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1BIOLOGIA Atualmente, as sequências de bases nitrogenadas dos ácidos nucleicos podem fornecer dados muito importantes, nas relações evolutivas (parentescos) entre os seres vivos. Assim, a análise das sequências do RNA ribossômico permitiu dividir o mundo vivo em três grandes grupos conhecidos por domínios, a saber: Bacteria, Archaea e Eukarya. Essa classificação foi proposta por Carl Woese em seu trabalho realizado em 1977. O domínio Bacteria é constituído pelas chamadas “bactérias verdadeiras”, formando os seres pro cariontes, nos quais observam-se as células primitivas chamadas procarióticas ou procariotas. Archaea é um domínio de bactérias, também procariontes e com uma capacidade de viver em ambientes inóspitos com grandes salinidades, altas temperaturas, ácidos e outros. O domínio Eukarya inclui todos os demais seres vivos, isto é, protistas (protoctistas), fungos, vegetais e animais. São chamados eucariontes e possuem as células eucarióticas ou eucariotas. Esses três domínios são divididos em grupos menores, os Reinos, conforme o quadro a seguir. Alguns autores reúnem eubactéria e arqueobactéria em um único reino denominado Monera. A classificação em 5 Reinos foi proposta por WHITAKKER em 1969. O esquema a seguir representa uma possível origem evolutiva dos seres vivos a partir de um ancestral comum. Domínio Reino Bacteria Eubacteria Archaea Archaeabacteria Eukarya Protoctista (Protista) Fungi Plantae (Vegetalia) Animalia 1 Palavras-chave:Os seres vivos e os tipos de células • Procariota • Eucariota Estruturas e funções celulares Módulos 1 – Os seres vivos e os tipos de células 2 – Evolução da célula eucariota vegetal 3 – Célula vegetal – parede celular, plastos e vacúolos 4 – Os tecidos vegetais – meristemas 5 – Os tecidos adultos vegetais 6 e 7 – A folha: órgão de fotossíntese – I e II 8 e 9 – A química da fotossíntese – I e II 10 – Fotossíntese e a quimiossíntese em bactérias 11 – A influência da temperatura e dióxido de carbono 12 – A influência da luz na fotossíntese 13 – A respiração aeróbia – I 14 – A respiração aeróbia – II 15 – A respiração anaeróbia 16 – Osmose na célula vegetal C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 1 2 BIOLOGIA A célula procariótica de bactéria heterotrófica As bactérias heterótrofas são aquelas incapazes de pro duzirem seu próprio alimento, vivendo às expensas de matéria orgânica pré-fabricada. Quando se nutrem de ma téria orgânica morta, são conhecidas por decomposi to ras ou sapróvoras e, se utilizam matéria viva, são parasitas. A célula é minúscula, medindo entre 0,5 µm e 5 µm, e extremamente simples, uma vez que apresentam a parede celular que envolve e protege a membrana plasmática e o citosol (citoplasma). Este possui apenas um tipo de organoide, o ribossomo, no qual ocorre a síntese de proteínas. Apresenta um único cromossomo constituído por uma molécula de DNA unida pelas extremi dades (DNA circular), ocupando a região da célula conhe cida por nucleoide. A célula bacteriana não possui núcleo verdadeiro, uma vez que não apresenta a membrana que envolve o material genético (envoltório nuclear ou carioteca). Fig. 2 – Estrutura de uma célula procariota típica. A célula procariótica de bactéria autótrofa (cianobactéria) As cianobactérias são produtoras de seu próprio alimento por meio do fenômeno da fotossíntese, se gun do a equação: Vivem na água-doce, no mar e em ambientes terres tres úmidos. São importantes na ecologia porque par ticipam dos ciclos do carbono e do nitrogênio (fixadoras do N2 na atmosfera). Suas células apresentam: parede celular, membrana plasmática, citosol com ribossomos e nucleoide. Dentro do citosol, encontram-se membranas empilhadas, for man do os tilacoides. Estes contêm vários tipos de pig men tos, tais como: clorofila A, ficocianina (pigmento azul) e ficoeritrina (pigmento vermelho), além dos carote noides (amarelos e alaranjados). As cianobactérias do passado deram origem aos clo ro plastos das células eucarióticas (vegetais e algas). Luz 6H2O + 6CO2 ⎯⎯⎯→ C6H12O6 + 6O2 Fig. 1 – Origem evolutiva dos seres vivos C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 2 3BIOLOGIA Fig. 3 – Estrutura da célula procariota de cianobactéria. Analise as características dos três domínios na tabela a seguir: Saiba mais a respeitos das arqueobactérias O termo arqueobactéria origina-se do grego, signifi cando “antigo”, “velho” ou “arcaico”. Elas têm capaci dade de viver em ambientes extremos e são divididas em: halófilas extremas, suportando grandes salini da des, como no Mar Morto, no Great Salt Lake e nas Salinas; termófilas extremas, vivendo em temperaturas superiores a 100°C; e metanogênicas, sobrevivendo em ambientes anaeróbios, como pântanos, e no intes tino dos ruminantes (gado bovino), gerando o gás me tano. Algumas crescem em ambientes ácidos. Atualmente são encontradas em ambientes menos hostis, no solo, nos oceanos e como os principais compo - nentes do picoplâncton (organismos do plâncton com dimensões menores que 1 µm). Diferem das bactérias normais, especialmente pela natureza química da parede celular. Enquanto as bactérias do domínio Bactéria apresentam peptídoglicano na parede celular, as Arqueas não apresentem esse composto. Observação: Os vírus não estão incluídos na classificação porque são acelulares, isto é, desprovidos de células. Característica Bacteria Archaea Eukarya Tamanho celular 0,1-5 µm 0,1-5 µm 10-100 µm Célula Procariótica Procariótica Eucariótica Envoltório nuclear (carioteca) Ausente Ausente Presente DNA Circular Circular Linear Organoides citoplasmáticos Apenas ribossomos Apenas ribossomos Ribossomos e todos os outros tipos Clorofila Presente (alguns grupos) Ausente Presente em vegetais e algas C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 3 � De acordo com a tabela, os números I, II, III, IV, V e VI co rrespondem, respectivamente, a a) Não apresenta, apresenta, apresenta, apresenta, apre senta, apresenta. b) Não apresenta, apresenta, apresenta, apresenta, não apre - senta, apresenta. c) Apresenta, apresenta, não apresenta, apresenta, não apre - senta, apresenta. d) Apresenta, apresenta, não apresenta, apresenta, apre senta, apresenta. e) Apresenta, apresenta, apresenta, apresenta, apre senta, apresenta. Resposta: C � (UNIFESP) – Devido ao fato de serem muito simples em termos de organização, podemos afirmar que os vírus prova - velmente tiveram sua origem antes do surgimento das primeiras células procarióticas. a) A afirmação apresentada pode ou não ser consi derada válida? b) Justifique sua resposta. RESOLUÇÃO: a) Não. b) Os vírus são parasitas obrigatórios de células vivas, até mesmo das bactérias. � O desenho a seguir esquematiza a estrutura de uma célula bacte riana. Identifique as estru tu ras assinaladas de 1 a 5. RESOLUÇÃO: 1. Parede celular. 2. Membrana plasmática. 3. Citosol (citoplasma). 4. Nucleoide. 5. Ribossomo. 6. Plasmídeo. Célula procariótica Célula eucariótica animal Célula eucariótica vegetal Membrana plasmática I Apresenta Apresenta Parede celular Apresenta Não apresenta II Mitocôndrias III IV Apresentam Centríolos Não apresentam Apresentam V Ribossomos Apresentam VI Apresentam 4 BIOLOGIA Exercícios Resolvidos � Um aluno, após ter estudado a or gan i - zação celular de uma célula procariota e de outra, eucariota, construiu uma tabela, abai xo esquematizada, na qual o sinal ⊕ representa a presença, e o ⊖, a ausência de uma estrutura. O aluno cometeu um erro na alternativa: Resolução O erro foi cometido quando afirmou a presença de mitocôndrias nos dois tipos celulares. Como se sabe, a célula procariótica não possui mito - côn drias. Resposta: D � Considere os grupamentos abaixo. I. Seres acelulares. II. Celulares sem membrana nuclear. III. Celulares com membrana nuclear. Pertencem a eles a) I – vírus e bactérias, II – fungos, III – algas, vegetais e animais. b) I – vírus, II – bactérias e fungos,III – vege - tais e animais. c) I – vírus e bactérias, II – algas e fungos, III – ve ge tais e animais. d) I – vírus, II – algas e fungos, III – vege tais e animais. e) I – vírus, II – bactérias, III – fungos. Resolução Os vírus são acelulares. Em sua estrutura, entram um capsídeo constituído por proteínas no inte rior do qual existe uma molécula de DNA ou RNA. As bactérias possuem a célula procariota. Os fungos, protistas, vegetais e animais têm a célula eucariota. Resposta: E Estrutura Célula Procariota Eucariota a) Membrana celular + + b) Núcleo – + c) Ribossomos + + d) Mitocôndrias + + e) Cromatina + + Exercícios Propostos C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 4 5BIOLOGIA � Relacione os exemplos da primeira coluna com o grau de complexidade de sua estrutura celular, definido na segunda coluna. Bactéria ( ) 1. Não celular Protozoário ( ) Cianobactéria ( ) 2. Procarionte Levedura ( ) Helminto (verme) ( ) 3. Eucarionte Vírus ( ) Assinale a opção com a sequência correta, de cima para baixo. a) 2, 2, 2, 3, 3, 1. b) 2, 3, 2, 3, 3, 1. c) 3, 2, 1, 1, 2, 2. d) 1, 2, 3, 3, 3, 2. e) 1, 3, 2, 3, 3, 1. Resposta: B � A bactéria causadora da tuberculose é o Mycobacterium tuberculosis, que, como todo ser procariótico, apresenta as seguintes características: a) Parede celular, membrana plasmática, nucleoide e ribossomos. b) Apenas membrana plasmática, nucléolo e uma molécula de DNA. c) Cápsula externa, membrana nuclear e uma rede citoplasmática de retículo endoplasmático. d) Apenas parede celular de celulose, citoplasma e nucleoplasma. e) Capsídeo, retículo endoplasmático e vacúolo digestivo. Resposta: A � Um astrobiólogo, estudando a vida em outros planetas, reporta ter encontrado organismos procarióticos na superfície escaldante de Mercúrio que se parecem com espécies encontradas na Terra. Os organismos alienígenas encontrados apresentam caracte - rísticas semelhantes a) às bactérias. b) aos protistas. c) às cianobactérias. d) às arqueabactérias. e) aos dinoflagelados. Resposta: D � (MODELO ENEM) – Um organismo unicelular tem uma organização estrutural muito simples, não apresentando mitocôndrias, retículos endoplasmáticos, complexo golgiense e membrana nuclear. Tem enzimas do processo respiratório aderidas à membrana plasmática. Tudo isso faz com que ele seja classificado como a) procarioto. b) protozoário. c) vírus. d) eucarioto. e) protista. RESOLUÇÃO: O organismo descrito é uma bactéria, um organismo que, devido à ausência de membrana nuclear, é classificado como procariótico ou procarioto. Resposta: A Leia o texto a seguir: “Os organismos são designados cientificamente por um nome que consiste em duas palavras – um binômio. A primeira palavra do binômio é o nome do gênero, e a segunda palavra, o epíteto específico, combinada com o nome do gênero, completa o nome da espécie. As espécies são algumas vezes subdivididas em subespécies e variedades. Os gêneros são agrupados em famílias, famílias em ordens, ordens em classes, classes em filos e filos em reinos, sendo o reino a maior unidade usada na classificação do mundo vivo.” Com base no texto, quais são os reinos que agrupam os seres vivos atualmente? a) Monera, Protista, Fungi, Plantae e Humanae. b) Protista, Eubacteria, Fungi, Vegetalia e Animalia. c) Monera, Eubacteria, Protista, Fungi, Algae e Humanae. d) Eubacteria, Archaeabacteria, Fungi, Protista, Plantae e Ani - malia. e) Eubacteria, Archaeabacteria, Protista, Algae, Fungi, Plantae e Animalia. Resposta: D C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 5 6 BIOLOGIA 2 Palavras-chave:Evolução da célula eucariota vegetal • Endossimbiose • Mitocôndria • Cloroplasto A célula vegetal originou-se a partir de uma célula procariota heterótrofa. Essa célula possui uma parede celular protetora e bastante rígida. É possível que o primeiro passo tenha sido a perda da capacidade de produzir a parede celular, para ocorrer a evolução da célula eucariótica. A célula, agora, desprovida dessa parede, adquiriu a capacidade de mudar de forma, crescer e envolver substâncias extracelulares através da invagi nação da membrana plasmática, fenômeno conhecido por endocitose. A invaginação da membrana plasmática desenvolve um conjunto de endomembranas que se diferenciam no retículo endoplasmático, no sistema golgiense e no envoltório nuclear, contornando o material genético (DNA). Desenvolve-se o citoesqueleto constituído por proteínas do tipo tubulina e actina, dando maior sustentação à célula. Os ribossomos, inicialmente livres, aderem-se às membranas do retículo endoplasmático, constituindo o retículo endoplasmático granuloso (rugoso). Células procarióticas primitivas são fagocitadas e evoluem para dar origem às mitocôndrias. Células procarióticas de cianobactérias, por meio da fagocitose, são englobadas, originando os cloroplastos. O material genético dessas bactérias (DNA) é também incorporado ao DNA da célula que está em evolução. Aí está formada, ao longo do tempo, uma célula eucariótica autotrófica. A evolução dessa célula eucariota primitiva continua com o aparecimento da parede celular, composta principalmente por celulose, característica de vegetais. Fig. 1 – Origem da célula eucariota autótrofa. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 6 7BIOLOGIA Diferenças entre as células procarióticas e eucarióticas Teoria da Endossimbiose A endossimbiose é um fenômeno comum entre os seres vivos. Um dos casos mais curiosos ocorre com os corais, celenterados que se associam a protistas unicelulares, as zooxantelas. Estas são dinoflagelados, com células douradas, que realizam fotossíntese, produzindo alimento necessário ao crescimento dos recifes de corais. Como as zooxantelas realizam fotossíntese, precisam de luz, e por isso os corais vivem em águas tropicais, limpas e a pequenas profundidades. Essa relação de endossimbiose ocorre com as células animais e vegetais. Os animais e vegetais apresentam mitocôndrias que são bactérias fagocitadas no passado remoto e que vivem em simbiose com aquelas células, realizando a respiração celular. Essa mesma relação simbiótica observa-se entre as células vegetais e as cianobactérias, que foram fagocitadas e se transformaram em cloroplastos. As evidências que reforçam a teoria endossimbiótica da origem dos cloroplastos e mitocôndrias são: • Presença do DNA circular, típico de bactérias; • Presença de ribossomos para a síntese de suas proteínas; • Capacidade de autoduplicação. • Dupla membrana como evidência de fagocitose. Estrutura Célula procariótica Célula eucariótica Membrana plasmática Presente Presente Citosol Presente Presente Ribossomos Presente Presente Endomembranas Ausente Presente Envoltório nuclear Ausente Presente Mitocôndria Ausente Presente Cloroplasto Ausente Presente em vegetais e algas Cromossomo 1 por célula 2 ou mais por célula DNA Circular Linear Exercícios Resolvidos � Assinale a alternativa que indica correta - mente as células que apresentam mitocôn - drias e a função que elas desempenham. a) Procarióticas apenas; síntese de proteínas. b) Eucarióticas apenas; respiração. c) Eucarióticas apenas; síntese de proteínas. d) Procarióticas e eucarióticas; síntese de proteínas. e) Procarióticas e eucarióticas; respiração. Resolução A célula eucariota difere da procariota pela presença de organoides citoplasmáticos, tais como: mitocôndria; retículo endoplasmático granuloso e não granuloso; sistema golgiense; lisossomos; citoesqueleto; e centríolos, entre outros. Resposta: B � Sobre as diferenças entre a célula proca - riota e a célula eucariota, assinale a afirmativa incorreta. a) O material genético da célula procariota é o RNA; e o da célula eucariota, o DNA. b) A célula procariota possui o material gené - tico disperso no citoplasma; e a eucariota, contido pela carioteca. c) As duas células possuem membrana plas - mática. d) A célula procariota possui nível de organi - zação simples;e a eucariota, nível de or - gani zação complexo. e) As células procariotas possuem somente os ribossomos como organoides, en quan to as eucariotas possuem vários outros. Resolução As células procariota e eucariota possuem o DNA como material genético. Os únicos seres em que o material genético pode ser o RNA ou o DNA são os vírus. Resposta: A C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 7 8 BIOLOGIA � (UFSCAR) – A edição n.o 76 da revista Scientific American Brasil, de 2008, noticiou que pesquisadores da Harvard Medical School, nos Estados Unidos, conseguiram construir um modelo da célula primitiva que surgiu há, aproximada - mente, 3,5 bilhões de anos e que deu início à jornada da vida na Terra. A partir dessa célula primitiva, surgiram os dois tipos fundamentais de células: um, presente em bactérias e cianobactérias; e o outro, presente em todos os demais seres vivos conhecidos atualmente, exceto vírus. Esse feito científico é de extrema importância, pois pode fornecer informações mais precisas de como esse pro cesso de diversificação aconteceu. a) Quais são os dois tipos celulares a que o texto faz referência, e qual é a diferença mais marcante entre eles, visível com o auxílio do microscópio óptico? b) Em um organismo pluricelular, podemos observar cé lulas com um mesmo código genético desempenhando funções muito diferentes, por exemplo, um neurônio e uma célula muscular. Como isso é possível? RESOLUÇÃO: a) O texto faz referência às células procariota e euca riota. A célula procariota não apresenta núcleo organizado e seu material genético está no cito plas ma. A célula eucariota apresenta núcleo orga niza do e nucléolo e contém em seu interior o material genético. b) A expressividade diferente do material genético é a respon - sável pela diversidade celular. � Considere a tabela. a) Indique os termos que podem substituir os números 1, 2, 3 e 4, de modo a estabelecer correspondência com suas respec tivas colunas e linhas. b) Indique duas características de cada uma das organelas que permitem levantar a hipótese de que elas tenham se origi - nado de bactérias que, há milhões de anos, associaram-se a outras células em uma relação mutualística. RESOLUÇÃO: a) 1. Mitocôndria 2. Vegetal e alga 3. DNA e RNA 4. Fotossíntese b) As organelas originadas de bactérias são: cloroplasto e mitocôndria Características: a - Presença de DNA circular b - Presença de ribossomos � Explique o papel da endossimbiose na origem das células eucariotas. RESOLUÇÃO: Segundo a Teoria da Endossimbiose, dois organoides citoplasmá - ticos das células eucariotas, as mitocôndrias e os cloroplastos originaram-se a partir de bactérias primitivas que foram fagocitadas por outras células e passaram a viver em simbiose. � (UNIRIO) – Uma das hipóteses mais amplamente aceita na Biologia considera que mitocôndrias e cloroplastos se originaram de uma relação mutualística entre procariotas e euca riotas primitivos. Qual das seguintes observações cons - tituiria evidên cia correta para apoiar essa hipótese? a) As mitocôndrias são responsáveis pela respiração; e os cloroplastos, pela fotossíntese. b) Mitocôndrias e cloroplastos apresentam ribossomos, que são responsáveis pela síntese proteica. c) Cloroplastos e mitocôndrias são organelas membranosas presentes no citoplasma da célula. d) Essas organelas apresentam enzimas responsáveis por reações de oxidação e redução de moléculas. e) Tanto mitocôndrias quanto cloroplastos apresentam DNA circular, distinto do DNA do núcleo. Resposta: E Organelas Tipos de células em que estão presentes Componentes da organela, também presentes no núcleo celular Função na célula 1 Animal e vegetal 3 Respiração celular Cloroplastos 2 DNA e RNA 4 Exercícios Propostos C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 8 9BIOLOGIA � (CEFET) – Analise a imagem a seguir. (Disponível em: www.cientic.com/tema_classif_img3.html. Acesso em: 21 ago. 2011.) Esse esquema representa as etapas da hipótese ____________, a qual versa que tanto as mitocôndrias quanto os plastos originaram-se de _____________ que, no passado remoto, associaram-se às primitivas células eucarióticas. Os termos que completam, corretamente, as lacunas acima são a) autogênica; vírus. b) abiogênica; fungos. c) heterotrófica; algas. d) autotrófica; protozoários. e) simbiogênica; bactérias. Resposta: E � Observe a árvore filogenética estilizada a seguir. (César & Sezar. Biologia. 2002) O grupo denominado Eukarya difere do grupo Prokarya porque o primeiro compreende somente representantes a) pluricelulares. b) de vida livre. c) parasitas. d) heterótrofos. e) que apresentam núcleo celular. Resposta: E � De acordo com a teoria celular, todo ser vivo é formado por células. Com o surgimento do microscópio, foi possível observar que existem células mais simples, as procarióticas, e outras que são mais complexas, as eucarióticas. O exame das células mais simples mostra a presença de três estruturas, identificadas como a) membrana citoplasmática, ribossomo e centríolos. b) membrana citoplasmática, DNA circular e ribossomo. c) parede celular, DNA circular e centríolos. d) parede celular, cloroplastos e mitocôndrias. e) capsídeo, DNA circular e ribossomos. Resposta: B As bactérias são organismos unicelulares procarióticos, agrupados no Reino Monera e subdivididos em dois grupos distintos e pouco relacionados evolutivamente: arqueobactérias e eubactérias. Sobre as bactérias, é incorreto afirmar: a) As bactérias halófitas são arqueobactérias que vivem em ambientes aquáticos salgados. b) As arqueobactérias termoacidófilas habitam fontes de águas quentes e ácidas. c) As bactérias são envolvidas por uma parede celular rígida, constituída de peptidoglicano. d) As eubactérias formam um grupo bastante diversificado que habita os mais diversos ambientes, inclusive o corpo humano. e) As bactérias fotossintetizantes e quimiossintetizantes são bactérias heterotróficas, ou seja, que têm a capacidade de fabricar suas próprias substâncias orgânicas, usando substâncias inorgânicas e energia obtidas do ambiente. Resposta: E C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 9 10 BIOLOGIA As células dos tecidos vegetais são constituídas por paredes resistentes, no interior das quais encontramos uma cavidade preenchida pela matéria viva da célula, o protoplasma. Assim, pode-se dizer que as células vege tais apresentam dois componentes: – Parede celular ou celulósica; – Protoplasma formado por membrana plasmática, citosol, organoides citoplasmáticos e núcleo. 1. Parede celular ou celulósica Fig. 1 – Célula vegetal. A parede celular é exclusiva das células vegetais, envolvendo o protoplasma e fornecendo-lhe proteção e sustentação. É perfeitamente visível ao mi croscópio óptico. Apresenta várias ca racterísticas impor tantes, entre elas: • Resistência à ten são e à de com po sição. Raros são os seres vi vos que pro du zem enzi mas ca pa zes de di geri-la. Entre eles, citam-se bactérias, fun gos e al guns pro to zoá rios; • Permeabilidade; • Elasticidade; • Existência de subs tân cias inertes (mortas) em sua forma. Na composição química, encontram-se principal mente os polissacarídeos. Estes com pos tos orgânicos são for - mados pela con den sação de muitas moléculas de monos sacarídeos, com fórmula mínima (CH2O)n. O mais importante deles é a celulose, mas também ocor rem hemiceluloses e as pectinas. Esses polissaca rídeos são produzidos no complexo golgiense (dictios somos), com exceção da celulose que é polimerizada ao nível da membrana plasmática. Substâncias graxas, como cutina e suberina, apare cem, respectivamente, na epiderme e na cortiça (súber). Essas substâncias são impermeáveis à água e consti tuídas por ácidos graxos ligados entre si. A diferença entre a cutina e a suberina reside no tipo de ácido graxo que as constituem. Lignina: substância muito resistente que entra nas paredes celulares de doisimportantes tecidos vegetais: xilema (lenho), que forma a madeira; e o esclerên qui ma, encontrado na casca de sementes e caroços de frutos. A natureza química da lignina não está totalmente esclarecida, mas pode-se dizer que é um polímero fenólico (fenilpropanoides). 2. Lamela média Membrana formada durante a telófase da divisão ce lular, utilizada como um “cimento”, unindo as células entre si. Quimicamente, é constituída por pectatos de cálcio e mag nésio. É bastante elástica e completamente per meável. 3 Palavras-chave:Célula vegetal – parede celular, plastos e vacúolos • Celulose • Lignina • Cutina • Suberina • Plasmodesmos C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 10 11BIOLOGIA 3. Membrana primária É a primeira membrana que as células depositam sobre a lamela média. Encontra-se em células jovens (meristemáticas) e em células adultas de tecidos, como o parênquima, o colênquima e os vasos liberianos. Essa membrana tam bém é elástica, del ga da e formada, princi pal mente, por celu lo se e substâncias péc ticas. A observação da mem brana primária permite evi den ciar a presença de poros, correspondentes em células vizinhas, por onde os citoplasmas dessas células apre sentam continuidade. Esses poros são atravessados por pontes citoplas máticas, chamadas plasmodesmos. Os plasmodesmos estão relacionados com a circu lação rápida de substâncias entre as células. Através dessas pontes citoplasmáticas, passam íons, gases dis solvidos, água, substâncias orgânicas. Fig. 2 – Corte de uma célula vegetal, com parede celular primária. 4. Membrana secundária Em células de determinados tecidos, como o tecido lenhoso e o escle rên quima, podem ocor rer novas de po sições de matérias, que consti tuem a mem brana se cun dária. Essa membrana é es pessa e pou co elástica e apre senta-se formada por celulose, hemicelulose, subs tâncias pécticas, lignina. A membrana secundária não se deposita de maneira contínua e uniforme. Às vezes, surgem regiões nas quais ela não se depo sita, formando as pontuações. A falta de depo sição coin cide exatamente com as regiões on de a membrana pri mária era atravessada pelos canalículos (poros), os quais, como já sabemos, são percorridos pelos plasmo desmos. Deve-se notar que as pontuações são corres pon dentes, em célu las adja centes, formando pares de pontuação. 5. Lúmen celular É a cavidade interna da célula, delimitada pela parede celular. Nas células vivas, este espaço interno é ocupado pelo protoplasma, mas, em células mortas, o lúmen não apresenta mais o protoplasma. Fig. 3 – Corte de uma célula vegetal, com parede celular primária e secundária. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 11 12 BIOLOGIA 6. Plastos ou plastídios Organoides citoplasmáticos encontrados exclusiva mente em células vegetais. São classificados em: pro plastos, cromoplastos (cloroplastos, xantoplastos e eri troplastos) e leucoplastos. Originam-se sempre a partir de outros plastos preexis tentes. Proplastos As células meristemáticas geralmente apresentam, no interior do citoplasma, plastos pequenos e incolores chamados pro plas tos. Estes plastos são in diferenciados e, à me dida que ocorre a di ferenciação celular, os pro plastos tam bém so frem diferen ciação. Desta maneira, os pro plastos po dem ori ginar os cro mo plas tos e os leucoplastos. Os cro mo plastos po dem ser clo roplastos, xan to plas tos e eritro plas tos. Cloroplastos São os mais im por tantes de todos os plas tos, uma vez que reali zam a fo tos sín te se. Es tes plas tos são verdes por causa da pre sen ça de clorofilas. A função dos cloroplastos Na fotossíntese, os cloroplastos são capazes de trans formar substâncias inorgânicas simples, como a água (H2O) e o dióxido de carbono (CO2), em substâncias or gânicas (açúcares), como a glicose (C6H12O6), e liberando oxigênio (O2). A reação que expressa a fotossíntese é: Forma, tamanho e número dos cloroplastos Em geral, os cloroplastos aparecem com a forma de discos lenticulares (forma de lentilha). O diâmetro varia de 3 a 10 µm; e a espessura, de 1 a 2 µm. As células apre sentam um número bastante variado de plastos, ocor rendo de uma a dezena delas. ESTRUTURA: ao microscópio ele trônico, o cloro plasto mostra um reves ti mento externo formado por uma dupla membrana de constituição lipoproteica. Essas membranas são chamadas plasti diais externa e interna. O interior do cloroplasto é preenchido por uma matriz ou um es tro ma, e é formado predominan temente por proteínas. Neste es tro ma, exis tem ácidos nu clei cos (DNA e RNA), além de tam bém ter sido obser vada a pre sen ça de polis somos (ribos somos). Energia luminosa Água + Dióxido de carbono ⎯⎯⎯→ Glicose + Oxigênio Clorofila Luz 12H2O + 6CO2 ⎯⎯⎯� C6H12O6 + 6H2O+ 6O2Clorofila Fig. 4 – Células vegetais típicas. A: célula clorofilada B: célula aclorofilada. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 12 13BIOLOGIA No interior dessa ma triz, também se encon tram estru turas discoi dais, cha ma das tila coi des. Estes estão em pilhados e for mam o granum (plural: gra na). Na membrana do tila coide encontram-se clo rofilas, caro - tenos e xan to filas. No es pa ço en tre os gra na, observam- se la me las lipopro teicas. COMPOSIÇÃO QUÍMICA: o cloroplasto é com pos - to essencialmente por: Pigmentos nas membranas do tilacoide Clorofila A: ocorre em todos os seres clorofilados (al gas, plantas); de cor verde-azulada e fór mula C55H72O5N4Mg. Clorofila B: ocor re junto com a clo rofila A nas algas verdes, brió fitas, pteridófitas, gim nospermas e an - gios per mas; de cor verde-ama re lada e fórmula C55H70O6N4Mg. Uma das propriedades mais interessantes da cloro - fila é sua solubilidade em solventes orgânicos (álcool, éter, acetona etc.). As clorofilas exercem papel importante na fotossíntese, pois são res pon sáveis pela ab sorção de cer ta quantidade de energia lumi nosa. Carotenoides são pigmentos so lúveis em sol ven tes or gânicos de coloração ama re lada, alaranjada ou aver - melhada. Entre os caro te noides, temos dois grupos: caro te - nos e xantofilas. Carotenos: são pigmentos ala ran ja dos ou averme - lhados de fórmula C40H56. De todos os caro tenos, o mais impor tante é o �-caro te no, pre cur sor da vi tamina A. A cenou ra (Dau cus carota) é rica em caroteno. Em quase todos os vegetais, o �-caroteno aparece nos grana, junto com a clorofila. Ocorre, também, nos cromoplastos ou em gotículas, no interior da célula. As funções apresentadas pelos carotenos podem ser várias: – absorção de luz, sendo um pigmento auxiliar da clorofila; – reserva, como acontece na cenoura; – coloração de flores, frutos etc. Xantofilas: são pigmentos geralmente amarelados, de fórmula C40H56O2. A mais frequente é a luteína, mas outras ocorrem, como a zeaxantina do milho. Em quase todos os vegetais, aparecem nos grana, junto com a clorofila. Ocorrem também nos cromoplastos. As xantofilas exercem as funções de: – absorção de luz, sendo um pigmento auxiliar da clorofila; – coloração de flores, frutos, folhas etc. Cromoplastos São plastos de cor diferente do verde, geralmente providos de pigmentos carotenoides. São frequentes em flores e frutos maduros. DNA circular Ácido nucleico � RNA Tilac ideo Grão de amido Ribossomo Membrana interna Membrana externa Estroma Granum Lamela DNA Imagem de um cloroplasto em um microscópio eletrônico. Fig. 5 – Estrutura do cloroplasto. A Clorofilas � B� CarotenosCarotenoides � Xantofilas C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 13 Leucoplastos São plastos incolores, cuja função importante é ar ma zenar substâncias de reserva, das quais a mais impor tante é o amido. Daí os nomes amiloplastos ou grãos de amido, que eles também recebem. Os amiloplastos são frequentes tanto em órgãos subter - râneos (raízes e caules) quanto em se mentes e frutos. É sabido, tam bém, que muitas vezes os amilo plastos expostos à luz ficam esti mu lados para a produção de clo rofilas e se trans formam em clo ro plas tos. Tal fenô me no pode ser ob ser - vado na ba tata. 7. Vacúolos São estruturas fre quentes nas células vegetais adul tas, em número de um ou mais e, geralmente, ocupam po sição central, deslo can do o citoplasma e o nú cleo para a parte peri férica da célula. Os vacúolos estão delimitados exter na men te por uma membrana lipoproteica chamada tonoplasto. No interior, encontramos uma solução (suco va cuo lar ou suco celular). O suco vacuolar é uma solução de várias substân cias em água. Encon tramos nele gli co se, sacarose, malto se, proteínas, ácidos graxos, óleos, es sên cias, alca loides, re si nas, látex, sais, oxa lato e carbonato de cálcio e pigmen tos como as anto cianinas, que dão colo ração ver me lha, azul ou roxa a muitas folhas, flores, caules e até raízes, como a beterraba. ORIGEM: nas células jovens (meristemáticas), os vacúolos são pe quenos e nu mero sos (retículo endoplas mático). À me dida que a célula vai cres cendo, os va cúo los vão se fun din do até constituírem os gran des va cúolos de posição central na célula adulta. Fig. 7 – Formação dos vacúolos. A – Células meristemáticas. B e C – Células em diferenciação. D – Células adultas. 14 BIOLOGIA Fig. 6 – Tipos de amiloplastos (leucoplastos). C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 14 15BIOLOGIA Exercícios Resolvidos � (MODELO ENEM) – As células vegetais apresentam em seu entorno uma parede resis tente, permeável e com certa elas tici dade conhecida por parede celulósica. Ao contrário da mem brana celular, que é lipoproteica, essa parede é constituída por polissacarídeos com fórmula mínima (C6H10O5)n, revestindo a por ção viva (protoplasma), o que confere proteção e sus tentação à célula. Atravessando poros exis - tentes nessa parede, encontram-se fila men tos citoplasmáticos denominados plasmo des mos, conferindo comunicação plasmática in ter - celular e permitindo a troca de substâncias entre as células. Do texto pode-se concluir que a) as células animais de um modo geral comu nicam-se entre si através de pontes citoplas máticas, os plasmodesmos. b) a parede celular é inerte e reveste o proto plasma, matéria viva da célula. c) os polissacarídeos são os componentes fundamentais da membrana celular. d) a parede celulósica apresenta constituição lipoproteica, fornecendo à célula revesti mento e proteção. e) a parede celular e a membrana plasmática encontram-se em qualquer tipo de célula, seja ela vegetal ou animal. Resolução A parede celulósica é um revestimento en contrado apenas em células de vegetais. Ela é resis tente, permeável e inerte, conferindo prote ção e sustentação. Resposta: B � (MODELO ENEM) – Em uma aula de ciências, uma criança da quarta série aprendeu que a fotossíntese ocorria com os vegetais; e a respiração, com os animais. Ao chegar em casa, ela disse para sua mamãe: “Mãe, as plantas realizam a fotos síntese, e os animais respiram! É assim que eles vivem, cada um de seu jeito”. Qual erro a criança estava come tendo em seu raciocínio? a) Plantas e animais fazem fotossíntese. b) Plantas fazem fotossíntese de dia, mas somente à noite respiram. c) Plantas fazem fotossíntese e respiram de dia e de noite. d) Plantas fazem fotossíntese de dia e, como os animais, res piram ininterruptamente. e) Plantas respiram CO2 e eliminam O2. Resolução A fotossíntese, síntese de matéria orgânica a partir de inor gâ nicas e da luz, ocorre somente nos vegetais. A respiração é um fenômeno que ocorre em vegetais e animais sem interrupção, dia e noite. Resposta: D � (MODELO ENEM) – Analise o texto a seguir: As células animais são revestidas externa mente pela mem brana plasmática e contêm em seu interior o citoplasma com retículo en do - plas mático, mitocôndrias, centríolos, com plexo golgiense e lisossomos. As células vege tais possuem todos os componentes citados, ex ceto o centríolo, mas são revestidas pela parede celular, e o citoplasma contém os plastídios, sendo os cloroplastos os mais importantes. Diante disso, assinale a alternativa correta. As principais diferenças entre uma célula vegetal típica e uma célula animal típica são a) presença de membrana plasmática e núcleo na célula animal e ausência destas estruturas na célula vegetal. b) presença de mitocôndrias e plastídios na célula animal e ausência destas estruturas na célula vegetal. c) presença de complexo golgiense e mitocôn drias na célula animal e ausência destas estru turas na célula vegetal. d) presença de plastídios e parede celulósica na célula vegetal e ausência destas estruturas na célula animal. e) presença de mitocôndrias e parede celu lósica na célula vegetal e ausência dessas estruturas na célula animal. Resolução A célula vegetal apresenta parede celulósica e plastídios que não ocorrem nas células animais. A célula animal apresenta centríolo, inexistente nas células de vegetais superiores (angiosper mas). Resposta: D � As células vegetais apresentam, no interior do citoplasma, organoi - des que não ocorrem em células animais, rela cio nados com a transformação de energia lumi nosa em energia química. Analise os itens a seguir relativos a esses organoides: I. São providos de clorofilas, carotenos e xan tofilas, pigmen tos encarregados da absor ção de luz. II. Transformam água e dióxido de carbono em açúcares e eliminam oxigênio. III. A equação que expressa o fenômeno que ocorre nesses organoides é: C6H12O6 + 6O2 → 6H2O + 6CO2 Está(ão) correta(s) apenas o(s) item(ns): a) I e II. b) I e III. c) II e III. d) III. e) II. Resolução Os organoides são os cloroplastos, sede da fo tossíntese expressa através da equação: Luz 12H2O + 6CO2 ⎯⎯⎯→ C6H12O6 + 6H2O + 6O2Clorofilas Resposta: A C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 15 16 BIOLOGIA � (UNICAMP) – Considere as características das células A, B e C indicadas na tabela abaixo, relacionadas à presença (+) ou ausência (–) de alguns componentes, e responda: a) Quais das células A, B e C são eucarióticas e quais são procarióticas? b) Qual célula (A, B ou C) é característica de cada um dos seguintes reinos: Monera, Animal e Vegetal? RESOLUÇÃO: a) • Células eucarióticas: A e B. • Célula procariótica: C. b) A – célula eucariótica animal. B – célula eucariótica vegetal. C – célula procariótica de bactéria. Componentes celulares Célula Parede celular Envoltório nuclear Nucléolo Ribossomos Complexo golgiense Mitocôndrias Cloroplastos A – + + + + + – B + + + + + + + C + – – + – – – � (MODELO ENEM) – Comparando-se uma célula animal, uma célula vegetal e uma célula bacteriana quanto à existência de certas estruturas, foi montada a tabela a seguir: Os espaços indicados por (1), (2), (3) e (4) devem ser, correta e respectivamente, preenchidos por a) ausente, presente, presente e ausente. b) presente, presente, ausente e ausente. c) ausente, ausente, presente e presente. d) presente, ausente, presente e ausente. e) ausente, presente, ausente e ausente. Resposta: A � A figura a seguir representa uma célula vegetal com duas principais estruturas entre elas a parede celulósica, o vacúolo, mitocôndria, cloroplasto e o retículo endoplasmático. A organela apontada no esquema apresenta clorofila. Assinale a alternativa incorreta a respeito dessa organela. a) Está envolvida no processo de nutrição dos vegetais. b) Seu número pode aumentar ou diminuir conforme o tipo e a necessidade de cada célula. c) Tem como função a absorção da luz e a formação de ATP. d) É a única envolvida no processo de fotossíntese. e) A produção de suas enzimas ocorre independentemente da célula. Resposta: E Estruturas Célula animal Célula vegetal Célula bacteriana Carioteca Presente Presente (1) Retículo endoplasmático Presente (2) Ausente Ribossomos Presente Presente (3) Cloroplastos (4) Presente Ausente Exercícios Propostos C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 1617BIOLOGIA � A figura a seguir representa uma célula de vegetal: a) Identifique as estruturas numeradas de I a V relacionando-as à sua principal função. b) Quais são as estruturas características dessa célula? RESOLUÇÃO: a) I – Leucoplasto (amiloplasto) – reserva de amido. II – Mitocôndria – respiração. III – Cloroplasto – fotossíntese. IV – Vacúolo – regulação osmótica. V – Parede celulósica – proteção e sustentação. b) São estruturas típicas de células vegetais: – Plastos ou plastídeos; – Parede celulósica; – Grandes vacúolos; – Plasmodesmos; – Ausência de centríolo nas angiospermas; – Sistema golgiense difuso formando os dictiossomos. � (MODELO ENEM) – A figura a seguir representa uma cé - lula eucariota de uma angiosperma, com suas principais estruturas: Em relação a esta célula pode-se afirmar: a) O vacúolo é uma estrutura que controla a quantidade de água que penetra na célula. O excesso de água provoca con trações rítmicas do vacúolo para expulsá-la e assim evitar a lise celular. b) A membrana plasmática controla a entrada e saída de nutrien tes por meio da atividade do seu glicocálice. c) O citoplasma é um gel proteico que contém no seu interior ribossomos livres relacionados com a digestão intracelular. d) Os cloroplastos produzem alimento a partir de água, gás carbônico, minerais absorvidos do solo e da energia liberada pelas mitocôndrias. e) A parede celular é constituída de celulose, apresentando função de proteção e sustentação à célula vegetal. RESOLUÇÃO: O vacúolo regula apenas a entrada e saída de água da célula. A membrana plasmática da célula vegetal é desprovida de glicocálice. Os ribossomos sintetizam proteínas. Os cloroplastos utilizam energia luminosa durante a fotossíntese. Resposta: E � (UFPR) – Analise as frases a seguir: I. Os plastídeos são organoides encontrados em células de vegetais e, segundo a teoria endossimbiôntica, representa bactérias que foram englobadas por outra célula e que evoluíram para dar origem à célula vegetal atual, com cloroplastos. II. Células de raízes e de sementes possuem amido como substância de reserva, acumulado no interior dos vacúolos. III. Um pesquisador, analisando organoides citoplasmáticos, constatou que dois deles apresentam DNA, RNA e ribos - somos, isto é, possuem o seu próprio controle genético. Esses organoides são mitocôndrias e cloroplastos. Está(ão) correta(s): a) apenas I. b) apenas I e II. c) apenas II e III. d) apenas I e III. e) I, II e III. Resposta: D C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 17 1. Definição Entende-se por tecidos os grupos de células igual mente especializadas, de mesma origem embrionária e que realizam funções determinadas no corpo vegetal. Nas plantas, a distinção anatômica de tecidos é mui to menos nítida do que nos animais. A especia li zação é menos evidente, e poucos são os tecidos que apresentam uma estrutura bem característica. Na maioria das vezes, o mesmo tecido exerce várias funções. De modo geral, vamos dividir os tecidos vegetais em dois grupos: – Tecidos meristemáticos ou meristemas; – Tecidos adultos ou permanentes. 2. Tecidos meristemáticos Os meristemas são também chamados tecidos em brionários. Esses tecidos se caracterizam pela grande capacidade de divisão de suas células. As células meris temáticas dividem-se continuamente por mitose, são pequenas e providas de uma parede celular delgada e não deixam espaços intercelulares; o núcleo é grande e ge ralmente ocupa posição central; o citoplasma é bas tante homogêneo; e os vacúolos são pequenos ou au sen tes. Das divisões e especializações das células me ris te máti cas, originam-se os tecidos adultos. Quanto à origem, podemos reconhecer dois tipos de meristemas: primários e secundários. Os meristemas primários são aqueles cujas células de rivam diretamente do embrião. Já os meristemas se cun - dários são aqueles que se originam por desdiferen ciação de células adultas, isto é, células que, já diferenciadas, readquirem a capacidade meristemática, voltan do a se dividir. 3. Tecidos adultos Originam-se a partir dos meristemas primários e se cun dários e são clas sificados, de acordo com sua fun ção, em: I. Parênquima: tecido fundamental do corpo vegetal. II. Tecidos de proteção: • Epiderme. • Súber ou cortiça. III.Tecidos de sustentação mecânica: • Colênquima. • Esclerênquima. IV.Tecidos de condução (vasculares): • Lenho ou xilema. • Líber ou floema. V.Tecidos de secreção e excreção. 4. Os meristemas primários Típicos são os meristemas encontrados nos ápices do caule e da raiz, formando os pontos vegetativos. Estes pontos vegetativos são formados por certo nú mero de células iniciais, as quais, vistas no micros cópio, tomam aproximadamente a forma cônica. Por divisão destas células, obtêm-se outros teci dos meris temáticos pri mários, os quais, por sua vez, vão di feren ciar-se nos te cidos adultos primários. As sim, as cé lulas com po nentes do pon to ve - getativo ra di cular divi dem-se, for man do três zonas meris te má ticas pri má rias que, da pe riferia para o cen tro, são cha - madas: • Dermatogênio ou proto derme: res pon sável pela for mação da epiderme; • Periblema ou meristema fundamental: res pon sável pela formação da casca ou do córtex, cujo limite é feito pelo endoderma; 18 BIOLOGIA 4 Palavras-chave:Os tecidos vegetais – meristemas • Dermatogênio • Periblema • Pleroma • Câmbio • Felogênio C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 18 • Pleroma ou procâmbio: responsável pela for mação do cilindro vascular. Na raiz, existe também o caliptrinogênio, respon sável pela formação da coifa ou caliptra, estrutura que não se encontra no caule. O ponto vegetativo cau linar (gema apical) é mais complexo do que o radicular, por que sua ativi dade en volve a formação dos pri mórdios fo lia res e também das gemas la te rais. Ou tra dife rença re side no fato de que, no caule, nunca se forma uma es tru tura igual ou equi va lente à coifa (te cido de pro teção). As células iniciais com po nen tes do ponto vegetativo cau linar di vi dem-se continua mente para formar: • Dermatogênio ou proto der me: responsável pela forma ção da epiderme. • Pleroma ou procâmbio: res ponsável pela for mação do tecido de condução primário. • Pleriblema ou meristema fundamental: respon sável pela formação da casca ou do córtex e da medula. Lateralmente, também são produ zidas novas células que vão originar os pri mórdios foliares, que rapidamente crescem e se transformam nas folhas adultas, e as ge mas axilares, cujas células permanecem meriste má ticas pri - márias em re pouso. Posteriormente, estas gemas po dem de senvolver-se para formar ramos caulinares ou ramos florais. Fig. 1 – Meristemas primários do ápi ce do caule (gema apical). Essas formações laterais do caule são constituídas a partir de cé lulas, que ocu pam posição ex ter na no caule (origem exógena) e são completamente dife rentes das ra mificações da raiz, que se origi nam, como veremos poste rior mente, a partir de células que ocupam po sição interna (origem endógena). Fig. 2 – Os meristemas multiplicam suas cé lu las para dar origem aos tecidos adultos. Primórdios foliares: correspondem às primeiras folhas formadas a partir do meristema apical do caule. 19BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 19 20 BIOLOGIA Em síntese, podemos afirmar: numa planta, todo o de sen vol vi mento, desde a ger minação da semente até o estado adulto, pode ser feito apenas pela atividade dos meristemas apicais e do cres cimento, bem como pela diferenciação das células que deles deri vam. Dessa maneira, forma-se uma planta inteira, com raiz, caule, folhas, flores, frutos e se mentes. Esse crescimento, que observamos graças aos me ris temas apicais, é co nhecido por crescimento pri má rio, e, neste tipo de crescimento, a planta prati ca mente só sofre distensão. O pequeno crescimento em espes sura, que ob ser vamos algumas vezes,resulta apenas da hi per trofia das células e nunca da produção de novas células no sentido lateral. Assim, a maioria das monocotiledôneas e algumas dicotiledôneas anuais só mostram crescimento primário. 