resumo AP1 BIOFISICA

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CURSO DE LICENCIATURA EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS - UFRJ 
Gabarito da 1a . Avaliação Presencial de Biofísica – 2012/01 (igual a de 2018-1) 
 
Questão 1: (valor 1,5) Diversos processos bioquímicos fundamentais a vida depende de transformações de energia. Na contração 
muscular, por exemplo, a energia química armazenada na molécula de ATP é convertida em energia mecânica (movimento). 
Analise as informações abaixo e, com base no que você estudou, responda se essa conversão da energia química armazenada na 
molécula de ATP em energia mecânica é um processo endotérmico ou exotérmico. Justifique sua resposta indicando como a 
molécula de ATP é capaz de armazenar energia química (respostas sem justificativa não serão consideradas). Informação 1: 
Reações endotérmicas são as que se realizam com a absorção de energia e reações exotérmicas são as que se realizam com a 
liberação de energia. Informação 2: De uma maneira geral, o ATP é capaz de ceder grupos fosfatos com muita facilidade para 
praticamente todas as moléculas biológicas (há algumas poucas exceções, como a fosfocreatina). Isso ocorre por que o ATP 
possui um ∆G0 bastante negativo (∆G0 = – 30,5 kJ/mol). Por isso dizemos que a molécula de ATP “armazena” energia química. 
Informação 3: Molécula de ATP 
 
Resposta: A conversão de energia química em energia mecânica se dá pela hidrólise do ATP, que além da energia mecânica libera 
também energia em forma de calor. Portanto, esta reação é exotérmica. A molécula de ATP possui duas ligações fosfoanidrido 
que “acumulam” energia. Quando um grupo fosfato é transferido para outro composto e as ligações fosfoanidrido são quebradas, 
essa energia é liberada. 
Questão 2: (valor 2,0) A utilização de sondas fluorescentes tem permitido a visualização de diversas estruturas 
intracelulares em microscópios óticos, os chamados microscópios de fluorescência. Nosso organismo possui 
substâncias endógenas fluorescentes, como é o caso do triptofano, que tem comprimento de onda de absorção 
próximo a 280 nm e de emissão próximo a 340 nm. Os espectros de emissão e de absorção de uma substância são 
característicos dessa substância, sendo muitas vezes usados para a sua identificação. Explique: 
a) O que é fluorescência? Resposta: É a emissão de luz por certas substâncias após terem recebido energia de uma fonte 
eletromagnética. Um elétron é levado a um estado excitado (orbital mais energético) após absorver um fóton de radiação. Quando 
esse elétron retorna ao seu orbital original há emissão de luz, que chamamos de fluorescência. 
 b) Por que os espectros de absorção e emissão de dois elementos químicos distintos são completamente diferentes um do outro. 
Resposta: Cada elemento irá absorver somente os comprimentos de onda que é capaz de emitir. Cada elemento diferente possui 
sua própria configuração eletrônica que, em última análise, é a responsável pela emissão/absorção de luz. Como dois átomos de 
um mesmo elemento possuem eletrosfera arranjada da mesma forma, eles só conseguem emitir/absorver nas mesmas frequências, 
enquanto que átomos diferentes o farão, obrigatoriamente, em frequências diferentes. 
Questão 3: (valor 1,5) Moléculas anfipáticas podem se associar em uma variedade de estruturas quando em soluções aquosas. 
Explique por que algumas moléculas, como os detergentes, podem formar micelas e outras, como os lipídeos presentes nas 
membranas celulares, formam estruturas em bicamadas (vesículas). Resposta: Os principais fatores que determinam a estrutura em 
micela ou bicamada são a geometria da molécula e a sua concentração. Se o volume ocupado pela cauda apolar for muito grande 
em relação à área ocupada pela cabeça polar, uma micela não representará a melhor forma de agregação dos lipídios. Forma-se, 
então, uma vesícula, na qual as moléculas ficam paralelas umas às outras, em contraste com as micelas, nas quais as moléculas se 
distribuem radialmente. De maneira geral, lipídeos com uma única cauda podem formar micelas a partir de uma concentração 
micelar crítica. Já os lipídeos com cauda dupla dificilmente formam micelas, encontrando nas vesículas (estruturas em bicamadas) 
uma estrutura mais estável. Comentário: esta questão é importantíssima, pois nos diferencia do sabão. Percebem que a estrutura 
em cauda dupla dos nossos lipídeos é o que torna possível a formação das membranas celulares? Se só existissem lipídeos de 
cauda simples, nós não existiríamos! 
Questão 4: (valor 2,0) Diferencie difusão de osmose. Faça a sugestão de duas experiências que possam ser feitas em salas de aula 
para mostrar essa diferença, explicando cada passo. Resposta: Difusão é um processo de movimento de moléculas, de um meio 
mais concentrado (com maior quantidade de soluto) em direção a um meio menos concentrado. Enquanto que osmose é o fluxo de 
solvente em um sistema, sendo que o solvente passa do lado de menor concentração de soluto para o lado mais concentrado. 
