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181 Simétrico Pré-Universitário – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.simetrico.com.br 181 um pesquisador extraiu o DNA de uma planta, digeriu-o com enzima de restrição, introduziu-o num plasmídeo e, posteriormente, este plasmídeo foi introduzido na bactéria, que passou a elaborar o produto gênico de interesse. A bactéria é ideal para esse tipo de experimento porque: A) é um organismo anaeróbio. B) possui a parede celular permeável. C) tem o DNA circular. D) o período de tempo entre suas gerações é curto. 11. (UNP) O esquema apresenta a síntese de um polipeptídio a partir de uma molécula de DNA. É lícito dizer que o diagrama mostra: A) A tradução do código genético. B) A transcrição e tradução do código genético. C) A transcrição do código genético. D) A replicação do DNA. 12. (UNP) Dos pares de estruturas celulares abaixo, qual é o único que pode ser observado em células vivas, não coradas, examinadas ao microscópio óptico? A) mitocôndrias e nucléolos. B) cloroplastos e vacúolos. C) núcleo e ribossomos. D) complexo de Golgi e cromossomos. 13. (UEMA) A construção do microscópio composto ou binocular por Robert Hooke, em 1663, permitiu a visualização de estruturas até então desconhecidas pelos cientistas, a partir da utilização de lentes de grande aumento. Com o advento da microscopia, os pesquisadores, após vários estudos em muitos tipos de plantas e animais, lançaram a ideia de que todos os seres vivos são formados por pequenas unidades chamadas células. Essa constatação foi possível graças à possibilidade gerada pela combinação de duas partes (A e C) do microscópio ótico. O sistema de lentes A e C, responsável pelo aumento final de uma célula, é chamado, respectivamente, de A) diafragma e condensador. B) objetiva e condensador. C) condensador e ocular. D) ocular e diafragma. E) ocular e objetiva. 14. (UNESP) Um bebê apresenta cerca de 1 trilhão de células. Esse mesmo indivíduo, quando adulto, irá apresentar A) menor número de células, pois, com o tempo, ocorre perda de células por apoptose. B) menor número de células, pois, com o tempo, ocorre perda de células por descamação de superfícies (pele e vias respiratória e digestória). C) o mesmo número de células, porém elas serão maiores em decorrência de especialização, nutrientes e organelas. D) maior número de células, em decorrência de divisões mitóticas, que permitem o crescimento de órgãos e tecidos. E) maior número de células, em decorrência da ingestão, na alimentação, de células animais e vegetais, as quais se somam àquelas do indivíduo. 15. (UFV) A histologia utiliza corantes para evidenciar certas características dos tecidos. Os corantes mais utilizados são: hematoxilina e eosina (H&E). Sabe-se que a hematoxilina tem caráter básico e a eosina, ácido. Sendo assim, a hematoxilina cora estruturas ácidas, como, por exemplo, aquelas ricas em ácidos nucléicos. Por isto, os núcleos coram-se de roxo pela hematoxilina. Entretanto, se for constatado ao microscópio que o citoplasma também se corou de roxo, pode se suspeitar que tal célula apresenta intensa produção de: A) vitaminas, sendo rica em vacúolos. B) carboidratos, sendo rica em peroxissomos. C) amido, sendo rica em complexo de Golgi. D) gorduras, sendo rica em lisossomos. E) proteínas, sendo rica em ribossomos. 16. (UFC) Analise o texto abaixo. Nas bactérias, o material genético está organizado em uma fita contínua de _____ que fica localizado em uma área chamada de _____. A reprodução das bactérias se dá principalmente por _____, que produz _____. Assinale a alternativa que completa corretamente o texto acima: A) cromossomos – nucleossomo – brotamento – duas células- filhas idênticas. B) DNA – nucleossomo – reprodução sexuada – uma célula-filha idêntica à mãe. C) plasmídeo – nucleoide – conjugação – várias células-filhas diferentes entre si. D) DNA – nucleoide – fissão binária – duas células-filhas idênticas. E) RNA – núcleo – reprodução sexuada – duas células-filhas diferentes. 17. (UFPI) A figura abaixo representa o desenho esquemático de uma célula bacteriana. Como todo ser vivo, este também se reproduz e transmite as informações genéticas à sua descendência, através do seu DNA. A alternativa que cita os dois componentes celulares bacterianos que contêm DNA é: 182 Simétrico Pré-Universitário – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.simetrico.com.br 182 A) nucleóide e mesossomo. B) parede celular e plasmídio. C) plasmídio e nucleoide. D) pelo sexual e ribossomo. E) membrana plasmática e mesossomo. 