Citologia

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CITOLOGIA

É o ramo da Biologia que estuda a célula em todos os seus aspectos. O conhecimento da célula constitui a base para o estudo de outras disciplinas, tendo ainda importância porque os fenômenos fisiológicos fundamentais dos organismos vivos ocorrem a nível celular.

HISTÓRICO Em 1665 Robert Hooke, apresentou à Real Sociedade de Londres os resultados de suas pesquisas sobre a estrutura da cortiça (tecido vegetal morto, que forma a casca da árvore), observada ao microscópio, em finos cortes. O material se apresentava formado por pequenos compartimentos hexagonais, delimitados por paredes espessas, lembrando os favos de mel de abelhas. Cada compartimento foi chamado célula (pequena cavidade).

Estrutura da cortiça vista em um microscópio UNIDADES DE MEDIDA A unidade habitualmente usada para medir dimensões celulares é o micrômetro (μm), que é a milésima parte de um milímetro. Ao descrever as estruturas celulares usamos o nanômetro e o ângstron. O nanômetro (nm) é a milésima parte do micrômetro e o ângstron (Å) é a décima parte do nanômetro.

Assim: 1 mm = 10.000.000 Å = 1.000.000 nm = 1.000 μm TEORIA CELULAR

• Todos os organismos vivos são formados por células Tal generalização estende-se desde os organismos mais simples, como bactérias e amebas, até os mais

complexos, como um homem ou uma frondosa árvore. Os vírus são exceção, pois não apresentam estrutura celular.

• Todas as reações metabólicas de um organismo ocorrem em nível celular Em qualquer organismo as reações vitais, como a respiração e a produção de energia, sempre acontecem no interior das células.

Não é permitida a reprodução no total ou em partes – ℓei 9.610 PRÉ – VESTIBULAR

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• As células se originam unicamente de células preexistentes

Não existe geração espontânea de células. Através de processos de divisão celular, as células-mães produzem células-filhas, provocando a reprodução e o crescimento dos organismos.

• As células são portadoras de material genético As células possuem DNA (ácido desoxirribonucléico), por meio do qual, características específicas são transmitidas da célula-mãe à célula-filha.

BIOQU¸MICA CELULAR

Se analisarmos quimicamente um ser vivo, veremos que o interior de suas células, revela a existência dos mesmos componentes básicos; a diferença entre os diversos seres vivos está na quantidade desses componentes. Basicamente encontramos dois tipos de substâncias nos organismos: as orgânicas e as inorgânicas.

Chamamos de substâncias inorgânicas àquelas que não possuem átomos de carbono em sua composição química e são encontradas livremente na natureza, enquanto que as orgânicas possuem átomos de carbono e são elaboradas pelos organismos vivos. São elas:

Inorgânicos: água e sais minerais. Orgânicos: glicídios, lipídios, proteínas e enzimas, ácidos nucléicos e vitaminas.



SUBST˜NCIAS INORG˜NICAS

ÁGUA É o constituinte inorgânico mais abundante no interior da célula. Várias propriedades da molécula de

água dependem da sua natureza polar. Nessa molécula, embora a quantidade de cargas positivas (prótons) seja igual à de cargas negativas (elétrons), a sua distribuição não é uniforme: a região do hidrogênio fica positiva e a do oxigênio fica negativa. Dizemos que a molécula de água apresenta um dipolo. Por este motivo a água é um ótimo solvente de substâncias iônicas, como os sais, e de substâncias polares, como os ácidos e as bases, o que facilita a ocorrência das reações químicas necessárias à vida. Além disso, dissolvidas na água as substâncias podem ser transportadas mais facilmente pelo organismo. O teor de água varia conforme:

a. Espécie - no homem, a água representa em torno de 63% do peso corpóreo; essa proporção chega a

83% nos fungos e até 98% nas águas-vivas. b. Idade - a quantidade de água vai diminuindo com o aumento da idade. No homem, verificamos 94%

de água num feto de 3 meses, 69% num recém-nascido e 63% num adulto. c. Atividade metabólica - quanto maior for a atividade metabólica, ou seja, as reações químicas de um

tecido, maior será a quantidade de água nele existente. Assim, uma célula muscular contém 83% de água, enquanto que na óssea encontramos 20%.

