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BIOLOGIA CURSINHO DO DCE UFRN 2012|BIOQUÍMICA CELULAR
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COMPONENTES DA CÉLULA
A célula apresenta uma constituição complexa e
diversificada. De forma geral, é constituída por
componentes inorgânicos: água e sais minerais; e
compostos orgânicos, tais como: carboidratos, lipídios,
aminoácidos, proteínas, enzimas, ácidos nucléicos e
vitaminas. Vamos começar nosso estudo pela
substância mais abundante, a água.
I. ÁGUA E SAIS MINERAIS
É o componente químico mais abundante da matéria
viva. Como substância, a água pura é incolor, insípida e
inodora. Na natureza não existe água pura, devido à sua
capacidade de dissolver quase todos os elementos e
compostos químicos. A água que encontramos nos rios
ou em poços profundos contém várias substâncias
dissolvidas, como o zinco, o magnésio, o cálcio e
elementos radioativos. Apesar de ser um composto
bastante simples, formado de dois átomos de hidrogênio
e um de oxigênio (H2O), a água é um nutriente essencial
para a manutenção da vida, estima-se que ela perfaça
cerca de 70% da composição química dos seres vivos.
II. COMPOSIÇÃO QUÍMICA E
ESTRUTURA MOLECULAR
PONTES DE HIDROGÊNIO
Tipo de interação molecular que ocorre quando o
elemento químico hidrogênio encontra-se ligado a um
dos três elementos químicos mais eletronegativos (F, O,
N) e o tal elemento está ligado também, a outro átomo
de elemento pouco eletronegativo. A água é uma
substância polar de geometria angular. Na água líquida
as moléculas de água fazem e desfazem pontes de
hidrogênio a todo momento, nesse estado elas são
capazes de realizar três pontes de hidrogênio, já no
estado sólido as pontes de hidrogênio são em número de
quatro, o que confere a sua estrutura cristalina.
III. PROPRIEDADES DA ÁGUA
1. Coesão; Propriedade na qual, a água mantém suas
moléculas fortemente unidas devido às pontes (ligações)
de hidrogênio.
2. Adesão; É a capacidade que a água tem de se unir a
outras substâncias polares.
3. Tensão Superficial; Ocorre quando a água se
comporta como uma película elástica.
4. Capilaridade; propriedade da água, em que ela
percorre por tubos relativamente finos denominados
capilares.
5. Meio de Transporte de Moléculas; várias
substâncias que são necessárias ao metabolismo celular
são transportadas, no interior das células pela água.
6. Regulação Térmica; a água líquida, devido a sua
grande capacidade calorífica (1 cal/g ºC), pode
armazenar grande quantidade de energia calorífica sem
modificar muito sua temperatura. Esta propriedade da
água permite que grandes quantidades de água não
Á água é uma substância polar.
A capilaridade decorre do fato das moléculas de água
realizarem pontes de hidrogênio e se aderirem a determinadas
superfícies.
Insetos sobre a película de água.
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aqueçam nem resfriem com muita rapidez, e, em
conseqüência, protege aos seres vivos das mudanças
bruscas de temperatura. A água apresenta um alto calor
específico, uma vez que necessita de muita energia
para ter a sua temperatura elevada.
7. Poder de Dissolução; a água é capaz de dissolver a
maioria das substâncias (polares), devido a isso, ela é
considerada um solvente universal.
IV. VARIAÇÃO DA TAXA DE ÁGUA
NOS ORGANISMOS
A água varia nos seres vivos de acordo com alguns critérios. 1. Idade; a água varia com a idade numa proporção inversa, exceto nas plantas. 2. Espécie; no homem adulto a água representa 60% do peso do corpo, em alguns fungos, 83% do peso é água, já em cnidários como as águas-vivas, encontramos 96% dessa substância. 3. Atividade metabólica de tecido; a água varia de acordo com a atividade metabólica numa proporção direta. V. SAIS MINERAIS
Alguns minerais como sódio, potássio, cálcio, fósforo,
cloro e magnésio são considerados macronutrientes por
serem necessários em grande quantidade ao organismo
(100 mg/dia ou mais) e são chamados de
macrominerais. Outros, micronutrientes, como ferro,
zinco, cobre, manganês, molibdênio, selênio, iodo e
flúor, necessários ao organismo em pequenas
quantidades, são chamados microminerais. Os sais
minerais, na matéria viva, são encontrados sob três
formas principais, geralmente reversíveis:
Cristalina ou molecular: o cálcio e o fósforo
são encontrados sob este tipo de forma nos
ossos.
Iônica: podem formar soluções verdadeiras,
encontrando-se sob a forma de iontes nos
líquidos. Os mais comuns são Cl-, HCO3-, CO3--
e fosfatos, entre os ânions, e Na+, K+, Ca++ e
Mg++, entre os cátions.
Orgânica: Fe na hemoglobina e nos
citocromos, P no DNA, ATP, fosfolipídeos, etc.
Todos os sais minerais das células e tecidos provém da
ingestão de alimentos ou da absorção do solo ou das
águas salgadas e doces. Os sais minerais podem atuar
em funções diversas e importantes nos seres vivos.
Vejamos alguns exemplos:
Cálcio (Ca); constitui um dos principais componentes de ossos e dentes, atua nos mecanismos de coagulação sanguínea e é necessário à contração muscular. Ferro (Fe); é necessário à síntese da hemoglobina, proteína presente nas hemácias que possui a função de transporte do oxigênio às células. Fósforo (P); Entra na composição química dos ossos e dentes e é útil a síntese do ATP e dos ácidos nucléicos (DNA e RNA). Iodo (I); essencial para a formação dos hormônios da glândula tireóide. Esses hormônios aceleram o metabolismo celular e tem papel importante no crescimento e desenvolvimento normal do organismo. Sódio e Potássio (Na e K); atuam na manutenção do equilíbrio osmótico e também nos mecanismos de transmissão dos impulsos nervosos. Flúor (F); entra na composição química dos dentes, participando do processo de mineralização do esmalte do dente. Magnésio (Mg); nos vegetais é essencial para a produção das moléculas de clorofila. Serve como ativador de diversas enzimas, também atua no bom funcionamento do sistema nervoso e muscular. Cloro (Cl); forma o ácido clorídrico no estômago, onde ocorre a primeira etapa da digestão de proteínas.
A água dissolve facilmente a estrutura cristalina do NaCl, o sal
de cozinha.
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EXERCÍCIOS PROPOSTOS
01. (UFPE 2007) A água é a substância mais abundante da célula viva. Sua importância está ligada desde a própria origem dos seres vivos, como sua autoconservação, auto-regulação e reprodução. A água é tão importante que os gregos antigos consideravam-na como um dos elementos fundamentais da matéria. Analise e conclua, dentre as propriedades abaixo apresentadas, as que lhe conferem essa versatilidade. A) Calor específico: por apresentar baixo calor específico, evita a elevação da temperatura dos organismos.
B) Solvente universal: os reagentes químicos contidos nas células estão dissolvidos em água, e as reações químicas celulares ocorrem em meio aquoso.
C) Transporte: as plantas conseguem transportar a água, que retiram do solo, até as suas folhas mais altas, graças à capilaridade dos vasos do floema.
D) Tensão superficial: devido às altas forças de coesão (atração entre moléculas de água e outras substâncias polares hidrofóbicas) e adesão (atração das moléculas de água entre si).
E) Estrutura molecular: a disposição dos átomos da água é linear, sendo considerados moléculas apolares com zonas positivas e negativas. 02. (FUVEST) A água, que constitui 70% do peso corporal, é o solvente da célula por excelência. Qual das seguintes propriedades da água contribui para sua capacidade de dissolver compostos? A) Pontes de hidrogênio entre a água e outras moléculas. B) Ligação covalente entre a água e os sais. C) Ligações hidrofóbicas entre a água e os ácidos graxos de cadeia longa. D) Ausência completa de forças de interação. E) Forças de van der Waals entre a água e outras moléculas. 03. (UEPA 2009) O açaí é um fruto típico da região norte do Brasil, cuja polpa é consumida pura ou com outros ingredientes. Este produto da cultura amazônica é conhecido mundialmente. O incremento da comercialização e consumo do açaí, no mercado brasileiro e mundial, estimulou o estudo da composição química do produto. Foram analisados os nutrientes inorgânicos e orgânicos desse alimento, demonstrando assim a importância nutricional do seu consumo. O açaí apresenta em sua composição elementos como: Potássio, Cálcio, Magnésio, Ferro, Zinco, Fósforo e outros. A partir das informações do Texto, é correto afirmar que:
I.O açaí fornece mineral que entra na composição dos hormônios tireoidianos. II. Um dos elementos inorgânicos participa na estrutura dos ácidos nucléicos e moléculas de ATP. III. A formação da hemoglobina pode ser beneficiada diretamente pela ingestão do açaí. IV. O consumo beneficia ossos e dentes, aumentando a rigidez. De acordo com as afirmativas acima, a alternativa correta é: A) I, II, III e IV B) I, II e IV C) II, III e IV D) I, II e III E) II e III
04. (PUCPR 2009) Os sais minerais, encontrados nos mais variados alimentos, desempenham função importante na saúde do homem, podendo estar dissolvidos na forma de íons nos líquidos corporais, formando cristais encontrados no esqueleto, ou ainda combinados com moléculas orgânicas. A alternativa que relaciona CORRETAMENTE o sal mineral com sua função no organismo é: A) K – participa dos hormônios da tireóide. B) Fe – constitui, juntamente com o Ca, o tecido ósseo e os dentes. C) P – participa da constituição da hemoglobina, proteína encontrada nas hemácias. D) Cl – fortalece os ossos e os dentes e previne as cáries. E) Ca – auxilia na coagulação sangüínea.
CARBOIDRATOS
Os carboidratos são substâncias orgânicas também
chamadas de hidratos de carbono ou ainda
sacarídeos. Eles possuem dois papéis bioquímicos
principais:
1. São fontes de energia que podem ser utilizada pelas
células
2. Podem atuar fornecendo suporte estrutural às células.
Como veremos a seguir existem quatro categorias
importantes de carboidratos.
I. CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS
MONOSSACARÍDEOS
Carboidratos que não podem ser hidrolisados. São
exemplos a glicose, frutose e galactose, com 6 carbonos
e a ribose e desoxirribose, com 5 carbonos. A glicose é o
produto final da digestão dos açúcares no organismo;
resultado da "quebra" de carboidratos mais complexos
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(polissacarídeos) encontrados nos cereais, frutas e
hortaliças. É rapidamente absorvida, sendo utilizada
como fonte de energia imediata ou armazenada no
fígado e no músculo na forma de glicogênio muscular.
PRINCIPAIS MONOSSACARÍDEOS
Pentoses: Apresentam formula (C5H10O5) e
compreendem a ribose e a desoxirribose,
encontradas nos ácidos nucléicos, moléculas
fundamentais da genética molecular.
1. Desoxirribose: É a pentose que entra na
constituição do ácido desoxirribonucléico (DNA) que
apresenta os genes, elementos responsáveis pelas
características genéticas dos organismos.
2. Ribose: É a molécula integrante dos ácidos
ribonucléicos, que atuam no processo de síntese
proteínas.
3. Hexoses: Com seis átomos de carbono,
possuem a fórmula geral (C6H12O6) desempenhado
funções fisiológicas de importância fundamental.
Citamos: a glicose, frutose e galactose.
Glicose: é usada na alimentação (na
fabricação de doces, balas, etc.). É também
chamada de "açúcar do sangue", pois é o
açúcar mais simples que circula em nossas
veias. No sangue humano, a sua concentração
é mantida entre 80 e 120 mg por 100 ml, pela
ação de hormônios secretados pelo pâncreas.
Frutose: é encontrada principalmente nas
frutas e no mel. É o mais doce dos açúcares
simples. Fornece energia de forma gradativa
por ser absorvida lentamente, o que evita que
a concentração de açúcar no sangue (glicemia)
aumente muito depressa.
Galactose: é oriunda da lactose (um
dissacarídeo) quando combinada com a
glicose. No fígado, é transformada em glicose
para fornecer energia.
OLIGOSSACARÍDEOS
Os oligossacarídeos ou açúcares pequenos são
carboidratos constituídos de duas a dez moléculas de
monossacarídeos. Interessa-nos, aqui, apenas aqueles
formados por duas unidades de monossacarídeos,
também chamados dissacarídeos.
Dissacarídeos: Ao serem hidrolisados produzem dois
monossacarídeos (iguais ou diferentes).
Sacarose: é o açúcar mais comum, o açúcar
de mesa, formado por glicose e frutose. Por
ser de rápida absorção e metabolização,
provoca o aumento da glicemia e fornece
energia imediata para a atividade física. Na
digestão resulta em uma molécula de glicose e
outra de frutose.
Maltose: A maltose é formada por duas
moléculas de glicose, e é o resultado da
quebra do amido presente nos cereais em fase
de germinação e nos derivados do malte.
Lactose: é composta por glicose e galactose,
e é encontrada no leite. É considerado o
açúcar menos doce.
POLISSACARÍDEOS
Apresentam fórmula geral igual a (C6H10O5)n sendo
macromoléculas formadas pela junção de muitos
monossacarídeos, alguns podendo apresentar átomos
de Nitrogênio, Fósforo e Enxofre.
Amido: É a substância de reserva das plantas,
sendo encontrado em grandes proporções em
certos caules, como o da batata, em certas
raízes como a da mandioca e em sementes
como o milho. É destituído de sabor, tendo
papel energético
Celulose: É o mais abundante polissacarídeo
da natureza, suas moléculas filamentosas e
altamente resistentes é o principal componente
estrutural das paredes celulares das células
vegetais. As folhas do papel que você lê esse
Os dissacarídeos são os mais importantes oligossacarídeos.
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Dois hormônios regulam a concentração de açúcar
no sangue: a insulina responsável por estimular a
absorção de glicose pelas células e o glucagon que
estimula as células hepáticas a degraderam o
glicogênio a ser liberado na corrente sanguínea
texto são constituídas por moléculas de
celulose.
Glicogênio: É o polissacarídeo de reserva
energética dos animais, e também dos fungos,
sendo formada por pelo menos 30.000
moléculas de glicose. Nos animais esse
polissacarídeo é armazenado principalmente
no fígado, mas também é encontrado nos
músculos. A função do glicogênio nos animais
é análoga à função do amido nas plantas.
Quando a taxa de glicose diminui no sangue,
as células do fígado hidrolisam o glicogênio,
liberando no sangue moléculas de glicose que
podem ser transportadas para todas as células
do corpo.
Quitina: É um polissacarídeo muito
semelhante à celulose, diferindo desta por
apresentar em sua composição química
átomos de Nitrogênio. A quitina faz parte da
constituição do exoesqueleto dos artrópodes e
também das paredes celulares dos fungos.
Os dissacarídeos, oligossacarídeos e
polissacarídeos constroem-se a partir de
monossacarídeos covalentemente ligados por
reações de condensação denominadas de
ligações glicosídicas. Reações de
condensação são aquelas em que a união de
duas moléculas resultam na liberação de uma
molécula de água
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
05. (ENEM 2007) Ao beber uma solução de glicose
(C6H12O6), um corta- cana ingere uma substância
A) que, ao ser degradada pelo organismo, produz
energia que pode ser usada para movimentar o corpo.
B) inflamável que, queimada pelo organismo, produz
água para manter a hidratação das células.
C) insolúvel em água, o que aumenta a retenção de
líquidos pelo organismo.
D) que eleva a taxa de açúcar no sangue e é
armazenada na célula, o que restabelece o teor de
oxigênio no organismo.
E) de sabor adocicado que, utilizada na respiração
celular, fornece CO2 para manter estável a taxa de
carbono na atmosfera.
06. (FUVEST 2008) A quitina e a celulose têm estruturas químicas semelhantes. Que funções essas substâncias têm em comum nos organismos em que estão presentes?
07. (ENEM) O metabolismo dos carboidratos é
fundamental para o ser humano, pois a partir desses
compostos orgânicos obtém-se grande parte da energia
para as funções vitais. Por outro lado, desequilíbrios
nesse processo podem provocar hiperglicemia ou
diabetes. O caminho do açúcar no organismo inicia-se
com a ingestão de carboidratos que, chegando ao
A quitina é um polissacarídeo que fornece suporte
estrutural aos exoesqueletos dos artrópodes.
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intestino, sofrem a ação de enzimas, “quebrando-se” em
moléculas menores (glicose, por exemplo) que serão
absorvidas. A insulina, hormônio produzido no pâncreas,
é responsável por facilitar a entrada da glicose nas
células. Se uma pessoa produz pouca insulina, ou se
sua ação está diminuída, dificilmente a glicose pode
entrar na célula e ser consumida. Com base nessas
informações, pode-se concluir que:
A) o papel realizado pelas enzimas pode ser diretamente
substituído pelo hormônio insulina.
B) a insulina produzida pelo pâncreas tem um papel
enzimático sobre as moléculas de açúcar.
C) o acúmulo de glicose no sangue é provocado pelo
aumento da ação da insulina, levando o indivíduo a um
quadro clínico de hiperglicemia.
D) a diminuição da insulina circulante provoca um
acúmulo de glicose no sangue.
E) O principal papel da insulina é manter o nível de
glicose suficientemente alto, evitando, assim um quadro
clínico de diabetes.
08. (UFL) Em laboratório, foram purificadas quatro
substâncias diferentes, cujas características são dadas a
seguir:
A. Polissacarídeo de reserva encontrado em grande
quantidade no fígado de vaca.
B. Polissacarídeo estrutural encontrado em grande
quantidade na parede celular de células vegetais.
C. Polímero de nucleotídeos compostos por ribose e
encontrado no citoplasma.
D. Polímero de aminoácidos com alto poder catalítico.
As substâncias A, B, C e D são, respectivamente:
A) glicogênio, celulose, RNA, proteína.
B) amido, celulose, RNA, quitina.
C) amido, pectina, RNA, proteína.
D) glicogênio, hemicelulose, DNA, vitamina.
E) glicogênio, celulose, DNA, vitamina.
09. (UNIFESP) Uma dieta com consumo adequado de
carboidratos, além de prover energia para o corpo, ainda
proporciona um efeito de "preservação das proteínas". A
afirmação está correta porque:
A) os carboidratos, armazenados sob a forma de gordura corpórea, constituem uma barreira protetora das proteínas armazenadas nos músculos. B) se as reservas de carboidratos estiverem reduzidas, vias metabólicas sintetizarão glicose a partir de proteínas.
C) as enzimas que quebram os carboidratos interrompem a ação de outras enzimas que desnaturam proteínas. D) o nitrogênio presente nos aminoácidos das proteínas não pode ser inativado em presença de carboidratos. E) a energia liberada pela quebra de carboidratos desnatura enzimas que degradam proteínas.
10. (UFRN) A glicose é muito importante para o processo de produção de energia na célula. Entretanto, o organismo armazena energia, principalmente sob a forma de gordura. Uma das vantagens de a célula acumular gordura em vez de açúcar é o fato de os lipídeos A) apresentarem mais átomos de carbono. B) serem moléculas mais energéticas. C) produzirem mais colesterol. D) serem mais difíceis de digerir.
11. (UFPEL) Durante muito tempo acreditou-se que os
carboidratos tinham funções apenas energéticas para
os organismos. O avanço do estudo desses compostos,
porém, permitiu descobrir outros eventos biológicos
relacionados aos carboidratos. Baseado no texto e em
seus conhecimentos é INCORRETO afirmar que:
A) os carboidratos são fundamentais no processo de
transcrição e replicação, pois participam da estrutura
dos ácidos nucléicos.
B) os carboidratos são importantes no reconhecimento
celular, pois estão presentes externamente na
membrana plasmática, onde eles formam o glicocálix.
C) os triglicérides ou triacilglicerídeos, carboidratos
importantes como reserva energética, são formados
por carbono, hidrogênio e oxigênio.
D) tanto quitina, que forma a carapaça dos artrópodes,
quanto a celulose, que participa da formação da parede
celular, são tipos de carboidratos.
E) o amido, encontrado nas plantas, e o glicogênio,
encontrado nos fungos e animais, são exemplos de
carboidratos e têm como função a reserva de energia.
12. (UNESP) Os açúcares complexos, resultantes da
união de muitos monossacarídeos, são denominados
polissacarídeos.
A) Cite dois polissacarídeos de reserva energética,
sendo um de origem animal e outro de origem vegetal.
B) Indique um órgão animal e um órgão vegetal, onde
cada um destes açúcares pode ser encontrado.
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LIPÍDIOS
Os lipídios são substâncias orgânicas encontradas em
grandes quantidades nas células animais e vegetais.
Também conhecidos como gorduras os lipídios
geralmente são insolúveis em água, mais solúveis em
solventes orgânicos como o álcool, éter, benzeno e
clorofórmio. Possuem alto valor energético e constituem
uma importante reserva celular. Apresentam em sua
constituição átomos de Carbono (C), Hidrogênio (H) e
Oxigênio (O), e diferem dos carboidratos por
apresentarem menos átomos de oxigênio, podendo ter
na sua estrutura, além do ácido graxo e glicerol, átomos
de fósforo, colesterol, etc. Os lipídios aparecem com
muita freqüência na composição química dos seres vivos
em diferentes partes do corpo, como no tecido adiposo,
nas membranas celulares, na bainha de mielina dos
neurônios, como precursores de vitaminas e hormônios,
ceras impermeabilizantes nas superfícies de folhas e
frutos, etc.
I. PAPEL BIOLÓGICO DOS LIPÍDIOS
Os lipídios desempenham várias funções importantes
para os seres vivos, entre elas, a função de reserva
energética, realizada pelas gorduras nos animais e
pelos óleos nos vegetais. A função estrutural é
realizada pela cera nas folhas e nos frutos dos vegetais,
assim como os fosfolipídios nas membranas celulares.
As abelhas produzem cera utilizada na
impermeabilização das células da colméia, para
proteger o mel, o pólen e as larvas. Os animais
homeotérmicos (aves e mamíferos) dependem das
reservas de gordura para a manutenção da temperatura
corporal. O depósito de gordura nos animais ocorre no
tecido adiposo, localizado abaixo da pele. O depósito de
gordura no corpo humano sofre influência hormonal no
período da puberdade, diferenciando o sexo masculino,
com maior depósito de gordura na região abdominal, do
sexo feminino, que apresenta maior depósito de
gordura nas mamas e nas nádegas.
II. CLASSIFICAÇÃO DOS LIPÍDIOS
Glicerídeos: São ésteres formados pela junção de
ácidos graxos e um tipo de álcool, o glicerol. Em
temperatura ambiente, os glicerídeos podem ser
encontrados no estado sólido ou líquido, sendo
denominados respectivamente como gorduras e óleos.
Os glicerídeos podem ser utilizados pelos seres vivos
como reserva de energia para momentos de
necessidade, as plantas oleaginosas, por exemplo,
milho, soja, girassol entre outras podem armazenar nas
sementes óleo cuja função é alimentar o embrião
durante o seu desenvolvimento.
As aves e os mamíferos armazenam gordura em uma
camada abaixo da pele, essa gordura tanto pode servir
como reserva energética, como isolante térmico.
Cerídeos: As ceras
são substâncias
formadas por uma
molécula de álcool
diferente do glicerol
unida a um ou mais
moléculas de ácidos
graxos. As ceras são
altamente insolúveis
em água, sendo
utilizada por plantas e
animais. As folhas de
muitas plantas empregam a cera como um meio para
reduzir a perda de água por transpiração, já as abelhas
utilizam a cera para a construção de colméias.
Os animais podem utilizar os lipídios como um isolante
térmico contra o frio.
A semente do girassol é rica em óleos, que enzimaticamente
podem ser quebrados para liberar energia que é útil para o
desenvolvimento do embrião.
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Os hormônios esteróides são responsáveis por conferir as
características sexuais femininas e masculinas, eles possuem
composição química lipídica.
Os fosfolípideos entram na composição química das
membranas celulares.
Esteróides: Constitui uma categoria especial de lipídios,
suas moléculas são compostas por átomos de carbono
interligados, formando quatro anéis carbônicos
Colesterol; É um dos esteróides mais
conhecidos, estando associado a doenças do
sistema cardiovascular, entretanto o colesterol
é um importante componente das membranas
celulares animais, sendo também um
importante precursor de hormônios esteróides,
como por exemplo, a progesterona e a
testosterona. Uma parte do colesterol é
produzida no fígado, outra vem da
alimentação, principalmente de carnes gordas,
ovos, leite e seus derivados. Há dois tipos de
colesterol: a fração LDL – sigla em inglês para
lipoproteínas de baixa densidade – e a fração
HDL – sigla em inglês para lipoproteínas de
alta densidade. O HDL é o chamado bom
colesterol, uma vez que protege as artérias. Já
o LDL é considerado o grande vilão, pois pode
causar problemas ao organismo quando suas
taxas na corrente sangüínea são elevadas. Em
níveis altos, o LDL tende a se acumular nas
paredes das artérias, favorecendo sua
obstrução. Passa, então, a ser fator de risco de
doenças cardíacas.
Fosfolipídios; Além dos átomos de Carbono,
Hidrogênio e Oxigênio, apresentam átomos de
Fósforo, sendo um dos principais constituintes das
membranas celulares. A molécula dos fosfolipídios
lembra um palito de fósforo, com uma “cabeça”
eletricamente carregada e uma haste sem carga
elétrica, constituída por duas “caudas” de ácido
graxo.
A carnaúba, palmeira típica da Região Nordeste do Brasil,
apresenta muitas utilidades. A cera extraída da folha é que
apresenta maior diversidade de uso. Enquanto o tronco é
utilizado na Construção Civil e a polpa da fruta, para fazer
farinha, a cera é utilizada na indústria alimentícia, na
fabricação de produtos farmacêuticos e de cosméticos, na
confecção de chips e códigos de barras, participando ainda
da composição de lubrificantes e vernizes.
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EXERCÍCIOS PROPOSTOS
13. (UCPEL) Os lipídeos são moléculas apolares que
não se dissolvem em solventes polares como a água.
Com relação aos lipídeos, podemos afirmar que:
I. São moléculas ideais para o armazenamento de
energia por longos períodos.
II. Importantes componentes de todas as membranas
celulares.
III. Estão diretamente ligados à síntese de proteínas
IV. Servem como fonte primária de energia.
V. A cutina, a suberina e a celulose são exemplos de
lipídeos.
A(s) alternativa(s) correta(s) é(são):
A) I, IV e V B) I e III
C) II e IV D) I e II
14. (UFRN 2005) Embora seja visto como um vilão, o
colesterol é muito importante para o organismo humano
porque ele é
A) precursor da síntese de testosterona e progesterona.
B) agente oxidante dos carboidratos.
C) responsável pela resistência de cartilagens e tendões.
D) co-fator das reações biológicas.
15. (UFRN 2004) A obesidade pode levar ao acúmulo de
lipídeos no interior dos vasos, prejudicando a circulação
do sangue. No entanto, a presença de gordura é
fundamental na dieta, porque, entre outras funções, os
lipídeos contribuem diretamente para
A) o aumento da fermentação.
B) o início da síntese protéica.
C) a duplicação das cadeias de DNA.
D) a composição da membrana celular.
16. (UFRN 2005) O uso de óleos vegetais na preparação
de alimentos é recomendado para ajudar a manter baixo
o nível de colesterol no sangue. Isso ocorre porque
esses óleos
A) têm pouca quantidade de glicerol.
B) são pouco absorvidos no intestino.
C) são pobres em ácidos graxos saturados.
D) têm baixa solubilidade no líquido extracelular
17. (UNICAMP) Os lipídios têm papel importante na estocagem de energia, estrutura de membranas celulares, visão, controle hormonal, entre outros. São exemplos de lipídios: fosfolipídios, esteróides e carotenóides.
A) Como o organismo humano obtém os carotenóides? Que relação têm com a visão?
B) A quais das funções citadas no texto acima os esteróides estão relacionados? Cite um esteróide importante para uma dessas funções. C) Cite um local de estocagem de lipídios em animais e
um em vegetais.
18. (UFPA) Nos últimos anos, o açaí vem se destacando
no cenário nacional como uma bebida energética, muito
consumida por esportistas, principalmente halterofilistas,
que consomem grandes quantidades de calorias durante
os treinamentos. Seu alto valor calórico é devido a
elevado teores de lipídios. Além da função energética, os
lipídios são importantes por serem:
A) Substâncias inorgânicas que participam de reações químicas mediadas por enzimas. B) Moléculas orgânicas constituintes das membranas celulares e que atuam como hormônios. C) Peptídeos constituintes dos ácidos nucléicos. D) Oligossacarídeos indispensáveis à formação da membrana plasmática. E) Compostos estruturais da parede celular vegetal. 19. (UFABC) Maravilha da Amazônia! Alimento básico do nortista. Os índios comem com farinha há milênios. Nos anos 1980, surfistas do sul descobriram seu valor energético e nutritivo. Fala-se do açaí, fruto do açaizeiro, uma palmeira que se espalha pela Amazônia, mais nas margens dos rios. Sua fruta, dizem os estudiosos, parece que foi criada em laboratório sob encomenda da “geração saúde”.
Analise as Informações sobre a composição química e o valor nutricional do açaí na tabela abaixo:
O açaí é um alimento de alto valor calórico. Os dados da tabela permitem afirmar que essa propriedade deve-se à presença de A) proteínas, que são convertidas em energia. B) açúcares, que favorecem a absorção de calor. C) vitaminas, que aceleram a degradação das fibras brutas. D) minerais, que deixam resíduos quando submetidos à combustão. E) lipídeos, que geram energia por oxidação dos ácidos graxos.
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Os aminoácidos são as unidades monoméricas que formam
as proteínas. Todos eles possuem este arranjo
característico de seus átomos, diferindo apenas em seu
radical.
As ligações peptídicas unem os aminoácidos para formarem
as proteínas.
AMINOÁCIDOS
Aminoácidos são moléculas orgânicas formadas por
átomos de Carbono, Hidrogênio, Oxigênio e nitrogênio
unidos entre si de maneira característica. Alguns tipos de
aminoácidos contêm também átomos de Enxofre e
Fósforo que aparecem, portanto na composição das
proteínas. Os aminoácidos são as unidades básicas de
formação das proteínas
Já se conhece, na natureza, centenas de aminoácidos
diferentes, encontrados, principalmente, nos vegetais
superiores que representam uma grande fonte dessas
moléculas; porém apenas 20 tipos de aminoácidos,
normalmente, são obtidos nas hidrólises protéicas.
Alguns aminoácidos (não protéicos) dificilmente são
encontrados como constituintes das proteínas, mas
exercem funções importantes no metabolismo, Entre
eles estão a ornitina e a citrulina, intermediários
metabólicos no ciclo da uréia.
I. COMO SÃO FORMADAS AS PROTEÍNAS?
As proteínas são formadas por várias unidades de
aminoácidos, que se ligam entre si por meio de um tipo
de ligação covalente específica, denominada ligação
peptídica. Ela se estabelece entre o grupo carboxila de
um aminoácido e o grupo amina do outros, é uma reação
de condensação uma vez que ocorre a liberação de uma
molécula de água.
II. PROTEÍNAS
São compostos orgânicos de alto peso molecular, sendo
formadas pelo encadeamento de aminoácidos.
Representam cerca de 50 a 80% do peso seco da célula
sendo, portanto, o composto orgânico mais abundante
de matéria viva. As proteínas são os componentes
químicos mais importantes do ponto de vista estrutural,
pois estão presentes em todas as partes da célula. São
também fundamentais no funcionamento dos
organismos, uma vez que o controle das reações
químicas depende das enzimas, que são moléculas de
proteína. Alguns hormônios também podem possuir
constituição protéica, como é o caso da insulina, que
atua na regulação dos níveis de açúcar no sangue
III. FUNÇÕES
As proteínas podem ser agrupadas em várias categorias
de acordo com a sua função. De uma maneira geral, as
proteínas desempenham nos seres vivos as seguintes
funções: estrutural, enzimática, hormonal, de defesa,
nutritiva, coagulação sangüínea e transporte.
1. Função estrutural - participam da estrutura dos
tecidos.
Colágeno; proteína de alta resistência,
encontrada na pele, nas cartilagens, nos ossos
e tendões.
Actina e Miosina; proteínas contráteis,
abundantes nos músculos, onde participam do
mecanismo da contração muscular,
Queratina: proteína impermeabilizante
encontrada na pele, no cabelo e nas unhas,
Evita a dessecação, a que contribui para a
adaptação do animal à vida terrestre.
Albumina; proteína mais abundante do
sangue, relacionada com a regulação osmótica
e com a viscosidade do plasma (porção líquida
do sangue),
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A desnaturação resulta na perda da estrutura e
conseqüentemente da função da proteína.
Reações não catalisadas por enzimas requerem muito mais
energiam para serem processadas.
2. Função enzimática; as enzimas são fundamentais
como moléculas reguladoras das reações biológicas.
Dentre as proteínas com função enzimática podemos
citar como exemplo, as lipases - enzimas que
transformam os lipídios em suas unidades constituintes,
como os ácidos graxos e glicerol.
3. Função hormonal; muitos hormônios de nosso
organismo são de natureza protéica. Resumidamente,
podemos caracterizar os hormônios como substâncias
elaboradas pelas glândulas endócrinas e que, uma vez
lançadas no sangue, vão estimular ou inibir a atividade
de certos órgãos. É o caso do insulina, hormônio
produzido no pâncreas e que se relaciona com e
manutenção da glicemia (taxa de glicose no sangue).
4. Função de defesa; existem células no organismo
capazes de "reconhecer" proteínas "estranhas" que são
chamadas de antígenos. Na presença dos antígenos o
organismo produz proteínas de defesa, denominados
anticorpos. O anticorpo combina-se, quimicamente, com
o antígeno, de maneira a neutralizar seu efeito. A reação
antígeno-anticorpo é altamente específica, o que
significa que um determinado anticorpo neutraliza
apenas o antígeno responsável pela sua formação. Os
anticorpos são produzidos por certas células de corpo
(como os linfócitos, um dos tipos de glóbulo branco do
sangue).
5. Coagulação sangüínea; vários são os fatores da
coagulação que possuem natureza protéica, como por
exemplo: fibrinogênio, globulina anti-hemofílica, etc.
6. Transporte; pode-se citar como exemplo a
hemoglobina, proteína responsável pelo transporte de
oxigênio no sangue.
IV. DESNATURAÇÃO PROTÉICA
Diversos fatores, como calor, variação de pH, radiação e
algumas substâncias químicas (cátions de metais
pesados, álcool a 70 °GL), podem desestabilizar as
pontes de hidrogênio e outras ligações que mantêm a
forma das proteínas. Altera-se a estrutura terciária e,
eventualmente, a secundária. Desfazendo-se sua
estrutura espacial, a proteína perde suas propriedades
características e dizemos que ocorreu uma
desnaturação.
V. ENZIMAS
As enzimas são proteínas especializadas na catálise de
reações biológicas. Elas estão entre as biomoléculas
mais notáveis devido a sua extraordinária especificidade
e poder catalítico, que são muito superiores aos dos
catalisadores produzidos pelo homem. Praticamente
todas as reações que caracterizam o metabolismo
celular são catalisadas por enzimas. As enzimas
aceleram a velocidade das reações, mas não sofrem
alterações na sua estrutura molecular. Elas atuam
diminuindo a energia de ativação para que a reação
aconteça.
Com exceção de alguns RNAs (ribozimas) que são
catalisadores durante o seu próprio processamento,
todas as enzimas são proteínas. As enzimas possuem
atuação específica, atuando em uma ou em poucas
reações bioquímicas. A especificidade das enzimas é
explicada pelo fato de seus sítios ativos, que são os
locais da enzima em que se encaixam os seus
substratos serem altamente específicos para um
determinado substrato, assim como uma chave é para
uma fechadura.
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Modelo chave-fechadura: as enzimas possuem sítios ativos
que possibilitam o encaixe perfeito das moléculas
substratos.
Modelo de ajuste induzido: leva em consideração o fato das
enzimas moldarem a sua conformação à do substrato,
assim as enzimas não são estáticas e conseguem alterar a
sua forma tridimensional.
Altas temperaturas podem ocasionar a desnaturação das
enzimas.
O ph influencia na atividade catalítica das enzimas
VI. MECANISMO DA REAÇÃO ENZIMÁTICA
As enzimas são extremamente específicas e atuam
sempre no mesmo tipo de reação. Os compostos sobre
os quais as enzimas agem são chamados de
substratos. A grande especificidade enzima-substrato
está relacionada à estrutura tridimensional de ambos. O
substrato liga-se a um sítio na enzima cuja forma
complementa sua própria forma, assim como um
cadeado e uma fechadura, assim, dessa forma essa
teoria da atividade enzimática ficou conhecida como
modelo chave-fechadura.
Esse modelo é nos dias de hoje, de interesse
principalmente histórico, uma vez que não leva em conta
uma propriedade importante das proteínas, ou seja, sua
flexibilidade conformacional.
O segundo, modelo de ajuste induzido leva em conta o
fato de as proteínas terem alguma flexibilidade
tridimensional. De acordo com o modelo, a ligação do
substrato induz uma mudança conformacional na
enzima, o que resulta em um encaixe complementar ao
substrato, a que ela está ligada.
VII. FATORES QUE AFETAM A ATIVIDADE
ENZIMÁTICA
1. Temperatura; dentro de certos limites, a velocidade
de uma reação enzimática aumenta proporcionalmente
com a elevação da temperatura, entretanto se for
ultrapassada certa temperatura limite, pode ocorrer a
redução da atividade enzimática ou até mesmo a
desnaturação da enzima.
2.. pH; as enzimas possuem uma faixa ótima de pH, onde
sua atividade catalítica é máxima, fora dessa faixa a
atividade catalítica da enzima é perturbada.
3. Concentração de substrato; o aumento na
concentração de substrato tende a aumentar a
velocidade da reação, entretanto a velocidade é
estabilizada quando todas as enzimas estão ocupadas
na catálise de um substrato
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A velocidade da reação tende a se estabilizar com o
aumento na concentração de enzimas
Tipos de inibição enzimática.
A isoleucina controla a sua própria produção através da
retroalimentação negativa.
VIII. MECANISMOS DE INIBIÇÃO
ENZIMÁTICA
Diversos inibidores podem se ligar às enzimas,
diminuindo a velocidade das taxas de reação catalisadas
por elas. Alguns inibidores ocorrem naturalmente nas
células outros são artificiais. Alguns se ligam de maneira
irreversível às enzimas enquanto outros podem inibir
reversivelmente as enzimas.
1. Inibição Irreversível; os inibidores se ligam
covalentemente ao sítio ativo das enzimas inativando-as
permanentemente, ao destruir sua capacidade de
interagir com o substrato.
