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BIOLOGIA – ESTUDO DIRIGIDO 1. Fale sobre a constituição química das células, enfatizando os principais constituintes orgânicos e inorgânicos e as principais funções dessas moléculas. Moléculas orgânicas São compostas principalmente por carbono, que se liga a outros elementos como hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre. As principais moléculas orgânicas das células são: • Proteínas: São formadas por aminoácidos e têm diversas funções, como a produção de anticorpos, a atuação como enzimas e a função hormonal. • Lipídios: Também conhecidos como gorduras, são insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos. Participam de processos metabólicos, formam as membranas celulares e atuam como reserva de energia. • Carboidratos: Também chamados de glicídios ou açúcares, são a principal fonte de energia das células. Moléculas inorgânicas São aquelas que não contêm carbono como principal elemento, com exceção de algumas, como o dióxido de carbono (CO2). As principais moléculas inorgânicas das células são: • Água: É a molécula inorgânica mais abundante, correspondendo a quase metade da composição da matéria viva. É fundamental para a fotossíntese e para a manutenção das plantas. • Sais minerais: São substâncias inorgânicas que, juntamente com a água, são fundamentais para a realização de diversos processos e reações químicas 2. Defina o conceito de células procariontes e exemplifique com 1 organismo procarionte. São células que não possuem núcleo e têm o material genético disperso no citoplasma. As principais características das células procariontes são: • São muito menores que as células eucarióticas • Não possuem organelas • São envoltas por uma parede celular • O DNA está organizado em cromossomos circulares • Possuem ribossomos, mas menores que os das células eucarióticas Um exemplo de organismo procarionte são as bactérias. 3. Defina o conceito de um organismo eucarionte e exemplifique. São as células que apresentam núcleo, ou seja, apresentam o material genético envolvido pelo envoltório nuclear, o qual é constituído por duas membranas concêntricas. Temos como exemplo as plantas e os animais. Isso significa dizer que o reino protista, fungi, plantae e animalia é de domínio eucarionte. 4. Elabore um quadro comparativo com as principais características dos seres eucariontes e procariontes. EUCARIONTES PROCARIONTES NÚCLEO Sim, definido e delimitado por uma membrana Não, o material genético esta no citoplasma. ORGANELAS Sim, possuem organelas membranosas, como mitocôndrias, complexo golgiense, cloroplastos e retículo endoplasmático. Não, não possuem organelas membranosas. CROMOSSOMOS Lineares, formados por cromatina, DNA, histonas e outras proteínas. Circulares. ESTRUTURA Mais complexa. Mais simples. TAMANHO Maiores. Pequenas. ORGANISMOS Fungos, protozoários, animais e vegetais. Bactérias, cianobactérias e arqueas. Células procarióticas Células eucarióticas Não possuem núcleo definido. O DNA está concentrado em uma região denominada nucleoide. Possuem núcleo definido, ou seja, o material genético está envolvido por uma membrana nuclear. Normalmente apresentam um cromossomo circular. Normalmente apresentam vários cromossomos lineares. Não possuem organelas membranosas. Possuem organelas membranosas. Possuem ribossomos, porém esses são menores e menos complexos do que os presentes nas células eucarióticas. Possuem ribossomos maiores e mais complexos do que os da célula procariótica. 5. Descreva as 3 partes básicas de uma célula eucarionte e suas funções. • Núcleo: A região onde se encontra o material genético, o DNA, e onde são controladas as atividades celulares. O núcleo é delimitado por uma dupla membrana cheia de poros, chamada de envelope nuclear. • Citoplasma: A substância fluida que preenche o espaço entre a membrana plasmática e o núcleo. O citoplasma é responsável por sustentar a célula e contém organelas, como o citosol, que é uma matriz gelatosa formada por água e substâncias dissolvidas. • Membrana Plasmática: O envoltório fino e poroso que reveste a célula. 