Funções:

a. Solvente de íons minerais e de numerosos compostos orgânicos; b. Transporte de substâncias entre a célula e o meio intercelular; c. Reações químicas que constituem a atividade metabólica; d. Absorção de calor, evitando alterações drásticas de temperatura, mantendo o equilíbrio, a água pode

deslocar-se entre os compartimentos celulares. e. Dispersante de colóides: permite a dispersão de moléculas grandes;



Esquema da água e seres vivos:

SAIS MINERAIS Aparecem de três maneiras no organismo: dissolvidos na forma de íons na água do corpo; formando cristais, como o carbonato e o fosfato de cálcio, presentes no esqueleto; e combinados com moléculas orgânicas, como ferro na molécula de hemoglobina.

Eles representam substâncias reguladoras do metabolismo celular. São obtidos pela ingestão de água e junto com alimentos como frutos, cereais, leite, peixes, etc.

Os sais minerais têm participação nos mecanismos de osmose, estimulando, em função de suas concentrações, a entrada ou a saída de água na célula.

A concentração dos sais na célula determina o grau de densidade do material intracelular em relação ao meio extracelular. Em função dessa diferença ou igualdade de concentração é que a célula vai se mostrar hipotônica, isotônica ou hipertônica em relação ao seu ambiente externo, justificando as correntes osmóticas ou de difusão através da sua membrana plasmática.

Portanto, a água e os sais minerais são altamente importantes para a manutenção do equilíbrio hidrossalino, da pressão osmótica e da homeostase na célula.



Importância dos Sais Minerais

Os sais podem atuar nos organismos na sua forma cristalina ou dissociados em íons.

• Os sais de ferro (Fe++) são importantes para a formação da hemoglobina, relacionados com o transporte de oxigênio. A deficiência de ferro no organismo causa um dos tipos de anemia.

• Os sais de iodo têm papel relevante na ativação da glândula tireóide, cujos hormônios possuem iodo na sua fórmula. A falta de sais de iodo na alimentação ocasiona o bócio.

• Os fosfatos e carbonatos de cálcio participam na sua forma cristalina da composição da substância intercelular do tecido ósseo e do tecido conjuntivo da dentina. A carência desses sais na alimentação implica no desenvolvimento anormal de ossos e dentes, determinando o raquitismo. Como íons isolados, os fosfatos e carbonatos atuam no equilíbrio do pH celular.

• Os íons de sódio e potássio têm ativa participação na transmissão dos impulsos nervosos através dos neurônios.

• Os íons cálcio atuam na contração das fibras musculares e no mecanismo de coagulação sangüínea. • Os íons magnésio participam da formação da molécula de clorofila, essencial para a realização da

fotossíntese. • Os íons fósforo fazem parte da molécula do ATP (composto que armazena energia) e integra as

moléculas de ácidos nucléicos (DNA e RNA). • Os íons fosfatos (PO4

---) - aparecem na constituição dos fosfolipídios, fosfoproteínas e nucleotídeos. Atua nos processos de transferência de energia nas células.

Sódio (Na+) e Potássio (K+) - são responsáveis pela condução dos impulsos nervosos nos neurônios. Na+

aparece em maior concentração no meio extracelular e o K+ no meio intracelular.

Os sais mais comuns na composição da matéria viva são os cloretos, os carbonatos, os fosfatos, os nitratos e os sulfatos (de sódio, de potássio, de cálcio, de magnésio e outros).



Elementos minerais Funções Principais alimentos

Cálcio Forma o esqueleto de vários animais, e atua na contração dos músculos, no funcionamento dos

nervos e na coagulação do sangue.

Laticínio, hortaliças de folhas verdes (brócolis, espinafre, etc.)

Fósforo Forma o esqueleto de vários animais e participa da transferência de energia no interior da célula e da

molécula dos ácidos nucléicos

Carnes, aves, peixe, ovos, laticínios, feijão, ervilha.

