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A origem do universo e o estudo dos seres vivos -Aula 1 Objetivos da aula:❖ Discutir a origem do universo. ❖ Identificar um ser vivo. ❖ Compreender os níveis de organização dos seres vivos.❖ Estudar o ciclo de vida das células. ❖ Diferenciar uma célula procariota de uma eucariota. O que é vida? -Reprodução -Evolução -Metabolismo -Resposta a estímulos -Célula -Material genético Um pouco de história: - Em 1590, os irmãos Jansen inventaram o microscópio. - Em 1665, o físico e biólogo Robert Hooke analisou fatias de cortiça em um microscópio composto construído por ele. -O O microscopista holandês Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723) dedicava-se à fabricação de microscópios e à pesquisa. Colecionou 419 lentes e 247 microscópios. -Em 1674, relatou a descoberta do protozoário; em 1677, do espermatozoide humano, e, em 1683, da bactéria. - Com a melhoria dos microscópios compostos, Robert Brown, em 1833, descobriu um elemento esférico no centro de uma célula, denominando-o núcleo. - Em 1838, Schleiden formulou o princípio de que todos os vegetais são constituídos de células. -1839, o anatomista e fisiologista alemão Theodor Schwann (1810- 1882) estendeu esse princípio para os animais. -Em 1858, Rudolf Virchow afirmou que toda célula provém de outra preexistente. Célula é a unidade morfofisiológica dos seres vivos, capaz de autoduplicação. - Assim, foi estabelecida a “Teoria celular”, que afirma que a célula é a menor unidade de vida. Teoria celular: -Todos os organismos vivos são formados por uma ou várias células. -As células são as unidades funcionais e estruturais dos seres vivos. - Uma célula somente se origina de outra existente. Quando a célula não vai bem, o corpo também não vai bem! Quando a célula vai bem, o corpo também vai bem Formatos de células -Todo ser vivo é um sistema químico que obedece às leis da Física e da Química. -Diferentes elementos químicos se combinam e formam a matéria. -A matéria compõe todo o universo, incluindo a célula e os seres vivos. Quanto ao ciclo de vida, as células podem ser classificadas em: -Lábeis: ciclo curto. -Estáveis: duram meses ou até anos. -Permanentes: dividem-se apenas durante a formação do embrião. Quanto ao tipo, as células podem ser classificadas em: -Células procarióticas Células eucarióticas Constituintes básicos de todas as células: - Membrana plasmática - Citoplasma -Material genético Célula procariótica: -Estrutura mais simples. -Não forma organismos pluricelulares. - Não apresenta núcleo organizado (ou verdadeiro), apenas uma área nuclear chamada nucleóide. - O material genético (cromossomo) encontra-se difuso no citoplasma devido à ausência da membrana nuclear (carioteca). -Não possuem citoesqueleto, portanto não realizam endocitose e exocitose. CÉLULA PROCARIÓTICA: Células eucarióticas: -São aquelas que possuem um núcleo organizado. -Membrana plasmática individualiza, separando-a do meio. -Encontradas em protozoários, fungos, plantas e animais. -São células mais complexas e maiores. Aula 2/Composição química celular -Substâncias inorgânicas e orgânicas: Objetivos da aula – Substâncias Inorgânicas - Discriminar as substâncias inorgânicas. -Conhecer as propriedades da água. -Compreender as funções dos sais minerais. - Estudar a relação dos sais minerais com a saúde humana. - Entender a importância da água para a manutenção da homeostase. Composição molecular das células –água (molécula da vida) -É a substância mais abundante na Terra e pode ser encontrado nos estados físicos líquido, sólido e gasoso. -Sua molécula é formada por dois átomos de hidrogênio ligados a um átomo de