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38 C IT O LO G IA Diferenças entre uma célula eucariótica e procariótica PROCARIONTE X EUCARIONTE Esta divisão é feita quanto a organização da célula. As células procarióticas apresentam organização mais simples, sem núcleo organizado e sem organelas membranosas, como retículo endoplasmático, complexo de Golgi, etc. Possuem células procarióticas os organismos do reino Monera (bactérias e cianobactérias) Flagelo Nucléolo Núcleo Envolto pela Membrana Mitocôndria EUCARIONTE PROCARIONTE Ribossomos Parede Celular Membrana Celular Cápsula (em alguns procariontes) A célula eucariótica apresenta inúmeros compartimentos e estruturas membranosas internas. Além disso, também possuem um núcleo, no qual se localiza o material genético. Protozoários, algas, fungos, plantas e animais possuem células eucarióticas. C IT O LO G IA 39www.biologiatotal.com.br CÉLULA ANIMAL X CÉLULA ANIMAL Na célula animal eucariótica existem três componentes básicos: membrana, citoplasma e núcleo. A existência de um núcleo bem diferenciado é a principal característica da célula eucariótica. A célula vegetal apresenta membrana plasmática e uma parede celular que confere proteção e sustentação mecânica. A parede celular não existe em células animais. VEGETAL ANIMAL Centríolo Ausentes Presentes Peroxissomos Presentes Presentes Aparelho de Golgi Vesículas Isoladas Vesículas Empilhadas Cloroplastos Presentes Ausentes Vácuolos Maiores Menores Plasmodesmos Presentes Ausentes Parede Celular Presentes Ausentes Reserva Amido Glicogênio Diferenças entre células animais e vegetais TEORIA ENDOSSIMBIÓTICA A teoria endossimbiótica foi proposta por Lynn Margulis, em 1981, e admite que algumas organelas (mitocôndrias e cloroplastos) existentes nas células eucarióticas surgiram graças a uma associação simbiótica. Acredita- se que mitocôndrias e cloroplastos são descendentes de organismos procariontes autotróficos que foram capturados e adotados por alguma célula, vivendo, assim, em simbiose. A partir dessa teoria, podemos considerar que os ancestrais das mitocôndrias e cloroplastos eram organismos endossimbiontes, ou seja, organismos que vivem dentro de outro organismo. Possivelmente, a célula hospedeira era uma espécie de fagócito heterotrófico capaz de englobar partículas. Após englobar a célula procariótica autotrófica, ela permaneceu mantida no citoplasma da célula hospedeira sem que houvesse degradação. Os dois organismos, então, começaram a viver em simbiose e, posteriormente, ficaram incapacitados de viver isoladamente. O que apoia esta teoria? Cloroplastos e mitocôndrias assemelham- se a bactérias em tamanho e forma, além da semelhança genética e bioquímica, o que sugere que possam ter ancestrais procarióticos; Cloroplastos e mitocôndrias possuem DNA e ribossomos próprios; DNA de cloroplastos e mitocôndrias são bastante diferentes daquele existente no núcleo da célula; As duas organelas possuem o seu próprio sistema de membranas internas e a presença de duas membranas revestindo-as; Tanto cloroplastos quanto mitocôndrias possuem capacidade de autoduplicação. 40 C IT O LO G IA Etapas da endossimbiose, os passos para o surgimento dos cloroplastos e mitocôndrias. LEITURA COMPLEMENTAR COMO É A RESPIRAÇÃO CELULAR NAS BACTÉRIAS? Todos os organismos necessitam de energia em suas células para manter a ordem biológica que os mantêm vivos. Para isso, as células são capazes de obter energia através de uma ampla variedade de maneiras, incluindo a respiração celular.Basicamente, a respiração celular consiste na quebra de moléculas orgânicas para a produção de energia na forma de ATP e ela pode ocorrer na presença de oxigênio – respiração aeróbia – ou na ausência – respiração anaeróbia. A respiração aeróbia é a rota de produção de energia mais eficiente e ocorre na maioria das células eucarióticas e em alguns organismos procarióticos – e é sobre estes últimos que iremos falar.Muitas pessoas pensam que procariontes (grupo que inclui as bactérias) podem realizar apenas respiração anaeróbia, como a fermentação, mas na verdade eles também podem realizar respiração celular. Nas plantas, animais, por exemplo, parte da respiração celular ocorre no citosol e parte nas mitocôndrias. No entanto, as células procariontes não possuem organelas – lembre-se que as mitocôndrias provavelmente evoluíram de bactérias que foram fagocitadas por células eucarióticas ancestrais há bilhões de anos. Então, o processo de respiração celular difere nestas células com relação aos locais em que ocorrem cada uma das etapas. A primeira fase da respiração celular – chamada de glicólise – ocorre no citoplasma da célula tanto em células eucariontes como procariontes. Esta é a fase em que ocorre a quebra da glicose em piruvato e ela é o ponto de partida tanto da respiração celular como da fermentação.A etapa seguinte, denominada oxidação do piruvato, ocorre na membrana interna da mitocôndria em eucariontes e na face interna da membrana plasmática em procariontes. Nesta etapa, o piruvato é convertido a Acetil-CoA, que é utilizado na etapa seguinte, o ciclo de Krebs.No ciclo de Krebs – que ocorre na matriz mitocondrial em eucariontes e no citoplasma em procariontes – a quebra das moléculas de glicose é completada, resultando na formação de gás carbônico, entre outras moléculas.Por fim, a cadeia respiratória (ou cadeia transportadora de elétrons) – etapa em que ocorre a produção de ATP a partir da energia derivada de reações de redução e oxidação de uma cadeia transportadora de elétrons – acontece na membrana interna da mitocôndria em eucariontes e na face interna da membrana plasmática em procariontes. Locais onde ocorrem as etapas da respiração celular em eucariontes e procariontes. E X E R C ÍC IO S 41www.biologiatotal.com.br A alternativa contendo a associação correta está em: 1B, 2B, 3A, 4A, 5C. 1C, 2C, 3B, 4A, 5C. 1A, 2A, 3A, 4C, 5B. 1A, 2B, 3C, 4B, 5B. 1B, 2A, 3C, 4C, 5C. (UNISC 2016) Todas as células procarióticas apresentam a mesma estrutura básica e, embora menos complicadas do que as células eucarióticas, são funcionalmente complexas, realizando milhares de transformações bioquímicas. Assinale a alternativa que mostra uma estrutura ou elemento não encontrado nos procariotos. Membrana plasmática que limita a célula, regulando o tráfego de materiais entre o meio interno e externo e separando-a do ambiente. Região chamada de nucleoide, que contém o material hereditário da célula. Citosol, formato majoritariamente por água, íons dissolvidos e pequenas macromoléculas solúveis, como as proteínas. Ribossomos, grânulos de aproximadamente 25nm de diâmetro, responsáveis pela síntese de proteínas. Citoesqueleto interno, que mantém a forma da célula e movimenta a matéria. (CFTMG 2016) Analise as duas células A e B, esquematizadas de forma desproporcional na imagem abaixo: a b c d e 1 2 (IFSP 2016) Relacione os exemplos de seres vivos da primeira coluna com o grau de complexidade de sua estrutura celular da segunda coluna. EXERCÍCIOS 3 CAIU NA UERJ - 2017 Segundo estudos, a evolução de todos os eucariotos é o resultado da incorporação, em um passado remoto, de bactérias aeróbias de vida livre no interior de uma célula, em uma associação vantajosa para ambas. Essas bactérias originaram organelas celulares denominadas mitocôndrias. Nomeie a teoria evolutiva que explica a formação da célula eucariótica por esse processo. Nomeie, também, a relação ecológica estabelecida entre as bactérias e a célula e explique de que maneira cada uma se beneficiou dessa associação.Uma vantagem da célula B em relação à célula A refere-se à eficiência respiratória. duração do ciclo celular. complexidade de funções. organização do material genético. a a b b c c d d e (UDESC 2015) A organização dos componentes orgânicos nos seres vivos (com exceção dos vírus), em nível celular, pode ser de dois tipos básicos: procarióticas e eucarióticas. Com relação a estes dois tipos de células, assinale (V) para verdadeiro e (F) para falso. ( ) Nas células eucarióticas existe uma compartimentalização para atividades específicas como, por exemplo, a digestão e o armazenamento. 4 1. ( ) bactérias A. acelular 2. ( ) vírus B. procarionte 3. ( ) fermentos biológicos C. eucarionte 4. ( ) mamíferos 5. ( ) aves 42 E X E R C ÍC IO S ( ) Nas células eucarióticas o material genético encontra-se disperso no citoplasma. ( ) Nas células procarióticas existem, além da membrana citoplasmática, membranas internas denominadas de endomembranas. ( ) Em células procarióticas encontram-se além do DNA nuclear o DNA mitocondrial. ( ) As células procarióticas são encontradas principalmente nas algas e nos fungos. Assinale a alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo. V – F – F – F – F F – F – V – F – F V – V – V – F – V F – F – V – F – V V – V – F – F – V (IFSUL 2015) Tanto o ser humano quanto uma árvore possuem células. Estas células (animais e vegetais) são um pouco diferentes umas das outras. Entre os seres vivos ditos eucarióticos e os seres vivos ditos procarióticos podemos observar uma importante diferenciação a nível celular. A diferenciação a que se refere o enunciado acima, nas células eucarióticas, ocorre pela presença de desmossomos. retículo endoplasmático. carioteca. citoplasma (ACAFE 2015) As células dos seres vivos podem ser procarióticas ou eucarióticas. O que diferencia um tipo do outro é a complexidade da estrutura celular. O esquema a seguir representa os dois tipos celulares mencionados. (UNESP 2014) A figura apresenta os esquemas de duas células. a a a b b b c c c d d d e 5 6 7 Após observar o esquema, marque com V as afirmações verdadeiras e com F as falsas. ( ) A diferença mais marcante entre células procarióticas e eucarióticas é o fato das procarióticas não possuírem núcleo celular e seu material genético estar disperso no citoplasma. Desse fato deriva o nome dessas células, que em grego significa “antes do núcleo” (pro = antes, primeiro, primitivo; e karyon = núcleo). ( ) A célula representada em A é eucariótica, caracterizada por apresentar membrana nuclear, individualizando o núcleo e vários tipos de organelas. Entre as organelas celulares presentes nessas células estão as mitocôndrias, responsáveis pela liberação de ATP através do processo de digestão celular. ( ) A célula representada em B é procariótica. Podemos citar como exemplos de seres que são formados por células procarióticas as bactérias e cianobactérias, sendo as últimas capazes de realizar a fixação biológica do nitrogênio. ( ) Na célula A pode-se observar as microvilosidades. Essas estruturas são especializações da membrana plasmática, que possuem por função aumentar a superfície de absorção, sendo encontradas, por exemplo, nas células intestinais. ( ) Na célula B podemos observar a presença de plasmídeos, que são moléculas de DNA extra cromossomais. Essas moléculas, através da engenharia genética, podem ser utilizadas na produção de hormônios do crescimento, de insulina e na obtenção de vários produtos como, por exemplo, plantas transgênicas mais resistentes a doenças, pragas, e estresses ambientais. A sequência correta, de cima para baixo, é: V - F - V - V - V F - V - F - V - V V - F - V - F - F F - F - V - V - V Porém, o ilustrador cometeu um engano ao identificar as estruturas celulares. É correto afirmar que C IT O LO G IA 43www.biologiatotal.com.br II é uma célula vegetal e o engano está na identificação do complexo golgiense nesta célula, uma vez que este ocorre em células animais, mas não em células vegetais. II é uma célula animal e o engano está na identificação do vacúolo em ambas as células, além de este ser característico de células vegetais, mas não de células animais. II é uma célula animal e o engano está na identificação dos centríolos nesta célula, uma vez que estes são característico de células vegetais, mas não de células animais. I é uma célula animal e o engano está na identificação das mitocôndrias em ambas as células, além de estas ocorrerem em células animais, mas não em células vegetais. I é uma célula vegetal e o engano está na identificação da membrana plasmática nesta célula, uma vez que esta ocorre em células animais, mas não em células vegetais. a b c D e ESTRUTURAS CÉLULAS ANIMAL VEGETAL BACTERIANA Centríolos + - - Citoplasma + + + Membrana citoplasmática + + + Núcleo + + - Parede celular - + + Plastos - + - (UEPB 2014) Observe o esquema representativo de uma célula eucariótica animal, identifique as estruturas numeradas e, em seguida, estabeleça a relação, em ordem numérica crescente, destas com a função que desempenham na célula. (FATEC 2013) A invenção do microscópio possibilitou várias descobertas e, graças ao surgimento dos microscópios eletrônicos, houve uma revolução no estudo das células. Esses equipamentos permitiram separar os seres vivos em procarióticos e eucarióticos, porque se descobriu que os primeiros, entre outras características, possuem parede celular e cloroplastos. possuem material genético disperso pelo citoplasma. possuem núcleo organizado envolto por membrana nuclear. não possuem núcleo e não têm material genético. não possuem clorofila e não se reproduzem. (IFSC 2011) Uma das características dos seres vivos é a presença de célula. As células hoje conhecidas são consideradas a menor unidade funcional dos seres vivos. Sobre esse assunto, assinale a alternativa correta. A membrana plasmática de células animais é constituída de lipídeos, proteínas e ácidos nucleicos. Apenas as células vegetais possuem a parede celular, estrutura impermeável que garante proteção à célula. As células das cianobactérias são consideradas procariontes, uma vez que não possuem organização interna (organelas membranosas). Células eucariontes conseguem a produção de energia em organelas denominadas de complexo de Golgi. A síntese de proteínas ocorre no interior dos lisossomos das células procariontes. (UFF 2011) As células animais, vegetais e bacterianas apresentam diferenças estruturais relacionadas às suas características fisiológicas. A tabela a seguir mostra a presença ou ausência de algumas dessas estruturas. a a a b b b c c c d d d e e e 8 9 10 11 ( ) Retículo endoplasmático granuloso ( ) Mitocôndria ( ) Complexo golgiense ( ) Reticulo endoplasmático não granuloso ( ) Lisossomo A. Secreção celular. B. Digestão de substâncias orgânicas. C. Produção de certas proteínas. D. Respiração aeróbia. E. Síntese de ácidos graxos, de fosfolipídios e de esteroides, além da inativação de substâncias tóxicas. A alternativa que apresenta a relação correta é: 1-C, 2-A, 3-D, 4-B, 5-E. 1-A, 2-C, 3-D, 4-B, 5-E. 1-B, 2-E, 3-D, 4-A, 5-C. 1-E, 2-A, 3-D, 4-B, 5-C. 1-A, 2-E, 3-D, 4-B, 5-C. a b c d e Legenda: (+) presente (-) ausente Analisando as informações apresentadas, é correto afirmar que tanto os vegetais quanto as bactériassão autótrofos devido à presença da parede celular. o citoplasma de todas as células são iguais. as bactérias não possuem cromossomos por não possuírem núcleo. a célula animal é a única que realiza divisão celular com fuso mitótico com centríolos nas suas extremidades. todos os plastos estão envolvidos na fotossíntese. 44 C IT O LO G IA Os tipos celulares: A, B, C e D pertencem, respectivamente, a organismos procarioto heterótrofo, eucarioto heterótrofo, procarioto autótrofo e eucarioto autótrofo. procarioto autótrofo, eucarioto autótrofo, eucarioto heterótrofo e procarioto heterótrofo. eucarioto heterótrofo, procarioto heterótrofo, procarioto autótrofo e eucarioto autótrofo. eucarioto autótrofo, procarioto autótrofo, eucarioto heterótrofo e procarioto heterótrofo. eucarioto heterótrofo, procarioto autótrofo, eucarioto autótrofo e procarioto heterótrofo. (UFPB 2010) Tanto em células eucariontes vegetais como em células procariontes podem ser encontradas as seguintes estruturas celulares: Parede celular e cloroplastos Cloroplastos e mitocôndrias Mitocôndrias e plastos Plastos e ribossomos Ribossomos e parede celular (PUCRJ 2010) Os indivíduos a seguir possuem diferentes características. (UEL 2011) Na tabela, a seguir, estão assinaladas a presença (+) ou a ausência (-) de alguns componentes encontrados em quatro diferentes tipos celulares (A, B, C e D). (UFMG 2010) Observe estas figuras: 14 15 12 13 a b c d e Componentes Tipos Celulares A B C D envoltório nuclear + - + - ribossomos + + + + mitocôndrias + - + - clorofila - + + - retículo endoplasmático + - + - a b c d a b c d e Considerando-se as informações contidas nessas figuras e outros conhecimentos sobre o assunto, é CORRETO afirmar que, em II, ocorre fixação de dióxido de carbono. em III, a obtenção de energia depende de mitocôndrias. em I e II, a transcrição e a tradução ocorrem no mesmo compartimento. em I e III, os tipos de bases nitrogenadas são diferentes. Indi- víduos Mito- côndria Cloro- plasto Parede Celular Envoltório Nuclear Mesos- somos 1 presente presente presente presente ausente 2 presente ausente ausente presente ausente 3 ausente ausente presente ausente presente 4 presente ausente presente presente ausente Em relação às características dos indivíduos apresentadas na tabela, é CORRETO afirmar que: 1 e 2 são procariontes e pluricelulares. 2 e 3 são animais e fotossintéticos. 1 e 2 são eucariontes e aeróbios. 3 e 4 são procariontes e unicelulares. 1 e 4 são eucariontes e anaeróbios. a b c d e ANOTAÇÕES C IT O LO G IA 45www.biologiatotal.com.br GABARITO DJOW CAIU NA UERJ - 2017 Teoria endossimbionte. Relação ecológica: mutualismo. A célula hospedeira pode utilizar mais energia ou o oxigênio; as bactérias aeróbias obtêm proteção ou um ambiente controlado. 1: [E] Tanto células procarióticas quanto células eucarióticas possuem membrana plasmática, nucleoide, citosol e ribossomos. O citoesqueleto é encontrado apenas nas células eucarióticas. 2: [B] A célula B, procariótica, completa seu ciclo celular em vinte minutos, em condições ideais. A célula A, eucariótica, leva cerca de vinte e quatro horas para completar seu ciclo. 3: [E] A associação correta, de cima para baixo, é: 1B, 2A, 3C, 4C e 5C. 4: [A] Nas células eucarióticas material genético encontra-se no núcleo. As células procarióticas são desprovidas de endomembranas, não possuem mitocôndrias e ocorrem, exclusivamente em arqueobactérias e eubactérias. 5: [C] As células procarióticas, presentes em arqueobactérias, bactérias e cianobactérias não possuem o envoltório nuclear (carioteca) ou organelas membranosas. 6: [A] As mitocôndrias liberam energia através do processo de respiração celular. 7: [B] A célula II é tipicamente animal e a seta 6 aponta para o núcleo das duas células. O vacúolo bem desenvolvido é típico de células vegetais e está indicado pela seta 1. 8: [E] A correlação correta encontra-se na alternativa [E]. 9: [B] Os seres vivos procarióticos são organismos que apresentam material genético disperso pelo citoplasma. Não apresentam carioteca (membrana nuclear) nem organelas membranosas, como mitocôndrias e cloroplastos. 10: [C] As cianobactérias são organismos unicelulares isolados ou coloniais e procarióticos por serem formadas por células sem núcleo organizado e desprovidas de organelas membranosas. 11: [D] A presença dos centríolos envolvidos pelo áster é característica típica de células animais vegetais superiores e bactérias não apresentam centríolos em suas células. 12: [E] O organismo formado pelo tipo celular A é eucarioto heterótrofo por possuir envoltório nuclear e não ter clorofila. O organismo B é procarioto autótrofo, porque não possui núcleo organizado e ser capaz de realizar a fotossíntese. C é eucarioto autótrofo, porque seu tipo celular contém núcleo organizado e possui clorofila. D é procarioto heterótrofo, pois não possui envoltório nuclear (carioteca) e por ser desprovido de clorofila. 13: [A] As figuras I, II e III representam, respectivamente, células animal, vegetal e bacteriana. As células vegetais fixam dióxido de carbono ao realizarem fotossíntese. Células animais e vegetais dependem de mitocôndrias para obtenção de energia, e nessas células a transcrição ocorre no núcleo enquanto a tradução ocorre no citoplasma. Nos três tipos celulares as bases nitrogenadas dos ácidos nucleicos são idênticas. A alternativa [A] é a única que apresenta informações corretas. 14: [E] As células procarióticas geralmente apresentam parede celular. Os ribossomos associados à síntese de proteínas ocorrem em células procarióticas e eucarióticas. 