Sódio Ajuda no equilíbrio dos líquidos do corpo e no funcionamento dos nervos e da membrana da

célula Sal de cozinha e sal natural dos alimentos

Cloro Age como o sódio e ajuda no equilíbrio dos

líquidos do organismo e no funcionamento dos nervos e da membrana da célula

Encontra-se combinado ao sódio no sal comum

Potássio Age como o sódio no equilíbrio de líquidos dos organismos e no funcionamento dos nervos e da

membrana da célula. Frutas, verduras, feijão, leite cereais.

Magnésio Forma a clorofila; atua em várias reações químicas com enzimas.

Hortaliças de folhas verdes, cereais, peixe, carnes, ovos, feijão, soja, banana.

Ferro Participa da hemoglobina e atua na respiração celular

Fígado, carnes, gema de ovo, pinhão, legumes e hortaliças de folhas verdes.

Iodo Faz parte dos hormônios da tireóide, que

controlam a taxa de oxidação da célula e o crescimento.

Sal de cozinha iodado, peixes e frutos do mar.

Flúor Forma ossos e dentes É acrescentado a água de várias cidades; presente também em peixes, chá e, em

pequena quantidade, em todos os alimentos Manganês Ajuda e regula diversas reações químicas Cereais, hortaliças e frutas.

Cobre Ajuda na produção de hemoglobina, na formação

do pigmento que dá a cor à pele (melanina) e participa das enzimas da respiração celular.

Bem distribuído nos alimentos, principalmente fígado, carnes e frutos do mar.



Glossário:

ATP: (do inglês, adenosina triphosphate) Sigla da substância trifosfato de adenosina; é um nucleotídeo constituído pelo glicídio ribose, pela base nitrogenada adenina e por três grupos fosfatos, sua função na célula é captar a energia liberada nas reações exergônias (que liberam energia), armazena-la e, posteriormente, transferi-la para o processo endergônias (que absorvem energia). Bócio: é um aumento do volume do pescoço por doença de tireóide, deficiência de iodo na dieta são causas possíveis de bócio. Difusão: é o um fenômeno de transporte de matéria em que um soluto é transportado devido aos movimentos das moléculas de um fluido. DNA: (do inglês, desoxirribonucleic acid) Ácido nucléico constituído por desoxirribose, fosfato e bases nitrogenadas (adenina, guanina e timina). A molécula é filamentosa e tem cadeia dupla e arranjo helicoidal (dupla-hélice). No DNA estão os genes com as informações hereditárias. Hiper: Acima de, sobre, além. Ex: hipertrofia: o desenvolvimento exagerado de um órgão. Hipo: Sob, abaixo de. Ex: hipoderme: uma camada de tecido sob a epiderme. Homeostase: Capacidade de as funções de um organismo, comunidade ou ecossistema se manterem estáveis, apesar das variações ambientais. Iso: Igual. Ex: isotonia: a igualdade de pressão osmótica entre duas soluções. Melanina: É uma proteína que confere pigmentação à pele, aos olhos e aos cabelos dos mamíferos. Oxidação: É o processo químico em que uma substância perde elétrons, partículas elementares de sinal elétrico negativo. Raquitismo: É uma doença decorrente da mineralização inadequada do osso em crescimento. RNA: (do inglês, ribonucleic acid). Sigla do ácido ribonucléico, um tipo de ácido nucléico cujos nucleotídeos são compostos por fosfato, pelos glicídios ribose e por uma base nitrogenada. Soluto: à substância minoritária numa solução. Solvente: Solventes são substâncias capazes de dissolver coisas. Ex: água.