5. Meristemas secundários Esses meristemas são responsáveis pelo crescimento secundário em espessura, que observamos no caule e na raiz das dicoti ledôneas, gimnospermas e algumas monoco ti le dô neas, entre elas, os gê ne ros Dracaena, Yucca etc. As células pro du zidas por esses me ristemas são enviadas lateral men te, razão pela qual são também cha madas me riste mas la te rais. Dentre os meristemas secundários, podemos citar: • Felogênio: surge na região da casca do caule e da raiz, produzindo no vas células para fo ra (sentido cen trífugo), as quais formarão por dife rencia ção o tecido suberoso ou cor tiça, e para dentro (sen ti do centrí peto), células que se espe cializarão em feloderma. • Câmbio: surge na re gião do cilindro central do caule e da raiz, formando novas cé lulas para den tro, que se especia lizam e constituem o te cido de condução secun dário, o xile ma se cun dá rio, e para fora, células que se dife - ren ciam no floema se cun dá rio. Além da pro du ção do te cido de condução, o câmbio também produz no vas células pa ren qui má ticas que for mam os chamados raios me du lares. Fig. 4 – Corte transversal de caule de uma angios per ma com crescimento em espessura por atividade dos meristemas secundários. Fig. 3 – Meristemas primários do ponto vegetativo da raiz. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 20 21BIOLOGIA � Sobre a morfologia e a anatomia dos vegetais, é correto afirmar: I. A característica mais evidente na epiderme das folhas clo ro - filadas é a grande quantidade de cloroplastos presente em suas células. II. A gema apical, presente no ápice do caule e dos ramos, é constituída por células meristemáticas que se multiplicam por mitose. III. O feloderma e o súber originam-se do parênquima cortical. IV. Nos vegetais superiores, o pleroma origina o cilindro central ou estelo. V. Felogênio e câmbio vascular são meristemas secundários responsáveis pelo crescimento em espessura das raízes e dos caules de dicotiledôneas. VI. Tecidos meristemáticos constituem o meristema apical, na ponta do caule, e meristema subapical, na ponta das raízes. RESOLUÇÃO: Itens corretos: II, IV, V e VI. I – Falsa: A epiderme é desprovida de cloroplastos, exceto às células-guarda que formam os estômatos. III – Falsa: Feloderma e súber originam do felogênio. � Analise as proposições abaixo: 1 – Os tecidos meristemáticos são responsáveis pelo cres ci - mento dos vegetais e animais. 2 – Os tecidos meristemáticos primários possuem uma gran - de capacidade de efetuar mitoses, enquanto os tecidos meristemáticos secundários perdem, temporaria mente, essa capacidade. 3 – Os tecidos meristemáticos secundários são responsáveis pelo crescimento em espessura dos vegetais e estão loca - li zados principalmente nos ápices dos caules e das raízes. 4 – Os meristemas secundários são o felogênio e o câmbio vascular. Está(ão) correta(s) a) apenas 1. b) apenas 2. c) apenas 3. d) apenas 4. e) apenas 3 e 4. Resposta: D Exercícios Resolvidos � (MODELO ENEM) – O desenho abaixo mostra a região apical de um caule. A, B e C re - pre sentam, respectiva men te, as zonas a) meristemática, de dis ten são e de matu - ração. b) de distensão, meris te má tica e de matu - ração. c) de maturação, me ristemá ti ca e de dis - tensão. d) meris temática, de matura ção e de dis - tensão. e) de maturação, de distensão e meriste - mática. Resolução A região apical do caule é constituída por me - ristemas respon sáveis pela multi plicação ce - lular e pelo consequente crescimento em dis - tensão. Todo crescimento celular envolve três fases: multipli cação, distensão e diferenciação. Resposta: A � Técnicas especiais permitem multiplicar células meriste má ticas da região apical de caules em laboratório. Desta for ma, milhares de plântulas podem ser geradas assexuada - mente a partir de um único vegetal escolhido. Sobre o exposto, as sinale a alternativa correta. a) Os vegetais gerados deste modo perdem a capacidade de realizar fotossíntese. b) Por serem células meristemáticas, já apre - sentam alto grau de diferenciação. c) Se a forma de propagação fosse sexuada, os descen dentes não poderiam se reproduzir assexuadamente. d) Essas técnicas pouco influem no desenvol - vimento de novas práticas agrícolas. e) Todas as plântulas geradas por esse proces - so são genetica mente iguais (clones). Resolução O processo descrito é a clonagem, através da qual meristemas de uma “planta-matriz” são indu zidos a gerar muitas plantas, genetica - mente iguais à planta-mãe. Resposta: E Exercícios Propostos C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 21 22 BIOLOGIA � (MODELO ENEM) – Um estudante de Biologia pretende fazer um estudo sobre mitose em células vegetais. Para isso, necessita de amostras de tecido nas quais a probabilidade da existência de células em divisão seja a maior possível. Assim sendo, o tipo de tecido a ser corretamente escolhido é a) parênquima. b) epiderme de raízes. c) colênquima de caules jovens. d) meristema. e) floema das extremidades de raízes. Resposta: D � O tecido vegetal que origina todos os outros, formado por um conjunto de células poliédricas dotadas de gran de poder de reprodução, e que se encontra inicial mente nas extremidades da raiz e do caule chama-se a) meristemático. b) parenquimático. c) paliçádico. d) lacunoso. e) esclerenquimático. Resposta: A � Nos vegetais superiores, o tecido destinado à proteção é chamado tecido de revestimento das partes verdes, princi - palmente os caules e as folhas, denominado ___________ _______________, e o tecido morto, que revela apenas vestígios das células que ali existiam nas regiões velhas de caules e raízes, é denominado ____________________. Assinale a alternativa que complete, corretamente, as lacunas. a) câmbio; epiderme. b) epiderme; felogênio. c) súber; córtex. d) esclerênquima; colênquima. e) epiderme; súber. Resposta: E � (UFPR) – São tecidos ainda muito indiferenciados, cujas células se reproduzem e, gradativamente, se diferenciam em te ci dos permanentes. Nos vegetais, a descrição acima se re - fere ao a) meristema. b) colênquima. c) esclerênquima. d) parênquima. e) mesófilo. Resposta: A � (UFPR) – A figura abaixo representa a ponta de uma raiz de cebola, vista ao microscópio de luz. As linhas tracejadas A e B representam duas posições em que poderia ser cortada a raiz. Responda: a) Qual dos dois cortes (A ou B) certamente inibirá a continuidade do crescimento da raiz? b) Com base nos conhecimentos de botânica, justifique sua resposta. RESOLUÇÃO: a) B. b) O corte transversal feito em B elimina a zona meristemática em que as células multiplicam-se por mitoses e garantem o cres - cimento longitudinal da raiz. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 22 23BIOLOGIA Tecidos adultos Os tecidos adultos são de vários tipos, com diferentes funções: • Tecidos de síntese e reserva: parênquimas; • Tecidos de sustentação mecânica: colênquima esclerênquima; • Tecidos de condução: lenho (ou xilema) e líber (ou floema); • Tecidos de revestimento e proteção epiderme e súber. Fig. 1 – Parênquimas clorofilianos da folha. Tecidos de síntese e reserva Esses tecidos são representados pelos diversos tipos de parênquimas. O parênquima é formado por células vivas, com paredes celulares primárias e ainda com capacidade de multiplicação por mitoses. Existem dois tipos de parênquimas: clorofiliano e de reserva. Parênquima clorofiliano (assimilador ou clorên quima) – apresenta células ricas em cloroplastos, que realizam a fotossíntese. Ocorre nas folhas, nas quais são encontradas duas variedades desses parênquimas cloro filianos: paliçádico e lacunoso. • O parênquima paliçádico é formado por células alongadas, dispostasà maneira de uma paliçada. As células deixam entre si espaços intercelulares pequenos, conhecidos por meatos. • O parênquima lacunoso possui células arredon dadas ou irregulares, que deixam entre si espaços intercelulares grandes, chamados lacunas. • Parênquima de reserva: é formado por células aclorofiladas relacionadas com a reserva de amido, água, ar, sacarose, caroteno, licopeno etc. Esse tipo de parênquima é frequente em raízes, como a mandioca, e em caules subterrâneos, como a batata, que armazenam amido. A raiz da cenoura acumula caroteno; o fruto do tomate é rico em licopeno (pigmento vermelho); o caule da cana-de-açúcar armazena sacarose. Estômato Feixe vascular Parênquima paliçádico Parênquima lacunoso Meato Lacuna Câmara subestomática 5 Palavras-chave: Os tecidos adultos • Parênquima • Colênquima • Esclerênquima • Esclereídos Fig. 2 – O tecido parenquimático de preenchimento ocupa espaços no interior do vegetal, não apresentando uma função definida. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 23 24 BIOLOGIA . Tecidos de sustentação mecânica Esses tecidos apresentam paredes celulares espes sa das por diversos tipos de substâncias, garantindo sua rigidez e sustentação da planta. Existem dois tipos de tecidos de sustentação: colênquima e esclerênquima. Colênquima: é formado por células vivas, clorofi ladas e com paredes celulares espessadas com celulose, geralmente na região dos ângulos. Encontra-se nos caules jovens, nos caules de plantas herbáceas, no pecíolo das folhas etc. As células que o formam são prismáticas, lembrando as dos parênquimas. Esclerênquima: é formado por células mortas e com paredes celulares, apresentando rico depósito de lignina. Ocorre em órgãos vegetais, localizando-se princi pal mente em regiões que atingiram a maturidade com pleta. As células que o compõem são de dois tipos: escle reídos (ou células pétreas) e fibras esclerenquimáticas. • Os esclereídos (ou células pétreas) geralmente apresentam células poliédricas ricas em lignina e ocorrem na casca das sementes, nos caroços dos frutos (pêssego, azeitona etc.), no interior de frutos (como a pera), nas regiões pedradas da banana-maçã e em outros. • As fibras esclerenquimáticas são células alonga das (fusiformes) ricas em lignina. Ocorrem na região da casca do caule de muitas plantas, como a juta e o cânhamo, e nas folhas do sisal. As fibras escleren quimáticas dessas plantas podem ser extraídas e utilizadas na indústria têxtil. Fig. 5 – Os tecidos de sustentação. Os tecidos de sustentação apresentam em co mum as paredes celulares rígidas impregnadas com celu lose, no colênquima, e com lignina, no esclerên quima. Fig. 3 – A batata é um caule subterrâneo rico em parênquima de reserva de amido. Fig. 4 – Parênquima de reserva do caule da batata. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 24 Os parênquimas Fig. 6 – Nos tomates, existe parênquima de reserva de licopeno. O caule da cana-de-açúcar é rico em parênquima de reserva de sacarose. Tecidos de condução Os tecidos de condução (ou vasculares) apresen tam células alongadas, especializadas no transporte de líquidos. São subdivididos em dois tipos: xilema (ou lenho) e floema (ou líber). Xilema (ou lenho): é um tecido vegetal especia lizado no transporte da seiva bruta (mineral ou inorgânica), constituída de água e sais minerais absorvidos do solo. Esse tecido é complexo e formado por vários tipos de células, entre eles, os elementos dos vasos e as traqueídes, que formam o chamado sistema traqueário. O sistema traqueário é constituído por células alongadas, mortas e com paredes lignificadas. A morte das células é vantajosa para a planta, porque elas se tornam ocas e, assim, o movimento da seiva bruta fica facilitado. A lignina deixa as paredes celulares enrijecidas, evitando o fechamento dessas células quando, através delas, circula a seiva mineral. A lignina deposita-se de diversas maneiras, formando anéis, espirais, estruturas lembrando degraus de escadas etc. • Elementos dos vasos são células alongadas, dispostas em fileiras, que formam os vasos lenhosos ou traqueias, verdadeiros tubos, longos e contínuos, que percorrem o vegetal desde a raiz até as folhas. Um fato curioso é que as paredes terminais dessas células são parcial ou completa mente reabsorvidas – isto é, destruídas por ação enzimática, sendo seu material reaproveitado. O parênquima é o tecido fundamental dos vegetais. Tem duas funções importantes: a realização da fotossíntese e o armazenamento de reservas. Fig. 7 – Xilema – Sistema traqueário: corte longitudinal mostrando os vasos com vários tipos de depósito de lignina. 25BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 25 26 BIOLOGIA Fig. 8 – Xilema – Elementos dos vasos: o movimento de água através da traqueia (vaso lenhoso). • Traqueídes são células alongadas que diferem dos elementos dos vasos por não terem as paredes terminais reabsorvidas. A passagem de seiva bruta de uma traqueíde para outra é facilitada pela presença de poros existentes nas paredes celulares. Floema (ou Iíber): é o tecido vegetal encarregado do transporte da seiva elaborada (ou orgânica), constituída de açúcares produzidos durante a fotos síntese. O açúcar mais frequentemente encon trado na seiva elaborada é a sacarose. O floema é um tecido complexo, formado por vasos liberianos (ou crivados), células anexas (ou compa - nheiras), parênquima liberiano e elementos mecânicos do esclerênquima. Fig. 9 – Xilema – Traqueídes: micrografia mostrando o fluxo de água através das pontuações nas traqueídes. • Os vasos Iiberianos (ou crivados) são formados por células alongadas, dispostas em fileiras. As células são vivas e providas de um citoplasma muito delgado e com um grande vacúolo central, cheio de um líquido aquoso, a chamada seiva elaborada. Quando as células se tornam adultas, seu núcleo se desorganiza, e elas ficam anucleadas. A passagem da seiva de uma célula para outra é facilitada pela presença de paredes terminais providas de numerosos poros. Esses poros são chamados crivos; e as paredes, placas crivadas. • As células anexas (ou companheiras) são células parenquimáticas especiais, com núcleo central e volumoso que controla o metabolismo das células dos vasos crivados. • O parênquima liberiano é formado por células vivas que armazenam alimento e água. • Os elementos mecânicos do esclerênquima são células mortas, lignificadas e com função de sustentação. Fig. 10 – Floema: corte na região da placa crivada, mostrando os poros (crivos) que facilitam o transporte da seiva elaborada. O lenho ou xilema é o tecido especializado na rea - lização do transporte da seiva bruta, que é constituída por água e minerais extraídos do solo pelas raízes. Vasculares – Transporte rápido de nutrientes através do xilema e do floema, o que possibilita a formação de plantas altas. Plantas Avasculares – Transporte lento de nutrientes de célula para célula, por difusão, o que impede a formação de plantas altas. O floema (ou líber) transporta a seiva elaborada, formada principalmente por açúcares produzidos na fotossíntese. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 26 27BIOLOGIA Tecidos de revestimento e proteção Esses tecidos revestem o corpo vegetal e o protegem contra choques mecânicos, desidratação, invasão de organismos patogênicos. São dois os tecidos de proteção: epiderme e súber (ou cortiça). Epiderme: reveste o corpo primário do vegetal e se forma a partir do meristema primário, chamado dermato gênio ou protoderme. Assim, raízes, caules, folhas, flores e frutos são revestidos pela epiderme. As células da epiderme são vivas, achatadas, justa pos tas e geralmente sem cloroplastos e dispõem-se em uma única camada. Além da função de proteção, exercem outras, como absorção, trocas gasosas, secreção e excreção. Para a realização de todas essas funções, a epiderme produz os anexosepidérmicos, entre eles, a cutícula, os estômatos e os pelos (tricoma). • A cutícula consiste em uma película depositada pelas células na parede celular exposta ao ar. É formada por uma substância graxa chamada cutina, que se caracteriza por ser impermeável à água. Assim, a cutícula forma uma película impermeável, que dificulta a perda de água por transpiração (eliminação de água no estado de vapor). • Os estômatos são formações epidérmicas encon tradas nos órgãos aéreos da planta e destinadas ao controle das trocas gasosas entre o vegetal e o meio externo. Em um estômato, há duas células estomáticas (ou células-guarda), que delimitam entre elas um poro regu lável chamado ostíolo. A parede da célula-guar- da voltada para o ostíolo é espessa, enquanto a parede oposta é delgada. Essa é a única célula epidérmica que possui cloroplastos. Ao lado de cada célula-guarda pode existir uma célula chamada companheira, anexa ou sub - sidiária. Fig. 12 – Estômato (vista frontal). Epiderme de pétala de flor (micrografia). Epiderme de folha rica em pelos (micrografia). Fig. 11 – Microestrutura do epiderme. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 27 28 BIOLOGIA Através do ostíolo, a planta realiza trocas gasosas com o meio aéreo. Para facilitar o movimento dos gases, o ostíolo se abre, no interior da planta, numa enorme cavidade chamada câmara subestomática. Fig. 13 – Micrografia de estômatos em vista frontal. Através da abertura e do fechamento dos ostíolos, as plantas controlam as trocas gasosas com o meio ambiente. • Os pelos são saliências epidérmicas unicelulares ou pluricelulares. Os mais importantes são unicelu lares, sendo encontrados na epiderme das raízes, formando a zona pilosa ou zona de absorção. A presença de pelos aumenta consideravelmente a superfície de absorção de água e sais minerais. Súber (ou cortiça): é um tecido formado por células mortas, com paredes celulares providas de suberina, substância graxa impermeável à água. As células da cortiça são justapostas, cheias de ar e originadas da atividade do meristema secundário chamado felogênio. O súber substitui a epiderme de caules e raízes quando a planta cresce em espessura. Esse tecido prote - ge a planta contra feri men tos, transpiração e variações de temperatura, uma vez que cons titui um eficiente isolante térmico. Fig. 14 – Desenvolvimento do pelo absorvente na epiderme da raiz. Em substituição aos estômatos da epiderme, o felo - gênio produz uma estrutura de troca gasosa chamada lenticela. Formando uma saliência macroscópica no tecido suberoso, a lenticela é constituída por células mortas, suberificadas e cheias de ar; porém, diferen - temente do verdadeiro súber, elas deixam espaços intercelulares, que permitem a circulação do ar. Fig. 15 – Corte transversal do caule na região da lenticela. Esta permite a difusão dos gases para o interior do vegetal. As plantas terrestres desenvolveram dois anexos importantes que permitem a sobrevivência nesse meio: a cutícula e o estômato. Nos vegetais que têm crescimento em espessura, o súber (ou cortiça) substitui a epiderme na função de proteção. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 28 29BIOLOGIA Tecidos adultos Nome do tecido Características das células Função Epiderme Células vivas, achatadas, de forma variável e geralmente sem cloroplastos, exceto as estomáticas. Proteção, absorção, trocas gasosas, secreção e excreção. Súber (cortiça) Células mortas, com paredes celulares com suberina, cheias de ar e justapostas. Proteção contra ferimentos e transpiração. Parênquima Células vivas e com paredes celulares delgadas ainda com capacidade de multiplicação celular. Fotossíntese e armazenamento de várias substâncias. Colênquima Células vivas, clorofiladas, com paredes celulares espessadas com celulose. Sustentação. Esclerênquima Células mortas e com paredes celulares espessadas com lignina. Sustentação. Xilema (lenho) Células alongadas, mortas e com paredes celulares impregnadas de lignina. Condução de água e nutrientes minerais (seiva bruta). Floema (líber) Células alongadas, vivas e com paredes celulares delgadas, anucleadas e com placas crivadas. Condução de solutos orgânicos (seiva elaborada). Exercícios Resolvidos � (MODELO ENEM) – Assim como ocorre com os animais, também as plantas mais de - sen volvidas possuem células que se diferen - ciam, constituindo tecidos. Até existem algumas semelhanças entre certos tecidos vegetais e determinados tecidos animais. Nas plantas, há tecidos de proteção, como os epitélios de re ves timento nos animais. Existem tecidos de sustentação nos vegetais que lembram, por seu pa pel, a função dos tecidos ósseo e cartila gi noso dos animais. Nas plantas, a função dos tecidos ósseo e cartila - ginoso dos animais é realizada pelos tecidos a) parênquima e meristema. b) epiderme e súber. c) esclerênquima e colênquima. d) meristema e floema. e) súber e parênquima. Resolução O esclerênquima é equivalente ao tecido ós seo. O colênquima equivale ao tecido cartila ginoso. Resposta: C � (MODELO ENEM) – Na polpa da pera, en - contram-se peque nos grânulos duros. Exami - na dos ao microscópio, observa-se que as célu - las são mortas e ficam com paredes celu lares impregna das de lignina. Esse tecido pode ser identifi cado como a) meristema. b) parênquima. c) esclerênquima. d) floema. e) cortiça. Resolução O tecido formado por células mortas e lignifica - das é o esclerên quima. Resposta: C � MODELO ENEM – (UFLA) “Da mesma maneira que nos animais, os tecidos de proteção são especializados no revestimento do vegetal, pro tegendo-o contra os diversos agentes agressores que possam danificá-lo. Além disso, regulam o intercâmbio de substâncias entre a planta e o meio ambiente. Os tecidos de revestimento também evitam perda excessiva de água, con tri buindo, as sim, para a adaptação dos vegetais à vida terrestre.” Baseando-se no texto, assinale a opção que contenha o tecido de proteção e sua adaptação para trocas gasosas. a) Periderme; estômatos. b) Súber; estômatos. c) Epiderme; estômatos. d) Epiderme; lenticelas. e) Felogênio; lenticelas. Resolução O revestimento do corpo vegetal é realizado pela epiderme. Os estômatos são diferencia - ções das células epidérmicas destina dos à realização das trocas gasosas. Resposta: C � No caule das árvores e dos arbustos, encontra-se um tecido de revesti mento e proteção conhecido por súber ou cortiça. Nele, encontram-se: I. Células mortas com paredes celulares im - preg nadas de suberina, cheias de ar, cons ti - tuindo um bom isolante térmico. II. Células mortas que deixam espaços entre si, permitindo o movimento de gases, cons - tituindo as lenticelas. III. Células vivas formando um tecido pluries - tra tificado, rico em estômatos, para a realização de trocas gasosas. Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s): a) I e II apenas. b) I e III apenas. c) II e III apenas. d) I apenas. e) I, II e III. Resolução O súber é um tecido morto com paredes suberi ficadas, justa postas, cheias de ar e originado pela atividade do felogênio. Apresenta len ticelas para realizar a trocas gasosas. Resposta: A � (MODELO ENEM) – “As árvores de nossas matas são re vestidas por um tecido mor to denominado súber ou cortiça e um tecido com paredes celulares lignificadas, es - pes sas e que garantem o suporte dessas árvores, deno mi nado lenho (xilema).” Esses tecidos são originados, respectiva mente, de a) meristemas primários e secundários. b) meristemas secundários e primários. c) apenas de meristemas primários. d) apenas de meristemas secundários. e) meristema dos ápices de caule. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 29 30 BIOLOGIA � Em vegetais superiores, as funções de epiderme, meris - tema, colênquima, xilema e floema são, respectivamente, a) revestimento, crescimento, sustentação, condução de seiva bruta e condução de seiva elaborada. b) revestimento, crescimento, sustentação,condução de seiva elaborada e condução de seiva bruta. c) crescimento, sustentação, revestimento, condução de seiva bruta e condução de seiva elaborada. d) fotossíntese, crescimento, sustentação, condução de seiva bruta e condução de seiva elaborada. e) fotossíntese, revestimento, crescimento, condução de seiva elaborada e condução de seiva bruta. Resposta: A � Assinale a alternativa em que a estrutura não esteja rela - cionada com a função descrita. a) Os vasos liberianos ou floema são responsáveis pela condução de seiva bruta (água e sais absorvidos pelas raízes). b) O meristema primário é responsável pelo crescimento, pois suas células estão em contínuas mitoses. c) As lenticelas do caule de uma árvore realizam trocas gasosas com o meio ambiente. d) O súber é um tecido morto com a função impermeabilizante e térmica. e) Os estômatos nas folhas garantem as trocas gasosas. Resposta: A � Relacione corretamente as estruturas vegetais apresen - tadas na coluna A com as respectivas funções na coluna B. A B 1. Colênquima ( ) Condução de seiva bruta 2. Meristema ( ) Preenchimento 3. Xilema ( ) Condução de seiva elaborada 4. Parênquima ( ) Sustentação 5. Floema ( ) Crescimento A sequência numérica correta, de cima para baixo, na coluna B, é a) 1, 5, 4, 2 e 3. b) 3, 2, 1, 4 e 5. c) 2, 3, 4, 1 e 5. d) 3, 4, 5, 1 e 2. e) 4, 3, 1, 2 e 5. Resposta: D � (UFPA) – Relacione a primeira coluna com a segunda: 1. Esclerênquima ( ) Origina os vasos condutores de seiva. 2. Estômato ( ) É responsável pela sustentação e com - posto por grossas paredes de lignina. 3. Xilema ( ) Transporta água e nutrientes inorgâ - nicos. 4. Floema ( ) Elimina água sob forma de vapor. 5. Câmbio ( ) Transporta seiva elaborada, contendo nu trientes orgânicos. Assinale a opção correta encontrada. a) 5 – 1 – 3 – 2 – 4. b) 3 – 2 – 5 – 4 – 1. c) 1 – 3 – 4 – 5 – 2. b) 2 – 4 – 1 – 3 – 5. e) 4 – 5 – 2 – 1 – 3. Resposta: A � (MODELO ENEM) – Os parênquimas têm como função geral preencher os espaços internos de raízes, caules e folhas. Por isso, são chamados tecidos de preenchimento. Contudo, desempenham também outras funções, dependendo de sua localização na planta. Com base nessa premissa, assinale a alternativa que contenha somente tipos de parênquima. a) Colênquima, aerífero, aquífero e clorofiliano. b) Clorofiliano, amilífero, aerífero e aquífero. c) Aquífero, suberificado, colênquima e amilífero. d) Amilífero, clorofiliano, colênquima e aerífero. e) Aerífero, aquífero, clorofiliano e suberificado. Resposta: B � O tecido parenquimático que armazena ar para as trocas gasosas é a) parênquima de reserva. b) felogênio. c) clorênquima. d) aerênquima. e) súber. Resposta: D Exercícios Propostos Resolução O súber (cortiça) origina-se da atividade do felo gênio, e o xilema das árvores a partir do câmbio, ambos meristemas secundários. Resposta: D � As plantas possuem tecidos especiali - zados para o transporte das seivas mineral e orgânica. Consi derando-se esses tecidos, pode-se afirmar: I. Possuem células alongadas, vivas ou mor - tas com paredes celulares providas ou não de lignina. II. O transporte da seiva orgânica é efetuado por células mortas com paredes celulares im preg nadas de calose. III. O transporte da seiva mineral realiza-se por meio de células mortas impregnadas de lignina. Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s): a) I apenas. b) II apenas. c) III apenas. d) I e II apenas. e) I e III apenas. Resolução II. Falsa. A seiva orgânica é transportada pelas células vivas, desprovidas de lignina e com pa - redes transversais dotadas de poros reves - tidos de calose. Resposta: E C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 30 31BIOLOGIA 1. Função A folha é um órgão vegetal especializado pa ra a fotossíntese, trans piração e respiração. 2. Origem As folhas originam-se a partir de saliências la terais chamadas pri mór dios foliares, produzidos pela ativi da de das gemas caulinares. 3. Morfologia Uma folha completa apresenta quatro porções: lim bo, pecíolo, bainha, estípulas e nervuras. Fig. 1 – Morfologia da folha. Bainha É uma porção basal di la tada que prende a folha no cau le. É reduzida ou au sente nas dicotiledôneas e apre senta grande desen vol vimento nas mono co tile dô neas. Estípulas São pequenas expan sões formadas na axila de uma folha. Quando desen vol vi das, realizam as fun ções princi pais: protegem a ge ma exis tente na axila da folha e, na ausência de lim bo, atin gem grande de sen vol vi mento, tor nan do-se as simi la do ras. É o que ocor re, por exem plo, na ervilha. Pecíolo É o eixo que serve para sustentar e inserir a folha no caule. Ra mifican do-se, produz as nervuras que per cor rem o limbo. Limbo É a parte prin cipal da folha. Quando falta, é geral mente subs tituído pe lo de sen volvi mento das estí pulas ou acha ta - mento do pe cíolo. Uma folha que não tem qual quer des tes ele mentos é cha mada in com ple ta, po den do ser: • Peciolada: quan do o pecíolo é desen volvido e falta a bainha (dico tile dô nea). • Invaginante: quando o pecíolo está ausente e a bainha é de sen vol vida (mono cotile dô nea). 6 e 7 Palavras-chave:A folha: órgão de fotossíntese – I e II • Mesófilo • Xerófitas • Mesófitas • Hidrófitas • Higrófitas C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 31 32 BIOLOGIA Fig. 2 – Tipos de folhas. Nervuras As nervuras constituem o conjunto de fei xes li be ro lenhosos, fa cil mente vi sí veis na parte inferior da folha, formando saliên cias. Fig. 3 – Nervura das folhas. Anatomia da folha A folha constitui um órgão dorsiven tral e, por isso, apre senta epiderme su perior (ven tral), uma parte mediana cha - mada me sofilo, ocu pada pelo tecido as simi lador ou cloro fi liano, e uma epi der me inferior (dor sal). Fig. 4 – Anatomia da folha. Lacuna Cutícula Epiderme superior Cloroplastos Célula estomática Estômato Estômato Epiderme inferior Parênquima paliçádico Parênquima lacunoso Câmara subestomática C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 32 33BIOLOGIA Epiderme As células epidérmicas são vivas e geralmente desprovidas de cloroplas tos. Podem acumular subs tân cias de reserva e tam bém taninos, óleos e cristais. Normalmente, a epi derme constitui uma úni ca ca ma da de células justa postas, sem eviden ciar es paços entre elas, de modo a evitar a perda excessiva de água por transpiração. A presença dos estômatos e da cutícula é uma das principais características da epiderme foliar. Os estômatos podem ocorrer em ambos os lados da epiderme, mas o lugar mais frequente é o lado dorsal (inferior). Nas folhas alongadas e estreitas das mono cotiledôneas e coníferas, os estômatos ocorrem em fileiras paralelas ao eixo maior da folha. Os estômatos podem estar no mesmo nível das ou tras células epidérmicas, estar acima da superfície da epi derme ou alojados em covinhas. Muitas vezes, po dem apa recer em uma depressão chamada cripta estoma tífera. As células epidérmicas apresentam, na parede em contato com o ar atmosférico, uma incrustação de cutina (substância graxa), formando uma nítida camada a cu tícula. A estrutura da cutícula é de interesse particular para os pesquisadores. Ela está relacionada a problemas de pe ne trabilidade de nutrientes minerais, fungicidas e her bicidas na superfície da folha. Embora a cutícula pareça ser impenetrável, existem algumas áreas de fra gilidade que, durante a expansão das células epidérmicas, permitem a entrada de subs tân cias químicas. Em muitas plan tas, a cutícula é re coberta por uma ca mada de cera nu ma variedade de pa drões. Tais depó sitos parecem não exercer um papel importante na redução da trans piração, mas eles re duzem muito a pos sibilidade de a folha reter água na sua superfície. A espessura da cutícula pode variar com o ambiente. Ela não ocorre somente na superfície das cé lulas epi dér - micas, mas muitas vezes projeta bordos na parede lateral. Fig 5 – Anatomia da folha.A parte cutinizada da parede celular, abaixo da cutí cula, tem uma complicada estrutura. Ela contém celu lose, formando uma espécie de moldura, bem como com postos pécticos, cutina, ceras e outros compostos, como substâncias incrustantes. A fonte e a maneira de migração da cutina e ceras nas células epidér mi cas é um pro ble ma não resolvido. A pre - sença de plas mo des mos na pa rede ex terna das células pode ex pli car, entre tanto, que estas subs tâncias migra riam atra vés de les para o exterior. De um modo ge ral, as dicotiledô neas, pos suindo folhas na posi ção horizontal, apresen tam cutícula mais es pessada na epiderme superior do que na inferior. Nas mono cotile dô neas, que têm fo lhas inclinadas, a cutícula acha-se igualmente espessada em am bos os lados. Estômato Cutícula Cripta estomatífera Pelos Hipoderme com parênquima aquífero Epiderme Parênquima paliçádico Parênquima lacunoso Cristal de oxalato de cálcio Xilema Floema Nervuras C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 33 34 BIOLOGIA Às vezes, podemos encontrar apêndices altamente variáveis na epiderme, incluindo pelos glandulares ou de secreção e pelos de proteção. Esses apêndices são deno minados tricomas (conjunto de pelos). Mesofilo A maior parte do tecido fundamental do limbo foliar está diferenciada como mesofilo, caracterizado pela abundância de cloroplastos e por um grande sistema de espaços intercelulares. O mesofilo pode ser homogêneo ou estar diferen cia do em parênquima paliçá dico e parên quima lacunoso. O parênquima pa liçádico contém cé lulas alongadas, com o maior com pri men to da célula per pen di cular à su perfície do lim bo. Embora o parênquima paliçádico pareça mais compacto do que o te cido lacu no so, uma parte con si de rável das paredes das célu las fica exposta ao ar interce lular. As folhas podem ter uma ou mais ca madas de parên quima paliçádico. Nas plan tas que vivem em solos relati va - mente ricos em água (habitat mesofítico), o pa rên quima paliçádico está geralmente colocado na super fície su perior do limbo (ventral), enquanto o parênquima lacunoso localiza-se na região inferior (dorsal). A folha, neste caso, é chamada bifacial ou dorsiventral. Se o parên quima paliçádico ocorre em ambos os lados da folha, como ocorre em plantas de habitat xero fítico, a folha é bilateral ou isola teral. O parênquima la cunoso é cons tituído de células de várias formas, fre quen te mente irregulares e com ramifi cações que se estendem de uma célula a outra. A ca racterística principal deste tecido é a presença de grandes espaços intercelulares, chamados lacunas. Sistema vascular A principal característica do sistema da lâmina foliar é a íntima relação entre o mesofilo e os tecidos vas cu lares. Os feixes vasculares formam um sistema inter co nectado no plano mediano do limbo, paralelo à superfície da folha. Os feixes vasculares das folhas são co mu men te nervuras e o padrão formado pelas nervuras chama-se venação. Observada a olho nu, a venação aparece em dois pa drões principais: o ramificado, ou reticulado, e o para lelo. O primeiro é mais encontrado entre as dicotile dô neas e o segundo nas monocotiledôneas. Os feixes liberolenhosos que ocorrem nas folhas são colaterais ou bicolaterais. No caso de serem colaterais, o lenho sempre ocupa a posição superior (ventral) das folhas, e o floema, a posi ção inferior (dorsal) da folha. Nas dicotiledôneas, as nervuras maiores apresen tam-se formando saliências no lado inferior da folha e, nestas, encontra-se, geralmente, logo abaixo da epi der me, um tecido colenquimatoso. Frequentemente, a essas nervuras maiores estão as sociados tecidos de susten tação, representados pelo esclerênquima. 4. Estrutura da folha e o ambiente A adaptação das plantas a diferentes habitat, es pecialmente quanto à disponibilidade de água, pode estar associada a fatores estruturais. Assim, as plantas podem ser classificadas, quanto ao fator água, em: • Xerófitas: adaptadas às regiões secas. • Mesófitas: requerem uma quantidade abundante de água disponível no solo e uma certa umidade na at mosfera. • Hidrófitas: requerem uma grande quantidade de umidade, vivendo parcial ou totalmente submersas. • Higrófitas: vivem em ambientes terrestres com grande umidade no solo e no ar. As características estruturais apresentadas por plan tas que vivem nesses habitat são chamadas respec ti va mente de xeromórficas, mesomórficas e higromór ficas. Folhas xeromórficas Uma das características mais importantes é a dimi nui ção da superfície foliar, isto é, as folhas tornam-se pe que nas e compactas. Esse caráter se associa também com as estruturas internas. Tanto que o parên quima paliçádico se torna muito mais espesso que o parên qui ma lacunoso (quando não é o único presente, fal tando o lacunoso) e o volume dos espaços intercelulares se torna reduzido. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 34 Possuem, geralmente, hipoderme, sem ou com pou cos cloroplastos. O esclerênquima é presente, provavel - mente para reduzir os efeitos da seca. Os tricomas são abundantes em muitas xerófitas, provavelmente agindo contra o aquecimento excessivo da superfície foliar. Possuem cutículas espessas e células epidérmicas com paredes fortemente espessadas. Os estômatos alojam-se em cavidades, criptas ou covinhas protegidas por pelos. Muitas plantas que possuem essas caracterís ticas são suculentas, acumulando água. Os caracteres xeromórficos apresentam-se com vários graus de intensidade, podendo estar bem fixos geneticamente em algumas espécies. Por outro lado, fatores ambientais podem induzir a um maior grau de xeromorfismo em folhas mesomórficas ou intensificar os caracteres xeromórficos nas xerófitas. Falta de água é apenas um de tais fatores. De fato, a deficiência de nutrientes e o frio podem induzir a maior intensidade no xeromorfismo foliar do que a deficiência de água. A suculência, por exem plo, pode-se desenvolver na falta de nitrogênio ou quan do as plantas estão sujeitas a borrifos de água do mar. Um outro fator é a luz. Folhas que se desenvolvem em altas intensidades luminosas apresentam mais xero morfismo do que as que vivem protegidas de uma luz intensa. Esta reação do desenvolvimento é a base para distinguir folhas de sombras e folhas de sol. Tem sido observado, fre quen temente, que as folhas que crescem à luz direta do sol são menores e mais espessas, e têm um parên quima paliçádico mais diferenciado do que as folhas que se desenvolvem na sombra. Folhas hidromórficas São as folhas com grande su perfície no limbo, cu tícula fina ou, às vezes, até ausente. O parên quima paliçádico é ausente com pletamente na maioria dos casos, existindo apenas o parên qui ma lacunoso. 35BIOLOGIA O acúmulo de água nos parênquimas das folhas ou caules, típicos de plantas adaptadas a ambientes secos (xerófitas), constitui o fenômeno da sucu lência. A água geralmente é acumulada em tecidos subja centes à epiderme, formando um parênquima aquoso deno mi nado hipoderme. As células deste parên quima se cretam substâncias mucilaginosas hidrófilas respon sáveis pela retenção hídrica. Exercícios Resolvidos – Módulo 6 � Na Caatinga encon tram-se alguns tipos de cactos, entre eles o xique-xique e a palma. Entre as caracte rísticas dessas plantas citam- se: I. Folhas transformadas em espinhos. II. Caule suculento com armazenamento de água. III. Raízes superficiais e cutículas espessas. IV. Baixos valores de pressão osmótica nos vacúolos. São encontradas nesses vegetais as caracterís - ticas a) I e II apenas. b) III e IV apenas. c) I, II e III apenas. d) II, III e IV apenas. e) I, II, III e IV. Resolução As plantas da Caatinga caracterizam-se pelas adaptações contra a perda excessiva de água por transpiração. Assim apresentam folhas reduzidas ou trans - for madas em espi nhos, caules com água arma - zenada, raízes profundas ou super ficiais, mas com altos valores osmóticos, cutícula espessa e estômatos com aberturanoturna. Resposta: C � Na transição evolutiva das plantas do habitat aquático para o terrestre, algumas subs tâncias, como a lignina, a suberina e a cu - tina foram muito importantes nessa adap ta ção. Com rela ção a essas substâncias, analise as afirmativas abaixo. I. A lignina é de ampla ocorrência nas plan tas vasculares e se relaciona principal men te à sustentação. II. A cutina está associada aos tecidos de re - ves timento, sendo depositada na super fície da parede celular da face externa da célula. III. A suberina está relacionada à restrição de perda de água e pode ser encontrada em peri dermes de árvores e arbustos. Assinale a opção correta. a) Apenas a afirmativa I é verdadeira. b) Apenas a afirmativa II é verdadeira. c) Todas as afirmativas são verdadeiras. d) Apenas as afirmativas II e III são ver da - deiras. e) Apenas as afirmativas I e IIII são verda - deiras. Resolução A lignina ocorre no xilema e no esclerênquima com função de sustentação. A cutina reveste externamente a epiderme dos órgãos aéreos impermeabilizando-os e dificul - tando a transpiração. A suberina corre no tecido suberoso, compo - nen te da periderme (súber + felogênio + felo - der ma) com função de impermea bilização. Resposta: C C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 35 36 BIOLOGIA � (MODELO ENEM) – A figura a seguir representa a secção transversal de uma folha de angiosperma, com as suas prin - cipais estruturas: Considerando-se a análise microscópica dessa folha, pode-se afirmar sobre suas células e os tecidos observados: a) Células clorofiladas são encontradas nos parênquimas paliçádico e lacunoso, mas não nas células estomáticas. b) O xilema é constituído por células vivas, lignificadas com função de transporte da seiva mineral. c) Fibras de esclerênquima são formadas por células vivas com função de fotossíntese. d) Tecidos meristemáticos que multiplicam suas células em decorrência de lesões foliares. e) Tecidos vasculares que transportam a seiva mineral e orgânica, respectivamente, xilema e floema. RESOLUÇÃO: Na estrutura, não existem tecidos meristemáticos. Células com clorofilas são encontradas nos parênquimas paliçá - dico e lacunoso e nos estômatos. Fibras esclerenquimáticas são células mortas, lignificadas, com função de sustentação. O xilema contém células mortas e o floema, vivas. Resposta: E � (MODELO ENEM) – Os tecidos foliares originam-se dos meristemas primários, conhecidos por dermatogênio que dá origem à epiderme e seus anexos, o periblema que formará os parênquimas clorofilianos e outros tecidos e o pleroma respon - sável pela formação dos tecidos vasculares. A figura a seguir representa, esquematicamente, uma folha com seus principais tecidos: epiderme com estômatos, parên - quimas paliçádico e lacunoso, floema e xilema. Assinale, entre as alternativas em que as duas informações apresentadas são incorretas. a) I é formado por células originadas do pleroma e IV representa o floema. b) VI é formado por células clorofiladas e IV representa o estômato. c) II é formado por células meristemáticas e V representa o parênquima lacunoso. d) IV é formado pelas células guarda aclorofiladas e III representa a epiderme. e) IV é formado a partir do dermatogênio e II representa xilema e floema. RESOLUÇÃO: Duas afirmativas incorretas estão na letra a porque I é a epi derme originada a partir do dermatogênio, e VI é o parênquima cloro filia - no paliçádico rico em cloroplastos, formado a partir do periblema. Resposta: A � Quais são as adaptações das plantas, encontradas na epider me, que permitem a sobrevivência no meio ter restre? RESOLUÇÃO: Cutícula e estômato. Exercícios Propostos – Módulo 6 C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 36 37BIOLOGIA � (MODELO ENEM) – Sabendo que as folhas são respon - sáveis pela fotossíntese e respiração das plantas, conclui-se que os cactos, em sua maioria (99%), respiram através a) dos espinhos. b) do caule. c) das flores. d) das raízes. e) das lenticelas. Resposta: B � Entre as características dos vegetais relacionadas com o ambiente da Caatinga, estão as seguintes: I. folhas reduzidas ou transformadas em espinhos; II. parênquimas de reserva cujas células armazenam água; III. estômatos que abrem e fecham rapidamente. É correto o que se afirma em a) I, somente. b) II, somente. c) I e II, somente. d) II e III, somente. e) I, II e III. Resposta: E Exercício Resolvido – Módulo 7 Exercícios Propostos – Módulo 7 � (MODELO ENEM) – Poucas famílias de plantas angios per mas vivem em am bien tes aquáticos, marinhos ou de água doce. As plantas aquáticas, que vivem submersas e fixas nos subs tratos do fundo das águas, exibem peculiaridades morfofisio lógicas que as distin guem das plantas terrestres, incluindo a) presença de súber e desenvolvimento acen tuado dos tecidos vasculares. b) desenvolvimento de estruturas aeríferas que acumulam o CO2 produzido pela res piração durante o dia e o oxigênio liberado pela fotossíntese durante a noite. c) folhas em geral flexíveis, delgadas e células com paredes cutinizadas. d) tecidos de sustentação pouco desenvol vidos e epiderme com poucos ou des pro vida de estômatos. e) tecidos vasculares desenvolvidos, epi der me com estômatos grandes e pouco nu me ro sos. Resolução Plantas aquáticas apresentam folhas delicadas, epiderme des provida de cutícula e estômatos e parênquima aeríferos. Resposta: D � Os tecidos predominantes na maioria das folhas são a) os meristemas. b) os colênquimas. c) os parênquimas de preenchimento. d) o clorênquima paliçádico e o lacunoso. e) o colênquima e o esclerênquima. Resposta: D � (MODELO ENEM) – Na folha encontram-se tecidos de proteção, sustentação e os parênquimas clorofilianos. Nela o transporte de água e minerais é realizado pelo(a) a) floema, tecido constituído por células vivas, rico em cloro - plastos. b) nervura formada pelo floema e pelo xilema. c) xilema, tecido organizado por células alongadas, mortas e com paredes celulares lignificadas. d) esclerênquima que envolve e protege as nervuras. e) parênquima lacunoso cujos espaços intercelulares estão impregnados de vapor de água. Resposta: C C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 37 38 BIOLOGIA � (FUVEST) – Duas plantas da mesma espécie, que vivem em am - bientes distintos, apresentam fo - lhas morfologicamente diferen tes, representadas nas figuras A e B. a) Indique, justificando, qual das folhas corresponde à planta que vive em campo aberto e qual cor responde à planta que vive no interior de uma floresta. b) Se recortarmos um quadrado de mesma área de cada uma dessas folhas e extrairmos a clorofila, de qual amostra se espera obter maior quantidade desse pigmento? Por quê? RESOLUÇÃO: a) A folha B vive em campo aberto porque possui uma área menor, e a folha A vive no interior da floresta, uma vez que apresenta maior superfície para maior aproveitamento da luz e aumento da transpiração. b) A maior quantidade de pigmento encontra-se na folha A, porque em ambientes menos iluminados, a produção de pigmentos clorofilianos aumenta para intensificar a capacidade de ab sor ção de luz. � (UFV) – Os manguezais constituem um dos mais impor - tantes ecossistemas brasilei - ros. São áreas de clima quen - te e solos alagados e pouco aerados. A vegetação típica dos manguezais possui características que lhe con- ferem alto grau de adap - tabilidade a tais con di ções. Abaixo, encontra-se uma representação de um corte transversal de uma folha de Rhizophora mangle, uma plan ta típica de man guezais. Com base no texto e na observação da figura, faça o que se pede: a) Cite o nome da estru tura epidérmica indicada em I. b) O tecido indicado em II tem função de armazena mento. Cite a substância que esse tecido arma zena. c) Qual a função principal da estrutura indicada em III? d) Cite o nome do tecido indicado em IV. RESOLUÇÃO: a) Cutícula. b) Água. c) Realização de trocas gasosas.d) Parênquima clorofiliano paliçádico. � (MODELO ENEM) – As condições climá ticas da terra variam em diferentes regiões geográficas. As plantas desenvolveram adapta ções morfológicas e fisiológicas para sobre vi ver em diferentes condições ambientais. Essas adap - tações geralmente são refletidas na es tru tura das folhas. Com base na relação ve ge tal-á gua, as plantas são clas sifi cadas como xeró fi tas, mesófitas e hidrófitas. Assinale abaixo a opção que não contempla caracteres xerofíticos. a) As folhas são, muitas vezes, bastante es pes sas e coriáceas, com uma cutícula bem desenvolvida. b) Maior densidade do sistema vascular e dos estômatos. c) Presença de numerosos tricomas e esclerên quima abundante. d) Redução dos tecidos de sustentação e nume rosos espaços intercelulares grandes, que estão presentes entre as células do mesófilo. e) Presença de tecido armazenador de água (parênquima aquífero). RESOLUÇÃO: As xerófitas são plantas adaptadas a am bientes áridos e apresentam estruturas des tinadas a evitar a perda excessiva de água por transpi ração. Assim a presença de espaços grandes entre as células da folha (mesófilo) tende a favorecer a perda de água. Resposta: D � Plantas higrófitas frequentes na Mata Atlântica caracterizam-se por apresentar: I. Cutícula delgada e porosa, e estômatos grandes e lentos no mecanismo de abertura e fechamento. II. Folhas ricas em parênquima lacunoso e com parênquima paliçádico escasso ou ausente. III. Estômatos localizados, nas plantas herbáceas, na face inferior da folha. Esta(ão) correta(s) a) apenas I e II. b) apenas II e III. c) apenas III. d) apenas I e III. e) I, II e III. Resposta: E C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 38 39BIOLOGIA As plantas, algas e cianobactérias são seres autótrofos, isto é, sintetizam todas as substâncias orgânicas necessárias à vida a partir de luz, água, dióxido de carbono e minerais. Esse fenômeno de produção de substâncias orgânicas chama-se fotossíntese, que pode ser expressa através de uma equação simples: Nas plantas superiores o órgão principal de fotossíntese é a folha onde são encontrados os parênquimas clorofilianos, tecidos ricos em cloroplastos, organoides onde ocorre o fenômeno fotossintético. (fig.1) Fig. 1 – Estrutura foliar e do cloroplasto. Matriz Granum Cloroplasto Tilacoide Membrana lipoproteica CO2 O2 H O e2 minerais H O e2 minerais Parênquimas Clorofilianos Cloroplasto Lamela luz 12H2O + 6 CO2 ⎯⎯⎯⎯→ C6H12O6 + 6H2O + 6O2 clorofilas ou luz 2H2O + CO2 ⎯⎯⎯⎯→ (CH2O) + H2O + O2 clorofilas 8 e 9 A química da fotossíntese – I e II • Foquímica • Enzimática • Fosforilação • Ciclo de Calvin Palavras-chave: C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 39 40 BIOLOGIA A fotossíntese é dividida em duas fases relacionadas à luz: – Fase luminosa (fotoquímica ou clara) – reações químicas dependentes de luz, que ocorrem nos tilacoides. – Fase escura (química ou enzimática) – reações não dependentes diretamente da luz, e sim dos produtos gerados em sua presença, que ocorrem na matriz ou estroma e que resultam na produção de glicose. 