Questão 5: (valor 1,5) Correlacione as colunas. Os parênteses da coluna da direita poderão ser preenchidos com nenhum, um ou 
mais números caso sejam características de mais de uma das radiações listadas na primeira coluna. 
 
Questão 6: (valor 1,5) Um biólogo colocou em seu perfil no Facebook: “Cinco coisas sem as quais não consigo viver: Oxigênio, 
Nitrogênio, Carbono, Fósforo e Hidrogênio”. 
a) Ele estava certo ao afirmar que não consegue viver sem esses cinco “ítens”? Resposta: Sim, pois esses elementos são essenciais 
à matéria viva. 
b) Qual a importância biológica desses átomos? Resposta: O Oxigênio e o Hidrogênio formam a água, que é indispensável aos seres 
vivos. Os ácidos nucléicos e as proteínas são formados por esses cinco átomos. Os carboidratos e lipídios são formados por Carbono, 
Hidrogênio e Oxigênio, sendo que os Fosfolipídios constituintes das membranas biológicas possuem ainda Fósforo em sua estrutura. 
1a . Avaliação Presencial de Biofísica– 2012/2 
Questão 1: A contração muscular é um processo endotérmico ou exotérmico? Por quê? Respostas sem justificativa não serão 
consideradas. Resposta: Exotérmico, pois libera energia na forma de calor. 
Questão 2: Podemos encontrar nos livros os seguintes enunciados para a primeira Lei da Termodinâmica: “A energia interna de um 
sistema isolado é sempre constante, independentemente de reações químicas ou de outros processos de transformação da matéria 
que possam ocorrer em seu interior”. “As variações de energia interna de um sistema devido a qualquer processo deve ser igual à 
soma das energias recebidas e cedidas pelo sistema.” Há diferença entre esses enunciados? Qual é o mais completo? Respostas sem 
justificativa não serão consideradas. Resposta: Sim, no primeiro enunciado foi considerado um sistema isolado, ou seja, que não 
troca energia e nem matéria com o mundo externo. Já no segundo, foi levada em conta a variação de energia interna causada pela 
ação externa em um sistema fechado. Portanto, o segundo enunciado é mais completo, pois abrange um número maior de sistemas. 
Questão 3: Considerando apenas os seres humanos, é correto afirmar que a bioeletricidade é importante apenas para o sistema 
nervoso? Por quê? Respostas sem justificativa não serão consideradas. Resposta: Não, pois todos os tecidos vivos fazem uso da 
bioeletricidade. Ela também é extremamente importante para o sistema locomotor, por exemplo. A bioeletricidade é também 
importante nos processos de transporte através das membranas. Em última análise, o próprio enovelamento protéico, essencial à 
vida, é dependente da bioeletricidade. 
Questão 4: Responda as seguintes questões sobre radioatividade: a) O que são isótopos? São átomos que possuem o mesmo número 
de prótons, ou seja, são o mesmo elemento químico, mas seus núcleos têm diferentes quantidades de nêutrons. b) É correto afirmar 
que todos os átomos que apresentam isótopossão radioativos? Não é correto afirmar que TODOS os átomos que apresentam isótopos 
são radioativos, pois existem isótopos: que são estáveis, isto é, isótopos cujos núcleos não emitem radiação c) O que é um átomo 
radioativo? Átomos radioativos são isótopos instáveis que emitem partículas e/ou ondas eletromagnéticas durante o decaimento 
radioativo. 
Questão 5: a) Explique por que a água destilada e a água deionizada são consideradas os meios mais hipotônicos existentes. Os 
processos de obtenção destes tipos de água (o primeiro por destilação e o segundo por destilação e filtração) removem os sais 
dissolvidos na água. 
b) Pressão hidrostática e pressão osmótica são sinônimos? Por quê? Não. A pressão hidrostática pode ser definida como a força 
exercida pelo movimento de água enquanto a pressão osmótica é a resultante da pressão hidrostática (de água) necessária para evitar 
o movimento de água, quando a solução em questão é separada da água pura por uma membrana semi-permeável. Desta forma, a 
pressão osmótica é uma medida da tendência da água pura invadir uma solução, por osmose. Ela é fundamental para determinar a 
direção e taxa do processo de osmose, pois quanto maior a pressão osmótica maior a tendência de ocorrência do processo. 
GABARITO AP1 BIOFISICA– 2015/1 
1. Com relação ao espectro de radiação solar, responda (2,0 pontos): 
a. O que é a radiação infravermelha e por que sua incidência não aumenta como a da radiação UV nos horários próximos às 12h?A 
radiação infravermelha é a radiação eletromagnética com um comprimento de onda maior do que a da luz visível. Situa-se além do 
vermelho do espectro eletromagnético visível. Esta radiação não é absorvida pela camada de ozônio, mas é absorvida pela água 
presente na atmosfera. Portanto, sua incidência diminui com a presença de nuvens, mas não é influenciada pela camada de ozônio. 
