Ensinar é aprender!

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Pré-vestibular

Carol L. J. FávaroMárcio Fraiberg Machado

Wellington Romangnoli

1Biologia

Thia

go L

obo

duplicação dos cromossomos

Metáfase(cromossomos alinhados)

Anáfase(centrômero se divide e cromátides se separam)

Telófase(organização dos novos núcleos)

(células-fi lhas com o mesmo número de cromossomos da célula-mãe)

duplicação dos cromossomos

pareamento dos homólogos

crossing over ou permuta

separação dos cromossomos

homólogos

células-fi lhas haploides

COMPARAÇÃO ENTRE MITOSE E MEIOSE

MITOSE MEIOSE

1

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?Toda matéria é formada por átomos. Os átomos podem

se combinar para formar molé culas. Os seres vivos tam-bém são matéria, e nessa matéria viva são encontrados

elementos químicos, como: carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O) e nitrogênio (N). Esses e outros elementos se combinam para formar as molé culas e as substâncias que for-mam os organismos. As diferentes substâncias que compõem as células são chamadas, em conjunto, de protoplasma.

1. A composição do protoplasmaO quadro apresenta as principais substâncias encontra-

das no protoplasma:

Substâncias inorgânicas Substâncias orgânicas

Água Carboidratos

Sais minerais

Lipídios

Proteínas

Ácidos nucleicos (DNA e RNA)

2. Substâncias inorgânicas

Água

A água compõe o principal meio líquido da célula. Muitas substâncias químicas se dissolvem com facilidade na água, por isso ela é chamada de solvente universal. As substâncias dissolvidas na água podem ser transportadas com maior ve-locidade e distribuídas rapidamente para todo o organismo.

As reações químicas ocorrem mais facilmente quan-do as substâncias estão dissolvidas em meio líquido, outra importante função da água nas células. Em outras reações, como a fotossíntese, a água participa como reagente.

Ela ainda está envolvida com o controle da tempera-tura. As reações exotérmicas liberam grandes quantida-des de calor. Essa energia é absorvida pela água existente no hialoplasma, impedindo uma variação brusca da tem-peratura. Em alguns organismos, a água do suor auxilia no resfriamento do corpo.

Sais minerais

Em contato com a água, os sais minerais se dissociam em íons. Os íons mais comuns da célula são: potássio (K+), magnésio (Mg+), fosfato (PO

4–3), sulfato (SO

4–2), bicarbo-

nato (HCO3

–), sódio (Na+), cloreto (Cℓ–) e cálcio (Ca+2). Eles fornecem os compostos inorgânicos para as reações celu-lares importantes como a geração e transmissão do impul-so nervoso, contração mus cular e transporte de oxigênio.

Outros íons são importantes componentes para formar estruturas como o esqueleto, as conchas dos moluscos e a carapaça dos insetos.

Bioquímica 1Mód

ulo

3. Substâncias orgânicas

Carboidratos

Os carboidratos são molé culas formadas principalmen-te por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. Também são conhecidos como hidratos de carbono, açúcares, saca-rídeos ou glicídios. Sua fórmula geral é:

(CH2O)

n

Em geral, os carboidratos são usados como combustível celular, e fornecem a energia necessária para o metabolismo. Outros podem ter função de reserva energética ou função es-trutural. Os carboidratos dividem-se em três grupos principais: dos monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos.

Monossacarídeos

Os monossacarídeos ou açúcares simples são formados por uma única unidade. O número de carbonos pode va-riar de 3 a 7. Na natureza, o monossacarídeo mais comum é a glicose, que tem 6 carbonos (C

6H

12O

6). Frutose, galactose,

ribose e desoxirribose são outros monossacarídeos impor-tantes para as células.

OH

OH

OH

OH

C

C

C

C

C

C

H

OH

HO

H

H

H

H

H

H

2

1

3

4

5

6

forma linear

OHHO

OH

OH

O

6CH2OH

forma cíclica

Oligossacarídeos

Os oligossacarídeos são formados quando alguns mo-nossacarídeos se unem por meio de ligações covalentes. Os dissacarídeos (dois monossacarídeos unidos) são os mais conhecidos. Entre eles estão a sacarose (glicose + frutose), a maltose (glicose + glicose) e a lactose (glicose + galactose).