1. Fase luminosa, fotoquímica ou clara Nesta etapa tem-se: • Absorção de luz pelos pigmentos do cloroplasto: clorofilas A e B, carotenos e xantofilas. • Fotofosforilação: síntese de Adenosina trifosfato (ATP) utilizando energia luminosa, segundo a equação: • Fotólise da água na qual a molécula de água é “quebrada”, por ação da luz, de acordo com a equação: Fotofosforilação (síntese de ATP) A energia luminosa é absorvida pelos pigmentos mergulhados nas membranas dos tilacoides. Esses pigmentos são divididos em dois grupos: • Acessórios ou antenas: clorofila B, carotenos e xantofilas que absorvem a energia luminosa e a transmite ao centro das reações. • Centro das reações: clorofila A Fotofosforilação cíclica (Fotossistema I) Absorve luz em torno de 700 nm de comprimento de onda conhecido por P700. Os elétrons energizados, originados da clorofila, circulam por uma cadeia transportadora representadas por proteínas, entre elas, a ferrodoxina. Ao passar pela cadeia de proteínas os elétrons perdem energia que será utilizada na síntese de ATP, retornando à clorofila. Fig. 2 – Fotofosforilação cíclica. Fotofosforilação acíclica (Fotossistema II) A energia luminosa absorvida pelos pigmentos em torno de 680 nm de comprimento de onda (P680). Nesse fenômeno ocorre a fotólise da água que origina prótons (H+) e elétrons e–, liberando oxigênio (O2): luz ADP + P ⎯⎯⎯⎯→ ATP clorofilas NADP = Nicotinamida dinucleotídeo de adenina fosfato representa o aceptor de H2, resultante da fotólise da água. ATP Luz Clorofila Proteínas transportadoras ADP + P Energia e- e- luz 2H2O + 2NADP ⎯⎯⎯⎯→ 2NADPH2 + O2clorofilas 2H+ + 2 e– H2O 1/2 O2 C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 40 41BIOLOGIA Caminhos da fotofosforilação acíclica • A energia luminosa absorvida pelos pigmentos acessórios (clorofila B, carotenos e xantofilas é transmitida para o “centro das reações”, isto é, a clorofila A. • Os elétrons da clorofila A, excitados, mudam de orbitais, passando para os orbitais mais externos, isto é, a clorofila A perde elétrons passando para a forma de clorofila +. • A fonte doadora dos elétrons, perdidos pela clorofila A, é a água, resultantes da fotólise. • Os elétrons excitados passam pela cadeia de proteínas transportadoras, perde energia que será utilizada para a bomba de prótons (H+) para o interior dos tilacoides. O acúmulo de H+ no interior dos tilacoides gera um gradiente de concentração que retornam à matriz através de uma proteína da membrana do tilacoide chamada ATP sintase. A energia motora gerada pela passagem dos prótons é utilizada na síntese de ATP (teoria da quimiosmose) • Os prótons e elétrons são recebidos, no fim da cadeia transportadora pelo NADP+ que passa para a forma reduzida NADPH+H+. • O oxigênio resultante da fotólise da água é liberado como subproduto da fotofosforilação acíclica. • O esquema simplificado a seguir representa o fenômeno descrito: Fig. 3 – Esquema da fotofosforilação acíclica. A origem do oxigênio na fotossíntese 1 – Fornecendo-se à planta água com oxigênio 18 (mar ca do) o oxigênio liberado na fo tos sín tese é marcado (oxigê nio 18). 2 – Fornecendo-se à planta dióxido de carbono com oxi gênio 18 (marcado), o oxigênio liberado na fotossíntese não será marcado. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 41 42 BIOLOGIA 2. Fase escura, química ou enzimática Esta fase caracteriza-se pela: – utilização dos produtos da fase luminosa (ATP e NADPH2); – absorção do dióxido de carbono (CO2); – fixação do CO2; – redução do CO2 e a consequente formação do carboidrato ou açúcar, que pode ser representado pela fórmula mínima (CH2O). Na verdade é produzida a glicose – C6H12O6. A redução do CO2 pode ser expressa pela seguinte equação: Nessa fase, o desdobramento do ATP em ADP + P fornece a energia que será utilizada para a síntese do açúcar. Melvin Calvin e seus colaboradores forneceram CO2 com carbono 14 (carbono radioativo) a uma suspensão de algas verdes do gênero Chlorella e conseguiram determinar o caminho do carbono do CO2 na fotossíntese. Para explicar a redução do CO2 na fase escura, propuseram uma série de reações que recebem o nome de ciclo das pentoses ou ciclo de Calvin. O ciclo de Calvin (Calvin Benson) ocorre na matriz ou estroma do cloroplasto e é controlado por diversas enzimas. O esquema a seguir representa de maneira simplificada o ciclo de Calvin, em que o círculo preenchido representa o número de átomos de carbono. Fig. 4 – Ciclo de Calvin-Benson. Rubisco (enzima) CO2 Ribulose Bifosfato ADP ATP PGAL ADP ATP 2 Aldeído fosfoglicérico (PGAl) NADPH2 NADP 2 PGAL GlicoseNúmeros de átomos de carbono Composto instável 2 Ácido fosfoglicérico (PGA) C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 42 43BIOLOGIANeste ciclo ocorre: • Fixação do dióxido de carbono pela pentose Ribulose bifosfato catalisada pela enzima Rubisco (Ribulose bifosfato carboxilase). • Redução do ácido fosfoglicérico (PGA) pelo NADPH2 até a produção de aldeído fosfoglicérico (PGAL) com consumo de ATP. • Produção de glicose a partir do PGAL e regeneração do composto de partida, a ribulose bifosfato, consumindo ATP. As plantas que produzem o primeiro composto estável, o ácido fosfoglicérico, com 3 carbonos são chamadas plantas C3, geralmente plantas de climas temperados. Fotorrespiração A enzima rubisco combina tanto com o CO2 quanto o O2. Quando combina com o oxigênio ocorre a fotorrespiração; não há produção de glicose e de ATP. Os produtos da fotorrespiração são metabolizados pelos peroxissomos (glioxissomos). A fotorrespiração diminui a produção de glicose no ciclo de Calvin, tornando essas plantas menos produtivas. Plantas C4 – plantas que vivem em ambientes quentes e ensolarados (plantas tropicais). Exemplos: milho, cana-de-açúcar, capim). São plantas mais produtivas porque o CO2 não é fixado pela enzima Rubisco. A enzima chama-se PEP (fosfoenol piruvato carboxilase), segundo o esquema. Nas células da bainha do feixe, a taxa de O2 é baixa e ocorre fixação do CO2 pela rubisco, levando a produção de glicose sem ocorrência da fotorrespiração. Essas plantas, em consequência, são mais produtivas do que as C3. 3. Equações da fotossíntese Como vimos, a fotossíntese pode ser subdividida em duas etapas: luminosa ou fotoquímica e escura ou química ou enzimática. Cada uma dessas etapas pode ser representada por equações. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 43 44 BIOLOGIA Equações da fase luminosa Fotólise da água luz 4H2O + 2NADP ⎯⎯⎯⎯→ 2NADPH2 + 2H2O + O2 clorofilas Fotofosforilação luz ADP+ P ⎯⎯⎯⎯→ ATP clorofilas Equações da fase escura Redução de CO2 luz CO2 + 2NADPH2 ⎯⎯⎯⎯→ (CH2O)n + H2O + 2NADP clorofilas Hidrólise do ATP luz ATP ⎯⎯⎯⎯→ ADP + P clorofilas Somando as reações acima e fazendo as devidas simplificações, chegaremos a uma equação simplificada da fotossíntese: luz 2H2O+ CO2 ⎯⎯⎯⎯→ (CH2O)n + H2O + O2 clorofilas A multiplicação dessa reação simplificada por 6 (seis) resulta na equação global da fotossíntese: luz 12H2O+ 6CO2 ⎯⎯⎯⎯→ C6H12O6 + 6H2O + 6O2 clorofilas Todos os seres vivos capazes de sintetizar o seu próprio alimento são chamados autótrofos. Produção de amido durante a fotossíntese Coloca-se uma folha de uma planta, sem destacá-la do caule, entre duas folhas de papel alumínio, pren- dendo-as com um grampo. Abre-se uma janela no meio do papel colocado sobre a face superior da folha (ver desenho acima). Após um dia de sol intenso, faz-se a pesquisa do amido. A folha é retirada à tardinha e logo a seguir colocada em um álcool quente para a retirada da clorofila. Logo após, a folha é mergulhada em solução de lugol (iodeto de potássio). As partes expostas à luz coram-se em azul-arroxeado, mostrando a presença de amido. Exercícios Resolvidos – Módulo 8 � Durante as etapas de excitação da clorofila na fotossíntese, esse pigmento pode seguir diferentes alternativas de rotas para liberar a sua energia disponível. Assinale a alternativa que apresenta incorretamente uma dessas rotas: a) emissão de energia na forma de fluorescência. b) transferência de energia para outra molécula. c) excitação pela absorção de energia calorífica. d) ocorrência de reações do tipo fotoquímica. e) transporte de elétrons numa cadeia de proteínas. Resolução A energia calorífica não produz excitação de elétrons dos pigmentos clorofilianos. A fluorescência pode ocorrer nos pigmentos fotossintéticos, quando em solução absorvem luz em determinado comprimento de onda e emite luz com comprimento de onda maior. Uma solução de clorofilas em álcool etílico fluoresce emitindo luz vermelha. Resposta: C � A superfamília dos afídeos, que inclui os pulgões, apresenta características no mínimo desconcertantes. Além da suspeição de captar DNA de outros seres, os pulgões são capazes de realizar partenogênese. Agora, essa insólita superfamília figura também na galeria dos seres autotróficos. Em outras palavras, são capazes de realizar a elaboração de nutrientes, de maneira muito similar à das plantas. (Disponível em: <http://hypescience.com/e-descoberta-superfamilia-de-insetos- que-realiza-fotossintese/>. Acesso em: 3 out. 2012. Adaptado.) Sabendo-se que os pulgões são seres autotróficos, isso significa que, diferentes de seres hetotróficos, são capazes de realizar um processo bioquímico a mais. Tal processo bioquímico nas plantas, ocorre numa determinada subestrutura de uma organela. Esse processo bioquímico e a sublocalização na organela são respectivamente, a a) respiração e as cristas dos cloroplastos. b) respiração e o estroma dos cloroplastos. c) fotossíntese e o estroma das mitocôndrias. d) fotossíntese, tilacoides e estroma dos cloroplastos. e) fotossíntese e a membrana externa das mitocôndrias. Resolução O processo bioquímico é a fotossíntese que ocorre nos cloroplastos em duas fases, uma luminosa nos tilacoides e outra escura, no estroma. Resposta: D C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 44 45BIOLOGIA Exercícios Propostos – Módulo 8 � MODELO ENEM – (FUVEST) – As crescentes emissões de dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), entre outros, têm causado sérios problemas ambientais, como, por exemplo, a intensificação do efeito estufa. Estima-se que, dos 6,7 bilhões de toneladas de carbono emitidas anualmente pelas atividades humana, cerca de 3,3 bilhões acumulam-se na atmosfera, sendo os oceanos responsáveis pela absorção de 1,5 bilhão de toneladas, enquanto quase 2 bilhões de toneladas são sequestradas pelas formações vegetais. Assim, entre as ações que contribuem para a redução do CO2 de atmosfera, estão a preservação de matas nativas, a implantação de reflorestamentos e de sistemas agroflorestais e a recuperação de área de matas degradadas. O papel da vegetação, no sequestro de carbono da atmosfera, é a) diminuir a respiração celular dos vegetais devido à grande disponibilidade de O2 nas florestas tropicais. b) fixar o CO2 da atmosfera por meio de bactérias decompositoras do solo e absorver o carbono livre por meio das raízes das plantas. c) converter o CO2 da atmosfera em matéria orgânica, utilizando a energia da luz solar. d) reter o CO2 da atmosfera na forma de compostos inorgânicos, a partir de reações de oxidação em condições anaeróbicas. e) transferir o CO2 atmosférico para as moléculas de ATP, fonte de energia para o metabolismo vegetal. Resposta: C � Durante a fase luminosa da fotossíntese ocorrem dois fenômenos importantes: a fotólise da água (I) e a fotofosforilação (II). Na fase escura acontece a redução do CO2 (III) e a hidrólise do ATP (IV). Considerando-se esses conceitos escreva equações químicas que podem representar os fenômenos mencionados em I, II, III e IV, indicando o local onde ocorrem, no cloroplasto. RESOLUÇÃO: luz I. 2H2O + 2NADP ⎯⎯⎯→ 2NAPH2+O2 – ocorre nas membranas do tilacoide. clorofila luz II. ADP + P ⎯⎯⎯→ ATP – ocorre no tilacoide. clorofila III. CO2 + 2NADPH2 ⎯⎯⎯→ (CH2O)n + H2O + 2NADP – ocorre na matriz ou estroma. enzimas IV. ATP ⎯⎯⎯→ ADP + P + Energia – ocorre na matriz ou estroma. � (FEI) – O esquema abaixo representa diversas atividades metabólicas que ocorrem em uma organela celular presente em organismos multicelulares autotróficos. Podemos afirmar: a) Nos grana, regiões ricas em clorofila, ocorrem as reações enzimáticas no escuro. b) As moléculas de ATP são formadas de qualquer forma independentemente da ação da luz. c) As moléculas que funcionam como aceptoras finais de hidrogênio são representadas pelo dióxido de carbono. d) As lamelas são os locais em que ocorre a construção de moléculas orgânicas. e) A produção do gás oxigênio é um indício de que esta organela realiza atividades anabólicas. Resposta: C � (UNVG) – A figurarepresenta o metabolismo fotossintético dos vegetais. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 45 46 BIOLOGIA É possível esquematizar o processo fotossintético em duas etapas, sendo que, na etapa a) fotoquímica, ocorre intenso consumo de ATP e NADPH. b) fotoquímica, as reações ocorrem em função da energia originada na respiração aeróbica. c) fotoquímica, a captação de energia pela clorofila resulta na liberação do gás oxigênio a partir da molécula de água. d) química, o dióxido de carbono é degradado em gás oxigênio, liberando o carbono e a energia para a molécula de glicose. e) química, moléculas de dióxido de carbono, NADPH e ATP reagem para formar moléculas de glicose e gás oxigênio. Resposta: C � MODELO ENEM – (FUVEST) – A energia entra na biosfera majoritariamente pela fotossíntese. Por esse processo, a) é produzido açúcar, que pode ser transformado em várias substâncias orgânicas, armazenado como amido ou, ainda, utilizado na transferência de energia. b) é produzido açúcar, que pode ser transformado em várias substâncias orgânicas, unido a aminoácidos e armazenado como proteínas ou, ainda, utilizado na geração de energia. c) é produzido açúcar, que pode ser transformado em substâncias catalisadoras de processos, armazenado como glicogênio ou, ainda, utilizado na geração de energia. d) é produzida energia, que pode ser transformada em várias substâncias orgânicas, armazenada como açúcar ou, ainda, transferida a diferentes níveis tróficos. e) é produzida energia, que pode ser transformada em substâncias catalisadoras de processos, armazenada em diferentes níveis tróficos ou, ainda, transferida a outros organismos. Resposta: A � (VUNESP) – Pelo que se conhece na bioquímica da fotossíntese, espera-se que, se uma clorofícea unicelular for mantida no escuro, porém receber continuamente suprimento de CO2, ATP e NADPH2, a etapa química do processo a) se realize normalmente, formando-se glicose e mais moléculas de ATP. b) se realize normalmente, formando-se glicose e mais moléculas de NADPH2. c) se realize normalmente, formando-se glicose. d) seja alterada, não havendo produção de glicose, e sim apenas liberação de oxigênio. e) não ocorra, uma vez que a alga não dispõe de energia luminosa. Resposta: C Exercícios Resolvidos – Módulo 9 � (UNB) – A figura abaixo mostra uma montagem feita com folhas da planta aquática Elodea. O conjunto foi iluminado durante várias horas, observando-se a produção de gás. A respeito desse experimento, julgue os itens seguintes. (1) Se exposto ao sol, o gás produzido reage com H2. (2) Durante o experimento, não houve respiração nas folhas. (3) Se aplicado a essas folhas, um teste para a detecção de amido apresentará resultado positivo. (4) No início do experimento, havia CO2 dissolvido na água. Resolução Itens certos: (3) e (4) Itens errados: (1) e (2) (1) O gás O2, produzido na fotossíntese, não reage com H2 atmosférico sem que haja uma energia de ativação como por exemplo descargas elétricas. (2) A planta realiza respiração continuamente, do contrário morreria. � (FMTM) – O esquema abaixo representa as transformações energéticas que ocorrem no cloroplasto. a) A energia luminosa converte-se em química, no estroma, durante o fenômeno da fosforilação. b) A fase da liberação de O2 é controlada por enzimas das membranas do tilacoide. c) O aceptor final do hidrogênio, resultante da lise da água é o CO2, originando o açúcar. d) A fotossíntese é um fenômeno de oxidação celular uma vez que libera O2. e) Na fase escura ocorrem as oxidações que acarretam a produção de glicose. Resolução Os produtos da fase luminosa são ATP e NADPH2. O NADPH2 é o agente redutor do CO2 para a produção de compostos orgânicos ricos em energia (glicose). Para a redução do CO2 consome-se energia fornecida pela hidrólise do ATP. Resposta: C C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 46 47BIOLOGIA Exercícios Propostos – Módulo 9 � (MODELO ENEM) – Observe a ilustração abaixo, que representa um experimento feito com uma planta aquática muito em comum em água doce, a elódea (Elodea canadensis): Considerando-se que a lâmpada fluorescente foi mantida acesa durante algumas horas, podemos certamente afirmar que, neste experimento: a) O gás que aparece no tubo de ensaio é o gás carbônico, oriundo da fase clara da fotossíntese. b) A lâmpada fluorescente reflete os comprimentos de onda presentes na elódea em 300 nm. c) O gás que aparece no tubo de ensaio é o oxigênio, oriundo da fase clara da fotossíntese. d) A água colocada no experimento deve ser destilada para que haja liberação de gás oxigênio. e) A elódea deve ter sido mantida em funil de vidro verde para melhor taxa de fotossíntese. Resposta: C � (MODELO ENEM) – Medidas do volume de gás carbônico que uma planta absorve do ambiente, em determinado intervalo de tempo, não correspondem à taxa de fotossíntese real, porque a) além do CO2 absorvido a planta consome também o liberado na respiração celular. b) além de CO2, a planta utiliza vapor d’água na fotossíntese. c) nem todo o CO2 absorvido é consumido na fotossíntese. d) o cálculo dessa taxa baseia-se exclusivamente no volume de oxigênio produzido pela planta. e) o cálculo dessa taxa inclui, necessariamente, o volume de oxigênio eliminado pela planta. Resposta: A � Analise as proposições a seguir, após a análise do esquema abaixo. I – Trata-se de um processo onde ocorre síntese de substâncias orgânicas. II – Este processo não depende diretamente da luz para ocorrer. III – Tanto o ATP quanto o NADPH2 sofrem redução neste processo. IV – O CO2, que entra no processo, é oriundo da respiração do vegetal, e do meio ambiente. V – A glicose é utilizada como fonte de energia pelos seres vivos. A proposição que expressa um conceito incorreto é: a) I b) II c) III d) IV e) V Resposta: C � As plantas podem fixar o carbono na fotossíntese de duas maneiras, utilizando a estratégia C3 ou a estratégia C4. As plantas C4 são mais eficientes que as C3 no processo de fixação de CO2 e atingem a mesma taxa fotossintética com menor abertura estomática. Assim, espera-se que plantas C4 sejam encontradas, principalmente, em ambientes com a) alta intensidade luminosa e baixas temperaturas. b) baixa intensidade luminosa e alta umidade. c) altas temperaturas e baixa umidade. d) baixa intensidade luminosa e baixas temperaturas. e) altas temperaturas e alta intensidade luminosa. Resposta: E CO2 ATP ADP + P NADPH2 NADP Glicose Água Ciclo das pentoses (calvin) Lâmpada Tubo de ensaio Gás Água Funil de vidro Elódea C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 47 48 BIOLOGIA � (UFFS) – A respeito do processo de fotossíntese, é incorreto afirmar: a) ( ) na fase fotoquímica, ocorre a síntese de glicídios, em geral, da glicose. b) ( ) a fase fotoquímica da fotossíntese ocorre nos grana dos cloroplastos e a fase química, no estroma do cloroplasto. c) ( ) a velocidade de fotossíntese é dependente da luz e da temperatura, sendo que as taxas fotossintéticas mais altas são observadas nos trópicos. d) ( ) na quimiosmose, ocorre a geração de um gradiente de concentração de prótons H+ através da membrana tilacoide e o aproveitamento do potencial de energia gerado por este gradiente para a formação de ATP. e) ( ) a única forma de os íons H+ voltarem do tilacoide para o estroma é através da ATP-sintase. Resposta: A � (UNIFOR) – O esquema abaixo resume o processo da fotossíntese. Os números 1, 2, 3 e 4 representam, respectivamente, as seguintes substâncias: a) água, oxigênio, gás carbônico e água. b) água, gás carbônico, oxigênio e água. c) gás carbônico, oxigênio, água e oxigênio. d) gás carbônico, água, água e oxigênio. e) oxigênio, gás carbônico, água e água. Resposta: A � MODELO ENEM – (PUC-SP) – Suponha que se queira manter animais aquáticos herbívoros em um aquário. Para garantir a sobrevivência desses animais durante certo tempo, seria aconselhável adicionar ao ambientea) plantas aquáticas e algas que, além de servirem de alimento para os animais, forneceriam oxigênio ao meio, caso esse fosse iluminado. b) plantas aquáticas e algas que, além de servirem alimento para os animais, forneceriam oxigênio ao meio, mesmo que esse não fosse iluminado. c) fungos e bactérias que, além de servirem de alimento para os animais, forneceriam gás carbônico ao meio, caso esse fosse iluminado. d) fungos e bactérias que, além de servirem de alimento para os animais, forneceriam oxigênio ao meio, caso esse fosse iluminado. e) plantas, fungos e bactérias uma vez que todos realizam a fotossíntese. Resposta: A C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 48 49BIOLOGIA 1. Fotossíntese em bactérias As bactérias, como já sabemos, são seres proca - rion tes. Suas células não pos suem cloroplastos, mas podem possuir clorofilas chamadas bacterioclo rofilas. Essas bactérias realizam fotossíntese, mas nunca utili - zam a água como fonte de hidrogênio e nunca liberam oxigênio para a atmosfera. O composto inorgânico doa - dor de hidrogênio pode ser o sulfeto de hidrogênio (H2S), como ocorre com as sulfobactérias que vivem em águas sulfurosas, ricas nesse com posto. Essas bactérias retiram o hidrogênio do H2S e liberam enxofre (S). O hidro gênio é usado na redução do CO2 até a formação do carboidrato (CH2O). A reação pode ser expressa por: Existem ainda bactérias que são capazes de sinte ti - zar os compostos orgânicos pelo fenômeno deno minado quimiossíntese. 2. Quimiossíntese É a síntese de substâncias orgânicas a partir de inor - gâ nicas, utilizando a energia liberada durante uma reação química exotérmica. A quimiossíntese pode ser dividida em duas fases: 1.a) Por meio de uma reação química exotérmica, li - be ra-se energia. Nesta fase um composto químico inor - gânico é oxidado. Composto inorgânico + O2 → Composto inorgânico + energia reduzido oxidado 2.a) Utilizando-se a energia liberada nessa reação, mais CO2, mais H2O, forma-se o composto orgânico. energia CO2 + H2O ⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ Composto orgânico 3. Bactérias sulfurosas Essas bactérias oxidam o sulfidreto (H2S) em duas eta pas: 1.a) O H2S é oxidado a enxofre elementar e água, li - be rando energia: 2H2S + O2 → 2H2O + 2S + energia 2.a) O enxofre é oxidado em presença de água, for - mando ácido sulfúrico e liberando energia: 2S + 2H2O + 3O2 → 2H2SO4 + energia 4. Nitrobactérias Neste caso temos: Resumo de quimiossíntese: • Nitrosomonas e Ni tro so coccus – bacté rias que oxidam a amônia a nitrito: 2NH3 + 3O2 → 2NO2 – + 2H+ + 2 H2O + Energia • Nitrobacter – são bac té rias que oxidam o nitrito a nitrato: 2NO2 – + O2 → 2NO3 – Essas bactérias vi vem no solo e o NO3 – formado é ab - sorvido pelas raí zes das plan tas. Esse NO3 – é re duzido no interior da planta e trans for mado em ma térias orgâ nicas nitrogenadas. Fig. 1 – Ciclo do nitrogênio. luz 2H2S + CO2 ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ (CH2O)n + H2O + 2S bacterioclorofila Ciclo do Nitrogênio As nitrobactérias participam do ciclo do nitrogênio na natureza. As proteínas animais e vegetais são decompostas, após a morte, até a formação de amônia (NH3). Esse composto será oxidado pelas bactérias nitrificantes, formando nitritos (NO2 –) e nitratos (NO3 –). Os nitratos, absorvidos pelas raízes dos vegetais, são convertidos em aminoácidos. Esses polimerizados transformam-se em proteínas. 10 Palavras-chave:Fotossíntese e a quimiossíntese em bactérias • Bacterioclorofilas • Quimiossíntese • Bactérias sulforosas • Nitrobactérias C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 49 50 BIOLOGIA Exercícios Resolvidos � Analise as equações a seguir: • composto + oxigênio ⇒ composto + energia inorgânico inorgânico reduzido oxidado • água + dióxido de carbono + Energia ⇒ composto orgânico Responda: a) Cite o nome do fenômeno esquematizado nas duas equa ções. b) Em que grupo de seres vivos esse fenômeno ocorre? RESOLUÇÃO: a) Quimiossíntese b) Bactérias � (MODELO ENEM) – Dentre os eventos que ocorrem du - rante a fotossíntese, pode-se citar: I. Liberação de oxigênio; II. Utilização da água como fonte de hidrogênio; III. Conversão de energia luminosa em energia química; IV. Utilização de dióxido de carbono para produção de com - postos orgânicos. Ocorrem em todos os organismos fotossintetizantes: a) I e III, apenas. b) I e IV, apenas. c) III e IV, apenas. d) II, III e IV, apenas. e) I, II, III e IV. Resposta: C � Analise a reação a seguir: pigmento / luz 2H2S + CO2 ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ CH2O + H2O + 2S A equação acima representa processo realizado por alguns tipos de a) plantas. b) bactérias. c) musgos. d) fungos. e) algas. Resposta: B � (UNIFESP) – Considere as duas afirmações que se se guem: I. A energia luminosa é transformada em energia química. II. A energia química acumulada é transformada em outra forma de energia química, que permite sua utilização imediata. É correto afirmar que a) I corresponde à fotossíntese e II, à quimiossíntese. Ambos os processos ocorrem numa mesma célula, em momentos diferentes. b) I corresponde à fotossíntese e II, à respiração. Esses pro - cessos não ocorrem numa mesma célula. c) I corresponde à fotossíntese e II, à respiração. Ambos os processos ocorrem numa mesma célula, em momentos si - multâneos. d) I corresponde à quimiossíntese e II, à respiração. Esses pro - cessos não ocorrem numa mesma célula. e) I corresponde à fotossíntese e II, à fermentação. Ambos os processos ocorrem numa mesma célula, em momentos dife rentes. Resposta: C Exercícios Propostos � (MODELO ENEM) – As bactérias autó- trofas realizam fotos sín tese ou quimiossíntese. As fotossintéticas utilizam um composto do tipo H2X, em que X pode ser um elemento químico, exceto o oxigênio. Esse composto será quebra - do e o seu hidrogênio utilizado na redução do dióxido de carbono, para a produção de açúcar. Assim sendo, pode-se dizer que a fotossíntese ou fotorredução realizada pelas bactérias difere da fotossíntese realizada pelos vegetais porque aqueles micro-organismos a) não usam H2O e sim H2S, não havendo liberação de oxi gênio livre. b) podem usar H2O e H2S, não havendo liberação de oxi gê nio livre. c) não usam H2O e sim H2S, havendo liberação de oxigênio livre e hidrogênio. d) usam O2 e não CO2 como fonte de oxigênio e H2O como fonte de hidrogênio. e) usam apenas H2O e energia luminosa, libe - rando oxigênio livre. Resolução Na fotossíntese das sulfobactérias quebra-se o H2S. O H2 que é usa do na redução do CO2 e o S será liberado, segundo a equação: 2H2S + CO2 ⎯⎯⎯⎯→ (CH2O) + H2O + 2S Resposta: A � (MODELO ENEM) – O planeta vermelho acaba de ganhar um toque verde. Um estudo conduzido por cientistas do Centro de Pes - quisas Ames, da NASA, encontrou pequenas manchas na superfície de Marte que poderiam ser traços de clorofila. Caso seja confirmada, a descoberta pode trazer novo alento para a existência de vida no planeta vizinho. (Folha de S. Paulo, 6/4/2002.) A relação entre a presença de clorofila e a exis - tência de vida no planeta ocorre porque a) a clorofila usa energia solar que é utilizada para fabricar alimentos para os organismos. b) a clorofila usa energia solar para degradar os alimentos para os organismos. c) a clorofila usa energia química dos ali men - tos para fabricar ATP. d) a clorofila usa energia do ATP para a manu - tenção da vida dos organismos. e) a clorofila foi provavelmente a primeira mo - lécula a surgir no planeta Terra. Resolução A clorofila é um pigmento verde relacionado com a absorção de luz solar. A energia lumi nosa é utilizada pelas plantas na síntese de com postos orgânicos energéticos que serão utili zados por todos os organismos para a ma nutenção da vida. Resposta: A C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 50 51BIOLOGIA 1. Fatores que influenciam na fotossíntese: princípio do fator limitante A fotossíntese é influenciada por fatores internos (grau de abertura dos estô matos, quantidade de clorofila etc.) e porfatores externos (luz, concentração de CO2, temperatura). A eficiência desse processo vai depender de todos esses fato res, que agem separadamente um do outro. Para analisar um dos fatores que age no processo, por exem plo a inten sidade luminosa, variamos esse fator e mantemos os demais constantes; mas não pode mos nos esquecer que também eles estão atuando. Baseado nisso, Blackmann, em 1905, emitiu o princípio do fator limitante, segundo o qual: “Quando um processo é influenciado por diversos fatores que agem isola damente, a velocidade do pro ces so fica limitada pelo fator que está em menor inten si dade.” Tal princípio está ilustrado no gráfico abaixo, que mos tra o efeito da con cen tração de CO2 na fotossíntese de uma planta em três diferentes intensidades lumi no sas. Pode-se observar que em A (con cen tra ção zero de CO2) não há fotossíntese. À medida que se au menta a concentração de CO2, a velocidade de fotossíntese também aumenta até 5cc de CO2 por hora. Nesta porção AB da curva, a con cen tração de CO2 é fator limitante. Entretanto, na porção BC, a luz passa a ser o fator limi tante. Agora, para um aumento na velocida de do pro ces so, em resposta ao au mento da concen tração de CO2 (BD), deve-se aumen tar a in ten sidade lu mi no sa, a qual pas sa a ser limitante na por ção DE, e as sim suces siva mente. Fig. 1 – Gráfico ilustrando o comportamento da fotossíntese segundo luz e CO2. 2. Dióxido de carbono (CO2) O aumento na taxa de CO2 aumenta a taxa fotossin tética. As plantas terrestres dispõem de pouco CO2 no ar atmosférico (0,04%). Já as algas marinhas dispõem de muito CO2 dissolvido na água, e o CO2 parece não ser fator limitante. A água do mar contém cerca de 100 vezes mais CO2, sob forma de HCO – 3 / CO3 –2, do que o existente na atmosfera. O gráfico a seguir mostra a influência da con cen tração de CO2 na velo cidade de fotossíntese de uma planta terrestre. Atualmente, a utili za ção de combustíveis fósseis (pe tró leo e car vão) e as quei madas de matas tendem a provocar um aumento na taxa de CO2 na atmosfera. Este fato pode levar ao chamado “efeito es tu fa”, provocando um aumento na tem peratura média anual no planeta. Se isso ocorrer, poderá haver degelo das calotas polares e um aumento no volume das águas oceânicas. As terras lito râneas seriam cobertas pela água, com con se quências graves para a vida do homem na Terra. 11 Palavras-chave:A influência da temperatura e dióxido de carbono • Fator limitante • Luz • CO2 • Temperatura C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 51 52 BIOLOGIA Fig. 2 – Gráfico da influência do CO2. 3. Temperatura Nas reações fotoquímicas, a temperatura não tem praticamente nenhum efeito. Mas, como já vimos, a fotossíntese tem uma etapa química que é catalisada por enzimas. Nesse caso, a temperatura tem grande influência. De um modo geral, de 0°C até cerca de 40°C, as reações enzimáticas dobram de velocidade a cada aumento de 10°C na temperatura. Observe o gráfico a seguir. Ele mostra que, com bai - xa intensidade lu mi nosa, a temperatura pratica men te não influi no processo, pois a luz é fator limitante. Já com alta intensidade lu mi no sa, o aumento da tem pe ratura intensi fica o pro cesso de fotossíntese, como em qualquer reação enzimática. Em plantas aquáti cas e subtropicais, a fo tos síntese cessa à tem peratura de alguns graus acima de zero. Já nas zonas temperadas, só paralisa quando a tem peratura cai a 0°C, ou a temperaturas abaixo de zero. De um modo geral, a tem peratura ótima está entre 30 e 38°C. Em temperaturas elevadas (57°C), a fotos síntese cessa (destruição das enzimas). Essa “destruição” é chamada desnaturação. Fig. 3 – Gráfico da influência da luz e temperatura na fotossíntese. Exercícios Resolvidos � MODELO ENEM (FGV) – Um agricultor, interes sado em au men - tar sua pro du ção de hortaliças, adotou o sistema de cultivo em estufa. Desse modo, poderia controlar fatores tais como con centração de CO2, luminosidade e temperatura, os quais inter ferem na ta xa de fotossíntese e, consequentemente, na produção vegetal. Sobre a ação desses fatores na taxa fotossin tética, é correto afirmar que a) o aumento na concentração de CO2 e o au mento da tem peratura elevam a taxa fotossin tética até um limite máximo, a partir do qual esta se estabiliza, mesmo que a concentração de CO2 e a temperatura continuem em elevação. b) o aumento da intensidade luminosa e o au mento da tem peratura elevam a taxa fotos sin tética até um limite máximo, a partir do qual esta se estabiliza, mesmo que a inten sidade lumi nosa e a tem - peratura continuem em elevação. c) o aumento na concentração de CO2 e o aumento da in tensidade luminosa elevam a taxa fotossintética até um limite máximo, a partir do qual esta se estabiliza, mesmo que a intensi dade luminosa continue em elevação. d) o aumento na concentração de CO2 eleva a taxa fotos sin tética até um limite máximo, a partir do qual esta se estabiliza, mesmo que a concen - tração de CO2 continue em elevação. Porém, quanto maior a intensidade luminosa, maior a taxa fotossintética. e) o aumento da temperatura eleva a taxa fo tossintética até um limite máximo, a partir do qual esta se estabiliza, mesmo que a tem pe ra - tura continue em elevação. Porém, quanto maior a intensidade luminosa, maior a taxa fotossin tética. Resolução O aumento na taxa de CO2 no ar determina um aumento cor res - pondente na velocidade de fotossíntese até o ponto de satu ração. A partir desse ponto, a fotossíntese permanece cons tante, mas em altas concentrações ocorre inibi ção do fenômeno. Resposta: C � (MODELO ENEM) – A fotossíntese é o fenômeno da conversão de energia luminosa em energia química. Ocorre no interior dos cloroplastos e pode ser expressa através da equação: luz 12H2O + 6CO2 ⎯⎯⎯⎯→ C6H12O6 + 6H2O + 6O2clorofila O gráfico a seguir representa a taxa da fotos síntese em relação à temperatura de uma planta tropical, submetida a uma intensidade luminosa constante. Analise o gráfico e responda qual das curvas (A, B, C, D) representa a fixação do CO2 e a liberação de O2, em função da variação da temperatura. a) D b) C c) B d) A e) D e A Resolução A fotossíntese corresponde a uma série de reações dependentes da temperatura. Existe uma região de “temperatura ótima” onde o fenômeno ocorre em maior intensidade. Aquém e além, o fenômeno sofre redução. Resposta: A C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 52 53BIOLOGIA Informações para as questões �, � e �. A taxa de fotossíntese, desenvolvida por uma planta, é alterada por vários fa tores ambien tais. Den tre es tes, salien tam-se: in - ten si da de da luz, tem peratura e concentração de CO2. Co mo os três são co muns nos vá rios am bien tes, para se estudar o efei to da variação de um deles isola damente sobre a taxa de fotossín te se, os ou tros dois devem ser mantidos cons tantes. Considere os gráficos a seguir (TF = taxa de fo tos síntese): Responda: � Qual gráfico representa melhor o resultado da obser vação do que acontece com a taxa de fotos síntese de uma planta conforme aumenta a temperatura? (A intensida de da luz e a concentração de CO2 são man tidas constantes.) Resposta: Gráfico B � Qual gráfico representa melhor o resultado da obser vação do que acontece com a taxa de fotossíntese de uma planta conforme aumenta a intensidade da luz? (A concentração de CO2 e a temperatura são mantidas constantes.) Resposta: Gráfico C � Qual gráfico representa melhor o resultado da obser vação do que acontece com a taxa de fo tossíntese de uma planta conforme aumenta a concentração de CO2? (A temperatura e a inten sidade da luz são man tidas constantes.) Resposta: Gráfico C � (MODELO ENEM) – Mediu-se a taxa de fotossíntese em plantas submetidas a diferentes condições de temperatura e de luz. Foram utilizadas duas intensidades luminosas: uma baixa, próxi ma ao ponto de compensação fó ti co (re presen ta da nos gráfi cos por linha inter rom pida),e outra alta, bem acima do ponto de com pensação fótico (representada nos gráficos por uma linha con tínua). Qual dos gráficos representa me lhor os resul ta dos obtidos? Resposta: E Exercícios Propostos C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 53 54 BIOLOGIA � (UERJ) – Observe o gráfico a seguir que avalia a velocidade da fotosíntese em função da temperatura. Verifique que com muita luz a fotossíntese é acelerada pela temperatura até certo ponto, depois do qual cai até chegar a zero. Com pouca luz, a velocidade não se altera até o mesmo ponto, quando também tende a zero. Com base no exposto, pode-se concluir que a queda da velocidade da fotossíntese em função da temperatura ocorre porque a) houve desintegração das moléculas de água participantes o processo. b) ocorreu a desnaturação das enzimas participantes do processo. c) houve a volatilização do CO2 expelido pelo sistema. d) ocorreu a aceleração de consumo do O2 produzido pelo sistema. e) houve o desvio das ondas luminosas mais importantes para o processo. Resposta: B � O gráfico abaixo representa o consumo de oxigênio de um peixinho-japonês em diferentes temperaturas e tensões de oxigênio. O gráfico nos diz que o consumo de oxigênio a) aumenta enquanto houver qualquer aumento da tensão de oxigênio e da temperatura. b) depende do aumento da tensão de oxigênio e não depende do aumento da temperatura. c) depende do aumento da temperatura e não depende do aumento da tensão de oxigênio. d) depende do aumento da tensão de oxigênio e da temperatura, mas a tensão de oxigênio é o fator limitante. e) depende do aumento da tensão de oxigênio e da temperatura, mas a temperatura é o fator limitante. Resposta: E C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 54 55BIOLOGIA 12 Palavras-chave:A influência da luz na fotossíntese • Espectro luminoso • Ponto de compensação • Umbrófitas – Heliófitas A luz é uma pequena parte da energia radiante que chega à Terra. É a parte visível do espectro eletro mag nético, que vai desde as ondas de rádio até os raios X e os raios gama. A faixa de luz visível (espectro luminoso) é de interesse especial para a fotossíntese e compreende luz de diferentes cores: violeta, azul, verde, ama rela, alaranjada e vermelha. Fig. 1 – Taxa de absorção do comprimento de luz. Verificando o espectro de absorção da clorofila em álcool metílico, obser vou-se que o máximo de absorção ocorre nas ra dia ções azul e vermelha e que a mínima absorção ocorre nas radiações ver de e amarela. 1. Ponto de compensação luminoso (fótico) Ponto de compensação é uma intensidade luminosa em que a razão de fotossíntese é igual à razão de res piração. Na determinação do ponto de compensação lumi noso de uma planta, devemos estabelecer uma compa ração entre a fotossíntese e sua respiração em função da variação de intensidade luminosa. Observe as reações de fotossíntese e de respiração e note que são fenômenos opostos: fotossíntese ⎯⎯⎯⎯⎯→12 H2O + 6CO2 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 ←⎯⎯⎯⎯⎯ respiração Quando uma plan ta rece be luz no seu pon to de com pensação fóti co, toda a glicose produ zi da na fotos sín tese será consumida na respira ção, as sim como todo o O2 pro duzido na fo tos síntese será gasto na res pi ração e todo o CO2 produ zido na res piração será uti li zado na fotos síntese. Conclui-se que os dois fe nô menos se neu tralizam no cha ma do ponto de com pensação luminoso. No entanto, quan do a planta recebe luz acima do ponto de compen sação fó tico, a taxa de fotos síntese é maior que a taxa de res pi ração, sen do a produ ção de glicose e oxi gênio maior do que o seu con sumo e, em conse quên cia, ocor - re o cres ci mento da planta. O ponto de com pen sação varia de espécie para es pé cie, mas, de modo geral, as plan tas são classifi ca das em plan - tas de som bra (um bró fi tas), quan do pos suem ponto de compen sa ção bai xo, e de sol (he liófitas), quan do pos suem ponto de compen sa ção alto. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 55 56 BIOLOGIA Fig. 2 – Gráfico da influência da intensidade da luz. 1. Respiração no escuro. 2: Ponto de compensação luminoso. 3: Ponto de saturação luminosa. 4: Ponto de inibição. Fig. 4 – A fotossíntese e a respiração são processos opos tos. Os produtos da fotossíntese são consu mi dos na respiração e vice-versa. No ponto de compensação luminoso a fotos sín tese e a respiração, que são fenômenos opostos, anulam-se. Fig. 5 – Plantas umbrófitas e heliófitas. Umbrófitas: são plantas que sobrevivem com luz de baixa intensidade, filtrada pelas copas das árvores. Avencas, samambaias, espatifilos, filodendros e muitas outras herbáceas são umbrófitas. Heliófitas: são as plantas que só conse guem sobreviver quando expostas à luz dire ta do sol. Árvores e arbustos são heliófitos. Luz solar Cloroplasto Mitocôndria Açúcares ricos em energia e oxigênio Substância rica em energia (ATP) CO + H O2 2 Calor Fig. 3 – Apenas uma pequena fração da luz solar, entre 3% e 5%, é absorvida e convertida em energia química pelas plantas. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 56 57BIOLOGIA Exercícios Resolvidos � MODELO ENEM (UFU) – A fotossíntese é um importante pro ces so para todos os seres vivos, principalmente para os animais e para os vege tais, pois é assim que eles obtêm seu alimento. Para os animais, pois, indepen - dentemente da posição que ocupem na cadeia trófica, é na base da cadeia (primeiro, nível trófico) que sempre estão os produtores. O fenômeno fotossintético pode ser expresso através da se guinte equação: Luz 2 H2X + CO2 ⎯⎯⎯⎯→ (CH2O) + H2O + 2X Clorofila A alternativa que representa o conceito correto em relação a esse fenômeno é: a) A fotossíntese é o único processo existente na Terra que produz alimento para os seres vivos. b) A glicose fabricada pela fotossíntese pode atravessar a membrana celulósica tripla do cloro plasto e ser utilizada nas mitocôndrias para a produção de celulose e de amido. c) Uma das etapas da fotossíntese é a fotólise da água, ou seja, a molécula da água é “que brada”, e o oxigênio e o hidrogênio liberados vão para a atmosfera. d) As reações de escuro ocorrem dentro do cloroplasto, exclu si vamente no estroma, região rica em pigmentos fotossin téticos, sendo a clorofila o mais comum. e) Na fotossíntese, a glicose (molécula com alto valor ener gético) é produzida dentro dos clo - roplastos, a partir de água e de gás carbônico (moléculas com baixo valor energético). Essa é uma reação ender gô nica, que ocorre com absor ção da energia da luz solar. Resolução A equação global da fotossíntese é: Luz 12 H2O + 6CO2 ⎯⎯⎯→ C6H12O6 + 6H2O + 6O2 Clorofila Ocorre no interior do cloroplasto e envolve duas fases: luminosa (fotoquímica) que ocorre nas tilacoides e a escura (química), na matriz do cloroplastídeo. Na primeira fase a luz é absorvida pelas cloro fi - las e será utilizada na síntese de ATP e na fo tó - lise da água a qual forma NADPH2 e libera O2. Na segunda fase, a escura, o CO2 é reduzido pelo NADPH2 produzindo glicose. O fenômeno absorve energia constituindo uma reação ender gônica (endotérmica). Resposta: E � MODELO ENEM (FUVEST) – As variações na con centração de gás carbônico (CO2) em um am bien te podem ser detectadas por meio de solu ções indicadoras de pH. Uma dessas soluções foi distribuída em três tubos de ensaio que foram, em seguida, herme tica - mente vedados com rolhas de borracha. Cada rolha tinha presa a ela uma folha recém-tirada de uma planta, co mo mostrado no esque ma. Os tubos foram identificados por letras (A, B e C) e colocados a diferentes dis tân cias de uma mes ma fonte de luz. Após al gum tempo, a cor da solução no tubo A continuou rósea como de início. No tubo B, ela ficou ama rela, indican do aumen to da con - centração de CO2 no am biente. Já no tubo C, a solu ção tornou-se arroxeada, indi cando diminuiçãoda con cen tração de CO2 no am biente. Esses re sultados per mitem con - cluir que a posição dos tubos em rela ção à fonte de luz, do mais próximo para o mais distante, foi a) A, B e C. b) A, C e B. c) B, A e C. d) B, C e A. e) C, A e B. Resolução Em relação à posição dos tubos e à fonte luminosa tem-se: Tubo C – Fotossíntese > Respiração A folha absorveu CO2 do meio, re - duzindo a taxa de H2CO3. Tubo A – Fotossíntese = Respiração Não ocorreu alteração na taxa de H2CO3 no meio. Tubo B – Fotossíntese < Respiração A folha eliminou CO2 para o meio, aumentando a taxa de H2CO3. Resposta: E � (MODELO ENEM) – Na produção de ali - mento por fotossín tese as plantas utili zam água, dióxido de carbono e luz. O grá fico a seguir evidencia a atividade fotossintética de plantas culti vadas em diferente concentrações de CO2. Com base no gráfico, é correto afirmar que a) a eficiência fotossintética é a mesma para as plantas, inde pen dentemente das con cen - trações de CO2; nas quais são cultivadas. b) a maior taxa de atividade fotossintética ocor re no período das 8 às 10 horas, apenas para as plantas cultiva das em alta con cen - tração de CO2. c) a atividade fotossintética é constante duran te as 24 horas do dia. d) as maiores taxas de utilização de CO2, no intervalo de tempo A, ocorrem nos horários das 10 às 14 horas, pois os estô matos provavel mente estão abertos. e) as menores taxas de utilização de CO2, no intervalo de tempo A, ocorrem nos horários das 12 às 14 horas. Resolução O gráfico mostra que a taxa de fotos síntese no intervalo A sofre uma redução e no período de 12 a 14 horas tem-se as menores taxas de utilização de CO2. Resposta: E C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 57 58 BIOLOGIA � (VUNESP) – Os vegetais e alguns micro-organismos captam energia proveniente do Sol, convertendo-a numa forma disponível para os demais organismos de um ecossistema. Esse processo é resultado da captação de luz. a) visível e sua transformação em energia mecânica. b) visível e sua transformação em energia química. c) ultravioleta e sua transformação em energia mecânica. d) infravermelha e sua transformação em energia mecânica. e) infravermelha e sua transformação em energia térmica. Resposta: B � (UFPA) – Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachussets desenvolveram uma célula solar, do tamanho de um baralho de cartas, que imita a fotossíntese, o processo de produção de energia a partir de luz, água e sais minerais. Os cientistas acreditam que a folha artificial é uma fonte de energia elétrica promissora e de baixo custo (Planeta, jun/2011). Acerca do processo fotossíntético assinale a alternativa correta. a) O ponto de compensação fótica de uma planta é a intensidade de luz em que o volume de CO2 produzido na respiração é exatamente igual àquele consumido pela fotossíntese. b) A folha artificial terá seu melhor rendimento quando exposta aos comprimentos de onda do infravermelho, assim como as folhas naturais que têm maior taxa fotossintética quando iluminadas por luz vermelha. c) A folha artificial deve conter células eletrônicas especiais responsáveis pela transformação da luz solar em energia elétrica, semelhantes aos estômatos, organela da célula vegetal onde ocorre a fotossíntese. d) A fotossíntese é afetada apenas pela concentração de gás carbônico na atmosfera, a temperatura e a intensidade luminosa. e) Dentre os organismos vivos, as plantas são os únicos capacitados a realizar a fotossíntese. Resposta: A Exercícios Propostos C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 58 59BIOLOGIA � Em vegetais, as taxas de fotossíntese e de respiração podem ser calculadas a partir da quantidade de gás oxigênio produzido ou consumido num determinado intervalo de tempo. O gráfico abaixo mostra as taxas de respiração e de fotos - síntese de uma planta aquática, quando se varia a intensidade luminosa. a) Em que intensidade luminosa o volume de gás oxigênio produzido na fotossíntese é igual ao volume desse gás con - sumido na respiração? b) Em que intervalo de intensidade luminosa a planta está gastando suas reservas? c) Se a planta for mantida em intensidade luminosa “r”, ela pode crescer? Justifique. RESOLUÇÃO: a) Intensidade n, que corresponde ao ponto de compensação luminoso (fótico). b) Intervalo I – n, porque a respiração é maior do que a fotossín tese. c) Sim. A planta cresce porque a produção de alimento por fotossíntese supera o consumo por respiração. � A fotossíntese é o processo nutritivo mais importante para os seres vivos e consiste na conversão da energia luminosa em energia química. Um pesquisador mediu a velocidade desse processo numa planta (ex pres sa em mm3 de O2 li berado / hora / cm 2 de folhas), e os resultados estão repre sen ta dos no gráfico ao lado. Nessa expe riên cia, a concen tração de dióxido de carbono (CO2) e a temperatura fo - ram man tidas cons tan tes. Se o pesquisador, num se gundo experimento, quises se au - men tar a velocidade da fotossíntese, quais con dições ele deveria alterar? RESOLUÇÃO: Um crescimento da taxa de fotossíntese só será obtido se o pes - quisador aumentar a concentração de CO2 ou a temperatura. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 59 60 BIOLOGIA � (UESB) O gráfico em evidência apresenta o efeito da luminosidade sobre as taxas de fotossíntese e respiração em vegetais. Com base no conhecimento acerca da influência da luminosidade sobre esses processos bioquímicos em células vegetais e na análise do gráfico, é correto afirmar: a) O ponto de saturação luminosa equivale ao momento em que a quantidade de O2 produzido na fotossíntese se iguala à quantidade de CO2 produzido na respiração. b) O ponto de saturação luminosa equivale ao momento em que a quantidade de CO2 é consumido na respiração. c) O ponto de compensação luminosa é variável nas distintas espécies de vegetais e representa o momento em que as taxas de fotossíntese e respiração se igualam. d) Espécies vegetais que apresentam valores altos de ponto de compensação luminosa, normalmente, vivem em locais de baixa incidência de luminosidade. e) Espécies vegetais que apresentam baixos índices de compensação luminosa necessitam estar expostas a intensidades altas de luminosidade que Ihes permitam realizar a fotossíntese. Resposta: C � O gráfico a seguir representa a velocidade de fotossíntese de duas plantas, que vivem em ambientes diferentes, em função da variação da intensidade luminosa. Em relação ao ponto de compensação luminoso como são classificadas as plantas I e II? RESOLUÇÃO: Planta I – Umbrófila porque possui baixo ponto de compensação luminoso. Planta II – Heliófila uma vez que apresenta alto ponto de compensação luminoso. Liberação de O2 Absorção de O2 Intensidade de luz I II Intensidade luminosa Q ua nt id ad e de O 2 pr od uz id a na fo to ss ín te se Q uantidade de C O 2 produzida na respiração 6 4 2 6 4 2 0 2 4 6 Ponto de saturação luminosa Taxa de respiração Taxa de fotossíntese Ponto de compensação luminosa (fótico) C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 60 61BIOLOGIA A respiração celular é o processo que libera energia (ATP) para as atividades celulares, a partir da matéria orgânica, preferencialmente a glicose. O fenômeno é dividido em dois tipos: • Respiração aeróbia que ocorre em presença de oxigênio (O2). • Respiração anaeróbia ou fermentação, em ausência de oxigênio (O2). 1. Respiração aeróbia • Equação: C6H12O6 + 6O2 → 6H2O + 6CO2 + Energia • A respiração é dividida em 3 fases: 1 – Glicólise – quebra inicial da glicose que ocorre no citosol (citoplasma ou hialoplasma). 2 – Ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico – ocorre na matriz ou estroma da mitocôndria. 3 – Cadeia transportadora de elétrons ou cadeia respiratória – acontece na membrana interna da mitocôndria, principalmente ao nível da cristamitocondrial. O esquema a seguir representa as fases da respiração aeróbia na célula eucariótica. Fig. 1 – Percurso da glicose e locais das fases da respiração aeróbica. Nas células procarióticas de bactérias onde não existem mitocôndrias, a respiração aeróbia acontece nos seguintes compartimentos celulares: citosol – glicólise e ciclo de Krebs. Membrana plasmática – cadeia transportadora de elétrons. Núcleo Mitocôndria Glicose Piruvato (Ácido pirúvico) Citosol Glicólise OxigênioATP Água Dióxido de carbono Membrana plasmática 13 e 14 Palavras-chave:A respiração celular – aeróbia – I e II • Glicólise •Ciclo de Krebs • Cadeia respiratória 38 ATP Calor C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 61 62 BIOLOGIA 1. Glicólise A molécula de glicose é rica em energia mas apresenta baixa energia de ativação, para dar início ao processo de quebra e liberação de energia. A ativação é realizada pelo ATP que fornece fosfatos ricos em energia, transformando a glicose em frutose bifosfato. Esta, agora ativada, quebra-se, por ação enzimática, até a formação de duas moléculas de ácido pirúvico (piruvato). Veja o esquema abaixo: Fig. 2 – Glicólise. Durante a glicólise ocorre a produção de 2ATP e desidrogenação dos substratos. Uma substância aceptora de hidrogênio conhecida por NAD (nicotinamida adenina dinucleotideo) aceita o hidrogênio e transforma-se em NADH2. 2. Ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico • O ácido pirúvico sofre descarboxilação (liberação de CO2) e transforma-se no radical do ácido acético conhecido por acetil. • Acetil reage com a coenzima A e transforma-se em acetil coenzima A (Acetil CoA). • A acetil CoA facilita a reação com o ácido oxalacético para a produção do ácido cítrico, dando início ao ciclo de Krebs. • Neste ciclo ocorre descarboxilação e desidrogenação produzindo CO2, NADH2 e FADH2 (Flavina adenina dinucleotídeo) e produção de 2 ATP. O esquema simplificado mostra o ciclo de Krebs. Fig. 3 – Ciclo de Krebs. GLICOSE 2 ATP 2 ADP FRUTOSE BIFOSFATO ENERGIA 2 ÁCIDO PIRÚVICO 2 NADH2 4 ATP 4 ADP C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 62 63BIOLOGIA 3. Cadeia transportadora de elétrons ou cadeia respiratória Durante o processo de desidrogenação dos compostos orgânicos formam-se NADH2 e FADH2. O H2 pode ser representado por 2 prótons (2H+) e dois elétrons (2e–). Os elétrons são altamente energizados e vão passar através das proteínas transportadoras, os citocromos. Os citocromos são proteínas que contêm Ferro (Fe) nas formas Fe++ →← Fe+++, conforme ganham ou perdem elétrons. Nesse caminho percorrido pelos elétrons, ao longo da cadeia de citocromos, libera-se energia. A energia será utilizada na bomba de prótons (H+) para o espaço intermembranas da mitocôndria (crista mitocondrial), gerando um gradiente de concentração. Os prótons (H+) passam pela proteína ATP sintase (proteína motora) liberando energia, o que possibilita a produção de 34 ATPs (teoria da quimiosmose). No fim da cadeia transportadora de elétrons o oxigênio (O2) é o receptor desses elétrons. Agora o O2 recebe dois prótons (2H +) e forma-se a água H2O. Observe o esquema a seguir: Fig. 4 – A cadeia transportadora de elétrons. Os ATPs, produzidos a partir do ADP e fosfato, na respiração, constituem o fenômeno da fosforilação oxidativa. Exercícios Resolvidos – Módulo 13 � (MODELO ENEM) – A respiração celular consiste em utilizar moléculas de glicose e gás oxigênio provenientes da circulação e produzir ATP. Em relação ao fenômeno bioquímico ou parte dele, pode-se afimar corretamente que a) a glicose é quebrada no citosol, resultando em duas moléculas do ácido pirúvico, que serão diretamente utilizadas na cadeia respiratória. b) a glicose é quebrada no citosol, resultando em duas moléculas de ácido pirúvico, que serão transformadas até a formação de moléculas de acetil-CoA. c) o gás oxigênio é utilizado para quebrar a molécula de glicose no interior da mitocôndria; isso permite um saldo energético de 2 ATPs. d) o gás oxigênio é utilizado no ciclo de Krebs, reação aeróbica que ocorre na matriz mitocondrial e promove várias descarboxilações. e) a molécula de ATP é uma substância energética que é produzida apenas em condições anaeróbicas e necessita de fosfatos para a sua formação. Resolução Durante a glicólise a molécula de glicose é quebrada em duas moléculas de ácido pirúvico, o qual sofre descarboxilação e desidrogenação, acarretando a formação do radical acetil, o qual reage com a coenzima A originando a Acetil- CoA. Resposta: B � Ao considerar qualquer via metabólica, é importante distinguir entre a energia da via metabólica como um todo e a energia de cada etapa individual. Por exemplo, algumas das etapas na oxidação da glicose são endergônicas. No entanto, a reação global da respiração celular é intensamente exergônica. Assinale abaixo a opção que apresenta uma reação endergônica da respiração celular. a) NADH2 → NAD + H2 b) ATP → ADP + H3PO4 � ATP → ADP c) GLICOSE ⎯⎯→Glicose-fosfato d) NADPH2 → NADP + H2 e) Ribulose-fosfato → Ribulose + H3PO4. Resolução Reações endergônicas são aquelas que consomem energia. No caso a transformação de glicose em glicose fosfato consome energia (ATP) Resposta: C C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 63 64 BIOLOGIA Exercícios Propostos – Módulo 13 � Um tipo de respiração celular pode ser esquematizado da seguinte maneira. Esse processo e os locais de ocorrência das suas etapas são: a) Respiração anaeróbica, nucléolo e lisossomo. b) Respiração aeróbica, ribossomo e mitocôndria. c) Respiração aeróbica, citosol e mitocôndria. d) Respiração anaeróbica, mitocôndria e citosol. e) Respiração aeróbica, mitocôndria e mitocôndria. Resposta: C � A figura a seguir representa a entrada de glicose numa célula. No final do processo, I, II e III podem ser preenchidos por: a) água, CO2 e ATP. b) O2, ADP e glicose. c) álcool, CO2 e água d) ATP, CO2 e glicose. e) álcool, CO e ATP. Resposta: A � (UFPR) – Considere o esquema abaixo, que se refere a processos metabólicos realizados pelos seres vivos, e assinale a(s) alternativa(s) correta(s). I – No esquema, os números 1 e 2 representam, respectivamente, oxigênio e NH3. II – As células A pertencem a organismos autotróficos que, através da fotossíntese, suprem a biosfera de energia química. III – A glicose é a fonte primária de energia para todos os seres vivos. IV – As células B possuem o equipamento bioquímico necessário para transformar compostos pouco energéticos em substâncias ricas em energia. V – Nas células B ocorre liberação de energia, quebra gradativa de ligações entre carbonos; essa energia é captada, no final da oxidação, pelo sistema ADP → ATP. VI – Na ausência de oxigênio, o rendimento energético nas células B seria de duas moléculas de ATP por molécula de glicose utilizada. São corretas: a) I, II, III e IV. b) II, III, V e VI. c) II, III, V e VI. d) III, IV, V e VI. e) I, III, IV e V. Resposta: C C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 64 65BIOLOGIA � A maioria dos seres vivos atuais obtém a energia necessária para a manutenção dos seus processos vitais, por meio da respiração celular também chamada de respiração aeróbia, por utilizar oxigênio. Sobre esse processo, analise as afirmativas abaixo e, em seguida, marque a alternativa correta. I – A glicólise é uma etapa anaeróbia do processo de degradação da glicose. II – Nas células eucarióticas a glicólise ocorre no citosol, o ciclo de Krebs e a fosforilação oxidativa ocorrem no interior das mitocôndrias. III – É no ciclo de Krebs que ocorre, diretamente, a maior produção de ATP. Está(ão) correta(s): a) as afirmativas I, II e III. b) as afirmativas II e III. c) apenas a afirmativa I. d) apenas a afirmativa III. e) as afirmativas I e II. Resposta: E � (UFPB) – Na figura abaixo, estão representados o interior de uma organela citoplasmática e os processos metabólicos que nela ocorrem:a) A quebra da glicose em ácido pirúvico ocorre ao nível da membrana externa da mitocôndria. b) Durante o ciclo de Krebs ocorre desidrogenação e descarboxilação, fenômenos que não ocorrem no citosol. c) No ciclo de Krebs, que ocorre na matriz mitocondrial, ocorre a maior produção de ATP. d) A cadeia transportadora de eletrons termina com a produção de ATP e a produção de H2O. e) O oxigênio é o receptor final da respiração aeróbia durante a glicólise. Resposta: D Exercícios Resolvidos – Módulo 14 � (UNESP) – Durante a respiração aeróbia os substratos são descarboxilados e desidrogenados, levando à formação de CO2 e NADH2, respectivamente. Nesse fenômeno, pode-se afirmar, corretamente, que a) O CO2 é reduzido pelo NADH2, formando a glicose (C6H12O6). b) O ATP é utilizado na síntese de substâncias orgânicas a partir de CO2 e NADH2. c) O NADH2 libera elétrons que passam pela cadeia transportadora, permitindo a síntese de ATP. d) O NADH2 reage, no fim da cadeia respiratória, com o oxigênio, formando água. e) O ATP produzido será utilizado na transformação de CO2 e água em açúcares. Resolução O CO2 é eliminado durante a respiração e o H2 (2H + 2e-) passa pela cadeia respiratória, liberando energia e permitindo a síntese de ATP. Resposta: C � (FUVEST) – Dois importantes processos metabólicos são: I. ciclo de Krebs, ou ciclo do ácido cítricos, no qual moléculas orgânicas são degrada e seus carbonos, liberados como gás carbônico (CO2); II. ciclo de Calvin-Benson, ou ciclo das pentoses, no qual os carbonos do gás carbônico são incorporados em moléculas orgânicas. Que alternativa indica corretamente os ciclos presentes nos organismos citados? Resolução O ciclo de Krebs ocorre na matriz mitocondrial durante a respiração aeróbia. Todos os seres vivos: humanos, plantas, algas e lêvedo realizam essa respiração. O ciclo de Calvin-Benson ocorre na fase escura da fotossíntese e é realizada por plantas e algas. Resposta: D Humanos Plantas Algas Lêvedo a) I e II I e II I e II apenas I b) I e II apenas II apenas II I e II c) I e II I e II I e II I e II d) apenas I I e II I e II apenas I e) apenas I apenas II apenas II apenas I C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 65 66 BIOLOGIA � MODELO ENEM (UERJ) – Algumas funções metabólicas opostas são realizadas por células eucariotas específicas. Nos compartimentos I, II e III de uma dessas células, ilustrados no esquema abaixo, ocorrem reações que levam tanto à degradação de glicose, gerando CO2, quanto à síntese desse carboidrato, a partir de CO2. Os compartimentos celulares responsáveis pelas reações esquematizadas em I, II e III são, respectivamente: Resposta: C � (VUNESP) – Observe o esquema abaixo. Essa etapa do processo de respiração celular é denominada e ocorre a) glicólise – citosol. b) oxigenação – mitocôndria. c) ciclo de Krebs – matriz mitocondrial. d) cadeia respiratória – crista mitocondrial. e) fermentação – hialoplasma. Resposta: D I II III a) citosol cloroplasto matriz e crista da mitocôndria b) citosol matriz da mitocôndria tilacoides do cloroplasto c) citosol matriz e crista da mitocôndria matriz do cloroplasto d) cloroplasto retículo granuloso cloroplasto e) mitocôndria cloroplasto cloroplasto Exercícios Propostos – Módulo 14 C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 66 67BIOLOGIA � (MODELO ENEM – UFPR) – Dois compostos tóxicos que podem ser letais quando inalados em grande quantidade são cianeto e monóxido de carbono. A intoxicação pelo cianeto e pelo monóxido de carbono ocorrem, respectivamente, devido a) à formação, com a hemoglobina, de um composto mais estável que ela e o oxigênio, e ao bloqueio da enzima citocromo oxidase mitocondrial. b) à inibição da enzima acetilcolinesterase, e à formação, com a hemoglobina, de um composto mais estável que ela e o oxigênio. c) ao bloqueio da enzima citocromo oxidase mitocondrial, e à formação, com a hemoglobina, de um composto mais estável que ela e o oxigênio. d) à formação, com a hemoglobina, de um composto mais estável que ela e o oxigênio, e à inibição da enzima acetilcolinesterase. e) à inibição da enzima acetilcolinesterase, e ao bloqueio da enzima citocromo oxidase mitocondrial. Resposta: C � (UFPE) – A maior parte do ATP é produzida na etapa denominada fosforilação oxidativa, que ocorre nas mitocôndrias. Por que essa fase é assim chamada? a) Os prótons expulsos para o espaço intermembranas oxidam o ADP e, consequentemente, promovem a sua transformação em ATP. b) Ocorre uma etapa intermediária em que é adicionado fósforo a proteínas da cadeia transportadora de elétrons, promovendo a sua oxidação. c) Há a formação de radicais livres na matriz mitocondrial, o que induz a fosforilação do ADP. d) Ocorre a adição de fósforo ao ADP em consequência de reações de oxidorredução. e) O oxigênio oxida a ATPsintase, estresse que induz o aumento da síntese de ATP. Resposta: D � (ENEM) – 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. Resposta: B C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 67 68 BIOLOGIA 15 Palavras-chave:A respiração celular anaeróbia • Levedura • Citosol • Lactobacilos 1. Fermentação alcoólica ou etílica A fermentação é um fenômeno que ocorre exclusivamente no citosol não havendo participação da mitocôndria. É realizada por fungos unicelulares do gênero Saccharomyces. São muitas espécies pertencentes a esse gênero, porém a mais conhecida é o Saccha- romyces cerevisae (levedura, fermento biológico, levedo). Os fungos apresentam células eucarióticas e portanto possuem mitocôndrias, por isso, apresentam a respiração anaeróbia facultativa, isto é, em presença de O2 realizam a respiração aeróbia e na sua ausência a fermentação. Na fermentação alcoólica são produzidos apenas 2 ATP a partir da glicose, enquanto que na respiração aeróbia tem-se 38 ATP; portanto, o fungo em anaerobiose vai consumir mais glicose do que quando em presença de O2. A fermentação etílica é utilizada na produção de pães e bolos, bebidas alcoólicas (cervejas, vinho, etc.) e no álcool combustível (etanol). Equação da fermentação alcoólica: C6H12O6 → 2H3C - CH2OH + 2CO2 + 2ATP (álcool etílico) 2. Fermentação lática Ocorre também exclusivamente no citosol, não havendo participação da mitocôndria. Equação: Esse tipo de fermentação é realizada por bactérias, os lactobacilos que vivem no instestino humano e são benéficas para a saúde, pois melhoram a digestão, aumentam a imunidade, previnem diarreias, auxiliam no tratamento de alergias alimentares, dermatites etc. Em resumo são bactérias do bem. São utilizadas na fabricação de iogurtes, coalhadas, queijos, probióticos etc. A fermentação lática também é realizada pela musculatura estriada esquelética em débito de O2 como na prática de atividades musculares intensas. Quando as condições de O2 retornam ao normal o ácido lático, no fígado, volta a ser ácido pirúvico, com consumo de ATP. C H O 2 H C6 12 6 3 OH C H C OH O + 2 ATP (ácido lático) Exercícios Resolvidos � MODELO ENEM (UFPB) – Em um experimento, células de levedura foram cultivadas em meio de cultura cuja única fonte de carbono fornecida foi a sacarose. Considerando essa condição e o fato de a sacarose não atravessara membrana citoplasmática das células de levedura, é correto afirmar que esses organismos podem-se desenvolver em tal meio porque a) são quimiolitoautotróficos. b) realizam inicialmente a digestão extracelular da sacarose. c) são unicelulares eucariontes. d) realizam a respiração celular aeróbica e acumulam glicogênio como reserva energética. e) possuem parede celular de quitina. Resolução Os fungos realizam a digestão extracorpórea. As enzimas são eliminadas para o meio ambiente onde ocorre a digestão. No caso a sacarose (dissacarídeo) é decomposta em duas moléculas de monossacarídeos (glicose e frutose) que serão absorvidos pela célula. Resposta: B � (UFPB) – O esquema resume os estágios envolvidos no metabolismo respiratório de células de músculos esqueléticos de mamíferos. Os estágios correspondentes à glicólise estão representados somente pelos números. a) 1 e 2. b) 1 e 3. c) 2 e 4. d) 3 e 4. e) 1 e 4. Resposta: A � � C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 68 69BIOLOGIA � Os princípios básicos envolvidos na fabricação de vinho são simples. Depois de esmagadas as uvas devidamente amadurecidas, obtém-se um suco fresco chamado mosto, que é rico em açúcares, constituindo-se em um excedente meio de cultivo para determinados micro-organismos. Sobre esse assunto, julgue as proposições a seguir: I. A fermentação do suco de uva deve ocorrer essencialmente na presença de O2 para inibir o desenvolvimento das leveduras do gênero Saccharomyces. II. O tipo de fermentação, lática ou alcoólica, pode interferir na qualidade final do produto. III. No processo de fabricação do vinho, os fungos fermentam os açúcares para obter energia, liberando gás carbônico e álcool etílico. Marque a alternativa correta: a) Apenas a proposição I é verdadeira. b) Apenas a proposição II é verdadeira. c) Apenas a proposição III é verdadeira. d) Apenas as proposições I e II são verdadeiras. e) Apenas as proposições II e III são verdadeiras. Resposta: C � (UNESP) – Universitários moradores de uma mesma república resolveram, cada um, preparar um bolo. • Juliana preferiu usar fermento químico em pó. Misturou o fermento ao leite fervente, esperou que esfriasse, adicionou os ovos, a manteiga, o açúcar e a farinha, e colocou o bolo para assar em forno a gás previamente aquecido. • Guilherme fez o mesmo, porém ao invés de usar fermento químico, preferiu usar o biológico. • Mariana também usou fermento biológico, que foi misturado à farinha, ao açúcar, à manteiga, aos ovos e ao leite frio, e a massa foi imediatamente colocada em forno a gás previamente aquecido. • Roberto agiu exatamente como Mariana, mas, ao invés de colocar o bolo no forno a gás, de imediato colocou-o em forno de micro-ondas. • Rafael também fez o mesmo que Mariana, mas optou pelo fermento químico. Apenas um bolo cresceu, e foi dividido por todos. Considerando-se as reações químicas e os processos biológicos que fazem o bolo crescer, pode-se afirmar corretamente que o bolo saboreado pelos estudantes foi aquele preparado por a) Juliana. b) Guilherme. c) Mariana. d) Roberto. e) Rafael. Resposta: E � (UNESP) – O esquema representa etapas do metabolismo energético no interior das células. Os retângulos correspondem a compostos específicos representados pelo número de átomos de carbono em suas moléculas. No processo fermentativo para a produção do vinho ocorre(m) apenas o(s) fenômeno(s): a) 1 e 2 b) 1 e 3 c) 1, 3 e 4 d) 2 e) 1 RESOLUÇÃO: Resposta: A Exercícios Propostos C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 69 70 BIOLOGIA � Observe os esquemas a seguir: A alternativa que explica a diferença de rendimento energético entre os fenômenos celulares que ocorreram em 1 e 2 é: a) O processo 1 pode ser uma das etapas da fotossíntese, produzindo álcool etílico, enquanto o processo 2 é a respiração aeróbica e libera muita energia na forma de ATP. b) O processo 1 pode ser uma das etapas da respiração aeróbica, produzindo álcool etílico, enquanto o processo 2 é a fotossíntese e libera muita energia na forma de ATP. c) O processo 1 é aeróbico, e parte da energia fica no álcool etílico, enquanto o processo 2 é anaeróbico, e a energia vem da degradação da glicose em água e gás carbônico. d) O processo 1 é um tipo de fermentação com baixa produção de ATP, ficando a energia no gás carbônico liberado, enquanto o processo 2 é um fermentação completa, liberando a energia na forma de 38 ATP. e) O processo 1 é anaeróbico, e parte da energia fica no álcool etílico, enquanto o processo 2 é aeróbico, e a energia vem da glicose decomposta em água e gás carbônico. RESOLUÇÃO: O processo 1 é a fermentação alcóolica e pode ser representada pela equação: C6H12O6 → 2H3C - CH2OH + 2CO2 + 2ATP O processo 2 é a respiração aeróbia cuja equação é: C6H12O6 + 6O2 → 6H2O + 6CO2 + 38ATP Resposta: E Considere o texto abaixo para responder à questão: “A humanidade deve muito a um fungo, a levedura. Sem esse micro-organismo, não teríamos boa parte do pão que, ao longo dos tempos, alimentou populações mundiais, nem o vinho, nem outras bebidas alcóolicas, incluindo nossa cachaça...” � Sobre a diversidade metabólica dos fungos, refletida em processos bioenergéticos, analise as proposições abaixo e, em seguida, assinale a alternativa correta. I. A produção de pão e de vinho depende da degração parcial de moléculas de glicose e dos produtos em um tipo de fermentação. II. Leveduras utilizam a fermentação alcóolica como única opção de processo de obtenção de energia para atender suas demandas metabólicas. III. A quebra da sacarose em moléculas de glicose e frutose é um pré-requisito para a sua utilização como molécula combustível. IV. A fermentação é um processo compartimentalizado em organela específica, resultando em grande número de moléculas de ATP produzidas ao nível de cadeia. a) Somente I e III estão corretas b) Somente I e IV estão corretas. c) Somente II e III estão corretas. d) Somente II e IV estão corretas. e) Somente III e IV estão corretas. Resposta: A � Considere os esquemas simplificados de duas vias metabólicas indicadas por I e II: a) Em quais compartimentos celulares ocorrem as vias metabólicas I e II? b) Considere bactérias, fungos e humanos. Em quais grupos de seres citados ocorre a via metabólica I? Explique. RESOLUÇÃO: a) I e II são fenômenos fermentativos que ocorrem no citosol. b) A fermentação lática ocorre em bactérias e humanos. As bactérias do grupo dos lactobacilos realizam a fermentação lática, muito utilizada na produção de iogurtes e queijos. Os humanos realizam a fermentação lática no tecido muscular esquelético quando o nível de oxigênio é insatisfatório para manter a produção necessária de ATP. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 70 71BIOLOGIA 16 Palavras-chave: Osmose na célula vegetal • Difusão • Osmose • Osmômetro • Plasmólise 1. Simples difusão Difusão é o movimento de moléculas ou íons, se guindo o gradiente de concentração, isto é, as partículas movimentam-se de uma região mais concentrada para outra menos concentrada, até atingirem o estado de equilíbrio. Quando são considerados os seres vivos, a difusão é um fenômeno de transporte passivo, uma vez que ocorre sem gasto de energia pelas células. Pode-se provar a difusão mergulhando-se um cristal azul de sulfato de cobre em um becker contendo água. Deixando-se o tubo em repouso, verifica-se depois de alguns dias que a água fica igualmente colorida. Este fato mostra que os íons sulfato e cobre se difundiram entre as moléculas de água, movimentando-se de onde estavam mais concentrados para onde estavam menos concentrados. O mesmo fato acontece com as molé cu las de água, a tal ponto que, no final, se atinge um esta do de equilíbrio, no qual o número de partículas é aproxi madamente o mesmo em qualquer ponto da solução. Fig. 1 – Os íons deslocam-se de onde estão mais concentrados para onde es tão menos concen trados (A) até ocorrer o estado final de equilíbrio(B). 2. Pressão de difusão Para ilustrar, vamos considerar um balão de borracha cheio com o gás odo rífero (H2S). As moléculas do gás, que estão confinadas no balão, exercem uma pressão so bre as pa redes. Se o balão agora for estou rado, as mo lé culas do H2S irão es palhar-se ra pi da men te pelo am biente. Tal fato permite afir mar que a con cen tra ção das mo léculas em es paço pequeno pro move o desenvol vi mento de uma pressão que re sul ta da difusão das mo léculas. Essa pres são pode ser chamada de pressão de difusão (PD). Na experiência anterior com o sulfato de cobre, podemos falar também de uma pressão de difusão da água e de uma pressão de soluto Cu2+ e SO4 2–. Um fato importante: a dis solução de substâncias como sacarose, cloreto de sódio, sul fato de cobre etc. em água diminui a pressão de difusão da água. Assim sendo, a pres são de difusão da água será máxima quando se tratar de água pura. Enfim, podemos dizer que a pressão de difusão é consequente à tendência que diferentes partículas (íons ou moléculas) têm de se difundir. 3. Osmose A difusão da água (solvente) através de uma mem brana semipermeável chama-se osmose. Membrana semipermeável é aquela que é permeá vel ao solvente, mas é im permeável aos solutos. Fig. 2 – Na osmose a água passa com maior velocid a de do meio menos concentrado para o meio mais concentrado. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 71 72 BIOLOGIA 4. Pressão osmótica Pressão osmótica de uma solução é a “pressão que se deve exercer sobre esta solução para evitar a en trada do solvente, quando a so lução está separada do sol vente pu ro por uma membrana semi per meá vel”. Fig. 2 – A pressão P, exercida sobre o êm bolo, é igual e contrária à pressão osmótica da solução – P.O. Osmômetro de Pfeffer Consta de um va so de barro onde conseguimos uma membrana semipermeável de ferrocianeto de cobre: Cu2[Fe(CN)6]. Enchemos o vaso com uma solu ção. Pode ser usada solução de sacarose. Fechamos o vaso e adaptamos a ele um tubo de vidro. Agora, o vaso é mer gulhado dentro de um recipiente contendo solvente puro (água). Fig. 3 – A água difunde-se no interior do osmômetro e sobe pelo tubo de vidro. A pressão osmótica das so luções é medida em at - mos fera. De um modo ge ral, po de mos afirmar que a pres são osmó tica depen de direta mente da con cen tração da so - lução. Quan to mais con cen trada a so lução, maior a sua pres são os mótica. Funcionamento do osmômetro de Pfeffer A água movimenta-se com maior velocidade para dentro do vaso e começa a subir pelo tubo de vidro. Tal fato ocorre porque a PD da água fora (solvente puro) é maior do que a de dentro (água e sacarose). A coluna de água que subiu pelo tubo de vidro passa a exercer uma pressão sobre a solução (pressão de turges - cên cia – PT). Como resul tado do aumento da PT, temos o aumento da PD da água do vaso. Chegamos a um instan te em que a PD da água fora e dentro do vaso é a mesma; dize mos, pois, que o equilí brio foi atingido. Fig. 4 – Osmômetro de Pfeffer 5. A célula vegetal como osmômetro A célula vegetal pode ser com parada a um os mô me tro. Assim, temos: membra na semi permeá vel = membrana plasmática ou to noplasto; parede do vaso = mem brana ce lulósica (parede celular); solução de sacarose = suco va cuolar. Recipiente com água = solução do solo. Normal mente, a concentração do suco vacuolar é maior do que a solução do solo; isso significa que a pressão de difusão da água dentro da célula é menor que a pressão da difusão no meio externo. Consequentemente a tendência maior é a água penetrar na célula do que sair. Essa tendência será tanto maior quanto maior a con centração da solução do suco vacuolar. Em outras pala vras, quanto maior a pressão osmótica do suco va cuolar, maior a tendência de penetração da água. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 72 73BIOLOGIA Existe, pois, uma força no interior da célula com ten dência para retirar a água do ambiente. A esta força chamaremos de pressão osmótica do suco vacuolar, que será representada por PO ou Si (sucção interna da célula). A água penetra no vacúolo da célula e começa a distendê-lo. Consequen temente, surge uma pressão (pres são de turgescência) sobre a membrana celu lósica. Esta, como é dotada de elasticidade, vai distendendo-se, originando uma força contrária à distensão, tendendo a voltar à sua posição inicial. Essa força será chamada pressão de turgescência (turgor) e representada por PT ou M (resistên cia da membrana). A penetração de água no interior da célula vegetal vai depender destas forças: a) pressão osmótica do suco vacuolar (PO) – favorá vel à entrada de água; b) pressão de turgescência (PT) – contrária à entrada de água. Isso permite dizer que a entrada de água nas células vegetais depende de seu deficit de pressão de difusão (DPD ou Sc). A fórmula a seguir permite cal cular A célula estará saturada (túrgida) Assim, a célula estará a sucção celular (Sc ou DPD) da célula: com água quando: murcha (flácida) quando: Fig. 5 – Estrutura da célula vegetal em diferentes condições. Fig. 6 –A tendência de a água entrar na célula vegetal depende de Fig. 7 – Esquema mostrando o movimento osmótico na célula vegetal. uma pressão favorável (PO) e outra contrária (PT). DPD = PO – PT ou Sc = Si – M PT = PO Si = M DPD = 0 Sc = 0 PT = 0 M = 0 DPD = PO Sc = Si C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 73 74 BIOLOGIA 6. Plasmólise Vamos mergulhar as células dentro de uma solução de concentração superior à do vacúolo, isto é, dentro de uma solução hipertônica em relação ao DPD da célula. Fig. 8 – Célula vegetal plasmolisada. Os fatos agora se invertem, a célula começa a perder água. A parede celular vai contraindo-se até ficar frouxa. O vacúolo continua a perder água, o citoplasma vai afastando-se da parede ce lular. O espaço que exis te entre o citoplasma e a pare de está cheio com a solução externa, já que a membrana celulósica é permeável. Às vezes, o afas ta men to do cito plas ma da pare de celuló sica não é total, fi can do o cito plas ma li ga do à pa rede por meio de finos ligamentos de Hecht. Nes sa si tua ção DPD = PO e PT = 0. A plasmólise não pro voca a morte da cé lula vegetal. Se agora a célula for mer gulhada em água ou solução hipo tô nica, ela volta a absor ver água até voltar ao esta do inicial. O fenô meno é chamado deplasmólise. Fig. 9 – Plasmólise em célula vegetal (A, B, C) e desplasmólise (C, D). Diagrama mostrando as variações de volume de uma célula vegetal colocada em diferentes meios. Em 1, a célula está murcha ou plasmo lisada e em 3, está túrgida. Experiência feita com fatias de pimentão 1. Corte três ti ras de pimentão de 5 cm de com pri men to por 1 cm de lar gura. 2. Raspe a face interna da fa tia com uma fa ca com den tes. 3. Mergulhe as fatias em soluções de açú car com concen - trações diferentes. 4. A osmose ocorre entre as células que não são cobertas pela cutícula. A cu tí cula impermeável impede o movimento da água. 5. Observe a forma das fatias após algum tempo. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:10 Página 74 75BIOLOGIA Exercícios Resolvidos � MODELO ENEM (UFPEL) – Sabe-se que, para as células exercerem suas funções, é ne - cessário haver um controle da concen tração interna de água e íons. Em 2003, o prêmio Nobel de Quí mica foi justamente para dois médicos norte-ame ricanos que estudaram de que forma a água é transpor tada através da membrana celu lar de alguns tipos de tecidos, como o epitélio das glân dulas la cri mais. Eles descobriram proteínas (aquapo rinas), ao nível da mem brana plas mática, que formam poros passivos para a água se mo vimentar. O sentido é dado pelo gradiente osmótico e a se leção das moléculas de água é feita pelo seu ta manho e carga elétrica. Ciência Hoje, n.o 200, 2003 [adapt.]. Baseado(a) nos textos e nos seus conhe - cimentos, assinale a alternativaincorreta. a) O processo de difusão de moléculas, repre - sentado nas figuras, é chamado de osmose. b) Uma das formas de diferenciar o trans porte ativo do pas sivo é quanto ao gasto de energia (ATP) e direção do trans porte (contra ou a favor do gradiente ele tro quí mi co). c) Células animais e vegetais, na con dição 1, absorvem água, por isso ‘incham’, o que pode levar ao rompimento celular. d) Na difusão facilitada, um tipo de trans porte passivo, as proteínas de membrana transportam substâncias do meio mais concentrado para o menos concentrado. e) Baseado nas figuras, pode-se consi derar que, na condição 1, o meio é hipo tônico e, na condição 2, é hipertônico em relação à célula. Resolução Na condição 1: o meio externo é hipo tô nico em relação ao meio interno. Nesse caso a água movimenta-se para o interior da célula. No caso 2: o meio externo é hipertônico e a água movimenta-se para fora da célula. Resposta: C � (MODELO ENEM) – Foi realizado um ex - peri mento de aula prática de Biologia, no qual foram colocadas células animais e vegetais em uma solução hipotônica. Ao final da aula, o aluno notou que um dos dois tipos celulares havia morrido. Assinale a alter nativa que contém a explicação correta sobre os resultados obtidos pelo aluno. a) Em solução hipotônica as células ten dem a perder água para o meio ambiente. A parede celular vegetal evitou a perda excessiva de água e as células vegetais permaneceram vivas. b) As células vegetais ficaram vivas en quan to as células animais morreram. As células animais só ficariam vivas caso fossem co lo - cadas em solução hipertônica, porque a água passaria do meio externo para o in - terno, preservando a vida desse tipo celular. c) As células animais se romperam devi do à entrada de água através da osmose. As célu- las vegetais permaneceram vivas porque a rigidez da parede celular ofereceu resistência contra a entrada excessiva de água. d) As células vegetais permaneceram vi vas porque possuem o vacúolo que é res - ponsável pela manutenção da isotonia entre os meios interno e externo. Assim, pode-se dizer que as células vegetais não ganharam e não perderam água. e) As células vegetais morreram pela entrada excessiva de água, enquanto as células animais, que possuem vacúolo, se mantiveram vivas por igualarem as con cen - trações interna e externa. Resolução A diferença entre as células vegetais e ani mais é a presença da parede celulósica, muito resis - tente, nos vegetais. Quando essas células são mergulhadas em meio hipotônico ambas absorvem água. A cé lula vegetal entra em equilíbrio com o meio am biente e não se rompe. A célula animal sofre lise e morre. Resposta: C � MODELO ENEM (FUVEST) – Em um experi mento, fatias recém-cortadas de uma ba - tata foram colo cadas em dois recipientes contendo água com açúcar. Depois de algumas horas, verifi cou-se a situação mostrada na figura a seguir. É bem possível que as solu ções A e B se jam respectiva men te a) isotônica e hipotônica em relação ao con - teúdo vacuolar. b) hipotônica e hipertônica em relação ao con - teúdo vacuolar. c) hipertônica e hipotônica em relação ao con - teúdo vacuolar. d) isotônica e isotônica em relação ao con - teúdo va cuolar. e) hipertônica e isotônica em relação ao con - teúdo vacuolar. Resolução Em A, a fatia mantém-se ereta mostrando que foi mergulhada em meio hipotônico, e em B está murcha e isso ocorreu porque ela perdeu água para o meio hipertônico. Resposta: B � (MODELO ENEM) – Um frasco tem a parte inferior revestida com uma mem bra na se mi per meável e é preenchido com uma solução de água com açúcar. A figura A representa o momento em que o frasco foi mergulhado em um re cipiente com água pura. Passados alguns minutos, a figura que melhor representa a situação no interior do frasco é: Resolução A experiência mostra o movimento de água através da mem brana semiper meá vel, fenô me - no conhecido por osmose. A água movimen- ta-se do meio externo con ten do água para o interior do tubo que contém uma solução. Resposta: A C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 75 76 BIOLOGIA Exercícios Propostos � (MODELO ENEM) – Pesquisadores norte-americanos pro - duziram uma variedade de tomate transgênico que sobrevive em solos até 50 vezes mais salinos do que o tolerado pelas plantas nor mais. Essas plantas geneticamente modificadas produzem maior quantidade de uma proteína de membrana que bombeia íons sódio para o interior do vacúolo. Com base em tais infor mações, pode-se concluir que plantas normais não conseguem sobreviver em solos muito salinos porque, neles, as plantas normais a) absorvem água do ambiente por osmose. b) perdem água para o ambiente por osmose. c) absorvem sal do ambiente por difusão. d) perdem sal para o ambiente por difusão. e) perdem água e absorvem sal por transporte ativo. Resposta: B � (MODELO ENEM) – O esquema acima mostra uma célula em plasmólise. Para que ocorra o processo in verso, a deplasmólise, de tal forma que a célula retome a tur gescência inicial, basta colocar a célula em a) solução hipertônica. b) solução hipotônica. c) solução isotônica. d) hemólise. e) concentração maior. Resposta: B � (MODELO ENEM) – Uma folha murcha de alface pode ter seu aspecto melho rado se for colocada num recipiente com água fria, porque a) a temperatura baixa da água enrijece seus tecidos. b) as células murchas são hipertônicas e, recebendo água por osmose, se tornam túrgidas. c) a água ocupa os espaços intercelulares da folha, tornando-a enrijecida. d) as células utilizam o oxigênio dissolvido na água para aumentar o seu metabolismo. e) a parede celular reage com a água, tornando-se mais rígida. Resposta: B � (MODELO ENEM) – O diagrama esquematiza alterações no potencial osmótico de uma célula vegetal em três estados distintos. A partir da análise da ilus tração, po de-se afirmar: a) A concentração do meio, nos três estados, é igual à con cen - tração do suco vacuolar. b) A experiência evidencia a atividade celular que se caracteriza por transporte ativo secundário. c) O poder de sucção da célula, em B, é maior do que em C. d) As mudanças observadas indicam a manutenção da célula em solução hipotônica. e) A permanência da célula no estado C conduz, inevitavel - mente, à morte celular pela ruptura das membranas. Resposta: C Vacúolo Citoplasma Membrana celulósica 1 2 3 4 C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 76 77BIOLOGIA � Sabendo-se que o deficit de pressão de difusão de uma célula (DPD) é a diferença entre a pressão osmó tica (PO) e a pressão de turgor (PT), qual das seguin tes alternativas representa a situação de uma célula túrgida? a) DPD = PT b) DPD – PO c) PT = 1 d) PO = 1 e) DPD = 0 Resposta: E � Os frutos de plantas cultivadas com adubos químicos são notadamente maiores do que aqueles de plantas cultivadas com adubo natural. Isso se deve ao acúmulo de água nos tecidos vegetais, que é absorvida do solo pelas raízes, para equilibrar a grande concentração de íons. Os processos de 1 – assimilação dos íons dos adubos e 2 – acúmulo de água nos tecidos desses frutos são, respec - tivamente: a) 1 – osmose e 2 – osmose ou difusão. b) 1 – difusão simples e 2 – difusão ativa. c) 1 – difusão ou transporte ativo e 2 – osmose. d) 1 – difusão passiva e 2 – difusão ativa. e) 1 – transporte passivo e 2 – transporte ativo. Resposta: C � (FUVEST) – Para a ocorrência de osmose, é necessário que a) as concentrações de soluto dentro e fora da célula sejam iguais. b) as concentrações de soluto dentro e fora da célula sejam diferentes. c) haja ATP disponível na célula para fornecer energia ao transporte de água. d) haja um vacúolo no interior da célula no qual o excesso de água é acumulado. e) haja uma parede celulósica envolvendo a célula, o que evita sua ruptura. Resposta: B C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 77 78 BIOLOGIA Natureza e funções do material genético Módulos 1 – Introdução ao estudoda Genética 2 – A natureza química do gene 3 – DNA: replicação e transição 4 – A ação gênica 5 – O código genético 6 – A síntese de proteínas 7 – A mutação gênica 8 – A Lei da Segregação 1 Palavras-chave:Introdução ao estudo da Genética • Cromatina • Cromossomos • Haploide • Diploide • Meiose 1. O que é Genética? Genética é o ramo da Biologia que estuda os fenô me nos de hereditariedade e variação. É comum observa r mos semelhanças entre pais e filhos, entre irmãos, entre pa rentes ou, de maneira geral, entre ascendentes e des cen dentes. Hereditariedade é o fenômeno pelo qual os descendentes recebem caracteres de seus ascen den tes. Con tudo, mesmo entre dois gêmeos univi telinos, nota mos cer tas diferenças, devidos, principal mente, ao meio externo onde se desenvolvem ou a modificações in ter nas. Todas as distinções entre os organismos de mesma espécie cons tituem a variação. A Genética estu da, por tanto, as se me lhanças e diferenças entre ascen dentes e descendentes. 