oxigênio, cuja fórmula é H2O. -A célula é composta, aproximadamente, por 70% de água. - A variação do percentual de água depende do tipo de célula. Características da água: -Solvente universal. - Alta tensão superficial. -Alto calor específico. -Metabolismo. -Transporte de substância pelo organismo. -Lubrificante: quanto mais jovem maior é a quantidade de água. -Capilaridade Funções da água: -É um solvente universal, capaz de dissolver uma grande quantidade de substâncias. -É importante para o transporte de substâncias dentro e fora das células. -Participa do mecanismo de termorregulação do organismo. -Permite que reações químicas aconteçam, chamadas de reações de hidrólise (quebra de moléculas) e síntese (formação de moléculas). Principais sais minerais encontrados nos seres vivos Macrominerais: -Necessidades diárias superam os 100 mg -Cálcio- Fósforo- Sódio- Potássio- Cloro e Magnésio. Microminerais: -Necessidade diárias são inferiores a 100 mg -Ferro –Cobre- Iodo e Flúor Vitaminas: 2:Lipossolúveis e Hidrossolúveis AULA 3-Objetivos da aula - Substâncias orgânicas - Estudar as moléculas de carboidratos. - Identificar as moléculas lipídicas. - Compreender a relação dos aminoácidos com as proteínas. -Avaliar a importância das proteínas para o organismo. -Conhecer os tipos de ácidos nucléicos. Macromoléculas orgânicas: Quatro categorias de macromoléculas orgânicas são encontradas nas células : -Lipídeos -Carboidratos -Proteínas -Ácidos nucleicos As macromoléculas são formadas por moléculas menores, chamadas de monômeros, ligadas quimicamente e Todas são compostas basicamente por carbono (C). Lipídeos • Moléculas orgânicas insolúveis em água (hidrofóbicos) • Hidrocarbonetos apolares • Não são polímeros verdadeiros Funções dos lipídeos • Armazenamento de energia • Estrutural • Regulatória • Isolante térmico • Impermeabilizante Podemos encontrar diferentes tipos de lipídeos compondo a célula e o organismo animal. Os mais comuns são: -Ácido graxo -Triglicérides -Fosfolipídios -Colesterol Ácidos Graxos: -São moléculas relativamente pequenas, importantes por servir de fonte de energia para a célula e por formar os lipídeos que compõem a membrana celular. -São formados por longas cadeias de carbono, podendo ser saturados ou insaturados. -Os AG saturados só possuem ligações simples entre os carbonos, já os insaturados possuem ligações duplas. -Os ácidos graxos são ácidos carboxílicos com cadeias hidrocarbonadas de tamanho variável (4 a 36 carbonos). Triglicerídeos ou triacilglicerol: -Este é um importante lipídeo de armazenamento de energia. Formam os óleos vegetais (líquidos) e as gorduras animais (sólidas). GLICEROL + ÁCIDOS GRAXOS Fosfolipídios:Os fosfolipídios são os lipídeos de membrana mais importantes, pois formam a estrutura básica da membrana celular. -Os fosfolipídios possuem uma região hidrofóbica e uma região hidrofílica, por isso são chamados de anfipáticos. -Esta condição é essencial para que estes se organizem formando a membrana celular: partes hidrofóbicas pra dentro e hidrofílicas para fora. Colesterol –esteroides: -O colesterol é um lipídeo esterol encontrado nas células e no organismo animal. -O colesterol está presente na membrana em menor quantidade do que os fosfolipídios e sua presença interfere na fluidez da membrana. -Além disso, o colesterol é importante por ser precursor de hormônios chamados de esteroides, que são os hormônios sexuais. Carboidratos: -São as biomoléculas mais abundantes na Terra, sendo a glicose o carboidrato mais importante. -A glicose é produzida por meio da reação de fotossíntese, realizada pelas plantas e pelas algas. -Esses organismos utilizam o gás carbônico da