A sacarose (C12

H22

O11

) é encontrada na cana-de-açúcar. Outros vegetais também a produzem, mas ela não está presente nos animais superiores. Na digestão, a sacarose sofre a ação da enzima sacarase, que separa a glicose e a frutose para serem absorvidas pelo organismo.

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ogia Polissacarídeos

A grande maioria dos carboidratos encontrados na na-tureza está na forma de polissacarídeos. Essas molé culas são formadas pela união de centenas e até milhares de monossacarídeos.

Nos vegetais, o amido e a celulose são os polissacarídeos mais conhecidos. O amido tem função de reserva energética e é encontrado nas raízes tuberosas, na batata e nas farinhas. Os animais podem se alimentar de amido, que se converte em glicoses após a digestão.

A celulose, um dos componentes da parede celular das células vegetais, é o polissacarídeo mais abundante na natureza e tem função estrutural. A maioria dos ani-mais não consegue digeri-la, por falta de enzimas apro-priadas. Alguns animais, como bois e cupins, vivem em mutualismo com microrganismos capazes de digerir celulose. No ser humano, a celulose ingerida constitui a fi bra alimentar indispensável para um bom funciona-mento dos intestinos.

O glicogênio é um polissacarídeo de reserva energética para os animais. Fica armazenado nos mús culos e no fígado. No momento de necessidade, é convertido rapidamente em glicose, que poderá ser usada pela célula como combustível.

Amido Glicogênio Celulose

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Edito

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Sanj

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Fonte: massas Fonte: músculos Fonte: vegetais, frutas e alimentos integrais

Note que amido, glicogênio e celulose são formados por moléculas de glicose. As propriedades de cada um são determinadas pelos tipos de ligações entre as suas glicoses.

Lipídios

Os lipídios compõem outra família de biomolé culas. São substâncias orgânicas oleosas ou gordurosas que não se dissol-vem na água. Os lipídios mais abundantes são os triglicerídeos, uma forma muito usada no Reino Animal para armazenar ener-gia química. Os triglicerídeos são formados por três molé culas de ácidos graxos e um álcool especial, o glicerol.

H31

C15

CH2

C30

H61

O

O

C

A camada de gordura localizada sob a pele do urso polar exerce importante papel de isolante térmico. Tam-bém fornece energia durante a época do ano em que o alimento é escasso. Algumas aves migratórias voam lon-gas distâncias abastecidas unicamente pelas reservas de gordura corporal.

Outros lipídios de grande importância biológica são:• Fosfolipídios: componentes das membranas celulares;• Ceras: muito insolúveis, sólidas e maleáveis. Têm fun-

ção de revestimento e proteção;• Esteroides: componentes de vários hormônios.

Proteínas

As proteínas são molé culas grandes (macromoléculas) formadas por molé culas menores, os aminoácidos. Mais da metade do peso seco da maioria dos organismos é constituído por proteínas. É por meio delas que os genes se expressam. Assim como existem milhares de genes no núcleo celular, cada um determinando uma característica específi ca, também há milhares de proteínas na célula, cada uma executando a função específi ca determinada por seu gene.

Funções das proteínas

• Enzimática: catalisam (aceleram) reações químicas do metabolismo.

• Estrutural: proteínas fi lamentosas conferem fi rmeza ou proteção a estruturas biológicas. Ex.: o colágeno, que participa da composição de cartilagens e tendões; a quera-tina, que forma pelos, cascos, garras e chifres.

• Transporte: proteínas de membrana podem trans-portar glicose, aminoácidos e outros nutrientes através da membrana celular.

• Nutrição e reserva: presente em sementes e ovos.• Contração e movimento: as estruturas de contração

mus cular são formadas pelas proteínas actina e miosina. Cí-lios e fl agelos são construídos pela proteína tubulina.