2. Os objetivos da Genética A Genética procura uma resposta para três questões fundamentais: 1. Qual é a natureza do material genético que os pais transmitem aos filhos? 2. Como é feita essa transmissão dos pais para os filhos? 3. Como age o material genético na expressão dos caracteres hereditários? 3. O material genético Os seres vivos são constituídos por células, nas quais está contido o material genético. As células são constituídas por três estruturas bá si cas: membrana, citoplasma e núcleo. A membrana envol ve, protege e isola seletiva mente a célula do ambiente. O citoplasma ocupa a maior parte do volume celular e contém os organoides relacionados ao metabolismo, como: mitocôndrias (respiração), ribos so mos (sín tese de proteínas), lisossomos (digestão celular), com plexo de Golgi ou complexo golgiense (secreção celular) e ainda vários outros. No interior do núcleo aparecem os cromossomos, os depositários dos genes, os elementos responsáveis pelas características dos organismos. Por meio dos ge nes, o núcleo coordena todas as atividades celulares deter mi nantes da reprodução e dos caracteres dos seres vivos. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 78 79BIOLOGIA 4. A estrutura dos cromossomos Os cromossomos são corpúsculos filamentosos cons tituídos pelo enrolamento helicoidal de uma fibra conhe cida por cromatina. Quimicamente, a fibra cromatínica é constituída por DNA e histonas, moléculas de natureza proteica. As histonas formam os nucleossomas, nos quais se enrola a dupla-hélice do DNA (Fig. 1), o constituinte dos genes. Fig. 1 – A estrutura do cromossomo. 5. O número de cromossomos O número de cro mossomos é variá vel, mas cons tan te dentro de uma espé- cie. Assim, a mosca drosófila apre sen ta 8, o feijão 22, o homem 46, o tabaco 48, o cão 78. Esse número cromossômico existente nas células do corpo, chamadas de células somáticas, é conhecido como diploide e representa do por 2n. Isso porque exis tem dois cromos somos de cada tipo, di tos ho mó logos paterno e materno. Já os ga metas são cé lu las haploides, ou seja, pos - suem apenas n cro mos somos. É evi den te que, na cé lula ha ploide, exis te ape nas um cro mos somo de ca da par de ho mó logos (Fig. 2). 6. A meiose A meiose é o processo que permite a obtenção de células haploides (n), a partir de células diploides (2n). Consiste num processo de divisão celular que, nos ani mais, ocorre nas gônadas (tes tí culos e ovários), onde células germina tivas 2n originam gametas (esperma to zoides e óvulos) n. Para exem pli fi car, suponha uma célula com quatro cro mossomos (2n = 4). Os seus cromos somos du pli cam-se na interfase, for mando uma célula com quatro cro mos somos e oito cro mátides. A meiose consta de duas divisões celu - lares sucessivas. Na primeira divisão aparecem duas célu las-filhas contendo, cada uma, um cro mos somo duplicado de cada par. A seguir, ocorre a segunda divisão que, com a sepa ração das cro má ti des, produz quatro cé lu las haploides (n = 2) com dois cro mos so mos (Fig. 3). Fig. 3 – A meiose. Fig. 2 – Células diploides e haploides. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 79 80 BIOLOGIA Exercícios Propostos � Uma das funções da meiose é manter constante o número de cromossomos nos indivíduos normais, pertencentes à mesma espécie. Explique como isso acontece. RESOLUÇÃO: Os organismos diploides (2n) produzem, através da meiose, gametas haploides (n) que, pela fecundação originam organismos diploides. � Em relação aos cromossomos, responda: a) Em que parte da célula estão localizados? b) Qual sua composição química? RESOLUÇÃO: a) Localizam-se no interior do núcleo. b) São constituídos por DNA e proteínas (histonas). � Os genes são determinantes dos caracteres hereditários. Estruturalmente no que consistem? RESOLUÇÃO: Genes são segmentos particulares da molécula de DNA. � (CESGRANRIO) – Mus musculus, Rattus rattus norvegicus e Macaca mulatta produzem gametas com 20, 21 e 24 cro mossomos, respectivamente. Uma célula somática desses animais conterá, respectivamente, quantos cromos - somos? a) 40, 42 e 48. b) 20, 21 e 24. c) 80, 84 e 96. d) 60, 63 e 72. e) 100, 105 e 120. Resposta: A Exercícios Resolvidos � Suponha que a célula abaixo forme gametas. Responda. a) Quantos cromossomos haverá em cada gameta? Justifique. b) Quantas moléculas de DNA haverá em cada gameta? Justifique. c) Que processo a célula deverá sofrer para formar gametas haploides (n)? Resolução a) 4 cromossomos, porque os gametas são células haploides. b) 4 moléculas, porque cada cromossomo apresenta uma molécula de DNA. c) A célula diploide (2n = 8) sofrerá o processo de meiose, para formar gametas haploides (n = 4). � (MODELO ENEM) – Na espécie humana, o exame de um esfregaço do epitélio bucal revelou células com 46 cromossomos. Quan - tas moléculas de DNA o espermatozoide transporta para o óvulo? a) 23 b) 24 c) 46 d) 48 e) 92 Resolução Sendo haploide (n) o gameta apresenta 23 cro - mossomos e, consequentemente, 23 molé cu - las de DNA. Resposta: A C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 80 81BIOLOGIA � (ACAFE) – Uma célula com oito cromossomos sofre meiose e origina a) 4 células com 2 cromossomos. b) 2 células com 8 cromossomos. c) 4 células com 4 cromossomos. d) 2 células com 4 cromossomos. e) 4 células com 8 cromossomos. Resposta: C � Os genes, constituídos por ____1 , aparecem no interior do ____2 em estruturas conhecidas como ____3 cujo número é constante em cada espécie, sendo representado por ____4 nas células somáticas e ____5 nos gametas. Assinale a alternativa que, de maneira correta, completa as lacunas de 1 a 5. Resposta: B � (MODELO ENEM) – A tabela anexa mostra o número cro - mos sômico de alguns seres vivos. A análise da tabela permite concluir que a) nunca os organismos pertencentes à mesma espécie apre - sentam número cromossômico diferente. b) o conhecimento do número de cromossomos permite iden - tificar uma espécie. c) o número cromossômico é diretamente proporcional ao tamanho da espécie. d) indivíduos pertencentes a espécies diferentes podem ter o mesmo número de cromossomos. e) por serem mais evoluídos, os mamíferos sempre apre sen - tam maior número de cromossomos em relação às demais espécies. Resposta: D Nome comum Nome científico Número cro mossômico 2n Plantas Abóbora Curcubita pepo 32 Alga unicelular Chlamydomonas reinhard 40 Batata Solanum tuberosum 48 Ervilha Avena sativa 42 Língua-de- serpente Ophioglossum reticulatum 1.262 Tabaco Nicotiana tabacum 48 Animais Boi Bos taurus 60 Cachorro Canis familiaris 78 Chimpanzé Pan troglodytes 48 Gafanhoto Melanoplusdifferentialis 47 (macho) e 48 (fêmea) Galinha Gallus domesticus 78 Rã Rana pipens 26 1 2 3 4 5 a) DNA núcleo cromossomos n 2n b) DNA núcleo cromossomos 2n n c) DNA citoplasma cromossomos 2n n d) RNAm núcleo núcleo 2n n e) RNAm citoplasma cromossomosn 2n C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 81 82 BIOLOGIA 2 Palavras-chave: A natureza química do gene • DNA • Nucleotídeo • Nucleosídeo • Chargaff 1. Qual é a natureza dos genes O início de uma resposta para essa questão ocorreu em 1943, quando três cientistas americanos, Oswald T. Avery, Colin Macleod e Maclyn McCarty identificaram o DNA como determinante de uma característica bacte riana. As bactérias da espécie Diplococcus pneumoniae, como o nome indica, são causadoras da infecção conheci da como pneumonia. Geralmente usa-se o termo pneumococo para designar mais popularmente a espé cie. Há dois tipos principais de pneumococos: em um deles cada célula bac te riana é circundada por uma cápsula; no outro não há cáp - su la. Essas características são heredi tárias. Outra característica da bactéria depende da presença ou ausência de cápsulas, a patogenia. As que têm cápsula provocam a pneu mo nia, as desprovidas de cáp su las são inofensivas. Os cien tistas citados demons traram, por meio de uma engenhosa experiência, que a presença de cápsula era determinada pelo DNA. Assim, quando o DNA de bacté rias com cáp sula era injetado em bactérias sem cápsu las, elas pas saram a produzir gerações de bactérias com cápsulas. Quase ao mesmo tempo, surgiu a primeira noção sobre a atividade gênica, dada pela hipótese “um gene – uma enzima” proposta por George Beadle e Edward Tatum. Mas foi a des coberta triunfal da estrutura do DNA, por Francis Crick e James Watson em 1953, que convenceu os bió logos de que os genes são realmente constituídos por DNA. 2. A composição química do DNA O ácido desoxirribonucleico (DNA) é um polímero. Chamamos polímeros as macromoléculas forma das pelo encadeamento de uni dades repetitivas, os monô meros. São pol ímeros, por exemplo, as proteínas, cu jos monô meros são os ami noá ci dos. O DNA é um po límero definido co mo um poli nucleo tídeo, por ser cons tituído por uma su ces são de unida des me - nores, os nu cleo tídeos, que re pre sen tam os monô meros. Nu cleo tí deos são mo lé cu las or gâ ni cas com ple xas for ma das pela união de três mo lé cu las: fos fato, pen tose e ba se nitro ge nada. Se retirar mos o fos fato de um nu cleo tídeo, te remos um nu cleo sídeo (Fig. 1). O fosfato é deri va do do ácido fos fórico (H3PO4) e a pentose (C5H10O5) é a desoxi r ribose (Fig. 2). Fig. 1 – A estrutura de um nu cleo tídeo. Fig. 2 – Desoxirribose. As bases nitro ge na das são estrutu ra das a partir de car bono (C), hidro gênio (H) e nitro gênio (N) e perten cem a duas catego rias: pú ricas e piri mí dicas. As pú ri cas, com anel du plo, são a adenina (A) e a gua nina (G). As piri mí dicas, com anel simples, são a cito sina (C) e a ti - mina (T). Observe a figura 3. Fig. 3 – As bases nitrogenadas. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 82 83BIOLOGIA O fosfato e a de soxir ribose são constan tes em to dos os nucleotí deos. A variação da base ni troge nada de ter mi na a existên cia de qua tro ti pos de nu cleo tí deos, esquema tizados na figura 4. Fig. 4 – Os quatro tipos de nu cleo tídeos. 3. A relação de Chargaff Em 1950 o aus tría co, Erwin Char gaff, anali sando amos tras de DNA provenien tes de di feren tes células per ten centes a variadas espé cies, mos trou que em todos os DNAs as quantidades de ade nina igualam as de ti mina, en quan to as de citosina igualam as de gua nina. Daí a famosa Relação de Chargaff: A = T e C = G ou A/T = 1 e C/G = 1. 4. A estrutura do DNA Através de informações ob tidas em estudos da difração dos raios X e de análises quí micas, Watson e Crick, em 1953, propu seram o mo delo da es tru tura do DNA: ma cromo lécula cons tituí da por duas ca deias po linu - cleotídi cas dispos tas helicoi dal men te. Pode-se for mar uma dupla-hélice para re pre sentar a mo lé cula de DNA (Fig. 5). Fig. 5 – A formação da escada helicoidal. No modelo de Watson e Crick para a molécula de DNA (Fig. 6), cada “cor rimão da escada” é constituído por gru - pos fosfato ligados a desoxirriboses. Ca da degrau é formado por uma base púrica (A ou G), ligado a uma base pirimídica (C ou T). Em cada degrau as bases são unidas por ligações químicas, conhecidas como pontes de hidrogênio. A configuração molecular permite a ocor rên cia de duas pontes entre A e T e três entre C e G. O pareamento de A com T e de C com G explica as igualdades: A = T e C = G, evidenciadas pela análise química. A figura 7 mostra que o enrolamento da dupla-hélice é à direita (dextrógira) e uma volta se completa a cada 34 angströns. Como cada nucleotídeo ocupa um espaço de 3,4 angströns, em cada volta completa da hélice ocorrem 10 nucleotídeos. O diâmetro da molécula é de 20 angs tröns. Existem vírus que apresentam DNA formado por uma cadeia única de nucleotídeos, evidentemente que, neste caso, não ocorre a Relação de Chargaff, pois as quan tidades de A e T, bem como de C e G são dife ren tes. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 83 84 BIOLOGIA Fig. 6 – A estrutura do DNA. Fig. 7 – As dimensões do DNA. 5. A localização do DNA nas células A reação de Feulgen é específica para o DNA. Quan do a célula é submetida a essa reação, ob ser vamos que qualquer estrutura celular contendo DNA adquire uma cor púrpura. A reação de Feulgen indica que o DNA se localiza, princi pal mente, nos cro mossomos. Pequena quan tidade de DNA também é en con trada nos cloroplastos e mitocôndrias. É em razão da presença de DNA que esses organoides citoplasmáticos são capazes de se duplicar. Resumo O DNA Composição química Cadeia de nucleotídeos Nucleotídeo Desoxirribose Fosfato Bases púricas (A e G) e pirimídicas (C e T) Estrutura Duas cadeias polinucleotídeas helicoidais e complementares Relação de Chargaff A = T e C = G Localização Cromossomos, mitocôndrias e cloroplastos O DNA humano é uma imensa molécula for mada por cerca de 3 bilhões de pares de bases nitro genadas, que desen rolada me diria cerca de 2 metros de compri mento. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 84 85BIOLOGIA � O DNA é o constituinte do gene. Essa molécula é um polímero formado pelo encadeamento de moléculas menores, designadas por nucleotídeos. Em relação aos nucleotídeos do DNA, responda: a) Qual a composição de um nucleotídeo? b) Quantos tipos de nucleotídeos existem? c) Quais são as pirimidinas do DNA? d) Em que estruturas celulares encontramos o DNA? RESOLUÇÃO: a) O nucleotídeo é uma associação de três moléculas: 1 – fosfato, 2 – deso xir ribose (pentose) e 3 – base nitrogenada (púrica ou pirimídica). b) 4 tipos. c) Citosina e timina. d) Núcleo, mitocôndrias e cloroplastos. � A análise química de uma amostra de DNA revelou a seguinte composição: a) Como se explica essas diferentes porcentagens? b) De que organismo foi retirada essa amostra? RESOLUÇÃO: a) Trata-se de um DNA de cadeia simples. b) DNA de cadeia simples ocorre nos vírus. Adenina 25% Citosina 18% Guanina 24% Timina 33% Exercícios Resolvidos � (MODELO ENEM) – Complete a tabela abaixo, relacionada com a composição do DNA. Resolução Pentose: desoxirribose Bases púricas: adenina e guanina Bases pirimídicas: citosina e timina � (MODELO ENEM) – A análise de uma mo lécula de ARNm revelou a seguinte pro - porção de bases nitrogenadas: adenina 20%, citosina 30% e guanina 50%. Considerando as duas cadeias de nucleotídeos na molécula de ADN correspondente, a porcentagem de bases nitrogenadas será: a) adenina 20%, citosina 30% e guanina 50%. b) timina 20%, guanina 30% e citosina 50%. c) timina 10%, adenina 50% e guanina 30%. d) uracil 20%, citosina 50% e guanina 30%. e) timina 10%, adenina 10%, citosina 40% e guanina 40%. Resolução RNA ←⎯⎯⎯⎯⎯⎯ DNA 6447448 20% A ←⎯⎯⎯⎯⎯⎯ 20% T – 20% A 30% C ←⎯⎯⎯⎯⎯⎯ 30% G – 30% C 50% G ←⎯⎯⎯⎯⎯⎯ 50% C – 50% G DNA: A = T = 20% ÷ 2 = 10% C = G = 80% ÷ 2 = 40%, portanto, A = 10%; T = 10% C = 40% e G = 40% Resposta: E PentoseBases púricas Bases pirimídicas Exercícios Propostos C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 85 86 BIOLOGIA � Sobre a molécula de DNA abaixo esquematizada pode-se afirmar: I. É constituída por duas cadeias idênticas de nucleotídeos, ligadas por pontes de hidrogênio. II. Para funcionar como gene, apresenta duas propriedades típicas, a repli ca ção e a transcrição. III. O que distingue dois DNA de origens diferentes é o valor característico da relação . IV. É encontrada na composição química de cromossomos, cloroplastos e mitocôndrias. V. É formada apenas por 4 tipos de nucleotídeos. Estão corretas: a) apenas I e IV. b) apenas I, III e V. c) apenas I, II e III. d) apenas II, IV e V. e) I, II, III, IV e V. Resposta: D � (MACKENZIE) – Em uma molécula de DNA, constituída por 1800 nucleotídeos, existe 40% de adenina. As quan tida des de timina, citosina e guanina encontradas são, respectiva - mente: a) 720, 180, 180 b) 720, 180, 720 c) 450, 450, 450 d) 360, 540, 540 e) 180, 720, 180 RESOLUÇÃO: Adenina = timina = 40% de 1 800 = 720 Adenina + timina = 1 440 Citosina = guanina = 1 800 – 1 440 = 360/2 = 180 Resposta: A � (VUNESP) – São organelas citoplasmáticas que contêm DNA: a) mitocôndria e cloroplasto. b) retículo endoplasmático e complexo golgiense. c) ribossomo e vacúolo. d) complexo golgiense e mitocôndria. e) retículo endoplasmático e cloroplasto. Resposta: A � O professor de biologia propõe um exercício para sua turma cujo objetivo é emparelhar uma cadeia de DNA com a seguinte sequência: ATTCGTAGC Dessa forma, assinale a alternativa que mostra a sequência correta que representa o emparelhamento da cadeia de DNA acima. a) TTACGCCTA b) TAAGCATCG c) TAACCATCG d) AAAGCATCG e) TTTAAGCGC Resposta: B A+C––––– G+T C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 86 87BIOLOGIA 3 Palavras-chave: DNA: replicação e transcrição • Replicação • DNA-polimerase • Transcrição • RNA-polimerase 1. As funções do DNA O DNA exerce a sua atividade de material genético por meio de duas funções: replicação e transcrição. Por meio da replicação o material genético, ou seja, o DNA produz, na célula-mãe, cópias exatas que passam para as células-filhas. Assim, é só lembrar que: os tri lhões de células existentes no corpo humano come çaram a partir da divisão de uma única célula, o ovo ou zigoto. Por sua vez, o zigoto resultou da fusão de um óvulo materno com um espermatozoide paterno, cé lulas transmissoras do material genético de pais para filhos. A outra função do DNA é a transcrição, na qual o DNA origina o RNA, molécula que atua na síntese das pro teínas necessárias ao funcio namento celular e, con sequentemente, à vida. 2. A replicação do DNA Fig. 1 – A replicação do DNA. Replicação é o processo de duplicação do DNA. O pro cesso é inicia do com a sepa ra ção das pontes de hi - dro gê nio, per mi tindo que a mo lécula se abra à ma neira de um zíper. Cada ba se nitro ge na da das duas ca deias se - para das atrai o seu nu cleo tí deo com ple men tar, em meio aos dis po ní veis na cé lula. As ca deias pa ren tais ser vem de mol de aos no vos fila men tos, sen do o pro ces so ativa do pela enzima DNA-po li me rase. No final te re mos duas novas mo lé culas, cada uma das quais com uma cadeia nova e a outra pro veniente da mo lé cula-mãe. A repli ca - ção é chamada de semi con servativa, dado que ca da mo lé cu la-filha conserva na sua estrutura uma das me ta - des da mo lécula-mãe (Fig. 1). A grande importância do processo de replicação reside no fato de as infor mações contidas no patrimônio genético parental (genoma) serem transmitidas às gera - ções subsequentes. 3. O que é transcrição? Os genes, constituídos por DNA, são os portadores da mensagem genética, que contém as instruções ne - cessárias para a síntese das proteínas nos ribossomos. Na chamada transcrição, o DNA cromossômico sintetiza o RNA nuclear, para o qual transcreve a mensagem genética. Saindo do núcleo, o RNA leva a mensagem genética para os ribossomos. 4. A estrutura do RNA Fig. 2 – A estrutura do RNA. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 87 88 BIOLOGIA O RNA difere do DNA em três as pectos: 1 – apresenta ri bo se (pen tose) no lugar da deso xir - ribose; 2 – da base piri mídica ura cila ou ura cil no lugar de ti - mina; 3 – é constituído por uma cadeia sim ples, não exis tindo pa rea mento e, con se quen temente, igual dade entre as quantidades de ba ses. (Fig. 2) 5. Como ocorre a transcrição Transcrição é o pro ces so se gun do o qual todo RNA é sin te tizado pelo DNA. Como ocorre na replicação, as pontes de hidrogênio se partem, separando as duas hélices do DNA. Apenas uma delas serve de molde pa ra a trans crição, atrain do e com ple mentando nucleotídeos de RNA. Assim, as bases ade quadas pareiam-se, de acordo com o esquema a seguir. A enzima atuante é a RNA-po limerase. Uma vez formada, a mo lécula de RNA destaca-se, vol tando o DNA à sua primitiva es trutura (Fig. 3). A cadeia do DNA que for ma o RNA é chamada de cadeia ou hélice ativa. Fig. 3 – A transcrição. 6. Os tipos de RNA e suas funções Não existe na célula apenas um tipo de RNA, e sim, três: RNA-ribossômico (RNAr), RNA-mensageiro (RNAm) e RNA-transportador (RNAt), todos relacionados com o processo da síntese proteica. O RNAr associado a proteínas forma os ribossomos, organoides citoplas máticos responsáveis pela síntese de proteínas. O RNAm copia a mensagem genética do DNA, enviando-a para os ribossomos. O RNAt tem como função o transporte de aminoáci - dos do hialoplasma para os ribossomos, onde são enca - dea dos para formar uma proteína. 7. A localização do RNA nas células O RNAr é o que aparece em maior quantidade na célula, sendo produzido no nucléolo e usado para formar os ribos somos. O RNAm e o RNAt são produzidos no núcleo e mi - gram para o citoplasma, aparecendo no hialoplasma e associados aos ribossomos, onde participam, como ve - re mos, da síntese de proteínas. DNA RNA A U C G G C T A Resumo DNA: Replicação e Transcrição DNA Replicação Semiconservativa: separação e complementação das duas cadeias Transcrição Uma cadeia de DNA forma (transcreve) o RNA RNA Composição química Nucleotídeos com: ribose, fosfato e bases A, C, G e U Estrutura Cadeia simples de nucleotídeos Tipos e funções RNAm – contém a mensagem genética RNAt – transporte de aminoácidos RNAr – formação de ribossomos C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 88 89BIOLOGIA Exercícios Resolvidos � (MODELO ENEM) – Complete a tabela a seguir que diferen cia os ácidos nu cleicos. Resolução � (MODELO ENEM) – A análise do material genético de três diferentes organismos mostrou o seguinte resultado. Assinale a alternativa que indica corretamente o tipo de ácido nucleico e o número de cadeias de nucleotídeos em cada um desses organismos. Resolução A – Encontram-se moléculas de DNA com cadeia dupla uma vez que as porcentagens de adenina e timina são iguais bem como as de guanina e citosina. B – Cadeia simples de RNA uma vez que nessa substância não existe timina que é substituída pela uracila. C – DNA de cadeia simples que pode ocorre em alguns vírus onde não é obedecida a relação A = T e C = G. Resposta: A DNA RNA Pentose Bases púricas Bases pirimídicas Origem DNA RNA Desoxirribose Ribose Adenina Adenina Guanina Guanina Citosina Citosina Timina Uracila Replicação Transcrição Organismos Adenina Citosina Guanina Timina Uracila A 23% 26 % 26% 23% 0% B 27% 14% 35% 0% 22% C 17% 40% 28% 14% 0% A B C a) DNA de cadeia dupla RNA de cadeia simples DNA de cadeia simples b) DNA de cadeia dupla RNA de cadeia dupla DNA de cadeia simples c) DNA de cadeia simples RNA de cadeia simples RNA de cadeia simples d) RNA de cadeia simples DNA de cadeia dupla DNA de cadeia simples e) DNA de cadeia dupla DNA de cadeia simples DNA de cadeia dupla Exercícios Propostos� (UNICAMP) – A análise da composição de nucleo tídeos do ácido nucleico, que constitui o material genético de quatro diferentes organismos, mostrou o seguinte resultado: Com base nesses resultados, responda o que se pede abaixo e justifique as respostas. a) Qual é o ácido nucleico de cada um desses orga nismos? b) Quantas cadeias polinucleotídeas possui o ácido nucleico de cada um desses organismos? RESOLUÇÃO: a e b) A. DNA com cadeia dupla. B. DNA com cadeia simples. C. RNA com cadeia simples. D. DNA com cadeia dupla.% DE NUCLEOTÍDEOS Organismos __________________________ Adenina Guanina Timina Citosina Uracila A 23,3 26,7 23,5 26,5 0 B 17,3 40,5 28,2 14,0 0 C 27,5 14,3 0 35,5 22,7 D 18,5 31,5 18,3 31,7 0 C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 89 90 BIOLOGIA � (FUVEST) – Uma cultura de bactérias cresceu em um meio com N15 até que todo o seu DNA celular estivesse marcado. O meio de cultura foi então trocado para um com N14 e as bactérias foram deixadas neste meio por dois ciclos celulares. Se depois disso o DNA desta cultura fosse sujeito à centri fugação em gradiente de densidade, qual seria a proporção de DNA em relação às fitas com N14 e com N15? RESOLUÇÃO: � (UNIFESP) – Uma fita de DNA tem a seguinte sequência de bases: 5’ATGCGT3’. a) Considerando-se que tenha ocorrido a ação da DNA- polimerase, qual será a sequência de bases da fita complementar? b) Se a fita complementar for usada durante a transcrição, qual será a sequência de bases do RNA resultante e que nome receberá esse RNA se ele traduzir para síntese de proteínas? RESOLUÇÃO: a) Fita complementar: 3’TACGCA5’. b) Receberá o nome de RNA mensageiro e terá a seguinte sequência de bases: 5’AUGCGU3’. � (FUVEST) – Um novo vírus foi encontrado em primatas da região amazônica. A análise de seu ácido nucleico mostrou a seguinte proporção de bases: C = 24,1%; G = 18,5%; U = 24,6% e A = 32,8%. Concluiu-se imediatamente que o ácido nucleico é a) DNA fita dupla. b) RNA fita dupla. c) DNA fita simples. d) RNA fita simples. e) Híbrido DNA-RNA. Resposta: D C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 90 91BIOLOGIA 4 Palavras-chave: A ação gênica • Tradução • Proteínas estruturais • Proteínas reguladoras 1. As características dos organismos Todos os seres vivos existentes na Terra apre sen tam duas propriedades típicas: autopreservação e autor- reprodução. Chamamos de autopreservação a capa ci - dade que os organismos têm de manter sua individualidade, através de uma série de características pró prias, mantidas num ambiente em constante modi fi - cação. Autorreprodução é a habilidade de produzir des - cen dentes da mesma espécie. Estas duas propriedades dependem, em nível celular, da existência de duas macromoléculas, presentes em todos os organismos: proteínas e ácidos nucleicos. As numerosas proteínas existentes em qual quer organismo podem ser agru - padas em: estruturais e reguladoras. Proteínas estruturais Associadas com outras substâncias, principalmente os lípides, são respon sáveis pela morfologia dos orga - nismos, já que fazem parte das estruturas celulares e, consequentemente, dos tecidos, órgãos e sistemas. Proteínas reguladoras São as enzimas e os hormônios. As primeiras são especializadas na catálise de reações biológicas que determinam as atividades celulares, responsáveis por toda a fisiologia do organismo. Os hormônios são proteínas produzidas em órgãos especializados, servindo para regular o funcionamento de um organismo. Portanto, funcionalmente, podemos afir mar que as características de um organismo depen - dem das proteínas. Os ácidos nucleicos constituem o ma terial genético, responsável pela síntese das pro teí - nas estru turais e reguladoras. 2. O dogma central da genética molecular A relação DNA – RNA – pro teí nas esquematizada na fi gu ra 1 é conhe cida como o dog ma central da ge nética mole cular, que estuda as ati vida des gê nicas celulares por meio da ação dessas macro mo léculas. Fig. 1 – O dogma central da gené tica molecular. 3. A replicação É o processo de replicação do DNA, na interfase, que determina a divisão celular responsável pelo cres ci - mento, re generação e reprodução dos organismos co mo se ve rifica no esquema a seguir. Fig. 2 – Esquema da replicação. 4. A transcrição O DNA situa-se nos cromossomos, estruturas loca li - zadas no interior do núcleo; já a síntese de proteínas ocorre nos organoides citoplasmáticos, conhecidos como ribossomos, sob o comando genético do DNA. Por meio da transcrição, o DNA forma o RNA mensageiro (RNAm), para o qual transcreve a mensagem genética, na verdade, uma receita para síntese de uma proteína. 5. A tradução Saindo do núcleo, o RNAm atinge o ribossomo, que re cebe a mensagem contida e codificada no DNA. Na tradução, o ribossomo, de acordo com as ins truções co - dificadas no RNAm, se le cio na e enca deia os ami noáci - dos sin teti zan do a pro teí na. A se guir apresen ta mos um es que ma que re sume a ati vi da de gê nica. Fig. 3 – A ação gênica. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 91 92 BIOLOGIA Resumo A ação gênica As características genéticas são determinadas por proteínas estruturais e reguladoras (enzimas e hormônios), codificadas por genes e produzidas nos ribossomos Ação gênica Replicação: DNA g DNA Transcrição: A codificação da proteína no DNA é transcrita para o RNAm Tradução: a proteína codificada no RNAm é sintetizada Exercícios Resolvidos � (MODELO ENEM) – As hemácias do ho - mem e dos mamí feros não têm núcleo. São produzidas pela divisão de células precursoras existentes na medula óssea, que acumulam granulações no seu citoplasma, perdem o nú - cleo e começam a produzir e acumular hemoglobina. Depois de 120 dias são des - truídas no baço e o ferro é reaproveitado. A síntese de hemoglobina ocorre principalmente depois de a célula eliminar o núcleo. Isso demonstra que o núcleo e o seu DNA, embora con tenha a informação original, já não são essenciais para manter a síntese proteica. É possível isolar dessas células anu cleadas um outro ácido nucleico, que injetado num óvulo de sapo induz a síntese de uma hemoglobina cuja estrutura pri mária é a da espécie da qual o ácido nucleico foi extraído. Esse ácido é um ácido ribonucleico e denomina-se RNA mensageiro (mRNA) porque é ele que transfere a informação do DNA para a proteína. (Extraído do livro A Biologia e o Homem – Isaias RAW – EDUSP). Em função do texto assinale a alternativa correta. a) Células anucleadas não sintetizam proteínas. b) Hemácias velhas são destruídas na medula óssea. c) Células anucleadas não apresentam ácidos nucleicos. d) O DNA contém e transfere a codificação da proteína. e) O DNA é transcrito em RNA mensageiro que por sua vez é traduzido numa proteína. Resposta: E � (MODELO ENEM) – O DNA leva a infor - ma ção genética de célula a célula e de geração a geração. A informação genética é usada para sintetizar proteínas, as moléculas responsáveis pelas características dos organismos. A separa - ção espacial entre a informação genética e o local da síntese de proteínas em células eucarió ticas torna necessária a presença de uma classe intermediária de moléculas que leve a infor mação dos genes no núcleo para o citoplasma, onde tal informação é usada para dirigir a sín tese de proteínas. Esse fluxo de informação é assim ilustrado: Os números 1, 2 e 3 indicam, respectivamente, os seguintes processos: a) replicação, tradução e transcrição. b) replicação, transcrição e tradução. c) transcrição, replicação e tradução. d) tradução, transcrição e replicação. e) tradução, replicação e transcrição. Resolução O processo 1 indica a replicação ou autodupli - cação do DNA. Em 2 ocorre a transcrição, produção do RNAm por meio do DNA. Em 3 a informação genética é traduzida através da síntese de proteínas. Resposta: B Exercícios Propostos � (UFRJ) – O fígado dos vertebrados produz determinadas proteínas que não sãosintetizadas por outros órgãos: por exemplo, a albumina é sintetizada pelo fígado mas não pelo rim ou pelo cérebro do mesmo organismo. Podemos afirmar que as células do cérebro e do rim não possuem o mesmo gene para albumina? Justifique a sua resposta. RESOLUÇÃO: Não. Todas as células do organismo possuem os mesmos genes. O que ocorre é a expressão diferencial, ou seja, o gene para albumina se expressa no fígado e é reprimido no cérebro e no rim. � O DNA apresenta duas propriedades importantes para a ação dos genes e para a transmissão das características por ele condicionadas. São elas: a) replicação e transcrição. b) transcrição e tradução. c) replicação e tradução. d) replicação e mutação. e) mutação e transcrição. Resposta: A C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 92 93BIOLOGIA � (UNICAMP) – Ribossomos são formados por RNA e pro - teínas, sintetizadas pelos processos de transcrição e tradução, respectivamente. a) Onde esses processos ocorrem na célula eucariótica? b) O que acontecerá com os processos de transcrição e tradução se ocorrer uma inativação na Região Organizadora do Nucléolo? RESOLUÇÃO: a) A transcrição ocorre no núcleo e a tradução nos ribossomos. b) A tradução não acontecerá, porque não ocorrerá a formação do nucléolo, que é responsável pela produção dos ribossomos. � A figura seguinte representa um modelo de trans missão da informação genética nos sistemas biológicos. No fim do processo, que inclui a replicação, a transcrição e a tradução, há três formas proteicas diferentes denominadas a, b e c. Depreende-se do modelo que a) a única molécula que participa da produção de proteínas é o DNA. b) o fluxo de informação genética, nos sistemas biológicos, é unidirecional. c) as fontes de informação ativas durante o processo de transcrição são as proteínas. d) é possível obter diferentes variantes proteicas a partir de um mesmo produto de transcrição. e) a molécula de DNA possui forma circular e as demais moléculas possuem forma de fita simples linearizadas. RESOLUÇÃO: O modelo que representa o fluxo de informações genéticas nos sistemas biológicos aponta para a possibilidade da produção de diferentes proteínas, a partir de um mesmo produto de transcrição (RNA). Resposta: D � (FATEC) – Mapas conceituais são diagramas que organizam informa ções sobre um determinado assunto por meio de interligação de conceitos através de frases de ligação. Os conceitos geralmente são destacados por molduras e são utilizadas setas para indicar o sentido das proposições. O mapa conceitual a seguir refere-se à relação entre cro mos - somos e proteínas, e nele quatro conceitos foram omitidos. Os conceitos I, II, III e IV podem ser substituídos, correta e respectivamente, por a) RNA, DNA, aminoácidos e nucleotídeos. b) RNA, DNA, nucleotídeos e aminoácido. c) DNA, RNA, nucleotídeos e aminoácidos. d) DNA, RNA, monossacarídeos e aminoácidos. e) DNA, RNA, monossacarídeos e nucleotídeos. RESOLUÇÃO: Cromossomos são compostos por DNA (I). Genes são transcritos em RNA (II). DNA e RNA são formados por nucleotídeos (III). Proteínas são formadas por aminoácidos (IV). Resposta: C Cromossomos são compostos por I possui Genes são transcritos em II IIIé formado por é traduzido em Proteínas são formados por são formadas por Fosfato Açúcar Base nitrogenada IV C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 93 94 BIOLOGIA 2. O conceito de gene O gene é a estrutura física funcional da hereditariedade. Consiste de um segmento de DNA contendo regiões regulatórias e regiões codificantes. Os genes atuam de maneira direta ou indireta no controle do metabolismo celular. Essa atuação pode ocorrer através da codificação de proteínas ou simplesmente pela transcrição de diferentes tipos de RNAs. 3. Códigos e símbolos Um código é um sistema de símbolos usado para traduzir uma informação. Assim, a linguagem escrita é um código que usa como símbolos as 25 letras do alfa - beto, por exemplo. Da mesma forma, na embalagem de qualquer produto aparece um código de barras que especifica o preço. 4. O código genético No caso do código genético existem 4 símbolos, representados pelos 4 tipos de nucleotídeos, abreviados pela letra inicial. Assim temos: As proteínas são cons ti tuídas por 20 tipos de ami - noácidos. Se cada nu cleo tídeo codificasse um único ami - noácido, apenas 4 po deriam ser codificados. Dois nucleotídeos tam bém seriam insuficientes, pois, reu ni dos dois a dois, só permitem 16 arranjos com repe tição, ou seja, apenas 16 aminoácidos seriam co di fi - cados. Se a mensagem gené tica fosse constituída por ar - ranjos de 3 letras, com repe tição, teríamos 64 possibi - lidades, mais do que sufi cientes para codificar 20 tipos de aminoácidos. A adenina – nucleotídeo C citosina – nucleotídeo G guanina – nucleotídeo T timina – nucleotídeo AA CA GA TA AC CC GC TC AG CG GG TG AT CT GT TT 3 nucleotídeos 1 códon Vários códons 1 gene Vários genes 1 molécula de DNA 1. A colinearidade DNA e proteína O DNA e a proteína são polímeros, isto é, moléculas formadas por uma se quên cia li near de mo nô meros. No DNA e na proteína os mo nôme ros são, respecti va men te, nu cleo tídeos e aminoá cidos. O DNA é coli near com a pro teí na que ele codifica, ou seja, a se quência de nucleo tídeos do DNA espe cifica a se quência de aminoácidos de uma proteína (Fig. 1). Fig. 1 – A colinearidade DNA e proteína. 5 Palavras-chave: O código genético • Colinearidade • Gene • Códon • Degeneração • Universalidade C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 94 95BIOLOGIA 5. A representação completa do código genético Nas tabelas de código genético, os códons são re pres entados em termos de RNA mensageiro. Segunda base Primeira base U C A G Terceira base U UUU fen UUC fen UUA leu UUG leu UCU ser UCC ser UCA ser UCG ser UAU tir UCU tir UAA fim UAG fim UGU cis UGC cis UGA fim UGG tri U C A G C CUU leu CUC leu CUA leu CUG leu CCU pro CCC pro CCA pro CCG pro CAU his CAC his CAA gln CAG gln CGU arg CGC arg CGA arg CGG arg U C A G A AUU ile AUC ile AUA ile AUG met ACU tre ACC tre ACA tre ACG tre AAU asn AAC asn AAA lis AAG lis AGU ser AGC ser AGA arg AGG arg U C A G G GUU val GUC val GUA val GUG val GCU ala GCC ala GCA ala GCG ala GAU asp GAC asp GAA glu GAC glu GGU gli GGC gli GGA gli GGG gli U C A G Abreviações para os aminoácidos ala arg asn asp cis gln glu gli his ile alanina arginina asparagina ácido aspártico cisteína glutamina ácido glutâmico glicina histidina isoleucina leu lis met fen pro ser tre tri tir val leucina lisina metionina fenilalanina prolina serina treonina triptofano tirosina valina Outra abreviação: fim, término de um gene C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 95 96 BIOLOGIA 6. Códons de iniciação e terminalização A síntese de uma proteína é iniciada quando um ribos somo se organiza, no RNAm, sobre o códon de iniciação AUG. Este códon codifica o aminoácido metionina (Met), de forma que todas proteínas começam com a metionina. A cadeia termina quando o ribossomo atinge um dos três códons de terminalização ou finali zação representados por: UAA, UAG e UGA. 7. As propriedades do código genético O código genético apresenta duas propriedades: degeneração e universalidade. Dizemos que o código é degenerado porque a maioria dos aminoácidos é codifi cada por dois ou mais códons. O fato é notório, quando verificamos que existem 64 códons para codificar ape nas 20 aminoácidos. O código é universal porque cada códon codifica sempre o mesmo aminoácido em qual quer orga nismo, inclusive os vírus. Algumas exceções ao conceito de universalidade foram descobertas no DNA mito con drial, onde, por exemplo, AUA codifica isoleucina no código do DNA nuclearuniversal e me tionina no código do DNA mitocondrial humano. Resumo O código genético Colinearidade DNA proteína DNA – cadeia de nucleotídeos Proteína – cadeia de aminoácidos Conceito de gene Segmento de DNA contendo uma informação genética O código genético Códon Trio de bases que codifica um aminoácido. Exemplo: GUC – alanina Número de códons 64 Códon de iniciação AUG Códons de terminalização UAA, UAG, UGA Propriedades 1. Degeneração: cada aminoácido é codificado por mais de um códon. 2. Universalidade: é o mesmo para todos os seres vivos C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 96 97BIOLOGIA Exercícios Resolvidos � (MODELO ENEM) – Um trecho de um pep tí dio tem a se guin te estrutura primária: Met – Ser – Phe – Cys – Ile Dado: Código genético parcial Um gene que codificasse essa sequência de aminoácidos, poderia ser “escrito” de quantas maneiras? a) 72 b) 14 c) 64 d) 5 e) 1 Resposta: A � MODELO ENEM (PUC-SP) – No interior de um blas tômero, célula embrionária, moléculas de DNA polimerase produzidas no retículo endoplas mático rugoso migraram para o núcleo, onde tiveram papel importante na duplicação dos cromossomos, o que levou a célula a se dividir. O trecho acima faz referência aos processos de síntese de a) proteínas, síntese de DNA e mitose em uma célula embrionária. b) proteínas, síntese de DNA e mitose em uma célula somática. c) proteínas, síntese de DNA e meiose em uma célula germinativa. d) lipídios, síntese de RNA e mitose em uma célula embrionária. e) lipídios, síntese de RNA e meiose em uma célula germinativa. Resolução A polimerase é uma enzima, consequen te men - te, uma proteína produzida no retículo ru go so. A enzima vai atuar na replicação da molécula de DNA, acarretando a duplicação cromossômica. Após esse processo a célula se divide por mitose, permitindo o crescimento do embrião. Resposta: A Códons Aminoácidos UUU, UUC Phe UGU, UGC Cys UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC Ser AUU, AUC, AUA Ile AUG Met Exercícios Propostos � (UFRJ) – Usando a tabela do código genético, é possível deduzir a sequência de aminoácidos de uma proteína a partir da sequência de nucleotídeos do RNA mensageiro que a codifica. Indique se é possível, dada a sequência de aminoácidos de uma pro teí na de um eucarioto, deduzir a sequência de seu gene. Justifique sua resposta. RESOLUÇÃO: Não. O código genético é degenerado, isto é, pode haver códons diferentes para um determinado aminoácido. � Em relação ao código genético, considere as seguintes afirmações: I. Os ácidos nucleicos contêm instruções específicas para o controle das atividades celulares, por meio da produção de proteínas as quais determinam o fenótipo. II. Três nucleotídeos, em sequência, constituem um códon, elemento que codifica um aminoácido no processo da síntese proteica. III. Degeneração é a propriedade do código genético de espe - cificar o mesmo aminoácido por meio de códons diferentes. IV. Dos 64 códons, três (UAA, UGA e UAG) não codificam qualquer aminoácido, atuando como ponto final, ou seja, servindo como término da cadeia. V. No RNAm, os códons são separados por sequências chamadas de íntrons. VI. A partir dos códons do RNAm, podem-se determinar, com precisão, as sequências de códons do DNA. São corretas apenas as afirmações: a) I, II e III. b) I, II e IV. c) I, III e IV. d) I, II, III e IV. e) II, IV, V e VI. Resposta: D C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 97 98 BIOLOGIA � (UERJ) – Alguns vírus, como o da poliomielite, contêm RNAs de fita simples (+), que podem funcionar diretamente como mensageiros na célula infectada. Esses RNAs possuem uma sequência nucleotídica necessária para que o códon de iniciação da síntese proteica seja identificado, como mostra o esquema a seguir: Considere, para um RNAm desse tipo, que sintetiza um peptídeo viral, as seguintes informações: • se a base nitrogenada adenina do códon de iniciação é a de número 1, a base uracila do códon de terminação será a de número 133, seguindo-se o sentido da tradução; • o códon UGG aparece duas vezes na porção desse RNA que codifica o peptídeo. Observe, na tabela abaixo, a identificação de alguns códons: O aminoácido metionina, introduzido no peptídeo pelo códon iniciador, é imediatamente removido após o término da tradução. A porcentagem de triptofano na composição da molécula desse peptídeo é de: a) 1,48% b) 1,55% c) 4,44% d) 4,65% RESOLUÇÃO: A base 133 inicia o código terminal. As 3 primeiras (AUG) codificam metionina, que é removida. Número total de bases = 132 Número de bases codificantes = 132 – 3 (AUG) = 129 Número de códons = 129/3 = 43 Número de códons do triptofano = 2 Porcentagem do triptofano = 2/43 . 100 = 4,65% Resposta: D � (VUNESP) – Analise a tabela de códons. O segmento do ácido nucleico, que servirá de modelo para a transcrição responsável pela informação do peptídeo formado pela sequência metionina – valina – lisina – leucina – histidina – cisteína, é a) AUGGUUAAACUCCAUUGUUAG. b) CUCUGUCAUAAAGUUAUGUAG. c) UACCAAUUUGAGGUAACAAUC. d) TACCAATTTGAGGTAACAATC. e) ATGGTTAAACTCCATTGTTAG. RESOLUÇÃO: Resposta: D Códon Aminoácido CUC Leucina UGU Cisteína CAU Histidina AAA Lisina GUU Valina AUG Metionina UAG Fim Códon Aminoácido codificado ou função AUG Metionina – iniciação UAA, UAG, UGA Terminação UGG Triptofano Aminoácidos Met Val Lis Leu His Cis Término RNAm AUG GUU AAA CUC CAU UGU UAG DNA TAC CAA TTT GAG GTA ACA ATC C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 98 99BIOLOGIA 1. As etapas da síntese proteica A síntese proteica é um processo complexo que com preende três etapas: transcrição, ativação de ami - noáci dos e tradução. A primeira ocorre nos cromos - somos, a segunda no hialoplasma e a terceira nos ribossomos. 2. A transcrição A primeira etapa da síntese proteica e, portanto, da ação gênica é a trans crição, que corresponde à formação do RNA mensageiro. O gene que codifica uma proteína sintetiza o RNAm para o qual trans creve a sua men sa - gem. Des ta can do-se do DNA, o RNAm atra ves sa um po - ro do en voltório nu clear e atinge o citoplas ma, on de se pren de a um ri bos somo, for man do um mol de para a síntese de uma pro teí na (Fig. 1). Fig. 1 – A transcrição. 3. A ativação de aminoácidos Fig. 2 – O RNA transportador, com o anticódon GAA. Nesta etapa atuam os RNA transportadores (RNAt), pequenas molé culas for ma das por uma cadeia com cerca de 80 nucleo tídeos, que se do bra lem brando uma fo lha de trevo (Fig. 2). Distinguem-se no RNAt duas regiões de união: o an ti códon e o ex tremo da mo lécula. O anticó don é uma se quência de três ba ses com ple men ta res a um có don do RNAm. As sim, por exemplo, o an ticódon GAA é com ple men tar ao có don CUU do RNAm. A ativação do ami noácido im plica na fi xação deste ao RNAt. O pro ces - so é catali sado pela en zi ma aminoacil RNAt sin tetase e envolve gas to de ATP (Fig. 3). Fig. 3 – A ativação de aminoácidos. O extremo da mo lé cula é a região de fixação do ami - noá cido. Nesta eta pa da sín tese pro teica ca da amino - ácido é apa nhado por um tipo espe cí fico de RNAt e le - vado para o ri bos somo. 4. A tradução Tradução é a produção de uma proteína de acordo com a especificação do RNAm. Nesse processo o ribos - somo movimenta-se ao longo do RNAm, encadeando aminoácidos e formando a proteína. O ribossomo é um diminuto organoide granular com 100 a 150 Å de diâ - metro, for ma do pela união de duas sub uni dades de ta - manho dife ren te. A subuni da de menor liga-se ao RNAm; na subunidade maior existem dois sítios usa dos para a fixa ção de amino ácidos. Acom panhe a tradu ção ob ser - van do a figura 4. 6 Palavras-chave: A síntese de proteínas • Transcrição • Ativação de aminoácidos • Tradução • Polissomo C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 99 100 BIOLOGIA Fig. 4 – A tradução. Ao sítio 1 se acopla um RNAt que apresenta um anticódoncomplementar ao primeiro códon do RNAm. No sítio 2, encaixa-se o segundo RNAt específico que transporta o segundo aminoácido. Entre os dois pri mei - ros aminoácidos, forma-se a ligação peptídica produ - zindo um dipeptídeo, enquanto o primeiro RNAt é liberado. O ribossomo desloca-se e aparece agora no segundo e terceiro códons do RNAm. O dipeptídeo apa - rece no sítio 1, ficando o sítio 2 livre para o acoplamento do terceiro RNAt. Com o deslocamento do ribossomo, o processo vai-se repetindo até a formação completa do polipep tídeo, ou seja, da proteína. Finalmente o RNAm e a proteína desligam-se do ribossomo. 