas. Logo, sobram 70% de pares de basesque devem ser divididos igualmente entre citosina e guanina, já que uma se liga a outra. Assim, 35% de 3000 bases = 1050 citosinas e, portanto, 1050 guaninas. QUESTÕES PARA MEMORIZAÇÃO(Simulado EV Medicina/2020 - ) Em 1999, o medicamento chamado Xenical virou mania nacional e passou a ser comercializado no Brasil em larga escala, chegando a vender em apenas um mês cerca de 285 mil caixas. Com a promessa de emagrecimento milagroso, o princípio da atuação do medicamento é simples: ele age bloqueando a absorção de 30% das gorduras ingeridas por meio da inibição da enzima lipase. Por esse motivo, foi indicado principalmente para pacientes obesos. No entanto, em muitos casos o remédio não foi eficiente, pois embora os pacientes monitorassem a ingestão de gorduras, continuavam com uma dieta baseada em carboidratos. Caruso, M. A febre do Xenical. Medicina & Bem-estar, Revista Isto é. 31 de março de 1999. A partir do texto e com base em seus conhecimentos, podemos apontar como possível efeito colateral do medicamento a) o excesso de suco gástrico e posterior desenvolvimento de gastrite. b) a dependência em longo prazo, efeito comum entre medicamentos emagrecedores como a anfetamina, por exemplo. c) a constipação gastrointestinal. d) a queda nos níveis séricos das vitaminas A, D, E e K. e) o desenvolvimento de intolerância à lactose. Comentários A alternativa A está errada, porque o medicamento reduz a absorção de lipídios, que ocorre no intestino delgado por ação das lipases dos sucos entéricos e pancreáticos. O suco gástrico apresenta pepsinas, enzimas especializadas na digestão de proteínas. A alternativa B está errada, porque o medicamento age no intestino delgado, inibindo a ação das lipases, diferentemente de outros medicamentos, como a anfetamina, que agem no sistema nervoso central e, por isso, induzem à dependência. A alternativa C está errada, porque a constipação decorre de uma dieta pobre em fibras e líquidos e com excesso de proteínas. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 35 A alternativa D está certa. As vitaminas citadas são lipossolúveis e, com a redução da absorção de lipídios, terão seus níveis reduzidos também. A alternativa E está errada, porque a intolerância à lactose decorre da não produção (ou produção insuficiente) pelo intestino delgado da enzima lactase, cuja função é quebrar as moléculas de lactose e convertê-las em glucose e galactose. Gabarito: D. (Simulado EV Medicina/2020 - ) Lipídios são moléculas orgânicas geralmente apolares e que desempenham várias funções. O colesterol, por exemplo, um lipídio da classe dos esteroides, é a) precursor de sais biliares. b) precursor de hormônios pancreáticos. c) um pigmento que participa da fotossíntese. d) precursor da esfingomielina, que compõe a bainha de mielina dos axônios. e) uma substância impermeabilizante para folhas, penas e pele. Comentários A alternativa correta é a letra A. A alternativa B está incorreta, pois os hormônios pancreáticos são proteicos. O colesterol é precursor de hormônios sexuais, como a testosterona. A alternativa C está incorreta, pois os pigmentos lipídios que participam da fotossíntese são os carotenoides. A alternativa D está incorreta, pois a esfigomielina é um esfingolipídio, não um esteroide. A alternativa E está incorreta, pois as ceras são impermeabilizantes de folhas, penas e pele. Gabarito: A. (Simulado EV Medicina/2020 - ) Vitaminas e minerais são os famosos micronutrientes, nutrientes necessários em quantidades menores pelo organismo do que os macronutrientes, como proteínas e carboidratos. Apesar disso, são de fundamental importância para o bom funcionamento das atividades metabólicas, isto é, para a saúde. Muitas são as doenças relacionadas à deficiência de um ou mais micronutrientes no organismo, e a combinação correta de alimentos consumidos ao longo do dia é essencial para que os seus níveis sejam adequados. A esse respeito, analise as afirmações abaixo: I. O betacaroteno, presente em alimentos como abóbora e cenoura, é precursor da vitamina A. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 36 II. A vitamina C, presente em alimentos como as frutas cítricas, é importante para melhorar a absorção de ferro não heme. III. A vitamina C é um antioxidante natural, que previne a oxidação provocada por radicais livres. IV. A vitamina E afeta diretamente a absorção de cálcio, comprometendo a o desenvolvimento dos ossos e dentes de crianças mal nutridas. Está correto o que se afirma em a) I e III, apenas. b) II e III, apenas. c) I, II e III, apenas. d) II, III e IV, apenas. e) I, II, III e IV. Comentários I está correta. O betacaroteno é precursor da vitamina A. II está correta. A vitamina C é importante para melhorar a absorção de ferro não heme, isto é, aquele presente em alimentos de origem vegetal, como a couve e o feijão. O ferro heme, presente em alimentos de origem animal são mais facilmente absorvidos. III está correta. A vitamina C tem ação antioxidante e previne o envelhecimento. IV está incorreta, pois é a vitamina D que afeta diretamente a absorção de cálcio. A alternativa certa é a letra C. Gabarito: C. (Simulado EV Medicina /2020 - ) As vitaminas são componentes orgânicos essenciais para o bom funcionamento do organismo. Contudo, elas devem ser adquiridas através da dieta e seu armazenamento depende diretamente da sua solubilidade. A seguir são apresentadas as estruturas químicas de três vitaminas. Dentre as vitaminas apresentadas, é correto afirmar que t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 37 a) a vitamina 1 necessita de maior suplementação diária. b) a absorção da vitamina 2 não será afetada em pessoas que realizaram uma cirurgia bariátrica. c) a vitamina 1 pode estar relacionada à ação antioxidante típica das frutas cítricas. d) a vitamina 3 necessita de maior suplementação diária. e) a absorção da vitamina 3 ocorre nas células do fígado e do tecido adiposo. Comentários As fórmulas se referem às vitaminas A, E e B1, respectivamente. Você não precisa saber a fórmula de cada vitamina, mas sim conhecer um pouquinho de Química. Perceba que as fórmulas 1 e 2 apresentam muitos grupos CH3 (metil), um radical que não é solúvel em água. Já a fórmula 3 apresenta muitos grupos OH (hidroxila), altamente solúvel em água. Assim, só olhando para a fórmula você saberia que as duas primeiras devem pertencer ao grupo das vitaminas lipossolúveis, enquanto a terceira é hidrossolúvel. A alternativa A está errada, porque a vitamina 1 é lipossolúvel e, por isso, seu excedente é armazenado nas células do fígado e do tecido adiposo, necessitando de menor suplementação. A alternativa B está errada, porque a vitamina 2 é lipossolúvel. Pessoas que realizam a cirurgia bariátrica, popularmente conhecida como redução do estômago, perdem muita gordura e passam a apresentar baixa taxa de lipídios no corpo, o que dificulta a absorção de vitaminas lipossolúveis. A alternativa C está errada, porque a ação antioxidante típica das frutas cítricas é característica da vitamina C, que é hidrossolúvel. A vitamina 1 apresenta uma série de grupos metil, que caracterizam sua natureza apolar e lipossolúvel. A alternativa D está certa. Dentre as vitaminas citadas, a que apresentará maior solubilidade é a III, devido a maior quantidade de hidroxilas (-OH) presente em sua estrutura, favorecendo uma maior interação intermolecular do tipo ligação de hidrogênio, o que a torna mais solúvel em água, sendo necessária uma maior suplementação diária. A alternativa E está errada, porque a vitamina 3 é hidrossolúvel. Sua absorção ocorre no intestino delgado (no duodeno) e o excedente é solúvel em água, sendo eliminado na urina. Gabarito: E. (Provão de Bolsas EV/2021 - ) Os detergentes enzimáticos possuem enzimas capazes de potencializaro seu poder de limpeza. As enzimas comumente utilizadas são capazes de promover a hidrólise de proteínas, gorduras e carboidratos. No organismo humano, o processo de digestão ocorre de forma análoga ao processo de limpeza dos detergentes enzimáticos, onde as enzimas decompõem as substâncias complexas em moléculas simples para facilitar a digestão, enquanto os detergentes enzimáticos fazem o mesmo para potencializar a limpeza. Retirado de: DE BORBA, E. S., et al. Avaliação da atividade enzimática em diferentes marcas de detergentes comerciais. (Trabalho de Conclusão de Curso), Instituto Federal Catarinense, p. 9, 2017. (adaptado.) t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 38 Com base no texto, um detergente enzimático para a remoção de uma mancha de carne gordurosa com batatas, deve conter em sua formulação A) amilase e proteinase. B) apenas proteinase. C) lipase e proteinase. D) apenas lipase. E) lipase, proteinase e amilase. Comentários Para remover uma mancha causada por: (i) carne (ii) gordurosa com (iii) batatas, é necessário degradar proteína, gordura e amido. A hidrólise de proteínas é feita pelas proteinases; a de gordura é feita pelas lipases; e a hidrólise do amido é feita pelas amilases. Gabarito: E. (Provão de Bolsas EV/2020 - ) Sobre os componentes químicos das células, julgue as afirmações a seguir como verdadeiras (V) ou falsas (F). (_) Células animais podem apresentar moléculas de colesterol na membrana plasmática, um tipo de triglicerídeo que garante a estabilidade da membrana. (_) Proteínas são polímeros de aminoácidos, que são moléculas que diferem entre si apenas pelo radical ligado ao carbono central. (_) Tanto o DNA quanto o RNA são moléculas de ácidos nucleicos, este último formado por uma fita simples enquanto aquele é uma molécula dupla-fita. (_) Carboidratos complexos são formados por unidades de monossacarídeos que se unem através de ligações glicosídicas, reações que consomem água. A sequência correta, de cima para baixo, é a) V, V, V, F. b) V, F, V, F. c) F, F, V, V. d) F, V, V, F. e) F, F, V, F. Comentários t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 39 A primeira afirmação é falsa (F), porque o colesterol é um lipídio do tipo esteroide, não triglice-rídeo. A segunda afirmação é verdadeira (V). Um aminoácido é formado por um grupo amina, um gru-po carboxila, um hidrogênio e um radical todos ligados a um carbono central. A terceira afirmação é verdadeira (V). A quarta afirmação é falsa (F), porque as reações glicosídicas liberam água, são reações de de-sidratação. Gabarito: D. 3. Origem da vida A teoria mais bem fundamentada da origem do nosso universo está centrada em um evento conhecido como o Big Bang, segundo a qual nos primeiros 10 a 43 segundos de sua existência, o universo era muito compacto, com tamanho muito inferior a um único átomo. Acredita-se que, em um estado energético tão incompreensivelmente denso, quatro forças fundamentais – gravidade, eletromagnetismo e as forças nucleares fortes e fracas – uniram-se em uma única força. A partir daí, as primeiras partículas do universo teriam se misturados e se acomodado na mesma temperatura, e, em uma fração inimaginável de um segundo, toda essa matéria e energia teria se expandido mais ou menos uniformemente, com pequenas variações. A expansão continuou por muito tempo, mas a um ritmo mais lento, até que quando a matéria se resfriou, diversos tipos de partículas começaram a se formar. Essas partículas se condensaram, constituindo as estrelas e galáxias do nosso universo atual, incluindo a Via Láctea, galáxia onde o sistema solar está inserido. Após a formação do Universo, há aproximadamente 13 bilhões de anos, quando ele completou seu primeiro bilionésimo de segundo, já havia perdido calor o suficiente para que as quatro forças fundamentais voltassem a se separar umas das outras. Escala evolutiva. Fonte: American Museum of Natural History (adaptada). Disponível em: https://www.amnh.org/explore/ology/astronomy/how-did-the-universe-begin A Terra é um planeta rochoso do Sistema Solar formada há 4,5 bilhões de anos com a fusão de diversas rochas menores. Até o resfriamento, nosso planeta não passava de uma imensa rocha cuja superfície beirava os 12 mil °C de temperatura. Com determinadas 10 t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 40 condições químicas e com os ingredientes corretos, acredita-se que os átomos se combinaram, descombinaram e recombinaram de formas variadas, formando moléculas orgânicas. 3.1 Teorias sobre a origem da vida Mas apesar da estimativa de surgimento da vida entre 4,5 – 3,5 bilhões de anos, o termo Biologia só apareceu por volta dos anos 1800 nos trabalhos de alguns cientistas que concluíram que plantas e animais eram bastante diferentes dos “seres não animados” (como rochas, minerais, lodo) devido à presença de vida. Neles, havia uma organização corporal que permitia um ciclo de crescimento, reprodução e morte. A teoria da geração espontânea ou abiogênese foi aceita até meados do século XIX para explicar a origem de vários organismos. Hoje pode parecer óbvio que plantas e animais são seres vivos, enquanto rochas são agregados sólidos de um ou mais minerais. Mas naquela época o conceito de vida era muito abstrato. Acreditava-se que a vida ou os organismos vivos poderiam ser gerados espontaneamente a partir de matéria não viva, apartir da existência de um “princípio ativo” dentro de porções da matéria inanimada. Vegetais e animais poderiam, por exemplo, surgir espontaneamente a partir de lodo e rochas. Inclusive um dos exemplos mais conhecidos na época era a ideia de que sapos poderiam surgir pela transformação espontânea da lama nos brejos. Imagine só! O defensor mais famoso dessa hipótese na antiguidade foi Aristóteles. O médico belga Jean Baptiste van Helmont chegou a escrever receitas para formação de ratos. Segundo ele, bastava jogar num canto qualquer uma camisa suja e sementes de trigo para, após 21 dias, constatar a presença de ratos. O princípio ativo estaria no suor da camisa. Outra ideia de geração espontânea bastante difundida baseava-se em observações de animais surgindo de matéria em putrefação, ignorando completamente a pré-existência de ovos ou larvas no alimento. Muitos cientistas contestaram essa ideia, o que determinou um período de inúmeros experimentos que buscavam tanto corroborar quanto refutar a abiogênse. O médico italiano Francesco Redi foi um dos primeiros a questionar a origem espontânea dos seres vivos. Em 1668, ele realizou um experimento colocando carne fresca em três frascos diferentes. Um foi deixado aberto; outro foi coberto com um pano e o terceiro foi vedado. Dias depois, o frasco aberto continha vermes, os demais não. Ele observou que vermes foram encontrados na superfície externa do pano que cobria o frasco, demonstrando que os vermes vinham de ovos pré-existentes de mosca e não do apodrecimento da carne. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 41 Mas foi a experiência de Louis Pasteur de 1859 é amplamente vista como tendo resolvido a questão da geração espontânea. Ele ferveu um caldo de carne em um frasco que tinha um pescoço longo que se curvava para baixo, como o de um ganso ou cisne. A ideia era que a curvatura do gargalo impedisse que as partículas que caíssem chegassem ao caldo, ao mesmo tempo que permitia o livre fluxo de ar. O frasco permaneceu sem crescimento de microrganismos por um longo período, porém quando finalmente foi agitado para que as partículas pudessem cair nas curvas, o caldo rapidamente se turvou.Este trabalho foi tão conclusivo que a instituiu a Lei da biogênese, que afirma que a vida se origina de uma vida previamente existente. Mas como teria surgido o primeiro ser vivo? Existem algumas hipóteses que tratam sobre esse assunto: ▪ Origem extraterrestre: também conhecida como panspermia, segundo a qual substâncias precursoras da vida na Terra foram provenientes de outros locais do cosmo, chegando aqui por meteoros. ▪ Origem criacionista: segundo a qual os seres vivos forma criados individualmente por uma divindade. ▪ Origem por evolução química: segundo a qual a vida surgiu de substâncias inorgânicas, a partir de associações entre átomos e moléculas, formando compostos cada vez mais complexos. Essa hipótese foi levantada na década de 1920 e é a mais aceita cientificamente. A teoria da evolução química foi proposta pelos cientistas Aleksandr Oparin e John B. S. Haldane, afirmando que que a origem dos organismos vivos estaria no comportamento físico-químico da matéria inanimada. Segundo essa ideia, a atmosfera da Terra primitiva deveria ter uma natureza redutora, composta primordialmente por gás hidrogênio, vapor d’água, amônia e metano, além de constantes de descargas elétricas e radiação ultravioleta. Alguns compostos orgânicos simples, como nucleotídeos e aminoácidos, teriam se formado a partir da combinação aleatória dessas moléculas e sido carregados para o oceano primitivo, tornando-os verdadeiras sopas nutritivas, o que teria favorecido o surgimento dos primeiros sistemas vivos. Em 1950, Stanley Müller e Harold Urey desenvolveram, independentemente, um aparelho que simulava as supostas condições da Terra primitiva de Oparin-Haldane e observaram como resultado a formação dos aminoácidos alanina, glicina, ácido glutâmico, ueria, ácido lático, ácido acético, ácido fórmico e ácido aspártico. Posteriormente, novas pesquisas obtiveram outros aminoácidos e vários compostos de carbono. Pasteur REFUTA definitivamente a geração espontânea e estabelece que a vida só surge de outra vida pré-existente, estabelecendo a Biogênese. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 42 Experimento de Stanley Müller sobre a teoria da evolução química. À esquerda, retrato do cientista em laboratório. Fonte: https://www.nature.com/articles/nchembio0807-437 O próximo passo na evolução foi a formação de macromoléculas. Foi demonstrado que os monômeros das macromoléculas polimerizam espontaneamente sob condições prebióticas plausíveis. O aquecimento de misturas secas de aminoácidos, por exemplo, resulta em sua polimerização para formar polipeptídeos. Mas a característica fundamental da macromolécula da qual a vida evoluiu deve ter sido a capacidade de se replicar. Somente uma macromolécula capaz de fazer a síntese de novas cópias de si mesma seria capaz de reprodução, e, posterior, evolução. Das duas classes principais de macromoléculas informativas nas células atuais (ácidos nucléicos e proteínas), apenas os ácidos nucléicos são capazes de fazer sua própria autorreplicação. Os ácidos nucléicos podem servir como modelos para sua própria síntese devido ao emparelhamento específico de bases nitrogenadas entre nucleotídeos complementares. No início dos anos 1980, foi descoberto, sob condições laboratoriais, que o RNA é capaz de catalisar várias reações químicas, incluindo a polimerização de nucleotídeos (ou seja, a formação de ácido nucleico). O RNA além de armazenar informação é, portanto, excepcionalmente capaz de servir como molde e catalisar sua própria replicação, agindo como uma ribozima, o que levou os cientistas a pensarem que o primeiro sistema biológico a surgir conseguiria se autossustentar somente com moléculas de RNA. Essa ideia é o que chamamos de mundo do RNA. É provável que o RNA tenha sido a primeira molécula central no metabolismo dos primeiros sistemas vivos, com três características cruciais para a vida: reprodutibilidade, herdabilidade e mutabilidade. Não demorou até que esse RNA viabilizasse o surgimento das proteínas a partir de sua estrutura, gerando uma nova e propriedade do sistema vivo primitivo: a cooperação entre moléculas, ou seja, mais de uma molécula trabalhando em conjunto para garantir a sobrevivência das duas, no caso os ácidos nucléicos e as proteínas. Concomitantemente, acredita-se que o assoalho ocêanico da Terra primitiva fosse semelhante à argila, solo no qual t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 43 encontra-se alta concentração lipídios (formados a pator da combinação de átomos de carbono). Pela característica apolar, os lipídios, uma vez formados, tenderiam a se agrupar e formar micelas. Quando as moléculas de RNA e as proteínas passaram a se abrigar no interior dessas micelas, supõe-se o surgimento da membrana, delimitando o meio interno do externo, e originando as primeiras formas de vida primitivas: os protobiontes ou protocélulas. Com o tempo, um grupo de protobiontes teria apresentado uma molécula nova de ácido nucleico, o DNA, mais estável e mais eficiente em guardar informações. O esqueleto do DNA seria mais resistente à hidrólise (quebra da molécula na presença de água) em virtude da ausência de grupamentos 2’ hidroxila, o que provavelmente levou ao maior sucesso na autoduplicação daquelas protocélulas que o continham. Isso teria acarretado a divisão de trabalho que conhecemos atualmente: DNA como fonte de informação genética, proteínas como executoras das ordens do DNA, e o RNA como transmissor da ordem (do DNA para a proteína). DNA → RNA → Proteína Finalmente, os primeiros organismos teriam surgido na forma de seres unicelulares, ou seja, formados por apenas uma célula. Precisamos entender agora como esses organismos se alimentavam, isto é, de onde obtinham energia. Primeira célula a surgir era simples, mas contava já com DNA. Costumamos representá-la como o esquema abaixo. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 44 3.1.1 Origem do metabolismo Como as células se originaram em um mar de moléculas orgânicas, elas foram capazes de obter alimentos e energia diretamente de seu ambiente. Mas por esta situação ser autolimitada, elas precisaram desenvolver seus próprios mecanismos para gerar energia suficiente para sua replicação. A geração e a utilização controlada de energia metabólica são centrais para todas as atividades celulares, e as principais vias do metabolismo energético são altamente conservadas nas células atuais. Todas as células usam ATP (adenosina 5′-trifosfato) como molécula energética para conduzir a síntese dos constituintes celulares e suas funções. Acredita-se que os mecanismos de geração de ATP tenham evoluído em três estágios: 1) surgimento da glicólise, 2) surgimento da fotossíntese e 3) surgimento do metabolismo oxidativo. Na atmosfera inicialmente anaeróbica da Terra, as primeiras reações geradoras de energia provavelmente envolveram um mecanismo pelo qual a energia presente em moléculas orgânicas pré-formadas (como a glicose) poderia ser convertida em ATP, que poderia então ser usado como uma fonte de energia para conduzir outras reações metabólicas. Esse mecanismo é o que conhecemos como fermentação. C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 ATP (glicose → etanol + gás carbônico + ATP) Nesse cenário, a atmosfera foi ficando rica em CO2, favorecendo um grupo de organismos que conseguiu utilizar esse gás em conjunto com a energia da luz solar para a produção das suas próprias moléculas nutritivas, dando surgimento à fotossíntese. Esse foi um passo importante para a história da vida na Terra pois permitiu às células independência do uso de moléculas orgânicas pré-formadas.As primeiras bactérias fotossintéticas evoluíram há mais de 3 bilhões de anos e provavelmente usaram sulfeto de hidrogênio (H2S) para converter gás carbônico (CO2) em moléculas orgânicas. 6 CO2 + 12 H2S → C6H12O6 + 6 H2O + 12 S (gás carbônico + sulfeto de hidrogênio → glicose + água + enxofre) O uso da água (H2O) como molécula doadora de elétrons e hidrogênio para a conversão do CO2 em compostos orgânicos evoluiu posteriormente e modificou a composição da atmosfera, introduzindo um novo gás, o oxigênio (O2). Como a água era abundante na Terra primitiva, logo tornou-se a molécula preferencial, dando origem à fotossíntese como a conhecemos: 6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 (gás carbônico + água → glicose + água + oxigênio) t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 45 Por utilizarem substâncias simples e energia solar, essas bactérias fotossintetizantes puderam se espalhar por toda o planeta e a consequência disso foi um aumento brusco na concentração de oxigênio na atmosfera terrestre, fazendo com que ele funcionasse como um poluente atmosférico para a maioria dos seres que já habitavam o planeta. Por volta de 2 bilhões de anos atrás, esses seres que ainda não possuíam proteção contra o oxigênio foram extintos em um evento chamado de holocausto do oxigênio. A liberação de O2 como consequência da fotossíntese mudou o ambiente no qual as células evoluíram e levou ao desenvolvimento do metabolismo oxidativo para gerar energia de maneira muito mais eficiente comparada à fementação. C6H12O6 + O2 → 6 CO2 + 6 H2O + ENERGIA (glicose + oxigênio → gás carbônico + água + ATP) A decomposição oxidativa completa da glicose em CO2 e H2O produz energia equivalente à de 30 a 32 moléculas de ATP, em contraste com as 2 moléculas de ATP formadas pela fermentação. Com poucas exceções, as células atuais usam reações oxidativas como sua principal fonte de energia.O desenvolvimento dessas vias metabólicas mudou a atmosfera da Terra, alterando assim o curso da evolução posterior. ATENÇÃO! Defensores da ABIOGÊNESE = Aristóteles, Jean Baptiste van Helmont, John Needham. Vimos os experimento de Helmont sobre a receita para criar ratos. Outro defensor famoso foi John Needham, que realizou vários experimentos em que submetia à fervura frascos t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 46 contendo sopa. Após a fervura, fechava os frascos com rolhas, deixava-os em repouso por alguns dias, e ao examinar as soluções posteriormente, observava a presença de microrganismos. A explicação dada era que os microorganismos teriam surgido por geração espontânea a partir da força vital presente na sopa. Defensores da BIOGÊNESE = Francesco Redi, Lazzaro Spallanzani, Louis Pasteur. Lazzaro Spallanzani repetiu os experimentos de Needham com algumas modificações e explicou que o colega não havia fervido a sopa por tempo suficientemente para matar os microrganismos já existentes nela. Ele colocou sopa em balões de vidro, fechando-os hermeticamente, e os submeteu à fervura em banho maria por um bom tempo. Deixou resfriar por alguns dias e, ao abrir os frascos, examinou a sopa, que estava livre de qualquer microorganismo. QUESTÃO PARA MEMORIZAÇÃO (Simulado EV Medicina /2020) Assuntos acerca da origem da vida ainda são espinhosos, uma vez que não existe um retrato exato de como teriam sido os primeiros seres vivos. Muitas são as evidências que indicam como teria se dado esse processo, mas, uma vez que não existe um retrato exato de como teriam sido os primeiros seres vivos, permanecemos com esse grande enigma da Biologia. Sabendo as teorias que envolvem essa questão, analise as alternativas e assinale a correta. a) Segundo Oparin e Haldane, os primeiros seres vivos a surgirem eram muito simples e heterotróficos, portanto, unicelulares, procariontes e aeróbios. b) A vida teria surgido por processo de evolução química, na qual moléculas inorgânicas teriam formado moléculas orgânicas simples e, posteriormente, moléculas orgânicas mais complexas. Assim teriam surgido os coacervados, considerados os primeiros seres vivos. c) De acordo com Oparin e Haldane, o ambiente turbulento e os gases presentes na atmosfera primitiva teriam permitido o surgimento de moléculas orgânicas e da vida. Essa hipótese foi testada por Pasteur, que simulou as condições da Terra primitiva experimentalmente e verificou a formação de moléculas como aminoácidos. d) Segundo a teoria da abiogênese, a vida é gerada espontaneamente, a partir de matéria não vida, em todas as suas formas. São defensores dessa teoria Aristóteles, Needham e Spallanzani. e) A teoria da biogênese, seres vivos são formados somente a partir de outros preexistentes por meio da reprodução. Esse pensamento vale tanto para o surgimento de formas de vida macroscópicas quanto microscópicas. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 47 Comentários a. Errada. Segundo Oparin e Haldane, a Terra primitiva não possuía gás oxigênio. b. Errada. Coacervados são protocélulas, aglomerados de moléculas orgânicas envoltas por uma película de água, que se formam espontaneamente em soluções aquosas. c. Errada. Pasteur comprovou a teoria da biogênese. d. Errada. Spallanzani não era defensor da abiogênese. Gabarito: E. 3.1.2 Origem das células eucarióticas No início do livro, vimos que um dos pré-requisitos para que algo seja considerado vivo é apresentar pelo menos uma célula. Robert Hooke, cientista inglês, e outros pesquisadores de sua época foram capazes de observar ao microscópio a estrutura celular em diversos tecidos vivos. Estas observações levaram, posteriormente, à famosa Teoria Celular, proposta por Schleiden e Schwann no século XIX, segundo a qual: Todos os organismos vivos são formados por uma ou mais células As células são consideradas unidades morfológicas e funcionais de todas as formas de vida Todas as células originam-se de outra célula preexistente. É daí que vem a definição de que a célula é a menor unidade viva funcional. Agora que já sabemos como (muito provavelmente) surgiram as células, vamos nos aprofundar nesse assunto. Toda célula é constituída por uma membrana plasmática, citoplasma, ribossomos e DNA. Já comentamos sobre o DNA no capítulo passado e nos aprofundaremos nas próximas aulas. A membrana plasmática é a película que delimita a célula, individualizando-a do meio exterior. O citoplasma é a região interna da célula, preenchida por uma solução aquosa espessa, chamada citosol, na qual ficam imersos o material genético e os ribossomos. Os ribossomos são estruturas formadas por RNA ribossômico e proteínas e que produzem proteínas a partir de aminoácidos durante um processo denominado tradução (o qual estudaremos na aula sobre Núcleo). O processo de síntese de proteínas é uma função primária, executada por todas as células vivas. Mas hoje sabemos que existem dois modelos básicos de células: as células procarióticas e as células eucarióticas. As células procarióticas são mais simples e correspondem, em essência, à estrutura que vimos sendo construída nesse capítulo (representada acima). As células eucarióticas são mais complexas e contêm um núcleo, além de uma variedade de organelas citoplasmáticas e um citoesqueleto. Vamos entender como elas surgiram? Uma etapa crítica na evolução das células eucarióticas foi a aquisição do núcleo e das organelas envolvidas por membrana. Acredita-se que o núcleo tenha surgido a partir de “dobras” (ou invaginações) da membrana plasmática das células procarióticas, que passaram a envolver o DNA, assim como as organelas membranosas, exceto as mitocôndrias (organela especializada na respiraçãocelular) e os cloroplastos (organela especializada na fotossíntese). t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 48 Para a origem dessas duas organelas existe a teoria da endossimbiose, formulada na década de 1960, a bióloga americana Lynn Margulis. Um endossimbionte é uma célula que vive dentro de outra célula com benefício mútuo. A teoria da endossimbiose afirma as células eucarióticas tenham evoluído a partir de procariotos precoces que foram engolfados por fagocitose. A célula procariótica engolfada permaneceu não digerida, pois contribuiu com uma nova funcionalidade para a célula hospedeira. Ao longo das gerações, a célula engolfada perdeu parte de sua utilidade independente e se tornou uma organela suplementar. Evidências a favor da teoria da endossimbiose • Mitocôndrias e cloroplastos apresentam membrana dupla, diferente das demais organelas membranosas, como resultado da possível fagocitose sofrida no passado; • Mitocôndrias e cloroplastos contêm DNA circular próprio, assim como nas bactérias; • Mitocôndrias e cloroplastos contêm seus próprios ribossomos, assim como nas bactérias; • Mitocôndrias e cloroplastos reproduzem de maneira independente e o processo de divisão dessas organelas assemelha-se ao processo de reprodução das bactérias. Teoria Endossimbiótica. O primeiro eucarioto pode ter se originado de um procarioto ancestral que sofreu ionvaginações da membrana, formando um núcleo e várias organelas membranosas, e do posterior estabelecimento de relações endossimbióticas com um procarioto aeróbio e, em alguns casos, um procarioto fotossintético, para formar mitocôndrias e cloroplastos, respectivamente. São esses dois modelos celulares (células procarióticas e eucarióticas) que organizam todos os seres vivos em uma grande árvore da vida. 3.2 A árvore da vida As células eucarióticas se desenvolveram após cerca de 1 a 1,5 bilhão de anos de evolução procariótica, aproximadamente há 2,7 bilhões de anos. É possível que um evento muito precoce na evolução tenha guiado a divergência de um ancestral em três linhas de descendência: Domínio Archaea (ou Arqueia), Domínio Bacteria (ou Eubacteria) e Domínio Eukarya (ou Eucaria). Atualmente, todos os organismos vivos estão arranjados nesses domínios: Arqueia e Bacteria agrupam os seres procariontes (as bactérias), enquanto Eucaria agrupa os seres eucariontes (animais, plantas, fungos, protozoários e algas). Nesta organização, é curioso que embora Arqueia e Bactéria agrupem as bactérias, as espécies de cada um dos grupos diferem muito entre si, e estudos de biologia molecular t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 49 apontam que muitos genes de arqueobactérias são mais semelhantes aos genes dos eucariotos. Por isso, ilustramos a árvore da vida da seguinte maneira: arqueobactérias e eucariontes são mais próximos entre si, em relação às demais bactérias, por compartilharem muitas características (ausentes nas demais bactérias). A árvore da vida é dividida em três domínios, propostos por Carl Woese na década de 1970. 