18. (UFPI) Observe a figura abaixo. Ela representa uma célula vista ao microscópio A) óptico, com as técnicas possíveis em meados do século passado. B) óptico, com as técnicas de coloração deste século. C) eletrônico de transmissão, com as técnicas disponíveis desde 1950. D) eletrônico de varredura, com as técnicas disponíveis a partir de 1990. E) eletrônico de transmissão, com a técnica de fracionamento celular. 19. (UFPB) Com relação aos conhecimentos sobre as células, os quais puderam ser construídos em continuidade à observação das primeiras células, é correto afirmar que a observação A) das primeiras células vivas permitiu distinguir eucariotos de procariotos. B) de células de cortiça, feita por Hooke em 1665, permitiu identificar apenas as estruturas básicas daqueles tipos celulares: parede celular, citoplasma e núcleo. C) dos envoltórios celulares, do núcleo, das mitocôndrias e demais constituintes celulares foi determinante para o estabelecimento da Teoria celular. D) de fenômenos da divisão mitótica feitas por Walther Fleming, por volta de 1878, reforçou a idéia de que todas as células, ao contrário do que alguns cientistas imaginavam, são originadas de células pré-existentes. E) de que todos os organismos são compostos por células só foi constatada após o advento da microscopia eletrônica. 20. (UFRN) A diferença de tamanho entre animais como um boi e um rato adultos deve-se ao número, e não ao tamanho das células. Isso acontece porque o tamanho da célula é limitado pela A) grande quantidade de organelas acumuladas no desenvolvimento da célula. B) quantidade de proteínas produzidas ao longo da vida da célula. C) relação entre o número de cromossomos e o conteúdo de DNA da célula. D) extensão da membrana celular em relação ao conteúdo da célula. 21. (UFPE) Muitos eventos e estruturas biológicas são menores do que poder do olho humano enxergar, cujo poder de resolução fica em torno de 100μm. O microscópio óptico aumenta esse poder para cerca de 200nm (0,2μm), limitado pelo comprimento da luz visível (0,4-0,7μm). O microscópio eletrônico pode aumentar esse poder para 2nm (0,002μm) pela substituição do feixe de luz por um feixe de elétrons. Assinale a alternativa em que a estrutura biológica pode ser visualizada pelo recurso indicado a seguir. A) Vírus, pelo microscópio óptico. B) Mitocôndrias, pela vista desarmada. C) Óvulo animal, pela vista desarmada. D) Molécula de ATP, pelo microscópio eletrônico. E) Estrias das células musculares esqueléticas, pela vista desarmada. 22. (UFF) O microscópio estereoscópico (lupa) é um instrumento que permite a visualização de estruturas pequenas com bastante clareza, tornando possível o exame morfológico de vários organismos. Que aumento possibilita o exame minucioso das peças bucais de uma barata? A) 40x. B) 2.000x. C) 6.000x. D) 50.000x. E) 100.000x. 23. (UFMG) As células da zona de crescimento do caule se dividem de modo constante. Observa-se que estas células são pequenas, o que é uma vantagem, pois, quanto menor a célula, maior a extensão de área superficial por unidade de volume de matéria viva. Esse fato é importante porque: A) facilita, durante as divisões, os movimentos dos centríolos em direção aos polos. B) reduz em muito a taxa respiratória da célula, tornando-a pouco ativa.C) diminui o ritmo da síntese de proteínas, havendo economia de energia para a célula. D) facilita o rápido intercâmbio de substâncias nutrientes e de material de excreção. E) leva as células a uma intensificação dos processos de digestão de proteínas típicas. 24. (UFPA) A descoberta da célula foi feita em 1665 por _____. Em 1838 e 1839, _____ e _____, através de observações de estruturas de plantas e animais, concluíram que os seres vivos são constituídos por células. Indique a alternativa que completa corretamente as frases. A) Hooke, Weissmann, Schwann. B) Virchow, Schleiden, Schwann. C) Schleiden, Hooke, Schwann. D) Hooke, Schleiden, Schwann. 183 Simétrico Pré-Universitário – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.simetrico.com.br 183 E) Virchow, Weissmann, Hooke. 