2. Inibição reversível; os inibidores se ligam de maneira
não covalente ao sítio ativo da enzima, impedindo a
atividade catalítica e aumentando o tempo para que uma
reação aconteça. Os inibidores podem ser competitivos,
quando competem pelo sítio ativo com o substrato
natural. Os inibidores também podem ser não-
competitivos, quando se ligam em um local diferente do
sítio ativo, mas, atrapalhando a atividade enzimática.
3. Inibição Alostérica; A mudança na forma da enzima
devido à ligação ao inibidor não-competitivo é um
exemplo de alosteria. O inibidor induz a proteína a mudar
a sua configuração tornando a enzima inativa. Esses
competidores podem ser moléculas produtos das
reações enzimática, assim esse mecanismos onde os
produtos da reação inibem a atividade das enzimas é
conhecido como inibição por feedback ou ainda
retroalimentação negativa. Um exemplo é o aminoácido
isoleucina, produzido na célula a partir de outro
aminoácido, a treonina.
Controles deste tipo ajudam o organismo a manter sua
composição química constante, isto é, contribuem para a
homeostase.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
20. (UERJ) Um estudante recebeu um quebra-cabeça
que contém peças numeradas de 1 a 6, representando
partes de moléculas.
Para montar a estrutura de uma unidade fundamental de
uma proteína, ele deverá juntar três peças do jogo na
seguinte seqüência:
A) 1, 5 e 3 B) 1, 5 e 6 C) 4, 2 e 3 D) 4, 2 e 6
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21. (UCSRS) Aminoácidos são considerados os blocos
de construção de proteínas. Distinguem-se aminoácidos
naturais, que são produzidos pelo organismo, e
aminoácidos essenciais, que têm de ser obtidos por meio
da alimentação. Se na dieta de um ser humano faltar um
aminoácido essencial, esse indivíduo passará a
A) transformar glicose em aminoácidos.
B) transformar ácidos graxos em aminoácidos.
C) apresentar sintomas de deficiência alimentar.
D) sintetizar esse aminoácido a partir de outros
aminoácidos
22. (UFRJ) A fenilcetonúria é uma doença que resulta de
um defeito na enzima fenilalanina hidroxilase, que
participa do catabolismo do aminoácido fenilalanina. A
falta de hidroxilase produz o acúmulo de fenilalanina
que, por transaminação, forma ácido fenilpirúvico.
Quando em excesso, o ácido fenilpirúvico provoca
retardamento mental severo. Por outro lado, o portador
desse defeito enzimático pode ter uma vida normal
desde que o defeito seja diagnosticado imediatamente
após o nascimento e que sua dieta seja controlada. A
fenilcetonúria é tão comum que mesmo nas latas de
refrigerantes dietéticos existe o aviso: "Este produto
contém fenilcetonúricos!".
Qual o principal cuidado a tomar com a dieta alimentar
de um portador desse defeito enzimático? Por quê?
23. (UFRN) Embora os seres vivos sejam diferentes entre si, todos apresentam as quatro principais macromoléculas biológicas. Em relação a cada uma delas, é correto afirmar:
A) Lipídeos armazenam energia e participam do processo de codificação gênica. B) Proteínas aceleram a velocidade das reações e possuem função estrutural. C) Ácidos nucléicos participam nos processos de expressão gênica e de defesa. D) Vitaminas que possuem função energética. 24. (UFRN) Observe a charge que segue:
Os materiais citados nesta charge aumentam a proteção da pele contra os problemas provocados pela radiação
solar, diminuindo também o risco do desenvolvimento de câncer de pele. Mesmo que tais materiais não estejam disponíveis, o nosso organismo ainda dispõe de um mecanismo inato que protege a pele, produzindo A) mielina. B) serotonina. C) melanina. D) adrenalina. 25. (UFRN) Uma prática corriqueira na preparação de comida é colocar um pouco de "leite" de mamão ou suco de abacaxi para amaciar a carne. Hoje em dia, os supermercados já vendem um amaciante de carne industrializado. A) Explique o amaciamento da carne promovido pelo componente presente no mamão, no abacaxi ou no amaciante industrializado e compare esse processo com a digestão. B) Se o amaciante, natural ou industrializado, for adicionado durante o cozimento, qual será o efeito sobre a carne? Por quê? 26. (UFRN 2003) A composição do leite de cada espécie
de mamífero é adequada às necessidades do respectivo
filhote. O gráfico a seguir apresenta a composição do
leite humano e do leite de uma espécie de macaco.
Considere dois filhotes de macaco: um alimentado com leite de macaco e o outro com o mesmo volume de leite humano. A partir da análise do gráfico, pode-se dizer que o filhote de macaco que for alimentado com o mesmo volume de leite humano provavelmente apresentará A) deformidades ósseas. B) carência energética. C) menor crescimento. D) diarréias freqüentes. 27. (ENEM) O milho verde recém-colhido tem um sabor adocicado. Já o milho verde comprado na feira, um ou dois dias depois de colhido, não é mais tão doce, pois cerca de 50% dos carboidratos responsáveis pelo sabor adocicado são convertidos em amida nas primeiras 24 horas. Para preservar o sabor do milho verde pode-se usar o seguinte procedimento em três etapas: 1º descascar e mergulhar as espigas em água fervente por alguns minutos; 2º resfriá-las em água corrente; 3º conservá-las na geladeira.
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A preservação do sabor original do milho verde pelo procedimento descrito pode ser explicada pelo seguinte argumento: A) O choque térmico converte as proteínas do milho em amido até a saturação; este ocupa o lugar do amido que seria formado posteriormente. B) A água fervente e o resfriamento impermeabilizam a casca dos grãos de milho, impedindo a difusão do oxigênio e a oxidação da glicose. C) As enzimas responsáveis pela conversão desses carboidratos em amido são desnaturadas pelo tratamento com água quente. D) Microrganismos que, ao retirarem nutrientes dos grãos, convertem esses carboidratos em amido, são destruídos pelo aquecimento. E) O aquecimento desidrata os grãos de milho, alterando o meio de dissolução onde ocorreria espontaneamente a transformação desses carboidratos em amido. 28. (PUCRJ 2010) Atletas devem ter uma alimentação rica em proteínas e carboidratos. Assim devem consumir preferencialmente os seguintes tipos de alimentos, respectivamente: A) verduras e legumes pobres em amido B) óleos vegetais e verduras C) massas e derivados de leite D) farináceos e carnes magras E) carnes magras e massas 29. (UFMS 2010) As proteínas, formadas pela união de aminoácidos, são componentes químicos fundamentais na fisiologia e na estrutura celular dos organismos. Em relação às proteínas, assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 1) O colágeno é a proteína menos abundante no corpo humano apresentando forma globular como a maioria das proteínas. 2) A ligação peptídica entre dois aminoácidos acontece pela reação do grupo carboxila de um aminoácido com o grupo amino de outro aminoácido. 4) A ptialina, enzima produzida pelas glândulas salivares, atua na digestão de proteínas. 8) A anemia falciforme, causada por fatores nutricionais, é atribuída ao rompimento das hemácias em função da desnaturação da molécula protéica de hemoglobina em decorrência do aumento da temperatura corporal. 16) A insulina, envolvida no metabolismo da glicose, é um exemplo de hormônio protéico. 32) As proteínas caseína e albumina são encontradas no leite e na clara do ovo, respectivamente.
30. (ESTÁCIO DE SÁ 2006) A febre é sinal de que o
organismo de uma pessoa está reagindo à infecção
provocada por algum microorganismo. No entanto, deve-
se evitar que a temperatura corporal atinja valores
exagerados, superiores a 40°C, porque
A) há risco de ocorrer desnaturação das moléculas de
proteínas componentes das membranas plasmáticas, o
que compromete toda a atividade seletiva dessas
estruturas.
B) há comprometimento da atividade enzimática,
extremamente vulnerável a temperaturas elevadas,
provocadoras de desnaturações que alteram as
estruturas terciárias das enzimas e anulam a sua função.
C) há risco de liquefazer as gorduras componentes das
membranas, o que pode provocar a sua liberação para a
corrente sangüínea e obstrução de vasos capilares
cerebrais.
D) em altas temperaturas os microorganismos se tornam
mais agressivos, anulando o papel de defesa executado
pelas enzimas componentes dos leucócitos do sangue.
VITAMINAS
As vitaminas são substâncias orgânicas de natureza
química heterogênea, ou seja, elas não pertencem a
uma classe particular de substâncias. Compostos
requeridos em pequenas quantidades e que o organismo
não consegue produzir para o seu bom funcionamento é
denominado de vitamina. Distinguem-se carboidratos,
lipídios e proteínas porque não representam fonte de
energia e nem desempenham funções estruturais.
Em condições normais de alimentação, uma dieta bem
balanceada fornece as vitaminas necessárias à
conservação da saúde. As deficiências podem, contudo
levar à carência de vitaminas. Estudar essas carências e
seus efeitos é o nosso objetivo. As vitaminas são
nutrientes reguladores, juntamente com as enzimas,
controlam importantes atividades metabólicas, por isso,
são indispensáveis para o bom desempenho das
funções orgânicas. Normalmente, não há necessidade
de tomar remédios à base de vitaminas, pois nosso
corpo é automaticamente suprido delas caso receba uma
dieta balanceada
I. CLASSIFICAÇÃO
As vitaminas podem ser classificadas de acordo com sua
solubilidade em lipídios ou em água, assim temos:
Vitaminas lipossolúveis; As vitaminas
lipossolúveis se dissolvem bem em gorduras,
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predominam nos alimentos lipídicos, como
leite, ovos e queijo. São bem absorvidas no
intestino humano com a ajuda de sais biliares
liberado pelo fígado. É o caso das vitaminas A,
D, E e K.
Vitamina A (Retinol); Está relacionada com o
crescimento normal do indivíduo, prevenindo contra
várias infecções e evitando a cegueira noturna
(xeroftalmia). Atua também na regeneração dos epitélios
e na formação da rodopsina, uma proteína encontrada
no epitélio pigmentar da retina. A vitamina A é
encontrada em vegetais amarelos (cenoura, milho e
abóbora), pêssego, gema do ovo de galinha, manteiga,
leite e fígado.
Vitamina D (Calciferol); A vitamina D não é encontrada
pronta na maioria dos alimentos. Vegetais verdes,
tomate e castanhas possuem uma substância precursora
de vitamina D que, quando entra em contato com a
radiação solar, é convertida em calciferol. Atua no
metabolismo do cálcio e fósforo, mantendo a estrutura
de ossos e dentes saudável. A deficiência de vitamina D
promove o estabelecimento do raquitismo,
enfraquecimento dos ossos e dentes. Pode ser
encontrada em fígado, olho de fígado de bacalhau e
gema de ovo.
Vitamina E (Tocoferol); A vitamina E promove a
fertilidade, atuando no sistema nervoso involuntário, no
sistema muscular e nos músculos que realizam
contrações involuntárias. A falta dessa vitamina provoca
a esterilidade e o aborto. O óleo de germe de trigo, as
carnes magras, a alface e o óleo de amendoim são
fontes ricas em vitamina E.
Vitamina K (Filoquinona); A vitamina K é necessária à
coagulação normal do sangue, atua prevenindo
hemorragias. Ela pode ser produzida por
microorganismos que compõe a flora intestinal. Sua
carência não é muito comum, estando associada ao uso
contínuo de antibióticos e a má absorção de lipídios no
intestino.
Vitaminas hidrossolúveis; As vitaminas
hidrossolúveis são assim chamadas porque se
dissolvem bem em água e sua absorção e feita
na presença de água. As vitaminas do
complexo B e a vitamina C são exemplos de
vitaminas hidrossolúveis
Vitamina B1 (Tiamina); Auxilia na oxidação dos
carboidratos, estimula o apetite, mantém o tônus
muscular e o bom funcionamento do sistema nervoso. A
deficiência resulta na perda de apetite, fadiga muscular,
nervosismo e beribéri. É encontrada em cereais na forma
integral, pães, feijão, fígado, carne de porco, ovos.
Vitamina B2 (Riboflavina); Auxilia na oxidação dos
alimentos, é essencial na respiração celular, mantém a
tonalidade saudável da pele e atua na coordenação
motora. Pode ser encontrada na couve, repolho,
espinafre, etc. Além de carnes magras, ovos, fígado e
fermento de padaria.
Vitamina B3 (Niacina); Mantêm o tônus nervoso e
muscular e o bom funcionamento do sistema digestório,
previne a pelagra. A deficiência pode causa nervosismo
extremo, distúrbios digestivos e pelagra. Pode ser obtida
ingerindo, levedo de cerveja, carnes magras, ovos,
fígado, leite.
Vitamina B5 (Ácido pantotênico); É componente da
coenzima A, participa dos processos energéticos
celulares. A carência resulta em anemia, fadiga e
dormência dos membros. As principais fontes dessa
vitamina são carnes, leite e seus derivados, verduras e
cereais integrais
Vitamina B6 (Piridoxina); Auxilia na oxidação dos
alimentos e mantêm a pele saudável. A deficiência dessa
vitamina pode causar doenças na pele e distúrbios
nervosos. Pode ser obtida ingerindo levedo de cerveja,
carnes magras, ovos, fígado.
Vitamina B8 (Biotina); Atua como coenzima em
processos energéticos celulares, atua ainda na síntese
de ácidos graxos e das bases nitrogenadas púricas também está relacionada à manutenção da pele e ao
bom funcionamento neuromuscular. Esta vitamina pode
ser encontrada em alimentos - como carnes, legumes,
verduras - e nas bactérias da flora intestinal.
Vitamina B9 (Ácido fólico); O ácido fólico é importante
na síntese das bases nitrogenadas e, portanto, na
síntese de DNA e na multiplicação celular para o reparo
do ferimento. A carência resulta em anemia, esterelidade
masculina, em mulheres grávidas predispõe o feto a mal
formação. As principais fontes vitamínicas do ácido fólico
são os vegetais verdes, frutas e bactérias da flora
intestinal. Alguns casos de anemia e esterilidade
masculina ocorrem pela falta dessa vitamina.
Vitamina B12 (Cianocobalamina); É essencial para a
maturação das hemácias e para a síntese de
nucleotídios. A deficiência dessa vitamina causa a
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anemia perniciosa e distúrbios nervosos. Carne, ovos,
leite e seus derivados são as principais fontes
alimentares dessa vitamina.
Vitamina C (Ácido ascórbico); É a mais popular das
vitaminas. Previne infecções de forma geral e o
escorbuto, além de manter a integridade dos vasos
sanguíneos . Pode ser encontrada em frutas cítricas
(como limão, laranja e acerola) e também no tomate, na
couve, no repolho e no pimentão. Quando o indivíduo
não a ingere em quantidade suficiente pode desenvolver
insônia, inércia e fadiga (falta de energia), dores nas
articulações e sangramento das gengivas.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
31. (ETEC 2010) Não contribuem para o nosso bem-estar: pular refeições, comer alimentos ricos em gorduras e consumir alimentos industrializados em excesso. Esses hábitos diminuem o consumo de nutrientes necessários ao bom funcionamento do organismo resultando, assim, no aparecimento de vários tipos de doenças. Sobre alguns dos nutrientes essenciais ao nosso organismo, é válido afirmar que A) a vitamina E é importante na proteção dos vasos sanguíneos contra as hemorragias. B) a vitamina C atua na coagulação do sangue e na formação dos glóbulos vermelhos. C) o zinco previne a ocorrência do bócio ou papo devido ao mau funcionamento da glândula tireóide. D) a vitamina A desempenha importante papel na manutenção de uma boa visão e participa da proteção da pele e das mucosas. E) as gorduras do tipo Ômega 3 e Ômega 6 reduzem o colesterol ruim, responsável pela formação de cálculos renais.
32. (PUCPR 2007) Para se ter uma saúde perfeita e equilibrada é importante, além de atividades físicas regulares, uma alimentação variada e balanceada. Dentre as alternativas abaixo, procure assinalar aquela que reúne os argumentos a serem adotados para alcançar os objetivos propostos: A) Os alimentos só são formados por elementos químicos inorgânicos que seguem destinos diferenciados no metabolismo celular que caracteriza nosso corpo. B) Os alimentos só suprem as necessidades do metabolismo celular de construção de nosso organismo. C) É através dos alimentos que chegam importantes substâncias para o funcionamento adequado do nosso organismo, mantendo-o sadio e livre de doenças. D) Os alimentos sempre são ricos em glicídios, lipídios, proteínas, vitaminas e sais minerais.
E) A dieta pobre em fibras, cereais e açúcares apresenta
sempre substâncias energéticas essenciais aos seres
vivos.
33. (VUNESP) Um determinado medicamento,
recentemente lançado no mercado, passou a ser a nova
esperança de pessoas obesas, uma vez que impede a
absorção de lipídios, facilitando sua eliminação pelo
organismo. Como efeito colateral, os usuários deste
medicamento poderão apresentar deficiência em
vitaminas lipossolúveis, tais como A, D, E e K.
a) Qual é e onde é produzida a substância que realiza a
emulsificação dos lipídios?
b) Quais são os efeitos que a falta das vitaminas A e K
pode causar ao homem?
34. (FGV-SP) Um grupo de pesquisadores constatou os
seguintes sintomas de avitaminose em diferentes
populações da América do Sul: escorbuto, raquitismo e
cegueira noturna.
Para solucionar essa situação propuseram fornecer as
seguintes vitaminas, respectivamente:
A) C, D, E B) C, D, A
C) E, B, A D) A, B, E
E) C, B, A
35. (UNICAMP)
A) Que nutriente é esse?
B) Que doença é causada pela falta desse nutriente?
C) Cite duas manifestações aparentes ou sintomas
dessa doença.
36. (UFRN) A hemorragia decorrente da ingestão de trevo doce por bovinos e ovinos se deve ao dicumarol, substância presente nesse vegetal e que exerce ação antagonista à vitamina A) E B) B12 C) B1 D) K
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A estrutura de um nucleotídeo: eles são as unidades
monoméricas dos ácidos nucléicos.
37. (FATEC) Entre as pessoas muito pobres, a deficiência calórica e protéica está comumente associada à deficiência de vitaminas e sais minerais. Assinale a alternativa que indica os efeitos causados pela deficiência ou ausência das vitaminas A, D e de FERRO. A) raquitismo, cegueira noturna, distrofia muscular. B) raquitismo, escorbuto, hemorragia. C) anemia, esterilidade, raquitismo. D) cegueira noturna, hemorragia, escorbuto. E) cegueira noturna, raquitismo, anemia. 38. (UFF) A vitamina K - vitamina lipossolúvel descoberta em 1939 - é uma vitamina: A) que, como todas as vitaminas lipossolúveis, deve ser ingerida em grandes quantidades, por ser considerada substrato energético importante para as nossas células; B) importante para a síntese de rodopsina e sua carência resulta em maior dificuldade de adaptação a ambientes mal iluminados; C) que participa ativamente da absorção intestinal do cálcio e da sua fixação nos ossos e dentes; D) que participa ativamente da síntese do colágeno e sua carência provoca escorbuto; E) essencial para a formação da protrombina e de alguns outros fatores envolvidos na coagulação sangüínea. 39. (UFRN) Ribossomildo salienta que vegetais existentes na mata atlântica são importantes fontes naturais de vitaminas. Informa que as vitaminas são A) componentes do grupo das aminas e necessárias à manutenção da saúde. B) requeridas em pequenas doses diárias e não podem ser sintetizadas pelos animais. C) necessárias aos organismos e podem funcionar como co-fatores de reações enzimáticas. D) encontradas naturalmente nos alimentos e constituem fontes de energia. 40. (FATEC) Os sintomas a seguir numerados se referem aos efeitos mais marcantes da carência de algumas vitaminas no organismo humano. I. Deformação no esqueleto e anomalias da dentição. II. Secura da camada córnea do globo ocular e deficiência visual em ambiente de luz fraca. III. Dificuldade de coagulação do sangue. IV. Inflamação da pele e das mucosas, com sangramento. Esses sintomas estão associados, respectivamente, à carência das vitaminas A) D, E, C e A B) K, A, B e D
C) B, K, A e C D) B, D, K e A E) D, A, K e C ÁCIDOS NUCLÉICOS
Os ácidos nucléicos são polímeros especializados no
armazenamento, na transmissão e no uso da informação
genética. Existem dois tipos de ácidos nucléicos: O DNA
(Ácido Desoxirribonucléico) e o RNA (Ácido
Ribonucléico).
I. COMPONENTES DOS ÁCIDOS
NUCLÉICOS
Os ácidos nucléicos são as maiores macromoléculas
presentes nas células, sendo constituído de monômeros
chamados de nucleotídeos. Cada nucleotídeo é
formado por um açúcar pentose, um grupo fosfato e
uma base nitrogenada. As bases nitrogenadas podem
ser classificadas em: Pirimidinas, quando apresentam
uma estrutura em anel único. São bases pirimídicas:
citosina (C), timina (T) e uracila (U). Elas ainda podem
ser classificadas em Purinas quando apresentam uma
estrutura em dois anéis fundidos. São bases púricas:
adenina (A) e guanina (G).
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19
II. ESTRUTURA DOS ÁCIDOS
NUCLÉICOS
O DNA é constituído por duas cadeias polinucleotídicas
enroladas uma sobre a outra, lembrando uma comprida
escada helicoidal. Os seus nucleotídeos apresentam um
açúcar pentose que sempre é a desoxirribose
(C5H10O4), que se unem entre si por meio de ligação
denominadas fosfodiéster. As duas cadeais mantêm-se
unidas por meio de pontes de hidrogênio que se
estabelecem entre as bases nitrogenadas dos
nucleotídeos, esse emparelhamento é específico
ocorrendo sempre entre a adenina e timina, e, entre
citosina e guanina, as bases nitrogenadas do DNA.
As moléculas de RNA são formadas por uma única
cadeia polinucleotídica na qual os nucleotídeos se unem
por ligação fosfodiéster. A molécula pode enrolar-se
sobre si. A pentose encontrada no RNA é sempre a
ribose (C5H10O5) São bases nitrogenadas características
do RNA a adenina que se emparelha com a uracila, e a
guanina que se emparelha com a citosina.
Todas as formas de vida, com exceção de alguns vírus
possuem suas informações genéticas codificadas nas
sequências de bases nitrogenadas do DNA.
O RNA pode atuar em diversas funções ligadas ao fluxo
da informação genética. Podem servir por exemplo como
RNA mensageiro, transportador e ribossômico como
veremos adiante.
III. DIFERENÇAS ENTRE DNA E RNA
DNA RNA
PENTOSE
Desoxirribose
Ribose
BASES PÚRICAS
Adenina e Guanina
Adenina e Guanina
BASES
PIRIMÍDICAS
Citosina e Timina
Citosina e Uracila
ESTRUTURA
Duas cadeias
helicoidais
Uma cadeia
ENZIMAS
HIDROLÍTICAS
Desoxirribonucleases,
DNAase
Ribonucleases,
RNAase
ORIGEM
Replicação
Transcrição
ENZIMA SINTÉTICA
DNA polimerase
RNA polimerase
FUNÇÃO
Armazena a
informação genética
Permite o fluxo de
informação
LOCALIZAÇÃO
Predomina no núcleo
Predomina no
citoplasma
Dúpla hélice do DNA. O modelo para explicar a estrutura da
molécula foi proposto pelo biólogo James Watson e pelo
físico Francis Crick em 1953, o que lhes rendeu o prêmio
nobel de fisiologia e medicina no ano de 1962
As bases púricas podem ser de dois tipos: adenina e
guanina
As bases pirimídicas podem ser de três tipos: citosina,
uracila ou timina.
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IV. REPLICAÇÃO DO DNA
O processo de reprodução do DNA é conhecido como
duplicação ou replicação semiconservativa, pois cada
uma das duas moléculas recém formadas conserva uma
das cadeias da molécula original e forma uma cadeia
nova, complementar à que lhe serviu de molde.
No início do processo as duas fitas que compõe o DNA
estão unidas por meio de pontes de hidrogênio. A quebra
dessas pontes de hidrogênio é catalisada por enzimas
denominada de helicases, que funcionam como uma
espécie de tesoura. Em seguida proteínas de ligação
de fita simples se prendem ao DNA e impedem que as
bases das duas cadeias voltem a formar pontes de
hidrogênio, mantendo assim as fitas separadas para que
as enzimas de replicação possam agir. As DNA
polimerases são as enzimas que sintetizam a nova
cadeia de DNA, complementar a fita que lhe servirá de
molde, entretanto elas não podem iniciar a síntese de
uma nova fita do zero. Portanto uma fita iniciadora
chamada de oligonucleotídeo iniciador ou primer se
faz necessário. O primer é sintetizado pro uma enzima
chamada de RNA primase que adiciona um pequeno
fragmento de RNA à extremidade 3‟ da fita molde.
Dessa maneira a DNA polimerase consegue alongar a
nova fita de DNA a partir desse oligonucleotídeo
iniciador, assim a nova fita sintetizada tem o sentido 5”
para o 3‟. Depois que a síntese da nova fita está
completa, o oligonucleotídeo iniciador é degradado e
substituído por nucleotídeos de DNA.
Como as fitas de DNA são antiparalelas as duas fitas de
DNA crescem de maneira diferente, já que os
nucleotídeos só podem ser adicionados pela DNA
polimerase no sentido 5‟ para o 3„.
Uma das fitas molde permite que os nucleotídeos sejam
adicionados de forma contínua apontando para o sentido
em que se abre a forquilha de replicação, assim, essa
fita recém sintetizada é chamada de fita líder ou
contínua. A outra fita (fita atrasada ou descontínua)
aponta em direção contrária ao da forquilha de
replicação, assim, precisa ser sintetizadas a partir de
pequenos fragmentos de DNA, chamados de
fragmentos de Okazaki.
A replicação do DNA é semiconservativa, uma vez que as
novas moléculas apresentam uma fita recém sintetizada e
uma fita da molécula original.
Nenhum DNA é formado sem um oligonucleotídeo iniciador,
uma vez que as DNA polimerases podem alongar uma cadei
de nucleotídeos, mas não conseguem iniciar uma fita do
zero. As fitas de DNA são antiparales e a replicação deve
ocorrer no sentido 5’ para o 3’.
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V. TRANSCRIÇÃO GÊNICA
O RNA é produzido a partir de um molde de uma das
fitas do DNA, esse processo de produção de RNA é
denominado de transcrição gênica. Nesse processo as
duas fitas de DNA se separam, uma delas servindo
como molde para a produção do RNA e a outra
permanecendo inativa. Ao final do processo, as duas
cadeias de DNA voltam a se emparelhar, reconstituindo
a dupla hélice e um novo RNA é formado, tendo sua
cadeia complementar a da fita de DNA que lhe serviu de
molde, a diferença é que a timina é substituída pela
uracila no RNA.
Os genes são segmentos encontrados nas moléculas de
DNA que codificam a produção de produtos gênicos, que
podem ser RNAs do tipo transpotador, ribossômico ou
mensageiro.
A síntese de uma molécula de RNA requer uma enzima
denominada de RNA polimerase, e a transcrição pode
ser dividida em três processos distintos: iniciação,
alongamento e termínio.
1. Iniciação; a RNA polimerase deve reconhecer uma
região promotora no DNA, onde se liga fortemente se
posicionando para o início da transcrição
2. Alongamento; uma vez ligada a região promotora a
RNA polimerase começa o alongamento da molécula de
RNA. A RNA polimerase desenrola o DNA lendo a fita no
sentido 3‟ para o o 5‟.
3. Terminação; a transcrição termina quando a RNA
polimerase reconhece uma sequência no DNA que
sinaliza o fim da transcrição.
Nem todas as regiões do DNA eucarioto podem ser
geneticamente expressas, assim o DNA eucarioto é
formado por regiões denominadas de éxons (essas
regiões codificam produtos gênicos) e íntrons (são as
regiões que não codificam produtos gênicos). Assim
quando o DNA é transcrito em RNA, a molécula de RNA
também irá apresentar éxons e íntrons.
Esse RNA que apresenta éxons e íntrons é denominado
de pré-RNA e antes que fique maduro é necessário
sofrer alguns processamentos, genericamente
denominados de splicing que incluem a remoção dos
íntrons e a ligação entre os éxons.
Obs. Em eucariotos tanto o processo de transcrição
quanto o de replicação ocorrem no núcleo celular.
VI. OS TIPOS DE RNA
1. RNA Ribossômico (RNAr); participa da estrutura dos
ribossomos, responsáveis pela síntese de proteínas.
2. RNA mensageiro (RNAm); carrega a informação que
específica a sequência de aminoácidos de uma proteína,
essa informação é codifica numa trinca de bases
nitrogenadas, cada trinca é chamada de códon e define
cada aminoácido constituinte da proteína.
3. RNA transportador (RNAt); transporta aminoácidos
específicos para síntese de proteínas. Ele possui uma
região denominada de anticódon que interage com um
códon especifico do RNAm e uma região de ligação ao
aminoácido a ser transportado.
O RNAt funciona como um adaptador, interagindo com o
RNAm e os ribossomos para a síntese de uma proteína.
O DNA eucarioto é formado por regiões denominadas de
íntrons que não codificam produtos gênicos e os éxons, que
são as regiões geneticamente funcionais.
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VII. O CÓDIGO GENÉTICO
A correspondência existente entre os códons do RNAm e
os aminoácidos por eles determinados constituem o
código genético. As quatro bases nitrogenadas
presentes no RNAm (A, U, C, G) reunidas três a três
formam 64 códons distintos. Desses, 61 codificam algum
aminoácido, enquanto os outros três funcionam como
pontuação indicando o fim da informação genética. Diz-
se que o código genético é degenerado, porque a
maioria dos aminoácidos é codificada por mais de uma
trinca, entretanto não é ambíguo, uma vez que uma
única trinca codifica um único aminoácido. O código
genético é praticamente o mesmo em todas as formas
de vida, por isso ele é considerado universal.
VIII. A SÍNTESE DE PROTEÍNAS:
TRADUÇÃO
O ribossomo é o palco molecular onde a tradução
executa-se. Sua estrutura permite-lhe segurar o RNAm e
o RNAt que carrega um aminoácido posicionando-os
corretamente para que a proteína seja formada
eficientemente. Um determinado ribossomo é capaz de
interagir com quaisquer tipos de RNAm e RNAt. Assim
podem ser utilizados para a síntese de muitas proteínas.
Os ribossomos são moléculas que apresentam duas
subunidades: a maior e a menor sendo formados por
dois sítios: o sítio A, onde ocorre a entrada do
aminoácido e o sítio P, onde fica a cadeia polipeptídica
(proteína) em formação. O RNAt que carrega o
aminoácido metionina, a partir do seu anticódon
reconhece o códon de iniciação no RNAm que sempre é
AUG, dessa forma esse RNAt é adicionado ao sítio P do
ribossomo, essa é a etapa de iniciação. Tem início
agora a etapa de alongamento, onde um RNAt do
aminoácido que corresponde ao códon seguinte do
RNAm encaixa-se no sítio A. Em seguida uma ligação
peptídica é estabelecida entre os dois aminoácidos, e o
RNAt da metionina é liberado. O ribossomo desloca-se
sobre o RNAm e os dois aminoácidos unidos passam a
ocupar o sítio P, deixando o sítio A vazio. Depois, outro
RNAt que seja reconhecido pelo terceiro códon do
RNAm entra no sítio A, ocorrendo assim outra ligação
peptídica entre o segundo e o terceiro aminoácido. O
RNAt do segundo aminoácido é liberado e o ribossomo
desloca-se ao próximo códon, repetido o processo. Essa
etapa é chamada de alongamento. Na última etapa,
chamada de terminação, o sítio A é ocupado por
proteínas citoplasmáticas que se ligam diretamente ao
códon de terminação do RNAm e a cadeia polipeptídica
é liberado do ribossomo.
EXERCÍCIO PROPOSTOS
41. (PUCRIO 2010) O material genético deve suas propriedades a seus constituintes, os nucleotídeos, e à forma como são organizados na molécula de ácido nucléico. No caso específico do DNA, é característica da estrutura molecular: A) a ligação entre as bases nitrogenadas se dar por pontes de enxofre. B) a pentose típica do DNA ser uma desoxirribose. C) ter como bases nitrogenadas a adenina, citosina, guanina, timina e uracila. D) não existir uma orientação de polimerização dos nucleotídeos em cada cadeia. E) formar cadeias somente de fitas simples. 42. (UFRN 2010) Um dos grandes marcos da biologia, no século XX, foi a proposição de um modelo para a forma da molécula de DNA apresentada pelos pesquisadores James Watson e Francis Crick em um artigo histórico, publicado na revista científica Nature, em 1953. Esse modelo é reproduzido a seguir.
É o DNA que garante certa estabilidade à grande maioria das características das espécies, devido à transmissão
O código genético não é ambíguo: um dado aminoácido
pode ser codificado por mais de um códon, mas um códon
codifica somente um aminoácido.
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do mesmo tipo de informação genética, ao longo das gerações, através dos genes. Sabendo-se que o DNA é considerado a “molécula da vida”, é correto afirmar que ele precisa A) ser replicado para que as características dos seres vivos sejam geneticamente transmitidas. B) migrar do citoplasma para o núcleo a fim de garantir a transmissão das características hereditárias. C) ser autoduplicado com o auxílio do RNAr, permitindo a formação de todas as proteínas. D) ser transcrito a partir do RNAm, estabelecendo-se uma seqüência no sentido da síntese de proteína para o gene.
43. (UFRN) Aproveitando a pergunta de Zeca, o
professor esquematizou o processo de síntese protéica,
em que os números I, II, III e IV representam moléculas
de ácidos nucléicos.
A partir do esquema, é correto afirmar que
A) I corresponde ao RNA que contém o código genético determinando a seqüência de aminoácidos da proteína.
B) II corresponde ao RNA que catalisa a união do I com o III, durante o processo de transcrição.
C) III corresponde ao RNA que contém o anticódon complementar ao códon existente em I.
D) IV corresponde ao RNA que catalisa a ligação dos nucleotídeos com a desoxirribose.
44. (UFRN) Devido à maior proximidade da linha do Equador, o Nordeste do Brasil recebe uma elevada incidência de radiação ultravioleta (UV), o que torna a população dessa região mais propensa ao câncer de pele. Essa doença ocorre porque as células do tecido epitelial multiplicam-se com muita freqüência, ficando mais vulneráveis à ação dos raios UV existentes na luz solar. Essa maior vulnerabilidade decorre da
A) replicação acentuada do DNA, tornando-o mais susceptível às mutações.
B) inserção de nucleotídeos no genoma, retardando a duplicação do DNA.
C) inversão de bases no DNA, prejudicando a transcrição para RNA.
D) substituição de nucleotídeos no RNA, impedindo a
formação de radicais livres.
45. (FUVEST) No DNA de um organismo, 18% das bases nitrogenadas são constituídas por citosina. Quais as porcentagens das outras bases desse DNA? Justifique sua resposta. 46. (ENEM) Um fabricante afirma que um produto disponível comercialmente possui DNA vegetal, elemento que proporcionaria melhor hidratação dos cabelos. Sobre as características químicas dessa molécula essencial à vida, é correto afirmar que o DNA A) de qualquer espécie serviria, já que têm a mesma composição.
B) de origem vegetal é diferente quimicamente dos demais pois possui clorofila.
C) das bactérias poderia causar mutações no couro cabeludo.
D) dos animais encontra-se sempre enovelado e é de difícil absorção.
E) de características básicas, assegura sua eficiência hidratante. 47. (UEPB) O DNA (ácido desoxirribonucléico), participa da formação dos genes e dos cromossomos dos seres vivos. A complexidade genética do organismo humano é tamanha que, seu estudo originou o Projeto Genoma Humano, o qual tem por objetivo identificar os genes existentes nos cromossomos humanos. Pode esclarecer e talvez curar doenças hereditárias, fazer testes de identificação de paternidade, clonar seres vivos,... etc. Os ácidos nucléicos, de estrutura bastante complexa, constituem o DNA, moléculas que encerram toda a informação genética dos seres vivos. O DNA de uma pessoa é como uma impressão digital, que serve para identificá-la. Entram na formação dos ácidos nucléicos:
A) Polímeros B) Lipídeos
C) Glicídeos D) Ácidos graxos
E) Compostos sulfurados
48. (FUVEST) A hipótese de que os cloroplastos e as mitocôndrias tenham surgido através de uma associação simbiótica de um eucarioto primitivo com, respectivamente, bactérias fotossintetizantes e bactérias aeróbicas é reforçada pelo fato de aquelas organelas celulares:
A) serem estruturas equivalentes, com grande superfície interna.
B) apresentarem DNA próprio.
C) estarem envolvidas, respectivamente, na produção e consumo de oxigênio.
D) apresentarem tilacóides e cristas como as bactérias.
E) serem encontradas tanto em organismos superiores como inferiores. 49. (UNESP) Considere o diagrama, que resume as principais etapas da síntese protéica que ocorre numa célula eucarionte.
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Os processos assinalados como 1 e 2 e a organela, representados no diagrama, referem-se, respectivamente, a A) transcrição, tradução e ribossomo. B) tradução, transcrição e lisossomo. C) duplicação, transcrição e ribossomo. D) transcrição, duplicação e lisossomo. E) tradução, duplicação e retículo endoplasmático. 50. (VUNESP) Erros podem ocorrer, embora em baixa freqüência, durante os processos de replicação, transcrição e tradução do DNA. Entretanto, as conseqüências desses erros podem ser mais graves, por serem herdáveis, quando ocorrem: A) na transcrição, apenas. B) na replicação, apenas. C) na replicação e na transcrição, apenas. D) na transcrição e na tradução, apenas. E) em qualquer um dos três processos. 51. (UFRJ) Com o auxílio da tabela do código genético representada a seguir, é sempre possível deduzir-se a seqüência de aminoácidos de uma proteína a partir da seqüência de nucleotídeos do seu gene, ou do RNA-m correspondente.
Entretanto, o oposto não é verdadeiro, isto é, a partir da seqüência de aminoácidos de uma proteína, não se pode deduzir a seqüência de nucleotídeos do gene. Explique por quê. 52. (VUNESP) Em um segmento de cadeia ativa de DNA, que servirá de molde para a fita de RNA mensageiro, há 30 timinas e 20 guaninas. No segmento correspondente da fita complementar do DNA há 12
timinas e 10 guaninas. Levando-se em consideração essas informações, responda: A) Quantas uracilas e quantas guaninas comporão a fita do RNA mensageiro transcrito do DNA ativado? B) quantos aminoácidos deverão compor a cadeia de polipeptídeos que será formada? Justifique sua resposta. GABARITO
01. B 02. A 03. C 04. E 05. A
06. DIS 07. D 08. A 09. B 10. B
11. A 12. DIS 13. D 14. A 15. D
16. C 17. DIS 18. B 19. E 20. D
21. C 22. DIS 23. B 24. C 25. DIS
26. C 27. C 28. E 29. 50 30. B
31. D 32. C 33. DIS 34. B 35. DIS
36. D 37. E 38. E 39. C 40. E
41. B 42. A 43. A 44. A 45. DIS
46. A 47. C 48. B 49. A 50. B
51. DIS 52. DIS
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A DESCOBERTA DA CÉLULA
A citologia é o ramo da biologia que estuda a célula,
tendo início a partir da invenção dos primeiros
microscópios que foram construídos no século XVI.