A radiação ultravioleta (UV) é a radiação eletromagnética com um comprimento de onda menor que a da luz visível e maior que a 
dos raios X. O nome significa além do violeta, pelo fato que a violeta é a cor visível com comprimento de onda mais curto e maior 
frequência. Essa radiação é subdividdida em UVA, UVB e UVC. A radiação UVC não chega até nós porque é totalmente absorvida 
na camada de ozônio. Parte da radiação UVB é filtrada pela camada de ozônio e a quantidade de UVB que chega até nós vai depender 
do horário do dia. Os valores máximos são percebidos próximos ao meio-dia, porque nessa hora os raios solares incidem 
perpendicularmente sobre a Terra. Sendo assim, a distância que os raios solares percorrem até a superfície da Terra é menor, havendo 
menor absorção da radiação UVB pela camada de ozônio. Este é o motivo pelo qual ouvimos constantemente recomendações para 
evitarmos a exposição ao sol especialmente entre 10 h e 14h. É neste intervalo que a radiação UVB atinge valores máximos. 
b. Por que a radiação ultravioleta pode causar danos como o envelhecimento precoce da pele e o câncer? As radiações UVA e UVB 
podem causar lesões no DNA como quebras simples e duplas, formação de sítios abásicos (sem base nitrogenada) e ligações 
cruzadas entre as fitas de DNA e proteínas. As lesões causadas no DNA, quando não reparadas, ou se reparadas com erros, podem 
causar mutações que levam ao aparecimento do câncer de pele. 
2. Os processos biológicos envolvem transformações químicas e de energia. Essas transformações podem ser endotérmicas ou 
exotérmicas. (1,0 ponto) 
 a. Defina transformação endotérmica e dê um exemplo. Reações endotérmicas são as que se realizam com a absorção de energia. 
Como existem vários exemplos possíveis, não colocaremos nenhum aqui no gabarito. 
 b. Defina transformação exotérmica e dê um exemplo. Reações exotérmicas são as que se realizam com a liberação de energia. 
Como existem vários exemplos possíveis, não colocaremos nenhum aqui no gabarito. 
3. Apesar de ambas serem formadas por moléculas anfipáticas, uma membrana biológica é diferente de uma bolha de sabão. Que 
diferenças existem na organização dessas estruturas? (2,0 pontos) 
 Na primeira figura temos uma bicamada, semelhante à que ocorre nas membranas plasmáticas. 
A bicamada se forma devido à dupla cauda dos fosfolipídios, que não permite a formação de micelas, ficando então suas caudas 
apolares opostas umas as outras e suas cabeças polares em contato com a água internamente e externamente. Já a segunda figura 
mostra uma película, como a que ocorre com as bolhas de sabão, onde as cabeças polares dos lipídeos estão em contato com a água 
e suas caudas apolares em contato com o ar. 
4. Com relação à radiação ionizante, responda: (2,0 pontos) 
a. Qual a diferença entre a radiação X e a radiação gama? Os raios gama tem origem nuclear, já os raios x são produzidos a partir 
da frenagem de elétrons. 
Se você tivesse que escolher uma proteção contra raios X, qual dos seguintes materiais escolheria: ferro, gesso, chumbo? Justifique 
a resposta. A facilidade com que os raios X atravessam as substâncias depende do comprimento de onda dos raios X, da espessura 
da substância e do peso atômico dos elementos que a compõem. Os raios X atravessam com grande facilidade elementos de pequeno 
peso atômico, como por exemplo, os elementos fundamentais dos corpos orgânicos, carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. Os 
elementos mais pesados são dificilmente atravessados. Assim, o chumbo é usado frequentemente para barrar os raios X. Portanto, 
a escolha mais apropriada para a proteção contra os raios X é um avental feito com chumbo. 
b. Qual das radiações é mais energética, a partícula alfa ou a partícula beta? As partículas beta são menos energéticas que as 
partículas alfa. 
 c. O Césio é uma radiação ionizante corpuscular ou eletromagnética? O Césio não é uma radiação, é um elemento químico cujo 
isótopo radioativo, ao decair, emite radiação ionizante. 
5. Na figura abaixo, vemos o esquema de células vegetais em contato com três meios distintos: um meio hipotônico, um meio 
hipertônico e um meio isotônico. Diga em que situação se encontra cada célula, justificando. (Lembre-se de dizer o que é um meio 
hipotônico, hipertônico e isotônico). (2,0 pontos) 
1. A célula vegetal está em meio isotônico, tem um volume de entrada de água igual ao volume 
de saída, ficando então com seu volume inalterado. 
2. Em um meio hipotônico, a célula vegetal absorve água por osmose, mas ao contrário das hemácias ela não se rompe, devido à 
parede celulósica. A célula fica túrgida. 
3. Em um meio hipertônico, a célula vegetal perde água e seu citoplasma fica reduzido. 
6. Qual a diferença entre calor e temperatura? (1,0 ponto). A temperatura de um objeto ou meio é a medida do grau de agitação de 
seus átomos e moléculas. Já o calor, ou energia térmica, é a quantidade de energia envolvida nessa agitação molecular.