15: [C] Os indivíduos 1, 2 e 4 são eucariontes aeróbicos porque apresentam células com envoltório nuclear e mitocôndrias, enquanto o indivíduo 3 é um organismo procariótico devido à ausência de envoltório nuclear. O indivíduo 1 é um organismo fotossintético e pode ser um vegetal ou uma alga. O indivíduo 2 é um animal. O indivíduo 3 é uma bactéria. O indivíduo 4 pode ser um fungo. PROCARIONTE X EUCARIONTE RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2py2yXr RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2py0Jtq RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pybs71 RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pyij0s RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2py1JxB RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2py9X8V RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pyb2gZ RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2py7go2 RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pysemu RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2py4ZJl RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pyfpcb RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pykNvN RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pyh01z RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pxWyxC contato@biologiatotal.com.br /biologiajubilut Biologia Total com Prof. Jubilut @paulojubilut @Prof_jubilut biologiajubilut +biologiatotalbrjubilut C IT O LO G IA PAULO JUBILUT 2018 Introdução à Citologia Membrana Plasmática Citoplasma Procarionte X Eucarionte 03 09 24 38 CITOLOGIA 03 SUMÁRIO C IT O LO G IA 3www.biologiatotal.com.br A célula é a unidade da vida. Vamos viajar neste mundo microscópico em que tudo funciona e se encaixa para que os organismos sobrevivam. Citologia é um dos campos da Biologia que estuda o universo de uma célula. Mas esse universo, o olho humano não consegue desvendar sem o auxílio de lentes que o ampliam. Portanto, toda observação da célula só foi possível a partir de 1590, após a invenção do microscópio pelo holandês Zacharias Jansen, um estudioso e fabricante de lentes.A célula, como unidade viva dos seres vivos, tem sido alvo de inúmeras pesquisas no decorrer dos últimos séculos. Por volta de 1665, Robert Hooke, cientista inglês, utilizando um microscópio bastante primitivo, iluminado a vela e que ampliava a imagem cerca de 270 vezes, observou finas lâminas de cortiça e comparou a imagem observada com um favo de mel, ou seja, sequência de pequenas cavidades separadas por delgadas membranas, as quais denominou de células (em latim, diminutivo de celler, espaço fechado). Na realidade, o que Hooke observou foram pedaços de tecido vegetal morto, e os espaços vazios foram deixados pelas células que morreram, permanecendo as divisões das paredes celulares presentes nas células vegetais. Em 1833, Robert Brown, botânico escocês, analisando tecido vegetal macerado, verificou que as células possuíam em sua região central um concentrado de substâncias de forma arredondada que denominou de núcleo. Sabe- se hoje que, com exceção das bactérias e algas azuis, todas as demais células possuem núcleo e que o mesmo abriga em seu interior o material genético que é passado de pais para filhos, permitindo a continuidade das espécies. TEORIA CELULAR Em 1838, depois de longas e demoradas pesquisas, o botânico alemão Matthias Schleiden observou a presença de células nos vegetais. Em 1939, o zoólogo alemão Theodor Schwann concluiu que os animais eram formados por células, estabelecendo-se assim a teoria celular de Schwann e Schleiden, segundo o qual “todos os seres vivos são formados por células”. Em 1858, o médico alemão Rudof Virchow concluiu que “toda célula tem sua origem em outra preexistente”. No decorrer do século XIX, novas descobertas foram acontecendo, tais como estruturas com funções determinadas, denominadas organoides (organelas), encontradas no interior das células. Com a capacidade de realizar inúmeras funções e de se reproduzir, a hipótese de que a célula é a menor parte viva de um ser vivo ganhou muita força, e passou a ser definida como a unidade morfológica e fisiológica de todos os seres vivos, passando também a ser responsável pela transmissão das características hereditárias. Com todos os conhecimentos adquiridos sobre as células, foi possível formular a nova teoria celular: INTRODUÇÃO À CITOLOGIA 4 C IT O LO G IA 1. Todos os seres vivos são formados por células; 2. As reações que ocorrem em um organismo, e que são responsáveis pela vida do mesmo, dependem do funcionamento das células. Portanto a célula é a unidade fisiológica de todos os seres vivos; 3. Toda célula tem sua origem a partir de outra célula preexistente, que se dividi fornecendo às células filhas seu material genético. MICROSCÓPIO MICROSCÓPIO ÓPTICO É um instrumento dotado de uma parte óptica: lente ocular, lentes objetivas, espelho, condensador, diafragma. E uma parte mecânica: base, coluna ou braço, canhão, revólver, platina, parafusos (micrométrico e macrométrico) que ajustam a imagem observada. As lentes objetivas e ocular são marcadas com números, que significam o seu poder de ampliação. Para sabermos quantas vezes o objeto observado esta ampliado, basta multiplicar o número da lente objetiva pelo número da lente ocular. Exemplo: objetiva 100 X ocular 10, a ampliação é de 1000 vezes. Pode-se observar células vivas ou mortas. A unidade de medida utilizada no microscópio óptico é o μm (micrômetro), que equivale à milésima parte de um milímetro (0,001mm). Lente Ocular Revólver ou tambor Lente Objetiva Platina ou mesa Espelho ou fonte de luz Pé ou base Tubo ou canhão Estativa, braço ou coluna Charriot O microscópio e suas partes. UTILIZAÇÃO DO MICROSCÓPIO ÓPTICO Para a formação da imagem ao microscópio de luz, o material biológico deve ser fino o suficiente para a luz atravessá-lo. Podem ser realizados esfregaços de sangue e sêmen, por exemplo. A gota do material é espalhada na lâmina com o auxílio de uma outra lâmina posicionada em ângulo de 45°. Como os tecidos são geralmente incolores, os histologistas inventaram soluções corantes que têm afinidades diferentes para certas organelas e estruturas, possibilitando a sua localização. Para o material ser corado, a parafina deve ser dissolvida, o que é obtido colocando a lâmina em xilol, e o tecido precisa ser hidratado, já que esses corantes são solúveis em água. A hidratação é conseguida passando a lâmina em uma série alcoólica decrescente e em água. A lâmina é então mergulhada nos corantes. Uma técnica de coloração muito usada é a hematoxilina e eosina (HE). A hematoxilina é um corante de cor roxa, rico em cargas positivas (corante catiônico), e a eosina é um corante rosa, rico em cargas negativas (corante aniônico). As cargas positivas da hematoxilina ligam-se a cargas negativas do tecido, como os grupos fosfato dos ácidos nucleicos, o que faz com que o núcleo da célula fique corado em roxo. As cargas negativas da eosina ligam-se a cargas positivas do tecido, como os radicais amino (-NH3+) das proteínas básicas do citoplasma, tornando-o rosa. Lâmina corada com hematoxilina e eosina. C IT O LO G IA 5www.biologiatotal.com.br Microscopia eletrônica de varredura do vírus do Ebola. RETIRAR ESSA PARTE DAS CORESAs cores são colocadas posteriormente com uma espécie de Photoshop MICROSCÓPIO ELETRÔNICO A partir de 1950, a utilização do microscópio eletrônico provocou avanços revolucionários na Biologia devido ao alto potencial de ampliar os objetos – 250 mil vezes. Ao microscópio eletrônico só é possível observar matéria morta, pois a mesma tem de ser cortada em finas lâminas e preparada em uma câmara de vácuo. A unidade de medida utilizada no microscópio eletrônico é o Å (angstrom), que equivale ao décimo milionésimo de parte de um milímetro (0,0000001 mm). Existem dois tipos de microscópio eletrônico utilizados na Biologia: varredura e transmissão. O microscópio eletrônico de varredura possibilita a Microscopia eletrônica de transmissão de uma mitocôndria. Com esta técnica é possível ver detalhes incríveis desta organela. observação de imagens de superfície de células e outras estruturas dos organismos, enquanto o microscópio de transmissão permite enxergar através das células e todas as suas organelas. ANOTAÇÕES 6 E X E R C ÍC IO S (UEMA 2014) A construção do microscópio composto ou binocular por Robert Hooke, em 1663, permitiu a visualização de estruturas até então desconhecidas pelos cientistas, a partir da utilização de lentes de grande aumento. Com o advento da microscopia, os pesquisadores, após vários estudos em muitos tipos de plantas e animais, lançaram a ideia de que todos os seres vivos são formados por pequenas unidades chamadas células. Essa constatação foi possível graças à possibilidade gerada pela combinação de duas partes (A e C) do microscópio ótico. as mãos. o pavilhão auditivo externo. as fossas nasais. a boca. os olhos. (UEL 1998) Das estruturas celulares a seguir, aquela cuja existência foi revelada pelo microscópio eletrônico é: o nucléolo. a cromatina. a mitocôndria. o centríolo. o retículo endoplasmático. (UFC 1996) A invenção do microscópio óptico foi responsável pelo advento da Citologia, já que as células são geralmente pequenas demais para serem vistas a olho nu, o qual tem poder de resolução de apenas 100ìm. Com o poder de resolução do microscópio óptico podemos ampliar um objeto até cerca de 1500 vezes, dependendo dos aumentos proporcionados pela objetiva e pela ocular. Utilizando- se um microscópio óptico com objetivas de aumentos de 3X, 10X, 40X e 100X e ocular com aumento de 10X, qual o menor aumento que já permite a visualizaçãode um espermatozoide humano, cujo diâmetro da cabeça mede cerca de 8ìm. a a a a b b b b c c c c d d d d e e e EXERCÍCIOS (UECE 2015) No mundo dos multicelulares, há níveis de organização superiores à célula. A partir dessa informação, assinale a afirmação verdadeira. Ecossistema é o conjunto das populações de uma região. População é formada pelos indivíduos de distintas espécies que vivem em uma mesma região e em uma determinada época. Tecido é um conjunto de células semelhantes que se reúnem para desempenhar determinadas funções. Células são as unidades morfofisiológicas dos seres vivos que compõem os tecidos. 1 2 4 5 3 O sistema de lentes A e C, responsável pelo aumento final de uma célula, é chamado, respectivamente, de: diafragma e condensador. objetiva e condensador. condensador e ocular. ocular e diafragma. ocular e objetiva. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Leia a seguir a letra de uma canção de Chico Buarque que aborda vários conceitos relacionados à Biologia. CIRANDA DA BAILARINA Procurando bem Todo mundo tem pereba Marca de bexiga ou vacina E tem piriri, tem lombriga, tem ameba Só a bailarina que não tem E não tem coceira Berruga nem frieira Nem falta de maneira Ela não tem Futucando bem Todo mundo tem piolho Ou tem cheiro de creolina Todo mundo tem um irmão meio zarolho Só a bailarina que não tem Nem unha encardida Nem dente com comida Nem casca de ferida Ela não tem Não livra ninguém Todo mundo tem remela Quando acorda às seis da matina (IFSC 2011) O microscópio composto é normalmente chamado de microscópio óptico... a luneta astronômica é um microscópio óptico...os telescópios são aprimoramentos das lunetas astronômicas...a máquina fotográfica e a filmadora são instrumentos ópticos. O órgão humano que atua como se fosse um instrumento óptico é (são)... E X E R C ÍC IO S 7www.biologiatotal.com.br (CFTCE 2007) Sobre a Citologia, é INCORRETO afirmar que: teve grande impulso com o advento das microscopias óptica e eletrônica, que tornaram possível a visualização de estruturas intracelulares o estudo da membrana plasmática também é feito pelos citologistas, mesmo essa estrutura não fazendo parte da célula para se trabalhar com microscopia óptica, às vezes, é necessário o uso de corantes, pois, devido à diminuta espessura de uma célula, sua visualização pode se tornar difícil e imprecisa glicocálice, flagelos e cílios são estruturas celulares a Citologia serve como base para a Histologia, pois existe uma grande relação entre essas duas áreas da Biologia (UEM 2015) Sobre a descoberta e o estudo da célula, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). A Teoria Celular, formulada por Schleiden e Schwann, afirma que a unidade da vida é a célula. Escherichia coli é considerada um protozoário por apresentar pseudópodos e nutrição saprozoica. Antonie van Leeuwenhoek foi quem introduziu na Biologia o termo célula. Parede celular é uma película que envolve a célula, invisível ao microscópio óptico, ausente em células vegetais e presente em células animais. A observação de células vivas ao microscópio é chamada exame a fresco. (UFPE 2000) Muitos eventos e estruturas biológicas são menores do que pode o olho humano enxergar, cujo poder de resolução fica em torno de 100ìm. O microscópio óptico aumenta esse poder para cerca de 200nm (0.2ìm), limitado pelo comprimento da luz visível (0.4-0.7ìm). O microscópio eletrônico pode aumentar esse poder para 2nm (0.002ìm) pela substituição do feixe de luz por um feixe de elétrons. Assinale a alternativa em que a estrutura biológica pode ser visualizada pelo recurso indicado a seguir. Vírus, pelo microscópio óptico. Mitocôndrias, pela vista desarmada. Óvulo animal, pela vista desarmada. Molécula de ATP, pelo microscópio eletrônico. Estrias das células musculares esqueléticas, pela vista desarmada. (UNICAMP 2015) O desenvolvimento da microscopia trouxe uma contribuição significativa para o estudo da Biologia. Microscópios ópticos que usam luz visível permitem ampliações de até 1.000 vezes, sendo possível observar objetos maiores que 200 nanômetros. Cite dois componentes celulares que podem ser observados em uma preparação que contém uma película extraída da epiderme de uma cebola, utilizando-se um microscópio de luz. Quais células podem ser observadas em uma preparação de sangue humano, utilizando-se um microscópio de luz? a a a a 01 a b b b b 02 b c c c 04 c d d d 08 d e e 16 e 6 9 10 11 12 7 8 Teve escarlatina Ou tem febre amarela Só a bailarina que não tem Medo de subir, gente Medo de cair, gente Medo de vertigem Quem não tem Confessando bem Todo mundo faz pecado Logo assim que a missa termina Todo mundo tem um primeiro namorado Só a bailarina que não tem Sujo atrás da orelha Bigode de groselha Calcinha um pouco velha Ela não tem O padre também Pode até ficar vermelho Se o vento levanta a batina Reparando bem, todo mundo tem pentelho Só a bailarina que não tem Sala sem mobília Goteira na vasilha Problema na família Quem não tem Procurando bem Todo mundo tem... (UEG 2007) A forma trofozoíta de uma ameba mede aproximadamente 20 micrômetros de diâmetro. Sobre o tamanho da ameba, é CORRETO afirmar: 20 micrômetros correspondem a 2 × 10-2 metro. 20 micrômetros correspondem a 2 × 10-5 metro. 20 micrômetros correspondem a 2 × 10-4 metro. 20 micrômetros correspondem a 2 × 10-6 metro. (CFTCE 2006) Em relação à técnica microscópica de observação celular conhecida como “observação a fresco”, é INCORRETO afirmar que: o material biológico deverá ser fixado. é também conhecida como observação vital. as células são observadas vivas. exige corantes específicos (corantes vitais). muito usada para o exame microscópico preliminar de células microbianas. (UFOP 2010) Nas preparações histológicas de rotina, dois corantes são amplamente utilizados: a HEMATOXILINA, um corante de caráter básico que cora estruturas celulares de caráter ácido, e a EOSINA, um corante de caráter ácido que cora estruturas celulares de caráter básico, como, por exemplo, as mitocôndrias. Em uma célula com alta atividade metabólica e de síntese de proteínas, qual desses corantes irá corar o núcleo e qual deles irá corar o citoplasma da célula? Por quê? 8 C IT O LO G IA GABARITO DJOW INTRODUÇÃO À CITOLOGIA ANOTAÇÕES 1 - [D] Todos os seres vivos, exceto vírus, apresentam estrutura celular. As células são as unidades morfofisiológicas e compõem os tecidos ocorrentes na maioria dos organismos pertencentes ao domínio Eukarya. 2 - [E] As lentes apontadas pelas letras A e C são, respectivamente, denominadas ocular e objetiva. 3 - [E] Os olhos são comparados aos instrumentos ópticos por serem órgãos compostos por estruturas transparentes, que funcionam como lentes. Essas estruturas são a córnea, o humor aquoso, o cristalino e o humor vítreo. 4 - [E] 5 - 30 X 6 - [B] 7 - [A] 8 - A HEMATOXILINA é um corante básico, portanto, cora estruturas com caráter ácido (o núcleo) enquanto a EOSINA é um corante ácido e atuará sobre substâncias de caráter básico. 9 - [B] 10 - 01 + 16 = 17. [02] Falsa: Eschericia coli é uma bactéria por apresentar organização celular procariótica. [04] Falsa: Robert Hooke foi quem introduziu na Biologia o termos célula. [08] Falsa: A parede celular é visível ao microscópio óptico e está presente em células vegetais. 11 - [C] 12 - a) Parede celular e vacúolos. b) Hemácias e leucócitos. RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2GoOKaZRESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2Grukhq RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2rJ87Ig RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2GqFAuq RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2rNJzhA RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2GqK30f RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2GqXNIi RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2GoxSRA RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2Gt4fyn RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2GsRSTa RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2rPyXOX 24 C IT O LO G IA CITOPLASMA Quando se descreve uma célula nos seus componentes fundamentais, falamos em membrana plasmática, citoplasma e núcleo. Já fizemos um estudo da membrana e suas particularidades. Vimos ainda, quando diferenciamos célula procarionte da célula eucarionte que, todas as células possuem citoplasma. Os citologistas costumam dividir o citoplasma em duas partes, para fins de estudo: o hialoplasma e as organelas. HIALOPLASMA Material gelatinoso que preenche o interior da célula. Quimicamente, o hialoplasma está formado por água e proteínas, principalmente, além das demais substâncias orgânicas e sais minerais já vistos anteriormente, como glicose, lipídeos, aminoácidos, etc. Podemos observar no hialoplasma uma região mais externa, o ectoplasma, geralmente mais denso, sendo denominado de gel. Observa-se também, uma região mais interna, o endoplasma, geralmente mais fluido, no estado de sol. A parte sol do hialoplasma realiza um movimento orientado, geralmente circular, ao redor do núcleo, chamado ciclose, facilmente observado em células vegetais. Outro tipo de movimento realizado pelo hialoplasma é o movimento ameboide, do qual resultam os pseudópodos, observados em glóbulos brancos e protozoários. Célula completa: núcleo, membrana e citoplasma. Citoplasma: todo o conteúdo celular entre a membrana e o núcleo. Hialoplasma ou Citosol: todo o conteúdo do citoplasma, exceto as organelas. ORGANELAS Sempre é bom lembrar que quando falamos em organelas celulares, referimos a uma célula eucarionte, já que as células procariontes possuem apenas os ribossomos, responsáveis pela síntese proteica. Já as células eucariontes apresentam diversas organelas responsáveis pelo metabolismo celular. 1. Citoesqueleto: constituído por microtúbulos e microfilamentos de proteínas contráteis, o citoesqueleto é responsável pelos movimentos do citoplasma, bem como ao batimento de cílios e flagelos e a migração dos cromossomos durante a divisão celular. 2. Ribossomos: são estruturas compostas por RNA e proteínas, distribuídas em duas subunidades sobrepostas. Os ribossomos podem se apresentar livres no citoplasma, isolados, presos à superfície do RE rugoso ou então presos uns aos outros por uma fita de RNA. Nesse caso, são chamados polissomos ou polirribossomos. É nos ribossomos que ocorre a síntese proteica. 3. Mitocôndrias: são organoides presentes em todas as células eucarióticas, animais e vegetais. As mitocôndrias, assim como os cloroplastos, possuem seu próprio DNA, alguns ribossomos e a capacidade de autoduplicação. As diferentes composições e conformações do citoesqueleto. Cada tipo de citoesqueleto acaba tendo uma função na célula. C IT O LO G IA 25www.biologiatotal.com.br 7. Aparelho de Golgi ou Golgiossomo: É um conjunto de sacos membranosos achatados que chamamos de cisternas e que ficam empilhados como pratos. Geralmente um complexo de Golgi possui entre 6 e 20 cisternas. Quando o aparelho de Golgi tem poucas cisternas (aproximadamente 5 cisternas), o que é muito comum nas células vegetais, ele recebe o nome de dictiossomo. Suas funções são muito variadas: armazenamento de substâncias: muitas das proteínas e demais substâncias sintetizadas na célula, migram até o aparelho de Golgi e são armazenados no interior de suas vesículas. organização do acrossomo nos espermatozoides: o acrossomo contém enzimas que têm a função de promover a perfuração do invólucro do óvulo por ocasião da fecundação. Situa-se na cabeça do espermatozoide. síntese de moléculas complexas: os monossacarídeos obtidos dos alimentos são transformados em polissacarídeos e esses combinam-se com determinadas proteínas dando origem a glicoproteínas. 4. Plastos: um tipo de organela característica das células vegetais. Eles podem conter pigmentos ou substâncias de reserva. Os plastos coloridos pela presença de pigmentos são chamados cromoplastos e, destes, os mais numerosos e importantes são os cloroplastos, nos quais ocorrem as reações da fotossíntese, pois possuem o pigmento verde clorofila. 5. Centríolos: têm a forma de bastonetes e ocupam, normalmente, uma posição próxima ao núcleo celular. Ao microscópio eletrônico cada centríolo aparece formado por nove trincas de microtúbulos de proteína, ligados entre si e dispostos de maneira a formar um cilindro. Em geral, há dois centríolos por célula, dispostos perpendicularmente. Os centríolos atuam na formação de cílios e flagelos e, durante a divisão celular, orientam os cromossomos e formam o fuso 6. Retículo endoplasmático: é uma complexa rede de canais e vesículas membranosas, formando um verdadeiro labirinto. Os retículos endoplasmáticos estão presentes em todas as células eucariontes. O RE é responsável pela circulação e armazenamento das substâncias dentro da célula. O RE pode ser dividido em: Retículo Endoplasmático Liso (REL) ou Agranular: Formado por uma rede de tubos cilíndricos e são desprovidos de ribossomos em sua superfície. Por conta disso, ele não participa da síntese de proteínas. O retículo endoplasmático liso é uma região de intensa síntese de lipídeos. É no aqui que são produzidos ácidos graxos, os fosfolipídeos da membrana plasmática, assim como os esteroides, como por exemplo, a testosterona. Retículo Endoplasmático Rugoso (RER) ou Granular: Também chamado de Ergastoplasma, é formado por uma rede de tubos achatados e possuem ribossomos aderidos à sua superfície. São responsáveis pela síntese de proteínas. Vesículas de Transferência Vindas do RER Face de Formação Face de Maturação Região Interna (Lúmen) Cisternas Vesículas Secretoras deixando a rede de maturação Aparelho de Golgi 8. Lisossomos: o termo lisossomo significa “corpo que quebra” (lise = quebra, soma = corpo). São pequenas vesículas que contêm enzimas digestivas de todos os tipos, cuja função é digerir material que a célula engloba (digestão 26 C IT O LO G IA intracelular) e, ocasionalmente, elementos da própria célula (autofagia). As enzimas lisossômicas são produzidas no ergastoplasma, transferidas para os sáculos do aparelho de Golgi e armazenadas em vesículas, os lisossomos primários. Enquanto os lisossomos não estão participando de nenhuma atividade de digestão, eles recebem o nome de lisossomos primários. A partir do momento em que eles começa a trabalhar, ou seja, em que o processo de digestão celular se inicia, passa a ser chamado de lisossomo secundário. Em condições normais a membrana do lisossomo, apesar de lipoproteica, não permite que as enzimas entrem em contato com o citoplasma celular (esse mecanismo de controle ainda não está bem explicado). Sabe-se, no entanto, que certos fatores podem “desestabilizar” a membrana lisossômica. Por exemplo, sabe-se que, assim que a célula morre, os lisossomos se rompem aos poucos libertando suas enzimas que irão digerir todo o material celular, iniciando a decomposição cadavérica num processo denominado autólise. Esse fenômeno é verificado também em algumas doenças como, por exemplo, a silicose. Núcleo Citoplasma Ribossomos Lisossomos Retículo Endoplasmático Rugoso (RER) Aparelho de Golgi Membrana Plasmática 9. Peroxissomos:são vesículas muito parecidas com os lisossomos; armazenam enzimas oxidantes, do tipo peroxidase. Uma das mais importantes é a catalase, que decompõe a água oxigenada em água e oxigênio. A catalase é importante porque na célula, forma- se água oxigenada como subproduto de algumas reações químicas do metabolismo. Como a água oxigenada é mutagênica, a catalase permite que a célula se livre rapidamente dela, antes que cause danos ao material genético. A função principal dos peroxissomos é quebrar ácidos graxos em moléculas menores que são transportadas para as mitocôndrias e utilizadas na respiração celular ou para síntese de alguns compostos como o colesterol no retículo endoplasmático liso. Outra função dos peroxissomos é a oxidação de várias toxinas que caem na corrente sanguínea como é o caso do álcool. Os peroxissomos aparecem em maior quantidade nas células dos rins e do fígado onde são importantes na destruição de substâncias tóxicas, como o álcool. Assim como as mitocôndrias, os peroxissomos se originam por autoduplicação, ou seja, um peroxissomo se divide, dando origem a duas organelas. Os glioxissomos, são peroxissomos encontrados nos vegetais. Nas células vegetais encontradas nas folhas eles contribuem para a fixação de gás carbônico, que será fonte de carbono durante a fotossíntese para a produção de glicose. Nas sementes, os glioxissomos são responsáveis pela quebra das moléculas de ácidos graxos em estruturas menores. As moléculas menores formadas são convertidas em glicose, essencial para o processo de germinação do embrião. 