• Defesa: as imunoglobulinas ou anticorpos são pro-teínas que defendem o organismo contra a invasão de microrganismos. O veneno das abelhas, aranhas, serpen-tes e outros animais é composto por proteínas, com clara função de defesa.

Estrutura das proteínas

Os aminoácidos são a unidade formadora das pro-teínas. Existem 20 tipos de aminoácidos, que podem ser agrupados em: naturais, sintetizados pelo corpo, o que os dispensa de serem ingeridos; essenciais, que não podem ser fabricados pelo corpo e devem ser in-geridos. Os aminoácidos naturais e essenciais variam de acordo com a espécie.

Os aminoácidos se unem por meio de uma ligação co-valente especial chamada ligação peptídica, que ocorre entre o grupo amina de um aminoácido e o grupo ácido carboxílico de outro aminoácido. Veja o esquema seguinte:

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H

CH

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O

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CH

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C

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O

H2O

... HN

H

CH

R

CO

N

H

CH

R

C

OH ...

O

ligação peptídica

Poderíamos perguntar: como uma proteína exerce ati-vidade enzimática enquanto outra tem função de reserva ou ainda de contração? A resposta é a sequência em que os aminoácidos estão arranjados na molé cula.

Todas as proteínas são construídas com os mesmos 20 aminoácidos. Porém, assim como as letras do alfabeto podem ser combinadas de infinitas maneiras para formar frases, os ami-noácidos podem ser combinados para formar infinitas proteínas. O seguinte esquema ilustra como ocorre essa organização:

estrutura primária

grupo amina

grupo ácido carboxílico

estrutura secundária

hélicepontes de hidrogênio entre os aminoácidos

α

estrutura terciária estrutura quaternária

polipeptídeo

hemoglobina

cadeia de hemoglobina

β

α

β

Imag

ens:

AFC

Enzimas

As enzimas são uma classe fundamental de proteínas, pois têm ação catalítica, ou seja, facilitam e aceleram as reações químicas do metabolismo. As milhares de reações químicas complexas que ocorrem nas células dos seres vi-vos a cada segundo são catalisadas por enzimas. Elas agem diminuindo a energia de ativação das reações.

Assim como a chave e a fechadura devem ter formas complementares para realizar sua função com eficiência, as enzimas têm formas complexas complementares às formas dos substratos. Por isso, as enzimas são específicas, isto é, rea-lizam apenas um tipo de reação química. Observe o esquema de uma reação enzimática no modelo chave-fechadura:

substrato

enzima

área ativa

+ +

substânciaA B produto AB

enzimaenzima

Déb

ora

Mat

os

Fatores como a concentração de substrato, a tempe-ratura e o pH do meio podem influenciar a velocidade de uma reação química mediada por enzimas. Há casos em que chega a ocorrer a desnaturação, em que a forma da proteína é alterada e ela perde sua função.

Ácidos nucleicos

A descoberta da estrutura e do funcionamento dos áci-dos nucleicos causou uma verdadeira revolução na biologia. Esses ácidos são as molé culas responsáveis pelo controle de todas as funções celulares. Também guardam as informa-ções genéticas transmitidas de geração em geração.

Os ácidos nucleicos são as maiores das biomolé culas, formadas por molé culas menores: os nucleotídeos. Cada nucleotídeo é um trio mole cular composto por um mo-nossacarídeo do grupo das pentoses, uma base nitrogena-da e uma molé cula de ácido fosfórico.

Unidade estrutural dos ácidos nucleicos.

P O CH2

CH2

O

N

ON

NH2

base

O

O

O

açúcar

fosfato

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ogia Existem dois tipos de ácidos nucleicos: o DNA ou ADN

(ácido desoxirribonucleico) e o RNA ou ARN (ácido ri-bonucleico). As bases nitrogenadas que compõem os nu-cleotídeos do DNA são: adenina, guanina, timina e citosina. Os nucleotídeos de RNA são constituídos pelas bases: ade-nina, guanina, uracila e citosina.