Dentre os cientistas que se destacaram nos estudos da
célula foi o holandês Anton van Leeuwenhoek e o
inglês Robert Hooke.
Em 1665, o inglês Robert Hooke, utilizando um
microscópio de luz composto, formado por duas lentes
de aumento: a ocular (voltada para o olho humano) e a
objetiva (voltada para o objeto a ser analisada), pode
observar delgadas fatias de cortiça, constatando que
eram formadas por pequenas aos quais denominou de
células, mas que na realidade eram as paredes celulares
que delimitavam as células da cortiça, assim o termo
célula ficou consagrado na biologia.
I. A TEORIA CELULAR
Em 1838, o botânico alemão Mathias Schleiden
concluiu que a célula era a unidade básica de todas as
plantas. Um ano mais tarde, o zoólogo Theodor
Schwann, também alemão, generalizou o conceito para
os animais. Surgia assim a teoria celular de Schleiden e
Schwann, que afirma: “Todos os seres vivos são
formados por células”.
II. ORGANIZAÇÃO ESTRUTURAL DAS
CÉLULAS
As primeiras análises das células permitiram constatar
que elas apresentam em seu interior um material
gelatinoso que recebeu o nome de citoplasma. O
citoplasma da célula não entra em contato com o meio
externo, uma vez que é delimitado por uma estrutura
chamada de membrana plasmática. Algumas células
ainda apresentam uma estrutura que armazena a
informação genética, o núcleo.
As células podem ser classificadas em procariontes e
eucariontes. As células procariontes são
estruturalmente muito simples, não apresentando núcleo,
e a única organela que possuem são os ribossomos, que
são envolvidos na síntese protéica. A ausência do núcleo
faz com que o material genético fique disperso no
citoplasma, todas as bactérias apresentam células do
tipo procarionte. As células eucariontes são bastante
complexas apresentando uma série de compartimentos
denominados de organelas celulares, onde ocorrem
tarefas específicas. O material genético é delimitado pelo
envelope nuclear, uma membrana que reveste o núcleo
celular. As células eucariontes estão presentes nos
protistas, fungos, plantas e animais.
III. DIFERENÇAS ESTRUTURAIS
ENTRE AS CÉLULAS ANIMAIS E
VEGETAIS
Ambas as células, vegetais e animais, possuem
organização eucarionte, entretanto podem diferir em
alguns aspectos:
Em I, célula eucarionte; é estruturalmente complexo, o material
genético é armazenado no núcleo e apresenta uma série de
organelas celulares. Em II, célula procarionte; é
estruturalmente simples, não apresenta organelas e o material
genético é disperso no citoplasma. O microscópio em que Hooke observou a cortiça e notou
pequenas cavidades denominadas de células
Esquema do microscópio simples, com uma só lente de
aumento, usado por Leeuwenhoek.
BIOLOGIA CURSINHO DO DCE UFRN 2012|O ESTUDO DA CÉLULA - CITOLOGIA
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1. Parede celular; é uma característica das células
vegetais, sendo formada por um polissacarídeo chamado
de celulose. As células animais não possuem parede
celular.
2. Cloroplastos; é o local onde ocorre a fotossíntese,
estando presente nas células vegetais, mas ausentes
nas células animais.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
01. (UFAL) Uma célula é classificada como eucariótica se contiver A) compartimentos membranosos internos. B) parede celular rígida. C) membrana plasmática. D) ácidos nucléicos. E) ribossomos. 02. (UFPE) Associe os seres vivos relacionados na coluna 1 com suas respectivas características na coluna 2: COLUNA I 1) Vegetal 2) Animal 3) Protista 4) Fungo 5) Bactéria COLUNA II
pluricelular eucarionte e heterótrofo
unicelular, procarionte, autótrofo por quimiossíntese e/ou fotossíntese
pluricelular, eucarionte e autótrofo por fotossíntese
unicelular ou pluricelular, eucarionte, heterótrofo, com nutrição por absorção
unicelular, eucarionte, heterótrofo, com nutrição por digestão
A seqüência correta é. A) 2, 5, 1, 4 e 3 B) 2, 3, 1, 5 e 4 C) 4, 3, 2, 1 e 5 D) 4, 5, 1, 2 e 3 E) 2, 3, 1, 4 e 5 03. (UNIFESP) Considerando a célula do intestino de uma vaca, a célula do parênquima foliar de uma árvore e uma bactéria, podemos afirmar que todas possuem A) DNA e membrana plasmática, porém só as células do intestino e do parênquima foliar possuem ribossomos. B) DNA, ribossomos e mitocôndrias, porém só a célula do parênquima foliar possui parede celular. C) DNA, membrana plasmática e ribossomos, porém só a bactéria e a célula do parênquima foliar possuem parede celular. D) membrana plasmática e ribossomos, porém só a bactéria possui parede celular. E) membrana plasmática e ribossomos, porém só a célula do intestino possui mitocôndrias.
04. (UFRN) Analise a ilustração que segue. Com base
na ilustração,
A) indique o tipo de célula representado,
respectivamente, por I, II e III;
B) justifique a declaração que I faz para II;
C) apresente, sob o ponto de vista estrutural e funcional,
as razões que levam III a supor que possui algum grau
de parentesco com II;
D) explique a dependência de IV em relação a I, a II ou a
III.
ENVOLTÓRIOS CELULARES
A presença dos envoltórios celulares garante às células
a manutenção de sua composição química ao longo de
sua vida, os envoltórios podem exercer funções como o
isolamento da célula ao meio em que ela vive, proteção
e seleção de substância que deverão sair ou entrar da
célula.
I. MEMBRANA PLASMÁTICA
A membrana plasmática é extremamente complexa e
versátil, desempenhando importantes funções. Ela
separa o meio extracelular do intracelular, permitindo,
contudo, o intercâmbio de materiais entre ambos os
meios e também participa dos processos de
reconhecimento e comunicação entre as células
permitindo a captação de sinais do chamado meio
extracelular. A sua constituição lipoprotéica, e os seus
componentes mais abundantes são os fosfolipídios e
proteínas. As membranas celulares animais possuem
também o colesterol em sua composição.
O modelo do mosaico fluido proposto por Singer e
Nicholson em 1972 é o mais aceito atualmente para
explicar a estrutura da membrana plasmática, segundo o
modelo a estrutura molecular das membranas biológicas
consiste em uma bicamada lipídica na qual estão
inseridas as proteínas. Os lipídios e proteínas que
formam a membrana plasmática possuem caráter
BIOLOGIA CURSINHO DO DCE UFRN 2012|O ESTUDO DA CÉLULA - CITOLOGIA
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anfipático, ou seja, apresentam regiões polares
(hidrofílicas) e apolares (hidrofóbicas). Os lipídios
formam uma bicamada, onde suas cabeças hidrofílicas
se voltam para os meios extra e intracelular, enquanto
suas caudas hidrofóbicas estão voltadas para a região
central da membrana, esse arranjo faz com que a
membrana seja permeável a algumas substâncias e
restrinja a passagem de outras.
As membranas biológicas permitem a passagem de
algumas substâncias, mas impedem o trânsito de outras.
Essa característica é referida como permeabilidade
seletiva. Há basicamente dois tipos de transporte
através das membranas celulares: o transporte
passivo, que não necessita de energia para ocorrer e o
transporte ativo, que só ocorre se tiver um aporte de
energia.
II. TRANSPORTE ATRAVÉS DA
MEMBRANA PLASMÁTICA
1. Transporte passivo; incluem dois tipos de difusão, a
difusão simples e a facilitada, e também um tipo
especial de difusão denominada de osmose.
1.1. Difusão simples; a difusão simples corresponde ao
movimento de solutos de uma região onde eles estão
mais concentrados para uma região onde eles estão em
menor concentração.
1. 2. Difusão facilitada; nesse processo as partículas
passam pela membrana com a ajuda de proteínas
canais ou permeases. Estas moléculas tornam a célula
“mais permeável” a substância que normalmente não
atravessariam facilmente a membrana.
1. 3. Osmose; é um processo de difusão especial onde
somente moléculas de água são transportadas através
da membrana plasmática. O fluxo de água ocorre por
meio de proteínas transportadoras especiais chamadas
de aquaporinas. A água sempre é transportada de uma
solução hipotônica para uma solução hipertônica.
Obs. Quando comparadas quanto a concentração de soluto, as soluções podem ser classificadas em três tipos: 1) Hipertônica; quando a solução é muito concentrada em solutos em relação a outra. 2) Hipotônica; quando uma solução é menos concentrada em relação a outra. 3) Isotônica; quando duas soluções apresentam a mesma concentração em solutos. A salga de alimentos para aumentar o tempo de
conservação consiste em um mecanismo osmótico. A
osmose também é responsável por fazer com que uma
folha de alface, por exemplo, se torne murcha quando
lhe é adicionado sal, azeite, vinagre, etc. A adição do sal
faz com que a concentração fora das células aumentem,
consequentemente, por osmose, água se direciona da
região de menor concentração em solutos, ou seja, de
dentro da célula, para a região de maior concentração
em solutos, fora da célula, tornando-se murcha.
A maior parte das células animais, por exemplo, capta
aminoácidos e a glicose do líquido extracelular, onde a sua
concentração é alta em relação àquela do citoplasma, por
transporte facilitado através de permeases.
O gás oxigênio, por exemplo, penetra nas células facilmente,
uma vez que sua concentração é maior fora das células
A bicamada lipídica da membrana plasmática separa o meio
extra do intracelular, além de controlar o fluxo de substâncias
para dentro e para fora da célula.
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2. Transporte Ativo; nesse processo os solutos se
movem contra um gradiente de concentração, ou seja,
eles saem de uma região de menor concentração para
uma região onde eles já estão mais concentrados, dessa
maneira a célula precisa gastar energia para promover
esse processo. Um exemplo bem típico de transporte
ativo, mas não o único, é a bomba de sódio e potássio. A
concentração de Na+, por exemplo, é aproximadamente
dez vezes mais alta do lado de fora da célula, quando
comparada ao lado de dentro, ao passo que a
concentração de K+ é maior no meio intracelular. Esses
gradientes iônicos são mantidos pela bomba de sódio-
potássio, que utiliza energia da hidrólise do ATP para
transportar esses íons, no sentido inverso aos de seus
gradientes eletroquímicos.
3. Transporte em massa; partículas maiores não
conseguem atravessar a membrana, mas podem ser
incorporadas à célula por endocitose, ou ser eliminadas
da célula por exocitose. Ambos os processos
consomem energia. A endocitose pode ocorrer por dois
processos:
3.1. Fagocitose; ocorre quando as células englobam
partículas grandes, como microorganismos e restos de
outras células.
3. 2. Pinocitose; Ocorre quando as células englobam
partículas dissolvidas em água, como polissacarídeos e
proteínas.
III. PAREDE CELULAR
A parede celular é uma estrutura de revestimento
externo a membrana plasmática, atuando na proteção e
na sustentação das células em que ocorre, além da
manutenção da forma da célula. Esse envoltório está
presente em bactérias, algas, fungos e plantas. Em
plantas e em algumas algas a parede celular é
constituída pela celulose, em bactérias ela apresenta
outra composição, sendo constituída por
peptídioglicanos, nos fungos a parede celular é
constituída por quitina. Nas células animais não existe
parede celular. Vejamos algumas funções da parede
celular:
1. Resistência a tensão
2. Resistência à decomposição por microorganismos
3. Elasticidade
4. Permeabilidade
IV. GLICOCÁLIX
É um revestimento externo associado à membrana
plasmática estando presente nas células animais. É
constituído por açúcares ligados a lipídios (glicolipídios)
e açúcares ligados a proteínas (glicoproteínas e
proteoglicanos). Esses açúcares formam uma espécie de
malha protetora externa a membrana plasmática.
Diversas funções têm sido sugeridas para o glicocálix.
Acredita-se que, além de ser uma proteção contra
Bomba de Sódio e Potássio: O sódio e o potássio são
movidos contra seus gradientes de concentração. O sódio é
mais concentrado fora da célula, mesmo assim tende a ser
direcionado de dentro para fora da célula. Já o potássio é
mais concentrado no interior da célula, mesmo assim,
continua a ser direcionado de fora para dentro da célula,
onde a concentração já é alta.
Células animais quando colocadas em meio hipotônico
absorvem água até estourarem, já nas células vegetais o
rompimento das células é evitado pela parede celular. E m
meio isotônico, ambos os tipos celulares não mudam de
comportamento. Já em meio hipertônico perdem água até
ficarem murchas.
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agressões físicas e químicas do ambiente externo, ele
funcione como uma malha de retenção de nutrientes e
enzimas, mantendo um microambiente adequado ao
redor de cada célula. Confere às células a capacidade
de se reconhecerem, uma vez que células diferentes têm
glicocálix formado por glicídios diferentes e células iguais
têm glicocálix formado por glicídios iguais.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
05. (PUCPR) No início da década de 70, dois cientistas (Singer e Nicholson) esclareceram definitivamente como é a estrutura das membranas celulares, propondo o modelo denominado mosaico-fluído. Neste conceito, todas as membranas presentes nas células animais e vegetais são constituídas basicamente pelos seguintes componentes: A) ácidos nucléicos e proteínas; B) ácidos nucléicos e enzimas; C) lipídios e enzimas; D) enzimas e glicídios; E) lipídios e proteínas.
06. (UPE) Uma das propriedades de membrana plasmática é o controle de entrada e saída de substâncias na célula. Sobre os mecanismos desse transporte, é correto afirmar que: A) Na osmose, o solvente se difunde em direção à região de maior concentração de suas moléculas. B) No transporte passivo, certas substâncias migram a favor de gradiente de concentração, com alto gasto de energia. C) No transporte ativo, as substâncias atravessam a membrana contra um gradiente de concentração, com o auxílio de proteínas transportadoras e com gasto de ATP. D) Na pinocitose, a liberação de macropartículas no interior da célula requer a formação de grandes vesículas. E) Na clasmocitose, só as substâncias solúveis em lipídios atravessam a membrana celular
07. (PUCRJ) Hemácias foram colocadas em uma solução de concentração desconhecida, tendo, após certo tempo, sofrido hemólise. Em função desse resultado, foi possível dizer que a solução em questão apresenta-se: A) Hipertônica em relação às hemácias. B) Com alta concentração de sais. C) Hipotônica em relação às hemácias. D) Isotônica em relação às hemácias. 08. (UFLA) Um experiente produtor de mudas de alface verificou que as plantas produzidas em hidroponia estavam com sintomas de plasmólise. Diante do exposto, assinale a alternativa que explica a situação acima. A) Como as plantas eram cultivadas em estufa, ocorreu aquecimento, o que gerou uma turgescência nas células das folhas. B) As plantas foram colocadas em uma solução hipotônica, ocasionando a osmose nas células. C) Houve um aumento do vacúolo devido à permanência das plantas em uma solução hipotônica. D) A solução ficou hipertônica, fazendo com que as plantas perdessem água para a solução. 09. (UFPEL) Atenção na cozinha: não é aconselhável temperar, com sal e vinagre, uma salada de verduras, ou um pedaço de carne, muito tempo antes de consumir. Provavelmente as folhas da verdura ficarão murchas, e a carne vai começar a liberar muito líquido. Baseado no texto e em seus conhecimentos é correto afirmar que em ambos os casos ocorrerá: A) A difusão do solvente do meio hipertônico para o hipotônico, por isso a carne e as verduras perderão água. B) A lise celular e por isso as células liberarão água, pois foram submetidas a um meio hipotônico. C) A deplasmólise, processo em que há perda de água para o ambiente e consequentemente a diminuição do volume celular. D) Um processo de osmose, em que as células perderão água por serem submetidas a um meio hipertônico. E) Um processo de transporte ativo, em que as células secretarão água para ocorrer a entrada de sal nas próprias células. 10. (UFMG) A desidratação é caracterizada pela perda de grandes quantidades de líquidos corporais. Se considerarmos, hipoteticamente, que nesses líquidos corporais há perda de água, o liquido extracelular se caracterizará como hipertônico em relação ao liquido intracelular. Um indivíduo adulto foi recebido em um hospital, apresentando um grave quadro de desidratação. O médico que o atendeu pediu-lhe um exame de sangue (hemograma), no qual a forma das hemácias pôde ser avaliada. Assinale a alternativa que melhor explica o resultado desta análise de sangue.
O glicocálix é uma malha protetora formado por moléculas
de açúcares associadas a lipídios ou proteínas, estando
presente nas células animais.
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A) Hemácias aumentadas pela entrada de água através de osmose. B) Hemácias diminuídas e murchas pela entrada de água através da difusão facilitada. C) Hemácias diminuídas e murchas pela perda de água através de osmose. D) Hemácias aumentadas pela perda de água através de osmose. 11. (COVEST) Nicholson e Singer foram dois cientistas que estudaram em detalhe a estrutura celular e propuseram um modelo de membrana plasmática, constituído por: A) Um folheto triplo, em que uma camada bimolecular de lipídeos se localiza entre duas camadas de proteínas. B) Dois folhetos ligados por pontes de hidrogênio, um de polissacarídeos e outro de ácidos graxos de peso molecular elevado. C) Três folhetos lipídicos, sendo dois de triglicerídeos e um de fosfatídeos. D) Uma camada bimolecular de lipídios, com proteínas variando de posição, de acordo com o estado funcional da membrana. E) Duas camadas bimoleculares de lipídeos e duas de proteínas. 12. (UNIRIO) Dois surfistas após uma hora dentro d’água, perceberam a pele enrugada nas pontas dos dedos e na sola dos pés. Cada um deu uma explicação para o fato: Explicação do surfista 1: Nosso corpo, com menor concentração de soluto do que a água do mar, sofre desidratação por osmose, enrugando a pele. Explicação do surfista 2: Lentamente ocorre a hidratação da queratina depositada sobre a epiderme, aumentando o volume desta proteína fibrosa, causando dobras nas partes mais espessas. Qual dos surfistas forneceu a explicação correta do fato? Justifique sua resposta, apontando o erro cometido pelo outro surfista. 13. (UFSCAR) A figura mostra três tubos de ensaio (1, 2 e 3) contendo soluções de diferentes concentrações de NaCl e as modificações sofridas, após algum tempo, por células animais presentes em seu interior. O gráfico, abaixo dos tubos de ensaio, corresponde a duas alterações ocorridas nas células de um dos três tubos de ensaio. Analisando a figura e o gráfico, responda: A) a que tubo de ensaio correspondem os resultados apresentados no gráfico e qual a tonicidade relativa da solução em que as células estão mergulhadas? B) em qual tubo de ensaio a tonicidade relativa da solução é isotônica? Justifique.
14. (UNICAMP) Foi feito um experimento utilizando a
epiderme de folha de uma planta e uma suspensão de
hemácias. Esses dois tipos celulares foram colocados
em água destilada e em solução salina concentrada.
Observou-se ao microscópio que as hemácias, em
presença de água destilada, estouravam e, em presença
de solução concentrada, murchavam.
As células vegetais não se rompiam em água destilada,
mas em solução salina concentrada notou-se que o
conteúdo citoplasmático encolhia.
A) A que tipo de transporte celular o experimento está relacionado? B) Em que situação ocorre esse tipo de transporte? C) A que se deve a diferença de comportamento da célula vegetal em relação à célula animal? Explique a diferença de comportamento, considerando as células em água destilada e em solução concentrada.
O CITOPLASMA CELULAR
O citoplasma consiste em um compartimento onde
ocorrem todas as reações bioquímicas na vida de uma
célula. Nele encontramos um líquido chamado de
citosol, que representa cerca de 55% do volume celular
total sendo formado basicamente por água, sais,
carboidratos e outras substância dissolvidas. Esse
compartimento está presente em todos os tipos
celulares. Nas células procariontes encontramos no
citoplasma o material genético e organelas denominadas
ribossomos. Já nas células eucariontes, o material
genético é armazenado no núcleo, ocorrendo também
uma série de compartimentos denominados de
organelas membranosas.
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I. ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS
A célula eucariótica apresenta uma série de
compartimentos que exercem funções específicas para o
funcionamento da célula, esses compartimentos são
chamados de organelas citoplasmáticas, vejamos a
seguir:
1. Ribossomos; são organelas não membranosas que
estão presentes tanto em células procariontes como em
células eucariontes. Os ribossomos nas células
eucariontes são formados no interior do núcleo a partir
da transcrição de genes específicos do DNA que
codificam a produção de RNAr. No núcleo os RNAr
associam-se a determinados tipos de proteínas para
formar os ribossomos, que então são exportados para o
citoplasma onde exercem a função de síntese protéica.
2. Retículo endoplasmático; consiste numa série de
canais delimitados por membranas podendo ter a forma
tubular ou de pilhas achatadas. Está relacionado ao
processo de transporte na célula e pode se apresentar
de duas formas: liso ou rugoso:
2.1. Retículo endoplasmático liso; não possuem
ribossomos aderidos a sua membrana. Tem função de
produzir lipídeos como colesterol, testosterona e
estrógeno. Esses lipídeos farão parte da membrana
celular ou serão secretados da célula. São importantes
para a desintoxicação.
2. 2. Retículo endoplasmático rugoso; apresenta
inúmeros ribossomos aderidos a sua membrana
responsáveis pela produção de proteínas que serão
secretadas das células ou farão parte da membrana
plasmática. Tais proteínas são transportadas até o
complexo de golgi dentro de vesículas, além disso,
inúmeras proteínas podem ser modificadas dentro do
retículo.
3. Complexo de golgi; São conjuntos de cisternas
achatadas e aparentemente empilhadas que funcionam
como uma central de armazenamento, modificação e
exportação de substâncias provenientes do retículo
endoplasmático. No complexo de golgi ocorre a
modificação de lipídios e proteínas e também a síntese
da celulose, que compõe a parede celular dos vegetais.
As substâncias que foram modificadas ou sintetizadas no
golgi devem ser excretadas para os limites externos das
células, para isso, devem ser empacotadas em vesículas
que se desprendem do complexo e se fusionam a
membrana plasmática. É a partir de vesículas
provenientes do complexo de golgi que se formam os
lisossomos.
O complexo de golgi também forma o acrossomo dos
espermatozóides, que contém enzimas digestivas
importantes para a penetração do espermatozóide no
óvulo.
3. Lisossomos; são organelas arredondadas que
contém em seu interior enzimas hidrolíticas, participando
assim dos processos de digestão intracelular: a digestão
O espermatozóide humano
O complexo de golgi apresenta duas faces: a cis, que recebe
os produtos do complexo de golgi, e a face trans, que
destina as vesículas para membrana plasmática ou para a
formação dos lisossomos
O retículo endoplasmático é localizado próximo ao núcleo
das células, nele ocorre várias atividades, como, síntese,
armazenamento, desintoxicação de substâncias
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realizada pelos lisossomos pode ser: autofágica,
quando eles degradam componentes da própria célula,
ou heterofágica quando degradam partículas que não
pertencem às células.
4. Peroxissomos; são organelas que recolhem os
peróxidos tóxicos, que são produtos que se formam
durante as reações químicas celulares. No interior do
peroxissomo existem enzimas chamadas de oxidases
que degradam produtos nocivos a célula a produtos
menos tóxicos com segurança. Esses peróxidos tóxicos
como H2O2 (Peróxido de Hidrogênio ou Água Oxigenada)
podem ser danosos as células por serem extremamente
reativos, no interior dos peroxissomos uma enzima
chamada de catalase consegue degradar o H2O2 a H2O
e O2. Outra função dos peroxissomos é a oxidação de
ácidos graxos que serão utilizados na síntese do
colesterol ou serem utilizados na respiração celular para
obtenção de energia.
5. Vacúolos; Os vacúolos são estruturas presentes em
células vegetais, sendo delimitados por uma membrana
lipoprotéica chamada de tonoplasto. Os vacúolos
podem atuar em diversas funções:
Estrutural; atua preenchendo os espaços e fornecendo
sustentação às células.
Defesa; armazenamento de substâncias tóxicas que
podem ser usadas contra os herbívoros
Reprodução; armazena pigmentos responsáveis pelas
cores de flores e frutos, que atuam na atração de
polinizadores e dispersores
6. Mitocôndrias; são pequenas organelas celulares de
tamanho aproximado ao de muitas bactérias. As
mitocôndrias são formadas por um sistema duplo de
membranas: uma membrana externa e outra membrana
interna. Enquanto a membrana externa é lisa, a
membrana interna possui inúmeras pregas chamadas
cristas mitocondriais, nas quais se fixam enzimas
oxidativas. A cavidade interna das mitocôndrias é
preenchida por um fluido denominado matriz
mitocondrial contendo grande quantidade de enzimas
dissolvidas, necessárias para a extração de energia dos
nutrientes. Nela também podemos encontrar o DNA
mitocondrial e inúmeros ribossomos. As mitocôndrias
são verdadeiras “usinas” das células, atuando na
produção de moléculas de ATP a partir de moléculas
combustíveis.
7. Plastos; são organelas citoplasmáticos encontrados
nas células de plantas e algas. São classificados em:
Cromoplastos; São plastos coloridos que armazenam
pigmentos. Os mais importantes são os cloroplastos. Os
cloroplastos também são formados por um sistema duplo
de membranas e possui DNA próprio. A sua membrana
interna forma pequenas pilhas denominadas grana. Esse
conjunto de pilhas sobrepostos formam os tilacóides,
onde moléculas de clorofila se dispõe para a captação
de luz e promoção do processo fotossintético. É nos
cloroplastos que ocorre a produção de carboidratos por
vegetais e algas.
Leucoplastos; São plastos incolores que armazenam
substâncias nutritivas como os Amiloplastos (amido), os
Oleoplastos (óleos) e os Proteoplastos (proteínas).
Nas células de algas e plantas os cloroplastos promovem a
fotossíntese, processo que sustenta as cadeias alimentares
de todos os ecossistemas.
As mitocôndrias são as usinas de energia das células, elas
convertem moléculas combustíveis em ATP
A degradação da cauda do girino durante a metamorfose é
um exemplo de digestão autofágica
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8. Centríolos; os
centríolos são estruturas
citoplasmáticas que
estão presentes na
maioria dos organismos
eucariontes. O centríolo é
um cilindro cuja parede é
constituída por nove
conjuntos de três
microtúbulos e geralmente ocorrem aos pares, Os
centríolos são desprovidos de membrana, são
constituídos por túbulos de natureza protéica (tubulina).
9. Cílios e Flagelos; os centríolos originam estruturas
locomotoras denominadas cílios e flagelos, que diferem
entre si quanto ao comprimento e número por célula. Os
flagelos são longos e pouco numerosos e executam
ondulações que se propagam da base em direção a
extremidade livre. Os cílios são curtos e muito
numerosos e executam um movimento semelhante ao de
um chicote, com a incrível freqüência de 10 a 40
batimentos por segundo. Funções de Cílios e Flagelos: -
Locomoção da célula; movimentação do líquido
extracelular; limpeza das vias respiratórias.
10. Citoesqueleto; além de suas diversas organelas, o
citoplasma eucariótico possui um conjunto de longas
fibras finas denominado citoesqueleto, que desempenha
papéis importantes
Sustenta a célula e mantém sua forma
Fornece movimentos a diversos tipos celulares
Posiciona as organelas dentro da célula
Auxilia a ancoragem das células em um local adequado
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
15. (ENEM) Na embalagem de um antibiótico, encontra-se uma bula que, entre outras informações, explica a ação do remédio do seguinte modo:
O medicamento atua por inibição da síntese protéica bacteriana. Essa afirmação permite concluir que o antibiótico A) impede a fotossíntese realizada pelas bactérias no interior do cloroplasto e, assim, elas não se alimentam e morrem. B) interrompe a produção de proteína das bactérias desativando os ribossomos, o que impede sua multiplicação pelo bloqueio de funções vitais. C) altera as informações genéticas das bactérias que se encontra no núcleo, o que impede manutenção e reprodução desses organismos.
D) elimina os vírus causadores da doença, pois não conseguem obter as proteínas que seriam produzidas no retículo endoplasmático pelas bactérias parasitas. E) dissolve as membranas das bactérias responsáveis pela doença, o que dificulta o transporte de nutrientes e provoca a morte delas.
16. (UFRGS) Em um experimento em que foram injetados aminoácidos radioativos em um animal, a observação de uma de suas células mostrou os seguintes resultados: após 3 minutos, a radioatividade estava localizada na organela X (demonstrando que a síntese de proteínas ocorria naquele local); após 20 minutos, a radioatividade passou a ser observada na organela Y; 90 minutos depois, verificou-se a presença de grânulos de secreção radioativos, uma evidência de que as proteínas estavam próximas de serem exportadas. As organelas X e Y referidas no texto são, respectivamente, A) o complexo golgiense e o lisossomo. B) o retículo endoplasmático liso e o retículo endoplasmático rugoso. C) a mitocôndria e o ribossomo. D) o retículo endoplasmático rugoso e o complexo golgiense. E) o centríolo e o retículo endoplasmático liso
17. (PUCPR 2007) Mergulhadas no citoplasma celular encontram-se estruturas com formas e funções definidas, denominadas ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS, indispensáveis ao funcionamento do organismo vivo. Associe as organelas com suas respectivas funções: 1) Complexo de Golgi 2) Lisossoma 3) Peroxissoma 4) Ribossoma 5) Centríolo
responsável pela desintoxicação de álcool e decomposição de peróxido de hidrogênio.
local de síntese protéica.
modifica, concentra, empacota e elimina os produtos sintetizados no Retículo Endoplasmático Rugoso.
vesícula que contem enzima fortemente hidrolíticas formadas pelo Complexo de Golgi.
responsável pela formação de cílios e flagelos. Assinale a seqüência correta: A) 3 – 4 – 1 – 2 – 5 B) 2 – 3 – 1 – 5 – 4 C) 2 – 1 – 3 – 4 – 5 D) 1 – 3 – 2 – 4 – 5 E) 3 – 4 – 2 – 5 – 1 18. (UFSCAR 2008) Em uma célula vegetal o material genético concentra-se no interior do núcleo, o qual é delimitado por uma membrana. Além dessa região, material genético também é encontrado no interior do
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A) retículo endoplasmático e complexo Golgiense. B) complexo Golgiense e cloroplasto. C) lisossomo e retículo endoplasmático. D) lisossomo e mitocôndria. E) cloroplasto e mitocôndria. 19. (UFPA 2008) Os organismos multicelulares exibem uma variedade de especializações celulares com funções e morfologia distintas. O citoplasma dessas células apresenta várias organelas ou estruturas, e, dependendo da especialização celular, irá predominar uma organela sobre as demais. A respeito das características típicas das organelas, é correto afirmar: A) Ribossomos são grânulos constituídos por uma fita de DNA e proteínas; participam na síntese de proteínas.
B) O complexo de Golgi é composto por cisternas e vesículas; participa no processamento das proteínas e secreção celular.
C) Mitocôndrias são formadas por lamelas e preenchidas pelo estroma; participam no processo da fotossíntese.
D) Peroxissomos são lisossomos; participam no armazenamento de substâncias como proteínas e lipídios.
E) Retículo endoplasmático liso é formado por cristas e preenchido por uma matriz; participa na produção e liberação de energia. 20. (UFRN) A extremidade do axônio da célula nervosa apresenta grande atividade metabólica durante a passagem do impulso nervoso para os dendritos da célula seguinte. Essa atividade metabólica elevada é possível devido à presença de um grande número de A) mitocôndrias. B) ribossomos. C) vacúolos. D) lisossomos. 21. (UFRN 2007) Na figura abaixo, a organela citoplasmática em destaque é uma vesícula cheia de enzimas que desempenha funções importantes na célula eucariótica. O nome dessa organela e duas ações resultantes do seu funcionamento estão relacionados na seguinte opção:
A) Lisossomo → digestão de microrganismos e autodissolução celular. B) Glioxissomo → renovação celular e apoptose. C) Peroxissomo → conversão do H2O2 e autólise. D) Golgiossomo → armazenamento de proteínas e movimentação ciliar.
22. (UFRN 2011) Quando uma amostra de carne é colocada dentro de um recipiente esterilizado, mesmo que não seja possível a existência de microrganismos decompositores, ainda assim a amostra sofre decomposição. Tal processo é decorrente da atuação de substâncias que, normalmente encontradas na célula, estão armazenadas no interior do A) lisossomo. C) retículo endoplasmático. B) ribossomo. D) complexo golgiense. 23. (UFRN) As células animais apresentam muita semelhança com as células vegetais − e mesmo com as bactérias −, embora nem todas as características sejam comuns entre elas. Uma estrutura comum às células de organismos dos três reinos citados e uma que é exclusiva de vegetais e bactérias são, respectivamente, A) ribossomos e parede celular. B) membrana plasmática e centríolos. C) citoesqueleto e retículo endoplasmático. D) cílios e membranas fotossintetizantes. 24. (UERJ 2008) Algumas células são capazes de enviar
para o meio externo quantidades apreciáveis de
produtos de secreção. O esquema abaixo representa a
célula epitelial de uma glândula que secreta um
hormônio de natureza protéica.
Nomeie as organelas que participam diretamente do
transporte do hormônio a ser secretado e descreva a
atuação delas.
25. (UFC) As organelas citoplasmáticas variam em número e atividade de acordo com o tipo de tecido onde são encontradas. Assim, nos tecidos que formam os músculos e o intestino encontramos, respectivamente, em maior quantidade: A) Complexo golgiense e retículo endoplasmático não granuloso. B) Retículo endoplasmático granuloso e mitocôndrias. C) Lisossomos e retículo endoplasmático granuloso. D) Mitocôndrias e complexo golgiense. E) Mitocôndrias e vacúolos.
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NÚCLEO CELULAR
Os organismos vivos dependem de informações
apropriadas e exatas para responderem adequadamente
a alterações nas condições e manter um ambiente
interno constante Essa informação é armazenada nas
sequências de nucleotídios do DNA, que nas células
eucarióticas localiza-se no núcleo. O núcleo atua como o
centro de controle das atividades celulares, podendo ser
considerado um “arquivo” das informações hereditárias,
que as células transmitem às suas filhas, por ocasião da
reprodução. Ele é, em última análise, o centro de
controle metabólico da célula.
I. QUANTOS NÚCLEOS PODE TER
UMA CÉLULA?
Embora a maioria das células apresente apenas um
núcleo (células mononucleadas), há algumas que
possuem dois (células binucleadas) ou mais núcleos
(células polinucleadas). Como exemplo de células
binucleadas, citamos o paramécio, protozoário ciliado
que apresenta um núcleo pequeno (micronúcleo) e outro
de maior tamanho (macronúcleo) e algumas células
hepáticas e cartilaginosas. No que diz respeito às células
polinucleadas, citamos as fibras musculares estriadas,
presentes nos nossos músculos esqueléticos. Há ainda
células que não apresentam núcleo na fase adulta
(anucleadas) é o caso dos glóbulos vermelhos dos
mamíferos, que perdem o núcleo durante o processo de
amadurecimento.
II. COMPONENTES DO NÚCLEO
CELULAR
O núcleo é facilmente observado durante a interfase,
período em que as células não estão se dividindo. Neste
período, no caso das células eucarióticas, podemos
destacar quatro componentes, 1) carioteca ou envelope
nuclear, 2) cromatina, 3) nucléolo, 4) nucleoplasma ou
cariolinfa.
1. Carioteca; o núcleo é delimitado pela carioteca ou
envelope nuclear. A carioteca só é visível ao microscópio
eletrônico e é delimitada por uma membrana lipoprotéica
dupla que são fusionadas uma na outra. Essas duas
membranas são perfuradas inúmeros poros
microscópicos que conectam o interior do núcleo ao
citoplasma. Em cada poro há um complexo de proteínas
que regula a entrada e a saída de substâncias, de modo
que há controle sobre o que entra e sai do núcleo, desse
modo a carioteca permite que o conteúdo do núcleo seja
quimicamente diferente do conteúdo citoplasmático.
Além de controlar a entrada e saída de substâncias no
núcleo, a carioteca também tem a função de proteger o
material genético.
2. Cromatina; o DNA é uma longa molécula que
armazena a informação genética e precisa ser
acomodada em um pequeno espaço, o núcleo. Assim o
DNA deve ser compactado a partir de proteínas que ele
se associam, sofrendo uma série de dobramentos, com a
formação de alças e espirais que originam uma estrutura
compacta, o cromossomo. Dessa maneira, a cromatina
é o material do qual os cromossomos são feitos.
O uso de corantes nucleares ajudou os citologistas a
identificar duas regiões da cromatina, que se corava
mais intensamente que outras. Essas regiões foram
denominadas de eucromatina e heterocromatina. A
maior parte do DNA compactado em heterocromatina
não contém genes, e, na parte que contém os genes
estão inativos e não se expressam. Entretanto a
heterocromatina é dinâmica, dessa forma, regiões que
contém genes podem se desenrolar e ter seus genes
A carioteca é a membrana que delimita o núcleo, ela
apresenta uma série de poros que permite o fluxo de
substâncias.
As hemácias são células especializadas no transporte de
gás oxigênio que perderam o núcleo como uma
especialização para realização de suas funções.
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36
ativos. A eucromatina constitui a cromatina, onde os
filamentos cromatínicos estão “esticados”, aparecendo
na forma menos condensada e sendo coradas mais
fracamente, que a heterocromatina. Ela corresponde a
regiões do DNA em que os genes estão eventualmente
ativos, orientando a síntese de RNA (processo de
transcrição).
3. Nucléolo; é uma região dentro do núcleo formada por
um denso aglomerado de moléculas de RNAr, material
do quais os ribossomos são formados. Genes
específicos contém a informação para a produção de
RNAr. Esses RNAr podem se associar a proteínas
nucleares para constituírem os ribossomos, que quando
formados devem ser exportados ao citoplasma, onde
exercem a função de síntese protéica.
4. Nucleoplasma ou cariolinfa; é a solução aquosa que
envolve a cormatina e os nucléolos. Nela estão
presentes diversos tipos de íons, moléculas de ATP,
nucleotídios e diversos tipos de enzimas.
III. CROMOSSOMOS
Os cromossomos são formados por uma longa molécula
de DNA e contém os genes que controlam a síntese de
proteínas, e em última análise, todo o funcionamento da
célula. Em procariontes os genes estão contidos em uma
única molécula circular de DNA, que constitui o
cromossomo bacteriano, já nas células eucarióticas há
geralmente vários cromossomos por núcleo, cada um
deles é um filamento longo constituído por uma única
molécula de DNA e proteínas associadas em um
complexo altamente organizado.