atmosfera, a água e a energia luminosa para produzir glicose e gás oxigênio. FUNÇÕE S DOS CARBOIDRATOS: -Energética -Estrutural -Comunicação celular Os carboidratos são divididos em três categorias, de acordo com a sua estrutura molecular,em: -Monossacarídeo -Oligossacarídeo (CH2O)n n= 3 a 7 átomos de carbono -Polissacarídeo Monossacarídeos:são uma única unidade molecular, base para a formação dos demais. Oligossacarídeos:são formados pela ligação de poucos monossacarídeos. Os mais comuns possuem dois e por isso são chamados de dissacarídeos. Polissacarídeos:são formados pela ligação de muitos polissacarídeos. Monossacarídeos: - Os monossacarídeos mais importantes são a glicose, a frutose e a galactose, que são essencialmente energéticos. -Existem monossacarídeos estruturais, como a ribose e a desoxirribose, que compõem a estrutura do RNA e do DNA. OLIGOSSACARÍDEO:São formados pela ligação covalente, chamada de ligação glicosídica, entre dois monossacarídeos. Os dissacarídeos são fontes de glicose encontrada nos alimentos. São eles: Oligossacarídeos também são encontrados na superfície externa das membranas celulares, constituindo o glicocálice, que é importante para a sinalização celular e adesão entre as células.Estão ligados às proteínas e aos lipídeos da membrana, formando glicoproteínas e glicolipídeos. Os polissacarídeos são longas cadeias (polímeros), lineares ou ramificadas, que podem ser formadas por um único tipo de monossacarídeo, chamado de homopolissacarídeo, ou por vários tipos, chamados de heteropolissacarídeos. -O glicogênio é a forma do organismo animal armazenar glicose, sendo uma reserva energética acumulada, principalmente, no fígado e músculo estriado. -O amido é a forma das plantas armazenar glicose, servindo como base para a alimentação animal. -A celulose forma a parede celular das células vegetais. Proteínas: -Os aminoácidos são pequenas moléculas com características próprias que desempenham diferentes funções, além de formar as proteínas. -Existem vinte diferentes aminoácidos compondo as proteínas, que são ligados seguindo uma sequência específica, que é determinada pelo código genético presente no DNA. FUNÇ ÕES PROTEINAS: -Estrutural -Imunológica -Hormonal -Contrátil -Catalizadora e - Transporte Desnaturação das proteínas: -Temperatura -pH -Salinidade Ácidos nucleicos São formados por átomos de C, H, O, N e P Polímeros de nucleotídeos. -Todo nucleotídeo é formado por três partes: -Um grupo fosfato -Um açúcar (5C) -Uma base nitrogenada Função dos ácidos nucleicos: armazenamento e transmissão da informação genética. DNA – ácido desoxirribonucléico: armazenador da informação genética na maioria dos seres vivos. RNA – ácido ribonucléico:armazenador da informação genética em alguns vírus, importante na transmissão da informação. Ácido Desoxiribonucleico(DNA) -O DNA é um polímero de nucleotídeos. É a molécula responsável por guardar a informação genética da célula, que é passada para as células- filhas a cada divisão celular. -A hereditariedade das características dos seres vivos se deve à transmissão de cópias do DNA para as demais células. -O DNA é formado por duas cadeias de nucleotídeos unidas entre si por meio de ligações de hidrogênio, em forma de espiral. -As ligações de hidrogênio ocorrem entre as bases nitrogenadas, um dos componentes de um nucleotídeo. Ácido Ribonucleico (RNA): -O RNA é importante para que a informação genética presente no DNA possa ser utilizada. -A molécula de RNA é formada por uma única cadeia de nucleotídeos. AULA 4/MEMBRANA CELULAR – ESTRUTURA E MECANISMOS DE TRANSPORTES OBJETIVOS DA AULA - Estudar a estrutura da membrana plasmática. -Explicar os