3.2.1 Célula procariótica (Bacteria e Arqueobacteria) As células procarióticas compreendem organismos unicelulares chamados bactérias. Isso significa que não existe bactéria muilticelular, razão pela qual muitas vezes tratamos esses conceitos (células procarióticas e bactéria) como sinônimos. Houve um tempo em que as arqueobactérias e bactérias se agrupavam sob o reino Monera. Contudo, estudos do pesquisador Carl Woese mostraram que existem muitas diferenças entre elas. Estudaremos detalhadamente essas diferenças mais adiante no curso. Aqui, vamos retratar as características básicas das bactérias. Bactérias possuem a membrana plasmática envolta por uma parede celular, constituída por uma composição de polissacarídeos e aminoácidos chamada peptidoglicano (também referido como mucopeptídeo ou mureína), cujas funções são conferir forma à célula, proteção ao citoplasma frente às diferenças de pressão osmótica entre os meios externo e interno, e rigidez ao corpo bacteriano. Externamente à parede celular, pode existir uma cápsula de polissacarídeos que tem função de proteção (impedindo que a célula seja fagocitada), adesão em diferentes substratos e proteção contra desidratação e choques mecânicos. Internamente, o citoplasma bacteriano é preenchido por uma solução chamada hialoplasma ou citosol, cuja composição consiste em 80% de água e 20% de substâncias dissolvidas ou em suspensão (proteínas, carboidratos, lipídios, íons, etc). Nele estão imersos o DNA, os plasmídeos (pequenas porções de DNA circular) e os ribossomos (que realizam a síntese proteica). t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 50 A característica mais marcante das bactérias é a ausência de núcleo celular. O DNA consiste em uma única molécula circular que fica agrupada em uma região específica chamada nucleoide, que não é delimitada por membrana. Os plasmídeos, pequenos segmentos de DNA circular também estão presentes e desempenham funções importantes: seus genes não codificam características essenciais, porém muitas vezes conferem vantagens seletivas à bactéria que os possuem, especialmente por serem capazes de auto-duplicação independente da duplicação do cromossomo. Suas funções são apresentar genes de resistência a diversos antibióticos, sintetizar toxinas e enzimas de degradação de carboidratos e outras substâncias. Outra característica marcante é a ausência de organelas intracelulares, exceto pelos ribossomos, responsável pela síntese de proteínas. Ocorrem ainda estruturas locomotoras como os cílios e flagelos, e, em algumas bactérias, existem estruturas proteicas em forma de pelos que se projetam da superfície em direção ao meio externo chamadas fímbrias, que também tem função de adesão ao meio externo ou outras células procariontes. Células procarióticas compõe as bactérias, são estruturas simples e não possuem núcleo nem organelas internas citoplasmáticas. 3.2.2 Célula eucariótica (Eucaria) Os organismos eucariontes podem ser uni ou pluricelulares, e suas principais características são a presença do DNA envolto por uma membrana, formando o núcleo celular, além da presença de diversos compartimentos internos envoltos por membrana e especializados em diferentes funções, formando as organelas citoplasmáticas. Como sempre, a membrana plasmática delimita, confere forma e proteção às células eucarióticas. Elas apresentam DNA linear guardado no interior do núcleo, além de várias organelas membranosas especializadas em diferentes funções para a manutenção da atividade da célula. Sucintamente, temos as seguintes organelas: ▪ Ribossomo: realiza a síntese proteica; ▪ Retículo endoplasmático rugoso: realiza a síntese proteica; ▪ Retículo endoplasmático liso: realiza a síntese lipídica; ▪ Aparelho golgiense: realiza a secreção celular; ▪ Lisossomos: realiza a digestão celular; t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 51 ▪ Peroxissomo: realiza a desintoxicação; ▪ Mitocôndria: realiza a respiração celular; ▪ Centríolo: participa da divisão celular; ▪ Cloroplasto: realiza a fotossíntese; ▪ Vacúolo central: função de reserva, controle osmótico e defesa. Existem três tipos de células eucariontes: a célula animal, a célula vegetal e a célula fúngica. Elas compartilham muitas das estruturas citadas acima, com algumas importantes particularidades. A célula animal diferencia-se por não apresentar parede celular e manter em seu interior uma rede de fibras proteicas conhecida como citoesqueleto, que mantém sua forma e auxilia em diversas atividades. Células vegetais apresentam paredecelular externa à membrana, com composição celulósica. Ainda, por estar presente em organismos capazes de realizar fotossíntese, tais células possuem organelas fotossintéticas chamadas cloroplastos. Células fúngicas apresentam parede celular externa à membrana, com composição de quitina. Falaremos muito delas ao longo do curso, então é fundamental saber diferenciá-las! 3.2.2 Origem da multicelularidade A evolução para os organismos multicelulares provavelmente partiu da associação de organismos unicelulares em colônias. Esta é a chamada teoria colonial. Em algumas associações coloniais, as células, após divisão, teriam mantido-se unidas por uma matriz, o que lhes deve ter conferido comunicação, coordenação de atividades e divisão de tarefas. A especialização e a cooperação permitem que as células se combinem, formando um organismo com mais capacidades do que cada uma das suas partes constituintes. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 52 Teoria colonial para explicar o surgimento da multicelularidade. Uma evidência a favor dessa teoria são as algas verdes do gênero Volvox. Elas possuem uma estrutura esférica oca e flagelada, com indivíduos englobando entre 500 e 60.000 células. As Volvox se formam a partir dos protozoários do gênero Chlamydomonas, unicelulares e flagelados, cuja reprodução ocorre por fissão binária longitudinal. À época da reprodução das Chlamydomonas, elas perdem seu flagelo. Após a duplicação celular, cada célula-filha cresce novamente seus flagelos para recomeçar o ciclo. Portanto, elas não conseguem se locomover e reproduzir ao mesmo tempo. Os Volvox aproveitaram essas duas funções celulares das Chlamydomonas e as dividiram em células especializadas. Enquanto células menores sempre possuem flagelo – ajudando na captura de nutrientes e na locomoção –, células maiores não os possuem e realizam a reprodução de forma contínua, de forma que os Volvox conseguem nadar e se reproduzir ao mesmo tempo, ganhando uma grande vantagem que as possibilitam explorar novos ambientes e desafios. Formação das algas verdes Volvox a partir da associação colonial de protozoários Chlamydomonas. Esse exemplo mostra que a multicelularidade parece ter ocorrido de forma gradual e facilitada, aproveitando genes já pré-existentes em células unicelulares. Registros fósseis de organismos multicelulares datam de cerca de 600 milhões de anos. As impressões fósseis mostram configurações e corpos curiosos, muito parecidos com pequenas folhas, outros com formas de disco, que provavelmente permaneciam fixos no solo do fundo dos mares ou suspensos na coluna d’água. Esses animais foram nomeados como a fauna ediacariana, por terem sido descobertos em Ediacara, na Austrália. Eles são considerados os primeiros exemplos de organismos multicelulares complexos a surgirem na Terra. A fauna de Ediacara é inteiramente desprovida de partes duras e os animais dessa época são considerados os representantes primitivos de grupos de animais modernos, t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 53 especialmente dos cnidários, dos anelídeos e dos artrópodes. Esta fauna tem importância especial por ser o único vestígio de vida multicelular anterior ao surgimento dos ancestrais dos grupos modernos, dotados de partes duras. Há cerca de 530 milhões de anos, contudo, uma vasta variedade de animais apareceu repentinamente no cenário evolutivo em um evento denominado de Explosão Cambriana. Em possivelmente mais ou menos 10 milhões de anos, animais marinhos evoluíram a maioria dos formatos básicos de corpo que vemos hoje em grupos modernos. Entre os organismos preservados em fósseis desse tempo há parentes de crustáceos e estrelas-do-mar, esponjas, moluscos, vermes, cordados e algas. Atualmente, sugere-se que o aumento brusco de oxigênio para níveis quase-modernos no oceano poderia ter estimulado a explosão cambriana. O surgimento gradual de predadores teria significado problema para os animais de Ediacara que não tinham defesas óbvias (afinal, possuíam corpo mole e eram imóveis em sua maioria), e, ao mesmo tempo, os animais que se diversificavam possuíam exoesqueletos mineralizados, que forneceram proteção contra predadores recém surgidos. À direita, fauna de Ediacara. À esquerda, fauna do Cambriano. Fonte: https://scienceline.org/2014/03/creatures-of-the-ediacaran, por Ryan Somma e https://netnature.wordpress.com/2020/09/29/a-fauna-do-cambriano, por Ken Doud. 3.3 História evolutiva da vida Vimos nesta aula que nosso planeta tem cerca de 4,54 bilhões de anos. Esse longo intervalo de tempo chama-se tempo geológico e é dividido em unidades temporais menores: éons, eras, períodos, épocas e idades. Éon significa um intervalo de tempo muito grande, indeterminado. A história da terra está dividida em quatro éons: Hadeano, Arqueano, Proterozoico e Fanerozoico. Com exceção do Hadeano, todos os éons são divididos em eras. Uma era é caracterizada pelo modo como os continentes e oceanos se distribuíam e como os seres vivos nela se encontravam. O período é a unidade fundamental na escala do tempo geológico, e somente as eras do éon Arqueano não são divididas em períodos. Época é um intervalo menor dentro de um período. E idade é a menor divisão do tempo geológico, com duração máxima de 6 milhões de anos. Somente as épocas mais recentes são divididas em idades. O quadro a seguir mostra o que aconteceu de mais importante em cada uma dessas fases da história do nosso planeta. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 54 Biologia de Campbell, de 2015 Você pode ter notado que não falamos sobre os vírus. Isso porque esses agentes patogênicos não são considerados vivos: eles são acelulares, não possuem metabolismo próprio e dependem de um hospedeiro para se multiplicar. Trataremos sobre eles em aula específica futuramente. 😉 t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 55 QUESTÕES PARA MEMORIZAÇÃO (Simulado EV - UECE/2020) A origem da vida é uma das questões mais polêmicas e que intrigam a humanidade. Na tentativa de responder essa questão, várias hipóteses surgiram e foram debatidas ao longo da história. Faça a correlação entre as colunas I e II, a respeito das diferentes teorias de origem da vida. Coluna I 1. Atribuída ao filósofo grego Anaxágoras, a vida na terra teria sua origem após a chegada de partículas de vida trazidas do espaço. 2. A vida teria sua origem a partir da matéria bruta e devido à presença de uma força vital. 3. As condições da Terra primitiva possibilitaram a formação dos primeiros compostos orgânicos que, mais tarde, evoluíram para as primeiras formas de vida. 4. O universo e todos os seres vivos foram criados da maneira que os vemos hoje, sendo assim imutáveis. Coluna II (_) Abiogênese (_) Panspermia (_) Evolução química (_) Criacionismo A alternativa que apresenta corretamente a correlação entre as colunas é a) 2, 1, 3 e 4. b) 1, 3, 2 e 4. c) 1, 2, 3 e 4. d) 2, 4, 3 e 1. Comentários Abiogênese (2): A vida teria sua origem a partir da matéria bruta e devido à presença de uma força vital. Panspermia (1): Atribuída ao filósofo grego Anaxágoras, a vida na terra teria sua origem após a chegada de partículas de vida trazidas do espaço. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 56 Evolução química (3): As condições da Terraprimitiva possibilitaram a formação dos primeiros compostos orgânicos que, mais tarde, evoluíram para as primeiras formas de vida. Criacionismo (4): O universo e todos os seres vivos foram criados da maneira que os vemos hoje, sendo assim imutáveis. Gabarito: A. (Simulado/EV – Medicina) De acordo com a Teoria da Endossimbiose, as organelas mitocôndrias e cloroplastos descendem de bactérias primitivas que passaram a viver dentro de células eucarióticas primitivas, há milhões de anos. Essa ideia é reforçada pelas inúmeras semelhanças genéticas e químicas que tais organelas possuem em comum com as bactérias, exceto: a) Mitocôndrias e cloroplastos possuem dupla membrana, resultado, provavelmente, do englobamento desses organismos. A mais interna seria proveniente do organismo englobado, e a mais externa seria resultado da membrana do organismo que o englobou. b) Mitocôndrias e cloroplastos possuem capacidade de autoduplicação. c) Certos antibióticos causam alterações na síntese de proteínas de mitocôndrias e cloroplastos. d) Mitocôndrias e cloroplastos sintetizam algumas de suas próprias proteínas, de modo muito semelhante ao de organismos procariontes. e) Mitocôndrias e cloroplastos possuem seu próprio genoma, com genes localizados em pequenas quantidades de cromossomos. Comentários As alternativas A, B, C e D estão certas. A alternativa E está errada, porque essas organelas não possuem seu genoma arranjado em cromossomos, mas sim em uma molécula de DNA circular. Gabarito: E. (Simulado EV Medicina /2020 - ) Fungos são organismos que possuem algumas características que os tornam semelhantes aos animais e outras, às plantas. É uma característica exclusiva desses seres: a) presença de raízes que os fixam ao substrato. b) estruturas reprodutivas chamadas de esporos. c) presença de vacúolos. d) glicogênio como substância de reserva. e) parede celular composta predominantemente por quitina. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 57 Comentários A alternativa A está errada, porque fungos são possuem raízes. A alternativa B está errada, porque esporos também são formados no ciclo reprodutivo de plantas. A alternativa C está errada, porque plantas também apresentam vacúolos em suas células. A alternativa D está errada, porque animais também possuem glicogênio como substância de reserva. Gabarito: E. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 58 5. Lista de questões 1. (UEG GO/2019) Em 1953, a natureza química do material genético foi descrita por dois pesquisadores, Watson e Crick. Eles propuseram que o DNA é formado pela união de nucleotídeos em duas fitas complementares enroladas sob um eixo e, assim, formando uma hélice. A fita dupla de DNA apresenta ligações de hidrogênio entre os nucleotídeos das fitas complementares: Sobre as propriedades químicas desse material genético, verifica-se que a) a fita dupla de DNA é duplicada de forma semiconservativa, sendo as fitas originais imediatamente renaturadas após a duplicação. b) as bases nitrogenadas (A, T, C e G) são moléculas apolares e, por isso, se localizam abrigadas no interior da fita dupla de DNA. c) o DNA, por ser uma fita dupla, apresenta estrutura bidimensional sem a possibilidade de assumir uma configuração tridimensional. d) proporcionalmente, quanto maior a quantidade de purinas na fita dupla de DNA, menor a quantidade de pirimidinas e vice-versa. e) o ácido fosfórico dos nucleotídeos se liga a duas moléculas de carboidrato, conferindo carga positiva à fita dupla de DNA. 2. (UNESP/2019) A proteína transmembrana de um macrófago apresenta aminoácidos constituídos pelos radicais polares R1 e R2, presentes em dois dos aminoácidos indicados pelas fórmulas estruturais presentes na figura. Um antígeno fora do macrófago liga-se a um dos radicais por interação dipolo permanente-dipolo permanente. Uma enzima produzida no citosol do macrófago interage com o outro radical por ligação de hidrogênio. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 59 Os radicais R1 e R2 constituem, respectivamente, os aminoácidos a) serina e alanina. b) aspartato e serina. c) alanina e serina. d) aspartato e alanina. e) serina e aspartato. 