25. (UNB) Quando se usa o microscópio, é importante saber de quanto o instrumento ampliou a imagem do objeto. Se, por exemplo, na ocular estiver marcado 5X e na objetiva 12X, a ampliação é de: A) 17 diâmetros (12X + 5X). B) 7 diâmetros (12X – 5X). C) 60 diâmetros (12X x 5X). D) 2,4 diâmetros (12X / 5X). Questões discursivas 26. (FUVEST) Duas doenças sexualmente transmissíveis muito comuns são a uretrite não gonocóccica que, tudo, indica, é causada pela Chlamydia trachomatis e o herpes genital, causado pelo Herpes simplex. A tabela a seguir compara algumas características desses dois agentes infecciosos. Características Chlamydia trachomatis Herpes simplex Parasita intracelular obrigatório + + Presença de membrana plasmática + - Presença de núcleo celular - - Presença de DNA + + Presença de RNA + - Presença de ribossomos + - A) Esses organismos são virus, bactérias, protozoários, algas, fungos, plantas ou animais? Justifique sua classificação com base nas características da tabela. B) Esses dois agentes infecciosos podem ter seu crescimento populacional representado pelo gráfico a seguir? Justifique sua resposta. 27. (UFV) O desenho abaixo representa um processo bioquímico presente em procariontes. Após análise do desenho, resolva os itens seguintes: A) Qual o nome do processo representado no desenho? B) Em que local da célula ocorre este processo? C) Cite os nomes das moléculas indicadas, respectivamente, por I, II e III: D) Cite uma diferença básica que caracteriza este processo em células de eucariontes. 28. (UFOP) Nas preparações histológicas de rotina, dois corantes são amplamente utilizados: a hematoxilina, um corante de caráter básico que cora estruturas celulares de caráter ácido, e a eosina, um corante de caráter ácido que cora estruturas celulares de caráter básico, como, por exemplo, as mitocôndrias. Em uma célula com alta atividade metabólica e de síntese de proteínas, qual desses corantes irá corar o núcleo e qual deles irá corar o citoplasma da célula? Por quê? 29. (UFPR) Um fabricante oferece diferentes tipos de elementos filtrantes de água para consumo humano. Os filtros de cerâmica, com uma malha de poros de até 200 nm, são considerados os mais eficientes para evitar que a água contenha microorganismos. Explique a razão pela qual esses filtros são considerados esterilizantes. 30. (UFC) A invenção do microscópio óptico foi responsável pelo advento da Citologia, já que as células são geralmente pequenas demais para serem vistas a olho nu, o qual tem poder de resolução de apenas 100 μm. Com o poder de resolução do microscópio óptico podemos ampliar um objeto até cerca de 1500 vezes, dependendo dos aumentos proporcionados pela objetiva e pela ocular. Utilizando-se um microscópio óptico com objetivas de aumentos de 8X, 10X, 40X e 100X e ocular com aumento de 10X, qual o menor aumento que já permite a visualização de um espermatozóide humano, cujo diâmetro da cabeça mede 8 μm. Aula 14 – Estrutura da Membrana Plasmática Uma das principais características dos seres vivos diz respeito ao fato deles serem estruturas distintas e isoladas do meio externo e ao fato deste meio interno permanecer constante ao longo do tempo. A esta característica dá se o nome de homeostase. Esta homeostase não implica, porém, no isolamento da célula em relação ao meio externo. Isto porque, como a célula é dotada de metabolismo, uma série de reações químicas está o tempo todo ocorrendo no meio intracelular. Estas reações implicam no consumo de nutrientes e gases como o oxigênio, e a eliminação de subprodutos de reações e gases como o gás carbônico. Ora, se a célula está consumindo nutrientes e oxigênio e liberando subprodutos e gás carbônico, ela obviamente está alterando seu meio interno. Para haver homeostase e a composição química da célula manter se constante, é necessário que se adquira mais nutrientes e oxigênio e se elimine os subprodutos e o gás carbônico. Isto implica em troca de substâncias com o meio. 184 Simétrico Pré-Universitário – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.simetrico.com.br 184 Assim, apesar desta homeostase implicar em isolamento e constância de composição, para que ela seja mantida, temos de ter uma estrutura que ao mesmo tempo isole a célula e permita a troca de substâncias com o meio ambiente. A estrutura responsável por este isolamento e controle de entrada e saída de substâncias ao nível celular é a chamada membrana plasmática ou membrana celular ou plasmalema (do grego lenma, 'membrana'). Sua descoberta se deu a partir de estruturas externas à membrana plasmática presentes em alguns tipos celulares, as chamadas paredes celulares de células vegetais. Estas são mais espessas que a membrana plasmática, sendo invisíveis ao microscópio óptico e durante algum tempo se pensou que elas fossem as únicas estruturas que limitavam a célula. Só com o advento do microscópio eletrônico pôde se evidenciar a estrutura da membrana plasmática e entender melhor seu funcionamento, uma vez que ela é extremamente delgada, fora dos limites de resolução do microscópio óptico. Funções da membrana plasmática A membrana plasmática limita o conteúdo celular, sendo