QUESTÕES RESPONDIDAS- INTRODUÇÃO ÀS CÉLULAS

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QUESTÃO 1 
Quais das seguintes afirmativas estão 
corretas? Explique as suas respostas. 
 
A. A informação hereditária de uma célula é 
passada adiante pelas suas proteínas. 
B. O DNA bacteriano é encontrado no citosol. 
C. Os vegetais são compostos de células 
procarióticas. 
D. Todas as células de um mesmo organismo 
têm o mesmo número de cromossomos 
(com exceção dos óvulos e dos 
espermatozoides). 
E. O citosol contém organelas envolvidas 
 por membranas, como os lisossomos. 
F. O núcleo e as mitocôndrias estão 
envolvidos por uma dupla membrana. 
G. Os protozoários são organismos 
complexos com um grupo de células 
especializadas que formam tecidos, como 
os flagelos, partes bucais, ferrões e 
apêndices semelhantes a pernas. 
H. Os lisossomos e os peroxissomos são o 
local de degradação de materiais 
indesejados. 
 
QUESTÃO 2 
Para se ter uma percepção do tamanho das 
células (e usar o sistema métrico), considere 
o seguinte: o cérebro humano pesa cerca de 
1 kg e contém cerca de 1012 células. Calcule 
o tamanho médio de uma célula do cérebro 
(embora saibamos que os seus tamanhos 
variam amplamente), assumindo que cada 
célula está inteiramente preenchida com 
água (1 cm3 de água pesa 1g). Qual seria o 
comprimento de um lado dessa célula de 
tamanho médio do cérebro se ela fosse um 
simples cubo? Se as células fossem 
espalhadas em uma fina camada que tem 
apenas uma célula de espessura, quantas 
páginas deste livro esta camada cobriria. 
 
QUESTÃO 3 
Identifique as diferentes organelas indicadas 
com letras na micrografia eletrônica 
mostrada na figura a seguir. Estime o 
comprimento da barra de escala na figura. 
 
QUESTÃO 4 
Existem três classes principais de filamentos 
que compõem o citoesqueleto. Quais são 
elas e quais são as diferenças nas suas 
funções? Quais filamentos do 
citoesqueleto seriam mais abundantes em 
uma célula muscular ou em uma célula da 
epiderme que compõe a camada externa 
 da pele? Explique as suas respostas. 
 
 
 
QUESTÃO 5 
A seleção natural é uma força muito 
poderosa na evolução, pois 
até mesmo as células com uma pequena 
vantagem no crescimento rapidamente 
superam as suas competidoras. Para 
ilustrar esse processo, considere uma 
cultura de células que contém 1 milhão 
de células bacterianas que duplicam a 
cada 20 minutos. Uma única célula nessa 
cultura adquire uma mutação que permite 
a ela dividir-se mais rapidamente, com 
 um tempo de geração de 
apenas 15 minutos. Assumindo que existe 
um suprimento ilimitado de nutrientes e 
nenhuma morte celular, quanto tempo 
levaria antes que a progênie da célula 
 
 
mutada se tornasse predominante na 
cultura? (Antes de começar a calcular, faça 
uma suposição: 
você acha que isso levaria cerca de um dia, 
uma semana, um mês ou um ano?) 
Quantas células de cada tipo estariam 
presentes na cultura nesse momento? (O 
número de células N na cultura no tempo t 
é descrito pela equação N = N0 × 
2t/G,onde N0 é o número de células no 
tempo zero, e G é o tempo de geração.) 
 
 
 
QUESTÃO 6 
Quando bactérias são cultivadas sob 
condições adversas, isto é, na presença de 
um veneno como um antibiótico, a 
maioria das células cresce e se prolifera 
lentamente. Contudo, não é incomum que 
a velocidade de crescimento de uma 
cultura bacteriana mantida na presença do 
veneno seja restabelecida, após alguns 
dias, para aquela observada na sua 
ausência. Sugira por que esse pode ser o 
caso. 
 
