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CURSO: MEDICINA VETERINÁRIA Prova 2° Bimestre 2020/1 Data da Prova /_ /_ Nome do aluno(a): Ester Silva Matrícula: 2010982 Nome do aluno(a): Laura Scarpini Matrícula: 2010547 Nome do aluno(a): Rayara Oliveira Matrícula: 2010639 Nome do aluno(a): Stéfane Medeiro Matrícula: 2010941 Nome do aluno(a): Thaís Paiva Matrícula: 2010055 Disciplina: BIOLOGIA CELULAR Professor: MAURÍCIO AMARAL 1. (PUC-SP-2003 - adaptada) Quando observamos um carro em movimento ou uma pessoa em atividade física, estamos presenciando transformações de energia para realização de trabalho. Nos dois casos, a energia é fornecida pela oxidação de moléculas orgânicas presentes no combustível e no alimento, respectivamente. A glicose é o principal combustível do corpo humano, fornecendo energia necessária para os diversos tipos de trabalhos biológicos, inclusive o trabalho muscular. Entretanto, a energia liberada no processo de combustão da glicose não é imediatamente aproveitada; ela é inicialmente transferida e armazenada em moléculas de ATP (trifosfato de adenosina) que funcionam como “moedas energéticas” que as células utilizam para “pagar” os custos envolvidos na realização de trabalho. As reações de combustão também são classificadas como reações de óxido-redução, sendo o O2, o agente oxidante. A combustão completa de combustíveis como a gasolina, o álcool etílico e a glicose formam o gás carbônico (CO2), a água (H2O) e liberam uma certa quantidade de energia. No entanto, caso não haja disponibilidade adequada de gás oxigênio, poderá ocorrer a formação de outros subprodutos com liberação de menor quantidade de energia. Um músculo em intensa atividade necessita de uma grande quantidade de energia, consumindo rapidamente o seu estoque de ATP. Para a produção em larga escala dessas moléculas, as células musculares utilizam carboidratos como combustível, observando-se um aumento tanto no consumo de O2 quanto na eliminação de CO2 (situação1). Quando o esforço muscular é muito intenso, verifica-se um acúmulo de ácido lático (situação2), o que pode provocar fadiga muscular, isto é, dor e enrijecimento da musculatura. Com base em seus conhecimentos de Biologia responda às questões: a) Explique os fenômenos envolvidos nas situações 1 e 2 apresentadas no texto, relacionando-os com a disponibilidade de O2 para as células musculares. R: Na situação 1 onde as células utilizam o combustível é o processo que é chamado de respiração celular. As células oxidam lentamente os nutrientes, liberando energia gradualmente, e produzindo água e CO2. Consumindo O2 e produzindo CO2. Na situação 2 continua ocorrendo a respiração celular porém juntamente com a fermentação lática onde a glicose é convertida em ácido lático, não ocorrendo a produção de CO2. A fermentação lática ocorre nas células musculares durante atividade física intensa. Quando o suprimento de gás oxigênio não é suficiente para permitir a geração de todo o ATP necessário ao exercício na respiração aeróbica, as células musculares passam a executar a fermentação lática, o que determina acumulo de ácido láctico no tecido muscular. Entretanto, a respiração aeróbica é mais eficiente porque seus produtos finais a agua e gás carbônico, são substancias muito pobres em energia, enquanto na fermentação são liberadas como resíduos moléculas ainda bastante ricas em energia, como o etanol. Essa diferença de rentabilidade deve-se à completa degradação da molécula de glicose na respiração aeróbica. b) Considerando que as células musculares apresentam um alto consumo de energia, indique qual é a organela encontrada em abundância nessas células. Justifique sua resposta. R: As organelas encontradas em abundância nas células musculares são as mitocôndrias. Na matriz mitocondrial contém enzimas que metabolizam piruvato e ácido graxo produzindo a acetilcoenzima A ,ou seja, ocorre o ciclo de Krebs, e nas cristas dobras que aumentam a superfície da membrana interna e a eficiência na produção de ATP Como as células musculares apresentam um elevado consumo de ATP, elas possuem um grande número de mitocôndrias. c) Explique o que é ATP, representando sua fórmula estrutural e indicando as ligações ricas em energia da referida