tipos de transportes através da membrana celular . -Diferenciar osmose de difusão. -Avaliar a importância da bomba de sódio e potássio. -Descrever as especializações da membrana celular. MEMBRANA PLASMÁTICA Características e funções: • Película fina (8 nanômetros), delicada e elástica, que envolve o conteúdo da célula. – Ela regula a passagem e a troca de substâncias entre o meio extracelular e intracelular. • É responsável por interações celulares. • Apresenta capacidade de selecionar as substâncias que entra ou sai de acordo com as necessidades da célula, por isso, dizemos que ela apresenta permeabilidade seletiva. LIPÍDEOS DA MEMBRANA PLASMÁTICA - Esses lipídeos têm duas características em comum: -Cabeça hidrofílica (polar) -Caudas hidrofóbicas(apolares) Lipídeos esteroides -Estão em menor proporção na membrana. • -Em células animais é representado pelo colesterol. • -Eles interfer em na fluidez da membrana plasmática Proteínas da membrana plasmática As proteínas da membrana são específicas e podem desempenhar diferentes funções: As proteínas da membrana podem ser integrais ou periféricas: • As proteínas integrais estão inseridas na bicamada lipídica. • As proteínas periféricas se prendem à superfície externa ou interna da membrana. CARBOIDRATOS DA MEMBRANA PLASMÁTICA -Os carboidratos da membrana estão localizados na sua superfície externa. -Eles se associam às proteínas e aos lipídeos, formando glicoproteínas e glicolipídeos. Eles formam o glicocálice ou glicocálix, que tem como funções: • Reconhecimento celular • Adesão celular TRANSPORTE DE MEMBRANA Transporte passivo: substâncias entram e saem livremente da célula de forma passiva, sem que a célula precise gastar energia. Ex:gásoxigênioegáscarbônico. Transporte ativo: a célula gasta energia para promover o transporte das substâncias. Nesse transporte há participação de substânciasespeciaischamadasenzimastransportadoras. Ex: células nervosas que absorve íons de potássio (K+) e eliminam íons de sódio (Na+ ); bomba de sódio, que tem a função de manter opotencialeletroquímico dascélulas. TRANSPORTE DE MEMBRANA TRANSPORTE PASSIVO • Difusão simples • Difusão facilitada • Osmose TRANSPORTE EM BLOCO A membrana plasmática tem ainda a capacidade de envolver e englobar moléculas ou partículas que não podem penetrar por transporte ativo ou passivo. O Processo é chamado de endocitose e pode ser de dois tipos: -Fagocitose e Pinocitose. Fagocitose – quando a molécula ou partícula englobada for grandeesólida. Pinocitose – No caso em que a célula engloba partículas em líquidos. AULA 5/CITOESQUELETO E ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS OBJETIVOS: -Estudar a composição do citoplasma celular. -Conhecer a constituição do citoesqueleto. -Descrever as estruturas e as funções das organelas citoplasmática. -Comparar as mitocôndrias com os cloroplastos. -Compreender o processo de sinalização e comunicação celular. CITOESQUELETO • Define a forma e organiza a estrutura interna da célula. • Possibilita o deslocamento de materiais no interior da célula. Componentes: • Microfilamentos • formados pela proteína denominada actina, relacionados ao movimento celular. • Filamentos intermediários • constituídos pela proteína queratina, relacionados à manutenção da forma (estrutura da célula). • Microtúbulos • formados pela proteína denominada tubulina, relacionados a organização celular e transporte). Forma os centríolos. CENTRÍOLO: -Estão sempre aos pares e dispostos perpendicularmente um em relação ao outro (centrossomo). -Cilindro oco constituídos por 9 trincas de 3 microtúbulos proteicos cada. Função dos centríolos: Participam do processo de divisão