QUESTÃO 7 
Aplique o princípio do crescimento 
exponencial, como descrito na Questão 1-
14, às células em um organismo 
multicelular como o seu. Existem cerca de 
1013 células no seu corpo. Assuma que 
uma célula adquira uma mutação que 
permite que ela se divida de maneira 
descontrolada (isto é, ela se torna uma 
célula cancerosa). Algumas células 
cancerosas podem proliferar-se com um 
tempo de geração de cerca de 24 horas. Se 
nenhuma das células cancerosas morreu, 
quanto tempo levaria antes que as 1013 
células no seu corpo fossem células 
cancerosas? (Use a equação 
N = N0 × 2t/G, com t, o tempo, e G, o 
tempo de cada geração. 
Sugestão: 1013 ≅ 243.) 
 
 
QUESTÃO 8 
Discuta a seguinte afirmação: “A estrutura 
e a função de uma célula viva são ditadas 
por leis da física e da química”. 
 
 
QUESTÃO 9 
Quais são, se houver alguma, as vantagens 
de ser multicelular? 
 
......................................................................................... 
 
 
 
RESPOSTA 1 
A. Incorreta. A informação hereditária está 
codificada no DNA da célula, que, por sua 
vez, codifica para as proteínas. 
B. Correta. Bactérias não possuem um 
núcleo. 
C. Incorreta. As plantas são compostas de 
células eucarióticas que contêm 
cloroplastos como organelas 
citoplasmáticas. Acredita-se que os 
cloroplastos tenham derivado 
evolutiva�mente a partir de células 
procarióticas. 
D. Correta. O número de cromossomos 
varia de um organismo para outro, mas é 
constante em todas as células do mesmo 
organismo. 
E. Incorreta. O citosol é o citoplasma 
excluindo todas as organelas. 
F. Correta. O envelope nuclear é uma 
membrana dupla, e as mitocôndrias estão 
envoltas tanto por uma membrana interna 
como por uma externa. 
G. Incorreta. Os protozoários são 
organismos unicelulares e por isso não 
têm tecidos diferentes. Entretanto, eles 
têm uma estrutura complexa com partes 
altamente especializadas. 
H. Relativamente certa. Peroxissomos e 
lisossomos contêm enzimas que catalisam 
a quebra de substâncias produzidas 
no citosol ou captadas pela célula. 
Entretanto, pode-se argumentar que 
várias dessas substâncias são degradadas 
para gerar moléculas de alimento e como 
tais certamente não são 
“indesejáveis”. 
 
RESPOSTA 2 Um cérebro pesa em média 
10-9 g (= 1.000 g/1012). Como 1 g de água 
ocupa 1 mL = 1 cm3 (= 10-6 m3 ), o 
volume de uma célula é 10-15 m3 (= 10-9 
g × 10-6 m3 /g). Con�siderando que a raiz 
cúbica origina um comprimento lateral de 
10-5 m ou 10 μm (106 μm = 1 m) para 
cada célula. A página do livro tem uma 
superfície de 0,057 m2 (= 21 cm × 27,5 
cm). Consequentemente, 57 × 107 (= 
0,057 m2 /10-10 m2 ) células se encaixam 
nesta página quando espalhadas como 
uma única camada. Dessa forma, 1012 
células iriam ocupar 1.750 páginas (= 
1012/[57 × 107 ]). 
 
RESPOSTA 3 Nessa célula vegetal, A é o 
núcleo, B é o vacúolo, C é a parede celular, 
e D é um cloroplasto. A barra de escala 
representa cerca de 10 μm, a largura do 
núcleo. 
 
RESPOSTA 4 Os três principais filamentos 
são os filamentos de actina, os filamentos 
intermediários e os microtúbulos. Os 
filamentos de actina estão envolvidos no 
movimento celular rápido, como 
contração de uma célula muscular; os 
filamentos in�termediários fornecem 
estabilidade mecânica, como nas células 
epidermais da pele, e os microtúbulos 
funcionam como “trilhos de uma estrada 
de ferro” para os movimentos 
intracelulares e são responsáveis pela 
separação dos cromossomos durante a 
divisão celular. 
 