molécula. R: ATP significa adenosina trifosfato ou adenina ribose trifosfato. A molécula de ATP apresenta, em sua composição, uma base nitrogenada adenina, o carboidrato ribose, que é uma pentose, e três grupos fosfato, sendo, portanto, um nucleotídeo do RNA com mais dois fosfatos. As ligações que unem esses dois grupos fosfatos adicionais são ricas em energia e podem ser desfeitas por reação de hidrolise. O ATP está relacionado com a disponibilidade de energia para uma célula. Sua formula estrutural é indicada na imagem abaixo: 2. (UNICAMP-2006 - adaptada) As macromoléculas (polissacarídeos, proteínas ou lipídios) ingeridas na alimentação não podem ser diretamente usadas na produção de energia pela célula. Essas macromoléculas devem sofrer digestão (quebra), produzindo moléculas menores, para serem utilizadas no processo de respiração celular. a) Indique quais são as moléculas menores que se originam da digestão de cada uma das macromoléculas citadas no texto. R: Polissacarídeos originam glicose, as proteínas originam aminoácidos e os lipídeos, são ésteres - compostos por uma molécula de ácido (ácido graxo) e uma de álcool (glicerol ou outro). b) Explique como acontece a “quebra” química das macromoléculas ingeridas. R: Por reações de hidrólise, ou seja, adição de água às macromoléculas. Nesse processo atuam as enzimas hidrolíticas. c) Respiração é um termo aplicado a dois processos distintos, porém intimamente relacionados, que ocorrem no organismo em nível pulmonar e celular. Explique a relação existente entre os dois processos. R: A respiração pulmonar é para captar o oxigênio e fazer com que ele chegue ao sangue para que possa ser distribuído às células do corpo. Nas células é que acontece a respiração celular fazendo com que o corpo produza energia na presença do oxigênio a partir da glicose. Com esse processo é produzido o gás carbônico liberado das células para o sangue e descartado do corpo pela respiração pulmonar. 3. (Ufc-96 - adaptada) "Dois tipos de divisão nuclear, mitose e meiose, são característicos da maioria das células animais e de plantas. A mitose está regularmente associada à divisão nuclear de células vegetativas ou somáticas. A meiose ocorre em conjunto com a formação de células reprodutivas (gametas ou meiósporos) nas espécies de reprodução assexuada" (Burns, 1983). Com relação a esses dois processos de divisão celular, responda: a) Que fenômeno acontece na prófase meiótica, o qual possibilita a ocorrência de crossing-over e consequente formação de quiasmas? R: Temos a quebra das cromátides e a troca entre os cromossomos homólogos. Ocorrendo o crossing-over, que permite a variabilidade genética. b) Que diferença existe quanto ao número de cromossomos nas células resultantes da mitose e da meiose? Justifique a sua resposta fazendo um esquema representativo de cada situação. R: Na mitose, uma célula diploide vai formar 4 novas células geneticamente iguais e com mesmo número de cromossomos. Enquanto na mitose, uma célula diploide vai formar células haploides. Sendo uma divisão reducional, enquanto a mitose é equacional. 4. (G2 - adaptada) Represente através de esquemas, os cromossomos de uma célula animal (2n = 4) durante as fases de metáfase e anáfase da primeira divisão meiótica e justifique os resultados de uma disjunção cromossômica observada durante a anáfase I. R: Na anáfase I, os cromossomos homólogos que estavam pareados na placa equatorial da célula começam a ser puxados pelas fibras do fuso até os pólos da célula. Cada cromossomo possui um par de cromátides unidas pelo centrômero. Nessa fase, as proteínas coesinas são degradadas e os quiasmas desaparecem. O terceiro cromossomo é resultado da não disjunçãocromossômica do par número 21 na hora da produção dos gametas. 