3. (CESVA/2019) As vitaminas lipossolúveis são absorvidas e transportadas com a gordura da dieta. Elas não são facilmente excretadas na urina e podem ser armazenadas no fígado e tecido adiposo. As vitaminas hidrossolúveis, de uma maneira geral, não são normalmente armazenadas em quantidades significativas no organismo, o que leva, muitas vezes, à necessidade de um suprimento diário dessas vitaminas. Um exemplo de vitamina liberada pela urina, em razão da sua solubilidade em água, é a a) vitamina A b) vitamina C c) vitamina D d) vitamina E e) vitamina K 4. (UFGD MS/2018) As proteínas são macromoléculas ou polímeros naturais responsáveis por inúmeras funções nos organismos vivos. As unidades fundamentais de todas as proteínas são os aminoácidos. Os aminoácidos são unidos entre si por ligações peptídicas para formar as proteínas. A estrutura seguinte representa uma porção de uma proteína constituída por três aminoácidos: alanina, glicina e serina. Marque a alternativa que indica o número do retângulo tracejado que corresponda a uma ligação peptídica. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 60 a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) 5. 5. (UFPR/2018) A falta de vitaminas pode causar doenças chamadas avitaminoses, cujos sintomas dependem do tipo de vitamina que está deficiente. Em um estudo realizado em diferentes populações humanas, foram constatados os seguintes sintomas e doenças relacionados a avitaminoses: (1) raquitismo, (2) escorbuto, (3) hemorragias e (4) cegueira noturna. Assinale a alternativa com a dieta correta para o tratamento de cada uma das quatro avitaminoses acima identificadas. a) (1) cenoura, abóbora e fígado como fontes de vitamina D. – (2) frutas cítricas como fontes de vitamina C. – (3) peixe como fonte de vitamina A. – (4) vegetais com folhas verdes como fontes de vitamina K. b) (1) peixe, leite e gema de ovo como fontes de vitamina D. – (2) frutas cítricas como fontes de vitamina C. – (3) vegetais com folhas verdes como fonte de vitamina K. – (4) abóbora, fígado e cenoura como fontes de vitamina A. c) (1) peixe, leite e gema de ovo como fonte de vitamina K. – (2) frutas cítricas como fontes de vitamina A. – (3) vegetais com folhas verdes como fonte de vitamina D. – (4) cenoura, abóbora e fígado como fonte de vitamina C. d) (1) cenoura, abóbora e fígado como fontes de vitamina D. – (2) peixe, leite e gema de ovo como fontes de vitamina K. – (3) vegetais com folhas verdes como fonte de vitamina A. – (4) frutas cítricas como fontes de vitamina C. e) (1) vegetais com folhas verdes como fonte de vitamina D. – (2) cenoura, abóbora e fígado como fontes de vitamina C. – (3) frutas cítricas como fontes de vitamina K. – (4) peixe, leite e gema de ovo como fontes de vitamina A. 6. (UPE/2018) Os insetos são considerados o alimento do futuro por terem elementos nutritivos. Veja, a seguir, a descrição dos nutrientes neles encontrados. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 61 Lagarta mopane - estágio larval das mariposas imperador, Imbrasia belina - rica em potássio, sódio, cálcio, fósforo, magnésio, zinco, manganês e cobre. Larvas da farinha - larvas do besouro Tenebrio molitor - ricas em cobre, sódio, potássio, ferro, zinco, selênioe gorduras poli-insaturadas. Percevejo Maria-fedida - Nezara viridula - rico em vitaminas do complexo B, proteínas, ferro, potássio e fósforo. Besouro escaravelho-vermelho - Rhynchophorus ferrugineus – rico em potássio, zinco, ferro, fósforo e também em vários aminoácidos, ácidos graxos monoinsaturados, poli- insaturados e em quitina. Sobre os componentes químicos encontrados nesses animais e o seu valor nutricional, assinale a alternativa CORRETA. a) A quitina, encontrada no exoesqueleto de artrópodes, como o escaravelho-vermelho, é um polissacarídeo energético, solúvel em água, formado por várias moléculas de glicose e um grupo amina (NH2). b) As gorduras de origem animal, como aquelas encontradas nas larvas do besouro Tenebrio molitor, são formadas por ácidos graxos insaturados, em que todas as ligações disponíveis dos átomos de carbono são ocupadas por átomos de hidrogênio. c) O magnésio encontrado na lagarta mopane é um mineral importante na ativação de enzimas envolvidas na síntese de proteínas e na contração muscular. Sua carência pode provocar bócio e queda de dentes. d) O cálcio, o fósforo e o zinco, encontrados na lagarta mopane, são minerais, que participam de importantes funções do nosso corpo; os dois primeiros participam da formação e manutenção de ossos e dentes, enquanto o zinco atua no processo de cicatrização. e) As vitaminas do complexo B, encontradas na maria-fedida, são um complexo de vitaminas lipossolúveis, o qual regula várias funções do nosso corpo, por exemplo, a vitamina B9 ou riboflavina, que previne anemia. 7. (UFSC/2018) Uma nova ferramenta de edição genética capaz de mudar completamente o mundo que conhecemos está deixando de ser uma possibilidade e tornando-se realidade. Ela reúne características que surpreendem até mesmo os biólogos mais experientes. Simplificadamente, é possível eliminar partes indesejadas do genoma e, se necessário, inserir novas sequências no local. Nessa técnica, uma nuclease corta as duas fitas da dupla hélice do DNA, abrindo espaço para a inserção, se t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 62 for o caso, de um novo trecho de DNA, sendo possível também a edição de uma única “letra” no genoma. Sobre os assuntos relacionados ao texto, é correto afirmar que: 01. a “letra” mencionada no texto é uma referência ao tipo de açúcar (ribose ou desoxirribose) presente no DNA. 02. as duas fitas do DNA mencionadas no texto são formadas por três sequências paralelas de nucleotídeos. 04. os vírus podem atuar de maneira semelhante a uma etapa da técnica, pois a informação presente nos trechos de seu material genético pode ser inserida no DNA da célula hospedeira. 08. para a síntese de proteínas, participam do processo apenas o DNA, o RNA mensageiro e o RNA transportador. 16. alterações de apenas uma “letra” no gene não podem levar à inativação da proteína formada. 32. os alelos são variações na sequência dos nucleotídeos de um gene. 8. (UNEB BA/2018) A riqueza energética do hidrogênio deve-se à sua capacidade de transferir facilmente elétrons para outros compostos, como o oxigênio, e liberar energia. Esse processo é descrito, de modo um tanto confuso, como “redução química”. Os cientistas suspeitavam havia tempos que gases reduzidos desempenhavam papel importante na origem da vida na Terra. Na década de 20, o bioquímico russo Alexander Oparin e o evolucionista britânico J.B.S. Haldane sugeriram, isolada e independentemente, que a atmosfera primitiva da Terra pode ter sido muito rica em gases redutores, como metano, amônia e hidrogênio. E, nessas concentrações elevadas, os ingredientes químicos necessários para a vida podem ter-se formado espontaneamente. A ideia ganhou credibilidade décadas mais tarde, com o famoso experimento dos químicos Stanley Miller e Harold Urey, da University of Chicago, em 1953. Ao aquecer e descarregar faíscas em uma mistura de gases redutores, os cientistas conseguiram criar uma gama de compostos orgânicos (a maioria contendo carbono e hidrogênio), inclusive aminoácidos, os blocos de construção das proteínas, vitais para todas as formas de vida terrestre. Entretanto, nos anos subsequentes ao experimento, geólogos concluíram que a atmosfera ancestral não era nem de longe tão redutora como a dupla havia pensado. Segundo eles, as condições que formaram aminoácidos e outros compostos orgânicos em sua experiência provavelmente nunca existiram na atmosfera. (BRADLEY, 2017). t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 63 Analisando-se o texto e com base nos conhecimentos sobre a origem da vida, é correto afirmar: 01. Com o experimento de Miller e Urey, foi ratificada a teoria de Oparin e Haldane por conta da descoberta de seres vivos simples e sem histonas no interior da estrutura montada para simular a Terra primitiva. 02. Independente dos eventos que precederam a origem do primeiro ser vivo, a presença de elementos, como carbono, oxigênio e nitrogênio na Terra primitiva, foi imprescindível. 03. A elucidação dos eventos e dos processos que proporcionaram a origem do primeiro ser vivo foi decisiva para a construção dos conceitos que até hoje são aceitos como verdades imutáveis. 04. Os gases presentes na atmosfera primitiva, segundo Oparin e Haldane, reagiram sob condições abióticas que viabilizaram, a todo instante, a origem e sobrevivência de qualquer ser vivo. 05. Após a origem do primeiro ser vivo, foi possível a formação de uma membrana que proporcionou a existência de um citoplasma com uma composição bioquímica específica e distinta do meio externo. 9. (FAMERP/2018) Analise a figura, que ilustra, de maneira esquemática, a disposição das moléculas de fosfolipídios presentes em alguns componentes celulares. Em células eucarióticas, tal disposição de fosfolipídios é encontrada a) no complexo golgiense e no retículo endoplasmático. b) no peroxissomo e no ribossomo. c) no citoesqueleto e na mitocôndria. d) nos centríolos e no lisossomo. e) no envoltório nuclear e no cromossomo. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 64 10. (UFPR/2017) As moléculas mais utilizadas pela maioria das células para os processos de conversão de energia e produção de ATP (trifosfato de adenosina) são os carboidratos. Em média, um ser humano adulto tem uma reserva energética na forma de carboidratos que dura um dia. Já a reserva de lipídeos pode durar um mês. O armazenamento de lipídeos é vantajoso sobre o de carboidratos pelo fato de os primeiros terem a característica de serem: A) isolantes elétricos. B) pouco biodegradáveis. C) saturados de hidrogênios. D) majoritariamente hidrofóbicos. E) componentes das membranas. 11. (ETEC SP/2017) O aleitamento materno é a mais sábia estratégia natural de vínculo, afeto, proteção e nutrição para a criança e constitui a mais sensível, econômica e eficaz intervenção para redução da morbimortalidade infantil. Permite ainda um grandioso impacto na promoção da saúde integral da dupla mãe/bebê. Nos primeiros dias após o nascimento, o leite materno é chamado de colostro. O leite de mães de recém-nascidos prematuros é diferente do de mães de bebês a termo. A principal proteína do leite materno é a lactoalbumina e a do leite de vaca é a caseína, de difícil digestão para a espécie humana. A tabela apresenta as diferenças entre o colostro e o leite maduro, entre o leite de mães de bebês a pré-termo e de bebês a termo e entre o leite materno e o leite de vaca. (1) Bebê a termo: gestação de 39 a 40 semanas. (2) Bebê a pré-termo: gestação de 37 a 38 semanas. <http://tinyurl.com/z2xs272> Acesso em: 01.09.2016. Adaptado.De acordo com o texto e a tabela, pode-se afirmar que a) um bebê a termo de 27 dias, ao ser amamentado, ingere 7,0 g/dL de lactose. b) a lactoalbumina, a principal proteína do leite de vaca, é de fácil digestão para o bebê. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 65 c) o leite de vaca, por ter mais proteína que o colostro e que o leite maduro, é mais adequado para a criança. d) o leite maduro consumido pelo bebê a pré-termo contém mais lactose que o leite de vaca e menos proteína que o colostro. e) o colostro apresenta mais lipídios, menos proteína e menos lactose do que o leite maduro, independentemente dos dias de vida do bebê. 12. (FPS PE/2017) Para Aristóteles, o conceito de vida estava relacionado às potencialidades da alma, de forma hierárquica, relacionadas às capacidades de nutrição (crescimento e desenvolvimento), percepção sensorial (dor, movimento) e pensamento. Tal conceito possivelmente não se aplica a todos os seres vivos. Considerando experimentos que foram realizados para demonstrar os princípios de origem da vida, analise a figura abaixo: É correto afirmar que a ausência de organismos no frasco após 6 meses: a) confirma que os seres procariontes surgiram por geração espontânea. b) demonstra que o ar atmosférico é vital para o surgimento de organismos eucariontes. c) refuta a hipótese da biogênese, uma vez que a presença de organismos no frasco independe da prévia existência de células vivas. d) refuta a hipótese da abiogênese, uma vez que a presença de nutrientes ou ar atmosférico não é suficiente para a produção de células vivas. e) confirma a hipótese da biogênese, uma vez que o surgimento de seres eucariontes depende da prévia existência de procariontes no frasco. 13. (IFCE/2016) Sobre as proteínas e sua formação, é correto afirmar-se que a) leite, ovos e pão são reconhecidos como alimentos ricos em proteínas. b) as ligações peptídicas, que formam as proteínas, ocorrem entre os grupos carboxila de aminoácidos diferentes. c) são formadas pela união de vários aminoácidos por meio de ligações glicosídicas. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 66 d) não apresentam função energética. e) apresentam função plástica, também conhecida como função construtora. 14. (FATEC SP/2014) Assim como qualquer atleta, um jogador de futebol deve tomar muitos cuidados em relação à sua dieta e hábitos alimentares, pois o que ele ingere no dia a dia fará grande diferença para o rendimento nos treinos, para a recuperação do corpo e nos dias de jogo. Se o jogador não se organizar em relação à sua dieta e suplementação, poderá perder força, rendimento e velocidade dentro do campo. Uma alimentação balanceada deve apresentar alguns itens, como: I. Carboidratos II. Proteínas III. Gorduras IV. Vitaminas e Minerais Considerando os quatro itens mencionados no texto, assinale a alternativa que exemplifica cada um deles, respectivamente. 15. (FUVEST/2014) Observe a figura abaixo, que representa o emparelhamento de duas bases nitrogenadas. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 67 Indique a alternativa que relaciona corretamente a(s) molécula(s) que se encontra(m) parcialmente representada(s) e o tipo de ligação química apontada pela seta. Molécula(s) Tipo de ligação química a) Exclusivamente DNA Ligação de hidrogênio b) Exclusivamente RNA Ligação covalente apolar c) DNA ou RNA Ligação de hidrogênio d) Exclusivamente DNA Ligação covalente apolar e) Exclusivamente RNA Ligação iônica 16. (UFMG/2013) O arsênio (As) é um elemento amplamente distribuído na crosta terrestre. Sua liberação para o ambiente se dá por atividades vulcânicas e antrópicas, como a mineração. Em 2010, a agência espacial americana (NASA) divulgou a descoberta de uma bactéria que foi noticiada pela imprensa como extraterrestre (ET). Analise a figura que ilustra o DNA desta bactéria: t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 68 Com base nas informações da figura e em outros conhecimentos sobre o assunto, EXPLIQUE, do ponto de vista biológico, por que esta bactéria foi considerada ET. 17. (MACKENZIE/2012) A restrição excessiva de ingestão de colesterol pode levar a uma redução da quantidade de testosterona no sangue de um homem. Isso se deve ao fato de que o colesterol a) é fonte de energia para as células que sintetizam esse hormônio. b) é um lipídio necessário para a maturação dos espermatozoides, células produtoras desse hormônio. c) é um esteroide e é a partir dele que a testosterona é sintetizada. d) é responsável pelo transporte da testosterona até o sangue. e) é necessário para a absorção das moléculas que compõem a testosterona. 18. (UESC BA/2011) A origem das células a partir de compostos químicos espumosos pode ter ocorrido uma vez ou diversas vezes. Em qualquer caso, as primeiras células em nossa linhagem foram sistemas proteicos auto-sustentáveis fechados por membranas, baseados em RNA e DNA. Em termos de detalhes da estrutura celular do comportamento metabólico, elas eram muito semelhantes a nós. Seus componentes materiais estavam em constante intercâmbio com o ambiente externo. Elas se desfaziam dos resíduos enquanto obtinham alimentos e energia. Seus padrões perduravam enquanto elas reabasteciam as entranhas com compostos químicos trazidos do ambiente. (MARGULIS, 2001, p. 84). A respeito dos pré-requisitos necessários na geração dos primeiros seres vivos no planeta e as suas repercussões na determinação do padrão básico celular atual, pode-se afirmar que 01. uma evolução química na atmosfera primitiva do planeta Terra permitiu forjar os elementos químicos essenciais na constituição dos primeiros seres vivos. 02. os seres atuais se diferenciam dos protobiontes devido à ausência, nos sistemas vivos primordiais, de um metabolismo celular que controlasse as atividades biológicas. 03. a membrana lipoproteica favoreceu o isolamento do protobionte em relação ao ambiente circundante presente nos oceanos primitivos. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 69 04. a obtenção de energia e matéria a partir da utilização do seu próprio resíduo foi essencial no estabelecimento desses seres autotróficos originais. 