Volume 04BIOLOGIA
2 Coleo Estudo
Sum
rio
- B
iolo
gia
Frente A07 3 CitoplasmaAutor: Marcos Lemos08 15 Respirao celular e fermentaoAutor: Marcos Lemos
Frente B07 25 Sistema endcrinoAutor: Marcos Lemos08 37 Sistema digestrioAutor: Marcos Lemos
Frente C13 47 Equinodermos e protocordadosAutor: Marcos Lemos14 55 Vertebrados: peixesAutor: Marcos Lemos15 65 Vertebrados: anfbiosAutor: Marcos Lemos16 71 Vertebrados: rpteisAutor: Marcos Lemos
Frente D13 81 Evidncias da evoluoAutor: Marcos Lemos14 89 Mecanismos de especiaoAutor: Marcos Lemos15 97 Evoluo dos vertebradosAutor: Marcos Lemos16 105 Evoluo do homemAutor: Marcos Lemos
FRENTE
3Editora Bernoulli
MDULOBIOLOGIANas clulas procariotas, o citoplasma (do grego Kytos,
clula, e plasma, que d forma, que modela) compreende toda a regio interna da clula delimitada pela membrana plasmtica; nas clulas eucariotas, a regio compreendida entre a membrana plasmtica e a membrana nuclear.
Quando observado em microscopia ptica, o citoplasma apresenta um aspecto homogneo. Entretanto, ao ser observado em microscopia eletrnica, revela a presena de diversas estruturas de aspectos diferentes.
COMPONENTES DO CITOPLASMA
HialoplasmaTambm conhecido por matriz citoplasmtica, citoplasma
fundamental ou citosol, o hialoplasma est presente em qualquer tipo de clula e se constitui numa mistura formada por gua, protenas, aminocidos, acares, cidos nucleicos e ons minerais. , na realidade, um sistema coloidal (coloide), no qual a fase dispersante a gua, e a fase dispersa constituda, principalmente, de protenas.
Trs tipos de filamentos proteicos podem ser encontrados imersos no hialoplasma das clulas eucariotas: microfilamentos, microtbulos e filamentos intermedirios.
Microtbulo
Microfilamento
Filamentos proteicos Os microfilamentos so constitudos de uma protena contrtil chamada actina, embora s vezes encontre-se tambm outra protena, a miosina. Os microtbulos so constitudos de uma protena chamada tubulina. Tanto os microfilamentos como os microtbulos resultam da associao de protenas globulares, que podem se juntar (polimerizar) ou se separar (despolimerizar) rapidamente no interior da clula. Os filamentos intermedirios, formados por uma grande e heterognea famlia de protenas, estendem-se desde a regio junto membrana plasmtica at o ncleo, aumentando a resistncia da clula s tenses e ajudando na sustentao mecnica do ncleo e de organelas citoplasmticas.
Os microfilamentos, os microtbulos e os filamentos intermedirios formam uma complexa rede de finssimos filamentos e tbulos entrelaados e interligados, constituindo o chamado citoesqueleto.
Membranaplasmtica
Retculoendoplasmticorugoso
Membranaplasmtica
Mitocndria
Tramamicrotrabecular
Microfilamento
MicrotbuloRibossomos
Filamentos intermedirios
Citoesqueleto O citoesqueleto responsvel pela manuteno da forma da clula eucariota e por determinados tipos de movimentos celulares, como a ciclose e os movimentos ameboides. As clulas procariotas no possuem citoesqueleto.
O hialoplasma da poro mais interna do citoplasma (endoplasma) encontra-se em contnuo movimento de circulao, impulsionado pela contrao rtmica de microfilamentos proteicos. Esse movimento de circulao, observado notadamente em clulas vegetais, tem o nome de ciclose e ajuda a distribuir substncias atravs do citoplasma. A velocidade da ciclose pode aumentar ou diminuir em funo de determinados fatores, como a temperatura: sua velocidade aumenta com a elevao da temperatura e diminui em temperaturas baixas.
Membranaplasmtica
Membranacelulsica Cloroplasto
Hialoplasma
Ciclose
Vacolo desuco celular
Ncleo
Ciclose Nas clulas vegetais, devido presena do grande vacolo de suco celular, o hialoplasma fica restrito a uma pequena faixa entre o vacolo e a membrana plasmtica, tornando a ciclose bastante evidente, deslocando ncleo e organelas, como mitocndrias e cloroplastos. Graas ciclose, as clulas vegetais so capazes de aproveitar melhor a quantidade de luz que recebem, espalhando os seus cloroplastos uniformemente no citoplasma, quando h pouca luz, e agrupando-os, quando h excesso de luz.