EXERC¸CIOS

01. (UFMS-2006-i) - A biologia é constituída por diversos níveis organizacionais, o que facilita a compreensão de seu estudo. Com base nessa afirmação, adote o homem como ponto de partida e assinale a(s) alternativa(s) que completa(m) as lacunas do texto abaixo. Quando um organismo é analisado em detalhe, é possível observar a existência de vários sistemas que permitem sua sobrevivência. Um sistema é constituído por um conjunto de __________ que, se vistos em detalhe, revelam camadas sucessivas, sendo cada uma delas correspondente a um __________. Os mesmos, quando observados ao microscópio, demonstram a existência de pequenas unidades que se assemelham na forma e na função: as __________. Essas, por sua vez, possuem no seu interior uma certa quantidade de __________ que, analisados bioquimicamente, mostram em sua composição __________, que nada mais são que a reunião de átomos, comuns a todos os seres vivos. (001) moléculas – tecido – células – átomos – moléculas. (002) tecido – órgão – moléculas – átomos – organóides. (004) órgãos – tecido – células – organóides – moléculas. (008) células – tecido – moléculas – organismo – sistemas. (016) organóides – células – moléculas – átomos – sistemas. (032) órgãos – organóides – moléculas – tecido – células. 02. (UFMS-2006-v) - Quando é analisada a matéria que constitui os organismos vivos, são encontrados principalmente os elementos carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre (os quatro primeiros são os mais abundantes), embora uma série de outros elementos químicos sejam funcionalmente necessários. Com relação à matéria viva e seus constituintes, assinale a (s) alternativa(s) correta (s). (001) Os carboidratos (glicídios, açúcares ou hidratos de carbono) são moléculas orgânicas constituídas

fundamentalmente por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio; os dois últimos elementos estão sempre na proporção de 1:1 na molécula.

(002) Aminoácidos naturais (ou não-essenciais) são aqueles que um organismo consegue produzir a partir de outras substâncias; aminoácidos essenciais são aqueles que um organismo não consegue produzir.

(004) O termo lipídio é usado de forma genérica para designar alguns tipos de substâncias orgânicas que têm solubilidade em água e em diversos solventes orgânicos.

(008) Duas proteínas que possuam o mesmo número e os mesmos tipos de aminoácidos podem ser diferentes, dependendo da seqüência em que os aminoácidos estiverem inseridos na cadeia polipeptídica.

(016) Os glicídios têm nos seres vivos uma única função (energética), ou seja, constituem a principal fonte de energia para os organismos vivos.

(032) Nas células humanas, podem ser produzidos todos os diferentes tipos de aminoácidos que constituem as nossas proteínas.

03. (FCMSCSP) - Pode-se dizer corretamente que o teor de água nos tecidos animais superiores: A) É maior quanto maior o seu metabolismo e diminui com o aumento da idade. B) É maior quanto maior o seu metabolismo e aumenta com o aumento da idade C) É maior quanto menor o seu metabolismo e diminui com o aumento da idade D) É maior quanto menor o seu metabolismo e aumenta com o aumento da idade E) Apresenta variações diferentes das citadas nas alternativas anteriores.



04. (Fund. Lusíadas – SP) – A taxa de água em um organismo pode variar de acordo com alguns fatores. São eles: A) Espécie, enzima e proteínas. B) Idade, espécie e proteínas. C) Atividade, idade e espécie. D) Atividade, enzima e proteínas. E) Idade, enzima e proteínas. 05. (Acafe-SC) – A alternativa que apresenta a correspondência adequada é:

Sais minerais Função Principais

alimentos

A Magnésio Forma a hemoglobina Leite e frutas

B Ferro Forma a clorofila Cereais e hortaliças

C Cálcio Forma ossos e dentes Laticínios, hortaliças e folhas verdes

D Flúor Faz parte dos hormônios Fígado e legumes

E Iodo Atua no trabalho dos nervos Carnes e ovos

06. (PUC –RJ) – Para a realização de alguns processos fisiológicos, o organismo humano tem a necessidade de íons de cálcio. Dentre os mecanismos que dependem diretamente desses íons para sua realização, temos: A) excreção de toxinas e a atividade tireóide. B) digestão de alimentos básicos e respiração. C) coagulação do sangue e contração muscular. D) atividade neurológica e oferta de O2 às células. E) crescimento dos ossos e atividade da hipófise. 07. (UFSC) A maior parte dos seres vivos é composta de água no corpo humano, a porcentagem de água pode variar de 20%, nos ossos, a 85%, nas células nervosas,; nas medusas (animais marinhos), a porcentagem de água chega a mais 95%. Assinale as afirmativas que indicam corretamente a importância da água nos seres vivos. 01. A maioria dos elementos químicos presentes nos seres vivos necessitam de um meio aquoso para se

dissolver e reagir uns com os outros 02. A água atua no transporte e na remoção dos produtos do metabolismo. 04. A grande capacidade da água de absorver calor protege o material vivo contra súbitas mudanças

térmicas 08. A água atua como lubrificante, estando presente nos líquidos corporais, entre um órgão e outro.