05. a presença de uma molécula para a informação genética capacitou os seres vivos primordiais na realização de uma reprodução associada à hereditariedade. 19. (UEPG PR/2008) As proteínas, que são moléculas grandes, apresentam estrutura complexa, já que uma molécula de proteína é constituída por várias unidades menores, ligadas entre si, que são os aminoácidos. A respeito dos aminoácidos, assinale o que for correto. 01. São exemplos de aminoácidos naturais: glicina, alanina, serina, cisteína, tirosina, fenilalanina, valina, lisina e leucina. 02. Os seres vivos necessitam de 20 aminoácidos para promover a síntese de suas proteínas. Os vegetais são capazes de produzir todos eles, ao passo que os animais, tendo em vista que suas células só sintetizam 12 deles, obtêm os 8 restantes a partir dos alimentos. 04. Toda molécula de aminoácido tem um grupo ácido carboxílico (–COOH) e um grupo amina (–NH2) ligado a um átomo de carbono. A esse mesmo carbono se liga ainda um átomo de hidrogênio e um radical (R), que pode ser um simples átomo de hidrogênio (na glicina), um – CH3 (na alanina), ou grupos mais complexos (em outros aminoácidos). Assim, os aminoácidos existentes na natureza diferem entresi apenas quanto aos seus radicais. 08. Na molécula de proteína, dois aminoácidos se unem por meio de uma ligação peptídica entre as suas carboxilas, com a perda de uma molécula de água, caracterizando uma síntese por desidratação. 20. (ESCS DF/2008) O leite vendido comercialmente no Brasil deve passar obrigatoriamente pelo processo de pasteurização, que consiste, em resumo, na submissão do produto a temperaturas elevadas por breves períodos de tempo. Um dos testes da eficiência desse processo se baseia na medida, realizada no leite pasteurizado, da atividade de uma enzima normalmente presente no leite cru, a fosfatase alcalina. Esse teste indica que a pasteurização foi eficaz quando: a) há baixa atividade enzimática, pois a enzima não está em seu pH ótimo; b) há alta atividade enzimática, pois a enzima está em seu pH ótimo; c) há baixa atividade enzimática, pois a enzima foi desnaturada; d) há baixa atividade enzimática, pois a enzima não foi desnaturada; t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 70 e) há alta atividade enzimática, pois a enzima foi desnaturada. 21. (ESCS DF/2008) Células em cultura foram mantidas em um meio contendo três tipos de precursores (moléculas relativamente pequenas) radioativas diferentes: aminoácidos, uracila e carboidratos. A medida da radioatividade nas células indica o quanto e quando cada um dos precursores foi incorporado em macromoléculas. O gráfico a seguir mostra a incorporação dos três precursores em função do tempo (ambos em unidades arbitrárias) durante a expressão do gene de uma glicoproteína. A opção a seguir que associa corretamente cada curva de incorporação ao precursor radioativo correspondente é: a) A – aminoácidos, B – uracila e C – carboidratos; b) A – aminoácidos, B – carboidratos e C – uracila; c) A – uracila, B – carboidratos e C- aminoácidos; d) A – uracila, B – aminoácidos e C – carboidratos; e) A – carboidratos, B – aminoácidos e C – uracila. 22. (UEL PR/2008) As vitaminas são usualmente classificadas em dois grupos, com base em sua solubilidade, o que, para alguns graus determina sua estabilidade, ocorrência em alimentos, distribuição nos fluídos corpóreos e sua capacidade de armazenamento no tecidos. (MAHAN, L. K. & ESCOTT-STUMP, S. Alimentos, nutrição e dietoterapia.9.ed. São Paulo: Roca, 1998. p. 78.) Com base no texto e nos conhecimentos sobre o tema, assinale a alternativa correta. a) A vitamina E é lipossolúvel, age como um antioxidante, protege as hemácias da hemólise, atua na reprodução animal e na manutenção do tecido epitelial. b) A vitamina A é hidrossolúvel, auxilia na produção de protrombina – um composto necessário para a coagulação do sangue – e apresenta baixa toxicidade quando consumida em grande quantidade. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 71 c) A vitamina D é hidrossolúvel, auxilia no crescimento normal, melhora a visão noturna, auxilia o desenvolvimento ósseo e influencia a formação normal dos dentes. d) A vitamina B6 é lipossolúvel, auxilia na resposta imunológica, na cicatrização de feridas e reações alérgicas, além de estar envolvida na glicólise, na síntese de gordura e na respiração tecidual. e) A vitamina C é lipossolúvel, auxilia na resposta imunológica, na cicatrização de feridas e reações alérgicas, na síntese e quebra de aminoácidos e na síntese de ácidos graxos insaturados. 23. (UFPA/2008) Em 1953, Watson e Crick decifraram que a estrutura da molécula de DNA (ácido desoxirribonucleico) é uma dupla hélice, responsável pelas características dos organismos. Com os conhecimentos atuais, julgue as afirmativas sobre a molécula de DNA: I. Na autoduplicação da molécula de DNA, cada filamento original serve de molde para a síntese de um novo filamento (duplicação semiconservativa). II. A base nitrogenada adenina emparelha-se com a citosina, enquanto a timina emparelha-se com a guanina. III. As bases nitrogenadas dos dois filamentos estão unidas por ligações denominadas pontes de hidrogênio. Está (ao) correta (a) a (a) afirmativa (a): a) I somente b) II somente c) I e II. d) I e III. e) II e III. 24. (PUC MG/2008) Para orientar o consumidor sobre o significado da classificação oficial dos alimentos em diet ou light, foi montado o esquema abaixo. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 72 De acordo com a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), o termo diet pode ser usado em dois tipos de alimentos: 1. Nos alimentos para dietas com restrição de nutrientes (carboidratos, gorduras, proteínas, sódio); 2. Nos alimentos para dietas com ingestão controlada de alimentos (para controle de peso ou de açúcares). Os alimentos para dietas controladas não podem ter a adição de nutriente. Assim, em alimentos para dietas com ingestão controlada de açúcar, não pode haver inclusão desse nutriente, sendo permitida a existência do açúcar natural do alimento como, por exemplo, a geléia diet, que tem como açúcar natural a frutose. Os alimentos para dietas restritas em carboidratos (pão, chocolate, bala diet) ou gorduras (iogurte desnatado com 0% de gordura) podem conter, no máximo, a adição de 0,5 gramas do nutriente por 100 gramas ou 100 ml do produto. A definição de alimento light deve ser empregada nos produtos que apresentem redução mínima de 25% em determinado nutriente ou calorias comparado com o alimento convencional. Analisando as informações acima com base em seus conhecimentos, é correto afirmar, EXCETO: a) Alimentos diet para colesterol são recomendados para quem procura uma dieta de baixas calorias para regime de emagrecimento. b) Alimentos diet para carboidratos não têm necessariamente baixos valores calóricos, mas podem ser recomendados para indivíduos com Diabetes mellitus. c) Em alimentos light, para que ocorra redução de calorias, é necessário que haja diminuição de nutrientes energéticos como carboidratos e gorduras. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 73 d) Alimentos diet para sódio são destinados a indivíduos hipertensos que devem controlar a quantidade de sal na alimentação. 25. (UNIFEI MG/2008) Os carboidratos, também conhecidos como glicídios ou açúcares, são as macromoléculas mais abundantes na natureza. As seguintes afirmativas se referem a alguns destes carboidratos. I. Os mais simples, chamados de monossacarídeos, podem ter de 3 a 7 átomos de carbono, e os mais conhecidos, glicose, frutose e galactose, têm 6. II. O amido e a celulose são polissacarídeos formados pelo mesmo número de moléculas de glicose, que se diferenciam pela presença de ramificações na estrutura do amido. III. A quitina é um importante polissacarídeo que constitui o exoesqueleto dos insetos e crustáceos. IV. A glicose é formada e armazenada nos tecidos vegetais através da fotossíntese. As seguintes afirmativas estão corretas: a) I, II e IV b) I, III e IV c) I e III d) I e IV 26. (UTF PR/2008) O desenvolvimento saudável de uma pessoa depende de uma dieta equilibrada, aconselha-se que uma pessoa coma por dia entre 50 a 60% de carboidratos dos quais 15% sejam constituídos por açúcares simples; cerca de 30% de gorduras (triglicerídeos), dos quais menos de 10% deve ser gordura não saturada; e cerca de 12 a 15% de proteínas. Com uma alimentação variada, rica em frutas e vegetais são supridas as necessidades diárias de vitaminas e sais minerais. Em relação aos componentes químicos da célula citados no texto, é INCORRETO afirmar que: a) os açúcares simples, chamados monossacarídeos, como a celulose, o amidoe o glicogênio, encontrados no mel, nas frutas e no leite, têm funções estruturais e enzimáticas. b) os triglicerídeos são representados pelos óleos e gorduras, presentes nos óleos de girassol, milho, canola e em óleos de peixes como o salmão e o bacalhau e são formados por um glicerol e três ácidos graxos. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 74 c) as proteínas são encontradas em alimentos como carnes, ovos, peixes, leite, feijão, são constituídas por aminoácidos e apresentam funções biológicas diversas. d) os sais minerais apresentam-se principalmente na forma de íons, atuam em processos como a contração muscular e a manutenção do equilíbrio osmótico. e) as vitaminas, requeridas em pequenas doses, são alimentos reguladores. Sua falta pode acarretar doenças como a anemia, o escorbuto e o raquitismo. 27. (UFTM MG/2007) No início da década de 1950, o químico americano Stanley L. Miller desenvolveu um experimento que ainda hoje é considerado um dos suportes da hipótese da origem da vida na Terra. Miller construiu um aparelho que simulava as condições da Terra primitiva. Nesse aparelho, submeteu uma mistura dos gases, dentre eles a amônia, a descargas elétricas. Ao final do experimento, obteve a formação de moléculas orgânicas, entre elas alguns aminoácidos. Os dados obtidos por Miller poderiam ser representados por uma das seguintes figuras: Dados: Eixo X = Concentração de amônia (unidade arbitrária) Eixo Y = Tempo (h) Eixo Z = Concentração de aminoácidos (unidade arbitrária em relação à concentração de amônia) t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 75 No que se refere à amônia e aos aminoácidos, dentre as figuras, aquela que melhor representa os resultados obtidos por Miller é a a) figura 1. b) figura 2. c) figura 3. d) figura 4. e) figura 5. 28. (UEG GO/2006) Todos os seres vivos são formados por células, ou seja, compartimentos envolvidos por membranas, preenchidos com uma solução aquosa concentrada de substâncias químicas. As primeiras células vivas provavelmente surgiram na Terra por volta de 3,5 bilhões de anos atrás, por reações espontâneas entre moléculas que estavam longe do equilíbrio químico. Sobre a formação das moléculas biológicas em condições pré-bióticas, é INCORRETO afirmar: a) Moléculas orgânicas simples podem associar-se para a formação de polímeros. Um aminoácido pode juntar-se a outro pela formação de uma ligação fosfodiéster, e dois nucleotídeos podem associar-se por meio de uma ligação peptídica. b) No primeiro bilhão de anos da Terra, existia pouco ou nenhum oxigênio, com absoluta ausência de camada de ozônio para absorver a radiação ultravioleta do Sol. A ação fotoquímica da radiação ultravioleta pode ter ajudado a manter a atmosfera rica em moléculas reativas e também longe do equilíbrio químico. c) Se uma mistura de gases, como CO2, CH4, NH3, e H2, é aquecida com água e energizada por uma descarga elétrica ou por radiação ultravioleta, os elementos reagem entre si e formam pequenas moléculas orgânicas, tais como aminoácidos, açúcares, purinas e pirimidinas. d) Os polinucleotídeos possuem limitada capacidade catalítica, mas podem dirigir a formação de cópias exatas de suas próprias seqüências por pareamento complementar dos nucleotídeos. 29. (UERJ/2005) Considere a hipótese de que o ambiente marinho primitivo, sem oxigênio molecular, onde viveram os primeiros organismos, contivesse moléculas orgânicas produzidas por síntese abiótica. Admita, ainda, que essas moléculas eram por eles decompostas para obtenção de energia. O tipo de nutrição e a forma de obtenção de energia desses organismos deveriam ser, respectivamente: t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 76 a) homeotrófica - oxidação b) autotrófica - fotossíntese c) isotrófica - quimiossíntese d) heterotrófica - fermentação 30. (UEPB/2000) Na atualidade, a hipótese mais aceita para explicar a origem dos primeiros seres vivos assevera que as condições reinantes na terra primitiva possibilitaram a formação de seres vivos, a partir da matéria sem vida e isso, após milhões de anos. Com base nesta hipótese, assinale a alternativa INCORRETA: a) A atmosfera da Terra primitiva era composta pelos gases metano (CH4), amoníaco (NH3), hidrogênio (H2) e vapor de água (H2O). b) O oxigênio livre (O2) estava ausente da atmosfera primitiva. c) As fortes descargas elétricas provenientes das tempestades torrenciais e a alta incidência de raios ultravioleta representavam uma excelente fonte de energia que desencadearam variadas reações químicas nas condições da Terra primitiva. d) As moléculas orgânicas simples podem ter aparecido, a partir dos gases da atmosfera. e) Os primeiros seres vivos eram autotróficos que absorviam moléculas orgânicas simples dos mares primitivos, usando-as como energia. 31. (UFRS/2000) Associe os elementos químicos da coluna superior com as funções orgânicas na coluna inferior: 1. Magnésio 2. Potássio 3. Iodo 4. Cálcio 5. Sódio 6. Ferro ( ) formação do tecido ósseo ( ) transporte de oxigênio t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 77 ( ) assimilação de energia luminosa ( ) equilíbrio de água no corpo ( ) transmissão de impulso nervoso A sequência numérica correta, de cima para baixo, na coluna da direita é: a) 4 – 3 – 1 – 5 – 2 b) 5 – 6 – 3 – 4 – 1 c) 4 – 6 – 1 – 5 – 2 d) 5 – 4 – 3 – 6 – 1 e) 6 – 4 – 2 – 3 – 1 t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 78 6. Gabarito 1. B 11. D 21. D 31. C 41. 2. B 12. D 22. A 32. 42. 3. B 13. E 23. D 33. 43. 4. B 14. E 24. A 34. 44. 5. B 15. A 25. C 35. 45. 6. D 16. discursiv a 26. A 36. 46. 7. 36 17. C 27. B 37. 47. 8. 02 18. 05 28. A 38. 48. 9. A 19. 06 29. D 39. 49. 10. D 20. C 30. E 40. 50. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 79 7. Lista comentada de questões 1. (UEG GO/2019) Em 1953, a natureza química do material genético foi descrita por dois pesquisadores, Watson e Crick. Eles propuseram que o DNA é formado pela união de nucleotídeos em duas fitas complementares enroladas sob um eixo e, assim, formando uma hélice. A fita dupla de DNA apresenta ligações de hidrogênio entre os nucleotídeos das fitas complementares: Sobre as propriedades químicas desse material genético, verifica-se que a) a fita dupla de DNA é duplicada de forma semiconservativa, sendo as fitas originais imediatamente renaturadas após a duplicação. b) as bases nitrogenadas (A, T, C e G) são moléculas apolares e, por isso, se localizam abrigadas no interior da fita dupla de DNA. c) o DNA, por ser uma fita dupla, apresenta estrutura bidimensional sem a possibilidade de assumir uma configuração tridimensional. d) proporcionalmente, quanto maior a quantidade de purinas na fita dupla de DNA, menor a quantidade de pirimidinas e vice-versa. e) o ácido fosfórico dos nucleotídeos se liga a duas moléculas de carboidrato, conferindo carga positiva à fita dupla de DNA. Comentários A alternativa A está errada, porque as fitas originais não são renaturadas após a duplicação, e sim passam a formar novas moléculas de DNA com as fitas complementares originadas no processo. A alternativa B está certa. A alternativa C está errada, porque o DNA, por ser uma dupla hélice, apresenta estrutura tridimensional. A alternativa D está errada,porque as quantidades de purinas e pirimidinas são equivalentes, já que essas bases são complementares. A alternativa E está errada, porque o fosfato dos nucleotídeos se liga aos açúcares (carboidratos) e confere à fita de DNA uma carga negativa. Gabarito: B. 2. (UNESP/2019) A proteína transmembrana de um macrófago apresenta aminoácidos constituídos pelos radicais polares R1 e R2, presentes em dois dos aminoácidos indicados pelas fórmulas estruturais presentes na figura. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 80 Um antígeno fora do macrófago liga-se a um dos radicais por interação dipolo permanente-dipolo permanente. Uma enzima produzida no citosol do macrófago interage com o outro radical por ligação de hidrogênio. Os radicais R1 e R2 constituem, respectivamente, os aminoácidos a) serina e alanina. b) aspartato e serina. c) alanina e serina. d) aspartato e alanina. e) serina e aspartato. Comentários A alanina apresenta um radical apolar (—CH3), logo não pode integrar a proteína transmembrana. Resta então descobrir que é R1 e que é R2. A porção intracelular da proteína interage com uma enzima pelo radical R2, formando uma ligação de hidrogênio. O aminoácido serina possui uma hidroxila em seu radical (—CH2—OH), portanto, é capaz de fazer essa ligação. Lembre-se que as ligações de hidrogênio são interações entre moléculas com o elemento hidrogênio ligado diretamente ao flúor, oxigênio ou nitrogênio (FON). A porção extracelular da proteína receptora liga-se ao antígeno pelo radical R1, formando uma interação dipolo permanente, ou seja, entre moléculas polares. Esse tipo de interação é a que ocorre entre moléculas polares, na qual a distribuição da carga elétrica sobre a molécula não é uniforme e, portanto, os dipolos elétricos são permanentes: o polo positivo de uma molécula atrai o polo negativo da molécula vizinha e vice-versa. O aspartato possui uma carboxila em seu radical e ela está ionizada (-COO), logo ele é o único com radical capaz de ligar-se por interação dipolo permanente. Gabarito: B. 3. (CESVA/2019) As vitaminas lipossolúveis são absorvidas e transportadas com a gordura da dieta. Elas não são facilmente excretadas na urina e podem ser armazenadas t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 81 no fígado e tecido adiposo. As vitaminas hidrossolúveis, de uma maneira geral, não são normalmente armazenadas em quantidades significativas no organismo, o que leva, muitas vezes, à necessidade de um suprimento diário dessas vitaminas. Um exemplo de vitamina liberada pela urina, em razão da sua solubilidade em água, é a a) vitamina A b) vitamina C c) vitamina D d) vitamina E e) vitamina K Comentários A alternativa B está certa. As vitaminas liberadas pela urina são as hidrossolúveis, que correspondem às vitaminas do complexo B e à vitamina C. Gabarito: B. 4. (UFGD MS/2018) As proteínas são macromoléculas ou polímeros naturais responsáveis por inúmeras funções nos organismos vivos. As unidades fundamentais de todas as proteínas são os aminoácidos. Os aminoácidos são unidos entre si por ligações peptídicas para formar as proteínas. A estrutura seguinte representa uma porção de uma proteína constituída por três aminoácidos: alanina, glicina e serina. Marque a alternativa que indica o número do retângulo tracejado que corresponda a uma ligação peptídica. a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) 5. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 82 Comentários As proteínas, como dito no enunciado, são polímeros formados por unidades repetitivas (monômeros) chamadas aminoácidos. Um aminoácido possui a seguinte estrutura: um átomo de carbono central, também conhecido como carbono alfa (α), ligado a um grupo amino (NH2), a um grupo carboxila (COOH), um átomo de hidrogênio e um radical R (cadeia lateral), que determina a sua identidade. As ligações peptídicas acontecem entre o hidrogênio do grupo OH da carboxila e o H do grupo amino do próximo aminoácido. Assim, a alternativa B está certa, e o retângulo 2 exemplifica uma ligação peptídica. Gabarito: B. 5. (UFPR/2018) A falta de vitaminas pode causar doenças chamadas avitaminoses, cujos sintomas dependem do tipo de vitamina que está deficiente. Em um estudo realizado em diferentes populações humanas, foram constatados os seguintes sintomas e doenças relacionados a avitaminoses: (1) raquitismo, (2) escorbuto, (3) hemorragias e (4) cegueira noturna. Assinale a alternativa com a dieta correta para o tratamento de cada uma das quatro avitaminoses acima identificadas. a) (1) cenoura, abóbora e fígado como fontes de vitamina D. – (2) frutas cítricas como fontes de vitamina C. – (3) peixe como fonte de vitamina A. – (4) vegetais com folhas verdes como fontes de vitamina K. b) (1) peixe, leite e gema de ovo como fontes de vitamina D. – (2) frutas cítricas como fontes de vitamina C. – (3) vegetais com folhas verdes como fonte de vitamina K. – (4) abóbora, fígado e cenoura como fontes de vitamina A. c) (1) peixe, leite e gema de ovo como fonte de vitamina K. – (2) frutas cítricas como fontes de vitamina A. – (3) vegetais com folhas verdes como fonte de vitamina D. – (4) cenoura, abóbora e fígado como fonte de vitamina C. d) (1) cenoura, abóbora e fígado como fontes de vitamina D. – (2) peixe, leite e gema de ovo como fontes de vitamina K. – (3) vegetais com folhas verdes como fonte de vitamina A. – (4) frutas cítricas como fontes de vitamina C. e) (1) vegetais com folhas verdes como fonte de vitamina D. – (2) cenoura, abóbora e fígado como fontes de vitamina C. – (3) frutas cítricas como fontes de vitamina K. – (4) peixe, leite e gema de ovo como fontes de vitamina A. Comentários O raquitismo é uma doença caracterizada pela deficiência na mineralização da cartilagem de crescimento, e manifesta-se na criança no retardo de seu crescimento, além de algumas deformações no seu esqueleto. Sua principal causa é a carência de vitamina D. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 83 O escorbuto é uma doença relacionada à deficiência de vitamina C, que apresenta uma série de manifestações clínicas, sendo uma delas as hemorragias na gengiva. A vitamina K é necessária para a síntese das proteínas que ajudam a controlar o sangramento (fatores de coagulação) e, por isso, para a coagulação normal do sangue. O principal sintoma de sua deficiência é o sangramento (hemorragia) sob a pele (que causa manchas negras), nasal, de uma ferida, do estômago ou do intestino. Ela também é necessária para a saúde dos ossos e outros tecidos. A cegueira noturna, também conhecida como nictalopia, é uma condição que resulta na dificuldade ou impossibilidade de enxergar em ambientes escuros. Este problema é um sintoma de diferentes doenças que acomete o globo ocular. Pode ser congênita ou causada por alguma deficiência nutricional, como a falta de vitamina A. Gabarito: B. 6. (UPE/2018) Os insetos são considerados o alimento do futuro por terem elementos nutritivos. Veja, a seguir, a descrição dos nutrientes neles encontrados. Lagarta mopane - estágio larval das mariposas imperador, Imbrasia belina - rica em potássio, sódio, cálcio, fósforo, magnésio, zinco, manganês e cobre. Larvas da farinha - larvas do besouro Tenebrio molitor - ricas em cobre, sódio, potássio, ferro, zinco, selênio e gorduras poli-insaturadas. Percevejo Maria-fedida - Nezara viridula - rico em vitaminas do complexo B, proteínas, ferro, potássio e fósforo. Besouro escaravelho-vermelho - Rhynchophorus ferrugineus – rico em potássio, zinco, ferro, fósforo e também em vários aminoácidos,ácidos graxos monoinsaturados, poli- insaturados e em quitina. Sobre os componentes químicos encontrados nesses animais e o seu valor nutricional, assinale a alternativa CORRETA. a) A quitina, encontrada no exoesqueleto de artrópodes, como o escaravelho-vermelho, é um polissacarídeo energético, solúvel em água, formado por várias moléculas de glicose e um grupo amina (NH2). b) As gorduras de origem animal, como aquelas encontradas nas larvas do besouro Tenebrio molitor, são formadas por ácidos graxos insaturados, em que todas as ligações disponíveis dos átomos de carbono são ocupadas por átomos de hidrogênio. c) O magnésio encontrado na lagarta mopane é um mineral importante na ativação de enzimas envolvidas na síntese de proteínas e na contração muscular. Sua carência pode provocar bócio e queda de dentes. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 84 d) O cálcio, o fósforo e o zinco, encontrados na lagarta mopane, são minerais, que participam de importantes funções do nosso corpo; os dois primeiros participam da formação e manutenção de ossos e dentes, enquanto o zinco atua no processo de cicatrização. e) As vitaminas do complexo B, encontradas na maria-fedida, são um complexo de vitaminas lipossolúveis, o qual regula várias funções do nosso corpo, por exemplo, a vitamina B9 ou riboflavina, que previne anemia. Comentários A alternativa A está errada, porque a quitina é um polissacarídeo insolúvel em água, principal componente da parede celular dos fungos, do exoesqueleto dos artrópodes, na rádula dos moluscos, no bico dos cefalópodes e na concha dos foraminíferos, e não possui um grupo amina em sua composição. A alternativa B está errada, porque as gorduras saturadas são encontradas, em sua maioria, nos alimentos de origem animal e seus derivados. Poucos alimentos de origem vegetal também têm gordura saturada como a gordura do coco e palmito. A alternativa C está errada, porque o magnésio é necessário para a formação dos ossos e dentes e para o funcionamento normal dos nervos e dos músculos. Muitas enzimas do corpo dependem desse elemento para funcionar normalmente. Porém sua carência não provoca bócio ou queda de dentes, que são consequências devido aos problemas de absorção e fixação de iodo. A alternativa D está certa. A respeito do zinco, este mineral é essencial para o sistema imunológico e processo de cicatrização. A alternativa E está errada, porque as vitaminas do complexo B são hidrossolúveis. Gabarito: D. 7. (UFSC/2018) Uma nova ferramenta de edição genética capaz de mudar completamente o mundo que conhecemos está deixando de ser uma possibilidade e tornando-se realidade. Ela reúne características que surpreendem até mesmo os biólogos mais experientes. Simplificadamente, é possível eliminar partes indesejadas do genoma e, se necessário, inserir novas sequências no local. Nessa técnica, uma nuclease corta as duas fitas da dupla hélice do DNA, abrindo espaço para a inserção, se for o caso, de um novo trecho de DNA, sendo possível também a edição de uma única “letra” no genoma. Sobre os assuntos relacionados ao texto, é correto afirmar que: 01. a “letra” mencionada no texto é uma referência ao tipo de açúcar (ribose ou desoxirribose) presente no DNA. 02. as duas fitas do DNA mencionadas no texto são formadas por três sequências paralelas de nucleotídeos. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 85 04. os vírus podem atuar de maneira semelhante a uma etapa da técnica, pois a informação presente nos trechos de seu material genético pode ser inserida no DNA da célula hospedeira. 08. para a síntese de proteínas, participam do processo apenas o DNA, o RNA mensageiro e o RNA transportador. 16. alterações de apenas uma “letra” no gene não podem levar à inativação da proteína formada. 32. os alelos são variações na sequência dos nucleotídeos de um gene. Comentários A afirmativa 01 está errada, porque a letra mencionada referencia uma das bases nitrogenadas: A, T, C, G. A afirmativa 02 está errada, porque as fitas de DNA são formadas por inúmeras sequências nucleotídicas, sendo que cada uma codifica um aminoácido diferente e a cada três aminoácidos, uma proteína é formada. A afirmativa 04 está certa. Veremos os mecanismos de replicação viral mais adiante no curso, porém, de forma sucinta, o vírus consegue se aderir e penetrar a célula hospedeira e inserir seu genoma no DNA dela. A afirmativa 08 está errada, porque a síntese proteica envolve os ribossomos, que são fundamentai para o processo. Veremos isso mais adiante no curso. A afirmativa 16 está errada, porque a alteração de apenas um aminoácido pode alterar a proteína sintetizada, inativando-a ou apenas modificando a proteína final. A afirmativa 32 está certa. Gabarito: 36. 8. (UNEB BA/2018) A riqueza energética do hidrogênio deve-se à sua capacidade de transferir facilmente elétrons para outros compostos, como o oxigênio, e liberar energia. Esse processo é descrito, de modo um tanto confuso, como “redução química”. Os cientistas suspeitavam havia tempos que gases reduzidos desempenhavam papel importante na origem da vida na Terra. Na década de 20, o bioquímico russo Alexander Oparin e o evolucionista britânico J.B.S. Haldane sugeriram, isolada e independentemente, que a atmosfera primitiva da Terra pode ter sido muito rica em gases redutores, como metano, amônia e hidrogênio. E, nessas concentrações elevadas, os ingredientes químicos necessários para a vida podem ter-se formado espontaneamente. A ideia ganhou credibilidade décadas mais tarde, com o famoso experimento dos químicos Stanley Miller e Harold Urey, da University of Chicago, em 1953. Ao aquecer e descarregar faíscas em uma mistura de gases redutores, os cientistas conseguiram criar uma gama de compostos orgânicos (a maioria contendo carbono e hidrogênio), inclusive aminoácidos, os blocos de construção das proteínas, vitais para todas as formas de vida terrestre. Entretanto, nos anos subsequentes ao experimento, geólogos concluíram que a atmosfera ancestral não era nem de longe tão redutora como a dupla havia pensado. Segundo eles, as condições que formaram t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 86 aminoácidos e outros compostos orgânicos em sua experiência provavelmente nunca existiram na atmosfera. (BRADLEY, 2017). Analisando-se o texto e com base nos conhecimentos sobre a origem da vida, é correto afirmar: 01. Com o experimento de Miller e Urey, foi ratificada a teoria de Oparin e Haldane por conta da descoberta de seres vivos simples e sem histonas no interior da estrutura montada para simular a Terra primitiva. 02. Independente dos eventos que precederam a origem do primeiro ser vivo, a presença de elementos, como carbono, oxigênio e nitrogênio na Terra primitiva, foi imprescindível. 03. A elucidação dos eventos e dos processos que proporcionaram a origem do primeiro ser vivo foi decisiva para a construção dos conceitos que até hoje são aceitos como verdades imutáveis. 04. Os gases presentes na atmosfera primitiva, segundo Oparin e Haldane, reagiram sob condições abióticas que viabilizaram, a todo instante, a origem e sobrevivência de qualquer ser vivo. 05. Após a origem do primeiro ser vivo, foi possível a formação de uma membrana que proporcionou a existência de um citoplasma com uma composição bioquímica específica e distinta do meio externo. Comentários A alternativa 01 está errada, porque o experimento de Miller e Urey confirmou que moléculas orgânicas (como os aminoácidos alanina e glicina) poderiam ter surgido a partir de compostos inorgânicos presentes na atmosfera terrestre primitiva. A alternativa02 está certa. A alternativa 03 está errada, porque os eventos e processos acerca da origem da vida não foram elucidados. O que se existe são hipóteses bem corroboradas por evidências e experimentos. Além disso, a ciência não admite verdades imutáveis. Toda hipótese é passível de questionamento. A alternativa 04 está errada, porque os gases presentes na atmosfera primitiva viabilizaram, mediante a ação de descargas elétricas e radiações UV, a formação de pequenas moléculas orgânicas. A alternativa 05 está errada, porque após a origem do primeiro ser vivo, levaram-se milhares de anos para que uma célula com composição bioquímica específica surgisse. Gabarito: 02. 9. (FAMERP/2018) Analise a figura, que ilustra, de maneira esquemática, a disposição das moléculas de fosfolipídios presentes em alguns componentes celulares. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 87 Em células eucarióticas, tal disposição de fosfolipídios é encontrada a) no complexo golgiense e no retículo endoplasmático. b) no peroxissomo e no ribossomo. c) no citoesqueleto e na mitocôndria. d) nos centríolos e no lisossomo. e) no envoltório nuclear e no cromossomo. Comentários Os fosfolipídios são moléculas anfipáticas, isto é, possuem uma região apolar, hidrofóbica (as duas caudas), e uma região polar, hidrofílica (a cabeça). Essa constituição permite que eles se arranjem em solução aquosa de modo que as regiões apolares fiquem voltadas para dentro e as cabeças polares ficam voltadas para fora (em contato com a água), formando uma micela. Esse é o princípio básico do arranjo das membranas biológicas. Essas membranas são encontradas na membrana plasmática das células, no envoltório nuclear e nas organelas membranosas (retículo endoplasmático, complexo golgiense, lisossomos). Os ribossomos não são organelas membranosas. Eles são estruturas proteicas formadas exclusivamente por RNA e proteínas. O citoesqueleto e os centríolos, assim como os ribossomos, são formados por proteínas. Os cromossomos são constituídos por DNA. Gabarito: A. 10. (UFPR/2017) As moléculas mais utilizadas pela maioria das células para os processos de conversão de energia e produção de ATP (trifosfato de adenosina) são os carboidratos. Em média, um ser humano adulto tem uma reserva energética na forma de carboidratos que dura um dia. Já a reserva de lipídeos pode durar um mês. O armazenamento de lipídeos é vantajoso sobre o de carboidratos pelo fato de os primeiros terem a característica de serem: A) isolantes elétricos. B) pouco biodegradáveis. C) saturados de hidrogênios. D) majoritariamente hidrofóbicos. E) componentes das membranas. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 88 Comentários Pelo fato de serem majoritariamente hidrofóbicos, os lipídios acumulam-se no corpo do indivíduo não, sendo, portanto excretados com facilidade. Gabarito: D. 11. (ETEC SP/2017) O aleitamento materno é a mais sábia estratégia natural de vínculo, afeto, proteção e nutrição para a criança e constitui a mais sensível, econômica e eficaz intervenção para redução da morbimortalidade infantil. Permite ainda um grandioso impacto na promoção da saúde integral da dupla mãe/bebê. Nos primeiros dias após o nascimento, o leite materno é chamado de colostro. O leite de mães de recém-nascidos prematuros é diferente do de mães de bebês a termo. A principal proteína do leite materno é a lactoalbumina e a do leite de vaca é a caseína, de difícil digestão para a espécie humana. A tabela apresenta as diferenças entre o colostro e o leite maduro, entre o leite de mães de bebês a pré-termo e de bebês a termo e entre o leite materno e o leite de vaca. (1) Bebê a termo: gestação de 39 a 40 semanas. (2) Bebê a pré-termo: gestação de 37 a 38 semanas. <http://tinyurl.com/z2xs272> Acesso em: 01.09.2016. Adaptado. De acordo com o texto e a tabela, pode-se afirmar que a) um bebê a termo de 27 dias, ao ser amamentado, ingere 7,0 g/dL de lactose. b) a lactoalbumina, a principal proteína do leite de vaca, é de fácil digestão para o bebê. c) o leite de vaca, por ter mais proteína que o colostro e que o leite maduro, é mais adequado para a criança. d) o leite maduro consumido pelo bebê a pré-termo contém mais lactose que o leite de vaca e menos proteína que o colostro. e) o colostro apresenta mais lipídios, menos proteína e menos lactose do que o leite maduro, independentemente dos dias de vida do bebê. Comentários A alternativa A está errada, porque, pela tabela, a quantidade da lactose é de 6,5 g/dL . A alternativa B está errada, porque a lactoalbumina é a proteína do leite humano. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 89 A alternativa C está errada, porque apesar de ter mais proteína, não é dito ser indicado às crianças, pois não há referência no texto sobre a quantidade de proteína adequada à criança. Ademais, é dito, no texto, que o leite bovino é de difícil digestão humana. A alternativa D está certa. A alternativa E está errada, porque a tabela contradiz a informação. Gabarito: D. 12. (FPS PE/2017) Para Aristóteles, o conceito de vida estava relacionado às potencialidades da alma, de forma hierárquica, relacionadas às capacidades de nutrição (crescimento e desenvolvimento), percepção sensorial (dor, movimento) e pensamento. Tal conceito possivelmente não se aplica a todos os seres vivos. Considerando experimentos que foram realizados para demonstrar os princípios de origem da vida, analise a figura abaixo: É correto afirmar que a ausência de organismos no frasco após 6 meses: a) confirma que os seres procariontes surgiram por geração espontânea. b) demonstra que o ar atmosférico é vital para o surgimento de organismos eucariontes. c) refuta a hipótese da biogênese, uma vez que a presença de organismos no frasco independe da prévia existência de células vivas. d) refuta a hipótese da abiogênese, uma vez que a presença de nutrientes ou ar atmosférico não é suficiente para a produção de células vivas. e) confirma a hipótese da biogênese, uma vez que o surgimento de seres eucariontes depende da prévia existência de procariontes no frasco. Comentários A ausência de micro-organismos nos caldos que estavam nos frascos cujos gargalos eram curvos e longos com a presença desses seres nos frascos cujos gargalos foram quebrados mostraram que o ar contém micro-organismos e que eles, ao entrarem em contato com o caldo nutritivo, desenvolvem-se. Nos frascos que apresentavam gargalo curvo e longo, os micro- organismos não conseguiram chegar até o líquido porque ficaram retidos no “filtro” formado pelas gotículas de água que apareceram no pescoço do frasco durante o resfriamento. Nos frascos que tiveram seu pescoço quebrado, o “filtro” formado pelo vapor deixou de existir, deixando o líquido vulnerável aos micro-organismos, que, uma vez em contato com o líquido, encontraram condições adequadas para o seu desenvolvimento. A partir desse experimento, Pasteur mostrou que um líquido, ao ser fervido, não perde a “força vital”, como defendiam os adeptos da abiogênese, pois quando o pescoço do frasco é t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 90 quebrado, após a fervura desse líquido, ainda aparecem seres vivos. Dessa forma, Pasteur sepultou de vez a teoria da abiogênese ou geração espontânea, que admitia que os seres vivos originavam-se a partir de matéria bruta. Gabarito: D. 13. (IFCE/2016) Sobre as proteínas e sua formação, é correto afirmar-se que a) leite, ovos e pão são reconhecidos como alimentos ricos em proteínas. b) as ligações peptídicas, que formam as proteínas,ocorrem entre os grupos carboxila de aminoácidos diferentes. c) são formadas pela união de vários aminoácidos por meio de ligações glicosídicas. d) não apresentam função energética. e) apresentam função plástica, também conhecida como função construtora. Comentários A alternativa A está errada, porque somente o leite e os ovos são ricos em proteínas. O pão é um alimento rico em carboidratos. A alternativa B está errada, porque as ligações peptídicas entre os aminoácidos ocorrem entre o grupo amino de um aminoácido e o grupo carboxila do outro aminoácido vizinho. A alternativa C está errada, porque as ligações formadas entre os aminoácidos são ligações peptídicas, não glicosídicas. As ligações glicosídicas ocorrem entre os monossacarídeos (monômeros que formam os carboidratos). A alternativa D está errada, porque as proteínas possuem função energética, além de várias outras. Gabarito: E. 14. (FATEC SP/2014) Assim como qualquer atleta, um jogador de futebol deve tomar muitos cuidados em relação à sua dieta e hábitos alimentares, pois o que ele ingere no dia a dia fará grande diferença para o rendimento nos treinos, para a recuperação do corpo e nos dias de jogo. Se o jogador não se organizar em relação à sua dieta e suplementação, poderá perder força, rendimento e velocidade dentro do campo. Uma alimentação balanceada deve apresentar alguns itens, como: I. Carboidratos II. Proteínas III. Gorduras IV. Vitaminas e Minerais Considerando os quatro itens mencionados no texto, assinale a alternativa que exemplifica cada um deles, respectivamente. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 91 Comentários Os carboidratos são compostos orgânicos conhecidos como açúcares, constituídos principalmente por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. Quando estão em sua forma mais simples (monossacarídeos), possuem a fórmula geral (CH2O)n. A glicose é o carboidrato mais conhecido e consiste em um açúcar de seis carbonos, com fórmula C6H12O6. Dica da prof: memorize esta fórmula! As proteínas são as unidades fundamentais das células e desempenham a maior parte dos trabalhos celulares. Elas são constituídas por unidades menores chamadas aminoácidos. Os aminoácidos compartilham uma estrutura básica que consiste em um átomo de carbono central, ligado a um grupo amino (NH2), a um grupo carboxila (COOH) e a um átomo de hidrogênio. As gorduras têm como característica principal a insolubilidade em água. As mais comuns são os glicerídeos, compostos por moléculas de glicerol ligadas a uma, duas ou três moléculas de ácidos graxos. O glicerol é um álcool composto de três átomos de carbono, aos quais estão unidos átomos de hidrogênio e de oxigênio. Já os ácidos graxos apresentam longas cadeias compostas por átomos de hidrogênio e de carbono e com um grupo carboxila (COO-) em uma extremidade. Já os sais minerais são íons inorgânicos da célula. O Ferro, por exemplo, é o principal componente da hemoglobina. Já o sódio é importante para a transmissão nervosa, contração muscular e equilíbrio de fluidos no organismo. Gabarito: E. 15. (FUVEST/2014) Observe a figura abaixo, que representa o emparelhamento de duas bases nitrogenadas. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 92 Indique a alternativa que relaciona corretamente a(s) molécula(s) que se encontra(m) parcialmente representada(s) e o tipo de ligação química apontada pela seta. Molécula(s) Tipo de ligação química a) Exclusivamente DNA Ligação de hidrogênio b) Exclusivamente RNA Ligação covalente apolar c) DNA ou RNA Ligação de hidrogênio d) Exclusivamente DNA Ligação covalente apolar e) Exclusivamente RNA Ligação iônica Comentários A figura representa a molécula de DNA e a seta aponta o emparelhamento das bases nitrogenadas, feito por ligações de hidrogênio para formação da dupla hélice de DNA. Sabemos que se trata de uma molécula de DNA pois a base nitrogenada pirimídica timina está representada. A timina não ocorre no RNA e é substituída pela uracila no RNA. Assim, não poderiam ser as alternativas B, C e E. As ligações características entre duas bases nitrogenadas são as ligações de hidrogênio. Ligações de hidrogênio acontecem entre o átomo de hidrogênio e outros três átomos possíveis: o fósforo, o oxigênio e o nitrogênio (FON). Gabarito: A. 16. (UFMG/2013) O arsênio (As) é um elemento amplamente distribuído na crosta terrestre. Sua liberação para o ambiente se dá por atividades vulcânicas e antrópicas, como a mineração. Em 2010, a agência espacial americana (NASA) divulgou a descoberta de uma bactéria que foi noticiada pela imprensa como extraterrestre (ET). Analise a figura que ilustra o DNA desta bactéria: t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 93 Com base nas informações da figura e em outros conhecimentos sobre o assunto, EXPLIQUE, do ponto de vista biológico, por que esta bactéria foi considerada ET. Gabarito: A bactéria foi considerada alien porque o DNA é considerado a molécula universal guardiã da informação genética (código genético), isto é, está presente em todos os seres vivos, e possui em sua composição um grupo fosfato ligado ao carbono 5 da pentose, diferentemente da bactéria em questão, que apresenta o arsênio. Logo, ela não compartilha a molécula de DNA com os demais organismos terrestres. 17. (MACKENZIE/2012) A restrição excessiva de ingestão de colesterol pode levar a uma redução da quantidade de testosterona no sangue de um homem. Isso se deve ao fato de que o colesterol a) é fonte de energia para as células que sintetizam esse hormônio. b) é um lipídio necessário para a maturação dos espermatozoides, células produtoras desse hormônio. c) é um esteroide e é a partir dele que a testosterona é sintetizada. d) é responsável pelo transporte da testosterona até o sangue. e) é necessário para a absorção das moléculas que compõem a testosterona. Comentários A alternativa A está errada, porque o colesterol não é fonte de energia para formação dos hormônios e sim a molécula precursora de alguns, dentre os quais a testosterona. A alternativa B está errada, porque os espermatozoides não produzem testoresona, e sim célula específicas localizadas nos testículos (chamadas células de Leydig). A alternativa correta é a letra C e é o nosso gabarito. O colesterol é um lipídio esteroide e precursor dos hormônios sexuais. As alternativas D e E estão erradas, porque o colesterol não está relacionado com o transporte da testosterona e sim com a sua síntese. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 94 Gabarito: C. 18. (UESC BA/2011) A origem das células a partir de compostos químicos espumosos pode ter ocorrido uma vez ou diversas vezes. Em qualquer caso, as primeiras células em nossa linhagem foram sistemas proteicos auto-sustentáveis fechados por membranas, baseados em RNA e DNA. Em termos de detalhes da estrutura celular do comportamento metabólico, elas eram muito semelhantes a nós. Seus componentes materiais estavam em constante intercâmbio com o ambiente externo. Elas se desfaziam dos resíduos enquanto obtinham alimentos e energia. Seus padrões perduravam enquanto elas reabasteciam as entranhas com compostos químicos trazidos do ambiente. (MARGULIS, 2001, p. 84). A respeito dos pré-requisitos necessários na geração dos primeiros seres vivos no planeta e as suas repercussões na determinação do padrão básico celular atual, pode-se afirmar que 01. uma evolução química na atmosfera primitiva do planeta Terra permitiu forjar os elementos químicos essenciaisna constituição dos primeiros seres vivos. 02. os seres atuais se diferenciam dos protobiontes devido à ausência, nos sistemas vivos primordiais, de um metabolismo celular que controlasse as atividades biológicas. 03. a membrana lipoproteica favoreceu o isolamento do protobionte em relação ao ambiente circundante presente nos oceanos primitivos. 04. a obtenção de energia e matéria a partir da utilização do seu próprio resíduo foi essencial no estabelecimento desses seres autotróficos originais. 05. a presença de uma molécula para a informação genética capacitou os seres vivos primordiais na realização de uma reprodução associada à hereditariedade. Comentários A alternativa 01 está errada, porque formou-se, no início, moléculas orgãnicas simples que origiinaram protocélulas. A alternativa 02 está errada, porque os sistemas primitivos eram fermentadores. A alternativa 03 está errada, porque a membrana biológica que surgiu na orgem da vida era apenas lipídica. A alternativa 04 está errada, porque autótrofos otiveram energia a partir da radiação solar e compostos simples atmosféricos como o CO2. A alternativa 05 está certa. Gabarito: 05. 19. (UEPG PR/2008) As proteínas, que são moléculas grandes, apresentam estrutura complexa, já que uma molécula de proteína é constituída por várias unidades menores, t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 95 ligadas entre si, que são os aminoácidos. A respeito dos aminoácidos, assinale o que for correto. 01. São exemplos de aminoácidos naturais: glicina, alanina, serina, cisteína, tirosina, fenilalanina, valina, lisina e leucina. 02. Os seres vivos necessitam de 20 aminoácidos para promover a síntese de suas proteínas. Os vegetais são capazes de produzir todos eles, ao passo que os animais, tendo em vista que suas células só sintetizam 12 deles, obtêm os 8 restantes a partir dos alimentos. 04. Toda molécula de aminoácido tem um grupo ácido carboxílico (–COOH) e um grupo amina (–NH2) ligado a um átomo de carbono. A esse mesmo carbono se liga ainda um átomo de hidrogênio e um radical (R), que pode ser um simples átomo de hidrogênio (na glicina), um – CH3 (na alanina), ou grupos mais complexos (em outros aminoácidos). Assim, os aminoácidos existentes na natureza diferem entre si apenas quanto aos seus radicais. 08. Na molécula de proteína, dois aminoácidos se unem por meio de uma ligação peptídica entre as suas carboxilas, com a perda de uma molécula de água, caracterizando uma síntese por desidratação. Comentários A alternativa 01 está errada. Dos 20 aminoácidos, 11 são naturais (isto é, conseguimos fabricar) e 9 são essenciais (devem ser adquiridos pela alimentação: histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano e valina). Assim, fenilalanina, valina, lisina e leucina são aminoácidos esseciais, não naturais. A alternativa 08 está errada, porquea ligação peptídica ocorre entre o grupo aminode um aminoácido e o grupo carboxila de outro. Gabarito: 06. 