esta sua função primordial. Além disso, podemos citar: - A membrana plasmática regula a passagem de material para dentro e fora da célula. Isto acontece porque a membrana plasmática é dotada de uma característica conhecida como permeabilidade seletiva. Esta capacidade de regular a passagem de material permite à célula manter um constante controle das condições do meio interno em relação ao ambiente externo. - A membrana plasmática recebe informações do meio ambiente que permite a célula perceber mudança no meio ambiente e respondê-la de maneira adequada. Proteínas receptoras da membrana recebem mensagens químicas de outras células, como hormônios, fatores de crescimento e neurotransmissores. - A membrana plasmática se comunica com células vizinhas e com o organismo como um todo. Algumas proteínas na membrana plasmática permitem às células reconhecerem umas às outras, a se aderirem quando necessário e a trocarem material. Isto acontece porque alguns peptídios de membrana permitem a identificação de cada tipo celular. Caso haja a existência de células estranhas ao organismo, estas são identificadas e destruídas pelo sistema imune, atuando no reconhecimento e na defesa corporal. Dentro deste papel, é a membrana que, ligando se a vírus, células bacterianas ou toxinas permite sua destruição. - A membrana plasmática possui enzimas aderidas a ela, participando diretamente de processos metabólicos e síntese de substâncias. Isso a torna ativa em alguns processos, como, por exemplo, o processo respiratório em células procarióticas. Modelos moleculares da membrana plasmática Em 1902, Overton percebeu que substâncias apolares atravessavam a membrana plasmática com maior facilidade que substâncias polares. Baseado no raciocínio que afirma que "semelhante dissolve semelhante", ele sugeriu que a membrana fosse compostapor substâncias apolares, isto é, urna membrana lipídica. Modelo do sanduíche Em 1935, Davson e Danielli propuseram um modelo onde a membrana seria composta por urna bicamada lipídica entre duas camadas de proteína, como um sanduíche (daí este modelo ser conhecido como modelo do sanduíche). Para explicar a passagem de moléculas hidrofílicas, Davson e Danielli idealizaram a presença de poros hidrofílicos, que correspondiam a regiões da bicamada lipídica interrompidas por canais "forrados" por proteínas, que por serem hidrofílicas permitiam a passagem de substâncias com esta natureza química. Modelo original de Davson-Danielli da estrutura de membrana plasmática Revisão do modelo de Davson-Danielli mostrando os poros hidrofílicos Modelo do mosaico fluido O modelo de sanduíche foi proposto bem antes de o microscópio eletrônico ser incluído no arsenal de métodos de pesquisa da ciência biológica. Quando o microscópio eletrônico passou a ser utilizado, a membrana plasmática pôde ser estudada com mais detalhes. Assim, o modelo mais utilizado e satisfatório para explicar a estrutura da membrana plasmática atualmente é o chamado modelo do mosaico fluido, proposto por Singer e Nicholson em 1972. Este modelo também se baseia na bicamada lipídica e em proteína. A diferença é que as proteínas não estão dispostas como o "sanduíche" proposto anteriormente, e sim encaixadas na membrana numa disposição em mosaico. Além disto, as membranas biológicas são estruturas quase líquidas, devido ao predomínio de fosfolipídios insaturados na bicamada, de modo que as proteínas podem "flutuar" nesta membrana fluida, desde que seja no mesmo plano da bicamada. Uma hipótese levantada para a importância da fluidez da bicamada foi a hipótese da mobilização dos receptores, elaborada por Cuatrecasas. Esta afirma que a fluidez permite o acoplamento de vários receptores a uma mesma proteína reguladora. Assim, 185 Simétrico Pré-Universitário – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.simetrico.com.br 185 várias moléculas de hormônio se ligam a várias proteínas receptoras. Estas se deslocam e se ligam a uma mesma proteína reguladora que irá promover a resposta da célula à mensagem do hormônio, por exemplo, à adenil-ciclase produtora de AMP cíclico. Isto permite à célula economizar na produção de proteínas reguladoras. Um raciocínio semelhante pode ser descrito para proteínas-canais que podem se deslocar em direção a uma fonte de nutrientes, aproveitando a fluidez da bicamada lipídica. O modelo de estrutura da membrana plasmática segundo a hipótese do mosaico fluido, de Singer e Nicholson. Repare que as proteínas intrínsecas ou integrais (70% das proteínas membranosas) ficam solidamente aderidas, membrana e dela só podem ser extraídas com tratamentos