6. Diferencie as células animais das células vegetais. A célula animal apresenta algumas peculiaridades, como a presença de lisossomos. A célula animal é aquela presente nos tecidos animais e se difere da célula vegetal pela presença de organelas conhecidas como lisossomos e a ausência de estruturas como parede celular, plastos, vacúolo de suco celular e glioxissoma. 7. Descreva a estrutura da membrana nuclear. A membrana nuclear, também conhecida como carioteca ou envoltório nuclear, é composta por duas membranas concêntricas, que são formadas por uma bicamada lipídica e proteínas associadas. O núcleo celular também é formado por outras estruturas, como a lâmina nuclear, o nucléolo, os cromossomos e o nucleoplasma. 8. Explique o que é nucléolo e sua função. O nucléolo é uma organela presente no núcleo das células eucariontes, que tem como principal função produzir os ribossomos, estruturas essenciais para a síntese de proteínas. 9. Explique a morfologia do retículo endoplasmático liso e rugoso e suas funções. • Retículo endoplasmático liso (REL) É caracterizado pela presença de túbulos e vesículas, e não apresenta ribossomos aderidos à sua membrana. O REL está relacionado com a síntese de lipídios, como fosfolipídios e esteroides, que são utilizados na produção de biomembranas. O REL também está envolvido em outros processos, como a desintoxicação de substâncias químicas e álcool, o metabolismo de carboidratos e a regulação do cálcio no metabolismo muscular. • Retículo endoplasmático rugoso (RER) Possui ribossomos aderidos às suas paredes externas e está relacionado com a síntese de proteínas. As glicoproteínas sintetizadas no RER são transportadas para o complexo de Golgi por vesículas. 10. Explique as funções dos lisossomos e dos peroxissomos. • Lisossomos são responsáveis pela digestão celular, são como sacos membranosos que contêm enzimas hidrolíticas que degradam materiais celulares e substâncias ingeridas pela célula. • Peroxissomos são responsáveis pela detoxificação celular, são organelas que contêm enzimas oxidativas que participam da síntese e degradação de lipídios, além de catalisar o peróxido de hidrogênio, também conhecido como água oxigenada. 11. Explique a estrutura e função do Complexo de Golgi. O complexo de Golgi é formado por várias pilhas de Golgi, cada uma com duas faces: uma de entrada (Cis) e outra de saída (Trans). O complexo de Golgi tem várias funções, entre as quais: • Secreção celular, através da formação de vesículas; • Digestão celular, através da formação de lisossomos, que contêm enzimas digestivas; • Processamento de lipídios e proteínas; • Fabricação de macromoléculas, como polissacarídios não celulósicos; • Formação do acrossoma, uma vesícula que contém enzimas necessárias para a fecundação; 12. Explique a estrutura e função do citoesqueleto das células eucarióticas. O citoesqueleto é uma rede de filamentos proteicos que garante a manutenção do formato da célula, participa do seu processo de divisão e permite a sua movimentação. Ele tem várias funções, onde podemos citar: - Manutenção da forma celular; - Movimentação celular; - Divisão celular; - Organização interna; - Transporte intracelular; - Interação com o ambiente. O citoesqueleto é dinâmico e se reorganiza continuamente à medida que as células mudam de forma, se dividem, se movem e interagem com o meio externo. Os principais componentes do citoesqueleto são os microtúbulos, os filamentos de actina e os filamentos intermediários. Cada um deles é composto por proteínas específicas que agem em funções determinadas.13. Defina as funções dos centríolos. São estruturas celulares que auxiliam na divisão celular (mitose e meiose). Possuem, portanto, a capacidade de duplicação durante o ciclo da divisão celular, organizando o fuso acromático. Após o processo de duplicação, os centríolos migram em direção aos polos da célula. 14. Aponte as principais diferenças entre cílios e flagelos. Cílios: são estruturas mais curtas e numerosas e apresentam um movimento do tipo vaivém; Flagelos: são estruturas longas, encontradas em pequeno número e com movimento do tipo ondulatório. 