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Quando isso acontece, entram em ação certas proteínas que agem como bombas, jogando coisas para fora ou para dentro, dependendo da necessidade da célula. E o que acontece, por exemplo, com as hemácias do sangue. Essas células apresentam internamente, uma concentração de íons K+ vinte vezes maior do que a existente no plasma circundante. Por outro lado, no plasma, a concentração de íons Na- é vinte vezes maior que no interior das hemácias. Este desequilíbrio permanece por toda a vida dessas células, o que não poderia se dar pelo simples processo de difusão. O que ocorre é que a hemácia constantemente joga K+ para dentro e Na- para fora, e isto só é possí-

Fig. 1.3 – Esquema do mecanismo proposto por Shaw para explicar as diferenças de concentração de sódio (Na) e potássio (K) entre o plasma e o citoplasma das hemácias. O sódio, que tende a penetrar, é bombeado para fora por uma substância carregadora (x); o potássio, que tende a sair, é bombeado para dentro. Este processo ativo de transporte consome energia da célula, sendo suprido pelo ATP celular.

vel através de um processo que requer gasto de energia, isto é, um processo ativo de transporte.

4) Por que é importante conhecer a membrana plasmática? Que relação ela pode ter com as coisas que eu conheço ou que já ouvi falar?

Com certeza você já deve ter ouvido falar dos pigmeus, aquelas pessoas de baixa estatura que vivem lá na África. Você sabia que o fato deles serem tão pequenos tem relação com a membrana celular? Os cientistas descobriram que esses indivíduos embora produzam quantidade normal do hormônio de crescimento humano, têm baixa estatura devido a uma característica peculiar da membrana de suas células: nela, faltam moléculas de proteínas capazes de se combinar a este hormônio e colocá-lo para dentro da célula. E, sem a entrada desse hormônio, não há crescimento.

5) Além de controlar o que entra e o que sai da célula, existe mais alguma função atribuída à membrana plasmática?

Existe sim, a membrana é o local onde ocorre o mais importante processo metabólico das bactérias, que é a respiração. Na falta das mitocôndrias nesses seres, a membrana desempenha essa função. A membrana também participa de um outro importante processo metabólico das células que é a ingestão de alimentos ou de outras substâncias. Certos seres microscópicos, como o protozoário ameba, alimentam-se através da emissão de pequenas projeções que capturam o alimento. Este processo, chamado de fagocitose (do grego phagein, comer), é observado também nas nossas células de defesa chamadas de macrófagos. Essas células englobam bactérias e outros invasores, e em seguida os digerem, tirando-os de circulação. Células que revestem a parte interna do intestino também absorvem gotículas de gordura por um processo muito semelhante, chamado de pinocitose (do grego pinein, beber).

Q.E. 8) Escreva um pequeno texto, com suas próprias palavras, no qual os conceitos membrana plasmática, pinocitose e fagocitose estejam relacionados.

Olhando as três hemácias representadas, podemos notar que a ultima é maior, a do meio é menor, enquanto a primeira parece ter um tamanho normal. Se a primeira, que esta no meio I, está com aspecto normal, é sinal que não esta perdendo e nem ganhando água além do que lhe é normal, logo, o meio em que ela se encontra deve ser de mesma concentração que o seu interior, isto é, isotônico. No meio I, além de menor, a célula está com aspecto enrugado, sinal que perdeu água para o meio por osmose, logo, o meio deve estar hipertônico. Em I, a célula está muito maior que as demais, provavelmente porque entrou muita água na célula; isso aconteceria se o meio fosse hipotônico, isto é, se externamente tiver uma quantidade de água maior que o interior da célula. Concluímos, portanto, que a resposta correta é alternativa “e”.

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(U F. Santa Maria - RS) Hemácias humanas foram colocadas em um meio com concentrações diferentes. Pelo formato das células I, I e II, sabe-se que os meios classificam, respectivamente, como:

a) hipertônico; isotônico; hipotônico. b) hipotônico; hipertônico; isotônico. c) hipotônico; isotônico; hipertônico. d) isotônico; hipotônico; hipertônico. e) isotônico; hipertônico; hipotônico.