celular. Participam da constituição dos cílios (curtos e numerosos) e flagelos (longos e 1 ou 2 por célula). RIBOSSOMOS: São Grânulos especializados na produção de proteínas. • Podem estar livres no citosol ou aderidos à membrana do retículo endoplasmático rugoso, por exemplo. Obs: única organela presente também nas células procarióticas. RETÍCULO ENDOPLASMÁTICOSão uma Rede de tubos e bolsas membranosas. É classificado em: -Retículo endoplasmático rugoso ou granuloso: apresenta ribossomos aderidos a sua membrana. -Retículo endoplasmático liso ou não granuloso: ausência de ribossomos. Retículo endoplasmático rugoso (granular) - São uma Rede de canais achatados,COM aspecto granuloso devido a presença de ribossomos aderidos à face externa da sua membrana. Funções: • Atua na produção de proteínas que deverão ser encaminhadas ao meio extracelular. • Auxilia na produção de enzimas lisossômicas, que irão atuar nos lisossomos no processo de digestão intracelular. Retículo endoplasmático liso (agranular) -São Rede de canais cilíndricos SEM ribossomos aderidos à face externa da sua membrana. Funções:• Síntese de lipídios. • Produção de hormônios esteroides (exemplos: progesterona, estrógeno e testosterona – hormônios sexuais). • Degradação de substâncias tóxicas para a célula. COMPLEXO GOLGIENSE OU COMPLEXO DE GOLGI: Constituição:6 a 20 membranas bolsas (cisternas) achatadas/empilhadas. Funções:a)Secreção e armazenamento celular. b)Formação do acrossomo (vesícula contendo enzimas digestivas) dos espermatozóides. c)Formação dos lisossomos. Face cis: voltada para o retículo endoplasmático rugoso (recebe proteínas). Face trans: oposta ao retículo rugoso; desta parte desprendem-se as vesículas secretoras processadas no complexo goldiense. LISOSSOMOS: -São Vesícula membranosa arredondada repleta de enzimas em seu interior. -Originam-se a partir do complexo de golgi e permanecem no citoplasma até se fusionarem com materiais a serem digeridos. Funções: • Realizar a digestão intracelular (heterofágica) a partir de enzimas digestórias contidas no interior do lisossomo. • Responsável pela apoptose e renovação celular (autofágica). Lisossomos primários:aguardando atividade de digestão Lisossomos secundários/vacúolos digestivos: fundidos a bolsas membranosas com os materiais que serão digeridos (enzimas em ação). Função autofágica e apoptose (do grego auto: próprio; e phagein: comer): -Digerem partes desgastadas da própria célula (ex: organelas velhas; regressão da cauda dos girinos). PEROXISSOMOS: -São Bolsas esféricas e membranosas que contém enzimas: Oxidases – utilizam O2 para oxidar substâncias orgânicas, formando como subproduto H2O2 (peróxido de hidrogênio/água oxigenada – tóxico para as células). -Catalases – transformam H2O2 -------------→ H2O e O2 Oxidam ácidos graxos para serem utilizados na respiração celular e na síntese de outros compostos.Abundantes nas células do fígado e rins – desintoxicação celular (oxidam substâncias tóxicas absorvidas do sangue, transformando-as em produtos inofensivos). Os microtúbulos são um importante componente do citoesqueleto. Essas estruturas são formadas por um tipo de proteína globular denominada: a) queratina. b) quitina. c) tubulina. d) actina. e) miosina. UM POUQUINHO DE EXERCÍCIO 1-(UFC-CE) A síntese de lipídeos ocorre no: a) complexo de Golgi b) mitocôndrias c) citoesqueleto d) retículo endoplasmático rugoso e) retículo endoplasmático liso 2-(Fuvest-SP) Células animais, quando privadas de alimento, passam a degradar partes de si mesmas como fonte de matéria-prima para sobreviver. A organela citoplasmática diretamente responsável por essa degradação é: a) o aparelho de Golgi. b) o centríolo. c) o lisossomo. d) a mitocôndria. e) o ribossomo. 