15. Descreva a morfologia e as principais funções da mitocôndria. A mitocôndria é uma organela celular com formato esférico ou alongado, que possui duas membranas e é responsável pela produção de energia para as células. É a "usina de energia" da célula, pois quebra moléculas de combustível e captura energia. A respiração celular é um processo de oxidação de moléculas orgânicas, como a glicose, que é a principal fonte de energia para os organismos heterotróficos. 16. Descreva a estrutura molecular do DNA. É composta por duas fitas enroladas em espiral, formando uma dupla hélice, similar a uma escada em caracol. Os nucleotídeos que compõem o DNA são formados por três partes: • Uma base nitrogenada • Um açúcar de cinco carbonos, a desoxirribose • Um ou mais grupos fosfato As bases nitrogenadas são classificadas em dois tipos: purinas (adenina e guanina) e pirimidinas (citosina e timina). 17. Aponte a diferença entre DNA, os Cromossomos e os Gene. Os genes são segmentos de ácido desoxirribonucleico (DNA) que contêm o código para uma proteína específica que funciona em um ou mais tipos de células no organismo ou codificam as moléculas funcionais de ácido ribonucleico (RNA). Cromossomos são estruturas dentro das células que contêm os genes de uma pessoa. 18. Explique a composição química do DNA. Macromolécula orgânica composta por milhões de nucleotídeos, que são formados por três partes: • Base nitrogenada: Adenina (A), Timina (T), Guanina (G) ou Citosina (C) • Desoxirribose: Um açúcar com cinco carbonos • Grupo fosfato: Um radical de ácido fosfórico As quatro bases nitrogenadas se emparelham, formando os degraus da escada, de modo que a adenina (A) se emparelha com a timina (T) e a citosina (C) com a guanina (G). 19. Diferencie as bases nitrogenadas púricas das pirimidinas. Purinas: São compostas por dois anéis, um hexagonal e outro pentagonal, de carbono e nitrogênio. A adenina e a guanina são bases púricas. Pirimidinas: São compostas por um único anel de seis átomos, incluindo carbono e nitrogênio. A citosina e a timina são bases pirimidinas. 20. Explique o pareamento das bases nitrogenadas. É a associação entre as bases nitrogenadas do DNA e do RNA, que ocorre de forma específica e não aleatória: • No DNA, a adenina (A) sempre se pareia com a timina (T), e a guanina (G) sempre se pareia com a citosina (C). • No RNA, a adenina (A) sempre se pareia com a uracila (U), e a guanina (G) sempre se pareia com a citosina (C). As bases nitrogenadas são compostos que fazem parte da composição do DNA e do RNA, e que se classificam em dois tipos: púricas ou purinas, e pirimídicas ou pirimidinas. As bases púricas são a adenina e a guanina, e as bases pirimídicas são a citosina, a timina e a uracila. As bases nitrogenadas se unem por ligações de hidrogênio, que mantêm as duas cadeias unidas. A adenina e a timina se ligam por duas ligações de hidrogênio, enquanto a guanina e a citosina se ligam por três ligações. 21. Explique os conceitos de um cromossomo. São estruturas que contêm os genes de uma pessoa e que estão localizadas no núcleo das células. Eles são formados por DNA e proteínas, e são responsáveis por transmitir a informação genética de um organismo para os seus descendentes. Alguns conceitos sobre cromossomos: • Estrutura: Os cromossomos são longos fios de DNA associados a proteínas histonas. • Visibilidade: Os cromossomos ficam visíveis durante a divisão celular, quando a célula se prepara para dar origem a outra. • Classificação: Os cromossomos podem ser classificados de acordo com a posição do centrômero, que é uma região de estrangulamento. • Tipos: Os tipos de cromossomos são: metacêntrico, submetacêntrico, acrocêntrico e telocêntrico. • Homologia: Os cromossomos homólogos são pares de cromossomos que ocupam a mesma posição no cariótipo e que têm semelhanças na forma, tamanho e posição dos genes. • Herança: Cada célula humana normal tem 23 pares de cromossomos, totalizando 46 cromossomos. Um cromossomo homólogo é herdado de cada progenitor. • Determinação do sexo: Os cromossomos estão intimamente relacionados à determinação do sexo. 22. Pesquise e explique a importância da meiose, quais processos que antecedem a meiose e as etapas da meiose. A meiose é um processo de divisão celular que é importante para a manutenção do número de cromossomos de uma espécie e para a garantia da variabilidade genética. O processo de divisão celular da meiose acontece em três etapas: Interfase: duplicação do material genético; Meiose I (etapa reducional): redução ao meio no número de cromossomos; Meiose II (etapa equacional): o número de cromossomos das células que se dividem segue iguais nas células que se formam. 