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30) Pesquisadores norte-americanos produziram uma variedade de tomate transgênico que sobrevive em solos até 50 vezes mais salinos do que o tolerado pelas plantas normais. Essas plantas geneticamente modificadas produzem maior quantidade de uma proteína de membrana que bombeia íons sódio para o interior do vacúolo. Com base em tais informações, pode-se concluir que plantas normais não conseguem sobreviver em solos muito salinos porque, neles, as plantas normais a) absorvem água do ambiente por osmose. b) perdem água para o ambiente por osmose. c) absorvem sal do ambiente por difusão. d) perdem sal para o ambiente por difusão. e) perdem água e absorvem sal por transporte ativo.

Quando as células são colocadas em um meio no qual a concentração de íons é maior fora do que dentro, o que ocorre é o transporte destes sais, passivamente para dentro das células, pelo processo já discutido nas duas páginas anteriores e chamado de difusão. Ao mesmo tempo em que isto acontece, a água presente no interior da célula também sai pelo mesmo motivo: está em maior concentração dentro do que fora. Este processo de difusão da água é chamado de osmose. Ou seja, ao mesmo tempo que entram íons Na- por difusão, sai água da célula por osmose. Isto leva à desidratação das células com conseqüente morte da planta. No entanto, as plantas citadas no enunciado foram modificadas geneticamente, produzindo maior quantidade de uma proteína de membrana que bombeia íons sódio para o interior do vacúolo. Fazendo isso, o interior da célula fica mais “salgado” que o exterior. Conseqüentemente, a célula perde menos água por osmose e sobrevive mais a este ambiente. Com base nessas informações, concluímos que a alternativa correta para a questão é a “b”, ou seja, as plantas normais morrem porque perdem água para o ambiente por osmose.

Q.E. 9) Observe atentamente a figura 1.2, veja se consegue identificar o retículo endoplasmático, com o que você o compararia?

6) Que analogia podemos fazer para entender melhor o que é e para que serve o retículo endoplasmático?

O retículo endoplasmático poderia ser comparado a uma rede de distribuição de substancias pelo citoplasma celular. Um exemplo é a absorção de gordura pelas células intestinais. As gotículas de gordura, englobadas pela membrana celular por pinocitose, atravessam a célula, de um lado para outro, por esses minúsculos canais. Além de transportar substâncias, o retículo também armazena. Em ovos de certos insetos, por exemplo, reservas de proteínas ficam armazenadas nesses canalículos, formando os grânulos de vitelo que vão nutrir o embrião durante o seu desenvolvimento.

Fig. 1.4 – À esquerda, célula do revestimento intestinal de mamífero, cujo retículo está efetuando o transporte de gorduras captadas por pinocitose até a base da célula, onde serão eliminadas na linfa. À direita, detalhe do citoplasma de um ovócito (futuro óvulo) de grilo. As proteínas captadas por pinocitose são transportadas para as cavidades do retículo endoplasmático, onde formarão os grãos de vitelo. (Desenho à direita baseado em Berkaloff et al. Biologia e fisiologia celular. São Paulo, Edgard Blücher Ed./Edusp, 1972.)

7) De onde vem o nome retículo endoplasmático e por que a Biologia tem nomes tão difíceis? E só pra dificultar a vida da gente, não teria um nome mais fácil?

O nome retículo vem de retis ou rede e endoplasmático é porque encontra se dentro do plasma celular ou do citoplasma. Tratam-se de canais em formas de tubos achatados que percorrem todo o citoplasma. Esses canais são delimitados por membranas lipoprotéicas semelhantes à membrana plasmática. A Biologia tem alguns nomes que são pouco comuns para você porque muitos devem conter a explicação sobre o que são no próprio nome, e isto não pode ser privilégio de uma língua ou de outra, porque a linguagem da Biologia, assim como de toda a Ciência deve ser entendida por todos. Para que isto aconteça, recorre-se a línguas-mães, como o latim ou o grego. Se você quiser outro nome para o retículo, pode se usar ergastoplasma, mas nesse caso, esse nome só deve ser usado para o r.e. rugoso, isto é, aquele que apresenta ribossomos aderidos a sua superfície. Este nome foi dado porque se descobriu que substancias podem ser elaboradas nesta estrutura (do grego ergazomai = elaborar).