10. Vacúolos: correspondem genericamente a qualquer espaço no citoplasma delimitado por um pedaço de membrana lipoproteica. As variedades mais comuns de vacúolo são: Vacúolos Digestivos: o vacúolo digestivo, nada mais é do que um fagossomo ao qual se funde um lisossomo; o vacúolo autofágico, uma variação de vacúolo digestivo; e finalmente o corpo residual, que muitas vezes executa a clasmocitose. Vacúolos Contráteis (ou pulsáveis): em protozoários de água doce ocorrem vacúolos que se comunicam com o exterior por meio de C IT O LO G IA 27www.biologiatotal.com.br um poro, expulsam o excesso de água da célula, exercendo um controle osmótico no organismo. Vacúolos Vegetais: Praticamente todas as células vegetais possuem um grande vacúolo que ocupa cerca de 80% da célula. Esse vacúolo surge na célula jovem a partir do retículo endoplasmático e do aparelho de Golgi. Começam vários pequenos e depois se juntam formando uma única estrutura na parte central da célula. O vacúolo é delimitado por uma membrana lipoproteica que recebe o nome de Tonoplasto. Dentro dele existe uma solução aquosa, ou seja, com água, aminoácidos, açúcares, íons e até proteínas. O vacúolo também é responsável pelo crescimento das células vegetais, que aumentam à medida que os vacúolos absorvem água. Isso gera uma enorme economia de energia para a célula que não precisa ficar formando estruturas complexas para crescer. DISGESTÃO CELULAR Refere-se à digestão de partículas englobadas por fagocitose ou por pinocitose. O alimento englobado permanece no vacúolo alimentar (fagossomo ou pinossomo). Os lisossomos primários fundem- se com o vacúolo alimentar, formando o vacúolo digestivo ou lisossomo secundário. Nessa estrutura, o alimento sofre a ação das enzimas digestivas, e as macromoléculas são hidrolisadas até se transformarem em moléculas pequenas, que passam pela membrana e são incorporadas ao hialoplasma, podendo ser utilizadas em processos metabólicos da célula. Quando a digestão termina e restam apenas partículas não assimiladas, o vacúolo recebe o nome de corpo residual. A sua fusão com a membrana plasmática elimina o conteúdo para o meio extracelular, processo conhecido por clasmocitose. DIGESTÃO AUTOFÁGICA (AUTOFAGIA) Os lisossomos podem digerir componentes da própria célula, transformando um tipo celular em outro e digerindo estruturas velhas e sem função, num reaproveitamento de matéria orgânica. A autofagia também ocorre em situações de extrema desnutrição, quando parte do citoplasma é digerido para manter a oferta de energia e a vida da célula. Nesses casos, os lisossomos primários englobam as estruturas a serem digeridas, formando o vacúolo autofágico. Diagrama esquemático dos estágios da autofagia. AUTÓLISE A membrana dos lisossomos tem papel fundamental na manutenção da integridade da célula, uma vez que impede a ação das enzimas lisossômicas sobre os componentes celulares. Não se conhece o mecanismo que torna a membrana lisossômica resistente às suas enzimas. No caso de certas doenças a liberação das enzimas no citoplasma das células, acaba por destruí-las totalmente, como acontece com os mineiros, devido à exposição à sílica, causando uma doença chamada de silicose. O mesmo pode ser observado em situações normais, como na metamorfose do girino. Sua cauda desaparece por ação de enzimas lisossômicas, e a matéria resultante é empregada pelo animal para completar sua transformação em anfíbio adulto. A total digestão da célula é denominada, por alguns autores, por autólise. Outro exemplo que em que autólise pode ser observada é a redução do útero na mulher após o parto. Ao final de uma gestação, o útero pesa em média dois quilos. Poucas semanas depois ele está como 250 g, seu peso normal. 28 C IT O LO G IA LEITURA COMPLEMENTAR Processo de autofagia rendeu prêmio Nobel! Mas o que é isso? O prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina deste ano foi concedido ao pesquisador japonês Yoshinori Ohsumi, em reconhecimento às pesquisas que levaram a descoberta do processo celular denominado autofagia. A palavra autofagia origina-se do grego e significa algo como “comer a si mesmo”. Mas que vantagens uma célula teria em eliminar seu próprio conteúdo? Assim como em processos ecológicos, a resposta está na degradação e reciclagem de componentes. O processo de autofagia começou a ser estudado na década de 1950, inicialmente com a observação de organelas denominadas lisossomos. Os lisossomos são compostos por diversas enzimas, responsáveis pela degradação de proteínas, carboidratos e lipídeos. Com o avanço das técnicas microscópicas e bioquímicas, Yoshinori e sua equipe descobriram então a presença de autofagossomos, as vesículas responsáveis por transportar componentes celulares a serem digeridos pelos lisossomos. Im a g e m t ra d u zi d a d e : N o b e l Os autofagossomos unem-se aos lisossomos para formar vesículas de degradação celular, eliminando possíveis invasores e reciclando organelas em processo de senescência. Apesar da importância de sua descoberta, o pesquisador japonês não parou por aí. No início dos anos 1990, sua equipe passou a estudar a fundo a biologia molecular do processo, utilizando como organismo-modelo as leveduras, que são facilmente cultiváveis e possuem uma maquinaria celular muito semelhante à dos seres humanos. Estas pesquisas permitiram então a identificação de genes essenciais ao processo de autofagia. Os genes descobertos permitiram, por sua vez, a identificação das principais proteínas relacionadas à formação e regulação dos autofagossomos. Uma série de proteínas e complexos proteicos estão envolvidos nas cascatas regulatórias responsáveis pelo desenvolvimento dos autofagossomos Como você já deve estar imaginando, para receber um prêmio Nobel, a descoberta deste mecanismo celular deve possuir uma grande importância. Realmente, a autofagia é essencial para o desenvolvimento e a manutenção dos mais diversos tecidos e tipos celulares. Através da degradação de organelas senescentes – em processo de envelhecimento –, a célulapode utilizar seus componentes para a produção de novas organelas, renovando seus componentes celulares. Durante o desenvolvimento embrionário, a autofagia permite a diferenciação celular e a abertura de espaços para tecidos e órgãos. Além disso, a autofagia também participa da eliminação de organismos invasores como bactérias e vírus. As descobertas de Yoshinori Ohsumi abriram caminho para um maior entendimento quanto ao funcionamento da maquinaria celular e diversos processos fisiológicos, como respostas a estresse e infecções, o desenvolvimento embrionário e até mesmo o surgimento de doenças ligadas a mutações nos genes responsáveis pelo processo. Fica clara, portanto, a importância do reconhecimento desta descoberta tão importante à ciência! Fonte: Nobel Prize. E X E R C ÍC IO S 29www.biologiatotal.com.br (UNICAMP 2017) Ao observar uma célula, um pesquisador visualizou uma estrutura delimitada por uma dupla camada de membrana fosfolipídica, contendo um sistema complexo de endomembranas repleto de proteínas integrais e periféricas. Verificou também que, além de conter seu próprio material genético, essa estrutura ocorria em abundância em todas as regiões meristemáticas de plantas. Qual seria essa estrutura celular? Cloroplasto. Mitocôndria. Núcleo. Retículo endoplasmático. (UFU 2016) As células apresentam diversas organelas citoplasmáticas que têm estrutura e função diferenciadas. Em um leucócito e em uma célula muscular é possível encontrar, respectivamente, um elevado número de quais organelas citoplasmáticas? Retículo endoplasmático não granuloso e lisossomos. Lisossomos e retículo endoplasmático granuloso. Retículo endoplasmático granuloso e mitocôndria. Mitocôndrias e retículo endoplasmático não granuloso. (CFTRJ 2016) “Quanto mais enrugado, melhor.” Por muito tempo, essa era a máxima que parecia valer quando falávamos da estrutura do cérebro. Mas um artigo publicado na revista Science por dois brasileiros parece derrubar essa teoria. O estudo mostra que as reentrâncias características da superfície do cérebro de alguns mamíferos não têm nada a ver com a quantidade de neurônios, como se cogitava - elas são, na verdade, pura física: resultam da maneira como o órgão se molda às pressões internas e externas em seu desenvolvimento e obedecem ao mesmo tipo de regra que uma folha de papel ao ser amassada...” (http://cienciahoje.uol.com.br/noticias/2015/06 /sobre-cerebros-papeis-e-dobraduras). Sabemos que nascemos com um número determinado de neurônios que são formados ainda na fase embrionária e que nunca são substituídos, porém as partes desgastadas são substituídas a (UECE 2016) No processo de defesa contra as ROS (Espécies Reativas de Oxigênio), um inteligente mecanismo evolutivo em plantas inclui a biomolécula catalase - CAT - (Willekens et al., 1997; Bowler et al., 1992). Estudos sobre o processo de envelhecimento nos seres vivos apontam a catalase exercendo papel protetor contra danos oxidativos (Aragão, 2007). A biomolécula referida na informação é um(a) proteína de defesa. enzima. lipídeo. carboidrato. a a a b b b c c c d d d EXERCÍCIOS 1 2 4 3 a b c d e 1 e 1 3 e 3 3 e 1 1e 2 2 e 2 CAIU NA UNESP - 2017 Em cada um dos gráficos A e B, há três curvas, porém apenas uma delas, em cada gráfico, representa corretamente o fenômeno estudado. No gráfico A, o fenômeno estudado é a atividade dos lisossomos na regressão da cauda de girinos na metamorfose. No gráfico B, o fenômeno estudado é a atividade dos peroxissomos na conversão dos lipídeos em açúcares que serão consumidos durante a germinação das sementes. A curva que representa corretamente o fenômeno descrito pelo gráfico A e a curva que representa corretamente o fenômeno descrito pelo gráfico B são, respectivamente, 30 E X E R C ÍC IO S (UDESC 2016) Assinale a alternativa que faz a relação correta entre a organela celular e a sua função. Mitocôndria – Respiração Celular Lisossomos – Permeabilidade Seletiva Vacúolo – Armazenamento de DNA Complexo Golgiense – Síntese de proteínas Cloroplastos – Transporte de aminoácidos (IFSUL 2015) As organelas celulares encontradas no citoplasma das células eucarióticas desempenham funções distintas. Dentre elas, destaca-se o retículo endoplasmático rugoso que tem a função de secretar proteínas. Essa função específica deve-se à presença, no retículo endoplasmático rugoso, de lisossomos. ribossomos. peroxissomos. desmossomos. (UEPA 2015) A unidade funcional e estrutural do ser vivo é a célula. Ela é caracterizada pela presença de um invólucro celular, organização estrutural complexa, e também por possuir um conjunto de organelas celulares. Sobre a palavra em destaque no enunciado acima, é correto afirmar que: os microtúbulos formam o esqueleto externo das células. nas células, a digestão de nutrientes ocorre nos lisossomos. o complexo de Golgi sintetiza lipídeos da parede celular. os ribossomos representam os locais onde ocorre a síntese de lipídeos. na célula animal os plastos auxiliam a síntese de proteínas. (UFSM 2012) Uma vida saudável combina com exercícios físicos aliados a uma dieta alimentar balanceada, mas não combina com a ingestão de drogas e álcool. A organela celular que atua auxiliando na degradação do álcool e outras drogas é chamada de retículo endoplasmático liso. retículo endoplasmático rugoso. complexo de Golgi. centríolos. ribossomos. (FUVEST 2012) O retículo endoplasmático e o complexo de Golgi são organelas celulares cujas funções estão relacionadas. O complexo de Golgi recebe proteínas sintetizadas no retículo endoplasmático. envia proteínas nele sintetizadas para o retículo endoplasmático. recebe polissacarídeos sintetizados no retículo endoplasmático. envia polissacarídeos nele sintetizados para o retículo endoplasmático. recebe monossacarídeos sintetizados no retículo endoplasmático e para ele envia polissacarídeos. (ULBRA 2012) A silicose é uma patologia comum entre os mineiros decorrente da inalação repetida de sílica. Nesta condição, os macrófagos pulmonares são recrutados e fagocitam essas partículas inorgânicas não degradáveis. Esse processo leva ao rompimento e à liberação de enzimas no citoplasma, acarretando morte celular. Qual organela presente nos macrófagos é a principal responsável pelo processo acima descrito? Ribossomos. Mitocôndrias. Lisossomos. Nucléolo. Retículo endoplasmático agranular. (EBMSP 2016) Em 1665, o físico e biólogo Robert Hooke analisou fatias de cortiça em um microscópio composto, construído por ele, e observou compartimentos aos quais denominou células. Disponível em: <http://www.ufrgs.br/livrodehisto>. Acesso em: 15 out. 2015. Adaptado. Com base nos conhecimentos sobre citologia, é correto afirmar: O citoesqueleto, formado por um conjunto de fibras proteicas, é essencial para a adesão das bactérias com a matriz extracelular. O aparelho de Golgi é fundamental para a síntese de lipídeos. O nucléolo é uma organela nuclear, delimitada por membrana, responsável pela formação do RNA mensageiro. Em geral, as proteínas que são secretadas pelas células eucarióticas são formadas pelos ribossomos que se encontram livres no citoplasma. As células de uma pessoa que consome bebida alcoólica diariamente tendem a ter o retículo endoplasmático liso mais desenvolvido do que as células de um abstêmio. a a a a a a b b b b b b c c c c c c d d d d d e e e e d 5 6 78 9 10 11 a a b b c c d d e e cada mês (com exceção de seus genes) por um processo denominado autofagia. A organela celular responsável por este processo é: Ribossomo. Lisossomo. Complexo de golgi. Retículo endoplasmático rugoso. E X E R C ÍC IO S 31www.biologiatotal.com.br (UNESP 2016) A professora distribuiu aos alunos algumas fichas contendo, cada uma delas, uma descrição de características de uma organela celular. Abaixo, as fichas recebidas por sete alunos. (FGV 2015) O pâncreas é uma glândula anfícrina, ou seja, com dupla função, desempenhando um papel junto ao sistema digestório na produção de enzimas, tais como amilases e lipases, e também junto ao sistema endócrino, na produção de hormônios, tais como a insulina e o glucagon. Tendo em vista a composição bioquímica desses catalisadores pancreáticos, as organelas citoplasmáticas membranosas envolvidas diretamente (UERJ 2015) Em embriões de alguns vertebrados, conforme ilustra a imagem, pode-se observar a presença de uma membrana interdigital que não estará presente em filhotes de desenvolvimento normal por ocasião do nascimento. (UEPB 2013) Complete as frases abaixo de forma a torná-las corretas: I. No processo de ..... A ..... a célula utiliza os lisossomos para renovação de estruturas de seu citoplasma. II. O desenvolvimento de seres multicelulares depende da morte programada de certas células. Nestas, a membrana do lisossomo se rompe e as enzimas digestivas entram em contato com o citoplasma, destruindo-o. Este fenômeno biológico é regulado por genes e denominado B ..... III. No processo de ..... C ....., o material nutritivo, que entra na célula por fagocitose ou pinocitose, é envolto por uma vesícula membranosa; essas vesículas se unem aos lisossomos,formando o vacúolo digestivo. A alternativa que apresenta a sequência correta é: A – apoptose; B – heterofagia; C – autofagia. A – heterofagia; B – autofagia; C – apoptose. A – autofagia; B – apoptose; C – heterofagia. A – apoptose; B – autofagia; C – heterofagia. A – heterofagia; B – apoptose; C – autofagia 12 13 15 14 Fernando Giovana Auxílio na formação de cílios e flagelos. Associação ao RNAm para desempenhar sua função. Carlos Rodrigo Síntese de proteínas que serão exportadas pela célula. Síntese de alguns glicídios e modificação de proteínas, preparando-as para secreção. Mayara Gustavo Digestão de componentes desgastados da própria célula. Presença de equipamento próprio para síntese de proteínas. Lígia Síntese de ácidos nucleicos. A professora também desenhou na quadra de esportes da escola uma grande célula animal, com algumas de suas organelas (fora de escala), conforme mostra a figura. Ao comando da professora, os alunos deveriam correr para a organela cuja característica estava escrita na ficha em seu poder. Carlos e Mayara correram para a organela indicada pela seta 7; Fernando e Rodrigo correram para a organela indicada pela seta 5; Giovana e Gustavo correram para a organela indicada pela seta 4; Lígia correu para a organela indicada pela seta 6. Os alunos que ocuparam o lugar correto na célula desenhada foram Mayara, Gustavo e Lígia. Rodrigo, Mayara e Giovana. Gustavo, Rodrigo e Fernando. Carlos, Giovana e Mayara. Fernando, Carlos e Lígia. a a a a b b b b c c c c d d d d e e e na produção e no armazenamento dessas substâncias são, respectivamente, o retículo endoplasmático rugoso e o complexo golgiense. retículo endoplasmático liso e o lisossomo. ribossomo e o retículo endoplasmático rugoso. complexo golgiense e o lisossomo. lisossomo e o vacúolo digestivo. A perda desse tecido ocorre a partir de determinada fase do desenvolvimento, quando as células da membrana liberam em seu citoplasma enzimas que digerem a si próprias. A principal organela participante desse processo de destruição celular é denominada: lisossomo peroxissomo complexo de Golgi retículo endoplasmático rugoso 32 E X E R C ÍC IO S (UECE 2015) Os organismos vivos interagem com o meio ambiente visando manter um ambiente interno que favoreça a sobrevivência, o crescimento e a reprodução. O oxigênio molecular (O 2 ) obtido da atmosfera é vital para organismos aeróbios. Entretanto, espécies reativas formadas intracelularmente a partir do oxigênio ameaçam a integridade celular por meio da oxidação de biomoléculas, e podem comprometer processos biológicos importantes. Marque, entre as opções abaixo, a que apresenta exemplo de enzima antioxidativa que pode minimizar danos causados ao organismo pelas espécies reativas de oxigênio. colesterol catalase riboflavina caroteno (UCS 2015) Todas as células digerem parte de si mesmas por meio de seus/suas __________. Quando um organismo é privado de seu alimento e as reservas do seu corpo se esgotam, como estratégia de sobrevivência, as células passam a digerir parte de si mesmas, processo denominado __________. Assinale a alternativa que completa correta e respectivamente as lacunas acima. lisossomos; autofagia mitocôndrias; digestão celular vacúolos digestivos; autodestruição complexos de Golgi; autopreservação retículos endoplasmáticos; digestão celular (UPE 2014) Num determinado hospital da Região Metropolitana do Recife, nasceu um menino com a síndrome de Zellweger ou síndrome cérebro- hepatorrenal. Considerada uma doença raríssima, por ocorrer 1 em cada 50.000 a 100.000 nascimentos, é resultante do defeito no funcionamento de uma organela celular, cuja função está relacionada com o armazenamento da enzima catalase. Esta reage com o peróxido de hidrogênio, substância tóxica que necessita da sua degradação, contribuindo com a desintoxicação do organismo, a partir da oxidação de substâncias absorvidas do sangue. Com base nessas informações, a organela celular a que o texto se refere denomina-se Lisossomos. Peroxissomos. Mitocôndrias. Ribossomose. Glioxissomos. (UFRGS 2016) Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmações abaixo, referentes ao complexo golgiense. ( ) É local de síntese de lipídeos e esteroides. ( ) Empacota proteínas provenientes do retículo endoplasmático e as distribui para seus destinos. ( ) Dá origem ao acrossomo nos espermatozoides. ( ) Está ausente em células de plantas. A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é V – V – F – V. V – F – V – F. F – V – V – F. F – F – V – V. V – F – F – V. (ENEM 2015) Muitos estudos de síntese e endereçamento de proteínas utilizam aminoácidos marcados radioativamente para acompanhar as proteínas, desde fases iniciais de sua produção até seu destino final. Esses ensaios foram muito empregados para estudo e caracterização de células secretoras. Após esses ensaios de radioatividade, qual gráfico representa a evolução temporal da produção de proteínas e sua localização em uma célula secretora? (UECE 2014) O retículo endoplasmático e o complexo de Golgi são organelas celulares cujas funções estão relacionadas da seguinte forma: o complexo de Golgi recebe proteínas sintetizadas no retículo endoplasmático. envia proteínas, nele sintetizadas, para o retículo endoplasmático. (IFCE 2014) As organelas citoplasmáticas são estruturas celulares especializadas na realização de funções específicas. Na coluna da esquerda, encontram- se organelas celulares e, na coluna da direita, importantes processos fisiológicos relacionados a elas. Marque a sequência que representa a correlação entre as duascolunas. 16 17 20 21 22 19 18 a a a a a a b b b b b b c c c c c c d d d d d d e e e e Organelas Processos fisiológicos 1 - Ribossomo 2 - Retículo endoplasmático liso 3 - Lisossomo 4 - Mitocôndria 5 - Cloroplasto A - Respiração celular B - Síntese de lipídeos C - Síntese de proteínas D - Pinocitose, fagocitose e exocitose E - Realização da fotossíntese 1A, 2B, 3D, 4C, 5E 1B, 2D, 3E, 4A, 5C 1C, 2B, 3D, 4A, 5E 1C, 2B, 3A, 4D, 5E 1D, 2A, 3C, 4B, 5E envia polissacarídeos, nele sintetizados, para o retículo endoplasmático. recebe monossacarídeos sintetizados no retículo endoplasmático, para o qual envia polissacarídeos. E X E R C ÍC IO S 33www.biologiatotal.com.br a b c d e (UEPB 2014) Observe o esquema representativo de uma célula eucariótica animal, identifique as estruturas numeradas e, em seguida, estabeleça a relação, em ordem numérica crescente, destas com a função que desempenham na célula. (UFRGS 2014) No bloco superior abaixo, são citadas duas estruturas celulares; no inferior, características dessas estruturas. Associe adequadamente o bloco inferior ao superior. 1. Lisossomos 2. Ribossomos (UFPR 2014) Os vertebrados possuem grupos de células bastante variados, com adaptações necessárias ao seu funcionamento. Essas adaptações refletem-se, muitas vezes, na própria estrutura celular, de modo que as células podem tornar-se especializadas em determinadas funções, como contração, transmissão de impulsos nervosos, “geração” de calor, síntese de proteínas e lipídeos, secreção etc. Considere os resultados obtidos do estudo de duas células diferentes, apresentados na tabela. Estrutura de duas células extraídas de tecidos diferentes, observadas ao microscópio. 23 25 24 a a b b c c d d e e ( ) Retículo endoplasmático granuloso ( ) Mitocôndria ( ) Complexo golgiense ( ) Reticulo endoplasmático não granuloso ( ) Lisossomo A. Secreção celular. B. Digestão de substâncias orgânicas. C. Produção de certas proteínas. D. Respiração aeróbia. E. Síntese de ácidos graxos, de fosfolipídeos e de esteroides, além da inativação de substâncias tóxicas. A alternativa que apresenta a relação correta é: 1-C, 2-A, 3-D, 4-B, 5-E. 1-A, 2-C, 3-D, 4-B, 5-E. 1-B, 2-E, 3-D, 4-A, 5-C. 1-E, 2-A, 3-D, 4-B, 5-C. 1-A, 2-E, 3-D, 4-B, 5-C. Célula A Célula B Filamentos de actina +++ + Microtúbulos + ++ Retículo endoplasmático liso +++ ++ Retículo endoplasmático rugoso + +++ Mitocôndrias +++ +++ Aparato de Golgi + +++ Núcleo +++ + + poucos ou escassos; ++ intermediários; +++ muitos ou abundantes. Considerando os resultados, que função poderia ser desempenhada pelas células A e B, respectivamente? Contração e secreção. Síntese de lipídeos e contração. Geração de calor e síntese de lipídeos. Síntese de proteínas e geração de calor. Transmissão de impulso nervoso e síntese de proteínas. 34 E X E R C ÍC IO S A sequência correta da associação, de cima para baixo, é: III, V, IV, I, II, VI. III, V, IV, II, I, VI. I, II, III, IV, V, VI. VI, V, IV, III, II, I. IV, V, III, II, I, VI. (UERN 2013) Praticamente, todas as células do corpo humano apresentam estruturas essenciais para o funcionamento do organismo. Essas estruturas, denominadas organelas, estão presentes em quase todas as células do corpo humano. A maioria das células animais e apresentada por três partes: membrana plasmática, citoplasma e núcleo. Cada parte dessa constituição apresenta características e funções distintas que protegem e ajudam a manter o equilíbrio metabólico celular. Acerca das características e funções das organelas, assinale a afirmativa INCORRETA. O complexo golgiense é uma organela que apresenta cavidades em que há enzimas que sintetizam diversos tipos de lipídeos, como os da membrana plasmática e os esteroides. O glicocálix, encontrado na maioria das células animais, forma uma malha que retém nutrientes e enzimas ao redor da célula, de modo a manter nessa região um meio externo adequado. (ENEM 2013) Uma indústria está escolhendo uma linhagem de microalgas que otimize a secreção de polímeros comestíveis, os quais são obtidos do meio de cultura de crescimento. Na figura podem ser observadas as proporções de algumas organelas presentes no citoplasma de cada linhagem. (UDESC 2013) Assinale a alternativa correta quanto à célula. O peroxissoma é responsável pelo armazenamento das proteínas ligadas ao peróxido de nitrogênio e é constituído por uma rede de túbulos separados. O retículo endoplasmático liso possui a função de sintetizar proteínas e é constituído por uma rede de túbulos separados. O retículo endoplasmático rugoso possui a função de sintetizar proteínas e é constituído por uma rede de túbulos interconectados que se comunicam com o envoltório nuclear. O complexo de Golgi possui algumas funções, dentre elas, é responsável pela formação das mitocôndrias e pela formação do espermatozoide. É constituído por uma rede de túbulos interconectados que permitem o armazenamento de lipídeos. O lisossomo possui a função de sintetizar lipídio e é constituído por uma rede de lipídeos. (UPE 2012) A figura a seguir ilustra o processo de digestão intracelular, no qual estão envolvidas várias organelas celulares. Identifique as estruturas e/ou processos enumerados na figura a seguir: (UPF 2013) Associe corretamente cada organela celular (coluna 1) com sua respectiva função (coluna 2): 27 26 29 30 28a a a a a b b b b b c c c c d d d d e e e e ( ) estão presentes em procariontes ( ) realizam digestão de nutrientes ( ) realizam autofagia ( ) constituem subunidades de tamanhos distintos A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é 1 – 2 – 2 – 1. 