NH2

CCHN

NCHC

O

citosina timina

O

CCHN

NCHC

O

CH3

H

uracila

O

CHN

NCHC

O

H

CH

pirimidinas

O

CHN

NC2

HNC

CN

CH

NH

guanina

NH2

CN

NCHC

CN

CH

NH

adenina

purinas

Os nucleotídeos de DNA têm o açúcar desoxirribose e os de RNA, ribose. A estrutura das molé culas de DNA é forma-da por duas fitas de nucleotídeos que se complementam e se torcem como uma escada helicoidal. Adenina e timina se ligam entre si através de pontes de hidrogênio; o mes-mo acontece entre guanina e citosina. O RNA é formado por uma única fita de nucleotídeos. Veja o seguinte esquema:

123

Exon

Gene

exon

intron

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exon

cromossomo

Dentro de cada cromossomo, o DNA está em espiral e enrolado. Cada região do DNA forma um gene, no qual está contida uma determinada informação.

Citologia2 Mód

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1. A descoberta da célula

A pergunta “De que são formados os seres vivos?” não teve resposta até 200 anos atrás. Só com a invenção de um ins-trumento capaz de aumentar a visualização das coisas invi-

síveis a olho nu é que foi possível chegar a uma conclusão segura.Os primeiros microscópios foram inventados pelos ho-

landeses Hans e Zacharias Janssen, por volta de 1595, e eram vendidos como brinquedos de luxo para os nobres euro-peus. Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723), usando um aparelho simples, de apenas uma lente, foi o primeiro a usar a “nova tecnologia” para estudos em biologia. Com um mi-croscópio capaz de aumentar os objetos em até 200 vezes, Leeuwenhoek descreveu os glóbulos vermelhos do sangue, os espermatozoides, os vasos capilares e os micróbios.

Robert Hooke usou em 1665 a palavra célula para descre-ver os pequenos espaços vazios de uma fina lâmina de cortiça (casca de uma árvore) observada através das lentes de um mi-croscópio. Ao que tudo indica, a descoberta passou desperce-bida para a maior parte da comunidade científica da época.

O interesse pelo mundo microscópico aumentou e vários cientistas passaram a apontar as lentes de seus instrumentos para finos cortes de tecidos animais e vegetais. Os estu-dos avançaram até que Matthias Schleiden e Theodor Schwann, por volta de 1839, estabeleceram a teoria celular.

A teoria celular é uma das generalizações mais importan-tes da biologia. Destacam-se algumas de suas conclusões:

• todos os seres vivos são formados por células (com ex-ceção dos vírus, que são acelulares);

• a maioria das reações químicas do metabolismo ocorre em nível celular;

• as células são portadoras de material genético;• toda célula origina-se de outra preexistente, isto é, elas

podem se dividir.A partir da teoria celular, ocorreu uma verdadeira revolução

na biologia. A microscopia avançou extraordinariamente, per-mitindo a compreensão de muitos fenômenos celulares. Uma nova área de estudo se abriu dentro da biologia: a citologia.

2. Células procariontes e eucariontesEmbora as milhões de espécies de seres vivos sejam

muito diferentes entre si, suas células têm muito em co-mum. Alguns acessórios essenciais estão presentes em to-das as células. São eles:

• membrana plasmática (membrana exterior): barreira física que controla a entrada e saída de substâncias e con-fere identidade à célula.

• hialoplasma (líquido de preenchimento interno): além de preencher a célula, esse líquido viscoso, composto

Seria

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ogia a) Recombinações cromossômicas ocor-

rem somente durante a primeira divi-são meiótica.

b) Mutações gênicas ocorrem somente durante as divisões celulares.

c) Recombinações gênicas iniciam-se na prófase da primeira divisão meiótica.

d) Alterações cromossômicas, como as aneuploidias, podem ocorrer devido a não disjunções tanto na primeira quan-to na segunda divisão da meiose.