RESPOSTA 5 As células mutantes levam 
apenas 20 horas, isto é, menos de um dia 
para se tornarem mais abundantes na 
cultura. Utilizando a equação fornecida na 
questão, vimos que o número das células 
bacterianas originais (“tipo selvagem”) no 
tempo t minutos, depois que a mutação 
ocorreu, é de 106 × 2t/20. O número de 
células mutantes no tempo t é de 1 × 
2t/15. Para descobrir quando as células 
 
 
mutantes “alcançam” as células do tipo 
selvagem, simplesmente temos de igualar 
esses dois números entre si (isto é, 106 × 
2t/20 = 2t/15). Tomando o logaritmo para 
base 10 em ambos os lados dessa equação 
e resolvendo-a para t resulta em t = 1.200 
minutos (ou 20 horas). Nesse momento, a 
cultura contém 2 × 1024 células (106 × 260 
+ 1 × 280). Consequentemente, 2 × 1024 
células bacterianas, cada uma pesando 10-
12 g, iriam pesar 2 × 1012
g (= 2 × 109 kg 
ou 2 milhões de toneladas!). Esse somente 
pode ter sido um experimento imaginado. 
 
RESPOSTA 6 As bactérias continuamente 
adquirem mutações no seu DNA. Na 
população de células expostas ao agente 
tóxico, uma ou algumas células podem 
adquirir uma mutação que as tornam 
resistentes à ação da droga. Antibióticos 
que são tóxicos para bactérias, por se 
ligarem a certas proteínas bacterianas, por 
exemplo, não funcionariam se a proteína 
tivesse uma superfície levemente alterada 
de modo que a ligação ocorres�se mais 
fracamente ou não ocorresse. Essa bactéria 
mutante continuaria a se dividir 
rapidamente enquanto seus parentes 
cresceriam devagar. A bactéria resistente 
ao antibiótico logo se tornaria a espécie 
predominante na cultura. 
 
RESPOSTA 7 1013 = 2(t/1). Portanto, 
levaria apenas 43 dias (t = 13/log(2)]. Isso 
explica por que alguns cânceres podem 
progredir rapidamente. Entretanto, várias 
células cancerosas se dividem muito mais 
lentamente ou morrem por causa das suas 
anormalidades internas ou porque elas não 
têm suprimento de sangue suficiente; por 
isso, a progressão atual do câncer é 
normalmente mais lenta. 
RESPOSTA 8 Células vivas se 
desenvolveram a partir de matéria não 
viva, mas cresceram e replicaram. Da 
mesma forma como o material do qual elas 
originaram, elas são governadas pelas leis 
da física, da termodinâmica e da química. 
Dessa forma, por exemplo, elas não podem 
criar energia de novo ou montar estruturas 
ordenadas sem o gasto de energia livre. 
Po�demos compreender praticamente 
todos os eventos celulares, como 
metabolismo, catálise, montagem da 
membrana e repli�cação de DNA, assim 
como reações químicas complicadas que 
podem ser reproduzidas 
experimentalmente, manipuladas e 
estudadas em tubos de ensaio. Apesar 
dessa redutibilidade fundamental, uma 
célula viva é mais do que a soma das suas 
partes. Não podemos misturar proteínas, 
ácidos nucleicos e outros compostos 
aleatoriamente em um tubo de ensaio, por 
exemplo, e fazer uma célula. A célula 
funciona em virtude da sua estrutura 
organizada, e isso é um produto da sua 
história evolutiva. As células sempre se 
originam a partir de células preexistentes, 
e a divisão da célula-mãe passa tanto os 
constituintes químicos como as estruturas 
para as suas filhas. A membrana 
plasmática, por exemplo, nunca tem de se 
formar de novo, mas cresce pela expansão 
de uma membrana preexistente; sempre 
existirá um ribossomo, em parte feito de 
proteínas, cuja função é sintetizar mais 
proteínas incluindo aquelas que fazem 
mais ribossomos. 
RESPOSTA 9 Em um organismo 
multicelular, diferentes células assumem 
funções especializadas e cooperam umas 
com as outras. Desse modo, organismos 
multicelulares são capazes de explorar 
fontes de alimento que são inacessíveis 
para organismos unicelulares. Uma planta, 
 
 
por exemplo, pode alcançar o solo com as 
suas raízes para captar água e nutrientes e 
ao mesmo tempo captar energia solar e 
CO2 a partir do ar pelas suas folhas. 
Protegendo as suas células reprodutoras 
com outras células especializadas, o 
organismo multicelular pode desenvolver 
novos meios para sobreviver em meio 
hostil ou para repelir predadores. Quando 
o alimento esgota, elas devem ser capazes 
de preservar as suas células reprodutoras, 
permitindo que elas saquem recursos 
estocados por suas companheiras – ou até 
mesmo canibalizar parentes (um processo 
comum, na verdade).