1 – 1 – 2 – 2. 1 – 2 – 2 – 2. 2 – 1 – 1 – 1. 2 – 1 – 1 – 2. Qual é a melhor linhagem para se conseguir maior rendimento de polímeros secretados no meio de cultura? I II III IV V Os peroxissomas ou microcorpos são pequenas vesículas presentes em todas as células eucariontes. Nos vegetais, existe um tipo de enzima, que transforma lipídeos armazenados nas sementes em glicídios. O retículo endoplasmático granuloso produz proteína para exportação, sendo bem desenvolvido em células glandulares que secretam hormônios e outros produtos, cuja ação se dará fora dessas células. c d I. Retículo endoplasmático rugoso ou granular II. Retículo endoplasmático liso ou agranular III. Ribossomos IV. Complexo de Golgi V. Lisossomos VI. Peroxissomos ( ) Síntese de proteínas ( ) Digestão intracelular, função heterofágica e autofágica ( ) Processamento e empacotamento de proteínas ( ) Síntese e transporte de proteínas ( ) Síntese de esteroides, ácidos graxos e fosfolipídeos ( ) Decomposição do peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ) que é tóxico para as células E X E R C ÍC IO S 35www.biologiatotal.com.br ANOTAÇÕES Estão corretas I - Endocitose; II - Peroxissomo; III - Retículo endoplasmático rugoso; IV - Vacúolo digestivo; V - Fagossomo; VI - Exocitose. I - Fagocitose; II - Lisossomo; III - Complexo de Golgi; IV - Vacúolo autofágico; V - Corpo residual; VI - Clasmocitose. I - Pinocitose; II - Vacúolo; III - Retículo endoplasmático liso; IV - Mitocôndria; V - Fagossomo; VI -Autofagia.I - Heterofagia; II - Ribossomo; III - Complexo de Golgi; IV - Vacúolo; V - Exocitose; VI - Excreção celular. I - Fagossomo; II - Grânulo de inclusão; III - Retículo endoplasmático liso; IV - Mitocôndria; V - Heterofagia; VI - Clasmocitose. a b c d e 36 C IT O LO G IA GABARITO DJOW CITOPLASMA 1 - [B] A estrutura observada pelo pesquisador é a mitocôndria. Essa organela possui membrana dupla constituída por fosfolipídeos e proteínas, além de possuir seu próprio material genético. Nas células meristemáticas não são observados cloroplastos. 2 -[C] Os leucócitos produtores de anticorpos ou de enzimas digestórias são células ricas em retículo endoplasmático granuloso. As fibras musculares possuem numerosas mitocôndrias para o fornecimento de energia durante a contração muscular. 3 - [B] A catalase é uma enzima capaz de decompor a água oxigenada em (H 2 O 2 ) e H 2 O E O 2 , protegendo as células contra a formação de radicais livres. 4 - [B] A digestão de organelas em desuso ou doentes, pelo processo de autofagia, é realizada pelas enzimas digestórias contidas nos lisossomos. 5 - [A] As mitocôndrias relacionam-se à respiração celular. Os lisossomos são responsáveis pela digestão intracelular. O vacúolo está relacionado à regulação osmótica. O Complexo Golgiense apresenta diversas funções, como armazenamento, transformação, transporte e empacotamento de substâncias. Os cloroplastos estão relacionados ao processo fotossintético. 6 - [B] As proteínas são sintetizadas nos ribossomos aderidos às membranas do retículo endoplasmático rugoso (granuloso). 7 - [B] Os lisossomos são organelas citoplasmáticas responsáveis pela digestão intracelular. 8 - [A] O retículo endoplasmático liso contém enzimas relacionadas à metabolização do álcool etílico e medicamentos. 9 - [A] O complexo de Golgi recebe e processa proteínas sintetizadas no retículo endoplasmático rugoso. A associação de proteínas com glicídios, formando glicoproteínas, é um exemplo desse processamento. CAIU NA UNESP - 2017 [A] - O aumento da atividade lisossômica causa a diminuição da cauda do girino pelo fenômeno da autólise. Da mesma forma, o aumento da atividade dos peroxissomos na conversão dos lipídios em açúcares provoca a redução dos lipídios durante a germinação das sementes. 10 - [C] A degradação lisossômica provoca a liberação de enzimas digestórias que provocam a morte dos macrófagos pulmonares por autólise. 11 - [E] O citoesqueleto possui diversas funções, dentre elas, organização, movimentação e manutenção celular. O aparelho de Golgi atua no armazenamento, empacotamento e distribuição de substâncias na célula. O nucléolo é responsável pela produção de ribossomos. A maioria das proteínas é sintetizada por ribossomos aderidos ao retículo endoplasmático rugoso e, posteriormente, empacotadas em vesículas de secreção no aparelho de Golgi. O retículo endoplasmático liso aumenta nas células, principalmente do fígado, de pessoas que consomem bebidas alcoólicas diariamente, pois atua na degradação de substâncias tóxicas em produtos menos nocivos, no caso o etanol ingerido. 12 - [A] Mayara acertou, pois correu em direção ao lisossomo, organela responsável pela digestão intracelular. Gustavo acerta, porque as mitocôndrias contêm ribossomos e sintetizam proteínas. Lígia também acertou, pois foi ao núcleo, local onde se localiza o material genético formado pelo DNA, um tipo de ácido nucleico. 13 - [A] As organelas membranosas envolvidas na síntese e armazenamento das enzimas do suco pancreático são, respectivamente, o retículo endoplasmático rugoso (granuloso) e o complexo golgiense. 14- [C] A autofagia renova estruturas celulares em desuso. A apoptose provoca a morte programada de certas células, auxiliando a modelagem dos tecidos e órgãos dos seres multicelulares. A heterofagia corresponde à digestão, por enzimas lisossômicas, de materiais englobados pela célula, por fagocitose ou pinocitose. 15 - [A] As enzimas lisossômicas causam a morte celular programada (autólise), contribuindo decisivamente na formação dos contornos corretos dos dedos das patas da maioria dos vertebrados tetrápodes. 16 - [B] A enzima catalase presente nos peroxissomos decompõe o peróxido de oxigênio (H 2 O 2 ) em H 2 O e O 2 , evitando a formação de radicais livres que podem causar danos às estruturas celulares. RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2FnvCKf RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2ELclkS C IT O LO G IA 37www.biologiatotal.com.br 17 - [A] Os lisossomos são organelas membranosas que contêm enzimas hidrolizantes e podem digerir organelas em situação de renovação de estruturas em desuso ou na privação alimentar contínua. 18 - [C] A correlação exata entre as duas colunas está na alternativa [C]. 19 - [A] O retículo endoplasmático rugoso produz e envia proteínas que serão armazenadas e processadas nas cisternas do sistema (complexo) golgiense. 20 - [B] A organela que armazena a enzima catalase é o peroxissomo. 21 - [C] A primeira afirmação é falsa, pois em células eucarióticas, a síntese de lipídeos e esteroides ocorre no retículo endoplasmático não granuloso (liso). Assim como a última, porque o sistema golgiense está presente em células de plantas. 22 - [C] Os aminoácidos marcados radioativamente serão localizados aos 5 minutos no retículo endoplasmático rugoso onde serão incorporados em proteínas. As proteínas serão transportadas e processadas no sistema golgiense (10 minutos) e, posteriormente, concentradas e embaladas em vesículas de secreção (15 minutos). 23 - [E] A correlação correta encontra-se na alternativa [E]. 24 - [A] As células A e B podem estar diferenciadas para realizar as seguintes funções, respectivamente: contração e secreção. A célula A pode ser um miócito estriado esquelético, por apresentar abundância em filamentos de actina, REL desenvolvido, abundância em mitocôndrias e ser multinucleada. A célula B pode ser uma célula secretora de uma glândula exócrina, ou endócrina, por ser rica em RER, aparato de Golgi (sistema golgiense e mitocôndrias). 25- [E] Os ribossomos estão presentes tanto em procariotos, quanto em eucariotos e são constituídos de duas subunidades de tamanhos distintos. Os lisossomos contêm enzimas digestivas responsáveis pela hidrólise de diferentes tipos de macromoléculas. Constituem, também, o local onde as células digerem material próprio, em um processo denominado autofagia. 26 - [A] A linhagem I é a melhor para se conseguir o maior rendimento de polímeros secretados no meio de cultura, por apresentar o maior percentual de complexo golgiense. 27- [A] O sistema golgiense tem a função de secreção de materiais produzidos pelo retículo endoplasmático granuloso, dentro de vesículas. Enzimas no interior da organela adicionam açucares e fosfatos à proteína recebida do reticulo endoplasmático granuloso. 28 - [A] A sequência correta da associação, de cima para baixo, é: III, V, IV, I, II e VI. 29 - [C] O retículo endoplasmático rugoso é formado por uma rede intracelular de túbulos e vesículas onde estão aderidos os ribossomos responsáveis pela síntese de proteínas. 30 - [B] Os fenômenos envolvidos no processo de digestão intracelular estão corretamente relacionados na alternativa [B]. ANOTAÇÕES RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2FlT2zH RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2FmNOnb RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2EK3aRB RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2EO1CX0 RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2EONPza RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2FrwBcA RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2FqA3Ec RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2FmVC8t RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2ELjuBN RESPOSTA COMENTADAhttp://bit.ly/2Fpy6rG RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2EL1CHc RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2ELwze8 RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2ENEGah RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2Fkb7Ox 6 E X E R C ÍC IO S A P R O F U N D A D O S 01 01 a 02 02 b 04 04 a 08 08 b 16 16 32 (UFSC 2016) Abaixo está representada uma célula eucariótica com destaques para os mecanismos de transporte através da membrana plasmática. (UEMA 2016) As células são unidades morfofisiológicas dos seres vivos e da sua complexidade depende a vida, possuindo organelas especializadas na realização de determinadas funções. Construindo um paralelo, a ilha de São Luís do Maranhão é limitada pelas Baías de São Marcos e São José, incluindo os municípios de São Luís, São José de Ribamar, Paço do Lumiar e Raposa, e é alimentada energeticamente pela estação do Sacavém. Além disso, possui um complexo sistema de circulação de produtos e de pessoas. Relacione os elementos apontados na caracterização da ilha com os componentes celulares denominados: retículo endoplasmático, mitocôndrias e membrana plasmática. A seguir, explique suas respectivas funções. (FMJ 2016) O consumo excessivo de álcool provoca danos ao fígado e pâncreas, glândulas fundamentais no metabolismo energético. Cite duas organelas das células hepáticas responsáveis pela degradação da molécula de álcool. Explique como o pâncreas atua na formação da reserva de moléculas de glicogênio hepático. 1 2 3 Sobre biologia celular, é CORRETO afirmar que: os mecanismos de transporte A, B, C e D (destaque 1) correspondem a processos passivos, a favor do gradiente de concentração. na osmose, ocorre a passagem de água da solução hipotônica para a hipertônica. na difusão simples, observada no mecanismo B (destaque 1), ocorre o transporte de substâncias hidrofílicas. a fagocitose (destaque 2) pode ser utilizada como mecanismo de defesa realizado por células especializadas, como os macrófagos. no epitélio intestinal, as especializações da membrana chamadas de microvilosidades (destaque 3) reduzem a área de absorção, evitando o transporte por endocitose. o transporte realizado através de vesículas que se fundem à membrana plasmática (destaque 4) libera, por exocitose, proteínas processadas no complexo golgiense. (UEPG 2016) A figura abaixo é uma representação esquemática da estrutura do retículo endoplasmático, complexo golgiense e membrana plasmática (parcialmente cortados para mostrar suas organizações). 4 Com relação à organização, transporte de vesículas e função destas estruturas celulares, assinale o que for correto. Em 1, está apresentado a face cis do complexo golgiense. A face cis é por onde as vesículas provenientes do retículo endoplasmático penetram no complexo golgiense. Nas cisternas do complexo golgiense mostradas em 3 ocorrem os processos finais necessários à exportação das proteínas produzidas no retículo endoplasmático granuloso. No complexo golgiense, as proteínas são modificadas, separadas e empacotadas em bolsas membranosas para serem enviadas aos locais em que atuarão. Em 4, é mostrada uma vesícula sendo secretada através da membrana plasmática. O complexo golgiense atua também neste processo de secreção celular (processo de envio para fora da célula de substâncias úteis ao organismo). A face do complexo golgiense voltada para a membrana plasmática é denominada de face trans, como mostrado em 2. É nesta face que brotam as vesículas contendo as proteínas modificadas, as quais serão endereçadas aos locais onde exercerão suas funções. Em 5, é apresentada a rota de formação de um peroxissomo contendo as enzimas digestivas a partir de uma vesícula que brota da face trans do complexo golgiense. CITOPLASMA 7www.biologiatotal.com.br E X E R C ÍC IO S A P R O F U N D A D O S (FUVEST 2015) Em certa doença humana, enzimas digestivas intracelulares (hidrolases) são transportadas do complexo golgiense para a membrana celular e secretadas, em vez de serem encaminhadas para as organelas em que atuam. Nos indivíduos clinicamente normais, em que organelas celulares essas enzimas digestivas atuam? 9 01 01 02 02 04 04 08 08 08 (UEPG 2016) Em relação às funções desempenhadas pelos lisossomos, assinale o que for correto. Lisossomos podem desempenhar função autofágica, digerindo partes desgastadas da própria célula; ou função heterofágica, digerindo material capturado por fagocitose ou pinocitose. Lisossomos são pequenas vesículas esféricas repletas de enzimas responsáveis pela digestão, além de participar de processos de respiração celular e fotossíntese. Em muitas células normais, a função autofágica ocorre por um processo de digestão de estruturas citoplasmáticas que não estão mais realizando suas funções, o que contribui para a renovação do material citoplasmático. Lisossomos armazenam substâncias que irão agir em outras partes do corpo, tais como as enzimas digestivas, produzidas e secretadas pelas células do pâncreas e que irão atuar no intestino. (UNICID - MEDICINA 2016) A figura representa o desenvolvimento dos sapos. (UFPR 2015) Embora a célula eucariota seja altamente compartimentalizada, os processos necessários para a vida estão integrados em redes. Por exemplo, apenas uma parte do ATP sintetizado numa organela conversora de energia é utilizada na própria organela, sendo o restante do ATP exportado da organela e utilizado por outros compartimentos celulares, como os especializados na biossíntese, processamento e distribuição de proteínas. (UEM 2015) Sobre as estruturas e organelas citoplasmáticas de uma célula eucariótica animal, é correto afirmar que o citoesqueleto, formado por microtúbulos, microfilamentos e filamentos intermediários, dá suporte e forma para as células, além de colaborar em vários movimentos. os centríolos colaboram na formação dos cílios e flagelos e na organização do fuso acromático. os ribossomos são responsáveis pela síntese de proteína, mecanismo determinado pelo RNA produzido no núcleo da célula, conforme especifica o DNA. o complexo de Golgi recebe proteínas do retículo endoplasmático e acondiciona essas moléculas em vesículas que serão enviadas para a membrana plasmática ou para outras organelas. o retículo endoplasmático contém enzimas digestivas e participa da digestão intracelular unindo-se ao fagossomo e formando o vacúolo digestivo. 5 6 7 8 a a a b b c d O tipo de desenvolvimento representado pela figura é direto ou indireto? Em qual ambiente é comum a ocorrência desse desenvolvimento? Explique como os lisossomos atuam na regressão das caudas dos girinos e indique o destino dos materiais resultantes dessa regressão. Quais são as organelas indicadas em B, C e D? Qual processo celular está indicado em A? Qual processo bioquímico está representado em E? Por qual mecanismo o CO 2 sai da célula? 8 E X E R C ÍC IO S A P R O F U N D A D O S 01 01 02 02 04 04 08 08 16 16 (UEPG 2015) Com relação à sustentação da célula e seus movimentos, assinale o que for correto. Os microtúbulos são formados pela proteína tubulina. Fornecem o suporte estrutural da célula, além de atuarem nos movimentos dos cromossomos durante a divisão celular e formação de centríolos, cílios e flagelos. Os microfilamentos são formados por actina e concentram- se preferencialmente próximos à membrana plasmática, fornecendo sustentação às microvilosidades. Além disso, atuam em certos movimentos celulares, graças à capacidadede contração. Os centríolos são estruturas cilíndricas compostas de nove grupos de três microtúbulos. São encontrados geralmente aos pares e dão origem aos cílios e flagelos. Nos eucariotos, os cílios e flagelos são capazes de provocar correntes no ambiente líquido onde estão mergulhadas as células, sendo que estas correntes podem ser usadas para locomoção e captura de alimentos. Os cílios são estruturas curtas e numerosas, sendo que nas vias respiratórias humanas atuam na expulsão de partículas estranhas ao corpo. (UEPG 2013) Com relação às células, assinale o que for correto. A célula da bactéria é mais simples do que a célula dos eucariotos. A célula procariota é caracterizada pela ausência de uma membrana envolvendo o seu material genético, não havendo então a presença de um núcleo individualizado. A energia celular é proveniente das mitocôndrias, organelas responsáveis pela digestão de partículas no interior das células. Os lisossomos são pequenos vacúolos que têm por função armazenar substâncias tóxicas às células e excretá-las ao meio extracelular. Os centríolos são organelas localizadas próximo ao centro das células, proporcionado a nutrição necessária ao funcionamento celular. O retículo endoplasmático é chamado de rugoso quando está associado aos ribossomos, tendo como função a síntese de proteínas. Já o retículo endoplasmático liso é aquele livre dos ribossomos. (UFG 2012) As funções das células estão relacionadas com sua estrutura e com sua atividade metabólica. Apresenta-se abaixo uma tabela em que estão discriminadas, em porcentagens, as extensões de membranas de algumas organelas de duas células, A e B, provenientes de dois órgãos diferentes. (UFSC 2014) As células apresentam grande variedade de formas e funções, as quais são relacionadas ao seu repertório de organelas. Nas micrografias eletrônicas abaixo, é possível observar o citoplasma de uma célula da glândula parótida de um hamster, bem como o detalhamento de algumas organelas nas imagens menores à direita. Indique a soma da(s) proposição(ões) CORRETA(S). (UFPR 2013) Lisossomos são organelas importantes nos processos de digestão intracelular. Possuem enzimas que catalisam a hidrólise de praticamente todos os tipos de macromoléculas. Essas enzimas funcionam em pH ácido (em torno de 5), que é o pH encontrado no interior dessas vesículas. Sobre os lisossomos, responda: Qual o nome geral dado às enzimas digestivas que ficam em seu interior? Qual a importância, para a “saúde” da célula, de que essas enzimas funcionem bem apenas em pH ácido? 10 13 14 11 12 b c A organela B está presente em grandes quantidades em células do fígado, onde desempenha importante função de destoxificação, e por isso tem seu volume aumentado quando há ingestão excessiva de substâncias como o álcool. A organela A está presente em grandes quantidades em células pancreáticas. Esta organela tem importante papel na tradução daquelas proteínas não secretadas pela célula. Proteínas do citoesqueleto participam da sustentação e manutenção da forma das células. Ribossomos livres, não vinculados à organela A, são os responsáveis pela tradução de proteínas transmembrana. Os cromossomos não são visíveis no núcleo devido ao pequeno aumento utilizado para o estudo da célula apresentada na Figura 1. 01 02 04 08 16 32 64 a b A organela C está vinculada à função de respiração celular anaeróbica. Esta organela está presente em grandes quantidades em espermatozoides. As células intestinais que produzem enzimas apresentam grandes quantidades da organela D em seu citoplasma. além de materiais capturados do meio externo, que outros materiais são digeridos pela célula? qual é o destino dos produtos da digestão intracelular? 9www.biologiatotal.com.br E X E R C ÍC IO S A P R O F U N D A D O S Compare os dados das células A e B e indique em qual delas predomina a atividade de destoxificação e em qual predomina a atividade de secreção. Justifique. Experimentos bioquímicos realizados com os dois tipos celulares mostraram que a célula A apresentava metabolismo energético mais elevado do que o da célula B. Como o resultado desses experimentos pode ser confirmado a partir dos dados fornecidos pela tabela? a a a b b b (UFTM 2012) Células humanas foram incubadas em dois tubos durante alguns minutos. No tubo I havia aminoácidos e no II havia ácidos graxos. Essas moléculas foram metabolizadas diferentemente por algumas organelas presentes nas células: sistema golgiense, retículo endoplasmático rugoso (RER) e retículo endoplasmático liso (REL), não necessariamente nessa ordem. A atividade metabólica dessas organelas nos tubos I e II está expressa nos gráficos 1 e 2, respectivamente. (UEPG 2012) Atualmente, detalhes da morfologia e da fisiologia celular são bem conhecidos, bem como as características dos diferentes tipos de células. Sobre o assunto, assinale o que for correto. (UFTM 2012) Paramécios são seres unicelulares heterótrofos que se deslocam com certa facilidade no meio em que se encontram. Os gráficos ilustram as curvas de crescimento de duas espécies de paramécio (Paramecium caudatum e P. bursaria) mantidas isoladas (gráfico 1) e mantidas no mesmo tubo de ensaio, em cultura mista (gráfico 2). 15 16 17 A partir das curvas dos gráficos 1 e 2, explique os resultados obtidos. Qual dos gráficos poderia representar uma célula existente em uma gônada? Justifique sua resposta. Em relação às curvas de crescimento e às espécies de paramécios, responda: Em termos ecológicos, como pode ser explicado o fato de as curvas do gráfico 2 serem semelhantes às do gráfico 1? Que prolongamentos celulares permitem o deslocamento dos paramécios? Como é a constituição dessas estruturas? Dentre as organelas celulares, os lisossomos são vesículas que armazenam em seu interior enzimas responsáveis pela produção de energia no processo de respiração celular. Nos vegetais, além da membrana plasmática existe uma parede celular, a qual protege e sustenta a célula e é constituída principalmente por celulose. A osmose, um tipo de transporte passivo, é a passagem de solvente através de uma membrana semipermeável do meio hipotônico para o meio hipertônico. As células eucarióticas caracterizam-se por apresentarem o material genético protegido por uma bicamada lipídica, a carioteca. Dentre as diversas funções do Complexo de Golgi, pode- se citar: secreção celular, armazenamento de substâncias e formação do acrossomo dos espermatozoides. 