Em artigo publicado no suplemento Mais!, do jornal Folha de S. Paulo, de 6 de agosto de 2000, José Reis relata que pesquisadores canadenses demonstraram que a alga unicelular Cryptomones resulta da fusão de dois organismos, um dos quais englobou o outro ao longo da evolução. Isso não é novidade no mundo vivo. Como relata José Reis: “[...] É hoje corrente em Biologia, após haver sido muito contestada inicialmente, a noção de que certas organelas [...] são remanescentes de células que em tempos idos foram ingeridas por célula mais desenvolvida. Dá-se a esta o nome de hospedeira e o de endossimbiontes às organelas que outrora teriam sido livres.” São exemplos de endossimbiontes em células animais e em células de plantas, respectivamente, a) aparelho de Golgi e centríolos. b) centríolos e vacúolos. c) lisossomos e cloroplastos. d) mitocôndrias e vacúolos e) mitocôndrias e cloroplastos.

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Se você respondeu a letra “e”, é porque já deve ter ouvido falar a respeito.

Na sua opinião, por que as organelas citadas são consideradas endossimbiontes que num passado remoto teriam sido livres?

Q.E. 10) Pesquise a respeito da hipótese de endossimbiose. Quais argumentos são empregados para confirmar e para negar esta hipótese?

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39) Células animais, quando privadas de alimento, passam a degradar partes de si mesmas como fonte de matéria-prima para sobreviver. A organela citoplasmática diretamente responsável por essa degradação é a) o aparelho de Golgi. b) o centríolo. c) o lisossomo. d) a mitocôndria. e) o ribossomo.

O lisossomo (do grego lise, quebra, destruição) é uma pequena bolsa cheia de enzimas. Uma vez tendo feito a fagocitose (ou a pinocitose), os lisossomos de uma célula fundem-se ao fagossomo (ou ao pinossomo) com a intenção de digeri-lo.

Um exemplo de doença causada por mau-funcionamento dos lisossomos é a doença de Tay-Sachs. A falta de um tipo de enzima nessas estruturas torna a pessoa incapaz de digerir e reaproveitar uma substância presente na própria membrana plasmática. O acúmulo dessa substância leva a um retardo mental grave, com morte prematura. Os lisossomos surgem como se fossem pequenos brotos liberados do sistema golgiense, isto é, não apresentam capacidade de replicação autônoma, como acontece com os cloroplastos ou as mitocôndrias. Assim sendo não constituem, de fato, estruturas transmissíveis de pais para filhos. No entanto, as enzimas contidas nos lisossomos são codificadas por genes que estão presentes nos cromossomos, lá no núcleo das células. E estes sim, são transmitidos pelas gerações, sendo por isso, uma doença hereditária.

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Q.01) Certas doenças hereditárias decorrem da falta de enzimas lisossômicas. Nesses casos, substâncias orgânicas complexas acumulam-se no interior dos lisossomos e formam grandes inclusões que prejudicam o funcionamento das células.

a) O que são lisossomos e como eles contribuem para o bom funcionamento de nossas células? b) Como se explica que as doenças lisossômicas sejam hereditárias se os lisossomos não são estruturas transmissíveis de pais para filhos?

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No processo de fecundação humana, milhares de espermatozóides movimentam-se para alcançar o óvulo. Caso se pretendesse reduzir esta movimentação, o que poderíamos fazer?

Quem respondeu a alternativa “b” foi objetivo e lembrou-se que a mitocôndria é que fornece a energia para o movimento. Logo, diminuindo-se o número de mitocôndrias diminui também a energia que esta célula teria para se movimentar. É por isso que nos espermatozóides existem tantas mitocôndrias, principalmente próximo a sua cauda.

8) É verdade que a planta respira a noite e faz fotossíntese de dia? Que relação essas coisas têm com a mitocôndria e o cloroplasto?

Não, não é verdade. Se ela respira, respira o tempo todo, caso contrário, morreria, e se ela faz fotossíntese, por que isto não poderia ocorrer ao mesmo tempo em que ocorre a respiração? Os dois processos são independentes, ocorrendo inclusive em regiões diferentes da célula. A respiração acontece nas mitocôndrias, enquanto a fotossíntese, nos cloroplastos. Na respiração, o é liberado. Na fotossíntese, os cloroplastos captam a energia da luz e a utilizam para converter o CO2 e a água em molé- culas de glicose e O2 . Por isso, a fotossíntese acontece de dia, quando há luz, mas a respiração acontece tanto de dia como de noite.

Q.E. 1) Observe a figura da célula vegetal anteriormente representada e identifique as estruturas representadas pelas mitocôndrias e pelos cloroplastos. O que há de semelhanças e diferenças entre essas estruturas?