5. (Fuvest -91 - adaptada) Uma certa substância interrompe a divisão celular porque impede a formação do fuso acromático. a) Se adicionarmos essa substância a uma cultura de células no início da mitose, em que fase da divisão celular o processo será interrompido? Justifique a resposta. R: a colchicina é a substância que mais é usada para interromper o fuso acromatico, ela é uma substância inibidora. Ela inibe a polimerização das proteínas no fuso acromático, que ocasiona a paralisação da divisão celular da fase da metáfase. Com essa substâncias facilita a visualização dos cromossomos e a construção dos cariótipo das espécies. O fuso é paralisado nesta fase, porque após a metátase vem a anáfase, que é a fase que os cromossomos migram para os polos das células. b) Explique o que é fuso acromático indicando sua importância no mecanismo da divisão celular. R: o ciclo acromatico são estruturas proteicas que são formada no centro das células em mitose, irão se separar, se dividir em dois grupos, cada um Para um lado oposto ao outro é assim levando sua metade dos cromossomos. Este fuso acontece na primeira fase da mitose, prófase, auxilia nos estudos dos cariótipos, metáfase, antes que eles se condensem e dupliquem os centrômeros. 6. (Unesp-96 - adaptada) Uma célula, ao se dividir, apresenta as seguintes características: I. é anastral ou acêntrica. II. forma-se o fragmoplasto, membranas derivadas do Complexo de Golgi. III. a citocinese é centrífuga. Com essas informações, responda: a) Que tipo de célula, ao se dividir, apresenta as características citadas? Justifique R: As células vegetais, todas elas ao se dividirem apresentam essas caracteristicas. Acontece o anastral quando a célula não apresenta centríolo e,consequentemente não haverá áster. Os fragmoplasto atuam como “forma” para a construção das paredes celulósicas. A citocinese centrífuga é o nome que se dá quando bolsas se fundem-se umas ás outras,formando o fragmoplastos que crescem dentro, até encostar na parede celulósica e separar as duas células filhas. b) Conceitue o termo "anastral" e represente num esquema, como difere de uma célula com divisão "astral". R:Ambas as células, animal e vegetal, tem a presença da mitose mas existe uma diferença entre elas. ANASTRAL (VEGETAL) : é quando não encontramos tanto os centríolos quanto os ásteres nos vegetais. ASTRAL (ANIMAL) : os centríolos da célula animal estão envolvidos nas fibras do áster. 7. (Unicamp - adaptada) Ribossomos são estruturas supramoleculares formadas por RNA e proteínas, sintetizados pelos processos de transcrição e tradução, respectivamente. a) Explique o significado de cada um termos citados. R: Os ribossomos são pequenas estruturas em forma de grânulos que estão presentes nas células procarionte e eucarionte, é formado por RNA ribossômico e participa da síntese proteica. A transcrição ocorre na primeira fase, quando a molécula de DNA se abre e os códigos são transcrito para o RNA. A tradução, é a parte em que a síntese de proteína irá traduzir as informações contidas nos genes. b) Indique os locais onde esses processos ocorrem na célula eucariótica R: A transcrição ocorre no núcleo ao nível dos cromossomos e a tradução, ocorre no citoplasma no nível dos ribossomos. c) Justifique o que acontecerá com os processos de transcrição e tradução, se ocorrer uma inativação na Região Organizadora do Nucléolo. R: Sem a região organizadora do nucléolo não haverá RNA ribossômico, matéria-prima para produção destes organóides e, consequentemente cessará a síntese de proteína na célula. 8. (Vunesp-2008 - adaptada) Imagine ser possível, experimentalmente, a extração de todas as mitocôndrias de uma célula eucariótica. Se, na presença de oxigênio, ainda for possível observar o processo da respiração celular, quais os efeitos da extração das mesmas para tal processo? Ocorreria formação de quantos ATPs? Justifique. R: Com a extraçao das mitocôndrias da célula acasionaria o impedimento da realizaçao das duas últimas fases da respiração aeróbica, que só ocorrem dentro da mitocôndria (o Ciclo de Krebs e a Cadeia Respiratória). Ocorreria apenas a formação de 2 ATPs por cada molecula de glicose, pois a única forma da produção de ATP nessa condição seria por fermentação, que é a quebra de parte da glicose formando o piruvato. 