01 02 04 08 16 Tipo de membrana Porcentagem de área de membrana Célula A Célula B Membrana de retículo endoplasmático rugoso 35 60 Membrana de retículo endoplasmático liso 16 < 1 Membrana do complexo de Golgi 7 10 Membrana externa da mitocôndria 7 4 Membrana interna da mitocôndria 32 17 10 E X E R C ÍC IO S A P R O F U N D A D O S a b (UEPG 2011) Mergulhado no hialoplasma existe um sistema de finas membranas duplas, lipoproteicas, que formam uma complexa rede espalhada por toda a célula. A organização dessas membranas varia bastante dentro de uma mesma célula. Às vezes, formam cisternas; outras vezes, vacúolos; veem- se também túbulos membranosos, que comunicam as cisternas entre si e, por fim, existem vesículas, pequenas bolsas independentes. Quanto ao conjunto desses elementos e a sua respectiva nomenclatura, assinale o que for correto. O sistema descrito refere-se ao complexo Golgiense e é um sistema em constante mudança. De uma cisterna destacam- se ocasionalmente vesículas; o material acumuladoentre as membranas da cisterna pode distender suas paredes, resultando num vacúolo. Todos esses elementos, em conjunto, fazem parte do retículo endoplasmático. Além de se comunicarem entre si, as membranas do retículo também estão ligadas à membrana plasmática e à carioteca. A descrição trata-se dos centríolos cuja função é o transporte de substâncias no interior da célula, desta para o meio e vice-versa. Os vacúolos mencionados no enunciado, no caso das células vegetais, são regiões hipertrofiadas do sistema que armazenam água, sais, açúcares e pigmentos. O enunciado descreve a constituição dos lisossomos que participam da neutralização de substâncias tóxicas, como drogas e venenos. (UERJ 2011) É possível marcar determinadas proteínas com um isótopo radioativo, a fim de rastrear sua passagem através da célula, desde a síntese até a excreção. O gráfico abaixo ilustra o rastreamento da passagem de uma proteína marcada radioativamente por três compartimentos celulares. (UFPR 2011) O cultivo de células possibilita o estudo de diversos processos moleculares sob condições bastante controladas. O seguinte experimento foi realizado para comparar células em cultivo normais com células mutantes: no meio de cultivo foram colocados nutrientes necessários ao crescimento das células, como polissacarídeos, proteínas e lipídios. Todas essas substâncias são normalmente endocitadas. A tabela abaixo mostra os produtos metabólicos obtidos depois de as células permanecerem por 24 horas no meio. (UDESC 2011) A silicose é uma das doenças ocupacionais que constitui um grande problema de saúde pública no Brasil. Ocorre em pessoas que trabalham com areia, granito e minérios. O pó de sílica é inalado através das vias respiratórias. Os macrófagos fagocitam o pó que se acumula no interior dessa célula, e faz com que o lisossomo se rompa e inicie a autólise. Em relação ao enunciado: Quais são os órgãos, anatomicamente, responsáveis pela trajetória do ar, desde sua entrada pelo nariz até a estrutura onde ocorre a hematose, no organismo humano? Relacione a função do lisossomo na célula com o processo de autólise. 18 19 20 22 21 01 01 02 02 04 04 08 08 16 16 (UEM 2011) Sobre a estrutura, composição química e função dos componentes celulares, assinale o que for correto. A membrana plasmática é de fundamental importância para a vida. Delimita o espaço interno da célula, impedindo totalmente a entrada de qualquer substância. As células procarióticas são constituídas por citosol, uma região entre a membrana plasmática e o núcleo. A síntese de ácidos graxos, de fosfolipídios e de esteroides ocorre nas bolsas e nos tubos do retículo endoplasmático não granuloso. Em células animais e vegetais, as cisternas do complexo golgiense concentram-se próximas às paredes do retículo endoplasmático não granuloso. Uma diferença marcante entre células procarióticas e eucarióticas é que as últimas apresentam citoesqueleto. Indique a sequência do percurso seguido por essa proteína através dos três compartimentos celulares citados e a função de cada um dos compartimentos durante o percurso. Substância fornecida no meio de cultivo Produto do metabolismo Células normais polissacarídeos monossacarídeos polissacarídeos proteínas aminoácidos proteínas lipídios ácidos graxos lipídios 11www.biologiatotal.com.br E X E R C ÍC IO S A P R O F U N D A D O S Se a parede celular da planta ou a matriz extracelular animal fossem impermeáveis, que efeito isso teria na função celular? QUESTÃO BAGA (UEPG 2011) No que se refere às organelas citoplasmáticas, assinale o que for correto. Os plastos são organelas membranosas, e arredondadas que ocorrem em células animais, cuja função é a oxidação de substâncias orgânicas. O citoesqueleto é composto principalmente de dois tipos de filamentos proteicos: os microtúbulos e os microfilamentos. O glicocálix e a parede celular são considerados envoltórios externos à membrana plasmática. As mitocôndrias levam as proteínas produzidas no retículo endoplasmático por meio de vesículas que se destacam do retículo. (UFF 2010) Quando se coloca água oxigenada em um ferimento na pele, uma enzima localizada no interior de uma determinada organela das células do tecido ferido cliva essa água, provocando um borbulhamento sobre o ferimento. Em que organela a enzima em questão se localiza? Explique por que ocorre o borbulhamento sobre o ferimento, descrevendo a reação e a enzima envolvida. Um animal geneticamente modificado apresenta uma redução significativa da síntese das enzimas da organela identificada na resposta do item a. Nesse caso, o processo de detoxificação do etanol seria afetado? Justifique. Cite o nome e a função específica da organela identificada no item a, nas células vegetais. (CPS 2010) As doenças profissionais e os acidentes de trabalho constituem um grande problema de saúde pública. Existem registros históricos de que há cerca de dois mil anos, trabalhadores já utilizavam máscaras para se proteger das poeiras produzidas pelo corte de arenito e de granito, pedras muito utilizadas em construções. A mais antiga e grave doença ocupacional conhecida ocorre em indivíduos que (UNESP 2009) Suponha que aminoácidos que entram na composição das enzimas digestivas de um macrófago tenham sido marcados com isótopos radioativos, o que permite acompanhar seu trajeto pela célula. Em que organela do macrófago haverá maior concentração desses aminoácidos? Justifique. 23 24 25 26 01 a 02 b 04 c 08 d a b A partir dos dados acima apresentados, responda: Qual a organela celular envolvida no defeito apresentado pelas células mutantes? Qual a provável causa do defeito apresentado? trabalham em atividades que envolvem a utilização de jatos de areia, o corte de pedras e a escavação de túneis. Essa doença, que causa, até hoje, graves transtornos de saúde ao trabalhador, sendo progressiva, incurável e determinando a incapacidade para o trabalho ou morte, é conhecida como: 12 E X E R C ÍC IO S A P R O F U N D A D O S GABARITO DJOW CITOPLASMA 1: 02 + 04 + 08 + 32 = 46. [01] Incorreto: O transporte indicado em D (destaque 1) é ativo, porque ocorre contra o gradiente e consome energia. [16] Incorreto: As microvilosidades observadas nos bordos livres das células de revestimento da mucosa intestinal aumentam a área de absorção alimentar. 2: a) Retículo endoplasmático: circulação de produtos e pessoas; mitocôndrias: estação de Sacavém; membrana plasmática: Baías de São Marcos, São José, municípios de São Luís, São José de Ribamar, Paço do Lumiar e Raposa. b) O retículo endoplasmático atua como uma rede de processamento e distribuição de substâncias no interior da célula. As mitocôndrias atuam na respiração celular, para produção de energia. A membrana plasmática estabelece uma fronteira entre meio intracelular e extracelular, selecionando o que entra e sai da célula. 3: a) As organelas responsáveis pela degradação da molécula de álcool são o retículo endoplasmático não granuloso (Retículo Endoplasmático Liso ou Retículo Endoplasmático Agranular) e peroxissomos. b) O pâncreas secreta insulina que transporta a glicose do sangue para o fígado, promovendo a síntese de glicogênio. 4: 01 + 02 + 04 + 08 = 15. [16] Incorreta: Em 5, é apresentada a rota de formação de um lisossomo. 5: 01 + 04 = 05. [01] Verdadeiro. Os lisossomos podem ter função autofágica, digerindo partes da própria célula, como organelas; ou função heterofágica, digerindo partículas provenientes dos processos de fagocitose ou pinocitose.[02] Falso. Os lisossomos são organelas citoplasmáticas que possuem diversas enzimas capazes de digerir as mais variadas substâncias. [04] Verdadeiro. A função autofágica dos lisossomos pode ocorrer para renovação de organelas citoplasmáticas. [08] Falso. As enzimas digestivas dos lisossomos não são secretadas pelo pâncreas com atuação no intestino, mas atuam na digestão celular de todo o organismo. 6: a) A figura representa o desenvolvimento indireto, com metamorfose completa. Este tipo de desenvolvimento é comum em ambiente aquático. b) Os lisossomos produzem enzimas digestivas, que digerem a cauda dos girinos, reabsorvendo-a, para a formação de indivíduos adultos. Os materiais digeridos entram na circulação sanguínea para reutilização em outras partes do corpo, como os membros. 7: a) B - Retículo endoplasmático granuloso; C - vesícula de transporte de proteína e D - sistema golgiense. b) A indica o processo de secreção celular. c) E indica o ciclo de Krebs. d) O CO2 sai da célula por difusão simples através da bicamada lipídica da membrana plasmática. 8: 01 + 02 + 04 + 08 = 15. [16] Falsa: Os lisossomos contêm enzimas digestórias e participa da digestão intracelular heterofágica, unindo-se aos fagossomos e formando os vacúolos digestórios. 9: a) Lisossomos. b) Organelas fora de função, por autofagia ou a digestão das estruturas celulares causando a morte da célula, por autólise. c) Os produtos da digestão intracelular são monossacarídeos com função energética e estrutural, aminoácidos que serão utilizados na síntese proteica, derivados estruturais e energéticos da hidrólise lipídica, como os ácidos graxos e o glicerol, além dos nucleotídeos formados a partir da digestão do DNA e do RNA, os quais serão utilizados durante a replicação semiconservativa do DNA e durante a formação do RNA pela transcrição. 10: 01 + 02 + 04 + 08 + 16 = 31. Todos os itens estão corretos e relacionados com o citoesqueleto, sustentação celular e seus movimentos. 11: 02 + 04 + 16 = 22. [01] INCORRETO: As mitocôndrias (C) estão relacionadas ao processo de respiração celular aeróbica. [08] INCORRETO: As enzimas digestórias, bem como os hormônios produzidos pelo pâncreas, são secretados, respectivamente, no duodeno e na corrente sanguínea. [32] INCORRETO: As proteínas transmembrana são produzidas nos ribossomos do retículo endoplasmático rugoso. [64] INCORRETO: Os cromossomos não são visíveis na imagem por estarem muito descondensados. 12: a) As enzimas lisossômicas são denominadas genericamente como hidrolases ácidas. b) Funcionando bem apenas em pH ácido, o citoplasma ligeiramente alcalino, das células em geral, fica protegido contra o ataque pelas enzimas digestórias de lisossomos eventualmente rompidos. 13: 01 + 16 = 17. [02] Incorreto. As mitocôndrias são responsáveis pela produção de energia nas células. A digestão intracelular é realizada pelos lisossomos. [04] Incorreto. As substâncias tóxicas às células, tais como o CO 2 , a amônia, a ureia etc., são eliminadas pela membrana plasmática. Os resíduos não digeridos pelas enzimas lisossômicas são eliminados pelo processo de exocitose (ou clasmocitose). [08] Incorreto. Os centríolos são organelas relacionadas aos processos de divisão celular e formação dos cílios e flagelos. 14: a) A célula A possui maior extensão de membranas do retículo endoplasmático liso e, por esse motivo, pode realizar atividade detoxificadora. A célula B é rica em membranas do complexo de Golgi e, portanto, está envolvida com atividade secretora. b) A célula A possui maior quantidade de membranas internas nas mitocôndrias (cristas mitocondriais) e deve apresentar maior metabolismo energético do que a célula B. 15: a) No tubo I, as células utilizaram os aminoácidos para a síntese de proteínas no RER. Posteriormente, essas proteínas foram transportadas para o sistema golgiense, onde serão concentradas e embaladas para a secreção. No tubo II, as células utilizaram os ácidos graxos para a síntese de esteroides no REL. b) Gráfico 2. Os testículos e os ovários são as gônadas, especializadas na produção de gametas e de hormônios sexuais, como a testosterona, o estrogênio e a progesterona. 16: 02 + 04 + 08 + 16 = 30. [01] Falso. Os lisossomos são vesículas revestidas por membrana única e armazenam em seu interior enzimas digestórias responsáveis pelo processo de digestão intracelular. 13www.biologiatotal.com.br E X E R C ÍC IO S A P R O F U N D A D O S QUESTÃO BAGA resposta- A célula não seria capaz de funcionar apropriadamente e provavelmente morreria logo, uma vez que a parede celular ou ECM deve ser permeável para permitir a troca de matéria entre a célula e o meio externo. A entrada de moléculas envolvidas com a produção e o uso de energia deve ser permitida, assim como daquelas que fornecem informações sobre o meio celular. A saída de outras moléculas, como produtos sintetizados pela célula para exportação e os subprodutos da respiração celular, deve ser permitida. 17: a) As duas espécies de paramécios não ocupam o mesmo nicho ecológico. Por esse motivo, eles não competem e mantêm o mesmo comportamento populacional em cultura mista. b) A movimentação dos paramécios é determinada pelo batimento de cílios. Os cílios são prolongamentos celulares pequenos e numerosos. Revestidos pela membrana plasmática, os cílios são formados por arranjos duplos de microtúbulos. 18: 04 + 16 = 20. A membrana plasmática ocorre em todas as células e apresenta permeabilidade seletiva. As células procarióticas são constituídas pela parede celular, citosol, ribossomos e nucleoide, onde se encontra o DNA circular. As cisternas do sistema golgiense são observadas próximas às paredes do retículo endoplasmático granuloso. 19: 02 + 08 = 10. O sistema descrito refere-se ao retículo endoplasmático. Os centríolos são formados por conjuntos de microtúbulos de tubulina, uma proteína, e estão relacionados com a formação do fuso de divisão, além de participarem da estrutura dos cílios e flagelos. Os lisossomos são vesículas membranosas que contém enzimas digestórias que atuam na hidrólise de macromoléculas orgânicas. 20: Retículo endoplasmático granular (REG), complexo golgiense (CG) e vesículas de secreção (VS) REG: síntese das proteínas; CG: envolvimento das proteínas por suas membranas; VS: fusão com a membrana plasmática, liberando as proteínas para fora da célula. 21: a) O caminho percorrido pelo ar: narinas, faringe, laringe, traqueia, brônquios, bronquíolos, saco alveolar e alvéolo, neste último ocorre a troca gasosa (hematose). b) O lisossomo é uma organela repleta de enzimas digestivas. Quando ocorre o rompimento desta organela, como no caso de silicose, as enzimas são liberadas e digerem as organelas e componentes internos da célula ocorrendo a autólise. 22: a) Lisossomos. b) Provavelmente, as enzimas lisossômicas envolvidas na hidrólise de polissacarídeos são defeituosas ou ausentes devido a mutações nos genes que as codificam. 23: 02 + 04 = 06. Os plastídeos (plastos) são organelas responsáveis pela produção de substâncias orgânicas e ausentes em células animais. As mitocôndrias presentes em células eucariotas oxidam substâncias orgânicas, gerando energia que é armazenada em forma de ATP (trifosfato de adenosina). O transporte de proteínas e outras substâncias celulares é realizado por vesículas do retículo endoplasmático e do sistema golgiense. 24: a) A enzima em questão (catalase) localiza-se no peroxissomo. b) O borbulhamento ocorre devido à liberação do gás oxigênio gerado pela ação da enzima catalase que quebra a água oxigenada (2H 2 O 2 ) em água (2H 2 O) e oxigênio (O 2 ). c) Sim, o processo de detoxificação do etanol seriaprejudicado porque as enzimas peroxissomais são importantes no processo de metabolização do etanol. d) Nas células vegetais, os peroxissomos são denominados de Glioxissomo e a sua função específica nessas células é a conversão das reservas de lipídios em glicídios. 25: [C] A silicose é uma doença provocada pela inspiração de sílica. A sílica se acumula nas células dos alvéolos pulmonares, ocasionando o rompimento das membranas dos lisossomos dessas células. O derrame das enzimas lisossômicas no interior celular promove sua autólise. A destruição do tecido alveolar provoca a formação de um tecido fibroso nos pulmões, com a consequente redução da superfície e capacidade respiratória. 26: A maior concentração dos aminoácidos marcados será encontrada na composição das enzimas digestórias contidas nos lisossomos dos macrófagos. ANOTAÇÕES 14 E X E R C ÍC IO S A P R O F U N D A D O S contato@biologiatotal.com.br /biologiajubilut Biologia Total com Prof. Jubilut @paulojubilut @Prof_jubilut biologiajubilut +biologiatotalbrjubilut C IT O LO G IA 9www.biologiatotal.com.br Modelo do mosaico fluido da membrana plasmática MEMBRANA PLASMÁTICA ESTRUTURA E FISIOLOGIA Todas as células são capazes de controlar a entrada e saída de substâncias do seu hialoplasma. O permanente fluxo de partículas se dá através da membrana plasmática ou plasmalema. As células eucarióticas possuem, ainda, um rico sistema de membranas em seu interior, formando uma rede de canais (como o retículo endoplasmático) ou revestindo organelas e o núcleo. Mitocôndrias e cloroplastos possuem um sistema interno de membranas (cristas mitocondriais e lamelas, respectivamente). Essa intensa compartimentação das células favorece a ocorrência simultânea de um grande número de atividades, que não poderiam ocorrer em um meio único. ESTRUTURA MICROSCÓPICA E ULTRAESTRUTURA A membrana plasmática é muito fina, o que torna impossível sua observação ao microscópio óptico. A espessura total da membrana é de apenas 75 angstroms. Ao microscópio eletrônico, a membrana plasmática mostra-se como uma estrutura trilaminar, conhecida por unidade de membrana. Estudos químicos diretos e a análise da permeabilidade celular mostram que a membrana tem composição lipoproteica, isto é, contém lipídeos e proteínas em sua estrutura. A porção lipídica da membrana é formada por uma camada bimolecular de fosfolipídios onde ficam embutidas moléculas de proteínas. Este modelo de arranjo molecular foi proposto por Singer e Nicholson. Pelo fato de ser fluida, a camada lipídica apresenta consistência semelhante à do óleo, o que permite que tanto lipídeos como proteínas mudem de lugar constantemente, de maneira dinâmica. Além disso, a posição das proteínas lembra um mosaico, daí o modelo ficar conhecido com o nome de Modelo do Mosaico Fluído. A superfície externa da membrana celular é coberta pelo glicocálix, um conjunto de substâncias que envolve glicoproteínas, lipoproteínas, etc. Além de ser uma estrutura de proteção mecânica para a célula, a membrana celular é importante na permeabilidade seletiva, controla a entrada e a saída de materiais da célula. DIFERENCIAÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA Para desempenharem algumas funções especiais, as células podem ter modificações específicas em sua membrana. 1. Microvilosidades: são dobras semelhantes a dedos de luvas, que aumentam a superfície de absorção. Aparecem na mucosa intestinal e nos túbulos renais. 2. Interdigitações: saliências e reentrâncias nas membranas de células vizinhas, que se encaixam facilitando as trocas entre elas. São observadas nas células dos tubos renais. 10 C IT O LO G IA 3. Desmossomos: são placas arredondadas formadas pelas membranas de células vizinhas. É o local de “ancoragem” dos componentes do citoesqueleto e de forte adesão entre células vizinhas. 4. Junção aderente: Esta junção é similar a um desmossomo por sua função de ancoragem entre as membranas e ancoragem do citoesqueleto, no entanto, sua distribuição na membrana difere do mesmo por dispor-se em cinturão ao redor do corpo da célula, fazendo a união desta com várias células vizinhas. Nesta junção o citoesqueleto ancorado é composto de microfilamentos de actina. 5. Junção comunicante ou GAP: são canais proteicos nos quais há trocas de pequenas moléculas (como a glicose), íons e elétrons. plasmática apresenta permeabilidade seletiva: permite a passagem do solvente e de alguns tipos de soluto. A entrada ou a saída de substâncias nas células podem ocorrer de duas maneiras: ou o material atravessa a membrana plasmática, ou ele é englobado por ela. 1. Transporte Passivo: Não envolve gasto de energia, pois a membrana não participa ativamente do processo. Pode-se dizer que é um fenômeno físico. Difusão Simples: Consiste na passagem das moléculas de soluto, do local de maior para o local de menor concentração, até estabelecer um equilíbrio, pois obedece a uma lei física. Neste caso, as moléculas devem ser suficientemente pequenas para poderem atravessar a membrana plasmática. Quanto menor for o tamanho da partícula, maior será a velocidade de deslocamento. Difusão Facilitada: Certas substâncias entram na célula a favor do gradiente de concentração e sem gasto energético, mas com uma velocidade maior do que a permitida pela difusão simples. Isto ocorre, por exemplo, com a glicose, com alguns aminoácidos e certas vitaminas, devido ao auxílio de uma molécula (enzima) transportadora chamada permease, na membrana. PASSAGEM DE SUBSTÂNCIAS ATRAVÉS DA MEMBRANA CELULAR A capacidade de uma membrana de ser atravessada por algumas substâncias e não por outras define sua permeabilidade. A membrana C IT O LO G IA 11www.biologiatotal.com.br 2. Transporte Ativo: Neste processo, as substâncias são transportadas com gasto de energia, podendo ocorrer do local de menor para o de maior concentração (contra o gradiente de concentração), com auxílio de uma substância transportadora. Esse gradiente pode ser químico ou elétrico, como no transporte de íons. Bomba de sódio e potássio: O transporte ativo age como uma “porta giratória”: a bomba de sódio e potássio liga-se em um íon Na+ na face interna da membrana e o libera na face externa. Ali, se liga a um íon K+ e o libera na face interna. A energia para o transporte ativo vem da hidrólise do ATP. Esse tipo de transporte ativo, só ocorre nas células animais. Exemplo do que acontece com a célula animal e vegetal em relação a diferentes concentrações de soluções. Osmose: É a difusão da água através de uma membrana semipermeável. Embora a membrana plasmática não seja perfeitamente semipermeável, já que permite a passagem de solutos, durante a osmose, a movimentação da água é tão intensa que a passagem do soluto perde importância, pois é muito menor. É nesse aspecto que dizemos ser a membrana plasmática semipermeável. A movimentação das moléculas de água ocorre sempre do local de menor concentração de soluto para o de maior concentração. A pressão com a qual a água é forçada a atravessar a membrana é conhecida por pressão osmótica. Quando duas soluções apresentam a mesma concentração, exercem a mesma pressão osmótica e são ditas isotônicas. Caso sejam separadas por uma membra- na, haverá fluxo de água nos dois sentidos de modo proporcional. Quando se comparam soluções de concentrações diferentes, a que possui maior concentração e, portanto, maior pressão osmótica, é chamada hipertônica, e a de menor concentração (menor pressão osmótica) é hipotônica. Separadas por uma membrana, há maior fluxo de água da solução hipotônica paraa hipertônica, até que as duas soluções se tornem isotônicas. A osmose pode provocar alterações de volume celular. Vejamos os seguintes exemplos: - Osmose em células animais: uma hemácia humana é isotônica em relação a uma solução de cloreto de sódio a 0,9% (“solução fisiológica”). Caso seja colocada em um meio com maior concentração, perde água e murcha. Se estiver em um meio mais diluído (hipotônico), absorve água por osmose e aumenta de volume, podendo romper (hemólise). - Osmose na célula vegetal: quando uma célula vegetal se encontra em um meio isotônico, a célula mantem-se flácida. Quando uma célula vegetal está em meio hipotônico, absorve água, mas não se rompe, pois é revestida pela parede celular ou membrana celulósica. Assim, a célula torna-se túrgida. Quando a célula está em meio hipertônico, perde água seu citoplasma se retrai, tornando-a plasmolisada. O transporte de Sódio e Potássio através da célula é o exemplo clássico de transporte ativo (gasto de energia). 