Citoplasma 07 A
4 Coleo Estudo
Algumas clulas conseguem se deslocar atravs da formao de pseudpodes: o chamado movimento ameboide, realizado pelas amebas, pelos macrfagos e pelos leuccitos. Os movimentos que levam formao dos pseudpodes tambm so de responsabilidade dos microfilamentos.
Os microtbulos, alm de participarem da formao do citoesqueleto, tambm participam da formao dos centrolos, do fuso da diviso celular e da formao dos clios e flagelos.
No hialoplasma, ocorrem importantes reaes do metabolismo celular, como as reaes da gliclise (1a etapa da respirao celular), nas quais a glicose transformada em molculas menores de cido pirvico. tambm no hialoplasma que muitas substncias de reserva, como as gorduras, o amido e o glicognio, ficam armazenadas.
Retculo endoplasmticoTambm chamado de retculo citoplasmtico, encontrado
apenas em clulas eucariotas, sendo constitudo de um
sistema de tbulos (canalculos) e cisternas de paredes
membranosas e intercomunicantes que percorre todo o
citoplasma, estendendo-se muitas vezes desde a superfcie
externa da membrana plasmtica at a membrana nuclear.
subdividido em no granuloso (liso) e granuloso (rugoso).
Ribossomomo
Ncleo2
1
Retculo endoplasmtico 1. O no granuloso (liso, agranular) no possui ribossomos aderidos s suas paredes; 2. O granuloso (rugoso, granular, ergastoplasma) possui ribossomos aderidos s suas paredes.
Entre as funes desempenhadas pelo retculo
endoplasmtico, destacamos:
Transportar ou distribuir substncias atravs do citoplasma, auxiliando a circulao intracelular de
partculas pelo interior de seus tbulos ou canalculos.
Facilitar o intercmbio (troca) de substncias entre a clula e o meio extracelular, uma vez que
muitos dos canalculos que o constituem estendem-se
desde a superfcie externa da membrana plasmtica
at a membrana nuclear.
Armazenar substncias Substncias produzidas no interior da clula ou vindas do meio extracelular podem ser armazenadas no interior do retculo endoplasmtico at serem utilizadas pela clula. Isso acontece, por exemplo, nas clulas musculares, nas quais ons Ca++ ficam armazenados no interior do retculo at serem utilizados no mecanismo da contrao muscular.
Neutralizar toxinas Nos hepatcitos (clulas do fgado), o retculo endoplasmtico no granuloso absorve substncias txicas, modificando-as ou destruindo-as, de modo a no causarem danos ao organismo. a atuao do retculo das clulas hepticas (hepatcitos) que permite, por exemplo, eliminar parte do lcool, medicamentos e outras substncias nocivas que ingerimos. Nos hepatcitos, portanto, o retculo endoplasmtico realiza uma funo de desintoxicao.
Sintetizar substncias O retculo no granuloso destaca-se na fabricao de lipdios, principalmente esterdeos. J o retculo granuloso, devido presena dos ribossomos, destaca-se na sntese de protenas.
Complexo golgiense (complexo de Golgi, sistema golgiense, aparelho de Golgi)
Encontrada apenas em clulas eucariotas, essa organela ,
na realidade, uma regio modificada do retculo
endoplasmtico liso, constituda de unidades denominadas
sculos lameliformes (dictiossomos, golgissomos).
VesculasVVesculasVVesculas VVesculasV
mmmmmmmmmmmmmmE dEEE dEE umuuedquemaEsqEEE umuuedquemaEsqEEE umuuedquemaEsqEEE umuuedquemaEsqEEE umuuedquemaEsqEE umuuedquemaEsqEEEE umuue dquema EsqE qqddddddd omoctiossomid mmdddddd ctiossomicd ctiossomicd omommddd ctiossomicd omommddd ctiossomicd
SculosSculos
Dictiossomo Cada dictiossomo uma pilha de sculos achatados de onde se desprendem pequenas vesculas. Nas clulas dos animais vertebrados, os dictiossomos concentram-se numa mesma regio do citoplasma, que varivel de um tipo celular para outro. Nos neurnios, por exemplo, eles se concentram ao redor do ncleo (posio perinuclear); nas clulas glandulares, ficam entre o ncleo e o polo secretor (posio apical). Nas clulas dos vegetais, os dictiossomos esto separados e espalhados pelo citoplasma. Nesse caso, diz-se que o complexo golgiense difuso (espalhado).