20. (ESCS DF/2008) O leite vendido comercialmente no Brasil deve passar obrigatoriamente pelo processo de pasteurização, que consiste, em resumo, na submissão do produto a temperaturas elevadas por breves períodos de tempo. Um dos testes da eficiência desse processo se baseia na medida, realizada no leite pasteurizado, da atividade de uma enzima normalmente presente no leite cru, a fosfatase alcalina. Esse teste indica que a pasteurização foi eficaz quando: a) há baixa atividade enzimática, pois a enzima não está em seu pH ótimo; b) há alta atividade enzimática, pois a enzima está em seu pH ótimo; c) há baixa atividade enzimática, pois a enzima foi desnaturada; d) há baixa atividade enzimática, pois a enzima não foi desnaturada; t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 96 e) há alta atividade enzimática, pois a enzima foi desnaturada. Comentários O teste funciona evidenciando a temperatura desnatura as proteínas, e, por isso ocorre baixa atiividade enzimática. A alternativa D está certa. Gabarito: C. 21. (ESCS DF/2008) Células em cultura foram mantidas em um meio contendo três tipos de precursores (moléculas relativamente pequenas) radioativas diferentes: aminoácidos, uracila e carboidratos. A medida da radioatividade nas células indica o quanto e quando cada um dos precursores foi incorporado em macromoléculas. O gráfico a seguir mostra a incorporação dos três precursores em função do tempo (ambos em unidades arbitrárias) durante a expressão do gene de uma glicoproteína. A opção a seguir que associa corretamente cada curva de incorporação ao precursor radioativo correspondente é: a) A – aminoácidos, B – uracila e C – carboidratos; b) A – aminoácidos, B – carboidratos e C – uracila; c) A – uracila, B – carboidratos e C- aminoácidos; d) A – uracila, B – aminoácidos e C – carboidratos; e) A – carboidratos, B – aminoácidos e C – uracila. Comentários A curva A deve ser da uracila, evidenciando que a transcrição do DNA está sendo feita, a curva B deve ser de aminoácidos, evidenciando o processo de tradução, e, por fim, a curva C deve ser de carboidratos, adicionados à proteína formada originando a glicoproteína. A alternativa D está certa. Gabarito: D. 22. (UEL PR/2008) As vitaminas são usualmente classificadas em dois grupos, com base em sua solubilidade, o que, para alguns graus determina sua estabilidade, t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 97 ocorrência em alimentos, distribuição nos fluídos corpóreos e sua capacidade de armazenamento no tecidos. (MAHAN, L. K. & ESCOTT-STUMP, S. Alimentos, nutrição e dietoterapia.9.ed. São Paulo: Roca, 1998. p. 78.) Com base no texto e nos conhecimentos sobre o tema, assinale a alternativa correta. a) A vitamina E é lipossolúvel, age como um antioxidante, protege as hemácias da hemólise, atua na reprodução animal e na manutenção do tecido epitelial. b) A vitamina A é hidrossolúvel, auxilia na produção de protrombina – um composto necessário para a coagulação do sangue – e apresenta baixa toxicidade quando consumida em grande quantidade. c) A vitamina D é hidrossolúvel, auxilia no crescimento normal, melhora a visão noturna, auxilia o desenvolvimento ósseo e influencia a formação normal dos dentes. d) A vitamina B6 é lipossolúvel, auxilia na resposta imunológica, na cicatrização de feridas e reações alérgicas, além de estar envolvida na glicólise, na síntese de gordura e na respiração tecidual. e) A vitamina C é lipossolúvel, auxilia na resposta imunológica, na cicatrização de feridas e reações alérgicas, na síntese e quebra de aminoácidos e na síntese de ácidos graxos insaturados. Comentários A alternativa B está errada, porque a vitamina A é lipossolúvel. A alternativa C está errada, porque a vitamina D é lipossolúvel A alternativa D está errada, porque a vitamina B6 é hidrossolúvel A alternativa E está errada, porque a vitamina C é hidrossolúvel Gabarito: A. 23. (UFPA/2008) Em 1953, Watson e Crick decifraram que a estrutura da molécula de DNA (ácido desoxirribonucleico) é uma dupla hélice, responsável pelas características dos organismos. Com os conhecimentos atuais, julgue as afirmativas sobre a molécula de DNA: I. Na autoduplicação da molécula de DNA, cada filamento original serve de molde para a síntese de um novo filamento (duplicação semiconservativa). II. A base nitrogenada adenina emparelha-se com a citosina, enquanto a timina emparelha-se com a guanina. III. As bases nitrogenadas dos dois filamentos estão unidas por ligações denominadas pontes de hidrogênio. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DEBIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 98 Está (ao) correta (a) a (a) afirmativa (a): a) I somente b) II somente c) I e II. d) I e III. e) II e III. Comentários A alternativa II é a únioca errada, porque adenina emparelha-se com timina e citosina emparelha-se com guanina. Gabarito: D. 24. (PUC MG/2008) Para orientar o consumidor sobre o significado da classificação oficial dos alimentos em diet ou light, foi montado o esquema abaixo. De acordo com a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), o termo diet pode ser usado em dois tipos de alimentos: 1. Nos alimentos para dietas com restrição de nutrientes (carboidratos, gorduras, proteínas, sódio); 2. Nos alimentos para dietas com ingestão controlada de alimentos (para controle de peso ou de açúcares). Os alimentos para dietas controladas não podem ter a adição de nutriente. Assim, em alimentos para dietas com ingestão controlada de açúcar, não pode haver inclusão desse nutriente, sendo permitida a existência do açúcar natural do alimento como, por exemplo, a geléia diet, que tem como açúcar natural a frutose. Os alimentos para dietas t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 99 restritas em carboidratos (pão, chocolate, bala diet) ou gorduras (iogurte desnatado com 0% de gordura) podem conter, no máximo, a adição de 0,5 gramas do nutriente por 100 gramas ou 100 ml do produto. A definição de alimento light deve ser empregada nos produtos que apresentem redução mínima de 25% em determinado nutriente ou calorias comparado com o alimento convencional. Analisando as informações acima com base em seus conhecimentos, é correto afirmar, EXCETO: a) Alimentos diet para colesterol são recomendados para quem procura uma dieta de baixas calorias para regime de emagrecimento. b) Alimentos diet para carboidratos não têm necessariamente baixos valores calóricos, mas podem ser recomendados para indivíduos com Diabetes mellitus. c) Em alimentos light, para que ocorra redução de calorias, é necessário que haja diminuição de nutrientes energéticos como carboidratos e gorduras. d) Alimentos diet para sódio são destinados a indivíduos hipertensos que devem controlar a quantidade de sal na alimentação. Comentários A alternativa A está errada, porque alimentos diet para colesterol não terão apenas esse lipídio, mas poderão ter muitas calorias decorrentes de outros componentes, como açúcares. As demias alternativas estão certas. Gabarito: A. 25. (UNIFEI MG/2008) Os carboidratos, também conhecidos como glicídios ou açúcares, são as macromoléculas mais abundantes na natureza. As seguintes afirmativas se referem a alguns destes carboidratos. I. Os mais simples, chamados de monossacarídeos, podem ter de 3 a 7 átomos de carbono, e os mais conhecidos, glicose, frutose e galactose, têm 6. II. O amido e a celulose são polissacarídeos formados pelo mesmo número de moléculas de glicose, que se diferenciam pela presença de ramificações na estrutura do amido. III. A quitina é um importante polissacarídeo que constitui o exoesqueleto dos insetos e crustáceos. IV. A glicose é formada e armazenada nos tecidos vegetais através da fotossíntese. As seguintes afirmativas estão corretas: t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 100 a) I, II e IV b) I, III e IV c) I e III d) I e IV Comentários A alternativa I está certa. A alternativa II está errada. O amido é formado por dois polissacarídeos, amilose e amilopectina, que são constituídos de moléculas de α-glicose, mas são ligeiramente diferentes. A amilose corresponde a um polímero de cadeia normal com mais de 1000 moléculas de α-glicose unidas, já a amilopectina é constituída por cadeias longas e muito ramificadas de unidades de α-glicose. A celulose é um polissacarídeo, pois cada molécula sua é formada por 10000 ou mais moléculas de β-glicose. A alternativa III está certa. A alternativa IV está errada, porque a glicose formada é utilizada pelo metabolismo da planta e o excedente é armazenado como amido, sua reserva energética. Gabarito: C. 26. (UTF PR/2008) O desenvolvimento saudável de uma pessoa depende de uma dieta equilibrada, aconselha-se que uma pessoa coma por dia entre 50 a 60% de carboidratos dos quais 15% sejam constituídos por açúcares simples; cerca de 30% de gorduras (triglicerídeos), dos quais menos de 10% deve ser gordura não saturada; e cerca de 12 a 15% de proteínas. Com uma alimentação variada, rica em frutas e vegetais são supridas as necessidades diárias de vitaminas e sais minerais. Em relação aos componentes químicos da célula citados no texto, é INCORRETO afirmar que: a) os açúcares simples, chamados monossacarídeos, como a celulose, o amido e o glicogênio, encontrados no mel, nas frutas e no leite, têm funções estruturais e enzimáticas. b) os triglicerídeos são representados pelos óleos e gorduras, presentes nos óleos de girassol, milho, canola e em óleos de peixes como o salmão e o bacalhau e são formados por um glicerol e três ácidos graxos. c) as proteínas são encontradas em alimentos como carnes, ovos, peixes, leite, feijão, são constituídas por aminoácidos e apresentam funções biológicas diversas. d) os sais minerais apresentam-se principalmente na forma de íons, atuam em processos como a contração muscular e a manutenção do equilíbrio osmótico. e) as vitaminas, requeridas em pequenas doses, são alimentos reguladores. Sua falta pode acarretar doenças como a anemia, o escorbuto e o raquitismo. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 101 Comentários A alternativa A está errada, porque os açúcares citados são polissacarídeos, compostos por várias unidades monoméricas. As demais alternativas estão certas. Gabarito: A. 27. (UFTM MG/2007) No início da década de 1950, o químico americano Stanley L. Miller desenvolveu um experimento que ainda hoje é considerado um dos suportes da hipótese da origem da vida na Terra. Miller construiu um aparelho que simulava as condições da Terra primitiva. Nesse aparelho, submeteu uma mistura dos gases, dentre eles a amônia, a descargas elétricas. Ao final do experimento, obteve a formação de moléculas orgânicas, entre elas alguns aminoácidos. Os dados obtidos por Miller poderiam ser representados por uma das seguintes figuras: Dados: Eixo X = Concentração de amônia (unidade arbitrária) Eixo Y = Tempo (h) Eixo Z = Concentração de aminoácidos (unidade arbitrária em relação à concentração de amônia) No que se refere à amônia e aos aminoácidos, dentre as figuras, aquela que melhor representa os resultados obtidos por Miller é a a) figura 1. b) figura 2. c) figura 3. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 102 d) figura 4. e) figura 5. Comentários A ideia do experimento de Miller é a ocorrência do consumo dos componentes presentes na atmosfera primitiva para formação de moléculas orgânicas simples. Assim, queremos a curva que mostra redução da amônia e aumento dos aminoácidos. A alternativa B está certa. Gabarito: B. 28. (UEG GO/2006) Todos os seres vivos são formados por células, ou seja, compartimentos envolvidos por membranas, preenchidos com uma solução aquosa concentrada de substâncias químicas. As primeiras células vivas provavelmente surgiram na Terra por volta de 3,5 bilhões de anos atrás, por reações espontâneas entre moléculas que estavam longe do equilíbrio químico. Sobre a formação das moléculas biológicas em condições pré-bióticas, é INCORRETO afirmar: a) Moléculas orgânicas simples podem associar-se para a formação de polímeros. Umaminoácido pode juntar-se a outro pela formação de uma ligação fosfodiéster, e dois nucleotídeos podem associar-se por meio de uma ligação peptídica. b) No primeiro bilhão de anos da Terra, existia pouco ou nenhum oxigênio, com absoluta ausência de camada de ozônio para absorver a radiação ultravioleta do Sol. A ação fotoquímica da radiação ultravioleta pode ter ajudado a manter a atmosfera rica em moléculas reativas e também longe do equilíbrio químico. c) Se uma mistura de gases, como CO2, CH4, NH3, e H2, é aquecida com água e energizada por uma descarga elétrica ou por radiação ultravioleta, os elementos reagem entre si e formam pequenas moléculas orgânicas, tais como aminoácidos, açúcares, purinas e pirimidinas. d) Os polinucleotídeos possuem limitada capacidade catalítica, mas podem dirigir a formação de cópias exatas de suas próprias seqüências por pareamento complementar dos nucleotídeos. Comentários A alternativa A está errada, porque aminoácidos se ligam por ligações peptídicas. Nucleotídeos se ligam por ligações de fosfodiéster. As demais alternativas estão certas. Gabarito: A. 29. (UERJ/2005) Considere a hipótese de que o ambiente marinho primitivo, sem oxigênio molecular, onde viveram os primeiros organismos, contivesse moléculas t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 103 orgânicas produzidas por síntese abiótica. Admita, ainda, que essas moléculas eram por eles decompostas para obtenção de energia. O tipo de nutrição e a forma de obtenção de energia desses organismos deveriam ser, respectivamente: a) homeotrófica - oxidação b) autotrófica - fotossíntese c) isotrófica - quimiossíntese d) heterotrófica - fermentação Comentários Se as moléculas orgânicas que os primeiros organismos utilizam como fonte de energia tem origem abiótica, podemos excluir a presença de autótrofos do local, e, consequentemente, dos processos de fotossíntese e quimiossíntese. Logo, or organismos em questão eram heterótrofos e obtinham energia por fermentação. Gabarito: D. 30. (UEPB/2000) Na atualidade, a hipótese mais aceita para explicar a origem dos primeiros seres vivos assevera que as condições reinantes na terra primitiva possibilitaram a formação de seres vivos, a partir da matéria sem vida e isso, após milhões de anos. Com base nesta hipótese, assinale a alternativa INCORRETA: a) A atmosfera da Terra primitiva era composta pelos gases metano (CH4), amoníaco (NH3), hidrogênio (H2) e vapor de água (H2O). b) O oxigênio livre (O2) estava ausente da atmosfera primitiva. c) As fortes descargas elétricas provenientes das tempestades torrenciais e a alta incidência de raios ultravioleta representavam uma excelente fonte de energia que desencadearam variadas reações químicas nas condições da Terra primitiva. d) As moléculas orgânicas simples podem ter aparecido, a partir dos gases da atmosfera. e) Os primeiros seres vivos eram autotróficos que absorviam moléculas orgânicas simples dos mares primitivos, usando-as como energia. Comentários As alternativas A-D estão certas. A alternativa E está errada, porque provavelmente os primeiros seres vivos eram heterótrofos e realizavam fermentação. Gabarito: E. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 104 31. (UFRS/2000) Associe os elementos químicos da coluna superior com as funções orgânicas na coluna inferior: 1. Magnésio 2. Potássio 3. Iodo 4. Cálcio 5. Sódio 6. Ferro ( ) formação do tecido ósseo ( ) transporte de oxigênio ( ) assimilação de energia luminosa ( ) equilíbrio de água no corpo ( ) transmissão de impulso nervoso A sequência numérica correta, de cima para baixo, na coluna da direita é: a) 4 – 3 – 1 – 5 – 2 b) 5 – 6 – 3 – 4 – 1 c) 4 – 6 – 1 – 5 – 2 d) 5 – 4 – 3 – 6 – 1 e) 6 – 4 – 2 – 3 – 1 Comentários Magnésio= assimilação de energia luminosa Potássio=transmissão de impulso nervoso Cálcio= formação do tecido ósseo Sódio= equilíbrio de água no corpo Ferro= transporte de oxigênio Gabarito: C. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 00 – FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA 105 8. Versões das Aulas DATA VERSÃO ALTERAÇÃO 18/11/2021 Arquivo original 21/11/2021 Versão 1 Inclusão do glossário 03/12/2021 Versão 2 Página 44. Ajuste da ilustração de célula 03/12/2021 Versão 3 Página 52. Inclusão de nota sobre vírus no fim da página. 9. Referências Bibliográficas ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. 6ª ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. AMABIS, J. M.; MARTHO, G. R. Biologia das células: origem da vida, citologia e histologia, reprodução e desenvolvimento. 2ª ed. São Paulo: Moderna, 2004. CARVALHO, H. & RECCO-PIMENTEL, S.M. A célula. 3ª ed. Barueri: Manole, 2013. DAMINELI, A; DAMINELI, DSC. Origens da vida. Estudos avançados, 21 (59): 263 - 284. 2007.ENCICLOPÉDIA BRITÂNICA. Disponível em http://britannica.com.br/ Acesso em: 18 de março de 2019. JUNQUEIRA, L.C. & CARNEIRO, J. Histologia básica. 12ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. LOPES, S. & ROSSO, S. Conecte Bio – volume único. 1ª ed. São Paulo: Editora Saraiva, 2014. PAULINO, W.R. Biologia – volume único (Série Novo Ensino Médio), 8ª ed. São Paulo: Editora Ática, 2002. LINHARES, S. & GEWANDSZNAJDER, F. Biologia hoje. 7ª ed. São Paulo: Editora Ática. 2012 SHUTTERSTOCK. https://www.shutterstock.com/ t.me/CursosDesignTelegramhub