12 C IT O LO G IA ENDOCITOSES São processos de englobamento de substâncias pelas células. Nesta modalidade, estão incluídos os processos de fagocitose e pinocitose, onde não existe necessariamente uma diferença de gradiente de concentração. Aqui, pode ocorrer a necessidade de a célula obter moléculas que normalmente não atravessariam os poros da membrana plasmática, ou então o fato de estarem defendendo a célula ou o organismo ao qual pertencem. Fagocitose: é um processo de englobamento de materiais de natureza sólida pela célula por meio de pseudópodes. A fagocitose é um fenômeno que está relacionado com a obtenção de alimento, como ocorre nas amebas, ou com a defesa imunológica, como ocorrem com os leucócitos do tipo macrófagos e neutrófilos. Pinocitose: é um processo de englobamento de materiais de natureza líquida e partículas pequenas pela célula por meio da formação de canais de pinocitose. Também engloba partículas pequenas. Endocitose mediada por receptor: Neste tipo de endocitose, as reações especificas na superfície celular ativam a ingestão de materiais específicos. As proteínas receptores localizadas em sítios específicos da superfície externa da membrana plasmática se ligam a substâncias específicas presentes no ambiente extracelular.Esses sítios são chamados de fendas revestidas, porque formam uma leve depressão na membrana plasmática, cuja superfície celular está revestida de proteínas fibrosas como a clatrina. A endocitose mediada por receptor é um método pelo qual o colesterol é ingerido na maioria das células de mamíferos. Bomba de Cálcio: O cálcio quando disperso no citoplasma atua como um sinalizador celular, ativando vários processos celulares como por exemplo a secreção de moléculas e a contração de células musculares. Logo, as células eucarióticas utilizam o transporte ativo para manter a concentração interna de cálcio baixa, já que a concentração extracelular de cálcio é maior. Bomba de Hidrogênio (ou Bomba de Prótons): principal bomba de íons presentes em plantas, fungos e bactérias é a bomba de hidrogênio, que transporta ativamente íons hidrogênio (H+) para fora da célula. A bomba de hidrogênio transfere cargas positivas do citoplasma para a solução extracelular. Ao produzir voltagem através da membrana, as bombas armazenam energia que pode ser usada para o trabalho celular. Um exemplo importante de bomba de hidrogênio, é a síntese de ATP durante a respiração celular. C IT O LO G IA 13www.biologiatotal.com.br EXOCITOSE A célula secreta determinadas moléculas biológicas pela fusão de vesículas com a membrana plasmática, este processo se dá o nome de exocitose. A exocitose permite, assim, a excreção e secreção dessas moléculas. LEITURA COMPLEMENTAR POR QUE O EXCESSO DE SÓDIO FAZ MAL À SAÚDE? Já estamos cansados de saber que o excesso de sódio faz mal à saúde, certo? Mas você sabe por que isso ocorre? Uma dica: tem a ver com o processo de osmose na corrente sanguínea! Quer entender mais? O Professor Paulo Jubilut explica tudinho no vídeo, e de quebra mostra como este assunto pode ser cobrado no ENEM e demais vestibulares! ASSISTA O VÍDEO: https://goo.gl/Z5czLt ANOTAÇÕES As etapas para são divididas em: migração, fusão e lançamento. Inicialmente, as vesículas de exocitose deslocam-se através do citoplasma. Posteriormente, ocorre a fusão da vesícula com a membrana celular. E por último, lança-se o conteúdo da vesícula no meio extracelular. 14 E X E R C ÍC IO S EXERCÍCIOS a a a a a b b b b b c c c c c d d d d e d e e síntese de proteínas armazenamento de glicídios transporte seletivo de substâncias transcrição da informação genética forte adesão barreira de proteção integração funcional exocitose de substâncias Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. Somente as afirmativas 1 e 4 são verdadeiras. Somente as afirmativas 2 e 5 são verdadeiras. Somente as afirmativas 1, 3 e 4 são verdadeiras. Somente as afirmativas 2, 3 e 5 são verdadeiras. O sal adicionado diminui a concentração de solutos em seu interior. O sal adicionado desorganiza e destrói suas membranas plasmáticas. A adição de sal altera as propriedades de suas membranas plasmáticas. Os íons Na+ e Cl” provenientes da dissociação do sal entram livremente nelas. A grande concentração de sal no meio extracelular provoca a saída de água de dentro delas. movimentam-se livremente no plano da bicamada lipídica. permanecem confinadas em determinadas regiões da bicamada. auxiliam o deslocamento dos fosfolipídios da membrana plasmática. são mobilizadas em razão da inserção de anticorpos. são bloqueadas pelos anticorpos. CAIU NA UERJ - 2018 CAIU NA UERJ - 2018 CAIU NA UFPR - 2018 CAIU NO ENEM - 2017 CAIU NO ENEM - 2017 A composição assimétrica da membrana plasmática possibilita alguns processos fundamentais para o funcionamento celular. Um processo associado diretamente à estrutura assimétrica da membrana plasmática é: Junções comunicantes ou junções gap, um tipo de adaptação da membrana plasmática encontrada em células animais, permitem a comunicação entre os citoplasmas de células vizinhas. Esse tipo de associação entre as células proporciona o seguinte resultado: A bomba de sódio-potássio: 1. é caracterizada pelo transporte de íons potássio de um meio onde se encontram em menor concentração para outro, onde estão em maior concentração. 2. é uma forma de transporte passivo, fundamental para igualar as concentrações de sódio e potássio nos meios extra e intracelular. 3. está relacionada a processos de contração muscular e condução dos impulsos nervosos. 4. é fundamental para manter a concentração de potássio no meio intracelular mais baixa do que no meio extracelular. 5. é uma forma de difusão facilitada importante para o controle da concentração de sódio e potássio no interior da célula. Assinale a alternativa correta Uma das estratégias para conservação de alimentos é o salgamento, adição de cloreto de sódio (NaCI), historicamente utilizado por tropeiros, vaqueiros e sertanejos para conservar carnes de boi, porco e peixe. O que ocorre com as células presentes nos alimentos preservados com essa técnica? Visando explicar uma das propriedades da membrana plasmática, fusionou-se uma célula de camundongo com uma célula humana, formando uma célula híbrida. Em seguida, com o intuito de marcar as proteínas de membrana, dois anticorpos foram inseridos no experimento, um específico para as proteínas de membrana do camundongo e outro para as proteínas de membrana humana. Os anticorpos foram visualizados ao microscópio por meio defluorescência de cores diferentes. A mudança observada da etapa 3 para a etapa 4 do experimento ocorre porque as proteínas: E X E R C ÍC IO S 15www.biologiatotal.com.br (UNISC 2016) Os componentes mais abundantes encontrados na estrutura molecular da membrana plasmática da célula animal são proteínas e glicídios. fosfolipídeos e glicídios. proteínas e fosfolipídeos. lipídeos e glicídios. todas as alternativas acima estão incorretas. (UEMA 2015) Um indivíduo foi submetido a uma intervenção cirúrgica em que foi removida a metade do seu intestino delgado. Após alta hospitalar, o paciente passou a perder peso rapidamente em virtude da má absorção de nutrientes. A estrutura celular perdida durante esse processo cirúrgico que comprometeu a absorção de nutrientes é denominada carioteca. interdigitação. microvilosidade. mitocôndria. cloroplasto. (UECE 2014) Sobre o modelo mosaico fluido das membranas celulares, é correto afirmar-se que os componentes mais abundantes da membrana são fosfolipídios, proteínas e aminoácidos livres. a membrana tem constituição glicoproteica. lipídios formam uma camada única e contínua, no meio da qual se encaixam moléculas de proteína. a dupla camada de fosfolipídios é fluida, possui consistência oleosa, e as proteínas mudam de posição continuamente, como se fossem peças de um mosaico. (MACKENZIE 2015) A respeito da membrana plasmática, é correto afirmar que as moléculas de fosfolipídios são completamente apolares. a fluidez da membrana permite a movimentação das proteínas que fazem parte dessa membrana. os canais de transporte permanecem abertos o tempo todo. a difusão facilitada é um processo que independe da participação de proteínas. a organização da membrana plasmática é diferente da membrana que forma as organelas celulares. (CFTMG 2015) Analise o processo celular esquematizado a seguir. (UECE 2016) Assinale a opção que completa corretamente as lacunas do seguinte enunciado: “A fonte energética primária para os animais vivos é constituída pelos 1__________ que, associados a outras 2__________, produzem glicoproteínas e glicolipídeos que compõem o 3__________, estrutura importante na proteção e no reconhecimento celular”. 1lipídios, 2micromoléculas, 3glicocálix 1carboidratos, 2micromoléculas, 3envoltório celular 1lipídios, 2macromoléculas, 3envoltório celular 1carboidratos, 2macromoléculas, 3glicocálix a a a a a a b b b b b b c c c c c c d d d d d d e e e 1 5 6 3 4 2 a b c d colesterol fosfolipídeo citoesqueleto glicoproteína CAIU NA UERJ - 2016 Os diferentes tipos de transplantes representam um grande avanço da medicina. Entretanto, a compatibilidade entre doador e receptor nem sempre ocorre, resultando em rejeição do órgão transplantado. O componente da membrana plasmática envolvido no processo de rejeição é: A estrutura responsável por esse processo é a(o) núcleo. vacúolo. membrana. citoplasma. 16 E X E R C ÍC IO S (CEFET MG 2013) O processo de osmose, caracterizado pela passagem de solvente de um meio hipotônico (menos concentrado) para um meio hipertônico (mais concentrado) ajuda a controlar a diferença na concentração de sais em todas as células vivas. Sabe- se que o consumo superior a 2g de sódio por pessoa ao dia é prejudicial à saúde, pois causa a(o) hemólise das hemácias. acúmulo de colesterol nas artérias. aumento do volume do sangue circulante. interferência na transmissão do impulso nervoso. intensa eliminação de urina com altas taxas de sal. (UFJF-PISM 1 2016) Para manter as diferenças entre as concentrações interna e externa dos íons sódio (Na+) e potássio (K+) proteínas presentes na membrana plasmática atuam como bombas de íons capturando ininterruptamente íons de sódio no citoplasma e transportando-os para fora da célula. Na face externa da membrana essas proteínas capturam íons de potássio do meio e os transportam para o citoplasma. Neste processo, o papel do trifosfato de adenosina (ATP) na membrana plasmática é: (MACKENZIE 2016) A respeito da permeabilidade celular, assinale a alternativa correta. Não há participação de proteínas da membrana em nenhum tipo de transporte passivo. A bomba de sódio e potássio ocorre para garantir que os meios intra e extracelulares se mantenham isotônicos. A semipermeabilidade garante que a membrana é capaz de controlar a passagem de qualquer tipo de substância através dela. Na difusão, uma vez que os meios se tornam isotônicos, continua a haver passagem das substâncias, mas agora na mesma velocidade em ambos os sentidos. Os processos de endocitose envolvem mudanças na estabilidade da membrana. (UCS 2016) A manutenção de um ambiente iônico intracelular, bem como a entrada e saída de substâncias são processos importantes realizados por componentes da membrana celular. Em relação aos processos de transporte que ocorrem na membrana celular, é correto afirmar que a difusão simples é um processo de transporte de uma substância contra um gradiente de concentração. a difusão facilitada é caracterizada pelo transporte de uma substância utilizando-se uma proteína transmembrana. a bomba de sódio e potássio transporta os dois íons para o meio extracelular, a fim de auxiliar a manutenção da carga elétrica das células. o processo de osmose é um exemplo de difusão simples, no qual a água se desloca do meio mais concentrado em soluto para o menos concentrado em soluto. a bomba de sódio e potássio está presente somente nas células musculares e nervosas, onde a carga elétrica das células tem um papel fundamental. (UFRGS 2016) O quadro abaixo refere-se aos mecanismos de transporte através da membrana. a a a a a b b b b b c c c c c d d d d d e e e e e 7 10 8 11 9 Mecanismo de Transporte Energia Externa Necessária? Força de Movimento Proteína de Membrana Necessária? Especificidade Difusão simples Não A favor do gradiente de concentração Não 1 Difusão facilitada Não A favor do gradiente de concentração 2 Específico Transporte ativo 3 Contra o gradiente de concentração Sim 4 Assinale a alternativa que contém a sequência de palavras que substitui corretamente os números de 1 a 4, completando o quadro. específico – sim – sim – específico específico – não – sim – não específico não específico – sim – não – não específico não específico – sim – sim – específico não específico – não – não – específico fornecer adenosina para o transporte ativo de proteínas fornecer energia para o transporte ativo de substâncias fornecer íons potássio (K+) para o transporte ativo de substâncias manter as diferenças de concentrações de sódio (Na+) e potássio (K+) transportar substâncias para dentro e fora da célula (PUCRS 2015) Assim como o crescimento corporal, o envelhecimento tem características diferentes nos variados grupos de organis¬mos. Um fator que contribui para a incapacidade da manutenção da integridade das células e dos tecidos é o acúmulo de danos causados pelos radicais livres de oxigênio (RLO). No interior da célula, os RLO alteram fosfolipídeos e nu-cleotídeos, causando danos, respectivamente, às estruturas de carioteca e centríolos. lâmina celular e cromátides. parede celular e fuso acromático. membrana celular e cromossomos. membrana plasmática e citoesqueleto. (UFSM 2015) Um menino apaixonado por peixes resolveu montar um aquário em sua casa. Em umaloja, adquiriu três espécies diferentes, levando em consideração o aspecto visual: peixe-palhaço (Amphiprion ocellaris, espécie marinha), peixe- anjo-imperador (Pomacanthus imperator, espécie marinha) e peixinho-dourado (Carassius auratus, espécie de água doce). Todas as espécies foram colocadas no mesmo aquário, que estava preenchido com água de torneira desclorada. As duas espécies marinhas incharam e morreram rapidamente, e a b c d e 12 13 E X E R C ÍC IO S 17www.biologiatotal.com.br apenas o peixe-dourado sobreviveu. Depois do ocorrido, o menino descobriu que os indivíduos das duas espécies marinhas morreram, porque a água do aquário funcionava como uma solução __________ em relação aos seus fluidos corporais, ocorrendo um __________ que causou o inchaço por __________. Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas do texto. hipotônica ─ desequilíbrio osmótico ─ absorção excessiva de água hipotônica ─ transporte ativo de minerais para fora de seus corpos ─ absorção excessiva de água hipertônica ─ desequilíbrio osmótico ─ perda de sais minerais e desidratação das espécies hipertônica ─ transporte ativo de minerais para dentro de seus corpos ─ absorção excessiva de água isotônica ─ desequilíbrio osmótico ─ perda de sais minerais e desidratação das espécies a b c d e (UECE 2015) Toda célula procariótica ou eucariótica possui uma membrana que a isola do meio exterior denominada membrana plasmática. As proteínas presentes na membrana plasmática são fundamentais para a estrutura das células, pois são moléculas hidrofóbicas que impedem a saída de água do citoplasma, evitando a desidratação celular. atuam preferencialmente nos mecanismos de transporte, organizando verdadeiros túneis que permitem a passagem de substâncias para dentro e para fora da célula. são responsáveis pela regulação das trocas de substâncias entre a célula e o meio, permitindo apenas a passagem de moléculas do meio externo para o meio interno à célula. podem funcionar como catalisadores biológicos, diminuindo a velocidade das reações químicas da célula, através da captação de substâncias do meio externo. (UECE 2015) “O Prêmio Nobel de Química de 2003 foi outorgado ao descobridor dos canais de água e a um estudioso da estrutura e mecanismos dos canais de íons. (...). Metade do prêmio foi outorgada ao químico e médico Peter Agre da Universidade Johns Hopkins, em Baltimore, EUA, pela descoberta dos canais de água, e a outra metade ao bioquímico e médico Roderick MacKinnon da Universidade Rockfeller, em Nova Iorque, EUA, por estudos estruturais e mecanísticos de canais de íons.” (Química Nova na Escola. Canais de água e de íons, N° 18, 2003). Sobre os canais de íons, é correto afirmar que o transporte de uma espécie ao longo de um gradiente de concentração é mediado por proteínas canais na membrana, enquanto o transporte contra um gradiente de concentração é mediado por bombas na membrana tais como a ATPase Na+/K+. os canais de água são cruciais para a vida, sendo encontrados em todos os organismos exceto nas bactérias. há muitas proteínas canais de água (aquaporinas) no mundo vivo, sendo que nos seres humanos existem pelo menos 11 aquaporinas diferentes, porém nas plantas estes canais são ausentes. no caso dos canais de água no pâncreas, seu funcionamento é estimulado pelo hormônio antidiurético “vasopressina”; pessoas com deficiência deste hormônio podem sofrer da doença diabetes insípida, que causa a produção de de urina por dia. (UFU 2015) Hemácias humanas foram colocadas em três soluções com diferentes concentrações salinas (Soluções A, B e C) e as variações de seus volumes, após certo tempo, foram analisadas e ilustradas no gráfico a seguir. (FUVEST 2015) Nas figuras abaixo, estão esquematizadas células animais imersas em soluções salinas de concentrações diferentes. O sentido das setas indica o movimento de água para dentro ou para fora das células, e a espessura das setas indica o volume relativo de água que atravessa a membrana celular. a a b b c c d d 14 17 15 16 Em relação à tonicidade do citoplasma das hemácias humanas, as soluções A, B e C são, respectivamente, classificadas como hipotônica, hipotônica, isotônica. hipertônica, isotônica, hipotônica. hipotônica, isotônica, hipertônica. hipertônica, hipotônica, hipotônica. a b c d A ordem correta das figuras, de acordo com a concentração crescente das soluções em que as células estão imersas, é: I, II e III. II, III e I. III, I e II. II, I e III. III, II e I. a b c d e TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES: Leia o texto e observe a figura para responder a(s) questão(ões). 18 E X E R C ÍC IO S (CPS 2015) A análise da figura nos permite concluir corretamente que, nessa sequência, ocorre a troca de íons positivos por íons negativos na célula. para cada dois ânions que entram na célula, três cátions saem. o número de íons positivos que entram e saem da célula é igual. os íons de sódio entram na célula, enquanto os íons de potássio saem. a cada três íons de sódio que saem da célula, dois íons de potássio entram. (CPS 2015) O texto nos permite concluir corretamente que o citoplasma controla as concentrações dos íons, capturando íons sódio e bombeando-os para fora da célula. o transporte ativo permite fluxo de substâncias e íons do meio mais concentrado para o menos concentrado. a alta concentração de sódio dentro da célula é importante para a síntese proteica e para a respiração. o equilíbrio osmótico é mantido pelo bombeamento de íons de sódio do meio intracelular. a concentração de potássio é maior no meio extracelular do que no meio intracelular. (PUCRJ 2014) O gráfico abaixo representa a entrada, sem gasto de energia, da substância “X” em uma célula, em função da concentração desta substância no meio externo. a a b b c c d d e e 18 19 20 Nas células, o transporte ativo caracteriza-se por ser o movimento de substâncias e íons de locais onde estão menos concentrados para os locais onde se encontram mais concentrados. A bomba de sódio e potássio é um exemplo de transporte ativo. A concentração do sódio é maior no meio extracelular enquanto a de potássio é maior no meio intracelular. A manutenção dessas concentrações é realizada pelas proteínas transportadoras que capturam íons sódio, no citoplasma (sequência I) e os bombeiam para fora da célula. No meio extracelular, capturam os íons potássio, (sequência II) e os bombeiam para o meio interno (sequência III). Se não houvesse um transporte ativo eficiente, a concentração desses íons iria se igualar. A manutenção de alta concentração de potássio dentro da célula é importante para a síntese de proteína e a respiração, e o bombeamento de sódio para o meio extracelular permite a manutenção do equilíbrio osmótico. <http://tinyurl.com/obx9ohp> Acesso em: 19.03.2015. Adaptado. Original colorido. Com base nesse gráfico, as curvas I e II representam, respectivamente, um processo de: transporte ativo e osmose. difusão facilitada e osmose. osmose e difusão facilitada. osmose e transporte ativo. transporte ativo e difusão facilitada. a b c d e (UFPA 2016) As membranas plasmáticas representam a estrutura mais externa das células, separando o seu interior do ambiente. Estão constituídas principalmente por proteínas e lipídios que, além de compor a sua estrutura, também facilitam o funcionamento celular. 21 Acerca dessa estrutura celular, mostrada na figura acima, afirma-se I. A estruturabásica das membranas celulares obedece ao modelo do mosaico fluido proposto por Singer e Nicholson (1972), no qual proteínas distribuídas em padrão de mosaico flutuam em uma bicamada fluida de fosfolipídios. E X E R C ÍC IO S 19www.biologiatotal.com.br II. Fosfolipídios e colesterol são lipídios anfipáticos que formam a estrutura básica das membranas celulares. III. As proteínas representam o grupo de macromoléculas mais abundantes nas membranas das células. IV. As proteínas de membrana atuam como canais iônicos, proteínas de transporte, receptores de moléculas sinalizadoras e componentes do citoesqueleto. É correto o que se afirma em: I, apenas. I e II, apenas. I, II e III. III e IV. I, II e IV. a b c d e (UDESC 2016) A figura abaixo representa a estrutura proposta por Singer e Nicholson para a membrana plasmática. (UPE-SSA 1 2016) Observe a figura abaixo que apresenta as estruturas e organelas de uma célula vegetal: (ACAFE 2016) A membrana plasmática, também denominada membrana celular ou plasmalema é a estrutura que delimita todas as células vivas, tanto as procariontes como as eucarióticas. A seguir está representado, esquematicamente, o modelo sugerido por dois pesquisadores, Singer e Nicholson, para a constituição da membrana plasmática, denominado Modelo Mosaico Fluido. 