Todo cromossomo apresenta uma região central
denominada de centrômero. A posição do centrômero
nos faz classificar os cromossomos em:
1. Metacêntrico; possui o centrômero na região mediana, formando, como conseqüência, dois braços cromossômicos de mesmo tamanho ou de tamanho bastante semelhante.
2. Submetacêntrico; apresenta centrômero pouco afastado do meio, dividindo o cromossomo em dois braços de tamanhos diferentes.
3. Acrocêntrico; é aquele que possui centrômero bem próximo a uma das extremidades (região subterminal), o que leva a formação de um braço cromossômico grande e outro muito pequeno.
4. Telocêntrico; cromossomo que apresenta o centrômero na região terminal, fazendo com que ele possua apenas um braço cromossômico, ao contrário dos três outros que apresentam dois braços. Na espécie humana não existe cromossomo telocêntrico. Observado em alguns peixes.
As extremidades do cromossomo possuem uma região
especial chamada de telômero. A medida em que a
célula se divide e duplica seus cromossomos, os
cromossomos filhos apresentam-se menores que os
cromossomos dos quais forma originados, isso porque a
cada ciclo de divisão um pedaço da região telomérica é
A posição do centrômero determina o tipo de cromossomo.
O número de cromossomos no núcleo varia de espécie
para espécie, nos humanos, com exceção dos gametas os
núcleos apresentam 46 cromossomos, enquanto o núcleo
das células da mosca Drosophila melanogaster apresenta
apenas 8 cromossomos.
O nucléolo consiste num aglomerado denso de moléculas de
RNAr, compreendendo a região mais escura quase que no
centro da imagem.
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37
perdido, assim, em células que estão constantemente
em divisão é essencial a presença de uma enzima
chamada de telomerase, que sintetiza o trecho das
informações contidas nos cromossomos que foram
perdidas.
Por fim, os braços dos cromossomos são as cromátides.
É importante salientar que
é nos cromossomos em
que as moléculas de DNA
vão apresentar o seu grau
máximo de compactação.
Os cromossomos não são
observados no período de
interfase do ciclo celular,
só podendo ser
visualizados na etapa de
divisão.
IV. CARIÓTIPO
É conjunto diplóide dos cromossomos de um organismo,
ordenados de acordo com o tamanho e a posição do
centrômero. Este conjunto forma um padrão que se
repete em todas as células de um indivíduo. No cariótipo,
os cromossomos estão arrumados aos pares homólogos
e cada um deles se apresenta duplicado, formado por
duas cromátides unidas pelo centrômero. Estas duas
cromátides, que se originam por duplicação, são
denominadas cromátides-irmãs e são cópias idênticas.
Cromossomos homólogos são aqueles cromossomos
que apresentam a mesma forma e tamanho.
V. ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS
NA ESPÉCIE HUMANA
O tamanho e forma dos cromossomos são constantes
entre indivíduos da mesma espécie, e os desvios em
relação ao cariótipo normal, conhecidos aberrações
cromossômicas, geralmente causam grandes transtornos
ao funcionamento celular, provocando doenças graves
ou mesmo a morte das pessoas portadoras, as
alterações podem ser numéricas, quando afetam o
numero de cromossomos das células ou estruturais,
quando afetam a forma do cromossomo do cariótipo.
1. Síndrome de Down; Também conhecida por trissomia do cromossomo 21, é um tipo de alteração numérica ao qual a pessoa afetada possui três cópias do cromossomo 21. As pessoas que nascem com essa anomalia cromossômica geralmente sobrevivem, mas apresentam retardo mental acentuado e um conjunto de características que compõe Síndrome de Down.
2. Síndrome de Tunner; Constitui num tipo de alteração cromossômica numérica onde a pessoa afetada apresenta apenas um cromossomo sexual (X), essa pessoa é do sexo feminino e as principais características da síndrome são a baixa estatura, problemas no desenvolvimento dos órgãos genitais, infertilidade, e em alguns casos retardo mental leve.
3. Síndrome de Klinefelter; A pessoa afetada tem três cromossomos sexuais, sendo dois X e um Y e é do sexo masculino, e apresentam problemas no desenvolvimento dos órgãos genitais, geralmente acompanhado de infertilidade e retardo mental leve.
1 - Constricção primária (Centômero); 2 - Braço ou alça; 3 -
Constricção secundária; 4 - Zona SAT ( Telômero); a e b =
cromátides irmãs.
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EXERCÍCIOS PROPOSTOS
26. (UESC) A ilustração abaixo representa tipos de cromossomos indicados por A, B e C, denominados respectivamente:
A) acrocêntrico, submetacêntrico, metacêntrico.
B) metacêntrico, submetacêntrico, acrocêntrico.
C) acrocêntrico, metacêntrico, submetacêntrico.
D) metacêntrico, acrocêntrico, submetacêntrico.
E) submetacêntrico, acrocêntrico, metacêntrico. 27. (DCE 2012) A síndrome de Down, causada pela trissomia do cromossomo 21, tem uma incidência de cerca de 1 em 600 na população jovem mas o risco aumenta com a idade materna, podendo ser de 1 a 4% em mulheres de mais de 40 anos. Por isso mulheres que engravidam nessa faixa etária recorrem frequentemente ao diagnóstico pré-natal para saber se seu feto tem uma alteração cromossômica, não só do cromossomo 21, mas de outros também. Uma pessoa que possui a síndrome de Down A) apresenta 21 cromossomos em sua constituição genética B) se desenvolve normalmente C) o núcleo de suas células possui 1 cromossomo a mais D) nasce quando a mãe completa 40 anos E) tem alta expectativa de vida 28. (DCE 2012). Durante o processo evolutivo, os mamíferos elevaram sua temperatura corporal e desenvolveram a capacidade de mantê-la relativamente constante (homeotermia). Esse aumento da temperatura corporal foi acompanhado de um incremento da taxa metabólica e de uma exigência maior no transporte de oxigênio (O2). Assim as células responsáveis pelo transporte de O2
A) não são importantes, uma vez que as plaquetas podem substituir sua função B) possuem núcleo, onde uma proteína denominada de hemoglobina se liga ao O2 transportando o gás a todas as células do corpo dos mamíferos C) são células procariontes já que não apresentam núcleo, sendo altamente eficientes no transporte de O2 D) perderam o núcleo deixando de utilizar O2 tornando-se mais eficientes no transporte desse gás E) só desempenham a sua função se apresentarem um núcleo
29. (FUVEST) Sabemos que as regiões cromossômicas organizadoras dos nucléolos são as responsáveis pela produção de RNA ribossômico. Por outro lado, sabemos que os nucléolos são ricos em RNA ribossômico e que eles gradualmente desaparecem durante os processos de divisão celular. A explicação para esse fato poderia ser: A) Durante a divisão, a célula gasta RNAr. B) Como novas células serão originadas, é preciso mais RNAr, que o nucléolo, armazenador, distribuirá ao desaparecer. C) O RNAr iria para as mitocôndrias e, juntamente com os cloroplastos, refaria novos nucléolos. D) Os nucléolos são orgânulos indispensáveis para a condensação cromossômica e, por isso, devem desaparecer na divisão. E) O nucléolo só desaparece na mitose, permanecendo como estrutura bem diferenciada durante a meiose. 30. (UFF) Ao pesquisar a função dos nucléolos, realizaram-se experiências com uma linhagem mutante do anfíbio Xenopus. Verificou-se que cruzamentos de indivíduos dessa linhagem produziam prole com alta frequência de morte – os embriões se desenvolviam normalmente e, pouco depois da eclosão, os girinos morriam. Estudos citológicos mostraram que os núcleos dos embriões ou não apresentavam nucléolos, ou apresentavam nucléolos anormais. Conclui-se que a primeira atividade celular afetada nesses embriões foi: A) O processamento do RNA mensageiro. B) A produção de RNA mensageiro. C) A produção de histona. D) A produção de ribossomos. E) A produção de RNA polimerase. 31. (FUVEST) Em determinada espécie animal, o número diploide de cromossomos é 22. Nos espermatozoides, nos óvulos e nas células epidérmicas dessa espécie serão encontrados, respectivamente: A) 22, 22 e 44 cromossomos. B) 11, 11 e 22 cromossomos. C) 11, 22 e 22 cromossomos. D) 22, 22 e 22 cromossomos. E) 44, 44 e 22 cromossomos. 32. (FUVEST) Os cromossomos humanos podem ser estudados em células extraídas do sangue. Esse estudo pode ser feito tanto num leucócito quanto numa hemácia? Justifique sua resposta. 33. (UNICAMP) Uma célula que apresenta grande quantidade de síntese protéica tende a apresentar, em geral, um grande nucléolo. Explique esta relação. 34. (UFG) Sobre o núcleo de uma célula eucariota cite: A) os componentes B) a composição química dos componentes C) as funções dos componentes
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DIVISÃO CELULAR
A célula se reproduz pela duplicação de seu conteúdo
genético e pela divisão em duas. Nos organismos
unicelulares, como bactérias e alguns fungos, cada
divisão celular produz um novo organismo, ao passo que
muitas divisões são necessárias para produzir um novo
organismo multicelular a partir do ovo fertilizado. Esse
ciclo de duplicação e divisão vital para a reprodução dos
seres vivos é conhecido como ciclo celular. Há, nas
células eucarióticas, dois tipos de divisão celular: mitose
e meiose.
I. CICLO CELULAR
O ciclo celular é o período que se inicia com o
surgimento de uma célula, a partir de uma célula pré-
existente, e termina quando ela se divide. Os citologistas
dividem o ciclo celular em interfase, mitose e citocinese.
1. Intérfase; Consiste em um período entre as divisões
celulares. Embora seja um momento em que a célula
não está em divisão, muitos eventos importantes estão
acontecendo em seu interior. A interfase apresenta sub-
etapas, conhecidas pelos seguintes nomes: fase G1, fase
S e fase G2. Neste período, a célula se encontra em
grande atividade metabólica, realizando, praticamente,
todos os processos de síntese necessários ao seu
desenvolvimento. Nela, ocorre a duplicação do material
genético e o crescimento celular.
1.1. Fase G1; Antecede à duplicação do DNA. Caracteriza- se por uma intensa síntese de RNA e de proteínas, levando a um considerável crescimento celular. 1. 2. Fase S; Nessa etapa ocorre a replicação do DNA, com a conseqüente duplicação dos cromossomos. 1. 3. Fase G2; No G2, a célula sintetiza moléculas, inclusive RNAs e proteínas, relacionadas, principalmente, com a divisão celular. O crescimento neste período é menos intenso que no G1. 1. 4. Fase M; A mitose inclui, essencialmente, dois processos: adivisão do núcleo e a divisão do citoplasma ou citocinese (kitos, célula). Na mitose, há apenas uma duplicação cromossômica para cada divisão nuclear. Dessa forma, uma célula-mãe transfere para as duas células-filhas, todo seu patrimônio genético, contido nos cromossomos.
II. FASES DA MITOSE
Embora a mitose seja um processo contínuo, é costume
ser dividida, para efeito didático, em cinco fases ou
etapas no qual é originalmente definida como o período
no qual os cromossomos estão visivelmente
condensados.
1. Prófase; é a primeira etapa da mitose. A cromatina se
condensa para formar os cromossomos tornando-se
visíveis; a carioteca e os nucléolos desintegram-se; os
centríolos dividem-se e dirigem-se para os pólos da
célula; é formado o fuso de divisão. o fuso mitótico se
forma entre os dois centrossomos, os quais iniciam a sua
separação. Este fuso começa a se formar na prófase e
se completa na metáfase. A desintegração da carioteca
marca o fim da prófase e o início da prometáfase.
O ciclo celular é dividido em subfase: G1, S e G2
compreendem o período de interfase. M é o período de
divisão do núcleo. O processo termina com a citocinese que
compreende a divisão do citoplasma. Células que nunca se
dividem estão num estágio de repouso denominado de G0.
No processo mitótico, como mostra a figura ao lado, as
células-filhas apresentam o mesmo número de
cromossomos da célula-mãe, razão pela qual a mitose é
considerada uma divisão equacional.
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40
2. Metáfase; nesta fase, os cromossomos atingem o
estado de máxima condensação estando alinhados em
um plano entre os dois pólos do fuso, no meio da célula.
3. Anáfase; Após a separação das cromátides-irmãs,
decorrente da duplicação dos centrômeros, que teve
início no final da metáfase, cada cromossomo-filho migra
para um dos pólos da célula. A anáfase termina quando
os cromossomos filhos chegam aos pólos da célula.
4. Telófase; em linhas gerais, a telófase pode ser
considerada como o inverso da prófase. Nela, ocorre
uma série de eventos opostos aos que se verificam no
inicio da divisão celular. Na telófase, os dois conjuntos
de cromossomos-filho chegam aos pólos do fuso. Um
novo envelope nuclear é remontado em torno de cada
conjunto de cromossomos completando a formação dos
dois núcleos e marcando o fim da mitose. Dessa forma,
os dois núcleos filhos formados, adquirem o aspecto
típico de núcleos interfásicos.
Após a divisão nuclear (cariocinese), tem inicio a
citocinese ou divisão citoplasmática, levando à
formação de duas células-filhas, com distribuição mais
ou menos eqüitativa dos orgânulos citoplasmáticos.
III. MEIOSE
A meiose consiste em duas divisões nucleares que
reduzem o número de cromossomos para o número
haplóide em preparo para a reprodução sexuada.
Embora o núcleo se divida duas vezes durante a meiose,
o material genético é replicado apenas uma vez. As
células originadas pelo processo de meiose diferem
tanto entre elas quanto entre a célula que as originou.
IV. FINALIDADES DA MEIOSE
1. Reduzir o número de cromossomos de diplóides para haplóides 2. Garantir que cada um dos produtos haplóides possua um conjunto completo de cromossomos 3. Promover a diversidade genética
V. CARACTERÍSTICAS GERAIS DA
MEIOSE
Muitos dos fenômenos que ocorrem na mitose (formação
do fuso acromático, desaparecimento dos nucléolos,
Um dos eventos mais importantes da telófase é a
reintegração da carioteca
Na anáfase as cromátides movem-se para pólos opostos da
célula.
Os centrômeros se alinham em um plano equador da célula.
Alguns eventos que ocorrem na Prófase.
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41
desintegração da carioteca, movimento dos
cromossomos para o meio da célula e em seguida para
os pólos), também se repetem na meiose. Em função
disto, ela pode ser estudada através das mesmas fases
(prófase, metáfase, anáfase e telófase), adotadas na
mitose. Uma diferença entre os dois processos é que, na
meiose, como mencionamos anteriormente, há uma
duplicação de DNA para duas divisões celulares,
levando à formação de quatro células-filhas, para cada
uma que inicia o processo. Isto explica a redução do
padrão cromossomial de 2n para n.
VI. PRIMEIRA DIVISÃO DA MEIOSE
(DIVISÃO I)
Compreende a prófase I, metáfase I, anáfase I e telófase
I.
1. PRÓFASE I; É a mais longa e mais complexa de
todas as fases da meiose. Nela, ocorrem eventos que
não são observados na mitose, tais como o
emparelhamento dos cromossomos homólogos e a
troca de pedaços entre cromátides. Devido a sua
importância e complexidade, esta fase é dividida em 5
subfases: leptóteno (do grego, leptos, fino, comprido;
tainia, fita, filamento), zigóteno (do grego, zygos, par,
juntos), paquíteno (do grego, pachys, grosso, espesso),
diplóteno (do grego, diploos, duplo) e diacinese (do
grego, dia, através de; kinesis, movimento).
1. 1. Leptóteno; inicia-se a individualização dos
cromossomos estabelecendo a condensação
(espiralização
1. 2. Zigóteno; aproximação dos cromossomos
homólogos, sendo esse denominado de sinapse;
1. 3. Paquíteno; máximo grau de condensação dos
cromossomos, os braços curtos e longos ficam mais
evidentes e definidos, dois desses braços, em
respectivos homólogos, ligam-se formando estruturas
denominadas bivalentes ou tétrades. Momento em que
ocorre o crosing-over, isto é, troca de segmentos
(permutação de genes) entre cromossomos homólogos;
1. 4. Diplóteno; começo da separação dos homólogos,
configurado de regiões quiasmas (ponto de intercessão
existente entre os braços entrecruzados, portadores de
características similares);
1. 5. Diacinese; finalização da prófase I, com separação
definitiva dos homólogos, já com segmentos trocados. A
carioteca (envoltório membranoso nuclear) desaparece
temporariamente.
2. METÁFASE I; Nesta fase, os cromossomos
homólogos pareados (tétrades), dispõem-se na zona
equatorial da célula, formando a placa equatorial ou
placa metafásica. Os cromossomos atingem sua máxima
condensação e cada componente do par de homólogos
se encontra ligado, pelo seu centrômero, às fibras do
fuso que “emergem” de centríolos opostos.
3. ANÁFASE I; Esta fase se caracteriza pela separação
dos homólogos duplicados (constituídos por duas
cromátides), para os pólos da célula, fenômeno que se
deve à contração das fibras do fuso. Observe que não
ocorre divisão dos centrômeros. Na anáfase mitótica e
na anáfase II, como veremos adiante, verifica-se, ao
contrário, a divisão dos centrômeros. Nestes casos, os
cromossomos que migram para os pólos opostos são
irmãos e constituídos de uma única cromátide. O
esquema a seguir mostra a diferença entre a anáfase da
mitose e a anáfase I.
4. TELÓFASE I; Caracteriza-se pela chegada dos
homólogos aos pólos da célula, graças ao encurtamento
das fibras do fuso; pela desespiralização
(descondensação) dos cromossomos e pela
reorganização dos nucléolos e da carioteca. Após a
reorganização nuclear, ocorre a primeira citocinese,
fazendo surgir duas células haplóides, sendo por esta
razão que a meiose I é considerada uma divisão
reducional. Não devemos esquecer que embora o
número de cromossomos tenha sido reduzido à metade,
cada um deles está duplicado. Assim sendo, as células-
filhas haplóides, ao final da meiose I, possuem duas
Anáfase I da meiose.
Metáfase I da meiose.
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42
cópias de cada molécula de DNA. Com a segunda
divisão da meiose, esta situação irá se modificar.
SEGUNDA DIVISÃO DA MEIOSE
(DIVISÃO II)
É muito semelhante à mitose, sendo, a exemplo do
processo mitótico, uma divisão equacional. Durante a
meiose II, ocorre a separação das cromátides que
constituem as díades. Por esta razão, é que se torna
possível formar células haplóides (dotadas de n
cromossomos simples), a partir de outras células
haplóides, estas dotadas de n cromossomos, porém
duplicados. Como não existem, nesta fase,
cromossomos homólogos nas mesmas células, não há
sinapse cromossomial. A divisão II compreende prófase
II, metáfase II, anáfase II e telófase II.
PRÓFASE II; As duas células resultantes da divisão I
entram em prófase II. Nesta fase, verifica-se a
condensação dos cromossomos duplicados; a migração
dos centríolos, duplicados, para os pólos da célula; o
desaparecimento gradativo dos nucléolos e a
desintegração da carioteca, que marca o fim da prófase
II. Vale lembrar, que a exemplo do que já foi descrito na
mitose e na meiose I, alguns biólogos consideram o fim
da prófase II como sendo uma fase denominada
prometáfase II. Nela, os cromossomos duplicados se
ligam às fibras do fuso e migram para o “equador” da
célula, fenômenos que costumam ser englobados na
metáfase II.
METÁFASE II; Nesta fase, verifica-se a disposição dos
cromossomos duplicados (díades) na região equatorial
da célula, estando cada díade ligada às fibras do fuso,
pelo centrômero. A metáfase II termina quando os
centrômeros começam a se duplicar e as cromátides-
irmãs, que irão constituir os cromossomos-irmãos,
iniciam sua separação e migração para os pólos da
célula.
ANÁFASE II: Esta fase se caracteriza,
fundamentalmente, pela migração dos cromossomos-
filhos (ex-cromátides irmãs) para os pólos da célula.
TELÓFASE II: Nesta fase, ocorrem desespiralização dos
cromossomos, bem como reorganização dos nucléolos e
da carioteca, formando dois núcleos filhos, em cada
célula. A telófase II termina com a segunda citocinese,
levando à formação de duas células-filhas, para cada
célula que iniciou a divisão II.
Prófase II.
Anáfase II.
Metáfase II.
Diferenças entre as fases da mitose e meiose.
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43
Como se pode constatar, a partir de cada célula diplóide
que inicia a meiose, formam-se duas células haplóides
após a divisão I e quatro células haplóides após a
segunda citocinese. Em face das recombinações
gênicas, que se ocorrem na prófase I, as quatro células
resultantes da meiose são geneticamente diferentes.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS:
35. (UERJ) A partir de um ovo fertilizado de sapo, até a formação do girino, ocorre uma série de divisões celulares. A distribuição percentual dos tipos de divisão celular, nesta situação, é a seguinte: A) 100% mitose. B) 100% meiose. C) 50% meiose – 50% mitose. D) 75% mitose – 25% meiose.
36. (FUVEST) Os dois processos que ocorrem na
meiose, responsáveis pela variabilidade genética dos
organismos que se reproduzem sexuadamente, são:
A) Duplicação dos cromossomos e pareamento dos
cromossomos homólogos.
B) Segregação independente dos pares de
cromossomos homólogos e permutação entre os
cromossomos homólogos.
C) Separação da dupla-hélice da molécula de DNA e
replicação de cada uma das fitas.
D) Duplicação dos cromossomos e segregação
independente dos pares de cromossomos homólogos.
E) Replicação da dupla-hélice da molécula de DNA e
permutação entre os cromossomos homólogos.
37. (UCPEL) Para estudo de cariótipo, a fase da mitose
mais adequada à visualização dos cromossomos, tendo
em vista a necessidade de obtenção de maior nitidez
quanto ao seu grau de espiralização é:
A) Interfase. B) Prófase.
C) Anáfase. D) Telófase.
E) Metáfase.
38. (UNIFESP) Certos fármacos, como a colchicina,
ligam-se às moléculas de tubulina e impedem que elas
se associem para formar microtúbulos. Quando células
em divisão são tratadas com essas substâncias, a
mitose é interrompida na metáfase. Células contendo
dois pares de cromossomos homólogos foram tratadas
com colchicina, durante um ciclo celular. Após o
tratamento, essas células ficaram com:
A) Quatro cromossomos. B) Dois cromossomos.
C) Seis cromossomos. D) Dez cromossomos.
E) Oito cromossomos. 39. (CEFET-PE) A figura abaixo e uma fotomicrografia de uma célula em divisão mitótica. De acordo com a disposição dos cromossomos nela indicados, e correto afirmar que a fase imediatamente a seguir é:
A) Prófase. B) Metáfase. C) Anáfase. D) Telófase. E) Intercinese. 40. (UEPA) Uma pessoa sofreu acidente de carro e fraturou o osso de uma das pernas, em várias partes. Após alguns meses de tratamento clínico, cirurgias, internações hospitalares, etc., o osso recuperou a sua forma normal, ou seja, as partes fraturadas foram soldadas, ficando apenas uma espécie de cicatriz que é denominada de calo ósseo. Considerando o processo de divisão celular podemos afirmar que essa recuperação óssea foi possível porque as células: A) Multiplicaram-se por meiose, originando novas células, num processo chamado de renovação celular. B) Renovaram-se e substituíram as células mortas por meio do crescimento do volume celular. C) Reproduziram-se continuamente, por reprodução sexuada, originando novas células, que substituíram as que morreram. D) Dividiram-se continuamente por meiose, originando novas células, num processo denominado desenvolvimento celular. E) Por mitose, reproduziram-se repondo aquelas que foram mortas, num processo chamado de regeneração celular.
41. (VUNESP) O ciclo celular corresponde à alternância de mitoses e interfases. Antigamente, a intérfase era chamada “repouso celular”. Esta designação é errônea porque é na intérfase que: A) Ocorre o desaparecimento do nucléolo e da membrana nuclear. B) Ocorre a condensação dos cromossomos.
Telófase II.
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44
C) Ocorrem as maiores mudanças metabólicas na célula, envolvendo síntese de DNA, RNA e proteínas. D) Ocorrem muitos movimentos celulares, especialmente dos centríolos e cromossomos. E) Ocorrem mudanças na forma das células. 42. (CENTEC-BA) Durante a prófase, a cromatina, originariamente uma estrutura filamentosa extremamente longa e delgada, passa por um processo de compactação que culmina, na metáfase, com a formação de corpúsculos bem definidos em número e forma – os cromossomos. O significado biológico dessa compactação é: A) Garantir a integridade e a mobilização do material genético, condicionando a sua distribuição equitativa entre as células-filhas. B) Determinar as características citológicas de cada espécie. C) Promover a duplicação da molécula de DNA, possibilitando a transmissão dos caracteres herdados. D) Facilitar a transcrição das informações contidas na molécula de DNA. E) Favorecer a ocorrência de variações no material genético. 43. (UFRN 2005) Os gráficos abaixo foram obtidos a partir das variações do volume celular e do número de células, observados durante um intervalo de 20 horas em uma cultura de células.
A partir da análise dos gráficos, atenda às solicitações abaixo. A) Explique por que o volume médio das células varia dessa forma ao longo do tempo de observação. B) Estabeleça uma relação entre os dois gráficos. 44. (IFSP 2009) Reconhecendo o processo de divisão
celular que garante a biodiversidade, pode- se apontar a
meiose como processo que permite
A) alterar o número de cromossomos da espécie.
B) modificar a seqüência genética entre as gerações.
C) manter o número diplóide nos gametas.
D) replicar a seqüência genética entre as gerações.
E) transformar cromossomos simples em bivalentes.
45. (UFRJ) A tabela abaixo apresenta o conteúdo total
médio de DNA, em pg (10-12g), encontrado no núcleo de
vários tipos de células de diversos animais.
Explique por que existe mais DNA por núcleo nas células a, b e c do que nos espermatozóides. METABOLISMO ENERGÉTICO
Para se manterem vivos, crescerem e se reproduzirem,
os organismos necessitam de um aporte constante de
energia, cuja ausência leva, inevitavelmente, a sua
desorganização. A capacidade de aproveitar a energia
de fontes diversas e canalizá-la, visando a realização de
trabalhos biológicos, é, portanto, uma propriedade
fundamental de todos os seres vivos. Utilizando a
energia química, contida nos “combustíveis” biológicos,
eles promovem, a partir de precursores simples, a
síntese de uma série de macromoléculas dotadas de
estruturas altamente organizadas. Os seres vivos são
também capazes de transformar a citada energia em
gradientes elétricos, em movimento, em calor e em
alguns organismos, como no caso do vaga-lume, em luz,
dentre outras atividades biológicas.
Os sistemas biológicos, assim como tudo que existe no
universo, obedecem duas leis básicas da termodinâmica.
A primeira é que nos processos físicos e químicos, a
energia pode ser ganha ou perdida, transferindo-se de
um sistema para outro, mas não pode ser criada nem
destruída. A segunda lei da termodinâmica diz que a
energia inevitavelmente se dissipa, passando de uma
forma utilizável como, por exemplo, a dos fótons de luz
para uma forma menos utilizável, como por exemplo, o
calor. Assim para sobreviver os seres vivos precisam
continuamente de energia.
I. ANABOLISMO E CATABOLISMO
As células vivas são como verdadeiras fábricas
biológicas, onde a todo instante moléculas orgânicas são
degradadas para geração de energia, enquanto outras
são montadas e passam a constituir novas moléculas.
Toda essa atividade de transformações químicas que
acontece dentro das células é chamada de metabolismo.
BIOLOGIA CURSINHO DO DCE UFRN 2012|O ESTUDO DA CÉLULA - CITOLOGIA
45
O metabolismo pode ser divido em catabolismo e em
anabolismo. Os processos anabólicos são reações de
síntese, onde moléculas mais simples são reunidas para
formar moléculas mais complexas. É a partir do
anabolismo que os seres vivos constroem moléculas
orgânicas que forma seu corpo. Já os processos
catabólicos, são reações de degradação, onde
moléculas mais complexas são quebradas,
transformando-se em outras mais simples. É por meio
das reações catabólicas que os seres vivos obtêm
energia para se manterem vivos.
II. CLASSIFICAÇÃO DOS SERES
VIVOS QUANTO A NUTRIÇÃO
A obtenção de energia pelos seres vivos é um dos
requisitos mínimos para a manutenção de suas
atividades metabólicas, os seres vivos podem ser
agrupados em duas categorias de acordo com o modo
de obtenção de energia.
Heterotróficos; São aqueles que não
conseguem sintetizar substâncias orgânicas
complexas que lhes sirvam como fonte de
energia metabólica, a partir de substâncias
inorgânicas simples. Por exemplo, os animais
não conseguem sintetizar moléculas de glicose
(uma substância orgânica complexa), a partir
de H2O e CO2 (substâncias inorgânicas
simples).
Autotróficos; São aqueles capazes de
sintetizar substâncias orgânicas complexas
que lhes servem de fonte de energia
metabólica, a partir de substâncias inorgânicas
simples. As plantas, por exemplo, conseguem
produzir glicose (uma substância orgânica
complexa), a partir de H2O e CO2 (substâncias
inorgânicas simples).
O metabolismo energético das células consiste, em
última análise, na degradação de moléculas como
carboidratos e lipídios. A degradação dessas moléculas
são reações exergônicas, ou seja, que liberam energia
que é aproveitada a para realização das diversas
funções biológicas. Para que isso ocorra, as células
possuem determinadas substâncias dotadas da
capacidade de captar e armazenar essa energia, para
uso posterior, nos diversos processos biológicos. Entre
essas substâncias, a mais utilizada pelas células é a
adenosina trifosfato, denominado, abreviadamente, ATP.
Ele funciona como uma “moeda energética” que as
células utilizam para o “pagamento das despesas”
energéticas que ocorrem nos diversos processos
metabólicos. Nos seres vivos, o ATP é utilizado em
várias funções, tais como: transporte de substâncias
através das membranas, transmissão de impulsos
nervosos, produção de macromoléculas e realização de
movimentos.
III. RESPIRAÇÃO CELULAR
Quando ouvimos a palavra respiração, imediatamente a
associamos com a troca de gases que ocorre no interior
dos alvéolos pulmonares, em muitos animais terrestres,
ou nas brânquias, em animais aquáticos. Essa troca de
gases, que não ocorre apenas nos animais, mas também
em vegetais e em muitos microrganismos, é, no entanto,
apenas o início (e também o fim) de um processo por
meio do qual se obtém energia e que ocorre no interior
das células da maioria dos seres vivos: A respiração
celular
A maioria dos seres vivos produz ATP por meio da
respiração celular, um processo de oxidação em que o
gás oxigênio atua como agente oxidante de moléculas
orgânicas, nesse processo moléculas de carboidratos ou
de ácidos graxos são degradadas, formando CO2 e H2O
e liberando energia que é utilizada para formar as
Obs. Reações endergônicas e reações exergônicas Reações
endergônicas são reações que absorvem energia do
ambiente, a reação da síntese de glicose a partir de CO2 e
H2O é uma reação endergônica, pois absorve energia do
ambiente. As reações exergônicas, pelo contrário, são
aquelas que liberam energia para o ambiente, um exemplo
de reação exergônica é a combustão da glicose C6H12O6.
O ATP funciona como uma bateria carregada, que ao liberar
energia para as diversas atividades celulares, descarrega-se e
se converte em ADP.
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46
moléculas de ATP, a partir de ADP e Pi (fosfato
inorgânico).
Etapas da respiração celular; Esse conjunto de
processos denominado respiração celular é divido em 3
etapas principais:
1. Glicólise
2. Ciclo de Krebs ou Ciclo do ácido cítrico
3. Fosforilação oxidativa
Antes de analisarmos a glicólise veremos os dois tipos
básicos de respiração celular:
IV. RESPIRAÇÃO AERÓBICA E
ANAERÓBICA
A respiração anaeróbia ocorre na ausência de oxigênio
livre, é relativamente simples, não requerendo um
compartimento especial da célula para sua ocorrência e
apresenta um baixo rendimento energético. A
respiração aeróbia, ao contrário, ocorre na presença de
oxigênio livre, requer, nos eucariontes, uma organela
para a sua ocorrência (mitocôndria) e, é bem mais
complexa e eficiente, do ponto de vista energético do
que o processo anaeróbio. A respiração aeróbia
aproveita mais de quinze vezes a energia liberada na
oxidação da glicose, do que a anaeróbia. Desta forma,
os seres que “sabem” utilizar o oxigênio livre, só
recorrem aos processos anaeróbicos, quando são
realmente “obrigados”. Por exemplo, Algumas células
dos seres aeróbios podem usar processos anaeróbios
(fermentação) como uma via acessória de produção de
ATP. Isso ocorre nas nossas células musculares,
durante uma atividade física intensa.
V. GLICÓLISE
A glicólise (“quebra do açúcar”) é uma reação que
envolve 10 etapas químicas que são catalisadas por
enzimas no citoplasma da célula Para que ela ocorra há
um gasto inicial de energia (duas moléculas de ATP são
consumidas), mas que será reposto, já que, ao final
dessa primeira etapa, o resultado é a formação de duas
moléculas de ácido pirúvico e 4 moléculas de ATP,
havendo, portanto, um saldo energético de 2 ATP. Além
disso, também ocorre a liberação de elétrons
energizados e íons H+, que são capturados por
moléculas de uma substância aceptora de elétrons
chamada NAD+ (Nicotinamide Adenine Dinucleotide),
que ao capturar os elétrons passam para sua forma
reduzida NADH. O ácido pirúvico passa, então, ao
interior das mitocôndrias, organelas celulares onde
ocorrem as etapas seguintes.
VI. CICLO DE KREBS
Ó ácido pirúvico produzido na glicólise, na matriz
mitocondrial reage com uma substância denominada de
coenzima A, nessa reação é formada uma molécula de
Acetilcoenzima A (Acetil-CoA) e uma molécula de CO2.
Dela também participa uma molécula de NAD+ que se
transforma em NADH ao capturar 2 elétrons de alta
energia liberados na reação. Ao longo das reações
subseqüentes do ciclo de Krebs duas moléculas de CO2
O NAD+ desempenha um papel central no metabolismo
energético das células; ele captura elétrons de alta energia
provenientes da degradação de moléculas orgânicas e
fornece-os aos sistemas de síntese de ATP. Essa capacidade
de “aceitar” elétrons energizados e íons H+, o NAD+ é
denominado aceptor de elétrons, ou aceptor de hidrogênio
As mitocôndrias funcionam como usinas de energia, uma
vez que é nela que ocorre a produção de moléculas de ATP
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são liberadas, além de elétrons de alta energia e íons H+.
Os elétrons são capturados por moléculas de NAD+ que
se transformam em NADH e também por um outro
aceptor de elétrons chamado de Flavina Adenina
dinocleotídeo ou FAD, que ao receber os elétrons
transforma-se em FADH2. Ao longo de cada volta do
ciclo de Krebs são formados 3NADH e 1FADH2. Em uma
das etapas do ciclo de Krebs ainda ocorre a formação de
uma molécula de GTP (Trifosfato de Guanosina), um
nucleotídeo muito semelhante ao ATP, diferindo deste
por apresentar a base nitrogenada guanina, ao invés de
adenosina
VII. FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
A síntese de maior parte do ATP gerado na respiração
celular é resultante da reoxidação das moléculas de
NADH e FADH2, que se transformam respectivamente
em NAD+ e FAD+. Nesse processo, são liberados
elétrons com alto nível de energia que reduzem o
oxigênio a moléculas de água. A energia liberada pelos
elétrons é transferida ao oxigênio O2 e usada na
produção de ATP. A adição de fosfato (P) ao ADP para
produzir ATP na presença de gás oxigênio é o que
chamamos de fosforilação oxidativa. Na membrana
interna da mitocôndria, um conjunto de proteínas se
dispõe em sequência, e são responsáveis pela condução
dos elétrons provenientes do NADH e FADH2 até o gás
oxigênio, esse conjunto de proteínas é chamado de
cadeia transportadora de elétrons. À medida que os
elétrons de alta energia são conduzidos pelos quatro
complexos respiratórios (sistemas multienzimáticos) da
cadeia transportadora, genéricamente denominados de
citocromos, a energia liberada nas suas passagens, de
um sistema para outro, é usada para bombear prótons
(H+) da matriz mitocondrial para o espaço
intermembranas. Isto gera um gradiente eletroquímico de
prótons nesta região, e o refluxo de H+ a favor deste
gradiente é, por sua vez, utilizado para “ativar” a enzima
ATP sintetase ou sintetase do ATP, ligada à membrana
interna, que catalisa a conversão do ADP + Pi em ATP.
A energia liberada pelos elétrons com alta energia, a
partir de uma molécula de glicose em sua passagem
pela cadeia respiratória pode formar até no máximo 26
moléculas de ATP, somando-se aos dois ATP formados
na glicólise e a dois ATP ou GTP durante o ciclo de
Krebs, obtém-se um rendimento de 30 moléculas de ATP
por cada moléculas de glicose, segundo as pesquisas
mais recentes. Embora, alguns livros possam trazer a
informação de que são produzidas 36 ou 38 moléculas
de ATP.
VIII. SUBSTÂNCIAS QUE AFETAM A
RESPIRAÇÃO AERÓBIA
Dentre as substâncias que comprometem a respiração
aeróbia, citamos o monóxido de carbono e o ácido
cianídrico
1. Monóxido de carbono (CO): ele é produzido sempre
que ocorre a combustão de substâncias portadoras de
carbono e é um dos principais poluentes ambiental das
zonas urbanas. Uma vez inspirado, o monóxido de
carbono passa dos alvéolos pulmonares para o sangue,
penetra nas hemácias e estabelece uma ligação estável
com a hemoglobina, comprometendo o transporte e a
distribuição do oxigênio. Dessa forma, as células deixam
de receber um suprimento adequado de O2, o que
O ciclo do ácido cítrico completa a oxidação da glicose.
A cadeia transportadora transporta elétrons e libera energia.
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48
compromete a cadeia respiratória e pode acarretar a
morte do organismo por asfixia.
2. Ácido cianídrico: é, sem dúvida, uma das mais
poderosas substâncias inibidoras da respiração. Sais
derivados desse ácido, como o cianeto de potássio,
combinam se com o citocromo A3, inutilizando-o para o
transporte de elétrons na cadeia respiratória. Sendo
significativa a contaminação pelo cianeto, a cadeia
respiratória é bloqueada, o que provoca a parada na
produção de ATP e a morte do indivíduo.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
46. (UNICAMP) Nas células, a glicose é quebrada e a
maior parte da energia obtida é armazenada
principalmente no ATP (adenosina trifosfato) por curto
tempo.
A) Qual é a organela envolvida na síntese de ATP nas
células animais?
B) Quando a célula gasta energia, a molécula de ATP é
quebrada. Que parte da molécula é quebrada?
C) Mencione dois processos bioquímicos celulares que
produzem energia na forma de ATP.