23. Em qual fase do ciclo celular o material genético é replicado? Ocorre na fase S do ciclo celular, também conhecida como fase sintética. Durante a fase S, o DNA é duplicado, ou seja, cada cromossomo é duplicado e passa a ter duas moléculas de DNA idênticas, chamadas cromátides-irmãs. 24. Como ocorre a transmissão do material genético? São transmitidas entre gerações por meio da hereditariedade. Hereditariedade é o processo de transmissão de características genéticas entre gerações, isto é, a transmissão de genes provenientes de um organismo parental para seus descendentes. 25. Quais os mecanismos envolvidos na replicação do DNA e quais enzimas envolvidas? A replicação do DNA é um processo que envolve a duplicação da molécula de DNA, e é fundamental para a divisão celular. Alguns dos mecanismos e enzimas envolvidos na replicação do DNA são: • DNA helicase: Descompacta a estrutura do DNA, separando as duas fitas da molécula, quebrando as ligações de hidrogênio entre as bases nitrogenadas. • DNA primase: Sintetiza as porções de DNA, chamadas de primers, que se ligarão à fita original de DNA. • DNA polimerase: Replica uma fita de DNA, adicionando nucleotídeos na extremidade 3' do DNA molde. A maioria das DNA polimerases verifica se cada base que adiciona está correta, removendo e substituindo qualquer nucleotídeo incorreto. • Topoisomerases: Aliviam a tensão causada pela separação das fitas. • SSBs: Impedem a torção da fita simples, mantendo as fitas separadas. • DNA ligase: Liga os fragmentos de Okazaki, que se formam de modo descontínuo na cadeia filha complementar à cadeia parental. A replicação do DNA ocorre durante a interfase, e é bidirecional, ou seja, duas forquilhas de replicação se afastam da origem nas duas direções. 26. Explique o que é um ribossomo e suas principais funções. São organelas responsáveis pela síntese de proteínas na célula. Células responsáveis por grande produção de proteínas, como as do pâncreas, são ricas nessas estruturas. Sua principal função é traduzir o RNAm, ligando aminoácidos para formar proteínas. 27. Explique o papel do RNA mensageiro, transportador e ribossômico. RNA Ribossômico (RNAr): Recebe esse nome, pois é o principal constituinte dos ribossomos. Ele possui o maior peso, sendo o principal responsável pela síntese de proteínas. RNA Mensageiro (RNAm): Junto ao RNA ribossômico, ele auxilia na síntese de proteínas, orientando a ordem dos aminoácidos para a formação proteica. 28. Qual função da transcrição e da tradução do materialgenético? A transcrição e a tradução do material genético são processos que têm como função a conversão da linguagem genética em linguagem proteica: - Transcrição: É o processo de copiar as informações contidas no DNA para o RNA. A RNA polimerase é a enzima responsável por executar a transcrição. - Tradução: É o processo de decodificar o RNA mensageiro e usar a informação para produzir proteínas. A tradução é também conhecida como síntese proteica. 29. Diferencie a eucromatina da heterocromatina. Eucromatina: Consiste em DNA ativo que pode realizar a transcrição. Heterocromatina: Consiste em DNA bastante condensado, inativo que não pode transcrever os genes. 30. Explique as principais etapas da síntese proteica e quais principais organelas envolvidas. A síntese proteica é um processo que ocorre em três etapas e envolve as organelas ribossômicas. As principais etapas da síntese proteica são: • Transcrição: As informações genéticas do DNA são transcritas em RNA mensageiro. • Iniciação: Uma subunidade ribossomal pequena se liga ao RNA mensageiro no códon de iniciação. • Alongamento: A cadeia polipeptídica é alongada. • Transporte de aminoácidos: O RNA transportador (RNAt) leva os aminoácidos até o ribossomo. • Término: A tradução é finalizada. As proteínas são formadas por aminoácidos que se juntam por meio de ligações peptídicas.