22 23 24 Analise as proposições em relação à estrutura proposta por Singer e Nicholson e assinale (V) para verdadeira e (F) para falsa. ( ) A estrutura indicada por A representa a camada dupla de lipídios que compõem a membrana plasmática. ( ) A estrutura indicada por B representa as proteínas da membrana plasmática. ( ) A estrutura indicada por C são as fibras de celulose da parede celular . ( ) A estrutura proposta por Singer e Nicholson para a membrana plasmática independe de ser uma célula vegetal ou animal. ( ) Algumas proteínas presentes na membrana plasmática podem servir como receptores de substâncias para a célula. Assinale a alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo. V – V – F – F – F V – V – F – V – V V – V – V – V – V F – F – F – V – V V – V – F – F – V a a a b b b c c d d e e Considerando duas situações a que as células de uma planta podem estar submetidas, meio hipotônico (I) ou hipertônico (II), é CORRETO afirmar que I. o vacúolo fica imenso e força a parede celular; II. o vacúolo se retrai, e a parede celular se solta da membrana plasmática. I. a membrana plasmática se contrai, diminuindo os espaços entre as organelas; II. os cloroplastos se expandem, liberando água. I. a membrana plasmática fica espessa; II. o vacúolo perde líquido que é absorvido pelos cloroplastos. I. há perda de líquido pelas principais estruturas; II. a célula diminui de tamanho, absorvendo a água pela parede celular. I. há maior troca iônica entre as organelas e o meio; II. apenas o nucléolo não perde líquido para o citoplasma. Acerca do tema, é correto afirmar: A membrana celular apresenta três funções principais: revestimento, proteção e permeabilidade seletiva. Na face externa da membrana plasmática dos animais encontramos o glicocálix que, entre outras funções, é responsável pelo reconhecimento celular, sendo, por isso, de grande importância em transplantes. Segundo o Modelo Mosaico Fluido, a membrana celular é formada basicamente por uma bicamada lipídica e 20 E X E R C ÍC IO S a b c d e (IFSC 2014) (IFSP 2013) Uma membrana limita o que está dentro e fora de uma célula e determina o que pode entrar ou sair dela. É essa capacidade de controlar as substâncias que entram e saem que dá às células condições de manter seus meios internos diferentes e equilibrados em relação ao meio externo. Uma hemácia (1) em equilíbrio isotônico é colocada em um outro meio, onde se observa o fenômeno representado pelas figuras (2) e (3) do esquema abaixo. (UFPA 2013) Numerosos exemplos de atividade de transporte pela membrana são vistos durante a atividade fisiológica dos rins. Por exemplo: o HCO 3 formado intracelularmente é devolvido por difusão para a circulação sistêmica por um transportador Cl-/ HCO 3 na região basolateral da célula renal, enquanto (MACKENZIE 2014) 25 27 28 26 a a b b c c c d d d e e por proteínas. A bicamada lipídica é constituída por fosfolipídios, colesterol e glicolipídios. Os fosfolipídios são os lipídios mais abundantes, constituídos de “caudas” polares (hidrofílica) e por ácidos graxos “cabeça” apolar (hidrofóbica). Como a membrana plasmática representa a superfície das células, muitas vezes necessita adaptações especiais, denominadas especializações da membrana. Entre essas especializações, encontram-se as microvilosidades, cuja função é aumentar a superfície de contato com o meio externo, possibilitando a adesão entre as células. São encontradas no epitélio do intestino delgado humano. A capacidade de uma membrana de ser atravessada por algumas substâncias e não por outras define a sua permeabilidade. A passagem de substâncias através das membranas celulares envolve vários mecanismos, como o transporte ativo, onde algumas substâncias podem atravessar a membrana plasmática de forma espontânea, sem gasto de energia, e o transporte passivo, onde ocorre o gasto de energia (ATP). Sobre a estrutura do modelo atual de membrana plasmática, proposto por Singer e Nicholson, é CORRETO afirmar que é um modelo: que sugere a existência de quatro camadas moleculares: duas externas constituídas de proteínas, envolvendo duas camadas internas, formadas de lipídios. disperso de proteínas, composto por duas camadas de carboidratos onde estão inseridas moléculas de proteínas. em mosaico fluido, composto por duas camadas de glicoproteínas onde estão inseridas moléculas de lipídios. em definição simétrica, composto por uma camada de fosfolipídeo onde estão inseridas moléculas de proteínas. em mosaico fluido, composto por duas camadas de fosfolipídeos onde estão inseridas moléculas de proteínas. A respeito do esquema acima, que representa um fragmento de membrana plasmática, são feitas as seguintes afirmações. I. A seta A indica o glicocálix, responsável por proteger a membrana. II. As moléculas indicadas em B são líquidas, o que permite a movimentação de substâncias pela membrana. III. As diferenças de afinidade com a água, apresentadas pelos componentes da molécula, apontada em B, permitem a formação de uma película que regula a passagem de substâncias. IV. As moléculas, indicadas em C, podem servir como transportadoras de substâncias por meio da membrana. São corretas apenas as afirmativas II, III e IV. apenas as afirmativas II e IV. as afirmativas I, II, III e IV. apenas as afirmativas I, II e III. apenas as afirmativas I, III e IV. É correto afirmar que esse fenômeno é denominado osmose e corresponde ao movimento de sais minerais do meio hipotônico para o hipertônico. osmose e corresponde à entrada de água na hemácia, uma vez que seu interior estava hipertônico em relação ao meio. difusão e corresponde à saída de sais minerais da célula para o meio hipotônico, com alteração do volume celular. difusão facilitada e corresponde à entrada de água do meio hipotônico em relação ao interior da hemácia que estava hipertônico. turgescência e corresponde à saída de água da célula através dos poros existentes ao longo da membrana plasmática. E X E R C ÍC IO S 21www.biologiatotal.com.br o H+ entra no lúmen do túbulo renal por uma das duas bombas de prótons apicais,H+/ATPase ou H+- K+/ATPase. Sobre os solutos transportados e seus transportadores e estas atividades direcionadas através da membrana plasmática da célula renal, é correto afirmar: O transporte direcionado de HCO 3 e de H+ na membrana plasmática da célula renal consome ATP. H+/ATPase é uma bomba iônica de atuação similar à Na+- K+/ATPase, e ambas atuam a favor do gradiente de concentração dos solutos. O transportador Cl- / HCO 3 regula a alcalose metabólica por transporte ativo. A difusão do HCO 3 pela membrana da célula ocorre a favor do gradiente de concentração do soluto. A atuação da H+/ATPase ou da H+ - K+/ATPase na célula renal gera despolarização de membrana. a b c d e (UFRGS 2013) Considere o enunciado abaixo e as quatro propostas para completá-lo. No processo de transporte, através da membrana, pode ocorrer: 1. a difusão facilitada, um tipo de transporte passivo. 2. o transporte passivo, a favor do gradiente de concentração. 3. o transporte ativo, feito com gasto de energia. 4. a difusão simples, independentemente do gradiente de concentração. Quais propostas estão corretas? Apenas 2. Apenas 2 e 4. Apenas 1, 2 e 3. Apenas 1, 2 e 4. Apenas 1, 3 e 4. (FUVEST 2013) A figura abaixo representa uma célula de uma planta jovem. 29 30 a b c d e Considere duas situações: 1) a célula mergulhada numa solução hipertônica; 2) a célula mergulhada numa solução hipotônica. Dentre as figuras numeradas de I a III, quais representam o aspecto da célula, respectivamente, nas situações 1 e 2? I e II. I e III. II e I. III e I. III e II. a b c d e ANOTAÇÕES 22 C IT O LO G IA GABARITO DJOW MEMBRANA PLASMÁTICA 1 - [C] A membrana plasmática separa o meio interno da célula do meio externo, funcionando como barreira física, regulação de trocas entre os meios, comunicação e suporte estrutural. A membrana é composta por fosfolipídeos e proteínas, chamada de lipoproteica. Os fosfolipídeos (tipo de lipídeo) da membrana formam uma bicamada, onde estão inseridas as proteínas, com funções estruturais, enzimáticas, de recepção e transporte. 2 -[D] Preenchem as lacunas, respectivamente: 1. Carboidratos; 2. Macromoléculas e 3. Glicocálix, 3 - [B] A fluidez da membrana plasmática determina por interações moleculares entre os fosfolipídios constituintes da bicamada, permite a movimentação das proteínas que fazem parte dessa estrutura celular. 4 - [C] A entrada e a saída de água nas células ocorrem por osmose, através da membrana plasmática que é semipermeável. 5 - [C] As microvilosidades são evaginações da membrana plasmática das células epiteliais que revestem internamente o intestino delgado e são responsáveis pelo aumento da superfície de absorção alimentar. 6 - [D] O modelo mosaico fluido que propõe a arquitetura molecular das membranas celulares afirma a existência de uma biocamada de fosfolipídios fluida, onde se deslocam livremente diversos tipos de proteínas. CAIU NA UERJ - 2016 CAIU NA UERJ - 2018 CAIU NA UERJ - 2018 CAIU NA UFPR - 2018 CAIU NO ENEM - 2017 CAIU NO ENEM - 2017 [D] - Os componentes do glicocálix (ou glicocálice), presentes na face externa da membrana plasmática das células animais, que permitem o reconhecimento intercelular são os glicolipídios e glicoproteínas. [C] [C] [A] [E] [A] 7 - [C] O sal adquirido na alimentação será absorvido pelo intestino e será acumulado na corrente sanguínea. Pelo processo de osmose o sangue irá absorver água dos tecidos adjacentes, este excesso de água irá aumentar o volume de sangue circulante nos vasos sanguíneos. 8 - [D] Durante o movimento de partículas, através de membrana permeável, conhecido por difusão, uma vez que os meios se tornam isotônicos é atingido o estado de equilíbrio dinâmico, porque as partículas continuam a se movimentar através da membrana, mas com a mesma velocidade em ambos os sentidos. 9 - [D] O processo de transporte através da membrana plasmática por difusão simples não apresenta especificidade. A difusão facilitada é mediada por proteína transmembrana (permease). O transporte ativo consome energia fornecida pela hidrólise do ATP e apresenta especificidade. 10 - [B] A hidrólise do ATP fornece a energia para as proteínas da membrana plasmática, denominadas “bombas”, realizarem o transporte ativo de íons sódio para o meio extracelular e íons potássio para o meio intracelular. 11 - [B] A difusão simples é um processo de transporte de substâncias a favor de um gradiente de concentração e sem gasto de energia. A difusão facilitada é o transporte de substâncias com o auxílio de uma proteína. A bomba de sódio e potássio é um transporte ativo destes íons, com gasto de energia, contra um gradiente de concentração, mantendo a quantidade de sódio maior no meio extracelular e de potássio maior no ambiente intracelular; e ocorre em quase todas as células. A osmose é o transporte de água a favor de um gradiente de concentração, deslocando-se do meio com menos soluto para o meio com mais soluto. 12 - [D] C IT O LO G IA 23www.biologiatotal.com.br Os radicais livres de oxigênio (RLO) ao provocarem alterações nos fosfolipídios e nucleotídeos causam danos, respectivamente, em estruturas celulares membranosas e nos cromossomos, constituídos por DNA. 13 - [A] Os peixes marinhos, quando colocados em água doce, ganham água por osmose, incham e acabam por morrer, porque não conseguem eliminar o excesso de água de seus corpos. 14- [B] As proteínas presentes na membrana plasmática das células são estruturais e também atuam no transporte seletivo de substâncias entre os meios extra e intracelular. 15 - [C] A solução A é hipotônica em relação ao citoplasma das hemácias, porque as células ganharam água, por osmose e aumentaram seu volume. A solução B é isotônica em relação ao citoplasma dos eritrócitos, pois não foi observada alteração de seu volume. A solução C é hipertônica em relação ao citoplasma dos glóbulos vermelhos, porque provocou perda osmótica de água com consequente redução de volume das células pesquisadas. 16 - [C] A concentração crescente, em soluto, em que as células estão mergulhadas é III, I e II. Em III a solução é hipônica, em I é isotônica e em II é hipertônica, provocando a desidratação celular. 17 - [A] O transporte de íons através de proteínas canais (porinas), situadas na membrana plasmática, ocorre a favor do gradiente e não consome energia, caracterizando um tipo de transporte passivo. Entretanto, o transporte contra gradiente de concentração, tais como a ATPase Na+/K+, é mediado por bombas e consome energia. 18 - [E] A figura mostra que a cada três íons de sódio que saem da célula, dois íons de potássio entram, contra gradiente e com gasto energético. 19 - [D] O texto permite concluir que o bombeamento de íons de sódio para o meio extracelular mantém o equilíbrio osmótico entre a célula e o meio. 20 - [C] As duas curvas apresentadas na figura são referentes à difusão de uma substância através de uma membrana biológica sem envolver gasto de energia. Em ambos os casos ocorre movimento de uma substância a favor de um gradiente de concentração, de uma região mais concentrada para uma menos concentrada. No entanto, a difusão facilitada é mediada por proteínas transportadoras e a quantidade de substância que penetra na célula é limitada pelo número de proteínas transportadoras, enquanto a osmose ocorre ao logo da camada bicamada fosfolipídica. 21 - [E] [III] O grupo de macromoléculas mais abundantes nas membranas das células são os fosfolipídios. 22 - [D] A estrutura indicada pela letra A é uma proteínatransmembrana. A letra B indica a bicamada de fosfolipídios. A letra C indica o citosol e as proteínas do citoesqueleto. 23 - [A] Em meio hipotônico, a célula vegetal ganha água por osmose e o vacúolo pressiona a parede celular. Quando colocada em meio hipertônico, a célula vegetal perde água por osmose, o vacúolo sofre retração e parede celular se descola da membrana celular. 24 - [A] O glicocálix é uma especialização observada na superfície externa da membrana plasmática de células animais. É constituído por polissacarídeos associados a proteínas e lipídios, geneticamente determinado, e atua como elemento de reconhecimento intercelular, receptor de hormônios e proteção da face externa da membrana. 25- [E] O modelo molecular para a membrana plasmática, proposto por Singer e Nicholson, em mosaico fluido é composto por uma bicamada de fosfolipídios onde se deslocam livremente diferentes tipos de proteínas. 26 - [C] Todas as afirmativas estão corretas e relacionadas com o modelo mosaico-fluido proposto para a arquitetura molecular da membrana plasmática. 27- [B] O fenômeno observado é denominado “osmose”. O meio hipertônico interior às hemácias ganhou água do meio ambiente e, consequentemente, as células hidratadas incham e sofrem rompimento, pois a delgada membrana plasmática é relativamente elástica e pouco resistente. 28 - [D] O transporte do íon bicarbonato (HCO 3 –) ocorre por difusão, seguindo seu gradiente de concentração. 29 - [C] A difusão ocorre a favor do gradiente de concentração, sem gasto de energia metabólica, ou seja, ocorre um deslocamento de um meio mais concentrado para um meio menos concentrado. Também a lipossolubilidade da substância é importante, pois quanto mais solúvel em lipídio maior será a velocidade de difusão. 30 - [D] A célula vegetal mergulhada numa solução hipertônica (1) fica plasmolisada (III). Quando mergulhada em solução hipotônica (2), a célula vegetal fica túrgida. RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2GiU6nb RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2GiXkqN RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2GiYT89 RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2HjPwXa RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2Ggqirq RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2HjQqmD RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2Hjfv0W RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2GiiEwJ RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2HfvuwW RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2GgtrHK RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2HjTqiM RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2Gi1Ndw RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2Gfpl2n RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2Gj84p7 RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2Ggwcsw RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2GggL3t C IT O LO G IA PAULO JUBILUT 2018 E X E R C ÍC IO S A P R O FU N D A D O S 2 E X E R C ÍC IO S A P R O F U N D A D O S MEMBRANA PLASMÁTICA 01 01 01 02 02 02 04 04 04 08 08 08 16 16 32 (UEM 2015) Em um projeto de pesquisa de dieta incluem-se adultos e crianças de ambos os sexos. A composição dos participantes do projeto é dada pela tabela A, abaixo. (UFSC 2016) Abaixo está representada uma célula eucariótica com destaques para os mecanismos de transporte através da membrana plasmática. (UEPG 2014) No esquema abaixo, a água pura (A) foi inicialmente separada de uma solução aquosa de açúcar (B) por uma membrana semipermeável. Com relação à osmose observada nesse experimento, assinale o que for correto. 1 2 3 Tabela A Adultos Crianças Masculino 30 60 Feminino 50 40 Tabela B Carboidrato Proteína Lipídio Masculino 210 g 84 g 50 g Feminino 120 g 54 g 30 g Nesse projeto verificou-se que a quantidade consumida, em gramas, de carboidratos, de proteínas e de lipídios diariamente por cada indivíduo (adultos e crianças) é dada pela tabela B, abaixo. Considerando A a matriz 2x2 cujos elementos são os valores da tabela A; e B a matriz 2x3 cujos elementos são os valores da tabela B, assinale o que for correto. São consumidos 12 quilogramas de carboidrato diariamente pelas crianças. Os participantes do sexo masculino consomem diariamente mais gordura que as participantes do sexo feminino. O elemento C 22 da matriz produto C=A.B é igual a 2160 e representa o total, em gramas, de proteína consumida por todas as pessoas do sexo feminino. Uma molécula de proteína pode ser formada por um ou mais filamentos polipeptídicos. Os lipídios não estão presentes nas membranas das células nervosas. Sobre biologia celular, é CORRETO afirmar que: os mecanismos de transporte A, B, C e D (destaque 1) correspondem a processos passivos, a favor do gradiente de concentração. na osmose, ocorre a passagem de água da solução hipotônica para a hipertônica. na difusão simples, observada no mecanismo B (destaque 1), ocorre o transporte de substâncias hidrofílicas. a fagocitose (destaque 2) pode ser utilizada como mecanismo de defesa realizado por células especializadas, como os macrófagos. no epitélio intestinal, as especializações da membrana chamadas de microvilosidades (destaque 3) reduzem a área de absorção, evitando o transporte por endocitose. o transporte realizado através de vesículas que se fundem à membrana plasmática (destaque 4) libera, por exocitose, proteínas processadas no complexo golgiense. O desnível gradualmente formado entre os tempos 1 e 2 vai tornando cada vez mais difícil a passagem de água para o lado B. O sistema não entrará em equilíbrio devido à impossibilidade de o soluto passar do lado B para o lado A. O desnível formado no tempo 2 se dá por osmose, ou seja, a passagem de açúcar para o lado A. Em certo estágio, quando o retorno da água, devido ao desnível, equilibrar a tendência de passagem de água do lado menos concentrado para o hipertônico, o sistema entrará em equilíbrio: a cada molécula de água que passar para um lado corresponderá outra que passará em sentido contrário. (UFSC 2014) A diabetes do tipo II é o tipo mais comum de diabetes nos seres humanos, caracterizando-se pelo aumento da taxa de glicose no sangue. Fatores genéticos, bem como obesidade e sedentarismo, entre outros, são apontados como potenciais desencadeadores desta doença. Sabe-se também que a pessoa diabética possui em suas células poucas proteínas receptoras para o hormônio insulina, o qual sinaliza às células que absorvam a glicose presente no sangue. 4 3www.biologiatotal.com.br E X E R C ÍC IO S A P R O F U N D A D O S 01 01 01 01 01 02 02 02 02 02 04 04 04 04 04 08 08 08 08 16 16 16 16 32 64 (UEPG 2014) A figura abaixo esquematiza o transporte da bomba de sódio e potássio na célula. Com relação a esse mecanismo, assinale o que for correto. (UEPG 2013) Todas as células estão envolvidas por uma membrana plasmática que controla a entrada e saída de substâncias. Nesse contexto, assinale o que for correto. Nas células animais, na osmose ocorre a passagem de solvente por uma membrana semipermeável, quando há diferença de concentração entre duas soluções. O solvente passa de uma região mais concentrada para uma menos concentrada (hipotônica). Mergulhadas nas camadas lipídicas das membranas estão as proteínas, as quais podem desempenhar funções extremamente importantes às células, como o transporte de substâncias e como receptores celulares. O transporte de grandes moléculas para o interior da célula pode ser realizado por exocitose, por meio da expansão de regiões do citoplasma, denominadas de pseudópodes. A membrana plasmática é formada por uma dupla camada de lipídeos,a qual apresenta uma região polar (com afinidade pela água), voltada para os meios extra e intracelulares, e uma região apolar (sem afinidade pela água). A membrana plasmática possui a propriedade de permeabilidade seletiva. No transporte ativo, as substâncias se movem contra um gradiente de concentração, havendo gasto de energia para esse deslocamento. (UEM-PAS 2012) As células são componentes fundamentais de todos os organismos vivos e apresentam uma estrutura formada por membrana plasmática, citoplasma e núcleo ou nucleoide. Sobre a célula e suas estruturas, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). A parede celular, observada por Robert Hooke, em 1665, quando examinou uma fatia de cortiça em microscópio rudimentar, pode ser observada também em alguns fungos e bactérias, não sendo uma estrutura exclusiva das células vegetais. As células das bactérias são denominadas procarióticas por apresentarem um núcleo bem individualizado e separado do citoplasma por uma membrana. A membrana plasmática tem como função selecionar as substâncias que entram na célula ou que saem dela. O mecanismo de transporte passivo, através da membrana plasmática, pode ser feito por difusão e osmose e ocorre sem gasto energético. Podemos afirmar que o nucléolo é uma estrutura intranuclear, rica em RNA ribossômico e presente nas células em metáfase. Nas mitocôndrias, durante a respiração celular, o processo da oxidação completa da glicose libera 700 kcal/mol, sendo que uma molécula de glicose forma 30 moléculas de ATP e a síntese de ATP consome cerca de 7,0 kcal/mol, ou seja, o rendimento da oxidação aeróbica nas células é de aproximadamente 30%. (UEM 2012) Sobre a membrana plasmática, assinale o que for correto. A parede celular é um revestimento externo da membrana plasmática e está relacionada à sustentação das células de vegetais, de algas, de fungos e de bactérias. Durante o transporte passivo, a célula transporta substâncias contra o gradiente de concentração, o que envolve gasto de energia e consumo de ATP. Microvilosidades são modificações da membrana plasmática, encontradas nas células do tecido de revestimento interno do intestino, que aumentam a superfície de absorção. 