47. (UEL 2010) Analise o esquema da respiração celular
em eucariotos, a seguir:
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 matriz mitocondrial. 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, III e IV são corretas.
48. (Cefet-PR) A fermentação e a respiração são processos celulares nos quais há liberação de energia. Assinale a alternativa que contém etapa(s) comum(ns) à fermentação e à respiração. A) Glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória. B) Ciclo de Krebs e cadeia respiratória. C) Glicólise e ciclo de Krebs. D) Apenas glicólise. E) Apenas cadeia respiratória.
49. (UFCE) Se a fotossíntese gera ATP, por que as plantas necessitam respirar? Mencione duas razões.
50. (UFRN) Sobre a respiração celular, é correta a afirmação: A) No processo de respiração aeróbia, a degradação total de moléculas de glicose resulta na formação de ácido pirúvico, e, na respiração anaeróbia, é formado o álcool etílico. B) Na respiração aeróbia, os hidrogênios são combinados com o O2, formando moléculas de água, enquanto, na respiração anaeróbia, os hidrogênios se combinam com o N2. C) A fosforilação oxidativa é um processo comum às respirações aeróbia e anaeróbia, das quais resultam, respectivamente, 38 ATP e 2 ATP para cada molécula de glicose. D) A glicólise ocorre no citoplasma das células, durante a respiração aeróbia dos seres eucariontes, e, nos mesossomos, durante a respiração anaeróbia dos seres procariontes. 51. (UFRN) Após algum tempo, professor Astrogildo chamou a turma de volta ao ônibus, pois ainda iriam visitar uma fábrica de cerveja que ficava no caminho. Na fábrica, um funcionário explicou todo o processo de produção da cerveja, ressaltando que, para isso, se utilizava o fungo Saccharomyces cerevisiae, um anaeróbio facultativo. Professor Astrogildo apontou dois barris que estavam no galpão da fábrica, reproduzidos no esquema abaixo.
Considerando que ambos contêm todos os ingredientes para a produção de cerveja, a formação de álcool ocorre no barril A) II, onde a glicose não é totalmente oxidada. B) I, onde há um maior consumo de oxigênio. C) II, onde a pressão do oxigênio é maior. D) I, onde a glicose será degradada a ácido pirúvico.
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52. (CESGRANRIO) Assinale a afirmativa correta sobre a maneira como os seres vivos retiram a energia da glicose. A) O organismo, como precisa de energia rapidamente e a todo tempo, faz a combustão da glicose em contato direto com o oxigênio. B) Como a obtenção de energia não é sempre imediata, ela só é obtida quando a glicose reage com o oxigênio nas mitocôndrias. C) A energia, por ser vital para a célula, é obtida antes mesmo de a glicose entrar nas mitocôndrias usando o oxigênio no citoplasma, com liberação de duas (02) moléculas de ATP (glicólise). D) A energia da molécula de glicose é obtida através da oxidação dessa substância pela retirada de hidrogênios presos ao carbono (desidrogenações), que ocorre a nível de citoplasma e mitocôndrias. E) A obtenção de moléculas de ATP é feita por enzimas chamadas desidrogenases (NAD) depois que a molécula de oxigênio quebra a glicose parcialmente no hialoplasma (glicólise).
FOTOSSÍNTESE
Ao nos alimentarmos de uma fruta, ou de outra parte
qualquer de um vegetal, estamos ingerindo moléculas
orgânicas produzidas pela fotossíntese. O mesmo ocorre
quando se alimentamos de carne, pois os animais se
alimentam primariamente de vegetais. Desse modo, a
energia que move o mundo vivo depende diretamente da
luz do sol. A maioria das formas de vida que habitam a
terra nutrem-se, direta ou indiretamente, de substâncias
orgânicas produzidas pela fotossíntese. Nesse grupo
estão incluídos não apenas os heterótrofos, mas também
os próprios autótrofos. Além das substâncias orgânicas,
o processo fotossintético, com algumas exceções, libera
O2 que é utilizado na respiração celular. A fotossíntese é
um processo celular em que a maioria dos seres
autotróficos produz substâncias orgânicas, geralmente
carboidratos, utilizando a energia da luz solar, que é
transformada em energia potencial química armazenada
nas ligações químicas das moléculas de carboidratos
produzidas no processo . A fotossíntese ocorre em
plantas, algas, e em algumas bactérias, e utiliza
substâncias simples, como água e gás carbônico.
6CO2 + 6H2O + LUZ C6H12O6 + 6O2
I. ONDE OCORRE A FOTOSSÍNTESE?
Os cloroplastos são as organelas citoplasmáticas que
são os sítios da fotossíntese. Nessa organela encontra-
se um pigmento fotossintético conhecido como clorofila
que é capaz de captar a energia luminosa e transformá-
la em energia potencial química, armazenada nas
moléculas orgânicas produzidas. O cloroplasto é
formado por duas membranas lipoprotéicas, assim como
nas mitocôndrias. A membrana interna é conhecida
como membrana tilacóide, onde se organizam
inúmeras bolsas em pilha, denominadas de grana.
Externamente a membrana tilacóide o cloroplasto é
preenchido por um fluido conhecido como estroma.
II. ETAPAS DA FOTOSSÍNTESE
A fotossíntese é dividida em duas etapas:
1. Fotoquímica ou luz
2. Química ou escuro
1. Etapa fotoquímica; A absorção de energia luminosa
pelas moléculas de clorofila presentes na membrana
tilacóide, transfere energia para alguns elétrons da
clorofila que ficam mais energizados que terminam por
sair da clorofila e sendo capturados por uma substância
aceptora de elétrons, o aceptor Q. A perda dos elétrons
pelas moléculas de clorofila causa instabilidade em sua
estrutura química. A clorofila recupera os elétrons
perdidos a partir da decomposição de moléculas de
água, uma reação que chamamos de fotólise da água,
e sua estabilidade química é recuperada. Nesse
processo moléculas de água são decompostas em
prótons (H+), elétrons (e-) e átomos livres de oxigênio. Os
elétrons liberados são capturados pela clorofila para
repor os que foram perdidos, os átomos de oxigênio se
reúnem dois a dois formando O2, os prótons terão
diversos destinos como veremos adiante.
REAÇÃO DE FOTÓLISE DA ÁGUA
2H2O + LUZ → O2 + 4H+ 4e-
A fotossíntese ocorre nos cloroplastos das células eucariontes
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Os elétrons que foram capturados pelo aceptor Q, são
transferidos para um segundo aceptor, que transfere
para um terceiro e assim por diante, no que se chama de
cadeia transportadora de elétrons, semelhante ao que
ocorre nas mitocôndrias. A transferência seqüencial dos
elétrons ao longo da cadeia transportadora libera a cada
passo a energia que havia sido inicialmente captada da
luz. O último aceptor de elétrons é uma substância
denominada de fosfato de dinucleotídio nicotinamida-
adenina ou NADPH.
Ao passarem pela cadeia transportadora de elétrons, os
elétrons liberam energia, que é utilizada para forçar os
prótons H+ do estroma do cloroplasto para dentro do
lúmen do tilacóide. Assim ocorre um aumento da
concentração dos prótons H+ no lúmen do tilacóide,
entretanto, quando a concentração dos prótons aumenta
muito eles tendem a se difundir de volta ao estroma, mas
para retornarem só existe um único caminho, e eles
devem obrigatoriamente passar pela ATP sintase
presente na membrana tilacóide. Ela funciona como um
motor molecular rotatório no processo de quimiosmose,
a medida que gira pela passagens dos prótons H+ a
sintetase do ATP utiliza a energia liberada nesse
processo para a produção de ATP a partir de ADP e Pi.
Como a energia utilizada no bombeamento de prótons
H+ para o lúmen do tilacóide vem da luz, esse processo
de formação de ATP no cloroplasto é denominado de
fotofosforilação.
2. Etapa química; A fixação do carbono que ocorre no
Ciclo de Calvin. É o processo no qual a molécula de
carbono presente no gás carbônico passa a constituir
moléculas orgânicas. O NADPH e o ATP, produzidos na
etapa inicial da fotossíntese são utilizados para fornecer
hidrogênios e energia, respectivamente, para a produção
de moléculas orgânicas a partir do CO2.
III. FATORES QUE LIMITAM A
VELOCIDADE DA FOTOSSÍNTESE
A velocidade com que a fotossíntese se processa é
influenciada por uma série de fatores ambientais, tais
como a intensidade luminosa, a concentração de CO2
disponível no meio e a temperatura. Se pelo menos um
desses fatores apresentarem valores insatisfatórios, o
processo pode ser bloqueado ou ocorrer em taxas
inferiores ao que ocorre normalmente
1. Influência da intensidade luminosa; Em completa
escuridão, a planta não realiza fotossíntese. Com o
aumento da intensidade luminosa, a taxa de fotossíntese
eleva-se até que um valor máximo seja alcançado (ponto
de saturação luminosa). Sob intensidades luminosas
superiores ao ponto de saturação luminosa (PSL),
aumentos na intensidade da luz não são acompanhados
por elevação na taxa da fotossíntese.
2. Influência da concentração de gás carbônico; A
concentração de CO2, disponível no meio, também influi
na velocidade da fotossíntese. Na sua ausência a
fotossíntese não ocorre. Em condições ideais de
intensidade luminosa e temperatura, um aumento na
concentração de CO2 é acompanhado, até determinado
ponto, por um aumento na velocidade da fotossíntese.
Ultrapassados determinados valores, novos aumentos
na concentração de gás carbônico, não mais influi na
velocidade do processo fotossintético, que então se
estabiliza. Nesse ponto, ocorre a saturação do sistema
enzimático, o que impede a incorporação de quantidades
adicionais de carbono.
Obs. Quando falamos que a fixação de carbono compreende
a fase escura da fotossíntese devemos ter cuidado, uma vez
que o termo pode nos passar uma idéia errada do processo,
temos a impressão que a produção de carboidratos só ocorre
na ausência de luz, o que não é verdade. A fixação de
carbono pode acontecer independentemente de haver ou não
luz!
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3. Influência da temperatura; Quando em condições
ideais de luminosidade e concentração de gás carbônico
o aumento da temperatura até cerca de 45°C nas
plantas favorece a um aumento nas taxas fotossintéticas.
Temperaturas superiores a 45°C causam redução não
apenas das taxas de fotossíntese, mas também da
maioria das reações vitais nas plantas, isso ocorre
porque temperaturas elevadas favorecem a
desnaturação das enzimas envolvidas no processo
fotossintética e em outras reações bioquímicas.
IV. RELAÇÃO ENTRE FOTOSSÍNTESE
E RESPIRAÇÃO
Por meio da respiração celular os seres fotossintéticos
utilizam os carboidratos produzidos pela fotossíntese
como fonte de energia, um processo que denominamos
de respiração celular, onde na presença de gás
oxigênio os carboidratos são degradados em água e gás
carbônico, os mesmos reagentes do processo
fotossintético.
FOTOSSÍNTESE:
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
RESPIRAÇÃO CELULAR
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O
Durante o dia a planta realiza fotossíntese, consumindo
CO2 e produzindo O2 que é lançado na atmosfera. Ao
mesmo tempo em que realiza fotossíntese a planta
também respira, utilizando parte do gás oxigênio que foi
produzido durante a fotossíntese. Ao respirar a planta
libera CO2 que é imediatamente canalizado para a
realização da fotossíntese. Durante a noite a planta não
realiza fotossíntese, mas continua respirando. Para isso
ela utiliza o gás oxigênio acumulado nos tecidos da
folha. O gás carbônico produzido na respiração celular
fica acumulado nos tecidos da folha, e ao amanhecer a
planta utiliza esse mesmo CO2 para realizar a
fotossíntese. Sob determinada intensidade luminosa as
taxas de fotossíntese e respiração celular se equivalem,
isso ocorre pelo fato de todo o gás oxigênio produzido na
fotossíntese ser utilizado na respiração celular, e todo o
gás carbônico produzido na respiração celular ser
utilizado na fotossíntese. A intensidade luminosa em que
isso ocorre é chamado de ponto de compensação
fótico ou ponto de compensação luminoso. Para que
a planta possa crescer ela deve ser submetida a
intensidades luminosa a cima do seu ponto de
compensação fótico.
V. A NATUREZA DA LUZ
A luz visível é apenas uma pequena parte ou faixa de um
amplo espectro de radiações, chamado espectro
eletromagnético, do qual fazem parte, ainda, os raios X,
a radiação ultravioleta, a luz infravermelha e as ondas de
rádio, dentre outras. A luz, como principal fonte
energética para os seres vivos, tem, pelo menos, três
vantagens:
1. Pode excitar elétrons, removendo-os, sem quebrar as
moléculas;
2. Não causa danos maiores às estruturas biológicas;
3. É abundante, constituindo-se na radiação que alcança
a terra em maior quantidade.
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VI. PIGMENTOS FOTOSSINTETIZANTES
A clorofila é um composto orgânico complexo e
lipossolúvel, que ocorre em quase todos os organismos
fotossintetizantes. Os dois tipos mais importantes de
clorofila são a (α) e b (β), sendo a quantidade da
primeira sempre maior que a da segunda. Além das
clorofilas, as membranas dos tilacóides são dotadas de
alguns outros pigmentos, como os carotenóides,
representados pelos carotenos e pelas xantofilas e as
ficobilinas, representadas pela ficoeritrina e ficocianina,
que também absorvem energia luminosa. Muitos desses
pigmentos parecem cumprir o papel de preencher a faixa
de absorção não coberta pela clorofila. Todos eles,
depois de captarem a energia luminosa, transferem-na
para a clorofila α. Tudo indica que alguns desempenham
também o papel de fotoproteção, dissipando o excesso
de energia luminosa que poderia danificar as moléculas
de clorofila.
VII. OS FOTOSSISTEMAS
As moléculas dos pigmentos fotossintéticos formam
próximo a proteínas da membrana tilacóide o que
chamamos de complexos de antena, que funcionam
como verdadeiras antenas captadoras de luz. A energia
absorvida dos fótons pelos pigmentos devem ser
transferidas para duas moléculas centrais de clorofila α
localizadas na área central do fotossistema, o centro de
reação. Os elétrons excitados captados pelas moléculas
de clorofila são transferidos a substância aceptoras do
centro de reação para darem início ao processo
fotossintético. O conjunto: complexo de antena, centro
de reação e aceptores de elétrons, constituem um
fotossistema.
Os fotossistemas PSI e PSII diferem em alguns
aspectos. Ambos possuem em seus centros de reação
duas moléculas de clorofila α, mas diferem quanto a
constituição das proteínas aos quais estão associadas
as clorofilas. As moléculas de clorofila do PSI absorvem
luz num comprimento de onda igual o menor que 700nm,
sendo chamado de P700, enquanto as moléculas de
clorofila do PSII absorvem luz num comprimento de onda
até no máximo 680nm, sendo também chamado de P680.
Eles também diferem quanto a sua localização nos
cloroplastos, o PSI localiza-se preferencialmente nas
membranas entre os grana e o PSII na membrana dos
grana. A diferença mais importante é a função que cada
fotossistema realiza, apenas o PSII consegue realizar a
fotólise da água, e apenas o PSI consegue transferir os
elétrons para o aceptor final, o NADP+, que é reduzido a
NADPH.
Fotofosforilação acíclica; Esse processo envolve a
participação dos dois fotossistemas, onde a energia
luminosa que é captada pelo PSII é utilizada para a
síntese de ATP, e a luz captada pelo PSI utilizada para
reduzir o NAD+ e produzir NADH.
BIOLOGIA CURSINHO DO DCE UFRN 2012|O ESTUDO DA CÉLULA - CITOLOGIA
53
Fotofosforilação cíclica; Nesse caso a energia captada
pelo fotossistema (PSI) é utilizada na síntese de ATP e
não na produção de NADPH, além disso também
fornece ATP adicional para outras atividades celulares
que demandam energia, além da produção de
carboidratos. Na fotofosforilação cíclica, os elétrons ao
passarem pela cadeia transportadora de elétrons e
chegarem ao último aceptor final, retornam diretamente à
molécula de clorofila do complexo P700 com um menor
nível de energia.
VIII. CICLO DAS PENTOSES - CICLO
DE CALVIN
É nos cloroplastos que ocorrem importantes atividades
metabólicas, como por exemplo, a síntese de
aminoácido para compor as proteínas da planta ou alga,
produção de ácidos graxos e carotenos, produção de
bases nitrogenadas que farão parte do DNA do
cloroplasto e das moléculas do ATP. Entretanto a
atividade principal e mais importante que ocorre nos
cloroplastos é a produção de glicídios a partir do CO2,
por uma série de reações químicas que fazem parte do
ciclo das pentoses ou ciclo de Calvin-Benson. Essas
reações compreendem a etapa puramente química da
fotossíntese, que fazem parte da fase escura (lembrar
das considerações que fizemos anteriomente sobre a
“fase escura” da fotossíntese). O ciclo das pentoses
ocorre no estroma do cloroplasto e nessa etapa, o
carbono entra na forma de CO2, em uma seqüência
cíclica de reações. O NADPH participa da etapa química,
fornecendo elétrons ricos em energia para a redução do
CO2. O ATP, por sua vez, é um fornecedor suplementar
de energia, que foi captada na etapa fotoquímica. O ciclo
de Calvin não produz glicose, diretamente, mas um
composto com três átomos de carbono, denominado
gliceraldeido-3-fosfato (PGAL), precursor utilizado pela
célula na produção de glicídios e de outras moléculas
orgânicas.
Parte dos glicídios produzidos na fotossíntese são
utilizados nas mitocôndrias no processo de respiração
celular que fornece energia aos processos vitais nos
fotossintetizantes eucariotos. Outra parte é transformada
nas diversas substâncias orgânicas de que a planta
necessita, como aminoácidos, outros tipos de açúcares,
celulose, etc. Outra parte ainda pode ser armazenada,
as plantas por exemplo armazenam o amido em células
do caule e da raiz, o amido pode servir como uma
reserva para momentos de necessidade.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
53. (FUVEST) 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 a seguir mostra as taxas de respiração e de fotossíntese 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 consumido 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. 54. Se uma planta é regada com água marcada com o
isótopo radioativo do oxigênio O18, verifica-se que:
A) o oxigênio liberado na fotossíntese é O18,
comprovando que esse gás é proveniente da água.
B) o oxigênio liberado na fotossíntese é O18, logo, esse
gás é proveniente do CO2.
C) o oxigênio liberado na fotossíntese é O16, esse gás é
proveniente do CO2.
D) o oxigênio liberado na fotossíntese é O16,
comprovando que esse gás é proveniente da água.
BIOLOGIA CURSINHO DO DCE UFRN 2012|O ESTUDO DA CÉLULA - CITOLOGIA
54
55. (UMC-SP) 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. 56. (FUVEST-SP) Em uma situação experimental, camundongos respiraram ar contendo gás oxigênio constituído pelo isótopo 18O. A análise de células desses animais deverá detectar a presença de istótopo 18O, primeiramente, A) no ATP. B) na glicose. C) no NADH. D) no gás carbônico. E) na água. 57. (MACKENZIE) O processo de fotossíntese é considerado 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 NADPH2 C) produção de O2 D) fotólise da água E) redução do CO2 58. (PUCRS 2008) Em 1804, cientistas perceberam que a fotossíntese representava o inverso da respiração celular, mas a correta compreensão de sua equação química ocorreu apenas 150 anos depois, ao se demonstrar que todo oxigênio produzido durante a fotossíntese provém das moléculas de água. Esta descoberta permitiu a expressão da reação geral
6CO2 + 12H2O C6H12O6+ 6O2 + 6H2O Sobre a fotossíntese afirma-se: I. A luz (energia luminosa) é dispensável na produção de oxigênio, carboidrato e água. II. Em plantas terrestres, a água provém primariamente do solo. III. Através dos estômatos, o oxigênio é absorvido e o dióxido de carbono é liberado na atmosfera. IV. O carbono do açúcar é captado do dióxido de carbono. Estão corretas apenas as afirmativas A) I e II. B) I e III. C) II e III. D) II e IV. E) III e IV.
59. (F.M. Itajubá-MG) Em relação à fotossíntese é incorreto afirmar que: A) É afetada por vários fatores tais como a intensidade luminosa, a temperatura e a concentração de CO2 no ar.
B) As plantas conseguem utilizar com a mesma eficiência todas as cores da radiação visível, que formam a luz branca.
C) A eficiência com que a fotossíntese ocorre depende do quanto a luz é absorvida pela clorofila.
D) A intensidade de luz que determina que a quantidade de O2 consumida na respiração equivalha à quantidade deste gás produzida na fotossíntese é denomina de ponto de compensação fotótico.
E) A integridade dos cloroplastos é fundamental para a fotossíntese. 60. (UFPE) Assinale a alternativa que indica três fatores que influenciam a velocidade com que a fotossíntese se processa. A) Concentração de glicose, pressão atmosférica e umidade do ar. B) Intensidade luminosa, concentração de CO2 e temperatura. C) Idade do vegetal, teor de O2 no ar e pressão atmosférica. D) Teor de glicose nas células fotossintetizantes, umidade do ar e intensidade luminosa. E) Pressão atmosférica, temperatura e umidade do ar.
GABARITO
01. A 02. A 03. C 04. DIS 05. E
06. C 07. C 08. D 09. D 10. C
11. D 12. DIS 13. DIS 14. DIS 15. B
16. D 17. A 18. E 19. B 20. A
21. A 22. A 23. A 24. DIS 25. D
26. B 27. C 28. D 29. B 30. D
31. B 32. DIS 33. DIS 34. DIS 35. A
36. B 37. E 38. E 39. D 40. E
41. C 42. A 43. DIS 44. B 45. DIS
46. DIS 47. C 48. D 49. DIS 50. D
51. A 52. D 53. DIS 54. A 55. A
56. E 57. E 58. D 59. B 60. B
BIOLOGIA
CURSINHO DO DCE UFRN 2012| EVOLUÇÃO 55
EVOLUÇÃO:
Por muito tempo acreditou-se que os seres vivos foram criados por uma divindade, teoria esta que ficou conhecida
como Criacionismo. Acreditava-se também que os seres vivos não se modificavam ao longo do tempo, uma
espécie não poderia mudar, não podendo dá origem a outra espécie, essa teoria foi defendida por vários cientistas e
se chamava de fixismo. Hoje se sabe que essas teorias não são validas e que várias evidências derrubam essas
teorias. Há cerca de duzentos anos atrás surgiam as primeiras tentativas de explicar biologicamente a origem e
diversificação dos seres vivos, de acordo com elas, a enorme variedade de espécies existentes na terra é resultado
de um processo de transformação e adaptação inerentes à própria vida, que constituem a evolução biológica.
I. A TEORIA DE LAMARCK
Uma das primeiras tentativas de tentar explicar biologicamente a origem e diversificação dos seres vivos foi feita
pelo biólogo francês Jean Baptiste de Monet, conhecido em sua época como cavalheiro de Lamarck. Para Lamarck
as alterações ambientais desencadeariam nas espécies uma necessidade de modificação, que lhes proporcionariam
sua adaptação às novas condições vigentes. Assim as espécies passavam a adquirir novos hábitos, o que induziria
a utilização mais frequente de certas partes do organismo, causando-lhe uma hipertrofia, ou o desuso de outras
partes ocasionando-lhes uma atrofia. Por exemplo, o grande comprimento dos pescoços das girafas atuais
observado atualmente resultou do desenvolvimento dessa estrutura pelo uso frequente em seus ancestrais,
características essas que forma sendo transmitidas aos descendentes.
II. AS LEIS BÁSICAS DE LAMARCK:
Lei do Uso e do Desuso; O uso frequente de partes do organismo conduz essas pares à hipertrofia,
enquanto o desuso prolongado ocasiona-lhes atrofia.
Lei da Transmissão das Características Adquiridas; As características adquiridas pelo uso ou perdidas
pelo desuso são transmitidas de geração a geração.
Hoje se sabe que alterações causadas nos organismos pelo uso ou desuso de alguma estrutura não são
transmitidas a descendência. No entanto Lamarck teve o grande mérito de ter chamado atenção para o fenômeno
Na visão de Lamarck as girafas ancestrais apresentavam o pescoço curto, entretanto como
precisavam se alimentar de folhas em árvores altas, o pescoço se desenvolveu e essa
característica era transmitida a descendência.
BIOLOGIA
CURSINHO DO DCE UFRN 2012| EVOLUÇÃO 56
da adaptação dos seres vivos ao ambiente, que seria resultado de modificações lentas e graduais ao longo de
inúmeras gerações. Assim, por não apresentar mecanismos convincentes para explicar a evolução biológica a teoria
de Lamarck não chegou a abalar o criacionismo.
III. DARWIN E O MECANISMO
EVOLUTIVO
Darwin foi capaz de realizar uma grande revolução
intelectual simplesmente porque o mecanismo que
ele apresentou para a evolução foi tão convincente
que não havia mais motivo para qualquer dúvida
científica lógica. Darwin explicou a evolução
naturalmente, a partir de observações simples que
qualquer um pode observar cotidianamente na
natureza. A suas teoria ficou conhecida como
darwinismo e pode ser resumida em algumas
conclusões baseadas em observações:
Observação 1: As populações têm potencial para
crescer em progressão geométrica aumentando
exponencialmente o número de indivíduos,
entretanto isso não acontece, o número de
indivíduos de uma mesma espécie, em cada
geração, mantém-se aproximadamente constante.
Conclusão 1: A cada geração morre um grande
número de indivíduos, muitos deles sem deixar
descendentes.
Observação 2: Os indivíduos de uma população
diferem quanto a diversas características, inclusive
aquelas que influem na capacidade de explorar com
sucesso os recursos naturais e de deixar
descendentes.
Conclusão 2: Indivíduos que sobrevivem e se
reproduzem a cada geração são aqueles que
apresentam determinadas características
relacionadas com a adaptação às condições
ambientais, ou seja, os mais aptos são aqueles que
sobrevivem.
Observação 3: Grande parte das características
apresentadas por uma geração é herdada dos pais
Conclusão 3: Uma vez que a cada geração
sobrevivem apenas os mais aptos, eles tendem a
transmitir aos descendentes as características
relacionadas a essa maior aptidão para sobreviver. A
seleção natural favorece ao longo das gerações
sucessivas a permanência e o aprimoramento de
características relacionadas a adaptação.
Charles Darwin publicou suas idéias no livro
intitulado de: A origem das espécies por meio da
seleção natural, um dos mais importantes na
história da biologia. Simultaneamente e de forma
independente, outro naturalista inglês assim como
Darwin chamado de Alfred Russel Wallace propôs
idéias semelhantes às de Darwin, entretanto a
publicação do livro a Origem das espécies
proporcionou um crédito maior a Charles Darwin,
apesar de ambos terem mérito com suas
descobertas.
Na época da publicação dos trabalhos, Darwin e
Wallace foram bastante criticados pela comunidade
científica, as idéias propostas pelos dois cientistas
iriam mudar, revolucionar a história da biologia.
Apesar de as idéias serem bastante consistentes
ambos não conseguiram explicar corretamente como
surgiu a variação e como os seres vivos poderiam
herdar características dos organismos parentais.
Entretanto muitos argumentos fortaleciam a teoria,
como veremos a seguir.
“A origem das Espécies por Meio da Seleção Natutal”, Livro publicado em 1859 e que revolucionou as bases das Ciências Biológicas.
BIOLOGIA
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IV. EVIDÊNCIAS DA EVOLUÇÃO:
Fósseis; são considerados fósseis qualquer indício
da presença de organismo que viveram em épocas
passadas na terra. Os fósseis são preservados em
rochas, sedimentos, gelo ou âmbar. Preservam-se
como moldes do corpo ou de partes dele, além de
rastros e pegadas. Isso nos mostra que em épocas
passadas a terra era habitada por seres vivos
semelhantes aos que encontramos nos dias atuais, o
que nos fornece indícios do parentesco evolutivo
existente entre as espécies.
Adaptação; é capacidade do ser vivo em se ajustar
ao ambiente, pode ser outra evidência, uma vez que,
por seleção natural, indivíduos portadores de
determinadas características vantajosas - como a
coloração parecida com a de seu substrato -
possuem mais chances de sobreviver e transmitir a
seus descendentes tais características. Assim, ao
longo das gerações, determinadas características
vão se modificando, tornando cada vez mais
eficientes. Como exemplos de adaptação por
seleção natural temos a camuflagem e o mimetismo.
Analogias e homologias; também podem ser
consideradas como provas da evolução baseadas
em aspectos morfológicos e funcionais, uma vez que
o estudo comparativo da anatomia dos organismos
mostra a existência de um padrão fundamental
similar na estrutura dos sistemas de órgãos.
Estruturas análogas; desempenham a mesma
função, mas possuem origens diferenciadas, como
as asas de insetos e asas de aves. Estas, apesar de
exercerem papéis semelhantes, não são derivadas
das mesmas estruturas presentes em um ancestral
comum exclusivo entre essas duas espécies. Assim,
a adaptação evolutiva a modos de vida semelhantes
leva organismos pouco aparentados a
desenvolverem formas semelhantes, fenômeno este
chamado de evolução convergente.
Homologia; se refere a estruturas corporais ou
órgãos que possuem origem embrionária
semelhante, podendo desempenhar mesma função
(nadadeira de uma baleia e nadadeira de um
golfinho) ou funções diferentes, como as asas de um
morcego e os braços de um humano, e nadadeiras
peitorais de um golfinho e as asas de uma ave. Essa
adaptação a modos de vida distintos é denominada
evolução divergente.
Archaeopteryx, o fóssil mais antigo dentre as aves
modernas, estima-se que tenha vivido na terra a cerca de
147 milhões de anos.
Camuflar-se no ambiente é extremamente vantajoso para uma espécie, uma vez que dificulta a sua localização no ambiente por espécies com as quais interagem, sejam elas predadoras ou presas
Embora possuam a mesma função, as asas das aves e
dos insetos não surgiram a partir de um mesmo
ancestral comum, assim consistem em estruturas
análogas.
BIOLOGIA
CURSINHO DO DCE UFRN 2012| EVOLUÇÃO 58
Órgãos vestigiais; estruturas pouco desenvolvidas
e sem função expressiva no organismo, como o
apêndice vermiforme e o cóccis - podem indicar que
estes órgãos foram importantes em nossos
ancestrais remotos e, por deixarem de ser
vantajosos ao longo da evolução, regrediram durante
tal processo. Estes órgãos podem, também, estar
presentes em determinadas espécies e ausentes em
outras, mesmo ambas existindo em um mesmo
período.
Uma última evidência, a evidência molecular, nos
mostra a semelhança na estrutura molecular de
diversos organismos sendo que, quanto maior as
semelhanças entre as sequências das bases
nitrogenadas dos ácidos nucléicos ou quanto maior a
semelhança entre as proteínas destas espécies,
maior o parentesco e, portanto, a proximidade
evolutiva entre as espécies.
Na época a genética era uma ciência rudimentar e
pouco se sabia sobre os mecanismos de variação e
hereditariedade. O desenvolvimento da genética no
século XX possibilitou uma reinterpretação das
teorias propostas pelos cientistas ingleses. Os
conhecimentos da genética então foram
incorporados a teoria proposta por Darwin e Wallace
em uma síntese evolucionaria de onde resultou uma
teoria mais abrangente e consistente que ficou
conhecida como teoria moderna da evolução ou
teoria sintética. A teoria moderna da evolução leva
em consideração três fatores evolutivos principais:
mutação gênica, recombinação gênica e seleção
natural.
As mutações gênicas são alterações do código de
bases nitrogenadas do DNA, que podem originar
novas versões dos genes, resultando em novas
características nos portadores das mutações. Essas
mutações podem conferir vantagens ao seu portador
e nesse caso o novo alelo tendo a ser preservado na
população por meio da seleção natural.
Recombinação gênica refere-se à mistura de genes
provenientes de indivíduos diferentes que ocorre na
reprodução sexuada. Nos organismos eucarióticos, a
recombinação gênica ocorre por meio de dois
processos que acontecem durante a meiose: a
segregação independente dos cromossomos e a
permutação ou crossing-over.
A seleção natural é o principal fator evolutivo que
atua sobre a variabilidade genética da população.
Pode-se dizer, simplificadamente, que a evolução é o
resultado da atuação da seleção natural sobre a
variabilidade genética de uma população. A ação da
seleção natural consiste em selecionar genótipos
mais bem adaptados a uma determinada condição
ecológica, eliminando aqueles desvantajosos para
essa mesma condição.
Os membros superiores dos humanos, as patas de um
gato, as nadadeiras de um golfinho e as asas de um
morcegos, são estruturas homólogas, surgiram a partir
de um mesmo ancestral, embora, sejam adaptadas a
exercerem funções diferentes.
O apêndice vermiforme é mais desenvolvido em animais
herbívoros , neles microorganismo podem atuar na
digestão da celulose
BIOLOGIA
CURSINHO DO DCE UFRN 2012| EVOLUÇÃO 59
PARA SABER MAIS!
Evolução em tempo real
Um dos maiores flagelos atuais da humanidade, a
pandemia de Aids, paradoxalmente nos dá uma
oportunidade única: ver a evolução por seleção
natural ocorrendo em tempo real. Isso acontece
porque o vírus HIV replica-se com enorme rapidez e
também porque a enzima responsável, a
transcriptase reversa, é predisposta a erros. Em
conseqüência, o HIV está constantemente sofrendo
mutações, gerando no paciente um enxame de
variantes virais sujeitas às forças da seleção natural.
Quando um medicamento anti-HIV entra na corrente
sangüínea, a seleção natural favorece as variantes
resistentes do vírus, que então sobrevivem, se
multiplicam e passam a predominar em pouco
tempo. Este processo darwiniano é basicamente o
mesmo que ocorreu nas centenas de milhões de
anos da evolução da vida na Terra, só que agora é
medido em dias e horas. Não há desenho nem
direcionalidade, apenas as forças combinadas do
acaso e da necessidade gerando cepas cada vez
mais resistentes.
Uma estratégia para tentar driblar esse processo de
seleção é o uso concomitante de vários fármacos
anti-retrovirais com alvos diferentes, a chamada
terapia tríplice. Assim, para sobreviver, o vírus
precisaria ter múltiplas resistências simultaneamente,
o que é muito improvável. Infelizmente a
variabilidade genética é tamanha que tal
multirresistência ocorre em alguns casos. Dessa
maneira, para doentes com Aids, a evolução por
seleção natural é uma inimiga! Entretanto,
recentemente foi descoberto que ela pode ser
manipulada a favor do paciente. Isso, como sói
acontecer, foi descoberto acidentalmente.
Em 1997 a médica alemã Veronica Miller, da
Universidade Goethe, em Frankfurt, estava tratando
um paciente simultaneamente com vários
medicamentos anti-HIV quando observou que não só
havia resistência do vírus a todos eles, como
também o paciente já estava apresentando sinais de
toxicidade medicamentosa. Na falta de alternativas,
ela decidiu suspender todos os medicamentos até
que os sintomas tóxicos desaparecessem. Após três
meses sem tratamento o paciente foi reexaminado e,
para surpresa de todos, a resistência viral havia
desaparecido! Em outras palavras, em 90 dias a
população do HIV havia evoluído de um estado de
resistência a todos os fármacos a um estado de
suscetibilidade a todos eles. O que havia ocorrido?
Logo se constatou a razão. Na presença dos
medicamentos, as cepas resistentes predominavam,
mas algumas cópias do vírus infectante original não
resistente (o chamado tipo selvagem) sobreviviam
nos linfócitos. Quando os medicamentos foram
suspensos, a vantagem seletiva das cepas
resistentes desapareceu e o tipo selvagem, melhor
adaptado a esse ambiente sem fármacos, começou
a se replicar com enorme velocidade e logo
substituiu as mutantes resistentes. A partir dessa
constatação, nasceu o chamado “tratamento de
interrupções estruturadas” da Aids, uma nova arma
na guerra contra a doença, alicerçado
ortodoxamente em princípios darwinianos!
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
01. (UFRN 2010) Há 150 anos, Darwin publicou o livro A Origem das Espécies, no qual apresentou sua concepção sobre a evolução dos seres vivos.
Representação estilizada do HIV (vírus da imunodeficiência humana), responsável pela Aids (síndrome da imunodeficiência adquirida). O vírus sofre rápida evolução darwiniana no paciente com Aids.
BIOLOGIA
CURSINHO DO DCE UFRN 2012| EVOLUÇÃO 60
De acordo com a teoria proposta por Darwin, é correto afirmar: A) As alterações sofridas no organismo, ao longo da vida, são transmitidas aos descendentes. B) A recombinação gênica é o mecanismo que garante a variedade entre os indivíduos, a cada geração. C) Os indivíduos melhor adaptados a novas condições têm maiores chances de sobrevivência. D) O fenômeno das mutações garante variações vantajosas de estrutura, de hábito e de instinto.
02. (PUCRJ 2010) Foram introduzidas em dois frascos, que continham um mesmo meio de cultura, quantidades idênticas de um tipo de bactéria. Após algum tempo de incubação, adicionou-se a apenas um dos frascos um antibiótico estável, de uso freqüente na clínica e cuja concentração não se modificou durante todo o experimento. O gráfico abaixo representa a variação do número de bactérias vivas no meio de cultura, em função do tempo de crescimento bacteriano em cada frasco.
A observação do gráfico permite concluir que, no frasco em que se adicionou o antibiótico, ocorreu uma grande diminuição no número de bactérias e em seguida um aumento do seu crescimento. Segundo a teoria de evolução neodarwiniana, o fato observado nos frascos com antibiótico tem a seguinte explicação: A) a dose usada de antibiótico eliminou a maioria da população selecionando uma minoria resistente que voltou a crescer. B) a dose usada de antibiótico eliminou a grande maioria das bactérias e a minoria sobrevivente se adaptou às condições, voltando a crescer. C) a dose usada de antibiótico provocou uma lentidão no crescimento das bactérias que, após algum tempo, adaptaram-se e voltaram a crescer. D) a dose usada de antibiótico inibiu o crescimento da maioria das bactérias, mas, após a sua
degradação, essas bactérias começaram a crescer novamente. E) a dose usada de antibiótico estimulou a adaptação de bactérias, que demoraram mais a crescer. 03. (MACKENZIE 2009) Em abril, o Mackenzie homenageou o grande pesquisador Charles Darwin, promovendo ciclo de debates e de reflexões a respeito das teorias da evolução. Segundo a teoria de Darwin, considere as afirmações abaixo. I. A espécie humana leva vantagem sobre as outras espécies, pois a medicina garante a sobrevivência de indivíduos com características desvantajosas. II. O homem descende diretamente do macaco, ou seja, um ancestral deu origem ao macaco e este deu origem ao homem. III. Darwin, na sua teoria original, não soube explicar que as diferenças entre os indivíduos ocorrem, principalmente, por mutações genéticas. IV. Todos os seres vivos, incluindo o homem, tiveram um ancestral comum. Estão corretas, apenas, A) I e II. B) II e III. C) III e IV. D) I e IV. E) II e IV. 04. (PUCMG 2010) A análise morfofuncional das semelhanças e diferenças nas estruturas corporais de diferentes animais fornece subsídios para a classificação filogenética sendo evidências da evolução biológica. A figura abaixo representa a estrutura interna e externa dos membros anteriores de três animais.