08. (UFPE) – Os sais minerais existem nos seres vivos de forma a imobilizar ou dissociados em íons. Pequenas variações nas porcentagens de íons podem modificar profundamente a permeabilidade, irritabilidade e viscosidade de célula. Analise propostas apresentadas, coloque V ou F e assinale a alternativa que apresenta a seqüência correta. ( ) Magnésio presente na clorofila é, portanto, necessário à fotossíntese. ( ) Cálcio é necessário para a ação de certas enzimas em importantes processos fisiológicos. ( ) Ferro, presente na hemoglobina, faz parte de pigmentos importantes na respiração (citocromos). ( ) Fosfato é o principal cátion extra e intracelular. ( ) Cloreto, importante cátion presente tanto na hemoglobina quanto na clorofila. A) V F V F V B) V V F F V C) F V V F F D) V V V F F E) F F V F F 09. (PUC-SP) – Bócio endêmico é o aumento da glândula tireóide, doença muito comum em regiões interioranas do país. Esta doença relaciona-se com a falta de: A) Cálcio B) Fósforo C) Potássio D) Iodo E) Ferro 10. (Fuvest – SP) – Qual o tipo de substância orgânica preferido por sua função energética para o mecanismo metabólico das células? A) Proteínas B) Hidratos de carbono C) Fosfolipídios D) Enzimas E) Vitaminas 11. (UEPG – PR) – Sobre as características gerais dos seres vivos, assinale o que for correto. 01. Todos os seres vivos respondem a estímulos físicos e químicos do ambiente em que vivem. 02. Todos os seres vivos têm a capacidade de crescer. 04. Todos os seres vivos podem se reproduzir 08. Todos os seres vivos são constituídos por uma ou mais células 16. O conteúdo celular de um ser vivo está em constante movimento. 12. (Acafe – SC) – Nos seres vivos, as diversas células sofrem diferenciação, dando origem a grupos de células com forma e função semelhantes chamados: A) sistemas B) organismos C) órgãos D) aparelhos E) tecidos



13. (SCES – PE) – O homem necessita de, aproximadamente, vinte e um elementos químicos diferentes. Certos elementos são requeridos em quantidades diárias maiores do que outros. Com relação às funções humanas, numere a 2° coluna de acordo com a 1° coluna: 1) Cálcio 2) Potássio 3) Enxofre 4) Fósforo 5) Iodo ( ) Principal íon positivo no interior das células. Influencia a contração muscular e a atividade dos nervos. ( ) Componente de ossos e dentes. Essencial à coagulação do sangue. ( ) Componente de muitas proteínas. Essencial para a atividade metabólica normal. ( ) Essencial para o armazenamento e transferência de energia. Componente do DNA e do RNA. ( ) Componentes dos hormônios da tireóide, importante na estimulação do metabolismo. A alternativa que traz a ordem correta, de cima para baixo é: A) 5, 4, 2, 1 e 3 B) 2, 1, 4, 3 e 5 C) 4, 1, 3, 2 e 5 D) 4, 3, 2, 5 e 1 E) 2, 1, 3, 4 e 5 14. Os tipos de átomos que se combinam para formar a maioria dos compostos químicos presentes na matéria viva são: A) Carbono, hidrogênio, oxigênio e cloro. B) Carbono, hidrogênio, fósforo e enxofre. C) Carbono, hidrogênio, e nitrogênio. D) Carbono, hidrogênio, cloro e sódio. 15. Qual a substância química mais abundante em um ser vivo é: A) Água B) Açúcar C) DNA D) Lipídio E) Proteína



GABARITO

01. (004) = 04 02. (002+008) =10 03. A 04. C 05. C 06. C 07. (001+002+004) = 07 08. D 09. D 10. B 11. (001+002+004+008) = 15 12. E 13. E 14. C 15. A

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