5 6 7 8 Com relação a este assunto, indique a soma da(s) proposição(ões) CORRETA(S). As proteínas mencionadas como receptoras da insulina são produzidas no núcleo celular. Além de proteínas receptoras, podemos também encontrar proteínas que transportam substâncias na membrana celular. As proteínas de membrana estão dispostas em duas camadas na membrana celular, assim como os glicídios. Além da insulina, outros hormônios também podem servir como desencadeadores de processos metabólicos transcricionais no interior das células. A principal glândula produtora da insulina é o fígado. O reconhecimento celular é feito pelos lipídios presentes na membrana citoplasmática. As proteínas de membrana, ao contrário de outras proteínas presentes na célula, são sintetizadas a partir do DNA mitocondrial. Esse tipo de transporte é ativo e com gasto de energia devido à concentração de sódio (Na+) fora da célula ser maior que em seu interior, ocorrendo o oposto com o potássio (K+). Nessa bomba de sódio e potássio, para cada três íons sódio que saem, entram dois potássios. Desse modo, surge uma diferença de cargas elétricas entre os dois lados da membrana, que fica positiva na face externa e negativa na interna. A difusão facilitada apresentada na figura com o sódio (Na+) e o potássio (K+) ocorre nas células para equilibrar as concentrações desses dois íons entre as duas faces da membrana. Outra função desse mecanismo de transporte é aumentar a concentração de íons no citoplasma. Essa função está atrelada a difusão de água para impedir a plasmólise da célula. Esse tipo de transporte ocorre sempre a favor do gradiente de concentração para os íons sódio (Na+) e contra o gradiente de concentração para o potássio (K+). 4 E X E R C ÍC IO S A P R O F U N D A D O S A troca gasosa realizada nas brânquias de um peixe é um exemplo de difusão simples, processo que ocorre diretamente pela bicamada lipídica da membrana, sem gasto de energia. Ciclose é o processo de entrada e de movimento de partículas sólidas no citoplasma, realizado pelas expansões citoplasmáticas. 08 16 01 01 01 02 02 02 04 04 04 08 08 08 16 16 16 (UEM 2012) Mudanças na concentração de íons são importantes na regulação e no funcionamento de diversos sistemas biológicos e no estudo de propriedades coligativas de soluções. A esse respeito, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). As conexões químicas estabelecidas entre dois neurônios acontecem por meio da troca de íons Na+ e K+ entre eles. Na condução de um impulso nervoso dentro de um neurônio alteram-se suas concentrações interna e externa de íons Na+ e K+ invertendo a polaridade do axônio em relação ao seu estado de repouso. Ao se colocarem células de glóbulos vermelhos em uma solução hipertônica em relação ao interior celular, essas células estourarão devido à entrada de água nas mesmas. Uma das etapas de filtração e reabsorção do sangue no rim compreende a remoção de íons H+ com o objetivo de ajudar a manter o pH do sangue estável. A osmose inversa ocorre quando íons dissolvidos na água são forçados a passar através de uma membrana porosa, deixando a água livre de sais e potável. (UEPG 2011) A membrana plasmática é a estrutura que delimita o conteúdo celular, separando-o do meio externo. Além de proteger, a membrana plasmática controla a entrada e saída de substâncias na célula. Muitas vezes pode apresentar associações ou modificações que otimizam suas funções. Com base nesse enunciado, assinale o que for correto. Os desmossomos são regiões especializadas existentes nas membranas adjacentes de células vizinhas, que funcionam como presilhas, aumentando a adesão entre as células. A presença deles em todas as células de um epitélio garante a formação de um revestimento contínuo e coeso. As bactérias possuem membrana esquelética feita de polissacarídeos, que promove à célula forma definida e rígida. Essa membrana esquelética, contrariamente à plasmática, não é viva. As microvilosidades são dobras da membrana plasmática na superfície da célula que voltadas para a parte interna do intestino delgado permitem uma absorção mais eficiente do alimento digerido. As células vegetais possuem, associadas externamente à membrana plasmática, a membrana esquelética, denominada membrana celulósica, que possui papel mecânico, selecionando as substâncias que entram e saem das células. As interdigitações são dobras nas membranas plasmáticas limítrofes de duas células e que desempenham importante papel de coesão entre células vizinhas. (UEM-PAS 2015) Os gases dióxido de carbono (CO 2 ) e oxigênio (O 2 ) fazem parte do processo de respiração celular. Sobre esse tema, assinale o que for correto. Na molécula de CO 2 , o átomo de carbono tem valência 2 pois está ligado a dois átomos de oxigênio. A entrada de gás oxigênio nas células ocorre por difusão facilitada. A molécula de oxigênio é uma molécula estável, pois cada átomo de oxigênio está com o octeto completo e possui configuração do gás nobre Neônio. A concentração do gás carbônico é maior no interior da célula do que no meio externo. As moléculas de (CO 2 ) apresentam forças intermoleculares do tipo dipolo permanente-dipolo permanente. 9 10 11 Se um Paramecium nadar de um ambiente hipotônico para um ambiente isotônico, seu vacúolocontrátil ficará mais ou menos ativado? Por quê? QUESTÃO BAGA ANOTAÇÕES 5www.biologiatotal.com.br E X E R C ÍC IO S A P R O F U N D A D O S GABARITO DJOW MEMBRANA PLASMÁTICA 1 - 02+08 = 10 [1] Incorreto: Há 60 crianças do sexo masculino e cada uma delas consome 210g de carboidrato (210x60=12600g) Há 40 crianças do sexo feminino e cada uma delas consome 120g de carboidrato (120x40=4800g) Dessa forma, o total consumido seria de 17,4 kg. [2] Correto: Ao somar o número de participantes masculinos (30+60) e multiplicar pelas gramas diariamente consumidas (50g) obtemos 4,5kg. Já se somarmos o número de participantes femininas (50+40) e multiplicar pelos 30g consumidas diariamente, obteremos 2,7 kg. Logo, 4,5>2,7. 2 - 02 + 04 + 08 + 32 = 46. [01] Incorreto: O transporte indicado em D (destaque 1) é ativo, porque ocorre contra o gradiente e consome energia. [16] Incorreto: As microvilosidades observadas nos bordos livres das células de revestimento da mucosa intestinal aumentam a área de absorção alimentar. 3 - 01 + 08 = 09. [02] Falso. O sistema entrará em equilíbrio pela passagem do solvente de A para B. [04] Falso. O desnível ocorre devido à passagem do solvente (H2O pura) de A para B, passivamente, por osmose. 4 - 02 + 08 = 10. [01] INCORRETO: As proteínas de membrana receptoras de insulina são produzidas nos ribossomos do retículo endoplasmático rugoso. [04] INCORRETO: As proteínas estão imersas total ou parcialmente na bicamada lipídica constituinte da membrana plasmática. [16] INCORRETO: A insulina é um hormônio produzido pelas células β presentes nas ilhotas pancreáticas. [32] INCORRETO: O reconhecimento intercelular é feito por glicoproteínas e glicolipídios presentes na face externa da membrana plasmática de células animais. [16] INCORRETO: O DNA mitocondrial codifica as proteínas que atuam exclusivamente nas mitocôndrias. 5 - 01 + 02 = 03. [04] Falso. O transporte de Na+ e K+ ocorre contra o gradiente de concentração e consome energia. [08] Falso. A plasmólise ocorre quando células vegetais são imersas em soluções hipertônicas em relação ao seu citoplasma. [16] Falso. O transporte ativo do sódio (Na+) e potássio (K+) ocorre contra o gradiente de concentração. 6 - 02 + 08 + 16 = 26. O item [01] está incorreto. Na osmose, o solvente passa de uma região menos concentrada (hipotônica) para uma região mais concentrada (hipertônica). O item [04] está incorreto. O transporte para dentro da célula é denominado endocitose por meio de emissão de pseudopodes no caso da fagocitose. 7 - 01 + 04 + 16 = 21. Estão incorretos os itens: [02] Células procarióticas são células que não apresentam núcleo e tão pouco organelas membranosas. As bactérias são exemplos de células procarióticas. [08] Nucléolo é uma estrutura encontrada dentro do núcleo de células que não estão em divisão celular, ou seja, intérfase. Esta estrutura é rica em RNA ribossômico. 8 - 01 + 04 + 08 = 13. O transporte passivo é caracterizado pela passagem de partículas através da membrana plasmática a favor do gradiente de concentração e sem gasto energético. A fagocitose é o processo de incorporação celular de materiais sólidos por meio da emissão de expansões citoplasmáticas (pseudópodes). Ciclose é o movimento citoplasmático gerado por estímulos internos e externos às células. 9 - 02 + 08 = 10. [01] Incorreto: As conexões químicas entre dois neurônios contíguos ocorrem por meio de neurotransmissores, ou hormônios nervosos. [04] Incorreto: Hemácias colocadas em meio hipertônico em relação ao interior celular perdem água, por osmose, e murcham (crenação). [16] Incorreto: A osmose inversa ocorre quando uma membrana semipermeável retém solutos, deixando a água potável e livre de sais. 10 - 01 + 02 + 04 + 16 = 23. A membrana celulósica que envolve as células vegetais é inerte e, portanto, permeável a solventes e solutos. A membrana plasmática subjacente à membrana celulósica é seletivamente permeável e controla a passagem de solutos entre os meios intra e extracelular. 11- 04 + 08 = 12. [Resposta do ponto de vista da disciplina de Química] [01] Incorreta. O átomo de carbono apresenta valência de +4, pois cada átomo de oxigênio possui valência -2. [04] Correta. A molécula de oxigênio O 2 possui o octeto completo, pois cada átomo de oxigênio esta localizado na família 6A, sendo assim, possuem 6e- na ultima camada, faltando dois elétrons para completar o octeto, e ficar semelhante ao gás nobre mais próximo, o neônio. [16] Incorreta. As moléculas de CO 2 por ser apolar, apresentam interação do tipo dipolo induzido-dipolo induzido. [Resposta do ponto de vista da disciplina de Biologia] [02] Incorreta. As trocas gasosas pela membrana plasmática ocorrem por difusão simples. [08] Correta. A concentração do gás carbônico é maior no meio intracelular, porque esse é uma produto contínuo da respiração celular. QUESTÃO BAGA resposta - A atividade do vacúolo contrátil diminuirá. Os vacúolos bombeiam para fora o excesso de água que flui para dentro das células; esse fluxo ocorre apenas em meio hipotônico. revisão PRINCIPAIS TÓPICOS DE Citologia 2 VE ST IB UL AR ES EXERCÍCIOS 1. (ENEM 2016) Companheira viajante Suavemente revelada? Bem no interior de nossas células, uma clandestina e estranha alma existe. Silenciosamente, ela trama e aparece cumprindo seus afazeres domésticos cotidianos, descobrindo seu nicho especial em nossa fogosa cozinha metabólica, mantendo entropia em apuros, em ciclos variáveis noturnos e diurnos. Contudo, raramente ela nos acende, apesar de sua fornalha consumi-la. Sua origem? Microbiana, supomos. Julga-se adaptada às células eucariontes, considerando-se como escrava – uma serva a serviço de nossa verdadeira evolução. McMURRAY, W. C. The traveler. Trends in Biochemical Sciences, 1994 (adaptado). A organela celular descrita de forma poética no texto é o(a) a) centríolo. b) lisossomo. c) mitocôndria. d) complexo golgiense. e) retículo endoplasmático liso. 2. (ENEM 2016) As proteínas de uma célula eucariótica possuem peptídeos sinais, que são sequências de aminoácidos responsáveis pelo seu endereçamento para as diferentes organelas, de acordo com suas funções. Um pesquisador desenvolveu uma nanopartícula capaz de carregar proteínas para dentro de tipos celulares específicos. Agora ele quer saber se uma nanopartícula carregada com uma proteína bloqueadora do ciclo de Krebs in vitro é capaz de exercer sua atividade em uma célula cancerosa, podendo cortar o aporte energético e destruir essas células. Ao escolher essa proteína bloqueadora para carregar as nanopartículas, o pesquisador deve levar em conta um peptídeo sinal de endereçamento para qual organela? a) Núcleo. b) Mitocôndria. c) Peroxissomo. d) Complexo golgiense. e) Retículo endoplasmático. 3. (ENEM 2016) O paclitaxel é um triterpeno poli- hidroxilado que foi originalmente isolado da casca de Taxus brevifolia, árvore de crescimento lento e em risco de extinção, mas agora é obtido por rota química semissintética. Esse fármaco é utilizado como agente quimioterápico no tratamento de tumores de ovário, mama e pulmão. Seu mecanismo de ação antitumoral envolve sua ligação à tubulina, interferindo na função dos microtúbulos. KRETZER, I. F. Terapia antitumoral combinada de derivados do paclitaxel e etoposídeo associados à nanoemulsão lipídica rica em colesterol – LDE. Disponível em: www.teses.usp.br. Acesso em: 29 fev. 2012 (adaptado). De acordo com a ação antitumoral descrita, que função celular é diretamente afetada pelo paclitaxel?a) Divisão celular. b) Transporte passivo. c) Equilíbrio osmótico. d) Geração de energia. e) Síntese de proteínas. 4. (ENEM 2015) Muitos estudos de síntese e endereçamento de proteínas utilizam aminoácidos marcados radioativamente para acompanhar as proteínas, desde fases iniciais de sua produção até seu destino final. Esses ensaios foram muito empregados para estudo e caracterização de células secretoras. Após esses ensaios de radioatividade, qual gráfico representa a evolução temporal da produção de proteínas e sua localização em uma célula secretora? a) b) c) 3www.biologiatotal.com.br VE ST IB UL AR ES d) e) 5. (ENEM 2015) Normalmente, as células do organismo humano realizam a respiração aeróbica, na qual o consumo de uma molécula de glicose gera 38 moléculas de ATP. Contudo em condições anaeróbicas, o consumo de uma molécula de glicose pelas células é capaz de gerar apenas duas moléculas de ATP. Qual curva representa o perfil de consumo de glicose, para manutenção da homeostase de uma célula que inicialmente está em uma condição anaeróbica e é submetida a um aumento gradual de concentração de oxigênio? a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 6. (ENEM 2014) Segundo a teoria evolutiva mais aceita hoje, as mitocôndrias, organelas celulares responsáveis pela produção de ATP em células eucariotas, assim como os cloroplastos, teriam sido originados de procariontes ancestrais que foram incorporados por células mais complexas. Uma característica da mitocôndria que sustenta essa teoria é a a) capacidade de produzir moléculas de ATP. b) presença de parede celular semelhante à de procariontes. c) presença de membranas envolvendo e separando a matriz mitocondrial do citoplasma. d) capacidade de autoduplicação dada por DNA circular próprio semelhante ao bacteriano. e) presença de um sistema enzimático eficiente às reações químicas do metabolismo aeróbio. 7. (ENEM 2013) Uma indústria está escolhendo uma linhagem de microalgas que otimize a secreção de polímeros comestíveis, os quais são obtidos do meio de cultura de crescimento. Na figura podem ser observadas as proporções de algumas organelas presentes no citoplasma de cada linhagem. Qual é a melhor linhagem para se conseguir maior rendimento de polímeros secretados no meio de cultura? a) I b) II c) III d) IV e) V 8. (ENEM 2013) Para a identificação de um rapaz vítima de acidente, fragmentos de tecidos foram retirados e submetidos à extração de DNA nuclear, para comparação com o DNA disponível dos possíveis familiares (pai, avô materno, avó materna, filho e filha). Como o teste com o DNA nuclear não foi conclusivo, os peritos optaram por usar também DNA mitocondrial, para dirimir dúvidas. Para identificar o corpo, os peritos devem verificar se há homologia entre o DNA mitocondrial do rapaz e o DNA mitocondrial do(a) a) pai. b) filho. c) filha. d) avó materna. e) avô materno. 4 VE ST IB UL AR ES 9. (ENEM 2013) Mitocôndrias são organelas citoplasmáticas em que ocorrem etapas do processo de respiração celular. Nesse processo, moléculas orgânicas são transformadas e, juntamente com o O 2 , são produzidos CO 2 e H 2 O, liberando energia, que é armazenada na célula na forma de ATP. Na espécie humana, o gameta masculino (espermatozoide) apresenta, em sua peça intermediária, um conjunto de mitocôndrias, cuja função é a) facilitar a ruptura da membrana do ovócito. b) acelerar sua maturação durante a espermatogênese. c) localizar a tuba uterina para fecundação do gameta feminino. d) aumentar a produção de hormônios sexuais masculinos. e) fornecer energia para sua locomoção. 10. (ENEM 2013) A estratégia de obtenção de plantas transgênicas pela inserção de transgenes em cloroplastos, em substituição à metodologia clássica de inserção do transgene no núcleo da célula hospedeira, resultou no aumento quantitativo da produção de proteínas recombinantes com diversas finalidades biotecnológicas. O mesmo tipo de estratégia poderia ser utilizada para produzir proteínas recombinantes em células de organismos eucarióticos não fotossintetizantes, como as leveduras, que são usadas para produção comercial de várias proteínas recombinantes e que podem ser cultivadas em grandes fermentadores. Considerando a estratégia metodológica descrita, qual organela celular poderia ser utilizada para inserção de transgenes em leveduras? a) Lisossomo. b) Mitocôndria. c) Peroxissomo. d) Complexo golgiense. e) Retículo endoplasmático. 11. (ENEM 2012) Alimentos como carnes, quando guardados de maneira inadequada, deterioram-se rapidamente devido à ação de bactérias e fungos. Esses organismos se instalam e se multiplicam rapidamente por encontrarem aí condições favoráveis de temperatura, umidade e nutrição. Para preservar tais alimentos é necessário controlar a presença desses microrganismos. Uma técnica antiga e ainda bastante difundida para preservação desse tipo de alimento é o uso do sal de cozinha (NaCl)). Nessa situação, o uso do sal de cozinha preserva os alimentos por agir sobre os microrganismos, a) desidratando suas células. b) inibindo sua síntese proteica. c) inibindo sua respiração celular. d) bloqueando sua divisão celular. e) desnaturando seu material genético. 12. (ENEM 2010) Para explicar a absorção de nutrientes, bem como a função das microvilosidades das membranas das células que revestem as paredes internas do intestino delgado, um estudante realizou o seguinte experimento: Colocou 200 mℓ de água em dois recipientes. No primeiro recipiente, mergulhou, por 5 segundos, um pedaço de papel liso, como na FIGURA 1; no segundo recipiente, fez o mesmo com um pedaço de papel com dobras simulando as microvilosidades, conforme FIGURA 2. Os dados obtidos foram: a quantidade de água absorvida pelo papel liso foi de 8 mℓ, enquanto pelo papel dobrado foi de 12 mℓ. Com base nos dados obtidos, infere-se que a função das microvilosidades intestinais com relação à absorção de nutrientes pelas células das paredes internas do intestino é a de a) manter o volume de absorção. b) aumentar a superfície de absorção. c) diminuir a velocidade de absorção. d) aumentar o tempo de absorção. e) manter a seletividade na absorção. 13. (ENEM 2009) Um medicamento, após ser ingerido, atinge a corrente sanguínea e espalha-se pelo organismo, mas, como suas moléculas “não sabem” onde é que está o problema, podem atuar em locais diferentes do local “alvo” e desencadear efeitos além daqueles desejados. Não seria perfeito se as moléculas dos medicamentos soubessem exatamente onde está o problema e fossem apenas até aquele local exercer sua ação? A técnica conhecida como iontoforese, indolor e não invasiva, promete isso. Como mostram as figuras, essa nova técnica baseia-se na aplicação de uma corrente elétrica de baixa intensidade sobre a pele do paciente, 5www.biologiatotal.com.br VE ST IB UL AR ES permitindo que fármacos permeiem membranas biológicas e alcancem a corrente sanguínea, sem passar pelo estômago. Muitos pacientes relatam apenas um formigamento no local de aplicação. O objetivo da corrente elétrica é formar poros que permitam a passagem do fármaco de interesse. A corrente elétrica é distribuída por eletrodos, positivoe negativo, por meio de uma solução aplicada sobre a pele. Se a molécula do medicamento tiver carga elétrica positiva ou negativa, ao entrar em contato com o eletrodo de carga de mesmo sinal, ela será repelida e forçada a entrar na pele (eletrorrepulsão - A). Se for neutra, a molécula será forçada a entrar na pele juntamente com o fluxo de solvente fisiológico que se forma entre os eletrodos (eletrosmose - B). De acordo com as informações contidas no texto e nas figuras, o uso da iontoforese a) provoca ferimento na pele do paciente ao serem introduzidos os eletrodos, rompendo o epitélio. b) aumenta o risco de estresse nos pacientes, causado pela aplicação da corrente elétrica. c) inibe o mecanismo de ação dos medicamentos no tecido-alvo, pois estes passam a entrar por meio da pele. d) diminui o efeito colateral dos medicamentos, se comparados com aqueles em que a ingestão se faz por via oral. e) deve ser eficaz para medicamentos constituídos de moléculas polares e ineficaz, se essas forem apolares. 14. (ENEM 2009) Os seres vivos apresentam diferentes ciclos de vida, caracterizados pelas fases nas quais gametas são produzidos e pelos processos reprodutivos que resultam na geração de novos indivíduos. Considerando-se um modelo simplificado padrão para geração de indivíduos viáveis, a alternativa que corresponde ao observado em seres humanos é: a) b) c) d) e) 6 VE ST IB UL AR ES GABARITO DJOW CITOLOGIA - ENEM 2009-2016 ANOTAÇÕES 1: [C] A fornalha relaciona-se à respiração celular, com a formação de ATP, ocorrida dentro das mitocôndrias. Além disso, existem estudos que indicam que as mitocôndrias nos eucariontes foram incorporadas através da fagocitose de células procariontes. 2: [B] As nanopartículas devem ser endereçadas para o interior das mitocôndrias, local onde ocorre o ciclo de Krebs; mais exatamente na matriz mitocondrial. 3: [A] O fármaco atua na divisão celular mitótica das células, pois interfere na função dos microtúbulos, evitando-se a formação das fibras do fuso. 4: [C] Os aminoácidos marcados radioativamente serão localizados aos 5 minutos no retículo endoplasmático rugoso onde serão incorporados em proteínas. As proteínas serão transportadas e processadas no sistema golgiense (10 minutos) e, posteriormente, concentradas e embaladas em vesículas de secreção (15 minutos). 5: [E] Curva 5. Em anaerobiose o consumo de glicose é alto, porque o rendimento energético é de 2 ATP Em aerobiose, com o aumento da concentração do oxigênio disponível para a respiração aeróbica, o consumo de glicose é menor, porque o rendimento energético aumenta (38 ATP) 6: [D] A capacidade de autoduplicação comandada por DNA circular próprio e semelhante ao DNA bacteriano é uma característica que apoia a origem, por endossimbiose, de organelas de eucariontes, como as mitocôndrias e os cloroplastos. 7: [A] A linhagem I é a melhor para se conseguir o maior rendimento de polímeros secretados no meio de cultura, por apresentar o maior percentual de complexo golgiense. 8: [D] Os peritos devem verificar se há homologia entre o DNA mitocondrial do rapaz e o DNA mitocondrial de sua avó materna. As mitocôndrias são organelas herdadas pela linhagem matrilinear, por meio do citoplasma do óvulo. 9: [E] As mitocôndrias localizadas na peça intermediária dos espermatozoides realizam a oxidação de compostos orgânicos. A energia liberada nesse processo é armazenada no ATP e disponibilizada para a locomoção do gameta masculino em direção ao gameta feminino. 10: [B] As mitocôndrias possuem DNA próprio e, por esse motivo, poderiam receber, incorporar e expressar genes exógenos. 11: [A] O uso do sal de cozinha (NaCl) para a preservação de alimentos baseia-se no fato de que o sal se constitui em um meio hipertônico e capaz de provocar a desidratação osmótica e a morte dos micro-organismos decompositores. 12: [B] As microvilosidades permitem que ocorra um aumento de superfície de contato para a absorção dos nutrientes resultantes da digestão dos alimentos pelas paredes internas do intestino. 13: [D] O uso da iontoforese diminui o efeito colateral dos medicamentos, pois permite que os mesmos permeiem pelas membranas biológicas e alcancem a corrente sanguínea, sem passar pelo estômago. Não provoca ferimentos na pele nem aumenta o risco de estresse nos pacientes e é eficaz tanto para medicamentos constituídos de moléculas polares como de moléculas apolares. 14: [C] Seres humanos são constituídos por células diploides (2n). As células germinativas sofrem meiose e dão origem a gametas haploides (n). Após a fecundação surge um zigoto diploide (2n) que através de sucessivas mitoses dará origem a um novo organismo adulto diploide (2n).