9. (Unicamp-2000 - adaptada) No citoplasma das células são encontradas diversas organelas, cada uma com funções específicas, mas interagindo e dependendo das outras para o funcionamento celular completo. Assim, por exemplo, os lisossomos estão relacionados ao complexo de Golgi e ao retículo endoplasmático rugoso, e todos às mitocôndrias. a) Explique a relação existente entre lisossomos e complexo de Golgi. R: A relação entre eles é a importância da separação e no endereçamento das moléculas sintetizadas nas células, encaminhando-as para as vesículas de secreção. b) Explique a forma de ação dos lisossomos e justifique a resposta por meio de esquema. R: Os lisossomo são depósitos de enzimas utilizadas pelas células para digerir moléculas introduzidas por pinocitose, por fagocitose, ou, organelas da própria célula. c) Explique o motivo pelo qual todas as organelas são dependentes das mitocôndrias. R: Elas dependem da mitocôndria, por que a mesma produz energia através da respiração celular aeróbica. Essa energia é utilizada pelas outras organelas para realizarem suas funções. 10. As células eucariotas representam o que há de mais evoluído em termos de células. Surgiram à partir de um marco evolutivo - o aparecimento de membranas internas - que possibilitaram a organização intracelular e a formação das organelas. a) Explique o que são organelas, listando aquelas que ocorrem numa célula animal. R: Organelas são pequenos “departamento” dentro de uma célula, cada uma com uma função, e são elas que fazem com que a células trabalhe corretamente. As organelas presente na célula animal são: mitocôndria, ribossomos, centríolos, retículo endoplasmático, núcleo, lisossomos, complexo de Golgi. b) Explique a estrutura das membranas celulares através do Modelo do Mosaico Fluido. R: 11.Os vacúolos são grandes vesículas originadas do retículo endoplasmático e do complexo golgiense. São estruturas celulares membranosas e, por isso, típicas de células eucariontes. Apresentam membrana seletiva, como todas as membranas celulares. Sendo assim, o conteúdo no interior do vacúolo é diferente do conteúdo citoplasmático. Descreva cada um dos tipos de vacúolos possíveis de serem encontrados em diferentes tipos celulares. R: Existem três tipos de vacúolos: o vacúolo de suco celular que apresenta uma membrana que o reveste, que recebe o nome especifica de tonoplasto. Seu pH é geralmente ácido, pela atividade de uma bomba de prótons presente no tonoplasto. Os vacúolos alimentares que surgem no processo de endocitose, a célula captura uma partícula, formando uma vesícula chamada fagossomo. Essa vesícula então se une a um lisossomo, dando origem ao chamado vacúolo alimentar e os vacúolos contráteis que apresentam como função bombear o excesso de água presente no interior da célula para fora dela. 12. Durante o metabolismo energético celular, uma etapa chamada glicólise terá ocorrência no citosol. Como consequência do seu desdobramento, origina moléculas conhecidas como Piruvato. a) Explique o que é o piruvato e quais os possíveis destinos deste componente nos diferentes grupos celulares. R: O ácido pirúvico (cada qual com três átomos de carbono) é resultado da degradação da glicose que é fracionada em duas moléculas de ácido pirúvico. No meio intracelular, o ácido pirúvico encontra-se dissociado em íonsH+ e piruvato(C3H4O3) .Em condições anaeróbicas, o ácido pirúvico pode ser transformado em etanol, com a liberação de uma molécula de CO2, como fazem muitosfungos e bactérias, pode ser convertido em ácido láctico, por certas bactérias, determinados fungos e algumas células animais. Em condições aeróbicas, ou seja, na presença de O2, pode ser degradado completamente em CO2 e água. Os dois primeiros caminhos são formas de fermentação, enquanto o terceiro é a respiração celular aeróbica. b) Esquematize à partir do piruvato, as diversas rotas metabólicas possíveis, indicando os produtos finais, os organismos envolvidos e a importância econômica de cada via. R: Há 3 destinos principais para o piruvato ou ácido pirúvico. Em condições anaeróbicas, o piruvato é convertido em etanol + Co² que é a fermentação alcoólica, processo de obtenção de energia utilizado por algumas bactérias e fungos, como as leveduras. Na fermentação alcoólica, a glicose é transformada em álcool etílico ou etanol, gás carbônico e ATP. Esse tipo de fermentação tem grande importância para os seres humanos em vários aspectos. Na produção de vinho, suco de uva. Os fungos presentes na casca da uva decompõem a frutose e originam álcool etílico (etanol), produzindo o vinho. Na fabricação de outras bebidas alcóolicas