Analisando-se esses apêndices articulados, é CORRETO afirmar: A) I, II e III surgiram em um processo de divergência adaptativa. B) I, II e III são órgãos homólogos originados por irradiação adaptativa. C) II e III são órgãos análogos que indicam ancestralidade comum e função homóloga. D) I e II são órgãos análogos que foram selecionados por convergência adaptativa.
BIOLOGIA
CURSINHO DO DCE UFRN 2012| EVOLUÇÃO 61
05. (ENEM 2005) As cobras estão entre os animais peçonhentos que mais causam acidentes no Brasil, principalmente na área rural. As cascavéis (Crotalus), apesar de extremamente venenosas, são cobras que, em relação a outras espécies, causam poucos acidentes a humanos. Isso se deve ao ruído de seu “chocalho”, que faz com que suas vítimas percebam sua presença e as evitem. Esses animais só atacam os seres humanos para sua defesa e se alimentam de pequenos roedores e aves. Apesar disso, elas têm sido caçadas continuamente, por serem facilmente detectadas. Ultimamente os cientistas observaram que essas cobras têm ficado mais silenciosas, o que passa a ser um problema, pois, se as pessoas não as percebem, aumentam os riscos de acidentes. A explicação darwinista para o fato de a cascavel estar ficando mais silenciosa é que A) a necessidade de não ser descoberta e morta mudou seu comportamento. B) as alterações no seu código genético surgiram para aperfeiçoá-la. C) as mutações sucessivas foram acontecendo para que ela pudesse adaptar-se. D) as variedades mais silenciosas foram selecionadas positivamente. E) as variedades sofreram mutações para se adaptarem à presença de seres humanos. 06. (UFJF 2008) Um pesquisador, interessado em estudar mecanismos da evolução animal, fez o seguinte experimento: “cortou pela metade as orelhas de 10 coelhos (5 machos e 5 fêmeas) e cruzou-os entre si. Quando nasceram os filhotes, cortou-lhes também as orelhas pela metade e cruzou-os entre si. O pesquisador repetiu esse procedimento (corte das orelhas pela metade e cruzamento dos coelhos) por 15 gerações, nas mesmas condições experimentais”. Na 16ª geração, constatou que os coelhos apresentavam orelhas tão longas quanto as da primeira geração. A partir dos resultados desse experimento, é CORRETO afirmar que: A) a hipótese de Malthus sobre a modificação de uma população, após várias gerações, foi comprovada. B) a teoria mendeliana sobre a segregação independente dos alelos está correta. C) a hipótese de Lamarck sobre a herança de caracteres foi comprovada. D) os seres vivos somente se modificam quando há mudanças nas condições ambientais. E) os caracteres adquiridos não são transmitidos à descendência.
07. (UNESP 2012)
Se me mostrarem um único ser vivo que não tenha ancestral, minha teoria poderá ser enterrada.
(Charles Darwin) Sobre essa frase, afirmou-se que: I. Contrapõe-se ao criacionismo religioso. II. Contrapõe-se ao essencialismo de Platão, segundo o qual todas as espécies têm uma essência fixa e eterna. III. Sugere uma possibilidade que, se comprovada, poderia refutar a hipótese evolutiva darwiniana. IV. Propõe que as espécies atuais evoluíram a partir da modificação de espécies ancestrais, não aparentadas entre si. V. Nega a existência de espécies extintas, que não deixaram descendentes. É correto o que se afirma em A) IV, apenas. B) II e III, apenas. C) III e IV, apenas. D) I, II e III, apenas. E) I, II, III, IV e V. 08. (UDESC 2010) Assinale a alternativa correta quanto à evolução das espécies. A) Wallace, em seus estudos, chegou às mesmas conclusões que Lamarck quanto à evolução e à seleção natural das espécies. B) Segundo a teoria de Lamarck, a característica do pescoço longo das girafas era resultante da seleção natural. C) Na teoria de Darwin as características resultantes de condições ambientais, como a atrofia muscular ou hipertrofia, podem ser transmitidas para os descendentes.
BIOLOGIA
CURSINHO DO DCE UFRN 2012| EVOLUÇÃO 62
D) O neodarwinismo, ou teoria sintética da evolução, reinterpretou a teoria da evolução de Darwin que, além da genética e dos conhecimentos em hereditariedade, incluiu fatores fundamentais da evolução, da mutação gênica e da recombinação gênica. E) A lei do uso e desuso e a lei da transmissão dos caracteres adquiridos foram estabelecidas por Darwin. 09. (UFRN 2012) Atualmente, a História da Ciência procura entender como o conhecimento foi construído em determinada época, de modo contextualizado, e considera que cada cultura e tempo têm questões peculiares a serem solucionadas. Nesse contexto, em relação às teorias evolutivas, Jean Baptiste de Lamarck A) era defensor de que as espécies não evoluíam de outras espécies. B) acreditava que os seres vivos não se modificavam ao longo do tempo. C) propôs o princípio da seleção natural antes mesmo de Darwin. D) foi um dos primeiros pesquisadores a propor que os seres vivos evoluíam. 10. (UFSE) O livro A origem das espécies, em que Darwin publicou o trabalho completo sobre sua teoria para explicar o mecanismo de evolução, foi publicado em 1859. Atualmente, essa teoria foi: A) abandonada, por estar ultrapassada. B) modificada, para incluir as leis de Mendel. C) substituída pela teoria de Watson e Crick. D) mantida apenas para os procariontes. E) incorporada à teoria sintética da evolução. 11. (UFRN 2012) A comparação do padrão morfológico dos organismos possibilita a determinação do perfil evolutivo dos grupos.
Nesse contexto, considere a imagem e responda as questões: A) Como é chamado esse tipo de padrão morfológico? B) O que esse padrão indica em termos evolutivos? C) A asa de um morcego e a asa de um inseto apresentam esse mesmo padrão morfológico? Por quê? 12. (UFRN) Um pesquisador realizou o seguinte experimento: tomou duas variedades de mariposas, uma de asas claras e outra de asas escuras. Introduziu essas mariposas num ambiente em que havia pássaros predadores. Modificou o ambiente, tornando-o gradativamente escuro. Depois de um certo tempo, observou aumento no número de indivíduos da variedade escura. Como Lamarck e Darwin explicariam, respectivamente, esse resultado? GABARITO
01. C 02. A 03. C 04. B 05. D
06. E 07. D 08. D 09. D 10. E
11. DIS 12. DIS
BIOLOGIA
CURSINHO DO DCE UFRN 2012| ECOLOGIA 63
ECOLOGIA: CONCEITOS BÁSICOS
A palavra ecologia vem do grego oikos, significando “casa” e assim refere-se à nossa circunvizinhança imediata, ou
ambiente. Assim a ecologia é a ciência que se preocupa com as relações que os seres vivos estabelecem entre si
(fatores bióticos) e com o mundo natural (fatores abióticos).
I. A HIERARQUIA DOS SISTEMAS ECOLÓGICOS
Um sistema ecológico pode ser um organismo, uma população, um conjunto de populações vivendo juntas
(chamado de comunidade), um ecossistema ou toda a biosfera. O organismo é a unidade mais fundamental em
ecologia, o sistema ecológico elementar, uma ave voando nos céus, uma planta no solo de uma floresta ou uma
bactéria em cultura são exemplos de organismos. Os organismos podem se distribuir em grupos de indivíduos,
chamados de populações biológicas, uma população consiste num grupo de seres vivos de mesma espécie que
vive em determinada área geográfica. Muitas populações de diferentes tipos que vivem no mesmo lugar formam
uma comunidade ecológica.
As populações de uma comunidade interagem de várias formas, por exemplo, muitas espécies são predadoras, que
comem outras espécies de organismos, quase todas, elas próprias são presas também. Algumas como as abelhas
e as plantas cujas flores elas polinizam estabelecem associações em que ambas são beneficiadas. Também
podemos nos referir à comunidade utilizando o termo biota ou biocenose. Os conjuntos de populações juntamente
com seus ambientes químicos e físicos consiste num ecossistema, que são sistemas ecológicos complexos e
grandes. Em última instância, todos os ecossistemas estão interligados, juntos, num grande sistema ecológico, a
biosfera que inclui todos os ambientes e ecossistemas da terra.
BIOLOGIA
CURSINHO DO DCE UFRN 2012| ECOLOGIA 64
II. HABITÁT E NICHO ECOLÓGICO
Os ecólogos acham útil distinguir entre o lugar que
um organismo vive e o que ele faz. O ambiente em
que vive determinada espécie ou comunidade,
caracterizado pelas suas propriedades físicas e
bióticas, é seu hábitat, quando dizemos que uma
espécie vive numa floresta e que outra vive no mar,
estamos nos referindo ao hábitat dessas espécies.
Já o modo de vida de uma espécie ou o seu papel
desempenhado na natureza refere-se ao nicho.
Cada espécie apresenta um nicho ecológico
diferente, isso por que não há duas espécies
exatamente iguais. Quando duas espécies
estabelecem nichos ecológicos semelhantes, pode
ocorrer entre elas uma competição caso os recursos
estejam limitados no ambiente. Assim, com base
nessas observações o cientista russo Georgyi
Frantsevich Gause concluiu que se, duas ou mais
espécies ocuparem exatamente o mesmo nicho, a
competição entre elas será muito forte e elas não
poderão conviver juntas. Assim os nichos ecológicos
são mutuamente exclusivos e a coexistência de duas
ou mais espécies em um mesmo hábitat requer que
seu nichos sejam suficientemente diferentes. Essa
premissa ficou conhecida como princípio da
exclusão competitiva.
III. CADEIAS E TEIAS
ALIMENTARES
Cadeia alimentar é definida como a série linear de
organismos pela qual flui a energia originalmente
captada pelos seres vivos autotróficos. Geralmente
ela apresenta três ou quatro elos, sendo o primeiro
sempre um ser vivo autotrófico, em geral uma alga
ou uma planta que podem ser denominados de
produtores. Os demais componentes da cadeia
alimentar são denominados de consumidores, e
utilizam a energia captada pelos produtores que vai
fluindo ao longo da cadeia.
Os organismos autótrofos ou produtores de um
ecossistema representam o primeiro nível trófico de
uma cadeia alimentar, eles adquirem a energia
diretamente da luz solar, que é necessária a síntese
de moléculas orgânicas ricas em energia, o segundo
nível é representado pelos consumidores primários
(herbívoros) que consomem diretamente as plantas
ou algas. O terceiro nível é representado pelos
consumidores secundários (carnívoros) e assim por
diante. Os decompositores (fungos e bactérias)
representam um nível trófico especial utilizando a
energia proveniente de diferentes níveis tróficos. Os
organismos que obtêm seu alimento de mais de um
nível trófico são chamados de onívoros.
Nos ecossistemas podem existir várias cadeias
alimentares que se relacionam, formando uma
complexa rede de transferência de matéria e energia,
chamada de teia alimentar.
Representação das cadeias alimentares em ecossistemas
terrestres e aquáticos
BIOLOGIA
CURSINHO DO DCE UFRN 2012| ECOLOGIA 65
I. FLUXO DE MATÉRIA E ENERGIA NOS ECOSSISTEMAS
Indiscutivelmente, a luz solar é a fonte de energia para todos os seres vivos que habitam a terra. Os seres vivos
podem depender direta ou indiretamente dessa energia. Ela é utilizada por plantas, algas e bactérias
fotossintetizantes na produção de substâncias orgânicas, que ficam armazenadas como energia potencial química.
Os consumidores primários podem aproveitar parte dessa energia quando se alimentam dos produtores, enquanto
que os consumidores secundários ao se alimentarem dos consumidores primários aproveitam parte dessa energia e
assim por diante. Assim a energia flui de forma unidirecional nos ecossistemas. Os seres vivos podem utilizar a
energia química contida nas moléculas orgânicas para a realização de trabalho, parte desta energia pode ser
também perdida como calor. A energia captada pelos seres vivos ao longo dos níveis tróficos não é transferida com
100% de eficiência. Aves e mamíferos, por exemplo, têm eficiências de produção muito baixas, isso porque gastam
bastante energia para manterem elevadas as suas temperaturas corporais. Os herbívoros são menos eficientes que
os carnívoros porque os tecidos vegetais requerem bastante energia para serem digeridos em relação aos tecidos
animais, entretanto, por causa da baixa eficiência da transferência de energia entre os níveis tróficos, uma dada
quantidade da produção primária pode sustentar uma quantidade muito maior de herbívoros do que carnívoros. A
produtividade primária designa a quantidade de energia solar que é convertida pelos seres autótrofos em energia
química disponível nas moléculas orgânicas.
II. PIRÂMIDES DE ENERGIA
Podemos representar as transferências de matéria e
energia nos ecossistemas graficamente por meio das
pirâmides ecológicas ou de energia. As pirâmides
podem ser de número, de biomassa ou de energia.
As pirâmides de número representam a quantidade
de indivíduos em cada nível trófico da cadeia
alimentar proporcionalmente à quantidade
necessária para a dieta de cada um desses. Em
alguns casos, quando o produtor é uma planta de
grande porte, o gráfico de números passa a ter uma
conformação diferente da usual, sendo denominado
“pirâmide invertida”.
As pirâmides de biomassa relacionam a quantidade
de matéria orgânica disponível em cada nível trófico
por unidade de área, em um determinado momento.
Tal como no exemplo anterior, em alguns casos
A luz solar é captada pelos produtores e convertida em energia química, parte desta fica disponível para os consumidores
primários, que servem de alimento para os consumidores secundários e assim subseqüentemente. Assim os produtores são
responsáveis pela sustentação das cadeias alimentares em quaisquer que sejam os ecossistemas
Na representação uma pirâmide de números, onde três
arvores sustentam um grande número de consumidores
BIOLOGIA
CURSINHO DO DCE UFRN 2012| ECOLOGIA 66
pode ser caracterizada como uma pirâmide invertida,
já que há a possibilidade de haver, por exemplo, a
redução da biomassa de algum nível trófico,
alterando tais proporções. A forma da pirâmide de
biomassa também pode variar de acordo com o
ecossistema, em ecossistemas aquáticos, por
exemplo, a pirâmide de biomassa pode se
apresentar de maneira invertida entre os níveis dos
produtores e dos consumidores primários. Na
maioria das comunidades aquáticas, os produtores
dominantes são bactérias e algas, que possuem
altas taxas de divisão celular, de maneira que uma
pequena biomassa de produtores consegue
sustentar uma biomassa muito maior de herbívoros
que crescem e se reproduzem muito lentamente.
As pirâmides de energia retratam, para cada nível
trófico, a quantidade de energia acumulada, em uma
determinada área ou volume, em um intervalo de
tempo. Dessa forma, representa a produtividade do
ambiente em questão.
O primeiro nível da pirâmide representa a quantidade
total de energia no nível dos produtores em
determinada área em determinado intervalo de
tempo, que é a biomassa, Isso se chama de
produção primária bruta (PPB). Parte da PPB é
utilizada na respiração celular, sendo, portanto,
consumida pelo próprio produtor, outra parte é
liberada sob a forma de calor. O restante da energia
que fica incorporada nos tecidos dos produtores é a
produção primária líquida (PPL), esta é a energia
que fica disponível para o próximo nível trófico. Do
alimento que os herbívoros ingerem parte é
eliminada por meio das fezes, outra parte utilizada na
respiração celular e também perdida como calor, o
que sobra fica disponível para o próximo nível trófico,
que é chamado de produção secundária.
III. CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Os seres vivos são formados, em última análise, por
elementos químicos que se agrupam e interagem,
constituindo a matéria viva. Antes da existência de
qualquer ser vivo, esses elementos químicos já
existiam na natureza, sob alguma forma e em algum
lugar, da mesma maneira que continuarão a existir
após a nossa morte. Os elementos químicos são
substâncias diversas e tendem a circular na biosfera
por vias que abrangem o meio abiótico e os seres
vivos, definindo os chamados ciclos
biogeoquímicos.
IV. CICLO DA ÁGUA:
Embora não seja um elemento químico, a água é de
extrema importância para os seres vivos, isso porque
ela está associada às várias reações metabólicas
que mantém a vida dos seres vivos. Podemos
considerar o ciclo da água sob dois aspectos: O
ciclo pequeno, onde não ocorre a participação dos
seres vivos. A água dos oceanos, lagos, rios,
geleiras, entre outros passam ao seu estado gasoso
e nas camadas mais altas da atmosfera, o vapor
d’água condensa-se e origina nuvens, a água então
retorna a crosta terrestre sob a forma de chuva. O
ciclo grande é aquele em que ocorre a participação
dos seres vivos. As plantas no solo podem captar
água infiltrada por meio de suas raízes, essa água
pode ser perdida por transpiração ou reagir com CO2
onde passará a constituir moléculas de carboidratos,
a própria planta ou outros seres vivos podem então
utilizá-los na respiração celular liberando H2O e CO2.
A água também participa de inúmeras reações no
metabolismo dos animais, eles podem obter tal
composto bebendo água ou ingerindo-a em
alimentos, por outro lado estão continuamente
perdendo água por transpiração, nas fezes e urina.
Os decompositores também participam do ciclo da
água.
Representação de uma pirâmide de energia. Na base o
nível dos produtores, responsáveis pela sustentação dos
seres vivos no ecossistema.
BIOLOGIA
CURSINHO DO DCE UFRN 2012| ECOLOGIA 67
V. CICLO DO CARBONO
Consiste na passagem cíclica de átomos de (C)
presentes nas moléculas de gás carbônico (CO2)
disponíveis nos ecossistemas para as moléculas que
constituem as substâncias orgânicas dos seres vivos
(proteínas, carboidratos, lipídeos, etc) e vice-versa. A
fixação do CO2 é feita pelos seres autotróficos por
meio da fotossíntese, que incorporam carbono das
moléculas de CO2 em suas moléculas orgânicas,
essas moléculas ficam disponíveis para os
consumidores e decompositores, que por meio da
respiração ou da fermentação percorrem o caminho
de volta para a atmosfera.
VI. CICLO DO NITROGÊNIO
É um elemento de extrema importância para os
seres vivos, uma vez que faz parte da composição
dos aminoácidos e dos nucleotídeos. Embora seja
abundante na atmosfera, cerca de 79% da
composição química dela, ele não pode ser utilizado
diretamente pelos seres vivos, com exceção de
bactérias do gênero Rhizobium que realizam um
processo chamado de fixação do Nitrogênio. Nesse
processo essas bactérias que vivem associadas a
raízes de plantas leguminosas, como por exemplo, o
feijão, captam N2 convertendo-o em amônia (NH3). O
NH3 pode ser convertido pelas leguminosas em NH4+
(amônio) e empregado na síntese de biomoléculas. A
amônia pode ser liberada no solo com a morte das
plantas, onde é rapidamente convertida a nitrito
(NO2-) por meio de reações de oxidação realizada
por bactérias nitrificantes (Nitrosomonas), o nitrito
não se acumula por muito tempo no solo sendo
convertido pelo mesmo tipo de reação a nitrato (NO3)
por bactérias Nitrificantes (Nitrobacter), o nitrato é
solúvel em água e pode ser captado pelas raízes das
plantas e empregados na síntese de aminoácidos e
de compostos que formam os ácidos nucléicos. Os
animais obtêm o nitrogênio necessário à construção
de suas biomoléculas quando ingerem plantas, no
caso dos herbívoros, ou quando se alimentam de
outros animais, no caso dos carnívoros. Ao
realizarem o processo de digestão os animais
eliminam resíduos que contém compostos
nitrogenados, tais como amônia, ácido úrico ou uréia.
A partis desses resíduos bactérias nitrificantes obtém
a energia necessárias a manutenção de seu
metabolismo e liberam N2 que retorna a atmosfera.
O ciclo do carbono pode ser alterado pelas altas taxas de
queima de combustíveis fósseis decorrentes de
atividades humanas.
O ciclo da água pode ser dividido em: ciclo pequeno
onde não ocorre a participação de seres vivos e ciclo
pequeno, onde ocorre a participação dos seres vivos.
BIOLOGIA
CURSINHO DO DCE UFRN 2012| ECOLOGIA 68
INTERAÇÕES ECOLÓGICAS ENTRE
OS SERES VIVOS
Os seres vivos de uma comunidade biológica
mantêm interações tanto com indivíduos de mesma
espécie e também com indivíduos de espécies
diferentes, assim as interações podem ser
classificadas em intraespecífica e interespecífica.
As relações ecológicas ainda podem ser
desarmônicas, quando pelo menos um indivíduo sai
prejudicado ou harmônicas quando não há prejuízos
para nenhum dos envolvidos.
I. RELAÇÕES INTRAESPECÍFICAS
Ocorre entre indivíduos de mesma espécie, e podem
ser harmônicas ou desarmônicas:
RELAÇÕES INTRAESPECÍFICAS
HARMÔNICAS
Sociedade; se estabelece entre indivíduos de
mesma espécie, onde observa-se a divisão do
trabalho entre os indivíduos envolvidos. Ex.
sociedade dos cupins, abelhas e formigas.
Colônia; os indivíduos envolvidos nessa associação
são fisicamente unidos, e formam uma unidade
estrutural e funcional. Ex. coral, caravela.
RELAÇÕES INTRAESPECÍFICAS
DESARMÔNICAS
Competição; Indivíduos de uma mesma população
disputam os mesmos recursos do meio. Ex. disputa
de fêmeas, território, alimentos.
II. RELAÇÕES INTERESPECÍFICAS
Ocorre entre indivíduos de diferentes espécies, e
podem ser harmônicas ou desarmônicas
RELAÇÕES INTERESPECÍFICAS
HARMONICAS
As relações interespecíficas harmônicas são
diversificadas na natureza, nelas os indivíduos
associados beneficiam-se e não há prejuízo para
nenhuma das partes envolvidas.
Mutualismo; É uma interação entre duas espécies
com benefícios para ambas. Essa relação assume
diversas formas, mas os parceiros no mutualismo
geralmente suprem recursos complementares ou
serviços. Por exemplo, muitos insetos polinizam as
plantas em troca de néctar ou de recompensas de
pólen; as bactérias nas raízes das plantas
proporcionam-lhe nitrogênio em troca de
carboidratos; os mamíferos ruminantes como os
carneiros e o gado, mantém bactérias em seus
estômagos que ganham abrigo e auxiliam na
digestão de material vegetal que os ruminantes não
podem diferir.
Protocooperação; Ambos os envolvidos nessa
associação são beneficiados, mas podem ter uma
Bactérias Rhizobium formam nódulos estabelecendo
associações mutualísticas com plantas leguminosas, as
chamadas bacteriorrizas.
Embora possa parecer um único individua a caravela é
na verdade uma colônia formada por vários indivíduos
que trabalham cooperativamente para o bom
funcionamento da colônia
BIOLOGIA
CURSINHO DO DCE UFRN 2012| ECOLOGIA 69
A predação é uma relação ecológica que permite
controlar a densidade populacional tanto de presas
quanto de predadores.
vida independente um do outro. Um exemplo disso é
o que ocorre pássaro-palito e o jacaré. Trata-se de
um tipo de pássaro que retira os resíduos de carne
existentes entre os dentes do jacaré. Com isso, o
jacaré ganha uma limpeza bucal e o pássaro recebe
seu pagamento forma de comida. Nessa situação, os
dois se ajudam, mas não dependem disto para
garantirem sua sobrevivência, como é o caso do
mutualismo.
Inquilinismo; Nesta associação apenas uma das
espécies é beneficiada, no entanto sem causar
prejuízos a outra. Neste tipo de associação uma
espécie utiliza a outra como abrigo. Um exemplo de
inquilinismo se estabelece entre orquídeas e
bromélias que se instalam em troncos de outras
árvores onde buscam condições ideais de
luminosidade para o seu desenvolvimento, nesse
caso o inquilinismo pode ser chamado de epifitismo.
Comensalismo; Assim como ocorre no inquilinismo,
apenas uma das espécies envolvida na associação é
beneficiada, sem causar prejuízos para a outra.
Trata-se de uma associação onde uma espécie se
aproveita dos restos alimentares deixados por outra
espécie. Ocorre, por exemplo, entre as hienas e os
leões. Estes caçam sua presa e devoram parte dela
até sentirem saciados. As hienas ficam a espreita da
saciedade dos leões e então se alimentam do que
sobrou. Nessa relação, as hienas se aproveitam do
"trabalho" (a caça) dos leões, mas não os
prejudicam.
RELAÇÕES INTERESPECÍFICAS
DESARMONICAS
Assim como as relações interespecíficas
harmônicas, as interespecíficas desarmônicas são
diversificadas na natureza, nelas apenas um dos
indivíduos que estabelece associação é beneficiado
havendo prejuízo para a outra.
Amensalismo; Também conhecido como antibiose,
é um tipo de interação desarmônica na qual
indivíduos de uma população liberam substâncias
tóxicas que inibem o crescimento e desenvolvimento
de outras espécies. A maré vermelha, na qual há
uma grande proliferação de algas que produzem
toxinas capazes de prejudicar a vida dos seres
aquáticos é um exemplo de amensalismo.
Predatismo; Nessa relação uma indivíduo mata e se
alimenta de outro indivíduo de uma outra espécie.
Quando um animal utiliza plantas como alimento,
fala-se em herbivoria. A predação é um mecanismo
importante no controle das densidades das
populações naturais além de ser fundamental nos
processos evolutivos por seleção natural.
Parasitismo; É uma relação onde um indivíduo tira
proveito do outro, prejudicando-o. Um exemplo, são
os piolhos e carrapatos. São chamados de
ectoparasitas, pois se instalam do lado de fora do
corpo. Mas há também os endoparasitas, que se
instalam dentro do corpo, como os vermes que ficam
em nosso intestino.
Competição; Ocorre quando duas populações
apresentam nichos ecológicos bastante parecidos.
Pássaro palito estabelecendo uma relação de
protocooperação com um crocodilo.
BIOLOGIA
CURSINHO DO DCE UFRN 2012| ECOLOGIA 70
Isso pode gerar uma disputa por recursos quando
estes estão em baixa disponibilidade no meio. É um
mecanismo importante no controle das densidades
das populações naturais além de ser fundamental
nos processos evolutivos por seleção natural.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
01. (UFRN 2012) “A Caatinga cobre aproximadamente 825.143km2 do Nordeste e parte do Vale do Jequitinhonha, em Minas Gerais, apresentando planícies e chapadas baixas. A vegetação é composta de vegetais lenhosos, misturados com grande número de cactos e bromélias. A secura ambiental, pelo clima semi-árido, e sol inclemente impõem hábitos noturnos ou subterrâneos. Répteis e roedores predominam na região. Entre as mais belas aves estão a arara-azul e o acauã, um gavião predador de serpentes.” Sobre os aspectos ecológicos dos organismos citados no texto, pode-se afirmar que A) o nicho ecológico do gavião está definido pelo seu papel de predador. B) os vegetais lenhosos, cactos e as bromélias formam uma população. C) os répteis e os roedores se alimentam de cactos e bromélias. D) o nicho ecológico da arara-azul e do acauã é o mesmo nesse hábitat.
02. (UFRN 2012) Nas comunidades, os indivíduos interagem entre si, exercendo influências nas populações envolvidas, de maneira positiva ou negativa.
Nesse contexto, a predação é uma interação ecológica em que A) há perda para ambas as espécies, por se tratar de uma associação interespecífica.
B) a especificidade presa-predador é determinante, pois os predadores se alimentam de um único tipo de presa. C) há uma íntima associação entre duas espécies, manifestada por um comportamento canibalístico. D) a população de predadores poderá determinar a população de presas e vice-versa. 03. (UFRN 2012) A ONU declarou 2011 o ANO INTERNACIONAL DAS FLORESTAS, com a finalidade de chamar a atenção para o manejo, a conservação e o desenvolvimento sustentável de todos os tipos de florestas existentes. Entre tantos papéis fundamentais das florestas do mundo inteiro, e de todos os elementos econômicos e culturais que as envolvem, um aspecto biológico relevante para a escolha desse tema consiste no fato de A) processos quimiorganotróficos realizados pelas florestas contribuírem para o equilíbrio ambiental. B) as florestas serem particularmente importantes na incorporação de carbono, por meio da produção primária. C) processos relacionados à fixação do nitrogênio dependerem da alta biodiversidade encontrada nas florestas. D) as florestas realizarem quimiossíntese, processo fundamental para a recomposição do oxigênio ambiental. 04. (UFRN 2010) Em um ecossistema, as
populações se organizam de modo a estabelecerem
entre si relações alimentares ou tróficas. O desenho
a seguir trata, com humor, desse tema.
Com base no desenho acima, o qual representa um
ecossistema marinho, é correto afirmar:
BIOLOGIA
CURSINHO DO DCE UFRN 2012| ECOLOGIA 71
A) Os tubarões são consumidores primários, uma
vez que se alimentam de peixes pequenos.
B) Os principais produtores desse ambiente são
algas microscópicas.
C) Os tubarões são consumidores terciários, pois se
alimentam de algas, plâncton e peixes menores.
D) Os principais decompositores desse ambiente são
as cianobactérias e o zooplâncton.
05. (UFRN 2010) Em um trecho de seu livro Viagem
do Beagle, Charles Darwin relata: “Dormimos no
vilarejo de Luján... da província de Mendoza...
[Argentina]. À noite, sofri um verdadeiro ataque... de
benchucas, uma espécie de Reduviídeo, o grande
percevejo preto dos Pampas”.
O inseto referido por Darwin corresponde ao que se
chama, no Brasil, de barbeiro. O barbeiro se alimenta
de sangue de vertebrados e pode ser encontrado em
frestas de paredes de casas de taipa. Nesse caso,
essas frestas constituem
A) sua biosfera. B) sua biocenose.
C) seu nicho ecológico D) seu habitat.
06. (UFCG 2007) Um professor de biologia conduziu
seus alunos para um trabalho de campo numa área
de vegetação da Caatinga para uma aula prática
sobre ecologia de insetos. Observaram que sobre as
folhas de certa planta havia um tipo de gafanhoto
verde, conhecido de todos por “esperança” e um
determinado tipo de “louva-a-deus”, também da cor
verde. O primeiro desses insetos alimenta-se de
folhas da planta e enterra seus ovos no solo,
enquanto o segundo é predador alimenta-se de
insetos e usa o caule da mesma planta para fixar
seus ovos. Esses insetos apresentam:
A) Mesmo habitat e mesmo nicho ecológico.
B) Mesmo habitat e diferentes nichos ecológicos.
C) Mesmo habitat e função de decompositores.
D) Diferentes habitats e biocenoses iguais.
E) Diferentes habitats e mesmo nicho ecológico.
07. (FGV 2006) Durante a aula de campo, a
professora chamou a atenção para o fato de que,
naquela área, havia inúmeros formigueiros, cada um
deles de uma diferente espécie de formiga e todos
eles interagindo pelos recursos daquela área. Em
ecologia, cada formigueiro em particular, e o
conjunto de formigueiros naquela área, referem-se,
respectivamente, a:
A) ecossistema e população.
B) comunidade e ecossistema.
C) população e ecossistema.
D) comunidade e população.
E) população e comunidade.
08. (VUNESP) Considere a afirmação: "As
populações daquele ambiente pertencem a
diferentes espécies de animais e vegetais". Que
conceitos estão implícitos nessa frase se levarmos
em consideração:
A) somente o conjunto de populações?
B) o conjunto de populações mais o ambiente
abiótico?
09. (ENEM 2011) Os personagens da figura estão representando uma situação hipotética de cadeia alimentar.
Suponha que, em cena anterior à representada, o homem tenha se alimentado de frutas e grãos que conseguiu coletar. Na hipótese de, nas próximas cenas, o tigre ser bem-sucedido e, posteriormente, servir de alimento aos abutres, tigre e abutres ocuparão, respectivamente, os níveis tróficos de A) produtor e consumidor primário B) consumidor primário e consumidor secundário C) consumidor secundário e consumidor terciário D) consumidor terciário e produtor E) consumidor secundário e consumidor primário. 10. (UFSCAR) No exemplo de cadeia alimentar da ilustração, supondo que o peixe abocanhado pelo
BIOLOGIA
CURSINHO DO DCE UFRN 2012| ECOLOGIA 72
jaburu se alimente de plantas aquáticas, podemos concluir que,
A) a maior quantidade de energia disponível está no nível trófico do peixe. B) o nível trófico do jaburu apresenta menor quantidade de energia disponível que o do jacaré. C) a menor quantidade de energia disponível está no nível trófico do jaburu. D) a quantidade de energia disponível nos níveis tróficos do peixe e do jacaré são equivalentes. E) a quantidade de energia disponível no nível trófico do peixe é maior que no nível trófico do jaburu. 11. (FUVEST 2004) O esquema representa o fluxo de energia entre os níveis tróficos (pirâmide de energia) de um ecossistema.
Essa representação indica, necessariamente, que A) o número de indivíduos produtores é maior do que o de indivíduos herbívoros. B) o número de indivíduos carnívoros é maior do que o de indivíduos produtores. C) a energia armazenada no total das moléculas orgânicas é maior no nível dos produtores e menor no nível dos carnívoros. D) cada indivíduo carnívoro concentra mais energia do que cada herbívoro ou cada produtor. E) o conjunto dos carnívoros consome mais energia do que o conjunto de herbívoros e produtores. 12. (UNIFESP 2010) Quando nos referimos a uma
cadeia alimentar, é correto afirmar que:
A) a armazenagem de energia utiliza trifosfato de
adenosina apenas nos consumidores e nos
decompositores.
B) na armazenagem de energia, é utilizado o
trifosfato de adenosina, tanto nos produtores quanto
nos consumidores.
C) as organelas celulares responsáveis pela quebra
da energia acumulada são diferentes entre
produtores e consumidores.
D) no nível celular, um consumidor primário utiliza
energia de forma diferente de um consumidor
secundário.
E) no interior da célula, a fonte de energia para
decompositores de plantas é diferente da fonte de
energia para decompositores de animais.
13. (UFPE 2009) A energia luminosa captada pelos
autótrofos flui como energia química pelos demais
seres em uma cadeia alimentar. Com relação ao
fluxo de energia nos ecossistemas, analise as
proposições abaixo.
1) A quantidade de energia disponível para um
animal que devora um coelho é menor do que aquela
que o coelho obteve comendo capim.
2) Nos ecossistemas, a energia tem fluxo
unidirecional enquanto a matéria tem fluxo cíclico.
3) A quantidade de energia disponível no nível de
produtores é maior do que no nível de consumidores.
4) Cerca de 90% da matéria produzida pelos
autótrofos é armazenada e pode ser aproveitada por
herbívoros.
Está(ão) correta(s):
A) 1, 2, 3 e 4
B) 1, 2 e 3 apenas
C) 2 e 4 apenas
D) 1 e 2 apenas
E) 3 e 4 apenas
14. (UFSM 2007) Em relação ao denominado “fluxo de energia” em ecossistemas, assinale a(s) proposição(ões) correta(s): 01) O processo de decomposição ocorre quando os produtores se alimentam dos consumidores. 02) A primeira fase da transferência de energia ocorre por meio da herbivoria 04) Uma pequena parte da energia adquirida pelos consumidores é transferida aos decompositores
BIOLOGIA
CURSINHO DO DCE UFRN 2012| ECOLOGIA 73
08) Os consumidores não são capazes de capturar energia 16) O fluxo de energia é o caminho percorrido pela energia no ecossistema 32) O fluxo de energia não é um fenômeno reconhecido no ecossistema, é apenas um processo inttracelular.
15. (CEFET SP 2009) Os animais não conseguem fixar nitrogênio. Assim, buscam nas plantas os compostos nitrogenados que precisam para construir suas estruturas. As plantas, por sua vez, dependem de microrganismos fixadores. Estes microrganismos podem ser A) protozoários que habitam as folhas das plantas. B) fungos encontrados nos caules. C) algas que se instalam nas flores. D) vírus que produzem nódulos nas folhas. E) bactérias que vivem nas raízes.
16. (FUVEST 2008) A energia luminosa fornecida pelo Sol A) é fundamental para a manutenção das cadeias alimentares, mas não é responsável pela manutenção da pirâmide de massa. B) é captada pelos seres vivos no processo da fotossíntese e transferida ao longo das cadeias alimentares. C) tem transferência bidirecional nas cadeias alimentares por causa da ação dos decompositores. D) transfere-se ao longo dos níveis tróficos das cadeias alimentares, mantendo-se invariável. E) aumenta à medida que é transferida de um nível trófico para outro nas cadeias alimentares. 17. (UFRN 2006) Os cupins termitídeos apresentam a capacidade de digerir celulose, enquanto os de outras famílias dependem da presença de protozoários no interior do intestino para quebrar a celulose. Essa relação entre o cupim e o protozoário é denominada A) inquilinismo. B) amensalismo. C) parasitismo. D) mutualismo.
18. (UFRN 2006) Os tipos de sociedade encontrados em cupins, abelhas e formigas incluem grande número de indivíduos não reprodutores com funções especializadas. Uma característica comum a essas sociedades é a
A) migração de operários para as novas colônias, que facilmente se estabelecem. B) semelhança genética, com alto grau de parentesco entre os membros da colônia. C) ocorrência de endogamia, o que contribui para a formação de novas colônias. D) alternância entre ciclos de reprodução sexuada e partenogênese na colônia.
19. (UFAL 2010) Na figura abaixo, a linha contínua representa o crescimento real de uma população de veados Odocoileus, numa certa região geográfica, após uma campanha de combate a seus predadores naturais, a saber, lobo, puma e coiote. A linha pontilhada representa a expectativa de crescimento dessa população, caso os seus predadores não tivessem sido eliminados. Considerando esses resultados e correlacionando-os com o conhecimento sobre relações ecológicas na natureza, analise as proposições que se seguem. 1) Tanto as relações ecológicas positivas quanto as negativas são importantes para a manutenção do equilíbrio nas comunidades naturais. 2) A estreita correlação entre as flutuações no tamanho das populações de predadores e de presas é da maior importância para a sobrevivência de ambas. 3) O combate aos predadores se constitui em eficiente meio para aumentar o crescimento populacional, a julgar pela espécie de veado. Está(ão) correta(s): A) 1, 2 e 3 B) 1 apenas C) 1 e 2 apenas D) 3 apenas E) 1 e 3 apenas
20. (UFAL 2009) Recife é conhecida internacionalmente pelo grande número de incidentes envolvendo tubarões e banhistas,
BIOLOGIA
CURSINHO DO DCE UFRN 2012| ECOLOGIA 74
especialmente nas praias de Boa Viagem e Piedade. Sobre este assunto, é correto afirmar que: A) o homem faz parte da cadeia alimentar do tubarão; então, o que ocorre é um fenômeno natural de predação. B) o tubarão é consumidor primário; por isso, é natural que se alimente de presas maiores como o homem. C) a relação ecológica entre o homem e os tubarões é de competição, uma vez que os mesmos ocupam o mesmo nicho ecológico. D) o homem é predador natural do tubarão, uma vez que a indústria de pesca o comercializa como alimento. E) o tubarão, por ser um grande predador, pode, eventualmente, atacar qualquer presa que esteja disponível em seu habitat natural.