3-Os ribossomos são organelas celulares encontradas em todas as células, sendo estas procarióticas ou eucarióticas. A função dessa estrutura é: a) atuar no transporte de substâncias. b) realizar a respiração celular. c) promover a síntese de proteínas. d) promover a síntese de lipídios. e) promover a síntese de carboidratos. 4-Os ribossomos são organelas compostas por duas subunidades formadas por RNA ribossômico e proteínas. Essas estruturas podem estar dispersas no citoplasma, aderidas à carioteca ou então na superfície externa... a) das mitocôndrias b) do retículo endoplasmático c) do complexo golgiense d) do lisossomo e) do vacúolo Aula 6: Mitocôndria • Organelas em forma de bastonete, delimitadas por duas membranas lipoproteicas. • Apresenta cristas mitocondriais – preenchida por líquido viscoso com enzimas, material genético e ribossomos. Origem exclusivamente materna – mitocôndrias dos gametas masculinos sãodegeneradasapósa fecundação. Função da mitocôndria: -Realizar a respiração celular e aeróbia. -Produção de energia(ATP). Bases do metabolismo energético O metabolismo energético:é o conjunto de reações químicas que produz em energia necessária para a realização das funções vitais dos seres vivos. Classificação do modo com os organismos obtém alimento: Autotrófico Heterotrófico A maioria das moléculas dos nutrientes são utilizadas para produzir ATP o Respiração celular o Fermentação o Quimiossíntese (bactérias) SINALIZAÇÃO CELULAR: -Cada célula está programada para responder a determinados sinais. -Para isso, elas são dotadas de receptores que reconhecem as moléculas sinalizadoras. -Essas moléculas podem ser proteínas, aminoácidos, hormônios e várias outras substâncias. SINALIZAÇÃO CELULAR A sinalização pode ser dividida em cinco etapas básicas: 1.Síntese e liberação da molécula sinalizadora pela célula sinalizadora. 2.Célula-alvo reconhece a molécula por meio de receptores. 3.Um sinal é emitido. 4.Modificações no metabolismo celular geram uma resposta celular. 5.Transporte da molécula sinalizadora até a célula-alvo. Objetivo: mudar metabolismo, forma ou expressão gênica da célula. BIOSINALIZAÇÃO 1.Uma molécula sinalizadora se liga a um receptor. 2.Ativação da cadeia de sinalização. 3.Uma ou mais proteínas sinalizadoras interagem com proteína alvo. 4.Alteração da proteína alvo – efeito RESPOSTA CELULAR :Cada célula é programada para responder a combinações específicas de moléculas sinalizadoras. TIPOS DE SINALIZAÇÃO: 1. Endócrina 2. Sináptica 3. Autócrina 4. Dependente de contato 5. Parácrina SINALIZAÇÃO CELULAR – ENDÓCRINA:Nessa sinalização, as moléculas sinalizadoras (hormônios) são secretadas e, pela corrente sanguínea, chegam até sua célula-alvo. SINALIZAÇÃO CELULAR – NEURONAL:As moléculas sinalizadoras (neurotransmissores) são lançadas nas sinapses, junções especializadas entre neurônios e células-alvo (outros neurônios, células musculares ou glândulas). SINALIZAÇÃO CELULAR – AUTÓCRINA:Destaca-se pelo fato de a molécula sinalizadora atuar na própria célula, ou seja, a célula-alvo é a célula secretora. SINALIZAÇÃO CELULAR – PARÁCRINA: É um exemplo de sinalização que atua em curtas distâncias, alcançando as células-alvo pelo processo de difusão. Nesse caso, as moléculas atuam em células vizinhas à célula sinalizadora. (Inflamação e cicatrização) SINALIZAÇÃO CELULAR – DEPENDENTE DE CONTATO:Proteína ligada a membrana plasmática da célula interage com receptor da célula adjacente. RESPOSTA CELULAR: Diferentes células respondem de modo diferente ao mesmo sinal.Representação:
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