obedece aos mesmos princípios como a cerveja, cachaça e o conhaque. Além disso, na produção de pão e álcool combustível. Também em condições anaeróbicas, o piruvato é reduzido a lactato através da fermentação lática. Esse é um processo de obtenção de energia comumente utilizado por bactérias do tipo lactobacilos, alguns protozoários e fungos e, eventualmente, pelas células do tecido muscular. Nesse tipo de fermentação, a molécula de glicose é convertido em ácido láctico, não ocorrendo a produção de gás carbônico como a fermentação alcoólica. A fermentação láctica tem importância industrial na produção de queijos, coalhadas e iogurtes. Em condições aeróbicas, o piruvato é oxidado. Ele é convertido em acetil, com a liberação de CO2, íons H+ e elétrons. O acetil associa-se à coenzima A, formando o composto acetil- CoA ,,que depois é oxidada a CO² durante o Ciclo de Krebs. O ciclo de Krebs o ciclo de Krebs é uma sequência de reações de extrema importância por participar, direta ou indiretamente, na geração de energia e formação de diversos compostos através de processos catabólicos e anabólicos. 13. Um dos possíveis desdobramentos do metabolismo energético nas células é o Ciclo do Ácido Cítrico (Ciclo de Krebs). Durante este ciclo, aceptores de elétrons irão surgir, agindo como precursores da molécula de ATP. a) Escreva a fórmula de cada precursor de ATP gerado no Ciclo, indicando o total de moléculas de cada tipo e o quantitativo de ATP correspondente. R: 1 NADH2 + ½ O2 + 3 ADP + 3P 1 H2O + 3 ATP + 1 NAD 1 FADH2 + ½ O2 + 2 ADP + 2P 1 H2O + 2 ATP + 1 FAD b) Explique de que forma estes aceptores serão geradores de ATP. R: Isto é feito por transferência dos elétrons do NADH+H+ e FADH2 para outras moléculas, o que pode ocorrer por fermentação ou respiração. 14. Um núcleo interfásico apresenta membrana nuclear (carioteca), citoplasma nuclear (nucleoplasma ou carioplasma), cromatina e nucléolo. a) Explique como é a membrana nuclear e em que difere das demais membranas biológicas. R: A Membrana Nuclear ou Carioteca, é uma estrutura que protege o núcleo das células eucarióticas, responsável por separar o conteúdo do núcleo celular (separa o DNA do Citosol). É um envoltório nuclear, formado por duas membranas com poros, que permitem a passagem de macromoléculas como por exemplo, o RNA e as proteínas. Eo que difere a membrana nuclear das outras membranas é a sua importante missão de proteger o material genético e separa-los do citoplasma. b) Mostre, através de esquema, como é a estrutura e a constituição da cromatina. R: A cromatina é um conjunto de fios, cada um deles formado por uma longa molécula de DNA associada a moléculas de histonos, um tipo especial de proteína. Esses fios são os cromossomos. c) Descreva o papel do nucléolo. R: As funções do nucléolo é auxiliar na produção do RNA, além disso, ele armazena esse material e coordena os processos de reprodução celular através da síntese de proteínas. 15. A cadeia transportadora de elétrons é uma série de proteínas e moléculas orgânicas encontradas na membrana interna da mitocôndria. Os elétrons são passados de um componente da cadeia transportadora para outro em uma série de reações redox. A energia liberada nestas reações é capturada na forma de um gradiente de prótons, o qual é usado para produzir ATP em um processo chamado quimiosmose. Juntas, a cadeia transportadora de elétrons e a quimiosmose formam a fosforilação oxidativa. a) Explique o que é fosforilação oxidativa. R: É um processo que a energia é obtida por meio da degradação das moléculas dos alimentos, como a glicose, que é convertida em ligações nas moléculas de ATP. A Fosforilação oxidativa é um processo de ganho de energia realizados alguns organismos na presença de oxigênio e onde ocorre a maior produção de ATP na maioria das células. b) Explique o que são e como atuam os citocromos na cadeia de transporte de elétrons. R: Citocromos são proteínas que transportam os elétrons adquiridos através do hidrogênio. Essas proteínas participam da respiração celular e na fotossíntese. São os famosos NADH+ na cadeia respiratória e eles englobam os H+ e os seus elétrons para que seja transformados em H2O e ATP.
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