21. (UPE 2007) O almoço está na mesa! É assim o dia-a-dia nas nossas florestas. Uma anta, à margem do rio, alimenta-se de grama, enquanto, no seu pêlo, carrapatos infestantes a deixam de mau humor. Um barulho chama sua atenção. É uma onça que a espreita, preparando-se para o bote certeiro. As relações ecológicas citadas no texto da anta com o vegetal, com o carrapato e com a onça podem ser caracterizadas como A) herbivorismo, parasitismo e canibalismo. B) parasitismo vegetal, parasitismo animal e predatismo. C) herbivorismo, parasitismo e predatismo. D) uma relação harmônica e duas desarmônicas. E) comensalismo, pois tratam de relações para obtenção de alimentos. 22. (ENEM 2009) Uma colônia de formigas inicia-se com uma rainha jovem que, após ser fecundada pelo macho, voa e escolhe um lugar para cavar um buraco no chão. Ali dará origem a milhares de formigas, constituindo uma nova colônia. As fêmeas geradas poderão ser operárias, vivendo cerca de um ano, ou novas rainhas. Os machos provem de óvulos não fertilizados e vivem aproximadamente uma semana. As operárias se dividem nos trabalhos do formigueiro. Há formigas forrageadoras que se encarregam da busca por alimento, formigas operárias que retiram dejetos da colônia e são responsáveis pela manutenção ou que lidam com o alimento e alimentam as larvas, e as formigas patrulheiras. Uma colônia de formigas pode durar anos e dificilmente uma formiga social consegue sobreviver sozinha. Uma característica que contribui diretamente para o sucesso da organização social dos formigueiros é
A) a divisão de trabalho entre as formigas e a organização funcional da colônia. B) o fato de as formigas machos serem provenientes de óvulos não fertilizados. C) a alta taxa de mortalidade das formigas solitárias ou das que se afastam da colônia. D) a existência de patrulheiras, que protegem a formigueiro do ataque de herbívoros. E) o fato de as rainhas serem fecundadas antes do estabelecimento de um novo formigueiro. 23. (PUCSP) Em uma cadeia alimentar, o homem se comportará como consumidor primário e secundário se sua dieta contiver A) leite de cabra e frango grelhado. B) salada de verduras e suco de laranja. C) carne de soja e arroz integral. D) sopa de legumes e salada de frutas. E) batata frita e bife de alcatra. 24. (UERJ)
A vida leva e traz, A vida faz e refaz,
Será que quer achar Sua expressão mais simples?
Os versos de autoria de José Miguel Wisnik podem ser traduzidos, no âmbito da Biologia, para os diversos ecossistemas existentes. Neles, os seres vivos ocupam diferentes nichos, participando do ciclo da matéria. Dentre os seres abaixo relacionados, aqueles que devolvem a matéria à sua expressão mais simples, para reiniciar o ciclo, são os: A) produtores B) herbívoros C) decompositores D) consumidores de 3ª ordem
GABARITO
01. A 02. D 03. B 04. B 05. E
06. B 07. E 08. DIS 09. C 10. E
11. C 12. B 13. B 14. 18 15. E
16. B 17. D 18. B 19. C 20. E
21. C 22. A 23. E 24. C
BIOLOGIA CURSINHO DO DCE UFRN 2012|BIODIVERSIDADE
75
CLASSIFICAÇÃO DOS SERES
VIVOS
A diversidade de seres vivos variou ao longo do
tempo geológico em nosso planeta. Entender essa
variação e conhecer a biodiversidade atual sempre
foi um desafio para os cientistas. Diversas propostas
já surgiram procurando estabelecer uma ordem na
enorme diversidade de organismos. Apesar de
algumas pessoas não acharem tão empolgante viver
em campo coletando seres vivos, analisando-os
posteriormente em laboratório, descrevendo seu
comportamento e catalogando-os, é de suma
importância que tais processos ocorram, pois a partir
de trabalhos assim, podemos descobrir seres que
poderão ter importância médica (como as
sanguessugas, por exemplo), farmacológica, como
alguns fungos produtores de antibióticos, ou até
mesmo seres nocivos ao homem. Nosso planeta tem
uma grande diversidade de seres vivos, e muitos
ainda são desconhecidos por habitarem lugares
inacessíveis. Conhecer boa parte dessa diversidade
nos leva a refletir o quão é importante preservá-la,
pois é justamente ela que mantém o equilíbrio dos
ecossistemas.
I. NOMENCLATURA BIOLÓGICA
CLASSIFICANDO OS SERES VIVOS
As primeiras classificações do universo biológico
eram artificiais, pois utilizavam critérios arbitrários
que não refletiam possíveis relações de parentesco
entre os seres vivos. As classificações atuais
procuram analisar um grande conjunto de caracteres,
tentando estabelecer relações de parentesco
evolutivo entre os seres vivos.
Aristóteles (384 – 322 a.C.) = ―1ª
tentativa‖ – animais: com sangue sem
sangue/úteis – nocivos.
Teofrasto – Vegetais: úteis –
nocivos/tamanho: árvores – arbustos –
subarbustos – ervas.
O grande marco na classificação dos seres vivos
deveu-se a Lineu, em 1758 (século XVIII). Esse
naturalista sueco, apesar de acreditar no princípio da
imutabilidade das espécies (fixismo) e de não ter
dado ênfase às relações de parentesco evolutivo
entre os seres vivos, desenvolveu um sistema de
classificação utilizando categorias hierárquicas,
que é adotado até hoje, embora com algumas
modificações. Lineu propôs também o uso de
palavras latinas para denominar os organismos,
unificando mundialmente a linguagem cientifica e
evitando confusões geradas pela existência de
nomes populares diferentes para a mesma espécie.
Estabeleceu ainda a nomenclatura binominal
(binomial) para a espécie, ou seja, o nome de uma
espécie é formado sempre por duas palavras; a
primeira indica o gênero e a segunda, o termo ou
epíteto específico (o epíteto, palavra que qualifica
algo, costuma ser um adjetivo, como sapiens, que
quer dizer sábio, ou um nome de pessoa latinizado).
Por exemplo, o leão e a onça pintada são
classificados no gênero Panthera, mas o leão
pertence à espécie Panthera leo e a onça, à espécie
Panthera onca.
Uma espécie pode dar origem a outras e esse
conjunto de espécies é agrupado em um mesmo
gênero. Gêneros semelhantes são agrupados em
uma mesma família; famílias semelhantes são
agrupadas em uma mesma ordem; ordens
semelhantes são agrupadas em uma mesma classe;
classes semelhantes são agrupadas em um mesmo
filo ou divisão; filos ou divisões semelhantes são
agrupados em um mesmo reino.
A classificação do gato doméstico
BIOLOGIA CURSINHO DO DCE UFRN 2012|BIODIVERSIDADE
76
Desse modo, o sistema de classificação de Lineu,
utilizando categorias hierárquicas, é a base do atual
sistema de classificação. Com a mudança de
interpretação do significado das categorias
taxonômicas, esse sistema passou a ser chamado
sistema natural de classificação.
II. REGRAS DE NOMENCLATURA
1. Todos os nomes científicos devem ser escritos em latim ou serem latinizados e devem ser destacados no texto (itálico ou sublinhado, por exemplo);
2. O nome da espécie deve seguir o sistema binomial, o primeiro nome indica o gênero e o segundo o epíteto específico, o gênero deve ser escrito com inicial maiúscula e o epíteto especifico com inicial minúscula;
Homo sapiens (Ser humano)
3. Em caso de homenagem o uso de inicial maiúscula para o epíteto específico é facultativo
Trypanosoma Cruzi (Protozoário causador da doença de chagas, o
―Cruzi‖ é uma homenagem a Oswaldo Cruz)
4. Em caso de subespécie o sistema é trinomial;
Crotalus terrificus terrificus (Uma das subespécies da cobra cascavel)
CLASSIFICANDO O CÃO
DOMÉSTICO
Como exercício dos critérios usados no atual sistema
de classificação, vamos analisar a classificação do
cão doméstico desde a categoria taxonômica mais
ampla que é o reino até a mais específica, que é a
espécie:
A) na passagem do nível taxonômico reino para o
filo dos Cordados foram excluídas a minhoca e a
estrela-do-mar, pois estes dois animais são os
únicos que não apresentam notocorda (―bastão‖ de
sustentação) durante o desenvolvimento
embrionário.
B) no subfilo dos vertebrados foram excluídos o
anfioxo e a ascídia, por serem os únicos que não
substituiram a notocorda por uma coluna
vertebral, durante o desenvolvimento embrionário.
Essa ―incapacidade‖ de ―produção anatômica‖ reflete
o menor grau evolutivo, devido à inexistência de
genes para a sua diferenciação
C) na passagem seguinte estão excluídos o peixe
(classe dos peixes) e a cobra (classe dos répteis),
por não apresentarem as características de
semelhanças encontradas na classe dos
mamíferos: desenvolvimento embrionário no útero da
mãe, que dará a luz (vivípara) ao filhote; placenta no
útero materno para alimentar e garantir as trocas
gasosas do embrião com a mãe; glândulas mamárias
(mãe); pêlos no corpo; músculo diafragma
(respiração); hemácias anucleadas; etc.
D) considerando, assim, as características
semelhantes e comparadas em morfologia,
anatomia, fisiologia, embriologia, etc, chegaremos à
unidade de classificação biológica que é a espécie
Canis familiaris, identificando o cão doméstico
entre todos os outros do reino animal.
A classificação do cão doméstico: Canis familiares
CONCEITO BIOLÓGICO DE ESPÉCIE
Agrupamento de populações naturais, real ou potencialmente intercruzantes, produzindo descendentes férteis reprodutivamente isolados de outros grupos de organismos. A espécie é a unidade fundamental de classificação.
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77
III. OS CINCO REINOS
SERES VIVOS DIVIDIDOS EM
REINOS
Critérios para a classificação dos seres
vivos em Reinos:
Número de células;
Tipo de célula;
Forma de nutrição (metabolismo)
1. Unicelular ou Pluricelular. Quando pluricelular:
sem tecidos ou com tecidos.(Tecido: conjunto de
células de mesma origem, que formam um grupo de
trabalho.)
2. Procarionte ou Eucarionte.
Procarionte: indivíduo cuja célula não tem carioteca e
o único tipo de organela é o ribossomo. Eucarionte:
indivíduo cuja célula tem carioteca e vários tipos de
organelas: mitocôndrias, retículo endoplasmático,
complexo de Golgi, etc.
3. Autótrofo ou Heterótrofo.
Autótrofo: indivíduo que produz seu alimento
("alimento" são as substâncias orgânicas que o ser
vivo necessita, como proteínas, carboidratos etc.). O
heterótrofo deve obter o alimento produzido por
autótrofos (direta ou indiretamente).
OS CINCO REINOS DE WITTAKER
Reino Monera; é o reino onde estão inclusas as
bactérias, seres unicelulares e que possuem células
do tipo procarionte. Podem nutrir-se autotroficamente
ou de maneira heterotrófica
Reino Protista; é o reino onde estão inclusos algas
e protozoários. Podem ser uni ou pluricelulares,
autotróficos ou heterotróficos, mas todos possuem
células eucarionte.
Reino Fungi; representado pelos cogumelos,
leveduras e bolores, podem ser uni ou pluricelulares,
são heterotróficos e apresentam células do tipo
eucarionte.
Reino Plantae; representado pelos vegetais, todos
apresentam células eucariontes, são multicelulares e
autotróficos.
Reino Animalia; seres multicelulares eucariontes,
de nutrição heterotrófica, é o reino que estão
inclusos os animais.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
01. (UFPB 2009 MODIFICADA) Em uma aula de Sistemática, a professora falou acerca das principais categorias taxonômicas (reino, filo, classe, ordem, família, gênero e espécie) e, para ilustrar sua aula, apresentou a seguinte relação de organismos representantes da rica biodiversidade da caatinga. Com relação aos organismos citados, identifique a alternativa correta: A) Amazonetta brasiliensis e Schinopsis brasiliensis pertencem a mesma espécie. B) Opuntia inamoena e Opuntia palmadora pertencem reinos distintos. C) Euphractus sexcinctus e Dasypus novemcinctus pertencem ao mesmo reino. D) Callonychium brasiliense e Amazonetta brasiliensis pertencem ao mesmo gênero.
02. (ENEM 2011) Os Bichinhos e o Homem
Arca de Noé (Toquinho & Vinícius de Moraes)
Nossa irmã, a mosca
É feia e tosca Enquanto que o mosquito
É mais bonito Nosso irmão besouro Que é feito de couro
Mal sabe voar Nossa irmã, a barata Bichinha mais chata É prima da borboleta
Que é uma careta Nosso irmão, o grilo
Que vive dando estrilo Só para chatear
O poema acima sugere a existência de relações de afinidade entre os animais citados e nós, seres humanos. Respeitando a liberdade poética dos autores, a unidade taxonômica que expressa a afinidade existente entre nós e estes animais é A) o filo B) o reino C) a classe D) a família E) a espécie 03. (PUCPR 2007) O palmito-juçara e o açaí têm como nomes científicos Euterpe edulis e Euterpe oleracea, respectivamente. Pode-se dizer que ambos apresentam os mesmos níveis taxonômicos, EXCETO: A) Gênero. B) Família. C) Ordem. D) Divisão. E) Espécie.
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78
04. (UNICAMP) Leptodactylus labyrinthicus é um nome aparentemente complicado para um anfíbio que ocorre em brejos do Estado de São Paulo. Justifique o uso do nome científico em vez de, simplesmente, "rã-pimenta", como dizem os pescadores.
05. (FATEC) O esquema representa quatro
categorias de classificação inclusivas. Se os
triângulos representam uma determinada espécie, o
círculo será
A) um filo. C) uma ordem. E) um gênero.
B) um reino. D) uma família.
VÍRUS
I. CARACTERÍSTICAS GERAIS
Ao contrário dos seres vivos que fazem parte dos cinco reinos biológicos, os vírus não são encaixados em nenhum
deles devido as suas características peculiares. Seu nome significa ―veneno‖ e eles são os seres mais simples que
existem no mundo vivo. Os vírus são acelulares, ou seja, não são células e não são feitos de células. São
considerados parasitas intracelulares obrigatórios, não possuem a capacidade de manifestar atividade
metabólica fora de uma célula viva, quando o fazem utilizam-se dos componentes celulares e controlam o seu
metabolismo. Portanto devem obrigatoriamente parasitar o meio interno de uma célula para fins reprodutivos. A
maioria deles é muito menor que as mais diminutas bactérias, por isso são considerados seres
ultramicroscópicos, só podendo ser visualizados com a utilização de microscópios eletrônicos.
II. ESTRUTURA
Estruturalmente são muitos simples, sendo formados
basicamente por dois tipos de moléculas, ácidos
nucléicos que podem constituir o seu material
genético e proteínas, as proteínas virais forma uma
estrutura chamada de capsídeo, que possui a
função de proteger o material genético. Alguns
podem apresentar uma estrutura lipídica chamada de
envelope lipoproteico que adquirem de suas
células hospedeiras. Podem apresentar a forma de
bastão, esfera, de cápsulas, etc.
Os vírus são classificados de acordo com diversas
características:
Se o material genético é o DNA ou o RNA
Se o ácido nucléico é fita simples ou dupla
Se o vírus é envelopado ou não
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79
III. REPRODUÇÃO
Para a formação de novos vírus, deve ocorrer a
duplicação do ácido nucléico viral e a síntese das
proteínas que formam o capsídeo. Os vírus dispõem
de diferentes mecanismos para utilizarem as células
hospedeiras, e desviarem o metabolismo celular para
o seu benefício. Vírus que infectam bactérias,
chamados de bacteriófagos podem, por exemplo,
se reproduzir por meio de dois ciclos:
Ciclo lítico: o vírus se apropria da
maquinaria da célula hospedeira,
produzindo novos vírus que provocam um
lise celular e consequentemente a morte
da célula.
Ciclo lisogênico: nesse ciclo não ocorre a
lise celular, e a medida em que a célula vai
se dividindo, o material genético viral vai
passando de geração em geração de
células, entretanto a qualquer momento o
ciclo lisogênico pode passar a se tornar
lítico.
IV. VÍRUS E DOENÇAS HUMANAS
Os vírus podem causar doenças em plantas e
animais. As principais doenças causadas por vírus
que atingem o homem são:
Hidrofobia (Raiva): saliva introduzida pela mordida
de animais infectados (o cão, por exemplo). Infecção:
o vírus penetra pelo ferimento e instala-se no
sistema nervoso. Controle: vacinação de animais
domésticos e aplicação de soro e vacina em pessoas
mordidas. Sintomas e características: febre, mal-
estar, delírios, convulsões, paralisia dos músculos
respiratórios (é doença mortal).
Hepatite; A hepatite A e E são caracterizadas pela
inflamação do fígado, os sintomas em geral passam
despercebidos, mas em casos graves pode causar
febre, dor de cabeça, indisposição e icterícia devido
à ruptura de células hepáticas. A contaminação se
dá por meio da ingestão de água e alimentos
contaminados com fezes de portadores do vírus, não
há tratamento e uma vacina logo deve entrar em
comercialização. As únicas medidas de combate ao
vírus é o tratamento da água e medidas de
saneamento básico. As hepatites B e C podem ser
transmitidas por meio de relações sexuais,
transfusões sanguíneas e seringas contaminadas. As
medidas profiláticas consistem no uso de
preservativos antes de relações sexuais, atentar para
a qualidade do sangue empregado em transfusões e
o uso de seringas descartáveis.
Dengue; A doença é caracterizada por febre alta, dor
de cabeça, dores nas juntas, fraqueza, falta de
apetite, manchas vermelhas na pele e pequenos
sangramentos. No tipo hemorrágica pode ser grave e
causar queda na pressão arterial devido as
hemorragias, podendo levar à morte. A transmissão
ocorre pela picada do mosquito fêmea Aedes
aegypti, mas ocasionalmente também por Aedes
albopictus, esses mosquitos são os vetores da
doença. Não há tratamento nem imunização e as
medidas profiláticas consistem no combate aos
mosquitos transmissores da doença.
Febre amarela; A doença em alguns casos pode ser
inaparente, em outros pode até levar à morte. O
vírus ataca as células do fígado, o que dá o aspecto
amarelado à pele do doente, afeta também o baço,
rins e linfonodos. Em áreas urbanas a doença pode
ser transmitida pela picada das fêmeas de Aedes
aegypti, já em áreas não urbanas os vetores da
doença são as fêmeas do mosquito do gênero
Haemagogus.
Gripe; A doença é caracterizada por calafrios, dores
de cabeça e dores musculares. A transmissão ocorre
por meio de gotículas de saliva contaminadas que
penetram pelas vias respiratórias. Deve-se evitar o
contato direto com os doentes. A imunização pode
ser feita através da vacinação.
Vírus bacteriófago, um vírus que ataca células bacterianas
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80
V. O VÍRUS HIV
É o agente causador da AIDS (da sigla inglesa;
Síndrome da Imunodeficiência Adquirida). O vírus
HIV é um retrovírus, possuindo como material
genético o RNA, realiza um processo denominado de
retrotranscrição utilizando a enzima transcriptase
reversa. Essa enzima é capaz de transcrever uma
nova molécula de DNA utilizando o RNA viral como
modelo. O DNA produzido comandará a síntese de
novas moléculas de RNA, que poderão se prestar à
síntese de proteínas ou servirem como moléculas de
material genético para novos vírus. O vírus HIV ataca
células do sistema imunitário denominadas de
linfócito T ou células CD4 que comandam a
atividade dos linfócitos B e de outros glóbulos
branco. Assim a destruição dos linfócitos T debilita o
sistema de defesa humano, e o organismo pode ficar
sujeito a inúmeras doenças oportunistas. O principal
modo de transmissão se dá pelo ato sexual. Pode
também ocorrer pela transfusão de sangue, seringas
ou materiais cirúrgicos contaminados, placenta de
mães infectadas pelo HIV, leite materno de mães
contaminadas pelo HIV, etc. A facilidade com que o
vírus possui de sofrer mutações impede que uma
vacina para o combate seja fabricada e o tratamento
ainda não existe de forma definitiva. AZT
(zidovudina) e outras drogas (na forma de
"coquetéis") podem reduzir os sintomas por vários
mecanismos de ação - por exemplo, inibindo a
enzima transcriptase reversa - dificultando a
replicação do vírus.
VI. PRÍONS
As proteínas são os componentes fundamentais dos
seres vivos e são responsáveis pela maioria de suas
funções vitais. Elas são codificadas pelos genes
presentes no DNA e são compostas por uma série
de aminoácidos. Os aminoácidos se unem através
de ligações chamadas de ligações peptídicas e
formam uma longa cadeia denominada polipeptídio.
Uma das proteínas produzidas normalmente pelos
genes de todos os animais é a proteína príon
celular (ou PrPc). Esta proteína atua nas células
nervosas e, em condições normais, não provoca
nenhum dano ao organismo. Porém, devido a
algumas doenças, chamadas de doenças priônicas,
a PrPc pode ter sua estrutura alterada, formando
uma proteína modificada, chamada príon. Os príons
são capazes de provocar a alteração da
conformação de PrPcs normais, transformando-as
em outros príons. Este processo gera uma reação
em cadeia que produz mais e mais príons. A forma
como isso ocorre ainda não está clara para os
cientistas. Acredita-se que um mal que acomete
bovinos, a doença da vaca louca, seja uma doença
provocada por príons. A doença da vaca louca é
também conhecida como encefalopatia
espongiforme bovina (ou EEB).
A EEB ataca o gado provocando a morte de células
de seu sistema nervoso central. Devido à
degeneração celular, formam-se buracos no tecido
nervoso e este fica com um aspecto esponjoso,
vindo daí o nome encefalopatia espongiforme. O
gado passa a apresentar comportamentos estranhos
e acaba morrendo.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
06. (FUVEST 2008) Um argumento correto que pode
ser usado para apoiar a idéia de que os vírus são
seres vivos é o de que eles
A) não dependem do hospedeiro para a reprodução.
B) possuem número de genes semelhante ao dos
organismos multicelulares.
C) utilizam o mesmo código genético das outras
formas de vida.
Os vírus são responsáveis por várias doenças graves em
humanos, dentre elas a AIDS.
BIOLOGIA CURSINHO DO DCE UFRN 2012|BIODIVERSIDADE
81
D) sintetizam carboidratos e lipídios,
independentemente do hospedeiro.
E) sintetizam suas proteínas independentemente do
hospedeiro.
07. (UFRN 2009) Apesar de não saber que a raiva
era causada por um vírus, Pasteur realizou vários
experimentos para desenvolver uma vacina contra
essa doença. No experimento inicial, que não deu
certo, ele recolheu saliva de cães infectados e a
inoculou em um recipiente de vidro (balão) contendo
meio de cultura (água e nutrientes). Esse
experimento não deu certo porque o vírus
A) é um microrganismo envelopado.
B) intensificou sua virulência.
C) atenuou sua patogenicidade.
D) é metabolicamente dependente.
08. (UNIMEP-SP) Alguns vírus atacam e destroem
bactérias e por isso receberam o nome de
bacteriófagos ou simplesmente fagos. Com relação a
esses vírus, afirma-se que:
A) são constituídos quimicamente de moléculas de
hidrocarbonetos.
B) possuem grandes quantidades de mitocôndrias e
ergastoplasma, essenciais para que se possam
reproduzir.
C) são constituídos de uma cápsula protéica e um
miolo de DNA, sendo apenas o DNA injetado na
bactéria.
D) são constituídos de nucleoproteína, e penetram
inteiros dentro da bactéria, multiplicando-se, então,
por cissiparidade.
E) são moléculas procarióticas que parasitam
bactérias, terminando por destruí-las.
09. (ENEM 2009) Estima-se que haja atualmente no
mundo 40 milhões de pessoas infectadas pelo HIV (o
vírus que causa a AIDS), sendo que as taxas de
novas infecções continuam crescendo,
principalmente na África, Ásia e Rússia. Nesse
cenário de pandemia, uma vacina contra o HIV teria
imenso impacto, pois salvaria milhões de vidas.
Certamente seria um marco na história planetária e
também uma esperança para as populações
carentes de tratamento antiviral e de
acompanhamento médico. Uma vacina eficiente
contra o HIV deveria:
A) induzir a imunidade, para proteger o organismo da
contaminação viral.
B) ser capaz de alterar o genoma do organismo
portador, induzindo a síntese de enzimas protetoras.
C) produzir antígenos capazes de se ligarem ao
vírus, impedindo que este entre nas células do
organismo humano.
D) ser amplamente aplicada em animais, visto que
esses são os principais transmissores do vírus para
os seres humanos.
E) estimular a imunidade, minimizando a transmissão
do vírus por gotículas de saliva.
10. (UFCE MODIFICADA) A AIDS tende a se tornar
uma doença crônica (e não fatal) graças ao maior
conhecimento científico e à precocidade no
tratamento. Recentemente, um passo importante foi
dado nesse sentido com a utilização de um ―coquetel
antiaids‖, desenvolvido pela equipe do doutor David
Ho, que dirige o centro Aaron Diamond de Nova
York, onde se pesquisa a doença. O coquetel é uma
combinação de drogas que inibem a ação da
transcriptase reversa e de proteases.
A) Que tipo de moléculas são essas, inibidas pelas
drogas que compõe o coquetel?
B) Qual a função desempenhada por cada uma
dessas moléculas (que são inibidas) utilizadas pelo
vírus para se multiplicar
C) O vírus causador da AIDS é um retrovírus. Qual
tipo de ácido nucléico constitui o material genético
dos retrovírus? A denominação retrovírus refere-se a
que características desses vírus?
11. (UFABC 2009) Os desenhos representam
microrganismos que apresentam características
específicas e conseguem se reproduzir de modo
peculiar.
A) Identifique X e Z.
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B) Como o microrganismo X pode parasitar e destruir
o microrganismo Z?
12. (UFRN 2007) A gripe e a dengue são doenças
provocadas por vírus. A vacina para a gripe deve ser
tomada anualmente para que se adquira proteção.
No caso da dengue, ainda não existe vacina
disponível, mas os indivíduos que já contraíram a
doença ficam imunizados.
A) Se a gripe é sempre provocada pelo vírus
influenza, explique por que é necessário tomar a
vacina anualmente.
B) Explique por que um indivíduo que teve dengue
uma vez ainda pode contraí-la outras três vezes.
13. (DCE 2011) Nos últimos 25 anos, nenhum vírus
foi tão investigado quanto o HIV. Apesar de todo o
conhecimento gerado pela comunidade científica e
dos investimentos generosos em pesquisa, a
produção de uma vacina contra o causador da AIDS
ainda está distante Uma peculiaridade do HIV que o
torna tão ameaçador
A) é q o HIV ataca a célula mais importante do
sistema imunológico humano, as plaquetas, e assim
não conseguimos produzir anticorpos para combater
a infecção
B) são as freqüentes mutações em seu material
genético, que resulta em proteínas virais que não
podem ser reconhecidas pelos anticorpos
C) é a constituição de sua parede celular, impedindo
que os antibióticos neutralize a infecção viral no
sistema imunológico humano
D) é o fato de o vírus se replicar utilizando a enzima
transcriptase reversa, que transcreve o DNA viral em
RNA
E) é possuir uma cápsula lipídica que impede a ação
da vacina
14. (PUCMG) A maioria dos morcegos que vemos
voando durante a noite, na cidade, são
completamente inofensivos ao homem. São
morcegos frugívoros, ou seja, que se alimentam de
frutos. Existem também aqueles que são nectívoros,
ou seja, se alimentam do néctar das flores. No
entanto, no meio rural, ocorrem morcegos vampiros,
atraídos pela existência de bois, vacas e cavalos,
dos quais sugam o sangue; eventualmente, esses
morcegos podem sugar sangue do homem. Tal fato
é preocupante, pois os morcegos hematófagos são,
conhecidamente, transmissores de uma doença
virótica e fatal, se não tratada a tempo. A doença à
qual o texto se refere é:
A) Caxumba.
B) Hepatite.
C) Rubéola.
D) Raiva.
E) Sarampo.
15. (UNESP 2011) Uma novidade dos cientistas:
Combate à dengue com a ajuda do próprio mosquito
transmissor Para os animais, o ato sexual é o
caminho para a perpetuação da espécie. Um objetivo
primordial que está se invertendo – pelo menos para
o Aedes aegypti, o mosquito transmissor da dengue.
Por meio de manipulação genética, uma população
de machos criada em laboratório recebeu um gene
modificado que codifica uma proteína letal à prole.
Quando esses machos cruzam com fêmeas normais
existentes em qualquer ambiente, transmitem o gene
à prole, que morre ainda no estágio larval. A primeira
liberação na natureza desses animais geneticamente
modificados no Brasil foi aprovada em dezembro de
2010 pela Comissão Técnica Nacional de
Biossegurança (CTNBio). A linhagem deverá ser
liberada no município de Juazeiro, no estado da
Bahia. Sobre a notícia, pode-se afirmar corretamente
que os mosquitos
A) transgênicos liberados no ambiente irão se
reproduzir e aumentar em número, substituindo a
população original.
B) criados em laboratório, quando liberados no
ambiente, irão contribuir com a redução do tamanho
populacional das gerações seguintes.
C) geneticamente modificados são resistentes à
infecção pelo vírus causador da dengue, o que reduz
a probabilidade de transmissão da doença.
D) são portadores de uma mutação em um gene
relacionado à reprodução, tornando-os estéreis e
incapazes de se reproduzirem e transmitirem a
dengue.
E) modificados produzem prole viável somente se
cruzarem com fêmeas, também modificadas,
portadoras do mesmo gene.
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BACTÉRIAS E OS SERES
PROCARIÓTICOS
Existem muitos procariotos a nossa volta, em todos
os lugares. Eles são tão pequenos que não podemos
visualizá-los a olho nu, mas são as criaturas de
maior sucesso evolutivo na terra. Eles são
encontrados em todos os lugares, desde fontes
termais de água quente, no intestino dos seres
humanos e também nos solos das florestas onde
podem desempenhar papéis ecologicamente
importantes.
I. BACTÉRIAS E ARQUEAS
Bactérias e arqueas são seres vivos unicelulares que
são caracterizados por possuírem células
procarióticas, o que os distinguem de todos os outros
seres vivos. As arqueas são muitos semelhantes às
bactérias e diferem em alguns aspectos bioquímicos
e genéticos. As bactérias, por exemplo, apresentam
a parede celular constituída por um amino-açúcar
denominado de peptidioglicano, enquanto arqueas
não apresentam essa estrutura. A regulação e
funcionamento dos genes nas arqueas é muito
semelhante àquela observada nos seres eucariontes,
diferentemente do que ocorre com as bactérias.
II. ORGANIZAÇÃO DA CÉLULA
BACTERIANA
As bactérias são seres diminutos e muito simples,
apresentam organização celular do tipo procarionte,
assim não possuem núcleo e nem organelas
membranosas, a única organela que as bactérias
possuem são os ribossomos, que estão associados a
síntese de proteínas. O material genético consiste
em uma única molécula de DNA circular, por vezes
denominado nucleóide, que é encontrada dispersa
no citoplasma. Ainda no citoplasma algumas
bactérias podem apresentar moléculas adicionais de
DNA denominadas de plasmídios, que podem
conter genes de resistência a antibióticos. Na
membrana plasmática da célula bacteriana observa-
se uma dobra na região mediana, que forma uma
estrutura relacionada com a respiração celular
(possui enzimas respiratórias), o mesossomo que
também sustenta o cromossomo bacteriano. Na
parte mais externa da célula encontra-se um
envoltório de proteção, a parede celular, que nas
bactérias é formado pelo amino-açúcar
peptídioglicano. Revestindo a parede celular,
algumas bactérias podem possuir um envoltório que
não é essencial à sua vida, mas que confere
vantagem, a cápsula. Muitas bactérias apresentam
ligada as suas paredes celulares estruturas móveis
chamadas de flagelos. As fímbrias são estruturas
que podem atuar nos processos de recombinação
genética e ajudam a bactéria a se aderir em
determinadas superfícies.
As bactérias podem diferir umas das outras em
vários aspectos, como o metabolismo, hábitat e a
forma das células. Muitas espécies formam colônias,
associações onde os participantes mantêm a sua
individualidade e conseguem viver de forma isolada
quando são separados. Observe a figura abaixo:
Estrutura de uma célula bacteriana.
As bactérias são seres unicelulares, mas podem se
agrupar de modo a formarem colônias.
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III. CARACTERÍSTICAS NUTRICIONAIS
Elas podem apresentar os dois tipos de nutrição: a
autotrófica, que pode ocorrer por meio da
fotossíntese, onde as bactérias utilizam a luz como
fonte de energia para a síntese de compostos
orgânicos. Algumas dessas bactérias, como as
proclorófitas e as cianobactérias, realizam
fotossíntese semelhante à das plantas e algas. Elas
também podem realizar a quimiossíntese, que utiliza
a energia resultante de oxidações de compostos
inorgânicos para a síntese de substâncias orgânicas,
é o caso das bactérias verdes e das bactérias
púrpuras, cuja fotossíntese não libera oxigênio, já
que em vez de água elas usam gás sulfídrico (H2S).
A maioria das bactérias é heterotrófica por
absorção, retirando moléculas orgânicas já digeridas
do ambiente ou de seres vivos que parasitam. O
oxigênio pode ser indispensável, letal ou inócuo para
as bactérias, o que permite classificá-las em:
Aeróbias estritas: exigem a presença de oxigênio,
como as do gênero Acinetobacter.
Facultativas: apresentam mecanismos que as
capacitam a utilizar o oxigênio quando disponível,
mas desenvolver-se também em sua ausência.
Escherichia coli e várias bactérias entéricas tem esta
característica.
Anaeróbias estritas: não toleram o oxigênio. Ex.:
Clostridium tetani, bactéria produtora de potente
toxina que só se desenvolve em tecidos necrosados
carentes de oxigênio.
IV. REPRODUÇÃO
Reproduzem-se exclusivamente de maneira
assexuada, onde não ocorre variabilidade genética.
Esse processo denominado divisão binária ou
cissiparidade. Tem início com a duplicação do
material genético da bactéria, Logo após, a célula se
divide, dando origem a duas células-filhas com a
mesma bagagem hereditária da célula-mãe.
V. MECANISMOS DE RECOMBINAÇÃO
GENÉTICA
As bactérias apresentam reprodução assexuada por
bipartição. No entanto, é possível encontrarmos
formas de recombinação genética entre as bactérias.
Uma dessas formas é a conjugação, em que uma
bactéria doadora de DNA transfere, através de uma
estrutura chamada pili, um plasmídio para a bactéria
receptora, que pode incorporá-lo ao seu
cromossomo, o que produz uma mistura genética.
Num outro processo, chamado transformação, as
bactérias absorvem diretamente do meio em que se
encontram, fragmentos de DNA provenientes, por
exemplo, de bactérias mortas e decompostas.
A conjugação é uma das maneiras que as bactérias
dispõem para recombinar seus genes.
As bactérias se reproduzem de maneira assexuada,
assim, nesse tipo de reprodução não ocorre variabilidade
genética, entretanto elas dispõem de mecanismos para
recombinar seus genes.
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Por fim, os vírus bacteriófagos, ao se formarem no
interior de bactérias infectadas, podem incorporar
DNA bacteriano, transferindo-o ao infectar outra
bactéria, num processo chamado de transdução.
VI. A IMPORTÂNCIA DAS BACTÉRIAS
Algumas bactérias podem ser úteis ao homem e são
utilizadas na agricultura e na indústria (produção de
iogurte, queijos, vinhos).
VII. ALGUMAS DOENÇAS CAUSADAS
POR BACTÉRIAS
Tuberculose: é causada pelo bacilo Mycobacterium
tuberculosis, ataca geralmente os pulmões. Há tosse
persistente, emagrecimento, febre, fadiga e, nos
casos mais avançados, hemoptise (Tossir sangue).
O tratamento é feito com antibióticos e as medidas
preventivas incluem vacinação das crianças – a
vacina é a BCG.
Hanseníase (lepra): transmitida pelo bacilo de
Hansen (Mycobacterium leprae), causa lesões na
pele, nas mucosas e nos nervos. O doente fica com
falta de sensibilidade na pele. Quando o tratamento é
feito a tempo, a recuperação é total.
Tétano: produzido pelo bacilo do tétano (Clostridium
tetani), pode penetrar no organismo por ferimentos
na pele ou pelo cordão umbilical do recém nascido
quando este é cortado por instrumentos não
esterilizados. Há dor de cabeça, febre e contrações
musculares, provocando rigidez na nuca e
mandíbula. A vacinação e os cuidados médicos (é
aplicado o soro antitetânico em caso de ferimento
suspeito) são essenciais.
Leptospirose: causada pela Leptospira interrogans,
é transmitida pela água, alimentos e objetos
contaminados por urina de ratos, cães e outros
animais portadores da bactéria. Há febre alta,
calafrios, dores de cabeça e dores musculares e
articulares. É necessário atendimento médico para
evitar complicações renais e hepáticas.
Gonorréia ou blenorragia: causada por uma
bactéria, o gonococo Neisseria gonorrhoeae,
transmite-se por contato sexual. Provoca dor,
ardência e pus urinar. O tratamento deve ser feito
sob orientação médica, pois exige o emprego de
antibióticos.
Sífilis: provocada pela bactéria Treponema pallidum,
é transmitida, geralmente, por contato sexual (pode
passar também da mãe para o feto pela placenta).
Um sinal característico da doença é o aparecimento,
próximo aos órgãos sexuais, de uma ferida de
bordas endurecidas, indolor (o "cancro duro"), que
regride mesmo sem tratamento. Entretanto, essa
regressão não significa que o indivíduo esteja
curado, sendo absolutamente necessários
diagnóstico e tratamento médicos. Sem tratamento, a
doença tem sérias conseqüências, atacando
diversos órgãos do corpo, inclusive o sistema
nervoso, e provocando paralisia progressiva e morte.
Na transdução a recombinação ocorre por meio de um
vírus bacteriófago, que transfere genes de uma bactéria a
outra.
Na transformação ocorre o englobamento de fragmentos de
material genético pelas bactérias, que passam a apresentar
novas características.