drásticos, como detergentes, sais biliares e solventes orgânicos. Elas se situam em toda a espessura da membrana. As proteínas extrínsecas ou periféricas (30% das proteínas membranosas) estão fracamente ligadas à superfície por forças eletrostáticas. A distribuição dos aminoácidos polares e não polares caracteriza essas proteínas e permite seus movimentos na camada lipídica. Na figura abaixo, representa-se a membrana tratada pela técnica de criofratura, na qual ela é congelada e as duas camadas de fosfolipídios são separadas e visualizadas ao microscópio eletrônico de varredura. Algumas das proteínas se encaixam somente em uma das camadas, deixando saliências e depressões. Por que a bicamada é fluida Enquanto nos fosfolipídios saturados só há ligações simples entre os carbonos, cujas ligações apresentam ângulos de 109°28' com disposição tetraédrica, a cadeia longa hidrocarbonada de ácido graxo no fosfolipídio tem carbonos em ziguezague e assume uma posição de certa maneira perpendicular em relação ao eixo do glicerol nas moléculas. Isso facilita a aproximação das moléculas de fosfolipídios e então a passagem para o estado sólido. A presença da ligação dupla nos fosfolipídios insaturados modifica a geometria da molécula de fosfolipídios, já que ela é plana, com um ângulo de 120°, o que faz com que a cadeia longa hidrocarbonada de ácido graxo, que estava perpendicular ao eixo de glicerol, sofra uma dobra no local da ligação dupla. Esta dobra impede a aproximação maior de duas moléculas de fosfolipídios, o que impede uma maior compactação das moléculas que caracteriza o estado sólido de um composto. Assim, o ponto de fusão dessas substâncias é bem menor, uma vez que há esta resistência maior à solidificação, aparecendo a fluidez. Organização molecular da membrana plasmática O conhecimento que se possui atualmente a respeito da membrana plasmática segue o modelo do mosaico fluido de Singer e Nicholson. A membrana plasmática é uma estrutura bem delgada, com cerca de 6 a 10 nm de espessura (por isso não visível ao microscópio óptico, apenas ao microscópio eletrônico) e basicamente lipoproteica, havendo também a presença de oligossacarídeos em pequena quantidade em algumas células, particularmente as animais. Normalmente, o conteúdo proteico da membrana celular é ligeiramente superior ao conteúdo lipídico (em hemácias, por exemplo, a membrana plasmática é cerca ele 52% de proteína, 40% de lipídio e 8% de carboidrato na forma ele oligossacarídeo). Lipídios de membrana Os lipídios de membrana são basicamente os fosfolipídios. Fosfolipídios são lipídios complexos derivados dos glicerídeos e contendo ácido fosfórico em sua estrutura. No caso, os glicerídeos são ésteres de um triálcool, o glicerol (possui três grupos álcool, ou seja, três hidroxilas), com três moléculas de ácidos graxos. Nos fosfolipídios, o éster é do glicerol com dois ácidos graxos, e o terceiro grupo álcool faz éster com o ácido fosfórico, originando o ácido fosfatídico, fosfolipídio que é base para formação dos demais fosfolipídios. Estes fosfolipídios têm a propriedade de serem anfipáticos, ou seja, eles possuem uma região polar e uma apolar em sua molécula. A região polar é representada pelo grupo fosfato e o álcool adicional, que formam a chamada cabeça hidrofílica (por serem polares, apresentam afinidade com a água, daí o termo hidrofílico) da molécula de fosfolipídio. Já a região apolar é representada pelos dois resíduos de ácidos graxos que formam a chamada cauda hidrofóbica (por serem apolares, não interagem com a água, daí o termo hidrofóbico). Já foi dito anteriormente que os lipídios de membrana formam uma bicamada lipídica. Esta bicamada se forma espontaneamente em caso de imersão de lipídios anfipáticos em água, como resultado, uma busca por uma estrutura mais estável. Quando se imerge em água lipídios em grandes quantidades, estes tenderão a formar as bicamadas. A bicamada é a busca de uma posição mais estável que "esconda" os grupos hidrofóbicos e os tire de contato com a água. Assim, as caudas hidrofóbicas das moléculas de fosfolipídio das duas camadas ficam voltadas para dentro da bicamada, permanecendo em contato apenas umas com as outras e não com o meio intra e extracelular, que são formados basicamente por água. Já as cabeças hidrofílicas ficarão voltadas para fora da bicamada nas duas camadas, estando diretamente em contato com o meio intra e extracelular e, consequentemente, com água. Observe que, desta maneira, há interação apenas entre estruturas hidrofóbicas dentro da bicamada (caudas hidrofóbicas com caudas hidrofóbicas) e apenas entre