51. (FGV-SP) Uma das diferenças da meio-se, em relação à mitose, é que na meiose as células-filhas são genetica-mente diferentes da célula-mãe. Essa afirmação está:

a) errada. Tanto na mitose quanto na meiose as células-filhas são geneti-camente iguais à célula-mãe.

b) errada. O que diferencia a mitose da meiose é o fato de que na primeira são produzidas quatro células-filhas, enquanto na meiose são produzidas apenas duas.

c) errada. Na meiose, as células-filhas têm apenas metade do número inicial de cromossomos, mas, ain-da assim, cada uma delas apresen-ta os mesmos alelos presentes na célula-mãe.

d) correta. O crossing over e a segrega-ção das cromátides irmãs, na segun-da divisão, promovem a recombina-ção do material genético herdado da célula-mãe.

e) correta. A segregação dos cromosso-mos homólogos, na primeira divisão, resulta em células-filhas com dife-rentes conjuntos alélicos em relação àqueles da célula-mãe.

52. (Fuvest-SP) No processo de divisão ce-lular por mitose, chamamos de célula-mãe aquela que entra em divisão e de células-filhas, as que se formam como resultado do processo. Ao fim da mito-se de uma célula, têm-se:

a) duas células, cada uma portadora de metade do material genético que a célula-mãe recebeu de sua genitora e a outra metade, recém-sintetizada.

b) duas células, uma delas com o mate-rial genético que a célula-mãe recebeu de sua genitora e a outra célula com o material genético recém-sintetizado.

c) três células, ou seja, a célula-mãe e duas células-filhas, essas últimas com metade do material genético que a célula-mãe recebeu de sua genitora e a outra metade, recém-sintetizada.

d) três células, ou seja, a célula-mãe e duas células-filhas, essas últimas contendo material genético recém-sintetizado.

e) quatro células, duas com material genético recém-sintetizado e duas com o material genético que a célu-la-mãe recebeu de sua genitora.

53. (UFLA-MG) No esquema estão repre-sentadas três fases da mitose. Assinale a alternativa em que essas fases estão ordenadas corretamente:

1 2 3

a) 3 → 1 → 2 d) 2 → 3 →1 b) 1 → 2 → 3 e) 3 → 2 → 1 c) 2 → 1 → 3

54. (Unifesp) Leia as quatro afirmações se-guintes sobre a divisão de uma célula somática em um animal adulto.

I. Após a citocinese, o núcleo de uma das células resultantes apresenta sobre-carga de atividade, pois deve produzir novamente todas as organelas cito-plasmáticas, uma vez que elas ficaram no citoplasma da outra célula formada.

II. Caso não haja formação de actina e de miosina pela célula, tanto a mi-tose quanto a citocinese serão com-prometidas.

III. Não apenas o DNA nuclear é replicado na interfase. O mesmo acontece com o DNA das mitocôndrias, que sofrerão um processo de divisão muito seme-lhante ao que ocorre nas bactérias.

IV. As membranas nucleares das duas células resultantes provêm de partes da membrana plasmática que se rom-pem durante a citocinese e envolvem os dois conjuntos de cromossomos.

Estão corretas somente

a) I e II. d) II e IV. b) I e IV. e) III e IV. c) II e III.

55. (UFAL) Um dos importantes processos na evolução dos organismos é a reprodução sexuada. Nesse processo, ocorre recombi-nação dos conjuntos gênicos. As três eta-pas em que pode ocorrer recombinação são durante a ( I ), quando pode ocorrer crossing over, durante a ( II ) e ( III ).

Para completar corretamente a frase apresentada, I, II e III devem ser substi-tuídos, respectivamente, por:

a) interfase da meiose, formação da placa equatorial na metáfase e na telófase.

b) prófase I da meiose, formação da pla-ca equatorial e na telófase II.

c) diacinese, separação das cromátides na anáfase 1 e anáfase 2.

d) separação das cromátides homólo-gas, fertilização e interfase.

e) prófase I da meiose, separação dos cromossomos homólogos na meio-se I e no encontro dos gametas.

56. (Fuvest-SP) Os produtos imediatos da meiose de uma abelha e de uma sa-mambaia são:

a) esporos e gametas, respectivamente. b) gametas e esporos, respectivamente. c) gametas e zigotos, respectivamente. d) ambos esporos. e) ambos gametas.

Anotações