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EXERCÍCIOS PROPOSTOS
16. (FUVEST) Um estudante escreveu o seguinte em
uma prova: ―As bactérias não têm núcleo nem DNA‖.
Você concorda com o estudante? Justifique.
17. (Unesp) Os antibióticos fazem parte do arsenal
da medicina, auxiliando-nos no combate às doenças
provocadas por agentes infecciosos.
Por que os antibióticos são indicados para os casos
de infecção cujos agentes são bactérias, enquanto
as vacinas são indicadas para a prevenção de
infecções virais?
18. (UFC 2009) Para a produção de iogurte caseiro,
uma cozinheira esquentava o leite a
aproximadamente 40 °C e adicionava meio copo de
iogurte. Depois disso, mantinha essa mistura nessa
temperatura por proximadamente quatro horas. Com
base nessas informações, responda o que se pede a
seguir.
A) Quais microrganismos são responsáveis pela
produção do iogurte?
B) Que tipo de processo é realizado pelos
microrganismos para que o leite se torne iogurte?
C) Por que não haveria a formação de iogurte se a
mistura fosse mantida a 80 °C?
D) Por que não haveria a formação de iogurte se, ao
invés de adicionar iogurte, a cozinheira tivesse
adicionado fermento biológico?
19. (PUCPR 2007) Em algumas bactérias, ocorre
transferência de material genético através de
estruturas de pontes citoplasmáticas. Esse tipo de
reprodução é denominado:
A) Conjugação.
B) Brotamento.
C) Transformação.
D) Transdução.
E) Esporulação.
20. (UFRN 2004) Desde muito tempo, a humanidade
vem utilizando o sal para conservar a carne. Com a
invenção dos refrigeradores, a conservação passou
a ser feita utilizando-se o congelamento. Hoje em
dia, apesar do grande número de alimentos
comercializados como congelados, o processo de
salga ainda é muito utilizado, como, por exemplo, na
preparação da carne de charque.
A) Explique como a concentração elevada de sal
permite a conservação de carnes.
B) Explique como o congelamento atua na
conservação dos alimentos.
21. (ENEM 2007)
São características do tipo de reprodução
representado na tirinha:
A) simplicidade, permuta de material gênico e
variabilidade genética.
B) rapidez, simplicidade e semelhança genética.
C) variabilidade genética, mutação e evolução lenta.
D) gametogênese, troca de material gênico e
complexidade.
E) clonagem, gemulação e partenogênese.
22. (UFRN 2003) É muito conhecido o uso de
lactobacilos vivos para o bom funcionamento do
intestino, havendo vários produtos disponíveis no
mercado contendo esses organismos. Uma das
principais vantagens desses produtos é auxiliar no
combate a infecções intestinais. Os produtos são
preparados à base de leite fermentado, contendo alto
teor do microrganismo Lactobacillus acidophilus,
uma das espécies mais utilizadas industrialmente e
benéficas à saúde do homem. A partir das
informações do texto, responda às solicitações a
seguir.
A) Como os lactobacilos podem ajudar na prevenção
de infecções intestinais e diarréias?
B) O que aconteceria se o intestino ficasse
completamente livre de microrganismos?
BIOLOGIA CURSINHO DO DCE UFRN 2012|BIODIVERSIDADE
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23. (PUCSP) Na década de 1920, o bacteriologista
Alexander Fleming, cultivando linhagens de
estafilococos, notou que uma das placas de cultura,
contendo colônias de bactérias, apareceu
contaminada por um tipo de fungo. Ao transferir o
fungo para um caldo nutritivo, Fleming verificou que
nesse meio não se desenvolviam vários tipos de
bactérias, devido à ação de substâncias produzidas
pelo fungo.
Esse trabalho foi um dos mais significativos deste
século, pois permitiu aos cientistas, posteriormente,
a produção de
A) hormônios, utilizados no tratamento de doenças
hereditárias.
B) corticóides, utilizados no tratamento de doenças
alérgicas.
C) antibióticos, utilizados no tratamento de doenças
infecciosas.
D) vacinas, utilizadas na imunização de doenças
causadas por fungos e bactérias.
E) soros, utilizados na imunização de doenças
causadas por fungos e bactérias.
24. (UNESP 2011) No filme Eu sou a lenda, um vírus
criado pelo homem espalhou- se por toda a
população de Nova Iorque. As vítimas do vírus,
verdadeiros zumbis, vagam à noite pela cidade, à
procura de novas vítimas. No filme, Robert Neville
(Will Smith) é um cientista que, sem saber como,
tornou-se imune ao vírus. A obsessão de Neville é
encontrar outros que, como ele, não estão
infectados, e possibilitar um mecanismo para a cura.
A cura vem através do sangue: amostras de sangue
de pessoas doentes que melhoraram depois de
infectadas pelo vírus, quando administradas a outros
doentes, podem promover a melhora.
Considerando-se o contido na sinopse do filme, pode-se inferir que, mais provavelmente, o princípio biológico utilizado por Neville para debelar a doença é a administração de A) soro, composto de anticorpos presentes no sangue de pacientes contaminados. B) soro, composto de antígenos presentes no sangue de pacientes contaminados. C) vacina, composta de anticorpos presentes no sangue de pacientes contaminados. D) vacina, composta de antígenos presentes no sangue de pacientes contaminados. E) vírus atenuados, presentes no sangue de pacientes que melhoraram ou no sangue de pessoas imunes. 25. (PUCMG) A água oxigenada é comumente aplicada em ferimentos para combater microorganismos, como, por exemplo, no caso das bactérias causadoras do tétano. É CORRETO afirmar que: A) as bactérias patogênicas no caso são aeróbias. B) a água oxigenada é decomposta pelas partículas encontradas na sujeira. C) a água oxigenada é decomposta por substâncias liberadas pelas bactérias, D) a decomposição da água oxigenada ocorre pela ação da catalase encontrada nos tecidos lesados.
O REINO PROTOCTISTA:
Todos aqueles seres que não apresentam células do tipo eucarionte e que não são plantas, fungos ou animais são
chamados de protistas. É um grupo diversificado, alguns são móveis enquanto outros são sésseis. Outros são
fotossintetizantes enquanto outros são heterotróficos, há também aqueles que são unicelulares e outros que podem
ser multicelulares tão grandes quanto um campo de futebol.
BIOLOGIA CURSINHO DO DCE UFRN 2012|BIODIVERSIDADE
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I. ALGAS: CARACTERÍSTICAS GERAIS
Esses seres vivos podem viver na água doce, no mar, ou em ambientes úmidos de terra
firme. Podem ser uni ou pluricelulares possuindo estruturas semelhantes a folhas e
caules das plantas. A nutrição é do tipo autotrófica, sendo realizada por meio da
fotossíntese que ocorre no interior de seus cloroplastos. A maioria possui a parede
celular formada pelo polissacarídeo celulose, entretanto outros materiais como o dióxido
de silício possam ser empregados em sua constituição. São abundantes nos mares e em
grande lagos, onde constituem o fitoplâncton. O mecanismo básico de reprodução é a
divisão binária. Em muitas pode ocorrer a reprodução por meio da fragmentação.
Algumas espécies multicelulares reproduzem-se por meio da zoosporia, que consiste na formação de células
flageladas, os zoósporos, que são liberados da alga que o produziu nadam até um local onde se fixam e originam
novas algas.
II. IMPORTÂNCA DAS ALGAS
1. Consistem na base das cadeias alimentares nos ecossistemas aquáticos, uma vez que por meio da fotossíntese
produzem compostos orgânicos dos quais outros seres vivos podem utilizar de forma direta ou indireta como fonte
de energia metabólica.
2. Por meio do processo fotossintético, seres como as algas mantém os níveis de oxigênio no planeta em níveis
compatíveis com a vida.
3. Diversas espécies de algas podem ser utilizadas na alimentação humana. Recentemente o seu potencia para a
fabricação de biocombustíveis vêm sendo investigado.
4. Algas unicelulares podem estabelecer associações mutualísticas com fungos para formarem os líquens. Eles
conseguem colonizar ambientes inóspitos onde outros seres vivos não conseguiriam.
5. Um grupo de algas denominado de Dinoflagelados pode causar um fenômeno conhecido como maré - vermelha
quando se proliferam em excesso em determinadas regiões do mar. Essas algas liberam pigmentos avermelhados e
substâncias tóxicas na água do mar, o que pode provocar a morte de peixes, moluscos e outros animais.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
26. (UFRN 2010) Em um ecossistema, as
populações se organizam de modo a estabelecerem
entre si relações alimentares ou tróficas. O desenho
a seguir trata, com humor, desse tema.
Com base no desenho acima, o qual representa um
ecossistema marinho, é correto afirmar:
A) Os tubarões são consumidores primários, uma
vez que se alimentam de peixes pequenos.
B) Os principais produtores desse ambiente são
algas microscópicas.
C) Os tubarões são consumidores terciários, pois se
alimentam de algas, plâncton e peixes menores.
D) Os principais decompositores desse ambiente são
as cianobactérias e o zooplâncton.
27. (FUVEST) A eutrofização por nitratos e fosfatos
tem provocado proliferação excessiva das
populações de algas, fenômeno conhecido como
BIOLOGIA CURSINHO DO DCE UFRN 2012|BIODIVERSIDADE
89
"floração das águas". A alta mortalidade de peixes
que acompanha esse fenômeno deve-se à (ao):
A) acúmulo de nitratos e fosfatos ao longo da cadeia
alimentar.
B) competição entre algas e peixes por espaço
físico.
C) competição entre algas e peixes por alimentos.
D) liberação excessiva de uréia pelas algas.
E) diminuição de oxigênio na água, causada pela
decomposição das algas.
28. (FGV) Em meados da década de 70, peixes,
focas, e até animais domésticos, apareceram mortos,
numa grande extensão do litoral sul brasileiro.
Alguns moradores também foram afetados, sentindo
tonturas e graves problemas respiratórios. Indicar a
provável causa do fenômeno natural, conhecido
como Maré Vermelha, que poderia ter causado tal
tragédia ecológica.
A) Maré Vermelha: crescimento exagerado de
bactérias coliformes.
B) Maré Vermelha: contaminação do mar por
pesticidas tóxicos, letais para peixes.
C) Maré Vermelha: floração de algas marinhas que
liberam toxinas letais.
D) Maré Vermelha: contaminação da água do mar
causada por produtos químicos tóxicos que conferem
ao mar coloração avermelhada.
E) Maré Vermelha: multiplicação exagerada de
peixes que liberam toxinas letais, mas apenas para
animais domésticos.
III. PROTOZOÁRIOS
Os protozoários são organismos que estão inseridos
dentro do Reino Protista, e engloba seres
unicelulares, eucariontes e nutrição heterotrófica por
ingestão ou absorção. Podem viver em diversos
ambientes com água doce, no mar, e terra firme de
ambientes úmidos. Eles são classificados em quatro
grupos de acordo com as estruturas que utilizam
para se locomoverem:
Flagelados; se locomovem e capturam alimentos por
meio de flagelos. Ex. Trypanosoma cruzi.
Ciliados; se locomovem por meio de cílios, que
também se prestam à captura de alimentos. Ex.
Paramecium sp.
Rizópodes ou Sarcódina; se locomovem e se
alimentam por meio de projeções citoplasmáticas
chamadas de pseudópodes. Ex. Amebas.
Apicomplexa ou esporozoário; não possuem
estruturas locomotivas e todos são parasitas. Ex.
Plasmodium sp.
IV. PROTOZOÁRIOS E DOENÇAS
HUMANAS
Várias doenças são causadas por protozoários,
vamos comentar sobre algumas delas.
1. Amebíase; Possui como agente causador uma
espécie de ameba chamada de Entamoeba
histolytica. A infecção ocorre quando uma pessoa
come alimentos ou bebe água contaminada com
cistos das amebas, que são eliminadas nas fezes de
pessoas doentes. Ao serem ingeridos os cistos
chegam ao intestino, onde se rompem e liberam
milhares de amebas, que se alimentam dos restos
alimentares e podem causar infecções nas paredes
do intestino, eventualmente pode ocorrer a liberação
de sangue nas fezes. A pessoa infectada apresenta
fraqueza muscular, desidratação, dores abdominais,
entre outros sintomas. As medidas profiláticas
consistem em boas condições sanitárias e de
higiene.
2. Doença do sono; É provocada por uma espécie
de protozoário flagelado, o Trypanosoma brucei.
Ambos são transmitidos pela picada de uma mosca,
a Glossina palpalis ou tsé-tsé. O protozoário invade o
sistema nervoso, provocando uma sonolência
contígua e um enfraquecimento do corpo que acaba
levando à morte. A doença ocorre na África e não
existe no Brasil.
Os protozoários são classificados a partir do tipo de
estruturas que utilizam para a locomoção.
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3. TricomonÍase; é causada pelo protozoário
flagelado Trichomonas vaginalis provoca, na mulher,
inflamação na uretra e na vagina, que elimina um
líquido branco ou amarelado (leucorréia ou
corrimento), podendo causar infecção também no
homem. Como a transmissão é feita por contato
sexual, ambos os parceiros devem tomar o
medicamento indicado pelo médico.
4. Leishmaniose tegumentar; Também conhecida
como úlcera de Bauru; é causada pelo protozoário
flagelado Leishmania braziliensis. A doença
transmite-se pela picada de mosquitos fêmeas do
gênero Lutzomyia e conhecidos como mosquitos
palha, corcundinhas ou biriguis. O protozoário
penetra no indivíduo pela saliva do mosquito (antes
de sugar o sangue, o mosquito injeta saliva para
evitar a coagulação do sangue em seu aparelho
bucal) e se reproduz intensamente na pele, por
divisão binária. No fim de alguns dias, aparece uma
lesão na pele; mais tarde, o parasita se espalha,
causando lesões na mucosa da boca, no nariz e na
faringe. O inseto contrai o protozoário quando suga
pessoas infectadas. Um meio de defesa contra seu
ataque é o uso de telas ou cortinados; outro seria a
construção de casas a mais de cem metros das
matas, pois o mosquito tem vôo curto. O tratamento,
se feito a tempo, permite a regressão das lesões.
5. Doença de Chagas; Assim chamada em
homenagem ao cientista brasileiro Carlos Chagas
(1879-1934), o descobridor do ciclo da doença.
Provocada pelo Trypanosoma cruzi ("cruzi" referese
ao cientista Oswaldo Cruz), é transmitida por
percevejos triatomíneos (Triatoma infestans,
Panstrongylus megistus e outras espécies),
conhecidos usualmente como barbeiro, chupança,
procotó ou bicho-de-parede. O barbeiro contrai o
protozoário de animais silvestres (chamados
reservatórios naturais), como o tatu, o gambá e o
macaco, ou de um homem portador da doença. O
protozoário sai pelas fezes do barbeiro (o inseto
defeca ao sugar o sangue do indivíduo), penetrando
no orifício deixado pela picada, ou na ferida feita
quando o indivíduo se coça. Primeiramente, aloja-se
na pele, onde perde o flagelo e se reproduz por
divisão binária. Os indivíduos resultantes dessas
divisões dirigem-se, através do sangue, a outros
órgãos (coração, fígado, etc.), provocando lesões. O
doente pode morrer por insuficiência cardíaca.
O barbeiro encontra seu ambiente ideal para
reprodução e abrigo nas frestas das paredes de
casas de pau-a-pique (casas construídas com barro
socado sobre uma armação de varas e troncos), de
onde sai à noite para se alimentar de sangue.
Portanto, para erradicar a doença é necessário
combater o barbeiro com inseticidas e substituir
essas moradias por casas de alvenaria. Isto significa
que somente criando condições de habitação
decente é que se pode eliminar uma doença que
atinge cerca de 12 milhões de brasileiros,
principalmente a classe mais pobre. É necessário
também fiscalizar bancos de sangue, já que o
tripanossomo pode ser transmitido por transfusões
de sangue. Outra forma de transmissão ocorre
quando mães contaminadas passam o parasita para
o filho através da placenta.
6. Toxoplasmose; É causada pelo apicomplexa
Toxoplasma gondii e transmitida por contato com
animais domésticos, como o gato ou o cachorro. A
doença é assintomática na maioria das pessoas,
mas em mulheres grávidas, causa freqüentemente
problemas ao feto, como retardamento mental e até
morte. A doença pode ser adquirida pela ingestão de
água ou carne contaminada com os cistos do
toxoplasma.
7. Malária; É uma doença muito disseminada em
países tropicais, no Brasil a maior incidência de
casos da doença é na região amazônica. Possui
como agente causador o protozoário apicomplexa
Plasmodium. O plasmódio, causador dessa doença,
é transmitido pela picada da fêmea do mosquito do
gênero Anopheles. Com a saliva do mosquito
penetram também formas de plasmódio chamadas
esporozoítos, que, pelo sangue, chegam ao fígado e
baço, onde se reproduzem por divisão múltipla. Lá,
produzem formas que se denominam merozoítas. Os
merozoítas invadem então as hemácias, onde
crescem e sofrem novas divisões múltiplas,
arrebentando-as. A ruptura das hemácias provoca no
doente febre alta, com tremores, calafrios e grande
sudorese (produção de suor). Liberados no sangue,
os merozoítas vão invadir outras hemácias, que
serão também destruídas. Depois de algum tempo,
aparecem na hemácia formas que não se dividem:
são os gametócitos, que, ingeridos pelo mosquito,
originam gametas em seu tubo digestivo. No
mosquito a fecundação dos gametas produz um ovo.
Ele se fixa na parede do tubo digestivo e dá origem a
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um oocisto, que sofre então uma divisão múltipla
(chamada esporogonia) e produz esporozoítos.
Estes se dirigem até as glândulas salivares do
mosquito, de onde poderão ser inoculados no
homem. O combate à malária é feito com
medicamentos que matam as formas do parasita no
fígado e no sangue. É importante também combater
os insetos adultos com inseticidas. As formas larvais
podem ser evitadas através da drenagem de regiões
alagadas, do uso de larvicidas ou pela criação de
peixes que se alimentam de larvas. O uso de
cortinados na cama e de telas nas janelas e portas
diminui o ataque dos mosquitos.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
29. (UNESP 2008) Observe a figura.
Trata-se do ciclo de transmissão da A) dengue. B) febre amarela. C) raiva. D) leishmaniose. E) leptospirose.
30. (UFRN 2010) Uma das formas de controle da
doença de Chagas é a fiscalização nos bancos de
sangue. Isso é importante porque o parasito
Trypanosoma cruzi, causador da doença, apresenta
A) desenvolvimento, como procarionte, no plasma.
B) reprodução assexuada no interior das hemácias.
C) uma certa seletividade para os glóbulos brancos.
D) uma fase sangüínea, como protozoário flagelado.
31. (UFRN 2007) Bactérias, hidras e paramécios são organismos que apresentam reprodução assexuada.
Na figura acima, o tipo de reprodução de cada um desses organismos é, respectivamente, A) conjugação, esporulação e conjugação. B) conjugação, brotamento e conjugação. C) divisão simples, brotamento e divisão simples. D) divisão simples, esporulação e divisão simples. 32. (PUCPR 2010) Quando entendemos que
devemos redobrar os cuidados nos casos de
transfusões sanguíneas envolvendo protozooses que
possam afetar a homem, estamos procurando evitar?
A) Leishmaniose e filariose.
B) Amebíase e Dracunculose.
C) Malária e doença de chagas.
D) Giardiase e Ascaridíase.
E) Toxoplasmose e hepatite.
33. (UFRN 2011) Foi relatado, no primeiro semestre
de 2010, um surto de toxoplasmose em Natal-RN.
Esta zoonose, que, por acometer animais de ―sangue
quente‖, também pode atingir os seres humanos, tem
como agente etiológico o parasito Toxoplasma
gondii. De uma maneira geral, a infecção é
assintomática; mas seus sintomas, quando estão
presentes, geralmente são transitórios e
inespecíficos.
O plasmódio possui uma fase sanguínea onde ataca o
fígado e as hemácias e uma fase no hospedeiro
intermediário, o mosquito do gênero Anopheles.
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A ocorrência da toxoplasmose sob a forma de surto é
rara. Nessa condição, a transmissão do toxoplasma
geralmente ocorre
A) pelas fezes do inseto transmissor contaminadas
com ovos do protozoário.
B) pelo consumo de água contaminada com
proglotes do protozoário.
C) pelo manuseio de fezes de gatos contaminadas
com larvas do parasito.
D) pela ingestão de carne suína ou ovina mal cozida
com cistos do parasito.
34. (UNESP) Determinado candidato a prefeito
prometeu que, se fosse eleito, faria uma grande
ampliação da rede de esgotos e do tratamento de
água de sua cidade para erradicar ou diminuir a
incidência de doença de Chagas e de malária. Ele
realizou a sua promessa, mas falhou parcialmente
em seu intento; entretanto conseguiu erradicar a
amebíase. Qual a explicação biológica para:
A) A falha apontada?
B) O sucesso conseguido?
35. (FUVEST 2008) Os protozoários de água doce,
em geral, possuem vacúolos pulsáteis, que
constantemente se enchem de água e se esvaziam,
eliminando água para o meio externo. Já os
protozoários de água salgada raramente apresentam
essas estruturas. Explique:
A) a razão da diferença entre protozoários de água
doce e de água salgada, quanto à ocorrência dos
vacúolos pulsáteis.
B) o que deve ocorrer com um protozoário de água
salgada, desprovido de vacúolo pulsátil, ao ser
transferido para água destilada.
36. (MACKENZIE 2009)
Assinale a alternativa que preenche, correta e
respectivamente, as lacunas I, II, III e IV da tabela
acima.
A) protozoário; vírus; anopheles; sim
B) vírus; bactérias; aedes; não
C) protozoário; vírus; anopheles; não
D) protozoário; vírus; aedes; sim
E) vírus; vírus; Aedes; sim
37. (PUCRS 2007) A malária é uma antiga inimiga da
espécie humana que ainda hoje leva ao óbito mais
de um milhão de pessoas ao redor do mundo. Os
seres vivos apresentados na figura abaixo (em
diferentes escalas) fazem parte do ciclo da malária.
As expressões que correspondem, respectivamente,
aos números I, II e III estão reunidas em:
A) I – Aedes sp. II – reservatório III – Plasmodium
falciparum
B) I – Aedes sp. II – vetor III – Plasmodium
falciparum
C) I – Anopheles sp. II – vetor III – Trypanossoma
cruzi
D) I – Anopheles sp. II – vetor III – Plasmodium
falciparum
E) I – Anopheles sp. II – reservatório III –
Trypanossoma cruzi
38. (UFMG 2009) Se ingerirem alimentos
contaminados por fezes de gatos portadores do
Toxoplasma gondii, as mulheres grávidas podem
transmitir esse agente ao filho. Considerando-se
essas informações e outros conhecimentos sobre o
assunto, é INCORRETO afirmar que a toxoplasmose
assim transmitida se inclui no grupo das doenças
A) congênitas.
B) genéticas.
C) infecciosas.
D) parasitárias.
39. (PUCSP) O vírus HIV e o protozoário
Plasmodium utilizam elementos do sangue para
realizar seus ciclos de vida.
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A) Em que elementos ou componentes do sangue se
reproduzem, respectivamente, o HIV e o
Plasmodium?
B) De que forma o homem adquire as formas
infestantes desses dois agentes etiológicos?
40. (PUCSP) O gráfico abaixo tem relação com o
ciclo de um protozoário parasita pertencente ao
gênero Plasmodium. Nele, são mostradas as
variações de temperatura corpórea em função do
tempo de pessoas infectadas pelo parasita:
As setas no gráfico indicam o momento em que uma
das formas de vida desse parasita
A) entrou na circulação por meio da picada de um
inseto infectado.
B) apresentou alta taxa de reprodução no fígado.
C) apresentou alta taxa de reprodução nas fibras
cardíacas.
D) foi liberada no sangue, após o rompimento de
hemácias.
E) causou sérias lesões no intestino.
41. (FUVEST) Uma pessoa pretende processar um
hospital com o argumento de que a doença de
Chagas, da qual é portadora, foi ali adquirida em
uma transfusão de sangue. A acusação:
A) não procede, pois a doença de Chagas é causada por um verme platelminto que se adquire em lagoas. B) não procede, pois a doença de Chagas é causada por um protozoário transmitido pela picada de mosquitos. C) não procede, pois a doença de Chagas resulta de uma malformação cardíaca congênita. D) procede, pois a doença de Chagas é causada por um protozoário que vive no sangue.
E) procede, pois a doença de Chagas é causada por um vírus transmitido por contato sexual ou por transfusão sangüínea.
REINO FUNGI
Os fungos são organismos heterotróficos que,
tempos atrás, foram considerados plantas primitivas
ou degeneradas, sem clorofila. Hoje sabe-se que os
fungos são mais relacionados com os animais do
que com as plantas.
I. CARACTERÍSTICAS GERAIS
Eles são organismos eucarióticos que podem ser
unicelulares ou pluricelulares e são popularmente
conhecidos como mofos, bolores e cogumelos. Suas
células apresentam um polissacarídeo estrutural
chamado de quitina que entra na composição da
parede célula. Nesse aspecto se assemelham com
os animais, uma vez que os artrópodes (ex. barata,
escorpião, gafanhoto, etc) também empregam esse
mesmo material na composição de seus
exoesqueletos. Uma outra característica que os faz
se aproximarem dos animais é a substância
empregada como reserva energética: o glicogênio,
a mesma que é empregada pelos animais.
II. ESTRUTURA DOS FUNGOS
A maioria é
formada por um
emaranhado de
filamentos, as
hifas, cujo conjunto
chama-se micélio.
Nos grupos mais
simples, a hifa é
formada por uma
massa de
citoplasma
plurinucleada, denominada hifa cenocítica (ceno =
comum; cito = célula). Os fungos mais complexos
apresentam septos entre as células. Esses septos,
no entanto, são perfurados, de modo que haja um
constante fluxo de citoplasma na hifa. Isto facilita a
distribuição de substâncias pelo fungo. Alguns
fungos possuem estruturas reprodutoras, os corpos
frutíferos ou de frutificação, que é parte dos fungos
visível acima do solo, chamada cogumelo.
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III. CLASSIFICAÇÃO DOS FUNGOS
III. NUTRIÇÃO
A nutrição é heterotrófica por absorção de moléculas
orgânicas simples, que podem ser originadas de uma
digestão extracorpórea realizada pelo próprio fungo:
o fungo lança no ambiente enzimas digestivas, que
degradam moléculas orgânicas complexas
(macromoléculas) em moléculas menores e que são,
então, absorvidas. O fungo é formado por um
conjunto de hifas (micélio), capazes de absorver
substâncias orgânicas simples do solo ou de outros
seres vivos. Quanto às substâncias que o fungo
utiliza como alimento, eles podem ser classificados
em saprofágicos, quando se alimentam de matéria
orgânica em decomposição, ou em parasitas,
quando a fonte de alimento é a matéria orgânica
viva. Eles podem utilizar duas estratégia de obtenção
de energia: a respiração celular, onde moléculas de
glicose são degradadas total a gás carbônico e água
ou a fermentação, onde moléculas de glicose são
degradadas incompletamente e resultam na
liberação de gás carbônico e dependendo do tipo de
fermentação, álcool etílico, ácido láctico ou ácido
acético.
IV. IMPORTÂNCIA ECOLÓGICA
LÍQUENS E MICORRIZAS
Os fungos podem estabelecer associações íntimas e
permanentes com outros organismos, chamadas
liquens e micorrizas. Em ambos os tipos, os dois
organismos são beneficiados. A troca de benefícios é
tão profunda que a sobrevivência isolada dos
associados fica comprometida. Quando isso
acontece, a associação é classificada como
mutualismo ou simbiose mutualística.
LÍQUENS
São associações entre um fungo e uma alga ou uma
cianobactéria. O fungo produz um ácido que
desagrega as rochas e, através de suas hifas,
absorve água e sais minerais do solo, fornecendo –
os à alga. A alga produz matéria orgânica por
fotossíntese, fornecendo-a ao fungo. Os liquens
associados a cianobactérias podem até aproveitar o
nitrogênio do ar como nutriente. A reprodução dos
liquens é assexuada, realizada por meio de
pequenos fragmentos — os sorédios — que podem
ser levados a lugares distantes pelo vento. Os
liquens resistem a temperaturas extremas e à falta
de água. Por isso, são comumente encontrados em
rochas expostas ao sol, no gelo, em desertos e em
solos nus — onde freqüentemente são os primeiros
seres vivos a se instalarem, sendo, por isso,
chamados de seres pioneiros. Com isso, eles criam
condições para que outros seres vivos instalem-se
Um fungo pode apresentar hifas do tipo cenocítica ou
septada, os dois tipos não podem ser encontrados em um
único fungo.
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no local, permitindo o desenvolvimento de uma
comunidade.
MICORRIZAS
As micorrizas (mico= fungo; rizo= raiz) são
associações mutualísticas entre fungos e raízes de
plantas. As hifas do fungo envolvem as raízes das
plantas ou então chegam a penetrar em suas
células. O fungo aumenta a superfície de absorção
de água e sais minerais das raízes, além de
converter certos sais minerais em formas que são
mais facilmente absorvidas pelas plantas. Em troca,
a planta fornece substâncias orgânicas ao fungo. Em
geral, as plantas não crescem tão bem e, às vezes,
até morrem se forem privadas da associação com o
fungo, principalmente em solos pobres em sais
minerais.
V. DECOMPOSIÇÃO DA MATÉRIA
ORGÂNICA
Juntamente com as bactérias heterotróficas, os
fungos são os principais decompositores da biosfera.
A decomposição da matéria orgânica incorporada
nos organismo libera dióxido de carbono na biosfera
e ao solo retornam compostos nitrogenados e outras
substâncias que podem ser reutilizadas pelas e
plantas e depois pelos animais. Assim os
decompositores são tão necessários a continuidade
da vida quanto os produtores.
VI. IMPORTÂNCIA ECONÔMICA
DOS FUNGOS
Indivíduos do gênero Penicillium, por exemplo, são
capazes de produzir substâncias que agem no
sentido de combater determinadas bactérias, como
as causadoras da tuberculose, sífilis, meningite e
gonorreia. Esta descoberta em 1928 por Alexandre
Fleming é considerada pelos médicos mais antigos
como o maior milagre da medicina, já que foi capaz
de tratar diversas doenças que, até então, eram
consideradas incuráveis.
Já espécies pertencentes ao gênero Aspergillius
podem auxiliar na fabricação de progesterona e de
ácido cítrico; e na confecção de determinados tipos
de queijo, como os Roquefort e Camembert. Graças
a este grupo, o saquê, missô e tofu puderam fazer
parte do cardápio de diversas pessoas no mundo.
Champignons, bastante apreciados na culinária,
inclusive na cozinha vegetariana, pertencem ao
gênero Agaricus e são bastante ricos em proteínas.
Leveduras, fungos unicelulares, podem ser úteis na
fabricação de bebidas alcoólicas, como cervejas e
vinhos (gênero Saccharomyces), e também nos
processos de panificação, provocando o aumento da
massa de pães.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
42. (UNESP 2008) No sistema de classificação de
Lineu, os fungos eram considerados vegetais
inferiores e compunham o mesmo grupo do qual
faziam parte os musgos e as samambaias. Contudo,
sistemas de classificação modernos colocam os
fungos em um reino à parte, reino Fungi, que difere
dos vegetais não apenas por não realizarem
fotossíntese, mas também porque os fungos
A) são procariontes, uni ou pluricelulares, enquanto
os vegetais são eucariontes pluricelulares.
B) são exclusivamente heterótrofos, enquanto os
vegetais são autótrofos ou heterótrofos.
C) não apresentam parede celular, enquanto todos
os vegetais apresentam parede celular formada por
celulose.
D) têm o glicogênio como substância de reserva
energética, enquanto nos vegetais a reserva
energética é o amido.
E) reproduzem-se apenas assexuadamente,
enquanto nos vegetais ocorre reprodução sexuada
ou assexuada.
As micorrizas consistem em associações estabelecidas
entre raízes de plantas e fungos. É uma relação importante
na agricultura porque aumenta a produtividade das plantas.
BIOLOGIA CURSINHO DO DCE UFRN 2012|BIODIVERSIDADE
96
43. (UFC 2010) Em um pequeno experimento, um
estudante montou algumas hortas contendo terra,
folhas secas e madeira morta. Nestes locais ele
plantou várias hortaliças. Com o passar do tempo, o
estudante percebeu que pequenos cogumelos
apareciam na madeira morta e nas folhas secas que
estavam depositadas no chão. Temendo que isso
pudesse matar as plantas, ele adicionou fungicida na
horta matando apenas os fungos. Ao fazer isso, que
consequência ocorrerá para as hortaliças?
A) A quantidade de herbívoros que se alimentam das
hortaliças aumentará.
B) A disponibilidade de nutrientes para as hortaliças
será menor.
C) A umidade do solo onde as hortaliças ocorrem
reduzirá.
D) As folhas das hortaliças crescerão mais
rapidamente.
E) As hortaliças adquirirão resistência a fungos.
44. (UFRN 2005) - Uma das doenças do algodoeiro é
provocada pelo acúmulo de micélios e esporos de
um fungo do gênero Fusarium no interior dos vasos
da planta, prejudicando o fluxo de seiva. Para o
fungo, essas estruturas são importantes, pois estão
relacionadas, respectivamente, com
A) fixação e digestão.
B) crescimento e reprodução.
C) dispersão e toxicidade.
D) armazenamento e respiração.
45. (UFRJ 2009) Os liquens são uma associação
cooperativa entre fungos e algas. Tal associação
permite que esses organismos habitem ambientes
inóspitos tais como rochas nuas, onde não
sobreviveriam independentemente. Os benefícios
proporcionados pelo fungo para a alga podem incluir:
proteção contra a dessecação e radiação excessiva,
fixação e provisão de nutrientes minerais retirados do
substrato. Explique por que a alga é fundamental
para a sobrevivência do fungo nesse exemplo de
associação cooperativa.
46. (UFRN) Um dos ingredientes utilizados para se
fabricar pão é o fermento biológico, constituído de
leveduras. No entanto, após ficar pronto, o pão pode
vir a ser contaminado por organismos denominados
Penicillium, que o deixam com manchas
esverdeadas, denominadas bolor. As figuras abaixo
representam esses dois organismos.
A) Com base nas figuras, a que reino pertencem os
organismos nelas representados? Cite três
características fundamentais para a inclusão desses
organismos em tal reino.
B) As leveduras são utilizadas na fabricação do pão,
para fazê-lo crescer. Explique por que isso acontece.
47. (PUCRIO 2009) Quanto a indivíduos do Reino
Fungi podemos afirmar que:
A) podem produzir antibióticos e fazer fotossíntese.
B) podem formar micorrizas e fazer fermentação
C) são exclusivamente unicelulares e procariotos
D) são autotróficos e pluricelulares
E) são eucariotos e quimiossintéticos
48. (FUVEST) A membrana celular é impermeável à
sacarose. No entanto, culturas de lêvedos
conseguem crescer em meio com água e sacarose.
Isso é possível porque:
A) a célula de lêvedo fagocita as moléculas de
sacarose e as digere graças às enzimas dos
lisossomos.
B) a célula de lêvedo elimina enzimas digestivas
para o meio e absorve o produto da digestão.
C) as células de lêvedo cresceriam mesmo sem a
presença desse carboidrato ou de seus derivados.
D) as células de lêvedo têm enzimas que carregam a
sacarose para dentro da célula, onde ocorre a
digestão.
E) a sacarose se transforma em amido, por ação de
enzimas do lêvedos, e entre as célula, onde é
utilizada.
49. (FUVEST) As bananas mantidas à temperatura
ambiente deterioram-se em conseqüência da
proliferação de microorganismos. O mesmo não
acontece com a bananada, conserva altamente
açucarada, produzida com essas frutas.
A) Explique, com base no transporte de substâncias
através da membrana plasmática, por que bactérias
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97
e fungos não conseguem proliferar em conservas
com alto teor de açúcar.
B) Dê exemplo de outro método de conservação de
alimentos que tenha por base o mesmo princípio
fisiológico.
50. (UNICAMP 2004) O impressionante exército de
argila de Xian, na China, enfrenta finalmente um
inimigo. O oponente é um batalhão composto por
mais de quarenta tipos de fungos, que ameaça a
integridade dos 6000 guerreiros e cavalos moldados
em tamanho natural. Os fungos que agora os atacam
se alimentam da umidade provocada pela respiração
das milhares de pessoas que visitam a atração a
cada ano.
A) Ao contrário do que está escrito no texto, a
umidade não é suficiente para alimentar os fungos.
Explique como os indivíduos do Reino Fungi se
alimentam.
B) Os fungos são encontrados em qualquer
ambiente. Como se explica essa grande capacidade
de disseminação?
51. (PUCRJ 2006) Líquens são considerados
colonizadores de superfícies inóspitas porque são
basicamente auto-suficientes em termos nutricionais.
Isso se deve, entre outros, ao fato de os líquens
serem compostos por uma associação entre:
A) cianobactérias fotossintetizantes e fungos com grande capacidade de absorção de água e sais minerais. B) bactérias anaeróbias e fungos filamentosos com grande atividade fotossintetizante. C) vegetais fotossintetizantes e fungos com grande capacidade de absorção de água e sais minerais. D) bactérias anaeróbias heterotróficas e cianobactérias que fazem fotossíntese. E) protistas heterotróficos por absorção e protistas autotróficos por fotossíntese. 52. (UFRN) Após algum tempo, professor Astrogildo
chamou a turma de volta ao ônibus, pois ainda iriam
visitar uma fábrica de cerveja que ficava no caminho.
Na fábrica, um funcionário explicou todo o processo
de produção da cerveja, ressaltando que, para isso,
se utilizava o fungo 'Saccharomyces cerevisiae', um
anaeróbio facultativo. Professor Astrogildo apontou
dois barris que estavam no galpão da fábrica,
reproduzidos no esquema a seguir.
Considerando que ambos contêm todos os
ingredientes para a produção de cerveja, a formação
de álcool ocorre no barril
A) II, onde a glicose não é totalmente oxidada.
B) I, onde há um maior consumo de oxigênio.
C) II, onde a pressão do oxigênio é maior.
D) I, onde a glicose será degradada a ácido pirúvico.
GABARITO
01. C 02. B 03. E 04. DIS 05. D
06. C 07. D 08. C 09. A 10. DIS
11. DIS 12. DIS 13. B 14. D 15. B
16. DIS 17. DIS 18. DIS 19. A 20. DIS
21. B 22. DIS 23. C 24. A 25. D
26. B 27. E 28. C 29. D 30. D
31. C 32. C 33. C 34. DIS 35. DIS
36. D 37. D 38. B 39. DIS 40. D
41. D 42. D 43. B 44. B 45. DIS
46. DIS 47. B 48. B 49. DIS 50. DIS
51. A 52. A