5. O polissomo A cadeia do RNAm é muito longa, permitin do que vários ribos so mos rea li zem simulta nea mente a tradu - ção. Cha mamos de polis somos ou polirribossomos um conjunto de ri bos somos liga dos a uma molécula de RNAm, exe cu tan do o pro cesso de tra dução (Fig. 5). Fig. 5 – O polirribossomo, cadeia de ribos so mos unidos pelo RNA-m. 6. A importância das proteínas Proteínas são substâncias essenciais para a vida das células. Assim, a própria estrutura celular depende das proteínas nela contidas, dado que elas entram na cons tituição da membrana e dos constituintes nucleares e citoplasmáticos. A fisiologia celular é comandada por en zimas que são proteínas. A síntese de todas as pro teínas é controlada pelo DNA através do RNA. Con trolando essa sín tese, o DNA dirige todas as atividades celulares, res ponsáveis pelas ca rac te - rísticas dos dife rentes or ga nis mos. Resumo A síntese de proteínas Transcrição Síntese de RNAm a partir de um molde de DNA que constitui o gene. Ocorre nonúcleo. Ativação de aminoácidos Ligação de aminoácidos com o RNAt. Ocorre no hialoplasma. Tradução Processo em que a sequência de nucleotídeos do RNAm determina a incorporaçãode aminoácidos em uma proteína. Ocorre nos ribossomos. Exemplo DNA ATG CGC TAC GGC AAT RNAm UAC GCG AUG CCG UUA RNAt AUG CGC UAC GGC AAU Aminoácidos TIR ALA MET PRO LEU C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 100 101BIOLOGIA � A tabela a seguir mostra alguns códons do RNAm e os aminoácidos codificados por eles. Considere a seguinte molécula de DNA: Cadeia 1 – ATGCGCTACGGCAAT Cadeia 2 – TACGCGATGCCGTTA Levando em conta que a transcrição é feita pela cadeia 1, determine: a) a sequência de bases do RNAm transcrito; b) o anticódons dos RNAt; c) a sequência de aminoácidos do polipeptídeo. RESOLUÇÃO: a) UACGCGAUGCCGUUA b) AUG – CGC – UAC – GGC – AAU c) Tirosina – Alanina – Metionina – Prolina – Leucina � (UNICAMP) – Para que as proteínas sejam sintetizadas ocorre uma série de eventos no citoplasma, mas que dependem também do processo de transcrição que ocorre no núcleo. a) Quais são os componentes resultantes do processo de transcrição? b) Qual o papel de cada um desses compo nen tes na síntese proteica que ocorre no cito plas ma? RESOLUÇÃO: a) Os componentes resultantes da transcrição são: RNAm, RNAr e RNAt. b) O RNAm contém os códons que deter mi nam a sequência de aminoácidos da proteína. O RNAr faz parte da estrutura do ribossomo, organoide onde ocorre a síntese proteica. O RNAt se associa com o aminoácido e o trans porta ao ribossomo. Códons do RNAm Aminoácidos GCG Alanina GGC Glicina AUG Metionina UUA Leucina UAC Tirosina CCG Prolina UCA Serina � (MODELO ENEM) – Transcrição é o pro - ces so no qual a informação genética, determinada pelos códons, é transcrita para o RNAm. Cada aminoácido é codificado por um códon formado por 3 nucleotídeos. A trans - crição ocorre em uma velocidade de aproxima - damente 30 nucleotí deos por segundo. Qual é o tempo necessário para transcrever o RNAm que codifica o colá geno, proteína encontrada no tecido conjuntivo, constituída por 1550 aminoácidos? a) 2 minutos. b) 2 minutos e 35 segundos. c) 2 minutos e 50 segundos. d) 3 minutos. e) 3 minutos e 15 segundos. Resolução 1 aminoácido – 1 códon – 3 nucleotídeos 1550 aminoácidos – 1550 códons – 4650 nu - cleo tídeos 30 nucleotídeos – 1 segundo 4650 nucleotídeos – 155 segundos = 2 minutos e 35 segundos. Resposta: B � (MODELO ENEM) – O desenho abaixo re - pre senta um processo bioquímico em procarion tes. Após análise do desenho, pode-se afirmar corretamente: a) O processo representa a replicação do DNA com a consequente síntese de proteínas a partir do RNA mensageiro. b) No desenho, I representa o RNA mensa - geiro e III os RNA transportadores. c) O fenômeno é a síntese de uma proteína que ocorre no retículo endoplasmático rugoso da célula procariótica. d) A figura mostra a síntese de lipídios do retículo liso responsável pela produção da membrana plasmática da célula. e) No desenho, I é o DNA contido no núcleo, DNA é o RNA mensageiro aderido aos ribos somos associados ao retículo en - doplas mático. Resolução A figura representa a síntese de proteínas que ocorre numa célula procariota de bactérias onde I é o DNA, II, o RNAm e III, a proteína. A célula procariota não possui núcleo e estruturas membranosas no citoplasma. Resposta: A Exercícios Resolvidos Exercícios Propostos C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 101 102 BIOLOGIA � O esquema abaixo representa um segmento de uma proteína e os anticódons correspondentes aos aminoácidos. Os códons correspondentes ao DNA são: a) ACC – CAT – TGA – ATA – GTG b) UGG – GUA – ACU – UAU – CAC c) TGG – CAT – GTG – ATT – UAU d) UGG – CAU – GUG – AUA – CAU e) TAT – GTA – ACT – TAT – CAC Resposta: A � (CESGRANRIO) – Assinale a opção que associa correta - mente os ácidos nucleicos relacionados na segunda coluna, em algarismos arábicos, com as funções apresentadas na primeira coluna em algarismos romanos. I. Transmite a informação genética para outras células. II. Através da sequência de suas bases, determina a posição dos aminoácidos nas proteínas. III. Transporta os aminoácidos, unindo o seu anticódon ao códon do mensageiro. 1 – RNA transportador 2 – RNA ribossômico 3 – DNA 4 – RNA mensageiro a) I – 1, II – 2, III – 3 b) I – 2, II – 4, III – 1 c) I – 3, II – 4, III – 1 d) I – 2, II – 4, III – 1 e) I – 3, II – 1, III – 2 Resposta: C � (UNESP) – Em um segmento de cadeia ativa de DNA, que servirá de molde para a fita do RNA mensageiro, há 30 timinas e 20 guaninas. No segmento complementar há 12 timinas e 10 guaninas. Levando-se em consideração essas informações, responda: a) Quantas uracilas e quantas guaninas comporão a fita do RNAm transcrito do DNA ativado? b) Quantos aminoácidos deverão compor a cadeia de polipeptídeos que será formada? RESOLUÇÃO: a) 12 U e 10 G b) Cadeia ativa = 72 bases = 72/3 = 24 códons = 24 aminoácidos. DNA Cadeia complementar 30A 20C 12T 10G Cadeia ativa 30T 20G 12A 10C RNAm 30A 20C 12U 10G C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 102 103BIOLOGIA 1. Conceito A mutação gênica é uma mudança na estrutura do gene. Consiste numa alteração na sequência de bases do DNA ocorrida por um erro no processo de replicação. A mutação pode alterar o código genético e, conse quen - temente, uma característica do organismo. 2. Importância As mutações gênicas são importantes para o pro - cesso de evolução biológica, porque produzindo novas carac terísticas, aumentam as variações dos orga nismos. O meio ambiente atuando sobre essas varia ções realiza a chamada seleção natural, conser vando as favoráveis e eliminando as desfavoráveis. A moderna teoria sintética da evolução reconhece, na mutação gênica, um dos mais importantes fatores evolutivos. 3. Muton Muton é a unidade de mutação representada pela menor porção do gene que, ao ser alterado, provoca uma mutação. O muton envolve apenas a mudança de base de um único nucleotídeo. 4. Tipos de mutação As mutações gênicas podem ser classificadas em: substituição, deficiência e inserção. Substituição Consiste na substituição de uma base por outra, co - mo observamos na figura 1, onde na cadeia inferior, ade - nina foi substituída por guanina. As substituiçõessão classificadas em dois tipos: tran sições e transversões. Transição é substituição de purina por purina (A por G ou G por A) ou pirimidina por pirimidina (C por T ou T por C). Transversão é troca de purina por pirimidina ou vice-versa (A ou G por T ou C e vice-versa). Fig. 1 – A substituição. Deleção É a perda de bases, como se verifica na figura 2, em que, na cadeia inferior, adenina foi suprimida. Fig. 2 – A deficiência. Inserção É a colocação de um ou mais nucleotídeos numa cadeia de DNA, na figura 3 notamos a inserção de G – C. Fig. 3 – A inserção. 5. Mutações somáticas e germinativas As mutações somáticas ocorrem nas células so - máticas, podem alterar uma característica do organismo, mas não são transmitidas para os descendentes. As mu - ta ções germinativas podem ser transmitidas aos des - cen dentes e são importantes para a variabilidade gené - tica e a evolução dos organismos. 6. A degeneração e a mutação A degeneração do código genético constitui, para o organismo, uma proteção contra a mutação, uma vez que o novo códon pode codificar o mesmo aminoácido, não alterando a proteína e, consequentemente, o caráter. 7. Agentes mutagênicos As mutações podem ser espontâneas, quando de - terminadas por alterações químicas nas bases, e in - duzidas, quando decorrentes da ação de agentes físicos e químicos. Entre os agentes físicos citamos os raios X, 7 Palavras-chave: A mutação gênica • Muton • Substituição • Deleção • Inserção C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 103 104 BIOLOGIA alfa, beta e gama, capazes de alterar as bases e produzir quebras nas cadeias do DNA. Como agentes químicos aparecem os análogos de bases, substâncias que têm estruturas moleculares seme lhan tes às bases do DNA e, se pre - sen tes, po dem ser incor po radas durante a re plica ção. As sim, bro mou ra cil é quase igual à timina e pode substituí-la na repli ca ção do DNA. Contudo, dife ren temente da ti mi na, o bro mou racil pareia com a gua nina, produzindo uma mutação do tipo transição (Fig. 4) com subs tituição de A – T por G – C. As proteínas apresentam uma estrutura primária que corresponde à sequência linear – os seus aminoácidos. A estrutura secundária é helicoidal e mantida por ligações de hidrogênio. Essa estrutura dobra-se devido à polaridade dos radicais dos aminoácidos formando a estrutura terciária. Algumas proteínas ainda possuem uma estrutura quartenária que é determinada pela reunião de diferentes estruturas terciárias. A forma da proteína determina a sua função. A mudança da forma, resultante de mutações no gene, causa a mudança na função, ou torna a proteína disfuncional. Fig. 4 – A transição pro vo cada por bromouracil (Bu). Fig. 5 – Tipos de estrutura de proteínas. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 104 105BIOLOGIA � (MODELO ENEM) – Não escapou à nossa atenção que o pareamento específico que estamos postulando sugere imediatamente um possível mecanismo de cópia para o material genético. (Em “Molecular Structure of Nucleic Acids”, de J. Watson e F. Crick, revista Nature, nº 4356, pág. 737, de 25 de abril de 1953) A partir da afirmação destacada no texto de Watson e Crick, em seu trabalho original, e de seus conhecimentos sobre a importância do trabalho desses dois cientistas, escolha a alternativa correta. a) O pareamento citado ocorria entre os gru - pamentos fosfato e as desoxirriboses do DNA. b) A existência de duas cadeias pareadas no DNA possibilitava um processo simples de autoduplicação. c) O mecanismo de cópia citado serviria ape - nas para a síntese de moléculas de RNA men sageiro. d) O pareamento ocorreria sempre entre duas bases púricas ou entre duas bases pirimídicas. e) Não haveria relação entre o pareamento do DNA e a cópia do material genético. Resolução A molécula de DNA é constituída por duas cadeias de polinucleotídeos dispostos em espiral com propriedade de autoduplicação, isto é, produzir cópias idênticas à molécula original. Resposta: B � (MODELO ENEM) – Os ribossomos são organoides citoplasmáticos responsáveis pela síntese de proteínas a partir de um código emi - tido pelo DNA. Quanto à síntese de proteí nas pode-se afirmar corretamente: a) Para sintetizar moléculas de diferentes pro - teínas, é necessário que diferentes ribossomos percorram a mesma fita de RNAm. b) Se todo o processo de transcrição for impedido em uma célula, a tradução não será afetada. c) É a sequência de bases no RNAt que determina a sequência de aminoácidos em uma proteína. d) Se houver a substituição de uma base nitrogenada no DNA, nem sempre a proteína resultante será diferente. e) A sequência de aminoácidos determina a função de uma proteína, mas não tem relação com sua forma. Resolução A mutação do DNA pela substituição de uma base nitrogenada nem sempre produz uma proteína diferente em consequência da degene ração do código genético, isto é, um mesmo aminoácido pode ser determinado por dois ou mais códons. Resposta: D Exercícios Resolvidos Resumo A mutação gênica Conceito Mudança nas bases do DNA, alterando o código genético Importância Variação genética Muton Unidade de mutação Tipos Substituição – troca de uma base por outra Deleção – perda de base Inserção – introdução de bases Ocorrência Células somáticas (não transmitidas) e germinativas (transmitidas) Degeneração Proteção contra a mutação Mutagênicos Agentes físicos (radiações) e químicos (bromouracil) C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 105 106 BIOLOGIA � (UNICAMP) – O metabolismo celular é controlado por uma série de reações em que estão envolvidas inúmeras proteínas. Uma mutação gênica pode determinar a alteração ou a ausência de algumas dessas proteínas, levando a mudanças no ciclo de vida da célula. a) Explique a relação que existe entre gene e proteína. b) Por que podem ocorrer alterações nas proteínas quando o gene sofre mutação? c) Em que situação uma mutação não altera a molécula pro - teica? RESOLUÇÃO: a) O gene codifica a sequência de aminoácidos de todas as proteínas produzidas nas células. b) Por causa das alterações que ocorrem nos aminoácidos. c) Quando, devido à degeneração do código, o novo códon codifica o mesmo aminoácido. � (UFRJ) – A anemia falciforme é uma doença que resulta da substituição de um aminoácido ácido glutâmico pela valina na hemoglobina. Examinando-se a tabela do código genético, é possível identificar as alterações no RNA que formam o códon da valina na hemoglobina da anemia falciforme. Identifique as duas alterações nos códons do RNA que mais provavelmente explicariam a transformação de ácido glutâmico em valina. RESOLUÇÃO: As alterações são GAA em GUA e GAG em GUG, porque essas mudanças ocorrem em consequência de uma única troca de bases, enquanto as outras dependem de mais substituições. Aminoácido Códon Valina GUA GUC GUG GUU Ácido glutâmico GAA GAG Exercícios Propostos C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 106 107BIOLOGIA � (UEL) – O esquema abaixo representa uma mutação gênica. A partir dele, foram fei tas as seguintes afirma ções: I. Em uma das fitas da molé cula, ocorreu muta ção por perda de base. II. Após a duplicação, uma das moléculas apre senta al te ração em um par de bases. III. Na tradução, po derá ser produzida uma pro teína cu ja se - quência de ami noá cido ficará total mente alterada a partir do ponto da mutação. Dessas afirmações, apenas a) I é verdadeira. b) II é verdadeira. c) III é verdadeira. d) I e II são verdadeiras. e) II e III são verdadeiras. Resposta: B � Após tratar culturas de bactérias com doses de um agente mutagê nico capaz de induzir uma única mutação pontual, ou seja, que afeta apenas um nucleotídeo por célula, analisou-se a sequência de aminoácidos de uma determinada proteína em diversos mutantes gerados. Verificou-se assim que um desses mutantes produzia uma proteína que diferia da original pela ausência de 35 aminoácidosem uma das extremidades da cadeia peptídica. Explique como essa única mutação pontual pode fazer com que a síntese de proteína seja interrompida prematuramente. RESOLUÇÃO: A mutação deve ter alterado um códon que codificava um aminoácido transformando-o em um códon de parada, que interrompe a leitura do RNAm pelo ribossoma. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 107 108 BIOLOGIA � (PUC-RJ) – Diversas doenças estão relacionadas a mutações no material genético. Porém, mutações pontuais, com a alteração de apenas uma base nitrogenada, muitas vezes não resultam em substituição efetiva do aminoácido correspondente ao códon mutado na proteína produzida. Isto se dá devido ao fato de: a) o código genético ser universal. b) o código genético ser repetitivo ou degenerado. c) o erro ser corrigido pela célula durante a tradução. d) o código genético não poder sofrer alterações. e) os genes mutados não serem transcritos ou traduzidos. Resposta: B � Um dos códons do ácido glutâmico é GAA. Se uma mutação ocorrer modificando o primeiro A para U, então o códon GUA passa a codificar a valina. A mutação gênica é classificada como a) mutação de substituição por transição. b) mutação de substituição por transversão. c) mutação de substituição por translocação. d) mutação de substituição por deficiência. e) mutação por inversão. Resposta: B C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 108 109BIOLOGIA 8 Palavras-chave: A Lei da Segregação • Linhagem Pura • Híbrida • Autofecundação 1. Os trabalhos de Mendel A teoria da fusão ou mistura de material hereditário era a que predominava na era pré-mendeliana. O material hereditário seria uma espécie de fluido. De acordo com esse conceito, animais pretos cruzados com brancos produziriam animais cinza; a geração resultante do cruzamento de animais cinza também deveria ser cinza. A grande contribuição de Mendel foi substituir a teoria da mistura por uma teoria que envolve partículas. Durante oito anos Mendel trabalhou selecionando, plantando, cruzando ervilhas e analisando resultados. As regras básicas da herança foram apresentadas por Mendel em 1865, mas permaneceram ignoradas por muitos anos. A teoria mendeliana foi redescoberta em 1900 por três botânicos, o holandês Hugo de Vries, o alemão Carl Correns e o austríaco Erich von Tschermak-Seysenegg, que trabalharam independentemente, marcando o início da moderna Genética. As partículas hereditárias que Mendel chamou de fatores hereditários são hoje conhecidas como genes. Gregor Mendel (1822-1884), monge austríaco cujos experimentos com ervilhas constituíram as bases da Genética. 2. A Lei da Segregação A Lei da Segregação, ou Primeira Lei de Mendel, estabelece que cada caráter de um ser vivo é condicio - nado por um par de genes, que se separam na formação dos gametas; estes recebem somente um gene de cada par. A segregação dos genes é determinada pela disjunção dos cromossomos homólogos, que acontece na meiose (figura 1). Fig. 1 – A disjunção dos cromossomos homólogos, determinando a segregação dos genes alelos no processo da meiose. 3. Conceitos básicos da Genética Para exemplificar conceitos básicos da Genética utilizaremos como exemplo a drosófila, mosca das frutas, um material clássico de pesquisa que começou a ser estudado pelo biólogo e geneticista norte-americano Thomas M. Morgan em 1910. Genes alelos Em cada caráter atuam dois genes alelos (no esquema acima: a e A, ou seja, duas formas alternativas de um gene. Os alelos ocupam a mesma posição (locus) em cromossomos homólogos e serão separados um do outro durante a meiose. Em drosófilas, o tamanho das asas é condicionado por um alelo que determina asas longas, denominado normal, e outro, produtor de asas atrofiadas, chamado de vestigial. Quando uma mosca apresenta os dois Os fatores hereditários são os genes. C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 109 110 BIOLOGIA alelos, normal e vestigial, suas asas são normais. Daí chamarmos de dominante o gene para asas longas, e de recessivo o gene para asas vestigiais. Designaremos o gene dominante por V e o recessivo por v. Genótipo Genótipo é a constituição genética de um organismo, representada pelos símbolos dos genes que estão sendo considerados. No condicionamento das asas da drosófila, evidenciamos três genótipos: VV, Vv e vv. � Homozigose – a união de gametas que transportam alelos idênticos produz um genótipo homozigótico. Um ser homozigoto produzirá somente um tipo de gameta. � Heterozigose – a união de gametas portadores de alelos diferentes produz um genótipo heterozigótico, que produzirá dois tipos de gametas (figura 2). Fig. 2 Fenótipo Fenótipo é o caráter exibido pelo organismo como resultado da interação do genótipo com o meio ambiente. Resumo A Lei da Segregação Análise de um cruzamento Ervilha amarela x ervilha verde i 100% ervilha amarela iautofecundação 75% amarelas : 25% verdes Lei da Segregação Cada caráter é determinado por dois genes que se separam nos gametas Interpretação do cruzamento Genes: V – amarelo (dominante) v – verde (recessivo) VV x vv = 100% Vv Vv x Vv = 25% VV : 50% Vv : 25% vv C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 110 111BIOLOGIA � Considere o cruzamento de um bode sem chifres com três cabras. Em cada cruzamento, foi gerado apenas um filhote. Observe os dados na tabela: Admita que a ausência de chifres em caprinos seja uma característica monogênica dominante. Utilizando as letras A e a para representar os genes envolvidos, determine os genótipos do bode e das três cabras. RESOLUÇÃO: Bode: Aa Cabra 1: aa Cabra 2: aa Cabra 3: Aa � No milho, a altura das plantas é determinada por um par de alelos. No cruzamento de uma planta alta com outra baixa, a geração F1 apresentou 100% de plantas altas. Com base nessas informações, responda: a) Qual dos alelos é o dominante? Como você chegou a essa conclusão? b) Se duas plantas da geração F1 forem cruzadas, qual a proporção fenotípica esperada na descendência? RESOLUÇÃO: a) O alelo B que condiciona planta alta, por aparecer integral - mente na F1. b) Alelos: B (planta alta) e b (planta baixa) Cruzamento: Bb x Bb = 1BB : 2Bb : 1bb = 3 altas : 1 baixa Cabra Presença de chifres na cabra no filhote 1 sim não 2 sim sim 3 não sim � (MODELO ENEM) – Na cultura do milho, ocor re um gene respon sável pela altura das plantas. Indivíduos de genótipo BB são altos e indivíduos de genótipos bb são baixos. Do cru - zamento de duas plantas de genótipo BB x bb, a descen dência, na geração F1, apresentou 100% de plantas altas. A partir dessas infor mações não se pode afirmar que a) o alelo que determina planta alta, por se expressar em todos os descendentes da F1, é dominante. b) se as plantas de F1 forem intercruza das, seus descendentes nunca apresentaram plantas baixas. c) o cruzamento de uma planta alta de F1 com outra baixa produzirá plantas altas e baixas na proporção de 1 : 1. d) o meio ambiente poderá influir na altura das plantas. e) se houvesse codominância entre os alelos, as plantas teriam também estatura média. Resolução O cruzamento de plantas F1 entre si (Bb x Bb) produzirá a seguinte geração: 3 plantas altas : 1 planta baixa. Resposta: B � (MODELO ENEM) – Em uma população de mariposas, 96% dos indivíduos têm cor clara e 4%, cor escura. Indivíduos escuros cruzados entre si produzem, na maioria das vezes, des cen dentes claros e escuros. Já os cruza men tos entre indivíduos claros produzem, sempre, ape nas descendentes de cor clara. Esses resulta dos sugerem que a cor dessas mariposas é condicionada por a) um par de alelos, sendo o alelo para cor clara dominante sobre o que condiciona cor escura. b) um par de alelos, sendo o alelo para cor escura dominante sobre o que condiciona cor clara. c) um par de alelos, que não apresentam do - mi nância um sobre o outro. d) dois genes ligados com alta taxa de re - combinação entre si. e) fatores ambientais,como a coloração dos troncos onde elas pousam. Resolução O cruzamento de escuros entre si, produzindo escuros e claros indica que escuro é dominante e que os indivíduos cruzados são heterozigotos. Resposta: B Exercícios Resolvidos Exercícios Propostos C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 111 112 BIOLOGIA � Cruzando-se ervilha de semente lisa com ervilha de se - men te rugosa, obtêm-se em F1 apenas ervilhas de semente lisa. Cruzando-se essas ervilhas F1 entre si obtêm-se 1.800 des cen dentes. Quais os resultados obtidos em F2? RESOLUÇÃO: Genes: R (lisa) e r (rugosa) Cruzamentos: (P) RR x rr (F1) Rr x Rr (F2) RR Rr Rr rr 75% ou 3/4 lisas ; 25% ou 1/4 rugosas Lisas = 75% de 1800 = 1.350 Rugosas = 25% de 1800 = 450 � Em moscas drosófilas (Drosophila melanogaster), o tipo selvagem apresenta asas longas, eficientes para o voo. Existe uma variedade incapaz de voar, com asas curtas (vestigiais), uma alteração resultante de mutação no gene que determina a forma e o tamanho das asas. O esquema a seguir apresenta cruzamentos envolvendo moscas selvagens e de asas vestigiais. O cruzamento inicial (P) é realizado com moscas puras para as citadas características. Fêmeas resultantes (F1) são cruzadas com machos de asas vestigiais puros, obtendo-se a geração F2. Sobre os resultados obtidos, é correto afirmar que a) em F2 ocorrem quatro fenótipos diferentes quanto ao tipo de asa. b) o gene que determina asa vestigial é recessivo em relação ao gene para asa longa. c) o resultado numérico obtido em F2 mostra uma proporção fenotí pica muito diferente da esperada teoricamente. d) o gene que determina asa longa só se expressa em fêmeas. e) as fêmeas usadas no cruzamento P são geneticamente idênticas às da geração F1. Resposta: B C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 112 113BIOLOGIA FRENTE 1 Módulo 1 – Os seres vivos e os tipos de células � Considerando-se a estrutura celular, como são classificados os seres vivos? � A estrutura a seguir representa uma célula procariota. Pergunta-se: a) Em qual grupo de seres vivos encontra-se esse tipo de célula? b) Quais estruturas estão indicadas em 1, 2, 3, 4 e 5? � Em quais reinos de seres vivos encontram-se as células eucariotas? � Quais são as estruturas celulares encon tradas em todas as células, sejam elas procariotas, sejam elas eucariotas? � (UNICAMP) – Compare uma célula procariótica com uma célula eucariótica, quanto aos seguintes aspectos: a) grupos de seres vivos nos quais esses tipos de célula ocorrem; b) características diferenciais desses dois tipos de células. � Observe as afirmativas de 1 a 5 que completam a questão. Se um ser vivo for formada por uma célula procariótica, ele 1– não apresentará envoltório nuclear. 2– poderá ser uma bactéria. 3– não apresentará parede celular. 4– apresentará ribossomos e lisossomos. 5– não apresentará nucléolo e nem mitocôndrias. Quais são as afirmações corretas? a) 1, 2 e 3. b) 1, 2 e 5. c) 1, 3 e 5. d) 3, 4 e 5. e) 1, 2, 3, 4 e 5. � As bactérias são organismos unicelulares procarióticos, agrupados no Reino Monera e subdivididos em dois grupos distintos e pouco relacionados evolutivamente: arqueobactérias e eubactérias. Sobre as bactérias, é incorreto afirmar: a) As bactérias halófitas são arqueobactérias que vivem em ambientes aquáticos salgados. b) As arqueobactérias termoacidófilas habitam fontes de águas quentes e ácidas. c) As bactérias são envolvidas por uma parede celular rígida, constituída de peptidioglicanos. d) As eubactérias formam um grupo bastante diversificado, que habita os mais diversos ambientes, inclusive o corpo humano. e) As bactérias fotossintetizantes e quimios sin tetizantes são bactérias heterotróficas, ou seja, que têm a capacidade de fabricar suas próprias substâncias orgânicas, usando substâncias inorgânicas e energia obtidas do ambiente. Das características apresentadas abaixo, a única que não podemos encontrar em bactérias é a) Plasmídio, molécula circular adicional de DNA. b) Material genético envolto por membrana. c) Parede celular, responsável pela forma e proteção da célula. d) Ribossomo, responsável pela síntese de proteínas. e) Cápsula, estrutura que dificulta a fagocitose por glóbulos brancos. A figura a seguir representa o esquema de uma célula animal vista ao microscópio eletrônico. Exercícios-Tarefa C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 113 Considerando-se o aspecto evolutivo da célula animal, a partir de célula mais simples, explique a origem das estruturas I e II. � Qual a natureza química da organela III e sua função? � Identifique a organela IV e relacione a sua função com a II. Módulo 2 – Evolução da célula eucariota vegetal � As figuras a seguir representam duas células pertencentes a grupos diferentes de organismos. a) Identifique as células A e B. b) Quais grupos de organismos apresentam essas células? c) Identifique as estruturas numeradas de I a V. � Bactérias do grupo das rickétsias são consideradas células procarióticas incompletas, que não possuem capacidade de multiplicação independente da colaboração de células eucarióticas, que elas parasitam. Existem organóides das células cuja origem evolutiva é atribuída a parasitas intracelulares semelhantes às rickétsias. a) Que organóide, presente em células animais e vegetais, provavelmente teve essa origem? b) Cite uma característica desse organóide que fundamenta essa explicação para sua origem. � (UNICAMP) – São estruturas encontradas em vegetais: a) parede celular, grana, arquêntero, mito côndria, DNA. b) mitocôndria, vacúolo, tilacoide, vasos, cro mossomo. c) mitocôndria, carioteca, axônio, núcleo, estroma. d) dendrito, cloroplasto, DNA, endométrio, estômato. � As células são caracterizadas por apresen tarem uma membrana plasmática que separa os meios intra e extracelular. Essa membrana deve estar sempre íntegra para que possa a) impedir a penetração de substâncias exis tentes em excesso no meio extracelular. b) possibilitar à célula manter uma compo sição própria. c) permitir o livre ingresso de íons na célula. d) regular trocas entre as células e o meio, permitindo somente a passagem de molécu las do meio intra para o extracelular. e) manter seu conteúdo, não necessitando de metabólitos do meio externo. � Mitocôndrias e cloroplastos apresentam várias carac - terísticas encontradas nas células, como a presença de membranas, ribossomos livres e DNA, sendo capazes, portanto, de sintetizarem proteínas e de se dividirem. Essas características levaram cientistas como Lynn Margulis, nos anos de 1960, a propor que “células de plantas e dos nossos corpos animais (assim como fungos e todos os outros seres compostos de células com núcleo) surgiram por meio de uma sequência específica de incor porações de diferentes tipos de bactérias”. De acordo com essa característica, as mito côndrias e os cloroplastos, quando abordados em Biologia Celular, devem ser considerados como a) parasitas estritos. b) formas extracelulares. c) seres competidores. d) endossimbiontes. e) produtores. � (CESGRANRIO) – O desenho abaixo representa a concepção idealizada de uma célula com suas estruturas assinaladas. Pergunta-se: a figura, indiscriminadamente, aplica- se a qualquer tipo de célula eucariota ou procariota? Justifique sua resposta. 114 BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 114 Módulo 3 – Célula vegetal: plastos e vacúolos � Quais são as estruturas típicas de células vegetais? � Quais as funções atribuídas à parede celular das células vegetais? � Observe os esquemas abaixo, que reprodu zem as características mor fológicas dos tipos celulares I e II com as respectivas es truturas assinaladas. Nesses tipos ce lu lares, po de-se afir mar que as estru tu ras que são tí pi cas da cé lula vege tal estão mar cadas com os se guin tes nú meros: a) 1 e 4 b) 2 e 3 c) 5 e 9 d) 6 e 7 e) 8 e 10 � São estruturasexclusivas da célula vegetal: a) Centríolos e peroxissomos. b) Parede celulósica e cloroplastos. c) Mitocôndria e complexo de Golgi. d) Membrana citoplasmática e vacúolo. e) Retículo Endoplasmático Rugoso e ribossomos. � (UNESP) Ação implacável Pesquisadores descobrem no solo antibiótico natural capaz de matar bactérias resistentes causadoras de doenças graves, como infecções hospitalares e tuberculose. (http://cienciahoje.uol.com.br) O novo antibiótico, a teixobactina, impede a síntese da parede celular de alguns tipos de bactérias por se ligar a substâncias precursoras de lipídios dessa parede. Além de presente nas bactérias, a parede celular também é encontrada a) nas células animais, nas quais recebe o nome de membrana plasmática que, por ter composição lipoproteica, poderia sofrer ação do novo antibiótico. b) nos fungos, sobre os quais o novo anti biótico poderia exercer sua ação, uma vez que a parede celular dos fungos é cons tituída por quitina, um tipo de lipídio. c) nos protozoários que, por serem unicelu lares e aquáticos, apresentam parede celular lipoproteica para contenção do volume celular, razão pela qual poderiam sofrer ação do novo antibiótico. d) nas células vegetais, sobre as quais o novo antibiótico não teria ação, uma vez que sua parede celular tem o carboidrato celulose em sua composição. e) nos vírus, sobre os quais o novo antibiótico não teria ação, uma vez que sua parede celular é proteica, razão pela qual são combatidos com vacinas, mas não com antibióticos. � (Disponível em: http://www2.uol.com.br/niquel/bau.shtml. Acessado em 25/08/2009.) Os animais que consomem as folhas de um livro alimentam-se da celulose contida no papel. Em uma planta, a celulose é encontrada a) armazenada no vacúolo presente no citoplasma. b) em todos os órgãos, como componente da parede celular. c) apenas nas folhas, associada ao parênquima. d) apenas nos órgãos de reserva, como caule e raiz. e) apenas nos tecidos condutores do xilema e do floema. Enunciado para as questões de � a . (UNICAMP) – A figura abaixo mostra o esquema do corte de uma célula, observado ao microscópio eletrônico. Com base no es que ma, responda: � A célula é pro veniente de tecido animal ou vegetal? Jus - tifique. Se esta célula estivesse em intensa atividade de síntese pro teica, que organelas estariam mais desenvolvidas ou pre - sentes em maior quantidade? Por quê? Identifique as estruturas numeradas de 1 a 4. � A célula vegetal tem alguns tipos de plastos que são organelas com pigmentos que realizam vários pro ces sos. Em qual dos plastos abaixo ocorre o fenômeno da fotossíntese? a) Xantoplastos. b) Leucoplastos. c) Cloroplastos. d) Cromoplastos. e) Cianoplastos. 115BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 115 � Plastos incolores, cuja função importante é o arma ze - namento de substâncias de reserva, são denominados a) xantoplastos. b) eritroplastos. c) leucoplastos. d) cloroplastos. e) cromoplastos. � Em células vegetais, encontra-se amido a) nos vacúolos, cloroplastos e leucoplastos. b) apenas nos vacúolos e cloroplastos. c) apenas nos vacúolos e leucoplastos. d) apenas nos cloroplastos e leucoplastos. e) exclusivamente nos leucoplastos. � Os processos em células vegetais em que são sinte ti zadas as maio res quantidades de pro teí nas, glicose e ATP ocorrem, respec tiva men te, em a) cloroplastos, mitocôndrias e complexos de Golgi. b) mitocôndrias, complexos de Golgi e lisos somos. c) ribossomos, lisossomos e mitocôndrias. d) ribossomos, cloroplastos e mitocôndrias. e) lisossomos, cloroplastos e mitocôndrias. � Qual a função dos cloroplastos e leu co plastos? � As células vegetais apresentam grandes va cúolos. Em relação a estas estruturas, res ponda: a) Qual a sua origem? b) Qual a sua função? � (FUVEST) – Células de certos organismos possuem organelas que produzem ATPs e os utilizam na síntese de substância orgânica a partir de dióxido de carbono. Essas organelas são a) os lisossomos. b) os mitocôndrios. c) os cloroplastos. d) o sistema de Golgi. e) os nucléolos. � (UNIRIO) – Uma das hipóteses mais amplamente aceitas na Biologia considera que mitocôndrias e cloroplastos se originaram de uma relação mutualística entre procariontes e eucariontes primitivos. Qual das seguintes observações constituiria evidência correta para apoiar essa hipótese? a) As mitocôndrias são responsáveis pela respiração; e os cloroplastos, pela fotos síntese. b) Mitocôndrias e cloroplastos apresentam ribossomas, que são responsáveis pela síntese proteica. c) Cloroplastos e mitocôndrias são organelas membranosas presentes no citoplasma da célula. d) Essas organelas apresentam enzimas responsáveis por reações de oxidação e redução de moléculas. e) Tanto mitocôndrias quanto cloroplastos apresentam DNA circular, distinto do DNA do núcleo. � O esquema a seguir representa uma célula vegetal vista por micros cópio óptico. Nela são observadas três estruturas típicas. Identifique-as, mencionando as suas funções. � Uma das hipóteses mais am pla men te acei tas na Biologia considera que mitocôndrias e cloroplastos se origi naram de uma relação mutualística entre procariontes e eucarion tes primitivos. Que evi dência pode ser usada para apoiar a hipótese? � (UNESP) – Conhecida e utilizada há muitos séculos, para fins medicinais, a babosa (Aloe vera L.) é uma planta considerada crassa por acumular água nas fo lhas. Seus plastos, como em outros vegetais, arma zenam pigmentos. Quais pigmentos que são associados e encontrados exclusivamente nos plastos das células? Módulo 4 – Os tecidos vegetais: meristemas � Complete o quadro abaixo, indicando as estruturas formada pelos meristemas mencio nados. � Como se diferenciam as meristemas primários e secundários? Meristemas Estruturas Primários Dermatogênio Periblema Pleroma Secundários Felogênio Câmbio 116 BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 116 � Nos vegetais encontramos tecidos respon sáveis pelo crescimento da planta por meio de mitose. Estes tecidos são chamados a) parênquimas. b) esclerênquimas. c) meristemas. d) colênquimas. e) floema e xilema. � Os meristemas secundários são respon sáveis pelo crescimento em espessura da raiz e do caule das angiospermas, dicotiledôneas e gimnospermas. Assinale a alternativa que contém apenas meristemas secundários. a) Dermatogênio e Súber. b) Câmbio e Súber. c) Felogênio e Câmbio. d) Dermatogênio e Felogênio. e) Pleroma e Súber. � (PUC) – O câmbio e o felogênio são duas formações vegetais constituídas por tecido a) meristemático de crescimento. b) meristemático, de crescimento em compri mento, existente na raiz. c) diferenciado, de crescimento, existente no caule e raiz. d) diferenciado para condução, existente nas angiospermas. e) diferenciado para promover absorção de água, existente nas raízes. � (UFAL) – Dos tecidos vegetais abaixo, é formador do súber: a) Felogênio. b) Parênquima secundário. c) Feloderma. d) Floema secundário. e) Cilindro lenhoso. � Os meristemas vegetais, quando exami nados ao microscópio, apresentam abundância de a) reservas. b) figuras de mitose. c) figuras de meiose. d) tecido lenhoso. e) tecido vascular. Em relação aos meristemas secundários, é correto afirmar que a) promovem o crescimento em comprimento. b) os mais importantes meristemas secun dários são o câmbio e o felogênio. c) o câmbio é encontrado somente nas raízes. d) o felogênio renova e aumenta as raízes das plantas. e) o câmbio produz a cortiça. (UFLA) – O esquema a seguir representa uma planta do grupo das angiospermas com estruturas numeradas de I a V. Onde são encontrados os meristemas primários? � Quais tecidos adultos são formados à partir do câmbio e felogênio? Módulo 5 – Os tecidos adultos � Complete a tabela, identificando os tecidos vegetais adultos através das funções relacionadas. � Com relação aos tecidos vegetais, pode-se afirmar que a) o parênquima é formado por células mortas,portadoras de parede secundária, e ocorre em todos os órgãos vegetais. b) o colênquima origina-se da protoderme dos meristemas apicais. c) o esclerênquima é formado por células vi vas, cujas paredes primárias são espes sadas por suberina. d) a epiderme é um tecido de revestimento formado por células vivas e portadoras de paredes primárias, cuja função é proteger o vegetal contra a perda excessiva de água. e) a periderme é um tecido que aparece em vegetais que apresentam crescimento secun dário e origina-se por mitoses do meristema secundário, chamado câmbio interfasci cular. � A rolha de cortiça, utilizada para tapar garrafas de vinhos, apresenta características fundamentais que interferem na qualidade das bebidas armazenadas, entre elas a porosidade. A cortiça é extraída a partir do súber da espécie de árvore Quercus suber, ou sobreiro, original da península Ibérica. A porosidade da cortiça deve-se ao fato de esse tecido vegetal ser constituído por células Funções Tecidos Revestimento, proteção e trocas com o meio Proteção contra traumas e transpiração Síntese e reserva Condução da seiva bruta Condução da seiva elaborada Sustentação vivo Sustentação morto 117BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 117 a) cujo citoplasma apresenta vacúolo repleto de ar. b) mortas em que restam apenas as paredes celulósicas. c) cuja membrana plasmática apresenta alta permeabilidade. d) vivas cuja parede celular apresenta reduzida quantidade de celulose. e) originadas a partir de tecidos condutores de seiva, portanto, tubos. � Nos vegetais, estômatos, xilema, floema e lenticelas têm suas funções relacionadas, respectivamente, a a) trocas gasosas, transporte de água e sais minerais, transporte de substâncias orgâni cas e trocas gasosas. b) trocas gasosas, transporte de substâncias orgânicas, transporte de água e sais minerais e trocas gasosas. c) trocas gasosas, transporte de substâncias orgânicas, transporte de água e sais minerais e transporte de sais. d) absorção de compostos orgânicos, trans porte de sais minerais e trocas gasosas. e) absorção de compostos orgânicos, trans porte de água e sais minerais, transporte de substâncias orgânicas e trocas gasosas. � Os parênquimas têm como função geral preencher os espaços internos de raízes, caules e folhas. Por isso, são chamados de tecidos de preenchimento. Contudo, desem - penham também outras funções, dependendo da sua localização na planta. Com base nessa premissa, assinale a alternativa que contém somente tipos de parênquima: a) colênquima, aerífero, aquífero e clorofi liano. b) clorofiliano, amilífero, aerífero e aquífero. c) aquífero, suberificado, colênquima e amilífero. d) amilífero, clorofiliano, colênquima e aerífero. e) aerífero, aquífero, clorofiliano e suberi ficado. � O xilema é um tecido cujas células, na sua maioria, possuem paredes enrijecidas pela lignina e desempenha as seguintes funções: a) condução de seiva inorgânica e sustentação do corpo do vegetal. b) condução de seiva elaborada e transpiração. c) condução de seiva inorgânica e fotossíntese. d) condução de seiva elaborada e absorção de água. e) condução de seiva inorgânica e guta ção. � Os tecidos vegetais são divididos em tecido de formação (meristemáticos) e tecidos adultos (permanentes ou diferenciados). Associe a primeira coluna de acordo com a segunda. (1) Meristema apical ou primário. (2) Parênquima paliçádico e parênquima lacunoso. (3) Tecido de revestimento e proteção. (4) Meristema lateral ou secundário. (5) Tecido de sustentação. ( ) Responsável pelo crescimento em espessura; localiza-se no interior da raiz e do caule das gimnospermas, de algumas monocotiledôneas (arbustos) e na maior parte das dicotiledôneas. ( ) Esclerênquima e colênquima. ( ) Responsável pelo crescimento em com primento da planta; localiza-se na ponta da raiz e do caule. ( ) Epiderme e súber. ( ) Responsável pela assimilação (fotossín tese); localiza-se nas folhas. Assinale a alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo. a) 4 – 3 – 1 – 5 – 2 b) 4 – 5 – 2 – 3 – 1 c) 1 – 5 – 4 – 2 – 3 d) 4 – 5 – 1 – 3 – 2 e) 1 – 3 – 4 – 5 – 2 Quais são as es tru tu ras ve ge tais re la cio na das com as tro - cas ga so sas nos ve ge tais? Con si de ran do-se uma an gios per ma ar bó rea, ve ri fi ca-se que três te ci dos estão re la cio na dos com a sua sus ten ta ção me câ ni ca. Quais são eles? � Que características são comuns aos tecidos de sustentação dos vegetais? Módulos 6 e 7 – A folha: órgão de fotossíntese – I e II � A figura a seguir representa a morfologia de uma folha. Dê o nome das estruturas aponta das pelas setas: � Qual das funções abaixo não é realizada pela folha? a) Absorção de luz b) Absorção de água c) Eliminação de água d) Trocas gasosas e) Eliminação de dióxido de carbono � Qual a função das nervuras encontradas nas folhas? 118 BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 118 � A figura a seguir representa o segmento de uma folha em que foi es quematizada uma estrutura epidérmica. A estrutura indicada em B e C é denominada a) esclerênquima. b) colênquima. c) xilema. d) acúleo. e) estômato. � Escreva o nome das estruturas apontadas pelas setas na questão 4: A B C D E F G H � O controle de trocas gasosas entre a planta e o meio ambiente realiza-se através de a) lenticelas. b) pneumatódios. c) estômatos. d) cutícula. e) hidatódios. � Observando-se o tecido de rvestimento de uma folha de angiosperma, ao microscópio, notam-se a) estômatos e células vivas, aclorofiladas. b) estômatos e células mortas, de paredes espessas. c) células estomáticas e células clorofiladas. d) diversos tipos de células, algumas vivas e clorofiladas e outras mortas e aclorofiladas. e) células isodiamétricas, todas aclorofiladas, de paredes espessas. A figura abaixo representa o segmento, em corte transversal, de folha de angiosperma. As setas de I a V indicam, respec tiva mente: I. _____________________________________________________ II. ____________________________________________________ III._____________________________________________________ IV._____________________________________________________ V. _____________________________________________________ (UNIFESP) – A figura refere-se a um cacto típico da região semiárida nordestina, o quipá (Opuntia sp). Trata-se de uma planta xerófita, que apresenta respostas morfológicas adaptativas a seu ambiente. Tendo como referência a figura, responda: a) Que adaptações morfológicas você pode identificar nas estru turas indicadas pelas setas um e dois? b) Cite duas formas pelas quais a estrutura indicada por 2 con - tribui para a sobrevivência dos cactos nas regiões semiáridas. � (UFGO) – A fi gu ra a seguir re pre sen ta, de mo do se mies - que má ti co, um cor te trans ver sal de uma fo lha. Quais es tru tu - ras per mi tem uma efi cien te tro ca ga so sa (CO2 e O2), en tre a plan ta e o meio am bien te? � Nos cactos, é comum observarmos a) espinhos resultantes de transformações de ramos cauli - nares. b) acúleos resultantes de transformações de folhas. c) ausência de tecido vascular. d) sistema radicular muito reduzido e mal ex pandido. e) armazenamento de água e folhas trans formadas em espinhos. 119BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 119 � Xeromorfismo é a aparente adaptação das plantas às con - dições de falta de água, bem como à falta de nu trien tes no solo. Assim, pode-se encontrar xeromorfismo aparente: a) nas plantas de cerrado. b) na Mata Atlântica. c) na Mata Amazônica. d) em plantas aquáticas. e) nas plantas de caatinga. � A figura abaixo representa, de modo semi-esque mático, o corte trans versal de uma folha. As estruturas que permitem uma eficiente troca gasosa (CO2 e O2), entre a planta e o meio am biente, são: a) I, H, J, F b) A, B, C, F, G c) I, H, J, D, E d) I, A, B, G, H e) A, D, E, I � (UFPB) – Uma lâmina observada ao microscópio revela camadasde células clorofiladas nas quais se veem tecidos diferenciados e alguns estômatos. O que está sendo observado é a) a hifa de um fungo. b) o talo de uma alga. c) um corte de folha vegetal. d) o talo de uma alga ou folha de um vegetal. e) a folha de um vegetal ou hifa de um fungo. � As condições climáticas da Terra variam em diferentes regiões geográficas. As plantas desenvolveram adaptações morfológicas e fisiológicas para sobreviver em diferentes condições ambientais. Essas adaptações geralmente são refletidas na estrutura das folhas. Com base na relação vegetal- água, as plantas são classificadas como xerófitas, mesófitas e hidrófitas. Assinale abaixo a opção que não contempla caracteres xerofíticos. a) As folhas são, muitas vezes, bastante espessas e coriáceas, com uma cutícula bem desenvolvida. b) Maior densidade do sistema vascular e dos estômatos. c) Presença de numerosos tricomas e esclerênquima abundante. d) Redução dos tecidos de sustentação e numerosos espaços intercelulares grandes, que estão presentees entre as células do mesófilo. e) Presença de tecido armazenador de água (parênquima aquífero). � (UFPB) – Uma das vegetações típicas do sertão nordestino corresponde às cactáceas, como, por exemplo, o mandacaru e o cacto. Esses e outros vegetais dessa região apresentam características morfofisiológicas que permitem sua adaptação ao ambiente seco. Sobre essas características e seus respectivos efeitos, analise as afirmativas abaixo. I. Folhas modificadas em espinhos, reduzindo a superfície foliar e, consequentemente, a perda de água. II. Presença de parênquima aquífero, con tribuindo para o suprimento hídrico da planta. III. Epiderme rica em ceras impermeabilizantes ou portadora de pelos, favorecendo o aumento da transpiração. IV. Abertura permanente dos estômatos durante o dia, favorecendo a absorção do CO2 e retenção de água. Somente está correto o que se afirma em a) I, II e III. b) II, III e IV. c) I, III e IV. d) I e II. e) III e IV. � (VUNESP) – As folhas da carnaubeira, palmeira característica de algumas áreas da caatinga, são revestidas por uma espessa camada de cera. Outras plantas da mesma região também apresentam esta característica, considerada uma adaptação para a) impedir ataques de insetos. b) atrair polinizadores. c) diminuir a perda de água. d) otimizar a respiração. e) aumentar processos de gutação. � Podemos dizer que um vegetal é xeromorfo quando está adapta do à economia de água. Analisando as estruturas especiais que lhe conferiram adaptação ao ambiente seco, que afirmações abaixo relacionadas podem justificar tal resistência? I. O vegetal xeromorfo possui folhas modificadas em espinhos, passando o caule a órgão fotossintetizante. II. Os tecidos mecânicos (esclerênquimas) são bem desenvol - vidos, inclusive nas folhas. III. Altos valores osmóticos nas células das raízes possibilitam fácil absorção de água. Quais afirmativas são corretas? 120 BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 120 � As figuras a seguir (A e B) representam formações epidérmicas das folhas de angiospermas. Enquanto A elimina vapor de água, B perde água no estado líquido. O que representam A e B respectivamente? � Quais folhas que se abrem quando uma semente germina? Módulos 8 e 9 – A química da fotossíntese – I e II � Quais são as características da fase lu mi nosa da fo tos - síntese? � O esquema abaixo re presenta a fase lu mi nosa (foto quí - mica) da fotos sín tese: Qual o nome da subs tância que entra (I) e os das que saem (II, III e IV) dessa fase da fotos síntese? � Escreva as reações que caracterizam a fase luminosa da fotos síntese. � Na fase fotoquímica da fotossíntese, ocorre: I. fotólise da água. II. redução do NADP a NADPH2. III. liberação de oxigênio do CO2. Está(ão) correta(s): a) apenas I e II. b) apenas I e III. c) apenas II e III. d) todas. e) nenhuma. � Empregando-se água e dióxido de carbono com oxigênio 18, os cientistas provaram a) o caminho do CO2 na fotossíntese. b) a origem do O2 liberado na fotossíntese. c) a síntese de glicose a partir do CO2. d) a liberação de NADPH2. e) a redução do CO2. � (UNESP) – Sobre o processo de fotos síntese, é correto afirmar que a) o CO2 é fonte de carbono para a síntese de matéria orgânica e fonte de O2 para a atmosfera. b) a água é fonte de H+ para a síntese de NADPH2 e de O2 para a atmosfera. c) o NADPH2 é fonte de energia para a conversão de CO2 em matéria orgânica. d) O ATP é doador de energia para a quebra da molécula de água, que, por sua vez, fornece O2 para a atmosfera. e) a conversão do CO2 em matéria orgânica produz energia, que é acumulada pelo ATP. � (MACKENZIE) – O processo da fotos síntese ocorre em duas etapas: a fotoquímica ou fase de claro e a química ou fase de escuro. Na primeira fase não ocorre: a) produção de ATP. b) produção de NADPH. c) produção de O2. d) fotólise da água. e) redução do CO2. Escrevendo-se que durante a etapa fotoquímica da fotossíntese houve: I. fotólise da água. II. redução do NADP a NADPH. III. fotofosforilação do ATP que passa a ADP IV. desprendimento de oxigênio. Foi cometido erro: a) na I e na II. b) na III apenas. c) na II e na III. d) na II, na III e na IV. e) na II apenas. A figura abaixo representa a reciclagem química e o fluxo de energia que ocorrem nos ecossistemas. Utilize-a para responder às questões , � e �: 121BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 121 Quais as organelas estão representadas em I e II e quais suas funções. � Identifique as substâncias A, B, C e D. � Quais elementos químicos estão representados na “reci - clagem química” mencionada no texto? � Quais são as características da fase escura da fotos - síntese? � O esquema a seguir representa a fase escura da fotossíntese: Quais os nomes das subs tâncias I, II e III envolvi das nessa fase? � Escreva as reações que caracterizam a fase escura da fotossíntese. � A fase escura da fotossíntese ocorre no interior do cloroplasto, mais exatamente no(na) a) tilacoide. b) granum. c) lamela. d) matriz. e) membrana plastidial. � São produtos da fase escura da fotossíntese: a) glicose e H2O b) glicose e O2 c) ATP e NADPH2 d) CO2 e glicose e) H2O e O2 � O esquema abaixo mostra o processo de fo tos sín tese que ocorre no interior dos cloroplastos. Quais os nomes das subs tâncias numeradas de I a VII? � O processo fotossintético pode ser dividido em quatro etapas: I. absorção de luz. II. transporte de elétrons que leva à redução do NADP+ a NADPH. III. produção de ATP. IV. fixação de carbono, que é a conversão de CO2 em glicídios. Assinale a alternativa que corresponde à(s) etapa(s) que é(são) catalisada(s) por enzimas que fazem parte do estroma do cloroplasto. a) I, II e IV. b) I, II e III. c) I, II, III e IV. d) apenas II. e) apenas IV. � Durante a fase fotoquímica da fotossíntese formam-se duas substâncias transportadoras de energia: NADPH2 e ATP. A energia desses compostos será utilizada na fase química do processo, para a formação de C6H12O6 a partir do CO2. A formação de ATP e NADPH2 ocorre por processos, respectivamente, de: a) fotólise hidrólise. b) oxidação e redução. c) transaminação e descarboxilação. d) oxirredução e oxirredução. e) fotofosforilação e redução. � (FUVEST) – A maior parte da massa de matéria orgânica de uma árvore provém de: a) água do solo. b) gás carbônico do ar. c) gás oxigênio do ar. d) compostos nitrogenados do solo. e) sais minerais do solo. �21 (PUC-SP) – Uma determinada espécie do grupo das traqueófitas (plantas vasculares) tem grande área foliar, garantindo a absorção de energia luminosa para realizar com sucesso o processo de fotossíntese. Nesse processo, além da luz, há utilização de a) gás carbônico e água, e produção de substâncias orgânicas, que são transportadas da folha para o caule e para a raiz pelo floema. b) oxigênio e água, e produção de substâncias orgânicas, que são transportadas da folha para o caule e para a raiz pelo floema.c) gás carbônico e água, e produção de substâncias orgânicas, que são transportadas da folha para o caule e para a raiz pelo xilema. d) oxigênio e água, e produção de substâncias orgânicas, que são transportadas da folha para o caule e para a raiz pelo xilema. 122 BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 122 Analise os esquemas a seguir: Responda ao que se pede nas questões �22 e �22 : �22 Escreva uma equação do fenômeno representado no esquema. �23 Em quais estruturas do cloroplasto ocorrem: a) Liberação do oxigênio e produção de ATP e NADPH2? b) Síntese do carboidrato? �24 O cientista Jan Baptist van Helmont (1577-1644) fez um expe rimento com uma planta de salgueiro, regularmente exposta à luz, conforme o esquema. a) A partir dessa experiência, pode-se dizer que o aumento de massa da planta, durante seu crescimento, foi proveniente dos nutrientes encontrados no solo? Justifique. b) Explique qual a origem dos componentes orgânicos que constituem a massa da planta adulta quando comparada com a planta jovem. Módulo 10 – Fotossíntese e quimiossíntese em bactérias � A quimiossíntese é a transformação de compostos inorgânicos (água e gás carbônico) em substâncias orgânicas (açúcares), utilizan do-se a energia liberada numa reação química. Diante disso, responda: a) Em qual grupo de seres vivos ocorre a quimiossíntese? b) Como o fenômeno pode ser resumido? � Quais são as principais diferenças existente entre a fotossíntese das plantas e aquela das bactérias? � Escreva uma reação que represente, sim plifi cada men te, a quimiossíntese de bactérias. � Assinale a alternativa que indica um grupo e organismos que possui representantes capazes de realizar a quimiossíntese. a) Algas b) Protozoários c) Bactérias d) Fungos e) Vírus � A quimiossíntese é um processo em que: a) há produção de matéria orgânica a partir da energia luminosa. b) o organismo retira energia armazenada nos alimentos. c) a glicose alimentar é quebrada de modo a oferecer energia para determinado organismo. d) a glicólise anaeróbica produz energia e álcool etílico. e) a energia é produzida a partir de reações oxidativas de substâncias inorgânicas simples. � As bactérias quimiossintetizantes são capazes de viver em ambientes sem luz e sem matéria orgânica. Isso é possível porque elas a) utilizam a energia obtida da glicose alimentar. b) Utilizam a oxidação de substâncias inorgânicas para obter energia. c) utilizam água gás carbônico para obter energia. d) utilizam gás carbônico e glicose para obter energia. e) sintetizam proteínas a partir de aminoácidos absorvidos. � Assinale a alternativa que, corretamente, mostra forma de obtenção de energia pelos organismos quimiossintetizantes. a) substâncias inorgânicas + CO2 → subs tância inorgânica + energia. b) substância orgânica + CO2 → substância orgânica + energia. c) substâncias inorgânicas + O2 → substância inorgânica + energia. d) substância orgânica + O2 → substância orgânica + energia. e) substância orgânica ou inorgânica + H2O → subs tância inorgânica + energia. 123BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 123 (UFSCar) – Os vegetais utilizam vários minerais na sua nutrição. De que maneira as bactérias Nitrosomonas e Nitrobacter podem contribuir para esta função vital das plantas? Módulo 11 – A Influência da temperatura e dióxido de carbono � Em que fase da fotossíntese a temperatura atua? Porque? � Um vaso com uma planta de folhas verdes foi colocado sobre uma mesa, no centro de um quarto totalmente vedado, de modo a impedir a entrada da luz externa, e ali permaneceu por 24 horas. Durante as 12 primeiras horas (período I), a planta foi iluminada com luz verde, de com primento de onda na faixa de 500 a 550 nm. Nas 12 horas seguintes (período II), a planta foi iluminada com luz laranja-avermelhada, de comprimento de onda na faixa de 650 a 700 nm. Considerando a incidência da luz sobre a planta e a taxa fotossíntética, é correto afirmar que, aos olhos de um observador não daltônico que estivesse no quarto, as folhas da planta se apresentariam a) de cor verde no período I e enegrecidas no período II, e a taxa de fotossíntese seria maior no período II e reduzida ou nula no período I. b) enegrecidas no período I e de cor vermelha no período II, e a taxa de fotossíntese seria maior no período I e reduzida ou nula no período II. c) enegrecidas no período I e enegrecidas no período II, e em ambos os períodos a planta não realizaria fotossíntese, mas apenas respiração. d) de cor verde no período I e de cor vermelha no período II, e a taxa de fotossíntese seria maior no período I do que no período II. e) de cor verde no período I e de cor verde no período II, e a taxa de fotossíntese seria a mesma em ambos os períodos. � Um agricultor, interessado em aumentar sua produção de hortaliças, adotou o sistema de cultivo em estufa. Desse modo, poderia controlar fatores tais como concentração de CO2, luminosidade e temperatura, os quais inteferem na taxa de fotossíntese e, consequentemente, na produção vegetal. Sobre a ação desses fatores na taxa fotossintética, é correto afirmar que a) o aumento na concentração de CO2 e o aumento da temperatura elevam a taxa fotossintética até um limite máximo, a partir do qual esta se estabiliza, mesmo que a concentração de CO2 e a temperatura continuem em elevação. b) o aumento da intensidade luminosa e o aumento da temperatura elevam a taxa fotossintética até um limite máximo, a partir do qual esta se estabiliza, mesmo que a intensidade luminosa e a temperatura continuem em elevação. c) o aumento na concentração de CO2 e o aumento da intensidade luminosa elevam a taxa fotossíntetica até um limite máximo, a partir do qual esta se estabiliza, mesmo que a intensidade luminosa continue em elevação. d) o aumento na concentração de CO2 eleva a taxa fotossintética até um limite máximo, a partir do qual esta se estabiliza, mesmo que a concentração de CO2 continue em elevação. Porém, quanto maior a intensi dade luminosa, maior a taxa fotossintética. e) o aumento da temperatura eleva a taxa fotossintética até um limite máximo, a partir do qual esta se estabiliza, mesmo que a temperatura continue em elevação. Porém, quanto maior a intensidade luminosa, maior a taxa fotossintética. � (UNESP) – CO2 e temperatura são dois importantes fatores que influenciam o processo de fotossíntese. Copie em seu caderno de respostas as coordenadas apresentadas. Em uma delas trace a curva que representa a variação na taxa de fotossíntese em res posta à concentração de CO2 e, na outra, em resposta à variação de temperatura. � (UFJF) – A concentração de CO2 na atmosfera terrestre é de cerca de 0,03%. O vermelho de cresol é uma solução indicadora da concentração de CO2, pois esta torna-se rósea quando a con cen tração de CO2 está ao redor de 0,03%, adquire cor amarela quando essa concentração é alta e fica arroxeada quando a con cen tração de CO2 é baixa. Observe o gráfico. Analisando o gráfico, responda: Qual a cor da solução de vermelho de cresol nos pontos I, II e III, respectivamente? Justifique sua resposta. 124 BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 124 � (FUVEST) – Mediu-se a taxa de fotossíntese em plantas sub metidas a diferentes condições de temperatura e de luz. Foram utilizadas duas intensidades luminosas: uma baixa, próxima ao ponto de compensação fótico (representada nos gráficos por linha interrompida) e outra alta, bem acima do ponto de compensação fótico (representada nos gráficos por linha contínua). Qual dos gráficos a seguir representa melhor os resultados obtidos? Justifique. � (UFF) – Observe o gráfico que represente a taxa de fotossíntese, em relação à temperatura, de uma planta tropical submetida a uma intensidade luminosa constante. Qual a curva que melhor representa a fixação do CO2 pela planta? Justifique sua resposta. Módulo 12 – A Influência da luz na fotossíntese � Quandouma planta recebe luz no seu ponto de compensação fótico, os processos de fotossíntese respiração se neutralizam. a) Que é ponto de compensação fótico? b) Porque se dois processos citados se neutralizam? � Em relação ao ponto de compensação, as plantas são classificadas em duas categorias. Quais são elas? Explique. � O espectro da luz vi sível, ou luz branca, compreende com - pri mentos de onda no intervalo de 390 a 760 na nômetros, da luz violeta à luz vermelha. No entanto, as radiações do espectro visível não são igualmente absorvidas pela clorofila. O gráfico a seguir apresenta a eficiência de absorção da luz visível pelas clorofilas dos tipos A e B. Pode-se dizer que uma planta apresentará maior taxa fotossintética quando iluminada com luz a) branca. b) violeta. c) azul. d) verde. e) vermelha. � Uma planta que encontra-se em compensação fótica. a) não aumente a taxa de fotossíntese mesmo que aumente a intensidade luminosa. b) elimina gás carbônico para o meio abiótico. c) elimina oxigênio para o meio abiótico. d) mantém os estômatos sempre fechados durante o dia. e) mantém a concentração de amido constante na folha. � (FURG) – De acordo com o gráfico, pode-se dizer que, exceto: a) a temperatura pode afetar o processo de fotossíntese. b) a luz pode ser fator estimulante de fotossíntese. c) luz e temperatura podem afetar o processo da fotossíntese. d) com pouca luz, o processo só é alterado com temperatura alta. e) apenas com muita luz, a temperatura alta pode lesar o processo da fotossíntese. 125BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 125 � (VUNESP) – O gráfico abaixo mostra a variação da taxa de fotossíntese e de respiração em duas espécies de vegetais em função da intensidade luminosa. Ao se considerar a transferência desses vegetais para um lugar sombrio, pode-se afirmar que a) a espécie A se adaptará melhor que a espécie B. b) a espécie B se adaptará melhor que a espécie A. c) A e B se adaptarão igualmente. d) a adaptação das duas espécies dependerá do teor de oxigênio do novo ambiente. e) a adaptação das duas espécies dependerá do teor de CO2 do novo ambiente. � (UNESP) – Um pesquisador montou um experimento com 3 reci pientes de vidro transparente: A, B e C. Em cada um deles, colo cou uma planta de mesmo tipo e tamanho e, ao lado da plan ta, um chumaço de algodão embebido na solução vermelho de cre sol, que indica, por mudança de cor, alterações na concentração de CO2 no ambiente. Os recipientes foram lacrados, e cada um deles permaneceu por algumas horas sob diferentes condições: o reci piente A foi mantido sob luz solar intensa; o recipiente B foi man tido sob luz de intensidade suficiente para que a planta se manti vesse em seu ponto de compensação fótico; o recipiente C foi mantido no escuro. a) Em qual(is) recipiente(s) ocorreu fotossíntese? Em qual(is) recipiente(s) ocorreu respiração? b) Em quais recipientes a solução de vermelho de cresol mudou de cor? Justifique. (VUNESP) – O gráfico abaixo mostra o espectro de ação para fotossíntese (curva superior) e o espectro de absorção para a clorofila a e a clorofila b (curva inferior) no cloroplasto de uma plan ta. Os comprimentos de ondas (nanômetros) em relação às cores da luz são: luz violeta (390 – 430 nm); luz azul (430 – 500 nm); luz verde (500 – 560 nm); luz amarela (560 – 600 nm); luz laranja (600 – 650 nm); luz vermelha (650 – 760 nm). Quais radiações são mais eficientes para fotossíntese? (FUVEST) – Em um experimento foram obtidos dados que per mitiram a construção do gráfico abaixo. Interprete o gráfico, explicando o significado do ponto x e das áreas hachuradas A e B. 126 BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 126 Módulos 13 e 14 – A respiração celular aeróbia – I e II � Observe atentamente o esquema abaixo e responda: a) Qual é o nome e função da organela 1? b) Qual é o nome e função da organela 2? c) Que gases representam as letras A e B? d) Qual das duas organelas é comum às células animais e vegetais? e) Qual a relação que existe entre a organela 1 e a luz solar? � Escreva a reação de respiração aeróbia em uma célula animal. � A partir da glicose, os processos de respiração celular levam a formação de gás carbônico e de água, com liberação de energia. Essa transformação decorre da ação encadeada de diversos processos metabólicos. Uma sequência correta de encadeamentos corresponde a: a) glicólise, ciclo de Krebs, cadeia respiratória. b) ciclo de Krebs, glicólise, cadeia respiratória. c) glicólise, cadeia respiratória, ciclo de Krebs. d) cadeia respiratória, ciclo de Krebs, glicólise. e) ciclo de Krebs, cadeia respiratória, glicólise. � Considere os esquemas abaixo, nos quais as setas indicam absorção ou eliminação de gás. Qual a alternativa que identifica corretamente a substância absorvida ou eliminada? � A neuropatia óptica hereditária de Leber foi a primeira doença que se demonstrou dever-se a um defeito no genoma mitocondrial e herdada da mãe; essa doença leva à perda da visão total ou parcialmente. Qual das alternativas se relaciona mais diretamente com as mitocondrias? a) transformação do ATP em ADP na presença do oxigênio; b) reações de óxido-redução e fosforilação oxidativa na formação de ATP; c) fotólise da água liberando elétrons para a formação de NADPH e ATP; d) reações de óxido-redução onde o aceptor final de elétrons é uma substância orgânica; � A respiração celular aeróbia, que ocorre nas células eucarióticas, gera um saldo acima de 30 ATP. Para que essa reação aconteça de modo satisfatório é necessário que a) o Ciclo de Krebs anteceda a glicólise, permitindo sucessivas fosforilações oxidativas que geram 30 ATP. b) ocorram transferências de elétrons na glicólise e consequente participação de três tipos de citocromos. c) uma glicólise produza várias moléculas de piruvato, que serão utilizadas na cadeia respiratória para gerar ATP. d) a cadeia respiratória ocorra nas cristas mitocondriais, para gerar um saldo de 28 ATP diretamente da glicose. e) ocorram descarboxilações, ou seja, liberação de gás carbônico durante a formação de acetil e no Ciclo de Krebs. � Células vivas foram colocadas no interior de um sistema fechado em que todo o oxigênio livre estava marcado. Com o correr do tempo, a taxa de oxigênio livre foi gradativamente diminuindo enquanto aumentava proporcionalmente a de gás carbônico. A análise deste último gás mostrou, no entanto, que suas moléculas não continham oxigênio marcado. Com os dados desse experimento, você pode razoalmente supor que a) as células estão em respiração anaeróbia. b) as células estão em fotossíntese. c) as células utilizam o oxigênio não livre para sua respiração. d) na respiração dessas células o oxigênio livre não se liga ao carbono. e) as células não estão respirando. I II III IV a) O2 O2 O2 CO2 b) O2 CO2 CO2 CO2 c) O2 CO2 O2 O2 d) CO2 CO2 CO2 O2 e) CO2 O2 CO2 O2 127BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 127 Muitos dos seres vivos produzem ATP para suas necessidades metabólicas por meio da respiração celular. Nesse processo, a glicose, principalmente, é degradada formando moléculas que resultam na liberação de gás carbônico e água, convertendo energia que será utilizada na produção de moléculas de ATP. Com relação às etapas da respiração celular, pode-se afirmar que: a) O ciclo do ácido cítrico ocorre no citoplasma. b) A glicólise produz mais ATP do que o ciclo do ácido cítrico. c) O produto final da glicólise é acetilcoenzima A. d) Algumas reações de oxidação do ácido cítrico geram CO2. e) A fase aeróbia produz mais ATP do que a fase anaeróbica. Analise o esquema da respiração celular em eucariotos, a seguir: (Adaptado de: LOPES, Sônia. Bio 1, São Paulo: Ed. Saraiva, 1992, p.98) Com base nas informações contidas no esquema e nos conhecimentos sobre respiração celular, considere as afirmativas a seguir: I. A glicose é totalmente degradada durante a etapa A que ocorre na matrizmitocondrial. II. A etapa B ocorre no hialoplasma da célula e produz menor quantidade de ATP que a etapa A. III. A etapa C ocorre nas cristas mitocondriais e produz maior quantidade de ATP que a etapa B. IV. O processo anaeróbico que ocorre no hialoplasma corresponde à etapa A. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e II são corretas. b) Somente as afirmativas I e III são corretas. c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. d) Somente as afirmativas I, II e IV são corretas. e) Somente as afirmativas II, II e IV são corretas. � Na figura abaixo estão esquematizados dois importantes processos celulares (I e II). Sobre estes processos, podemos afirmar que a) No processo I ocorre a fosforilação oxidativa, durante a qual há formação de ATP e o gás oxigênio (O2) é o último agente oxidante. b) No processo II temos a degradação incompleta de moléculas orgânicas com liberação de energia para formação de ATP, em que o aceptor final de elétrons e de H+ é uma molécula orgânica. c) No processo I a reação de decomposição da água resulta em prótons (íons H+), elétrons (e-) e moléculas de gás oxigênio (O2). d) No processo II o ácido pirúvico atua como aceptor final de elétrons e dos íons H+ liberados na glicólise e captados pelo NAD+. e) No processo I são produzidas moléculas de acetilcoenzima A (acetil-CoA) e de gás carbônico (CO2). � Os gráficos abaixo podem representar, em linhas gerais, as reações químicas correspondentes a dois processos vitais para os seres vivos. Pela análise dos gráficos, podemos concluir que: a) a reação A representa o processo da respiração, enquanto que a reação B representa o processo da fotossíntese. b) os reagentes da reação A correspondem a glicose e gás oxigênio, que são os produtos da reação B. c) os reagentes da reação B não reagem diretamente para liberação de energia. d) os produtos da reação A correspondem a água e gás carbônico, que são os reagentes da reação B. e) a energia liberada na reação B é empregada diretamente na reação A. 128 BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 128 � Um meio de cultura contendo proteínas, lipídios, glicose e amido recebeu uma espécie de fungo unicelular, geneticamente modificado. Ao longo de alguns dias, foram medidas as taxas das substâncias contidas na cultura, além do gás CO2 produzido. Os resultados foram expressos no gráfico. A partir da análise do gráfico, foram feitas as seguintes afirmações. I. O fungo realizou a respiração celular ou a fermentação. II. A glicose foi absorvida e utilizada como combustível celular. III. O fungo apresentava genes capazes de produzir amilases e proteases, que foram secretadas no meio. IV. As células do fungo secretaram lipases no meio de cultura. Está correto apenas o que se afirma em a) II. b) IV. c) I e III. d) II e III. e) I, II e IV. � A respiração aeróbica se processa em três etapas distintas: Glicólise, Ciclo de Krebs e Cadeia Respiratória, que visam à liberação de energia a partir da quebra de moléculas orgânicas complexas. Assinale a alternativa correta com relação a essas etapas. a) Através da cadeia respiratória, que ocorre nas cristas mitocondriais, há transferência dos hidrogênios transportados pelo NAD e pelo FAD, formando água. b) Das etapas da respiração, a glicólise é uma rota metabólica que só ocorre nos processos aeróbios, enquanto o ciclo de Krebs ocorre também nos processos anaeróbios. c) O ciclo de Krebs e a glicólise ocorrem no citoplasma. d) No ciclo de Krebs, uma molécula de glicose é quebrada em duas moléculas de ácido pirúvico. e) A utilização de O2 se dá no citoplasma, durante a glicólise. � Nas grandes cidades, o monóxido de carbono (CO) liberado pelos automóveis é um dos principais poluentes atmosféricos. Sob certas situações, como em ambientes fechados, altas concentrações desse gás podem comprometer a respiração aeróbica de um indivíduo, provocando-lhe a morte por asfixia. Isto ocorre porque o CO a) combina-se com o citocromo a3, inu ti li zando-o para o transporte de elétrons na cadeia respiratória. b) combina-se com o ácido pirúvico, impedindo que este possa ser utilizado pelas mitocôndrias no Ciclo de Krebs. c) deposita-se na superfície dos alvéolos pulmonares, bloqueando o acesso das hemácias ao oxigênio. d) estabelece uma ligação química com a hemoglobina, inutilizando-a para o transporte de oxigênio. e) substitui o oxigênio na função de aceptor final de hidrogênio na cadeia respiratória. � Analise o esquema a seguir A observação da figura acima nos permite afirmar que: a) a molécula de glicose sofrerá um pequeno desdobramento com pouca produção de energia. b) a dupla membrana da figura constitui um fator importante para a ocorrência do Ciclo de Krebs. c) NAD, FAD e O2 são substâncias fundamentais no processo, já que funcionam como aceptores intermediários de hidrogênio. d) a “desmontagem” da glicose se dá pela remoção gradativa dos seus hidrogênios (desidrogenação) e do dióxido de carbono. e) a formação do ácido pirúvico ocorre principalmente na matriz mitocondrial. � A degradação dos carboidratos para a produção de energia necessária aos diversos tipos de atividades desempenhadas pelos seres vivos são realizadas por: a) respiração aeróbica ou anaeróbica. b) fermentação. c) fotossíntese. d) glicólise. e) fotossíntese e respiração. � O arsênico é um inibidor da enzima piruvato desi - drogenase, que participa do processo de produção de energia em escala celular. Em outras palavras, o arsênico interrompe o processo de a) síntese de proteínas, que ocorre nos ribossomos. b) respiração celular, que ocorre nas mitocôndrias. c) transcrição de DNA, que acontece no núcleo. d) digestão celular, que ocorre nos lisossomos. e) síntese de RNAm, que ocorre no complexo golgiense. 129BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 129 � O cianeto é uma toxina que atua bloqueando a última das três etapas do processo respiratório aeróbico, impedindo, portanto, a produção de ATP, molécula responsável pelo abastecimento energético de nosso organismo. O bloqueio dessa etapa da respiração aeróbica pelo cianeto impede também a a) síntese de gás carbônico a partir da quebra da glicose. b) produção de moléculas transportadoras de elétrons. c) oxidação da glicose e consequentemente liberação de energia. d) formação de água a partir do gás oxigênio. e) quebra da glicose em moléculas de piruvato. � Analise o esquema a seguir NADH2 + citocromos → NAD + citocromos H2 Citocromos H2 + 1/2 O2 → citocromos + H2O O esquema acima está relacionado com qual fase da respiração aeróbica? a) Ciclo de Krebs, que ocorre na matriz mitocondrial; b) Cadeia respiratória, que ocorre nas cristas mitocondriais; c) Glicólise, que ocorre no citoplasma; d) Fotossíntese, que ocorre nos cloroplastos. e) Nenhuma das alternativas anteriores. � (FUVEST-SP) – Na respiração celular, o processo da glicólise completa-se com transformação de uma molécula de glicose em: a) duas moléculas de ácido pirúvico. b) uma molécula de ácido pirúvico e uma de ácido láctico. c) uma molécula de ácido pirúvico e uma de álcool etílico. d) uma molécula de gás carbônico e uma de álcool etílico. e) uma molécula de gás carbônico e uma de ácido láctico. �21 O esquema acima ilustra a existência de dois processos metabôlicos. Destes processos, aquele que está ligado à construção ou síntese da molécula orgânica é chamado de: a) homeostase. b) fotossíntese. c) anabolismo. d) respiração. e) sudação. Módulo 15 – A respiração celular anaeróbia � Interessado em demonstrar um determinado fenômeno vegetal, um grupo de alunos realizou o experimento esquematizado a seguir: Os três frascos foram fechados de tal forma, a só permitir a entrada e saída de ar pelos tubos. Nos frascos A e B, foi colocada uma solução de hidróxido de bário e, no frasco I, uma porção de sementes em germinação. Ao se fazer circular o ar pelo sistema, no sentido indicado pelas setas, o hidróxido de bário do frasco A reteve todoo CO2 do ar, deixando passar para o frasco I apenas o O2. No frasco B, ao final de algum tempo, pôde-se observar a formação de um precipitado branco de carbonato de bário, obtido segundo a reação a seguir: Ba(OH)2 + CO2 ⎯⎯→ BaCO3 + H2O (hidróxido de bário) (carbonato de bário) Essa experiência permitiu aos alunos demonstrar, indiretamente, o seguinte fenômeno vegetal: a) transpiração. b) fotossíntese. c) respiração. d) reprodução. e) nutrição. � Qual das equações abaixo representa o processo de fermentação realizado pelas leveduras como o Sacharomyces cerevisae que atua produzindo álcool a partir dos carboidratos produzidos pela cana-de-açúcar: a) 6 CO2 + 6 H2O ⎯⎯→ 6 O2 + C6H12O6; b) C6H12O6 ⎯⎯→ 2 C2H5OH + 2 CO2; c) C6H12O + 6 O2 ⎯⎯→ 6 CO2 + 6 H2O; d) C18H36O2 + 26 O2 ⎯⎯→ 18 CO2 + 18 H2O; e) C4H6O5 + 3 O2 ⎯⎯→ 18 CO2 + 18 H2O � Para demonstrar a ação do fermento de pão (Saccharomyces cerevisiae), foi feito um experimento utilizando três tubos de ensaio, conforme indicado a seguir. Após os tubos permanecerem em banho-maria a 37°C, cada um recebeu 1mL de reagente de Benedict, que é azul, e foram aquecidos até a fervura. Os resultados estão, também, na tabela. Fundamentados nos dados do experimento, comparando os con - teúdos dos tubos e os respectivos resultados, é correto afirmar que a) o reagente de Benedict indica a presença de sacarose. b) o fermento transforma a sacarose em glicose e frutose. c) o fermento decompõe a sacarose. d) o fermento possui sacarose. e) o fermento possui sacarose. Tubo Solução de fermento Solução de sacarose Água destilada Resultado 1 2mL – 2mL Azulado 2 2mL 2mL – Avermelhado 3 – 2mL 2mL Azulado 130 BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 130 � “6000 a.C.: babilônios e sumérios utilizam lêvedo para produzir cerveja. 4000 a.C.: egípcios descobrem como fazer pão fermentado. Ainda na Antiguidade: transformação do leite em iogurte e uso do mofo na elaboração do queijo.” (Folha de S. Paulo, 06/08/1998.) As informações contidas no artigo acima envolvem um processo biológico fundamental para os seres vivos que o realizam. Todas as opções apresentam conceitos corretos sobre esse processo, exceto uma. Assinale-a. a) Na fabricação de iogurte e queijo o produto formado é o ácido láctico. b) Na fabricação de cerveja e pão os produtos formados são etanol e gás carbônico. c) Nesse processo a molécula orgânica utilizada é degradada a ácido pirúvico. d) O saldo energético obtido, nos dois processos, é de 2 ATP. e) Os seres que realizam esse processo objetivam conseguir matéria-pri ma para sua nutrição. � “O esquema abaixo representa uma reação química de um processo que ocorre em algumas células. ATP 2 CO ↑ ↑ Glicose ⎯⎯⎯→ 2 ácido pirúvico ⎯⎯⎯→ 2 etanol (6C) (2C) (2C) A alternativa que melhor indica o processo e a célula em que ocorre é: a) fermentação realizada pelas células musculares. b) respiração aeróbica realizada pelas plantas e animais em geral. c) fermentação realizada por lêvedos (fungos). d) quimiossíntese realizada por bactérias. e) glicólise realizada pelos animais de um modo geral. � O experimento abaixo foi preparado para investigar a influência da temperatura no processo de fermentação, representado pela equação seguinte: Os resultados estão representados na tabela e após analisá- los, forma feitas as seguintes afirmativas: I. a 10° faltou oxigênio; II. a 50° ocorreu a maior absorção de oxigênio; III. a 60° todo o fermento estava morto. Assinale a) se todas as afirmativas estiverem corretas. b) se apenas as afirmativas I e II estiverem corretas. c) se apenas as afirmativas I e III estiverem corretas. d) se apenas as afirmativas II e III estiverem corretas. e) se nenhuma das afirmativas estiver correta. � Nos organismos vivos, os processos de respiração aeróbica e fermentação são os responsáveis pela liberação de energia. Em relação a esses processos, é correto afirmar que a) ambos são processos endotérmicos que liberam a energia química contida na molécula de glicose. b) grande parte da energia liberada nesses processos é armazenada em moléculas de trifosfato de adenosina (ATP). c) o rendimento energético da fermentação é maior do que o da respiração aeróbica. d) a fermentação é um processo exotérmico ao passo que a respiração aeróbica é um processo endotérmico. e) o rendimento energético da fermentação etílica é maior do que o da fermentação láctica. A fermentação é um processo de liberação de energia para determinadas células sem a presença do oxigênio. Com relação à fermentação láctica, sabe-se que pode: a) ocorrer nos ribossomos b) produzir o etanol c) ocorrer nas células musculares d) produzir um saldo de 38 ATP e) produzir NADH2 e FADH2 Durante competições desportivas, muitas vezes vemos atletas caírem ao chão vitimados por dores muito fortes, depois de esforço acima de suas capacidades. A causa desta dores é um procedimento metabólico muscular que envolve a deficiência de um gás e o acúmulo de uma substância, que são, respectivamente: a) gás carbônico e ácido lático; b) oxigênio e hemoglobina; c) gás carbônico e anidrase carbônica; d) oxigênio e ácido lático; e) gás carbônico e hemoglobina. 131BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 131 � O gráfico adiante mostra a variação de concentração de lactato (ácido láctico), CO2 e O2 no sangue de uma foca, antes, durante e depois de um mergulho de 20 minutos de duração. Identifique a curva correspondente a cada soluto (lactato, CO2 e O2). Justifique suas escolhas. � Analisados os esquemas abaixo sobre fermentação e respiração, podemos afirmar que: a) na fermentação ocorre maior libertação de energia. b) a libertação de energia é maior na respiração. c) a respiração é um fenômeno essencialmente enzimático, portanto não há libertação de energia. d) em ambos ocorre idêntica libertação de energia. e) Na fermentação não há participação de enzimas. Módulo 16 – Osmose na célula vegetal � Quando as folhas realizam fotossíntese, du rante o dia, é normal ocorrer movimento de ...........I para o in te rior das folhas através de es tru turas epidérmi cas denominadas ...........II . O movi men to deste gás é um fenômeno de ............III . A alternativa que completa a frase é: � O movimento de água, nutrientes minerais e orgânicos, através da parede celular em uma cé lula vegetal, é um caso de a) osmose. b) transporte ativo. c) difusão facilitada. d) transporte passivo. e) diálise. � A passagem de uma substância seguindo o gradiente de concentração até alcançar o equi líbrio é um caso de a) transporte com gasto de energia. b) transporte dependente de ATP. c) transporte que só ocorre em presença de mitocôndrias. d) transporte ativo. e) simples difusão. � A membrana plasmática de uma célula está se pa ran do esta célula de uma solução hi po tônica de açúcar. Responda: a) Que fenômeno ocorre através dessa mem brana? b) A célula ganha ou perde água? Explique. � O que ocorre com uma célula animal quan do é mergu lhada em solução hipotônica de açúcar? � As figuras I, II e III a seguir representam células vegetais mergu lhadas em diferentes meios. Identifique as células I, II e III e os meios onde foram mergulhadas. � (UFSE) – Se temperarmos uma salada de alface e deixarmos num recipiente, após algum tempo, as folhas estarão murchas. Isso se deve a um fenômeno conhecido como _________________ (I), causado pela ________________ (II). Assinale a alternativa que preenche correta e respectivamente os espaços (I) e (II). a) difusão facilitada; eliminação das subs tâncias orgânicas nas células das folhas de alface. b) osmose; perda de água para o meio externo das células das folhas. c) difusão; passagem de carboidratos através da membrana plasmática. d) transporte ativo; secreção de sódio através da membrana plasmática. e) exocitose; eliminação dos restos do metabo lismo celular. Fermentação Respiração glicose ↓ ácido pirúvico ↓ dióxido de carbono + álcool + energia glicose ↓ácido pirúvico ↓ dióxido de carbono + água + energia I II III a) CO2 Estômatos Osmose b) O2 Lenticelas Disfusão c) CO2 Estômatos Disfusão d) O2 Estômatos Osmose e) CO2 e O2 Lenticelas Disfusão 132 BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 132 (FMTM) – Para demonstrar a passagem de substâncias através da membrana celular, montou-se um experimento, conforme re presen tado a seguir. a) Observe o béquer (b) e o (c) e identifique se o experimento está demonstrando o processo de difusão ou o de osmose. Justifique sua resposta. b) Com base no experimento mostrado nas figuras acima, expli que o que aconteceria se no béquer (a), com água destilada, fossem introduzidas células vegetais: poderia ocorrer o aumento de volume seguido do rompimento de suas mem branas, ou, diferentemente, elas murchariam? Justifique sua resposta. (VUNESP) – Um ovo teve sua casca parcialmente removida, de modo que a membrana de revestimento interno ficou exposta, como mostra a figura. Em seguida, seu conteúdo foi retirado e substituído por uma solução concentrada de sacarose. Na parte superior do ovo foi colocado um tubo de caneta esferográfica transparente, de tal forma que foi possível observar o nível da solução. Apenas a região do ovo sem a casca foi mergulhada em um recipiente contendo água destilada. O que deve ocorrer com o nível indicado no tubo transparente depois de 3 horas? � (PUC-SP) – Considere os seguintes esquemas, representando células colocadas em solução de diferentes concentrações: Em que solução deve ser colocada a célula para que apresente às condições I, II e III? � O que ocorre com o movimento de água através da membrana plasmática de uma célula vegetal quando esta é mergulhada em meio hipotônico? � Numa célula vegetal, encontrou-se um valor de 15 atm para a pressão osmótica do suco vacuolar. Determinado o valor do débito em pressão de difusão, obteve-se um valor de 10 atm. Quanto vale a pressão de turgescência de tal célula? � O que ocorre quando uma célula vegetal é mer gu lhada em solução hipertônica de açúcar? � Existe uma tendência de a célula vegetal ganhar água do meio externo, toda vez que: a) DPD = 0 b) PO > PT c) PO = PT d) PO < PT e) DPD < 0 � Sempre que em uma célula vegetal o débito em pressão de difusão for nulo, a célula estará a) túrgida. b) murcha. c) plasmolisada. d) em deplasmólise. e) com turgescência negativa. 133BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 133 � As figuras a seguir representam a sequência de eventos que ocor reram numa célula vegetal depois de ser mergulhada numa solução de açúcar. Pergunta-se em que tipo de solução a célula foi mergulhada e qual o nome do fenômeno observado? � (UNICAMP) – O diagrama de Hoëfler abaixo representa células vegetais em diferentes condições hídricas. a) Relacione, no gráfico, as condições hídricas das células vege tais com as figuras observadas ao microscópio. Explique. b) Em que tipo de solução a célula deve ser mergulhada para alcançar a turgidez? E o estado de plasmolisada? � (FUVEST) – Para a ocorrência de osmose, é necessário que: a) as concentrações de soluto dentro e fora da célula sejam iguais. b) as concentrações de soluto dentro e fora da célula sejam diferentes. c) haja ATP disponível na célula para fornecer energia ao transporte de água. d) haja um vacúolo no interior da célula no qual o excesso de água é acumulado. e) haja uma parede celulósica envolvendo a célula, o que evita sua ruptura. � O gráfico registra duas alterações ocorridas numa célula animal mer gulhada em uma solução aquosa de concentração desconhecida. a) Que fenômeno explica os resultados apresentados no gráfico? b) Qual é a tonicidade relativa da solução em que a célula foi mergulhada? c) Que relação existe entre o fenômeno ocorrido e as mitocôn - drias? Por quê? � (UNICAMP) – Ao estudar para o vestibular, um candidato perce beu que ainda tinha dúvidas em relação aos processos de difusão simples, transporte passivo facilitado e transporte ativo através da membrana plasmática e pediu ajuda para outro vestibulando. Este utilizou a figura abaixo para explicar os processos. Para tes tar se o colega havia compreendido, indicou os processos como A, B e C e solicitou a ele que os associasse a três exemplos. Os exem plos foram: (1) transporte iônico nas células nervosas; (2) pas sagem de oxigênio pelas brânquias de um peixe; (3) pas sagem de glicose para o interior das células do corpo humano. a) Indique as associações que o candidato deve ter feito cor - retamente. Explique em que cada um dos processos difere em relação aos outros. b) Em seguida, o candidato perguntou por que a alface que sobrou do almoço, e tinha sido temperada com sal, tinha mur chado tão rapidamente. Que explicação correta o colega apre sentou? (Figura adaptada de ALBERTS, B. et al. Molecular Biology of the Cell. 4a. ed. New York: Garland Publ. Inc., 2002, p. 618.) Vacúolo Citoplasma Membrana celulósica 1 2 3 4 Volume da célula Tempo Diferença de concentração célula /solução 0 0 T1 T2 134 BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 134 �21 (UNIFOR) – Através da membrana que separa o meio intracelular do meio extracelular, ocorrem os seguintes transportes: I. Moléculas de água passam do meio menos concentrado para o meio mais concentrado; II. Moléculas de O2 e de CO2 entram ou saem da célula, obede cendo ao gradiente de concentração; III. Os íons K+ e Na+ movimentam-se contra o gradiente de con centração, fazendo com que a concentração de K+ seja maior no interior da célula e a de Na+ seja maior no meio extracelular. Os movimentos I, II e III referem-se a quais tipos de transporte? FRENTE 2 Módulo 1 – Introdução ao estudo da Genética � William Bateson criou o nome genética, para ciência que gira em torno de um conceito central, o gene. a) O que são genes? b) Em que estruturas celulares eles aparecem? � O que sabe a respeito do número de cromossomos nos diversos organismos? � Qual é a constituição química dos genes? � Existem 40 cromossomos nas células somáticas de um camundongo. a) Quantos cromossomos um camundongo recebe de seu pai? b) Quantos cromossomos estão presentes em seus gametas? � Uma célula com 8 cromossomos sofre meiose e dá origem a a) 2 células com 4 cromossomos. b) 2 células com 8 cromossomos. c) 4 células com 2 cromossomos. d) 4 células com 4 cromossomos. e) 4 células com 8 cromossomos. � (MODELO ENEM) – A tabela anexa mos tra o número cromossômico de alguns seres vivos. A análise da tabela permite concluir que a) nunca os organismos pertencentes à mesma espécie apresentam número cromossômico diferente. b) o conhecimento do número de cromos somos permite identificar uma espécie. c) o número cromossômico é diferente propor cional ao tamanho da espécie. d) indivíduos pertencentes a espécies diferen tes podem ter o mesmo número de cromos somos. e) por serem mais evoluídos, os mamíferos sempre apresentam maior número de cromos somos em relação às demais espécies. � Mafalda está se referindo à molécula de DNA. Com relação às características des sa molécula, o que pode ser dito à respeito de sua composição química? Nome comum Nome científico Número cromos sômico 2n Plan- tas Abóbora Curcubita pepo 32 Alga unicelular Chlamydomonas reinhard 40 Batata Solanum tuberosum 48 Ervilha Avena sativa 42 Língua de serpente Ophio glossum reticulatum 1.262 Tabaco Nicotiana tabacum 48 Ani mais Boi Bos taurus 60 Cachorro Canisfamiliaris 78 Chimpanzé Pan troglodytes 48 Gafanhoto Melanoplusdifferentialis 47 (macho) e 48 (fêmea) Galinha Gallus domesticus 78 Rã Rana pipens 26 135BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 135 Leia o texto e analise o quadro a seguir para responder às questões e . João ficou intrigado com a grande quantidade de notícias envolvendo o DNA: clonagem da ovelha Dolly, terapia gênica, testes de paternidade,engenharia ge nética, etc. Para conseguir entender as notícias, estudou a estrutura da molécula de DNA e seu funcionamento e analisou os dados do quadro a seguir: Analisando-se o DNA de um animal, detec tou-se que 40% de suas bases nitrogenadas eram constituídas por adenina. Rela cionando esse valor com o emparelhamento específico das bases, que valores são encontrados para as outras bases nitrogenadas? Observando o quadro, em I está representado uma molé - cula de DNA, o que podemos concluir a respeito dela? Módulo 2 – A natureza química do gene � Complete a tabela abaixo, diferenciando os ácidos nucleicos. � A análise química de uma amostra de DNA revelou a seguinte composição: a) Como se explica essas diferentes porcentagens? b) De que organismo foi retirada essa amostra? � (UDESC) – Assinale a alternativa correta sobre os ácidos nucleicos. a) O DNA e o RNA são idênticos em constituição e diferentes em forma molecular. b) O RNA é constituído pelas bases púricas adenina e guanina, e pirimídicas uracila e timina. c) O DNA é constituído pelas bases púricas adenina e timina, e pirimídicas citosina e guanina. d) O DNA é constituído pelas bases púricas adenina e guanina, e pirimídicas citosina e timina. e) O RNA é constituído pelas bases púricas adenina e timina, e pirimídicas citosina e uracila. � (MODELO ENEM) – Em 2003, come mo ram-se os 50 anos do modelo DNA, elaborado e proposto por Watson e Crick. Na época, esses cientistas se basearam, prin cipalmente, nas relações entre as quantidades de bases nitrogenadas e o consequente emparelhamento específico entre elas, estabelecendo o modelo de dupla-hélice para o DNA. Analisando-se a molécula de DNA de uma célula animal, constatou-se que 30% de suas bases nitrogenadas eram constituídas por citosina. Relacionando esse valor com o emparelhamento específico das bases, assinale a alternativa que apresenta os valores encon trados para as demais bases nitrogenadas. a) 20% de adenina, 40% de timina e 10% de guanina. b) 20% de adenina, 20% de timina e 30% de guanina. c) 30% de adenina, 20% de timina e 20% de guanina. d) 30% de adenina, 10% de timina e 30% de guanina. e) 40% de adenina, 10% de timina e 20% de guanina. � (FMTM) – A partir de um tecido animal, foram retiradas quatro amostras que continham ácidos nucléicos. Após a análise das amostras, obteve-se o seguinte • amostra I: desoxirribose; • amostra II: timina; • amostra III: 20% de citosina e 20% de guanina; • amostra IV: 30% de adenina e 10% de uracila. Entre as amostras analisadas pode-se afirmar que se refere ao DNA o contido apenas em a) III e IV. b) II e IV. c) II e III. d) II e III. e) I e II. � (CESGRANRIO) – A análise química de uma molécula de ácido nucléico revelou a seguinte porcentagem de bases nitrogenadas: 30% de citosina, 20% de uracila, 20% de adenina e 30% de guanina. Baseado nesse resultado, concluiu- se que essa molécula era de DNA e não de RNA. A conclusão obtida está: a) errada, pois as porcentagens de adenina e guanina deveriam ser iguais, já que se pareiam. b) errada, pois na molécula de DNA a base de uracila se liga sempre à citosina e não à adenina. I TACCGCGAACTC ———————— ATGGCGCTTGAG II TACCGCGAACTC ————————↓ AUGGCGCUUGAG———————— III AUGGCGCUUGAG ————————↓ Metionina Alanina Leucina Glutamato IV Bases nitrogenadas: A = Adenina T = Timina C = Citosina G = Guanina U = Uracila DNA RNA Pentose Bases pirimídicas Estrutura Localização Função Adenina 25% Citosina 18% Guanina 24% Timina 33% 136 BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 136 c) errada, pois a molécula de DNA não apresenta uracila como uma de suas bases nitrogenadas. d) correta, pois o pareamento característico da molécula de DNA, C-G e A-U, está expresso na porcentagem das bases. e) correta, pois a molécula de DNA é dupla, apresentando, então, 50% das bases em cada fita. � O DNA e as proteínas são polímeros, nos quais os monômeros são nucleotídeos no DNA e aminoácidos nas proteínas. Um gene é cons tituído por um número X de nucleotídeos que codifica uma proteína formada por Y de ami - noácidos. Por que sempre encon tramos X > Y? O código genético está todo decifrado, isto é, sabe-se quais trincas de bases no DNA correspondem a quais aminoácidos nas proteínas que se formarão. De acordo com a tabela, Se um RNA mensageiro tem sequência de trincas UUA UUU CUU GUU UCU GGC, qual será a sequência dos aminoácidos no polipeptídeo correspondente? Quais são os anticódons dos RNA transportadores da leucina? Módulo 3 – DNA: replicação e transcrição � Um segmento de uma das fitas comple mentares do DNA do fago T2é T – T – A – G – C – G. a) Qual a sequência da região correspondente na fita complementar do DNA? b) Qual a sequência da região correspondente do RNAm sintetizado a partir dessa fita? � Complete a tabela abaixo. � Do estudo dos ácidos nucleicos, pode-se afirmar que a) o DNA e o RNA apresentam-se com um mesmo tipo de pentose. b) as bases pirimídicas exclusivas do DNA são a timina e a uracila. c) a propriedade da replicação ou duplicação é exclusiva do DNA. d) desconhecem-se casos em que o RNA fun cione como portador da informação genética. e) os nucleotídeos que constituem as cadeias polinucleo tí - dicas do DNA e do RNA encon tram-se interligados pelo radical fosfato. � O significado biológico da transcrição é a) decodificar a mensagem genética. b) aumentar a quantidade de genes na célula. c) assegurar o fluxo da informação genética. d) amplificar a expressão gênica. e) garantir a perpetuação da vida. � O desenho abaixo esquematiza a trans crição, importante processo biológico no qual uma molécula de DNA produz outra de RNAm. Analisando a proporção de bases existentes no RNAm formado, determine a quantidade de bases no DNA que o transcreveu. � Com o intuito de confirmar que a replicação do DNA é semiconservativa, deixou-se uma cultura de bactérias Escherichia coli por muitas gerações em um meio onde havia, como única fonte de nitrogênio, o isótopo N15, que se incorporou nas moléculas de DNA. Tais bactérias foram transferidas para um novo meio, no qual a fonte de nitrogênio era outro isótopo, o N14. Nesse meio, elas duplicaram-se três vezes. Calcule a por centagem dos isótopos N14 e N15, presentes nas moléculas de DNA da terceira população de bactérias. Sequência do DNA Aminoácido AGA serina (= SER) CAA valina (= VAL) AAA fenilalanina (= FEN) CCG glicina (= GLI) AAT leucina (= LEU) GAA leucina (= LEU) DNA RNA Pentose Bases púricas Bases primídias Número de cadeias de nucleotídeos 137BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 137 � (FUVEST) – Uma fita de DNA tem a seguinte sequência de bases: 5’ATGCGT3’. a) Considerando que tenha ocorrido a ação da DNA polimerase, qual será a sequência de bases da fita complementar? b) Se a fita complementar for usada durante a transcrição, qual será a sequência de bases do RNA resultante e que nome recebe esse RNA se ele traduzir para síntese de proteínas? (UFRJ) – A soma das porcentagens de guanina e citosina em uma certa molécula de ADN é igual a 58% do total de bases presentes. a) Indique as porcentagens das quatro bases, adenina (A), citosina (C), guanina (G) e timina (T), nessa molécula. b) Explique por que é impossível prever a proporção de citosina pre sente no ARN mensageiro codificado por esse trecho de ADN. (PUCC) – Admita que em um DNA a proporção em uma das fitas seja igual a 0,7. Qual é a proporção na fita com - ple mentar? Módulo 4 – A ação gênica � De que maneira os genes determinam as características dos organismos? � Em genética molecular, responda o que se entende por a) replicação. b) transcrição. c) tradução. � A respeito dos processos de transcrição e tradução, assinale a alternativa correta. a) A transcrição pode ocorrer durante o pro cesso de divisão celular. b) A tradução acontece exclusivamente no hia lo plasma das células e não pode ser observada em nenhum tipo deorganela. c) A tradução é o processo no qual as infor mações existentes no DNA são transformadas em proteínas. d) A transcrição ocorre nos ribossomos. e) Todas as informações existentes no DNA são traduzidas ao mesmo tempo no citoplasma de uma célula. � Em um organismo, células musculares e cé lulas nervo sas diferem principalmente por a) possuírem genes diferentes. b) possuírem ribossomos diferentes. c) possuírem cromossomos diferentes. d) expressarem genes diferentes. e) utilizarem código genético diferente. � O esquema abaixo representa a formação de proteínas no interior das células. Em relação a esse esquema, pode-se afirmar que: a) o número 2 representa a transcrição e ocorre no núcleo. b) o número 1 representa a tradução e ocorre no núcleo. c) o número 3 representa a transcrição e ocorre no citoplasma. d) o número 2 representa a duplicação e ocorre no núcleo. e) o número 1 representa a duplicação e ocorre no citoplasma. � (VUNESP) – O dogma central da biologia, segundo o qual o DNA transcreve RNA e este orienta a síntese de proteínas, precisou ser revisto quando se descobriu que alguns tipos de vírus têm RNA por material genético. Nesses organismos, esse RNA orienta a trans crição de DNA, num processo denomi nado transcrição reversa. A mesma só é possível quando a) a célula hospedeira do vírus tem em seu DNA nuclear genes para a enzima transcriptase reversa. b) a célula hospedeira do vírus incorpora ao seu DNA o RNA viral, que codifica a proteína transcriptase reversa. c) a célula hospedeira do vírus apresenta no interior de seu núcleo proteínas que pro movem a transcrição de RNA para DNA. d) o vírus de RNA incorpora o material genético de um vírus de DNA, que contém genes para a enzima transcriptase reversa. e) o vírus apresenta no interior de sua cápsula proteínas que promovem na célula hospe deira a transcrição de RNA para DNA. � O esquema a seguir representa o conjunto de reações metabólicas que culmina com a expressão de um dado caráter. I. O fenótipo final depende do resultado de uma interação genética. II. As enzimas 1 e 2 são produtos de diferentes genes e intermedeiam diferentes etapas do me ta bolismo. III. As enzimas 1 e 2 são ácidos nucleicos. IV. A e B são substâncias precursoras do fe nó ti po final. Assinale a alternativa correta. a) Somente I, II e III são verdadeiras. b) Somente I, III e IV são verdadeiras. c) Somente I, II e IV são verdadeiras. d) Somente II e III são verdadeiras. e) Somente I é verdadeira. A + G –––––– T + C 138 BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 138 (UNICAMP) – Abaixo, estão esquematizadas as sequências de aminoácidos de um trecho de uma proteína homóloga, em quatro espécies próximas. Cada letra representa um aminoácido. Espécie 1: MENSLRCVWVPKLAFVLFGASLLSAHLQ Espécie 2: MENSLRRVWVPALAFVLFGASLLSAHLQ Espécie 3: MENSLRCVWVPKLAFVLFGASLLSQLHA Espécie 4: MENSLRLAFVLFGASLLSAHLQ a) Quantos nucleotídeos são necessários para codificar a se - quência de aminoácidos nas espécies 1 e 2? b) Pode-se dizer que sequências idênticas de aminoácidos são sempre codificadas por sequências idênticas de nucleotídeos? Justifique. (UFRJ) – As variações na cor e na forma do fruto de uma espécie diploide de planta estão relacionadas às variações nas sequências do DNA em duas regiões específicas, vc e vf. Duas plantas dessa espécie – uma delas apresentando frutos vermelhos e redondos (planta A), a outra apresentando frutos brancos e ovais (planta B) – tiveram essas regiões cromossômicas sequenciadas. As relações observadas entre o fenótipo da cor e da forma do fruto e as se quências de pares de nucleotídeos nas regiões vc e vf nessas duas plantas estão mostradas nos quadros a seguir: Identifique as sequências de pares de nucleotídeos das regiões cromossômicas vc e vf de uma terceira planta resultante do cruzamento entre a planta A e a planta B. Justifique sua resposta. � (UNICAMP) – O metabolismo celular é controlado por uma série de reações em que estão envolvidas inúmeras proteínas. Uma mu ta ção gênica pode determinar a alteração ou ausência de algumas dessas proteínas, levando a mudanças no ciclo de vida da célula. a) Explique a relação que existe entre gene e proteína. b) Por que podem ocorrer alterações nas proteínas quando o gene sofre mutação? c) Em que situação uma mutação não altera a molécula proteica? Módulo 5 – O código � A análise de uma molécula de RNA men sa geiro (RNAm) revelou que sua sequência de ba ses nitroge nadas é AUG CUA GGC UUA AGA: a) Qual a sequência de bases nitrogenadas da mo lécula de DNA que codifica esse RNAm? b) Qual o número de aminoácidos do peptídeo formado, considerando-se a tradução desse RNAm? � (FUVEST) – Os códons AGA, CUG e ACU do RNA mensageiro codi ficam, res pectivamente, os aminoácidos arginina, leu cina e treonina. Escreva esses aminoácidos na or - dem correspondente à seqüência GAC – TGA – TCT de um segmento de DNA. � (PUC-MG) – O estudo da sequência de ami noácidos é um método eficaz para medir o grau de pa ren tesco entre os seres vivos. A hemo globina do homem, por exemplo, tem uma sequência mais pare cida com a hemo globina do chim panzé do que com a do gorila. Isso mostra que o grau de paren tesco do ho mem com o chimpanzé é maior do que com o go rila. Pode- se afirmar que a sequência dos ami noácidos depende a) do DNA de cada organismo. b) das polipeptidases. c) do grupo sanguíneo dos indivíduos. d) de neuro-hormônios. e) das secreções glandulares. � (CESGRANRIO) – Sobre o código genético são feitas as seguintes afirmações: I. Pode existit mais de um códon para determinar um mesmo aminoácido. II. Em todos os seres vivos os códons que codificam um respectivo aminoácido são os mesmos. III. A tradução da sequência de bases do RNA para a proteína é feita, no nível citoplas mático, nos ribossomos. Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s): a) II apenas. b) III apenas. c) I e II apenas. d) I e III apenas. e) I, II e III. Planta A Região cromossômica (fenótipo dos frutos) Sequência de pares de nucleotídeos Homólogo 1 Homólogo 2 vc (vermelhos) …GAA… | | | …CTT… …GAA… | | | …CTT… vf (redondos) …AGC… | | | …TCG… …AGC… | | | …TCG… Planta B Região cromossômica (fenótipo dos frutos) Sequência de pares de nucleotídeos Homólogo 1 Homólogo 2 vc (brancos) …TAA… | | | …ATT… …TAA… | | | …ATT… vf (ovais) …AGA… | | | …TCT… …AGA… | | | …TCT… 139BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 139 � (FUVEST) – A composição química de uma proteína pode ser alterada se a) durante sua síntese houver variação dos tipos de aminoáci - dos disponíveis no ci toplasma. b) durante sua síntese houver variação dos tipos de RNA transportadores. c) sua síntese ocorrer no retículo endo plasmático liso e não no rugoso. d) uma base púrica substituir uma pirimídica no RNA mensageiro que a codifica. e) o DNA não se duplicar durante a interfase. � Os ribossomos são constituídos por RNA e proteínas. Certos antibióticos atuam inibindo a atividade dos ribossomos dos procariontes. Em relação a esses organoides citoplasmáticos, assinale a alternativa correta. a) Realizam intensa atividade enzimática. b) Têm a capacidade de autoduplicação. c) São responsáveis pelos processos de trans crição e tradução. d) Dependem da transição de sequências do DNA. e) Possuem um genoma próprio, diferente daquele encontrado no núcleo. � (MODELO ENEM) – Um trecho de um peptídio tem a seguinte estrutura primária: Met – Ser – Phe – Cys – lle Dado: Código genético parcial Um gene que codificasse essa sequencia de aminoácidos poderia ser “escrito” de quantas maneiras? a) 72 b) 14 c) 64 d) 5 e) 1 Enunciado para as questões , e �. Abaixo está representada a sequência dos 13 primeiros pares de nucleotídeos da região codificadora de um gene. A primeira trinca de pares de bases nitrogenadas à esquerda, destacada em negrito, corresponde ao aminoácido metionina. A tabela a seguir mostra alguns códons do RNAm eos aminoácidos codificados por eles. a) Escreva a sequência de bases nitroge nadas do RNAm transcrito a partir desse segmento de DNA. b) Utilizando a tabela do código genético fornecida, indique a sequên cia dos três aminoácidos seguintes à metionina no polipeptídeo codificado por esse gene. Indique os anticódons usados na síntese do polipeptídeo. � Qual seria a sequência dos três primeiros aminoácidos de um polipeptídeo codificado por um alelo mutante desse gene, originado pela perda do sexto par de nucleotídeos, ou seja, pela deleção do par TA? Módulo 6 – A síntese de proteínas � (VUNESP) – Considere o processo de sín tese de uma proteína na célula. Quais os pa péis do gene e do ribos somo na síntese da proteína? � No desenho abaixo, aparece uma das etapas da síntese de proteínas. Assinale a al ternativa que corretamente iden tifica as estruturas nu meradas de 1 a 5. Códons Aminoácidos UUU, UUC Phe UGU, UGC Cis UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC Ser AUU, AUC, AUA Ile AUG Met – – – A T G A G T T G G C C T G – – – – – – T A C T C A A C C G G A C – – – Códons do RNAm Aminoácidos ACC Treonina AGU Serina AUG Metionina CCU Prolina CUG Leucina GAC Ácido aspártico GGC Glicina UCA Serina UGG Triptofano RNAm Códon Amino- ácido Anti códon Ribos-somo a) 2 3 5 1 4 b) 2 1 3 5 4 c) 4 3 2 1 5 d) 4 3 1 2 5 e) 1 2 3 4 5 140 BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 140 � (FUVEST) – Qual o papel do RNA men sageiro e do RNA transportador na síntese de proteínas? � Considerando que os anticódons dos aminoácidos fenilalanina, tirosina e triptofano sejam, respectivamente, AAA, AUA e ACC, pode-se afirmar que as sequências de nucleo - tídeos da cadeia complementar da cadeia de DNA, responsável pela transcrição, são, respec tiva e corretamente, a) TTT, TAT e TGG. b) AAA, TAT e TGG. c) AAA, UAU e UGG. d) ACC, ATA e TTT. e) UUU, AUA e ACC. � (UNESP) – Em um determinado cromos somo, foi descoberta a existência de 150 genes diferentes. Pode-se afirmar que ele a) terá a capacidade de formar no máximo 150 aminoácidos diferentes. b) terá a capacidade de formar pelo menos 150 proteínas diferentes. c) será formado pelas bases nitrogenadas A, U, C e G. d) será formado por 150 fitas de dupla-hélice diferentes. e) será transcrito e traduzido por apenas um RNA mensageiro. � A interação entre o anticódon no RNAt com o códon no RNAm é mediada a) pela ação da peptidil-transferase. b) pela formação de pontes de hidrogênio. c) por energia proveniente da quebra de ATP. d) pela ação da aminoacil-RNAt sintetase. e) pela formação de ligações covalentes com gasto de energia proveniente da quebra de GTP. � (FMTM) – Em células eucariontes, o RNA pode ser encontrado associado ao ribossomo, livre no citoplasma ou no núcleo celular. Quanto à distribuição dos tipos de RNA, pode-se concluir que o RNA a) mensageiro é o mais abundante na célula e é encontrado somente no citoplasma. b) ribossômico é o mais abundante na célula e está presente em ribossomos livres ou associados ao retículo. c) transportador é o mais abundante na célula e está presente no citoplasma e no núcleo. d) mensageiro é o mais abundante na célula e é encontrado somente no núcleo. e) ribossômico é o mais abundante na célula e está presente somente no núcleo. O desenho abaixo representa um processo bioquímico em pro ca riontes. Após análise do desenho, resolva os itens seguintes: a) Qual o nome do processo representado no desenho? b) Em que local da célula ocorre esse processo? c) Cite os nomes das moléculas indicadas, respectivamente, por I, II e III. d) A partir de uma proteína, é possível percorrer o caminho inverso e chegar à sequência de DNA que a gerou? Justifique. Na tabela abaixo aparecem os códons de alguns aminoácidos. Considerando a degeneração do código genético, de quantas maneiras pode ser codificado o segmento de DNA constituído pela sequencia de Arginina – Isoleucina – Serina – Fenilalanina? � (UFMG) – Sabe-se que o núcleo transmite a informação genética nele armazenada em duas ocasiões: quando a célula se reproduz e quando envia ao citoplasma cópias de sua informação acumulada no ácido desoxirribonucleico, para a síntese proteica. O esquema representa alguns dos passos necessários para essa síntese, bem como as moléculas e estruturas nela envolvidas. Aminoácidos Códons Fenilalanina UUU UUC Isoleucina AUU AUC AUA Arginina CGU CGC CGA CGG Serina AGU AGC Glicina GGA GGC GGU 141BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 141 a) Qual o nome da estrutura (corpúsculo) I? b) Como é denominada a etapa III? c) Como é denominado o complexo resultante da união de IV e V? d) Qual a função desempenhada por VI? e) Qual a macromolécula apresentada no esquema que origina tanto V quanto VI? Módulo 7 – A mutação gênica � (UFSCar) – A moderna teoria da evolução admite que a fonte primária da variabilidade dos seres vivos é a mutação gênica. a) Como se pode definir mutação gênica em termos moleculares? b) Por que mutações em células germinativas são mais impor - tantes para a espécie do que aquelas que ocorrem em outras células do corpo? � Uma mutação pode ocorrer no DNA, como mostra o esquema a seguir. a) Que tipo de mutação gênica aconteceu? Justifique a sua resposta. b) Todas as células, a partir da célula que sofre a mutação, serão anômalas? Justifique sua resposta. � Identifique os tipos de mutação gênica abaixo esque - matizados. � Em um segmento de DNA que codifica determinada proteína, considere duas situa ções: a) um nucleotídeo é suprimido; b) um nucleotídeo é substituído por outro. A situação “a”, geralmente, é mais drástica do que a situação “b”. Explique por quê. � (FGV) – As mutações desempenham um papel ambíguo para a vida. São responsáveis pela variação existente entre os organismos e, ao mesmo tempo, são a causa de muitos distúrbios e doenças, como, por exemplo, o câncer. Entre os tipos de mutações existentes, sabe-se que a mutação gênica é caracterizada como uma a) pequena alteração na sequência dos nu cleotídeos do DNA, envolvendo um gene. b) alteração na ploidia da célula, gerando uma aneuploidia, mas raramente uma euploidia. c) mudança na estrutura dos cromossomos, que pode ser uma translocação ou inversão. d) pequena alteração envolvendo poucos cromossomos de uma célula germinativa. e) alteração nos genes encontrados exclusiva mente nas células germinativas. � Um profissional que trabalhe com apare lhos de raios-X deve sempre se proteger com um colete apropriado porque a radiação pode a) danificar somente as moléculas de RNA e provocar alterações bioquímicas nas células. b) causar mutações em qualquer tipo de célula e desencadear algum tipo de câncer. c) causar mutações somente nas células somá ticas e desencadear algum tipo de câncer. d) danificar as proteínas citoplasmáticas e com isso provocar algum tipo de câncer. e) estimular a formação de proteínas cito plasmáticas e inibir as divisões celulares. � (UNESP) – O esquema abaixo representa a replicação do DNA, durante a qual ocorreu uma mutação gênica. Que tipo de mutação gênica aconteceu? Por quê? A figura mostra que, na duplicação do DNA, ocorreu um “erro”: em lugar de a adenina de uma das cadeias ligar-se à timina, ligou-se a outra adenina. Como é classificado esse “erro”? Gene normal 5’ ATA-GAT-CTG-TAT-CTA 3’ Genes mutantes 1. 5’ ATA-G_T-CTG-TAT-CTA 3’ 2. 5’ ATA-GAT-CTG-TGT-CTA 3’ 3. 5’ ATA-TAT-CTG-TAT-CTA 3’ 4. 5’ ATA-GAT-CTG-TAT-CTA-A 3’ 142 BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 142 (UEL) – O esquema abaixo representa uma mutação gênica. A partir dele o que podemos concluir? Módulo 8 – A lei da segregação � No milho, a altura das plantas é determinada por um par de alelos. No cruzamento de uma planta alta com outra baixa, a geração F1 apresentou 100% de plantas altas. Com base nessas informações, responda: a) Qual dos alelos é o dominante? Como você chegou a essa conclusão?b) Se duas plantas da geração F1 forem cruzadas, qual a proporção fenotípica esperada na descendência? � Nas ervilhas, a semente pode ser lisa ou rugosa. Realizaram-se vários cruzamentos com essas plantas, obtendo-se os seguintes resulta dos: Represente os alelos e os cruzamentos realizados. � (UNIFESP) – A acondroplasia é uma doença esquelética de nanismo com encur tamento dos membros e aumento de cabeça. Uma mulher acondroplásica, casada com um primo igualmente acondroplásico, tem dois filhos; o primeiro apresenta acondroplasia e o segundo não apresenta a anomalia em questão. Com base nesses dados, é correto afirmar que a) a acondroplasia tem herança recessiva e o casal é homozigoto dominante. b) a acondroplasia tem herança dominante e o casal é homozigoto recessivo. c) o filho acondroplásico só pode ser homo zigoto, já que é afetado pela doença. d) o filho normal é heterozigoto, pois os pais são homozigotos AA e aa. e) a acondroplasia é determinada por alelo dominante e o casal é heterozigoto. � Em uma escola de ensino médio, o professor de Biologia lançou o seguinte desafio aos seus alunos: Após analisar a questão os alunos responderam, de forma correta, que isso poderia ocorrer se o genótipo dos parentais fossem a) heterozigotos. b) homozigotos recessivos. c) homozigotos dominantes. d) heterozigoto e homozigoto dominante. e) homozigoto dominante e homozigoto re cessivo. � Imagine uma população de caramujos, nos quais a coloração da concha é controlada por dois alelos: A (preto) e a (amarelo). Considere que existam 20 indivíduos com a concha amarela e 80 com a concha preta. Qual é o número total dos genes A e a nessa população, sabendo-se que existem 20 caramujos amarelos e 50 heterozigotos? Pais Descendentes Sementes lisas Sementes rugosas 1. Lisa x rugosa 92 0 2. Lisa x lisa 135 52 3. Rugosa x rugosa 0 83 4. Lisa x rugosa 45 43 5. Lisa x lisa 85 0 Duas plantas originadas a partir de sementes brancas poderiam produzir, por fecundação cruzada, sementes brancas e sementes amarelas? A a a) 50 50 b) 60 40 c) 110 90 d) 55 45 e) 40 60 143BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 143 � (PUC-RS) – Em uma dada espécie de mamífero, a cor preta da pelagem é dominante em relação à cor branca. Do cruzamento de dois indivíduos, obtiveram-se dez descendentes com a pelagem dominante e dez com a recessiva. O provável genótipo dos progenitores é a) Bb e bb. b) BB e Bb. c) Bb e Bb. d) bb e bb. e) BB e BB. � (FUVEST) – Um rato I de pelagem negra cruzado com uma rata albina pro duziu 12 filhotes, todos negros. Essa mesma rata albina, cruzada com um rato II, também negro, produziu 7 filhotes negros e 5 albinos. Representando por A o alelo que condiciona pelagem negra e por a o que condiciona pelagem albina, escreva os prováveis genótipos dos ratos I e II e dos filhotes de cada uma das ninhadas. Em ervilhas, a flor vermelha é um caráter dominante em relação à flor branca. O cruzamento de um heterozigoto com um reces sivo produziu 980 descendentes. Quais os fenótipos obtidos e qual o número esperado para cada um deles? (UNICAMP) – Na cultura do milho, ocorre um gene responsável pela altura das plantas. Indivíduos de genótipo BB são altos e indivíduos de genótipo bb são baixos. Do cruzamento de duas plantas de ge nó ti po BB x bb, a descendência, na geração F1, apresentou 100% de plantas altas. A partir dessas informações, per gunta-se: a) Qual dos alelos é o dominante? Como você che gou a essa con clusão? b) Se duas plantas da geração F1 forem cruzadas, qual a pro - por ção fenotípica da descendência? c) Se uma planta da geração F1 for cruzada com outra de ge - nó tipo bb, qual proporção de plantas altas e baixas é esperada na descendência? 144 BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 144 145BIOLOGIA FRENTE 1 Módulo 1 – Os seres vivos e os tipos de células � Os seres vivos são classificados em dois grupos: procariontes e eucariontes. � a) Nos seres do Reino Monera (bacté rias). b) 1. Parede celular 2. Membrana plasmática 3. Citosol (citoplasma) 4. Ribossomos 5. Cromossomo bacteriano consti tuí do por uma molécula circular de DNA. � • Protoctistas: algas e protozoários. • Fungi: fungos. • Vegetal (planta). • Animal. � São comuns a todas as células: membra na plasmática, citoplasma, ribossomos e DNA como material genético. � a) A célula procariótica é observada em bactérias e cianobactérias, repre sentantes do Reino Monera. Células eucarióticas ocorrem nos organismos pertencentes aos reinos Protista, Fungi, Animalia e Plantae. b) Célula procariótica: presença de nu cle oide representado apenas por um cromossomo; no citoplasma, o único organoide é o ribossomo. Célula eucariótica: núcleo organizado contendo envoltório nuclear, nucléolo e cromossomos. Citoplasma com vários organoides, tais como mitocôndrias, ribossomos, retículo endoplasmático, complexo de Golgi etc. � B � E B I. Mitocôndria. A teoria da endos simbiose considera a orga nela ori ginada de célula bacte riana englobada por outra célula primitiva. II. Retículo endoplasmático. Ori gina do por invaginação da membrana plasmática de uma célula procariota de bactéria. � III. Centríolo constituído por micro túbulos formados por pro teína chamada tubulina. Função: divisão celular. � IV. Sistema golgiense. Essa organela recebe, armazena, modifica e elimina sob forma de grânulos de secreção as proteinas produzidas em II. Módulo 2 – Evolução da célula eucariota vegetal � a) Célula A = procariota (não apresenta o núcleo verdadeiro) Célula B = Eucariota (apresenta núcleo) b) Célula A = Reino Monera (bactérias) Célula B = Reino Plantae ou Vegetalia ou Metaphyta c) I. cloroplasto II. vacúolo III. parede celulósica (polissacarídica) IV. ribossomos V. parede celular (glicanopeptídica) � a) Mitocôndria. b) Esse organoide possui DNA, capa ci dade de autoduplicação e ribossomos. � B � B � D � Não. A figura representa uma célula eucariota vegetal porque apresenta parede celular atravessada por plasmodesmos, vacúolo de reserva e regulação osmótica e cloroplastos com função de fotossíntese. Módulo 3 – Célula vegetal: Plastos e vacúolos � Parede celular, plastídios e grandes vacúolos. � Proteção do protoplasma e sustentação mecânica. � A �B �D � B � A célula pertence a um tecido vegetal porque na sua estru - tura são encontrados: – parede celular ou membrana celulósica. – cloroplastos – grandes vacúolos – nota-se também a ausência de centríolo A intensa síntese proteica leva ao desenvolvimento do retículo endoplas mático granuloso, pois, nas membranas desta estrutura, aderem-se os ribossomos, responsáveis pela síntese de pro teí nas. Resolução dos Exercícios-Tarefa C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 145 1 – parede celulósica 2 – plasmodesmo 3 – vacúolo 4 – cloroplasto � C � C � D � D � Cloroplastos: fotossíntese. Leucoplastos: reserva de amido. � a) Retículo endoplasmático. b) Reserva e regulação osmótica. � C � E � 1. Parede celulósica – proteção e sustentação. 2. Vacúolo – reserva e regulação osmótica. 3. Cloroplasto – fotossíntese. � Cloroplastos e mitocôndrias possuem DNA circular encon - trado exclusivamente em células procariotas de bactérias. � Os pigmentos encontrados nos plastos são: clorofilas e ca - rote noides (carotenos e xantofilas). Módulo 4 – Os tecidos vegetais: meristemas � Dermatogênio – epiderme Periblema – casca Pleroma – cilindro vascular Felogênio – súber Câmbio – xilema, floema e parênquima � Os primários são originados de células embrionárias, enquanto os secundários derivam de células adultas que sofreram o processo de diferenciação. � C �C �A � A � B B Meristemas primários são encontrados nos ápices (pontas) do caule e da raiz, formando os pontos vegetativos. � Câmbio – xilema e floema. Felogênio – súber e feloderma. Módulo 5 – Os tecidos adultos � � D � B � A � B � A � D Epiderme – estômatos. Súber – lenticelas. Colênquima,esclerênquima e lenho (xilema). � Células mortas e reforçadas com lignina: esclerênquima e xilema (lenho). Células vivas, sem reforço de lignina, apresentam celulose e substâncias pécticas: colênquima. Módulos 6 e 7 – A folha: órgão de fotossíntese – I e II � A – Limbo B – Nervura C – Pecíolo D – Bainha � B � Transporte de água e minerais (xilema) e transporte de açúcares (floema). � E � A – Epiderme B – Célula estomática C – Ostíolo D – Célula anexa E – Cutícula F – Câmara Subestomática G – Parênquima lacunoso H – Lacuna � C � A Tecidos Epiderme Súber Parênquima Xilema Floema Colênquima Esclerênquima 146 BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 146 I. Epiderme recoberta pela cutícula. II. Parênquima clorofiliano paliçádico. III. Parênquima clorofiliano lacunoso. IV. Estômato. V. Feixe liberolenhoso onde o xilema está voltando para cima e o floema, para baixo. a) 1 – transformação da folha em espinho; 2 – caule achatado, arredondado, com pequena superfí- cie e arma zenamento de água (suculência). b) – cutícula espessa e impermeável; – presença de estômatos na epiderme do caule; – caule clorofilado; – armazenamento de água. � I (câmara estomática), H – J – D – E (parênquima lacunoso). � E � A � A � C � D � D � C � Todas as afirmações estão corretas e relacionadas ao enunciado. � A figura “A” indica o estômato, estrutura relacionada com a eliminação de água no estado de vapor. A figura “B” mostra um hidatódio (estômato aquífero), estrutura capaz de eliminar água no estado líquido. � Os cotilédones são as primeiras folhas a se abrirem no momento da germinação. Módulos 8 e 9 – A química da fotossíntese – I e II � Absorção de luz pelas clorofilas. Síntese de ATP (fotofosforilação). Fotólise da água. Síntese de NADPH2. Liberação de O2. � I. Água III. ATP II. Oxigênio IV. NADPH2 luz � a) 4H2O + 2NADP ⎯⎯⎯⎯⎯→ 2NADPH2 + 2H2O + O2clorofila luz b) ADP + Pi ⎯⎯⎯⎯⎯→ ATP clorofila � A � B �B � E B I. cloroplasto – fotossíntese. II. mitocôndria – respiração. � A + B ⇒ CO2 + H2O C + D ⇒ compostos orgânicos (glicose) e O2. � Ciclagem do carbono e do oxigênio. � – Absorção e fixação do CO2. – Redução do CO2 pelo NADPH2 com gasto de ATP. – Produção do açúcar (CH2O). � I. CO2 II. C6H12O6 III. H2O � CO2 + 2NADPH2 → (CH2O) + H2O + 2NADP ATP ⎯⎯⎯→ ADP + Pi � D � A � I. H2O, II. O2 III. NADPH2 IV. ATP V. CO2 VI. C6H12O6 VII. H2O. � E � E � B �21 A �22 12H2O + 6CO2 → (C6H12O6) + 6H2O + 6O2 �23 a) Tilacoide do cloroplasto. b) Matriz ou estroma do cloroplasto. �24 a) Não, porque a massa do solo seco, no início e no final do experimento, praticamente não alterou. b) A matéria orgânica que forma o corpo vegetal origina-se do CO2 do ar e da água de irrigação, utilizados, na presença de luz, para a produção dos compostos orgânicos, durante o fenômeno da fotossíntese. Módulo 10 – Fotossíntese e quimiossíntese em bactérias � a) A quimiossíntese é realizada apenas por bactérias. Ex.: bac térias nitrifi cantes encontradas no solo e nos meios aquáticos. b) Quimiossíntese: 1.a Fase: + oxigênio → → + 2.a Fase: gás carbônico + água + ⎯→ substância inorgânica substância inorgânica oxidada Energia substância orgânica (açúcares) Energia 147BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 147 � As bactérias não possuem cloroplastos e apresentam um pigmento chamado bacterioclorofila, não utilizam água para obtenção de hidrogênio e não liberam oxigênio. � Etapa I – A oxidação de uma substância inorgânica libera energia. subst. inorgânica + O2 → subst. inorgânica + energia reduzida oxidada Etapa II – A energia liberada será utili zada na síntese de compostos orgânicos. energia CO2 + H2O ⎯⎯⎯→ compostos orgânicos � C � E � B � C Nitrosomas e Nitrobacter são bactérias nitrificantes cuja fun ção é oxidar a amônia a nitritos e estes a nitratos. Os nitratos são absorvidos pelas raízes das plantas e utilizados na sín tese de pro teínas e outros compostos nitroge nados, como DNA, RNA e clorofilas. Módulo 11 – A influência da temperatura e dióxido de carbono � A temperatura atua na fase química, porque é catalisada por enzimas. � A � C � � Em I, a taxa de respiração é maior do que a de fotossíntese. Ocorre liberação de CO2 para o meio e aumento na concen tração de H2CO3, tornando o indicador da solução de colo ração amarela. Em II, a fotossíntese é igual à respiração, o teor de CO2 man - tém-se em 0,03% e a coloração da solução é rósea. Em III, a fotossíntese é mais intensa do que a respiração e retira CO2 do meio (H2CO3); o indicador torna-se arroxeado. � Em baixas intensidades de luz, a influência da temperatura na fotossíntese é desprezível, porque a luz age como fator limi - tante. A influência da tempe ratura na velocidade de fotos - síntese só é observada mantendo-se uma intensidade luminosa alta e portanto é o gráfico E. � Curva III. A fixação do CO2 aumenta com a variação da temperatura uma vez que é realizada por atividade enzimática e por isso a curva de fixação desse gás coincide com a curva da ação enzimática. Em temperaturas elevadas a velocidade de fixação cai em consequência da desnaturação das enzimas. Módulo 12 – A influência da luz na fotossíntese � a) É a intensidade luminosa em que a razão de fotossíntese é igual à da respiração. b) Todas as quantidades de glicose e oxigênio produzidas na fotossíntese são gastos na respiração. � São classificadas em: umbrófitas (plantas de sombra) e heliófitas (plantas de sol), quando o ponto de compensação fótico for, respectivamente, baixo e alto. � C �E � E � B � a) A fotossíntese ocorreu nos recipientes A e B; a respiração, nos recipientes A, B e C. b) A solução de cresol mudou de cor em A e C. Em A, sob luz solar intensa, a fotossíntese é mais veloz do que a res pi - ração e ocorreu a absorção de CO2, reduzindo a sua con - centração no meio ambiente. Em C, no escuro, a respira ção eliminou CO2, aumentando a sua concentração no am - biente. Da comparação entre o espectro de ação e o espectro de absorção dos pigmentos (clorofilas A e B), conclui-se que as radiações mais eficientes são a azul e a vermelha. O ponto x representa na abcissa o chamado ponto de compensação lu minoso ou fótico de uma planta. O ponto de compensação é uma intensidade luminosa em que a velocidade da respiração é exatamente igual à velocidade de fotossíntese. As reações abaixo mostram os dois fenômenos: fotossíntese 12H2O + 6CO2 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 respiração Na região A do gráfico, a planta está recebendo luz abaixo do seu ponto de compensação luminoso, o que significa que a velocidade de respiração é maior do que a de fotossíntese. Nesse caso, a planta libera muito mais CO2 por respiração do que consegue absorver por fotossíntese. Na região B do gráfico, a fotossíntese tornou-se maior do que a respiração, levando à maior absorção de CO2 do que liberação. ⎯⎯⎯⎯⎯→←⎯⎯⎯⎯⎯ 148 BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 148 Módulos 13 e 14 – Respiração celular aeróbia I e II � a) 1. Cloroplasto – Fotossíntese b) 2. Mitocôndria – respiração c) A – Oxigênio – B – CO2 d) 1 e 2 ocorrem nas células vegetais A organela 1 não ocorre em células animais. e) O cloroplasto utiliza a luz solar para a realização de fotossíntese. � C6H12O6 + 6O2 → 6 H2O + 6 CO2 + 38 ATP � A � C � B � E � D E C � C � C � E � E � D � D � A � B � D � B � A �21 C Módulo 15 – A Respiração anaeróbia celular � C � B � C � E � C � E � B C D � Curva 1, CO2; curva 2, O2; curva 3, lactato. Durante o mergulho, não ocorreram trocas gasosas com o ambiente. Logo, a curva 2, a única que mostra consumo, representa o oxigênio. De forma análoga, a curva 1, que aumenta durante o megulho, representa o CO2. O exercício em anaerobiose aumenta a produção de lactato, que é posteriormente metabolizado, o que é mostrado pela curva 3. � A Módulo 16 – Osmose na célula vegetal � C � D � E � a) Osmose. b) A célula ganha água porqueo fluido se movimenta do meio hipotônico para o hipertônico. � Absorve água e sofre lise celular. � I. Célula túrgida (turgescente) – meio Hipotônico. II. Célula plasmolisada – meio Hipertô nico. III. Célula flácida (murcha) – meio Hiper tônico. � B a) Osmose, porque ocorreu passagem de água através da membrana, reduzindo seu volume no béquer e aumen - tando no funil. b) A célula vegetal em a (água destilada) ganha água e aumento em seu volume. A ruptura da célula não ocorre devido à presença da parede celular, muito resistente. A estrutura membranosa encontrada abaixo da casca calcária do ovo comporta-se como membrana semi permeável, e o fenô meno é a osmose. � Analisando as figuras, percebemos que o volume da célula II é o maior, começando a perder água em I, e, em III, temos uma célula plasmolisada. � A água penetra na célula por osmose. � Fórmula: DPD = PO – PT Dados: DPD = 10 atm PO = 15 atm Resposta: PT = 5 atm � A célula perde água e entra em plasmólise. � B � A � Solução hipertônica e o fenômeno é conhecido por plasmólise. � a) Posição 1: célula plasmolisada ou célula flácida. Nestas células a pressão de turgescência é nula (PT = 0) e, consequentemente, DPD = PO. Posição 3: célula túrgida (saturada com água). Nela DPD = 0 e PO = PT. b) A célula torna-se túrgida quando mergulhada em meio hipotônico ou em água destilada. A célula plasmolisada é obtida quando mergulhada em meio hipertônico. � B � a) Osmose. b) Hipotônica. c) Nenhuma; por ser a osmose um transporte passivo, ocorre sem gasto de energia. � a) A-2, B-3 e C-1. Em A, não há participação de proteína carreadora nem consumo de ATP, o processo ocorre a favor do gradiente de concentração. Em B, há participação de proteína carreadora; o processo ocorre a favor do gradiente de concentração, mas não consome ATP. Em C, há participação de proteína carreadora; o processo ocorre contra o gradiente de concentração e consome ATP. 149BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 149 b) O tempero funciona como meio hipertônico. Consequentemente, as células da alface perderam água por osmose. �21 Nos mecanismos de transporte através da membrana plasmática observam-se: – Movimento de água – osmose; – Movimento de gases (O2 e CO2) – simples difusão. – Movimento de nutrientes minerais – transporte ativo. FRENTE 2 Módulo 1 – Introdução ao estudo da genética � a) Genes são os elementos determi nan tes das características hereditárias dos or ganismos. b) Os genes aparecem nos cromossomos. � O número de cromossomos varia nos diversos organismos, mas é constante para os que pertencem a mesma espécie. � Os genes são constituídos por DNA (ácido desoxirribonucleico). � a) 20 b) 20 � D � D � – É formada por duas fileiras de nucleotídeos torcidas juntas em forma de hélice. – Nela está contida a informação genética necessária para a formação de um organismo. – Ela tem a capacidade de se autoduplicar. A mensagem nela contida pode ser transcrita para uma outra molécula denominada RNA. – Em alguns organismos primitivos, ela apresenta apenas uma fileira de nucleotídeos. No DNA, A = T e C = G A = T = 40 A + T = 80 C + G = 100 – 80 = 20 C = G = 10 O DNA é formado por duas cadeias complementares de nucleotídeos, caracterizados pelas bases nitrogenadas. Módulo 2 – A natureza química do gene � � a) Trata-se de um DNA de cadeia simples. b) DNA de cadeia simples ocorre nos vírus. � D � B � E � C � Porque cada aminoácido da proteína é codificado por três nucleotídeos do gene. a) b) AAU e GAA. Módulo 3 – DNA: Replicação e transcrição � a) A – A – T – C – G – C b) A – A – U – C – G – C ou U – U – A – G – C – G � � C �C � RNA DNA 20% A ––––––––––– 20% T – 20% A 30% C ––––––––––– 30% G – 30% C 10% G ––––––––––– 10% C – 10% G 40% U ––––––––––– 40% A – 40% T DNA: A = 20 + 40 = 60/2 = 30% C = 30 + 10 = 40/2 = 20% G = C = 20% T = A = 30% DNA RNA Pentose Desoxirribose Ribose Bases pirimídicas Citosina e timina Citosina e uracila Estrutura Duas cadeias helicoidais Uma cadeia Localização Cromossomos, mitocôndrias e cloroplastos Ribossomos e hialoplasma Função Constituição dos genes Síntese de proteínas RNAm UUA UUU CUU GUU UCU GGC DNA AAT AAA GAA CAA AGA CCG Amino- ácidos LEU FEN LEU VAI SER GLI DNA RNA Pentose Desoxirribose Ribose Púricas A e G A e G Pirimídicas C e T C e U N.o de cadeias Duas Uma 150 BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 150 � 1.ª geração – 100% de bactérias com N14 / N15. 2.ª geração – 50% de bactérias com N14 / N15 e 50% com N14. 3.ª geração – 25% de bactérias com N14 / N15 e 75% com N14. � a) A enzima DNA polimerase realiza a catálise da seguinte cadeia com ple mentar à sequência-molde: 3’TACGCA5’. b) O RNA mensageiro produzido pela ca deia de DNA com - plementar apresentará a sequência 5’AUGCGU3’. a) Como C = G e C + G = 58%, temos C = G = 58% / 2 = = 29%. Da mesma forma, como A = T e A + T = 100% – – 58% = 42%, temos A = T = 21%. b) Porque a proporção de bases apre sentada refere-se às duas cadeias da molécula de DNA, não sendo pos sível determinar a proporção de citosina na cadeia que será transcrita. Devido ao pareamento de A em uma fila, com T na outra e G com C, a relação A + G/T + C na cadeia complementar é o inverso de 0,7 (7/10). Na cadeia complementar a relação será 10/7 ou 1,4. Módulo 4 – A ação gênica � Através da produção de proteínas estruturais e regula - doras, responsáveis pelas estruturas e atividades das células. � a) Processo de autoduplicação do DNA. b) Formação do RNAm, a partir do DNA. c) Formação de proteínas nos ribossomos. � C � D � A � E � C a) 84. São necessários três nucleotídeos para codificar cada aminoácido. b) Não. O código genético é degenerado, isto é, mais de uma sequência de núcleotídeos pode codificar o mesmo aminoá cido. Região vc: Região vf: …GAA… …TAA… … AGC… …AGA… | | | e | | | | | | e | | | …CT T… …AT T… …TCG… …T C T… As plantas A e B são homozigóticas para as regiões vc e vf; logo, cada uma delas produzirá apenas um tipo de gameta em relação a essas regiões. A planta re sultante do cruza mento será necessaria mente heterozigótica. � a) O gene codifica a sequência de aminoácidos da proteína. b) Porque a mutação pode alterar os códons e, consequen - temente, os ami noácidos e a proteína. c) Quando a mutação produz um códon que codifica o mes mo aminoácido. Módulo 5 – O código genético � a) TAC GAT CCG AAT TCT b) 5 aminoácidos � DNA: GAC – TGA – TCT RNAm: CUG – ACU – AGA Aminoácidos: LEU – TRE – ARG � A �E �D � D �A a) – – – AUG AGU UGG CCU G. b) Serina – Triptofano – Prolina. UAC – UCA – ACC – GGA. � Metionina – Serina – Glicina. Módulo 6 – A síntese de proteínas � O gene (DNA) codifica a sequência de aminoácidos da proteína. O ribossomo, de acordo com a codifi cação genética, encadeia os aminoácidos, produzindo a proteína. � D � O RNAm transcreve e leva ao ribossomo a mensagem genética contida no DNA. O RNAt transporta aminoácidos do hialoplasma para os ribossomos. � A � B � B �B a) Síntese de proteínas. b) Citoplasma. c) I – DNA; II – RNAm; III – proteína. d) Não, por causa da degeneração do código genético. Combinando os possíveis códons, teremos: 4 . 3 . 2 . 2 = 48 possíveis codificações. � a) I – nucléolo. b) III – transcrição. c) IV e V – polirribossomo. d) VI – transporte de aminoácidos. e) DNA. 151BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 151 Módulo 7 – A mutação gênica � a) Alteração na sequência de bases do DNA. b) Porque podem ser transmitidas. � a) Transversão, em razão da substitui ção de uma base pirimídica (T) por outra púrica (A). b) 50%, como consequência da replica ção semiconservativa do DNA. � 1. Deleção. 2. Transição. 3. Transversão. 4. Adição. � Na situação “a”, a proteína terá um aminoácido a menos ou, então, uma sequência diferente deaminoácidos, porque a codificação será totalmente alterada. Na situação “b”, devido à degeneração do código, poderá não ocorrer nenhuma alteração na proteína codificada. � A � B � Ocorreu mutação por substituição, transformando o par G : C em A : T. A transversão é a substituição de uma base pirimídica (T) por outra púrica (A). Ocorreu mutação, por substituição. Após a duplicação, uma das moléculas apresenta alteração em par de bases. Módulo 8 – A mutação gênica � a) O alelo B que condiciona planta alta, por aparecer integralmente na F1. b) Alelos: B (planta alta) e b (planta baixa) Cruzamento: Bb x Bb = 1BB : 2Bb : 1bb = 3 altas : 1 baixa � Alelos: R (lisa) e r (rugosa). 1. RR x rr 2. Rr x Rr 3. rr x rr 4. Rr x rr 5. RR x RR ou RR x Rr � E � A � A = 60 (AA) + 50 (Aa) = 110 a = 40 (aa) + 50 (Aa) = 90 Resposta: C � A � Rato I AA x Rata aa – Filhotes Aa Rato II Aa x Rata aa – Filhotes 7 Aa e 5 aa Alelos : B (vermelha) e b (branca) (P) Bb x bb (F1) 1/2 Bb : 1/2 bb 490 flores vermelhas e 490 flores brancas a) Alto, por aparecer na F1. b) 3 altas: 1 baixa. c) 1 alta: 1 baixa. 152 BIOLOGIA C1_2A_TEO-EXER_VERMELHO_Biologia_Clayton_2021 17/11/2020 13:11 Página 152