Q.E. 12) Nos cloroplastos, ocorre à reação da mais fundamental importância para a vida das plantas (e, indiretamente para a vida de todos os animais). Por que esta afirmação e verdadeira? O que significa neste caso, o termo “indiretamente”?

Q.E. 13) Estabeleça as relações funcionais entre cloroplastos e mitocôndrias numa mesma célula vegetal.

Fig. 1.5 – À esquerda, diagrama das partes de um espermatozóide. À direita, aspecto geral de espermatozóides de alguns animais, não representados na mesma escala. Na verdade, o espermatozóide do camundongo mede 125 µm de comprimento, enquanto o humano tem cerca de 53 µm. (Figuras à direita modificadas de desenhos de Houillon. Sexualidade. São Paulo, Edgard Blücher Ed./Edusp, 1972.)

9) Podemos dizer que o DNA das células encontra-se somente no núcleo?

Não, não podemos, pois como sabemos, há DNA nas mitocôndrias, nos cloroplastos e até nos centríolos!

89) As mitocôndrias são consideradas as “casas de força” das células vivas. Tal analogia refere-se ao fato de as mitocôndrias.

a) estocarem moléculas de ATP produzidas na digestão dos alimentos. b) produzierm ATP com utilização de energia liberada na oxidação de moléculas orgânicas. c) consumirem moléculas de ATP na síntese de glicogênio ou de amido a partir de glicose. d) serem capazes de absorver energia luminosa utilizada na síntese de ATP. e) produzirem ATP a partir da energia liberada na síntese de amido ou de glicogênio.

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O núcleo de uma célula é a sua parte mais importante, sem a qual, ela não existiria. Trata-se de uma estrutura esférica, única e central e completamente independente do citoplasma, uma vez que é separada deste por uma membrana chamada carioteca, que não permite qualquer tipo de comunicação entre o que está dentro e o que esta fora.

Q.E. 14) O parágrafo acima contém algumas afirmações sobre o núcleo celular que não estão corretas. Você saberia identifica-as e explicar porque não estão corretas?

Q.E. 15) Reescreva o parágrafo sobre o núcleo celular, corrigindo-o.

Durante as décadas de 1950 e 1960, os pesquisadores concluíram que os genes são informações escritas em linguagem codificada, comparável a do computador. Os cromossomos seriam equivalentes a disquetes ou fitas magnéticas, nas quais estão gravadas todas as instruções para a célula viver. Uma célula sem núcleo é como um computador sem os programas: não teria as instruções para funcionar.

(Texto extraído de Amabis e Martho, 2001, Conceitos de Biologia, vol. 1, p. 138)

O núcleo celular é importante, de fato, mas algumas células como as hemácias, não tem núcleo, pois eles são perdidos no processo de formação destas células. Então, dizer que sem eles a célula não existiria, deixa de ser uma verdade se lembrarmos das hemácias. É dito também que o núcleo é sempre esférico e central. Pesquise um pouco e você vai ver que existem núcleos com formatos bem variados (e engraçados!), cujo número por célula nem sempre é um, mas o pior erro deste parágrafo é dizer que o núcleo não tem comunicação com o citoplasma. O núcleo é um sistema em contínuo intercâmbio com o citoplasma: coisas entram e coisas saem. Pesquise sobre o papel dos poros da carioteca que você vai se surpreender.

Q.E. 16) Faça um desenho de um computador, relacionando-o com o núcleo celular, seguindo o que está escrito no parágrafo anterior.

Q.E. 17) Como é possível que as hemácias sobrevivam sem núcleo? Quanto tempo vive uma hemácia? Procure se informar em livros de Biologia e veja se isto tem alguma relação com o tempo de vida dela.

Qual das alternativas se refere a um cromossomo? a) um conjunto de moléculas de DNA com todas as informações genéticas da espécie. b) uma única molécula de DNA com informação genética para algumas proteínas. c) um segmento de molécula de DNA com informação para uma cadeia polipeptídica. d) uma única molécula de RNA com informação para uma cadeia polipeptídica. e) uma seqüência de três bases nitrogenadas do RNA mensageiro correspondente a um aminoácido na cadeia polipeptídica.

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Embora a resposta a esta questão possa parecer estranha para algumas pessoas, o correto é que em cada cromossomo existe apenas uma molécula de DNA, que de tão grande, guarda as informações para muitas proteínas. Não se esqueça que os genes estão nos cromossomos, logo, numa mesma molécula de DNA, podem existir milhares de genes.

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