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Vesculade secreo
Facetrans
Facecis
Ncleo
Complexogolgiense
Retculogranuloso
Complexo golgiense Os sculos lameliformes tm duas faces: cis e trans. A face cis (formativa) est voltada para o retculo endoplasmtico, contendo as protenas nele sintetizadas. A face trans (de maturao) est voltada para a membrana plasmtica. Dela se desprendem as vesculas de secrees, contendo o material que foi processado no interior dos sculos lameliformes.
Entre as funes realizadas pelo complexo golgiense, destacam-se:
Armazenamento de secrees Secrees so substncias que as clulas produzem e exportam para o meio extracelular. As secrees, portanto, exercem suas aes em um outro local, e no no interior das clulas em que foram produzidas. As protenas tipo exportao, por exemplo, so sintetizadas no retculo endoplasmtico granuloso e enviadas para o sistema golgiense, no qual so armazenadas para posterior eliminao, por clasmocitose, no meio extracelular.
Sntese de mucopolissacardeos (muco) Mucopolissacardeos so substncias formadas pela associao de protenas com polissacardeos. Tais substncias possuem um aspecto viscoso e so encontradas, por exemplo, nas nossas vias respiratrias e digestivas, exercendo funo de proteo e de lubrificao das mucosas.
Os mucopolissacardeos so formados da seguinte maneira: no sistema golgiense, os monossacardeos sofrem polimerizao (ligam-se uns aos outros), formando polissacardeos. Em seguida, esses polissacardeos combinam-se com protenas provenientes do retculo granuloso, formando-se, assim, as glicoprotenas que constituem os mucopolissacardeos. Um bom exemplo de clulas produtoras de muco so as clulas caliciformes, encontradas, por exemplo, nas vias respiratrias.
Gros de muco
Complexo de Golgi
Retculo endoplasmtico rugoso
Ncleo
Clula caliciforme Como em toda clula secretora, nas clulas caliciformes, o retculo endoplasmtico e o sistema golgiense so bastante desenvolvidos. Repare no sistema golgiense, localizado acima do ncleo. Dele saem vesculas de muco (gros de muco) que, ao chegarem na superfcie superior da clula, eliminam o muco no meio extracelular, por clasmocitose.
Sntese de lipdios Em determinadas clulas, como nas clulas foliculares dos ovrios, nas clulas de Leydig
dos testculos e nas clulas do crtex das glndulas
suprarrenais, o sistema golgiense est relacionado
com a produo de lipdios esterdeos. Os hormnios
sexuais, como o estrgeno e a testosterona, assim
como os corticosteroides (hormnios do crtex das
suprarrenais) so esterdeos produzidos no sistema
golgiense das clulas.
Formao da lamela mdia nos vegetais A unio de clulas vegetais vizinhas feita atravs de uma
espcie de cimento intercelular: a lamela mdia.
Quimicamente, a lamela mdia constituda de
substncias pcticas ou pectinas (pectatos de clcio
e magnsio), que so polissacardeos associados a
minerais. O sistema golgiense das clulas vegetais
a organela responsvel pela secreo dessas
substncias.
Formao do acrossomo no espermatozoide O acrossomo um corpsculo encontrado na cabea
do espermatozoide contendo a enzima hialuronidase.
A enzima hialuronidase liberada por ocasio da
fecundao, pois necessria para promover a
perfurao da camada de cido hialurnico que
envolve e protege o gameta feminino, permitindo,
assim, a penetrao do espermatozoide.
Citoplasma
6 Coleo Estudo
Ncleo
I II
IIIIV
Vescula acrossomal
Complexo de Golgi
Mitocndrias
Filamentoaxial
Centrolos
Acrossomo
Formao do acrossomo I. Os sculos lameliformes (dictiossomos) se agrupam ao redor do ncleo; II. Do complexo golgiense desprendem-se vesculas (grnulos) contendo a enzima hialuronidase; III. As vesculas originrias do complexo golgiense fundem-se, formando o acrossomo; IV. Espermatozoide com acrossomo.
Mitocndrias(os)Esto presentes apenas no citoplasma de clulas
eucariotas. So orgnulos esfricos, ovalados ou alongados, delimitados por duas membranas lipoproteicas: membrana externa e membrana interna.
Cristas mitocondriais
Membrana externa
Membranainterna
Mitocndria A membrana externa lisa e contnua, a interna apresenta invaginaes ou dobras denominadas cr i s tas mi tocondr ia is . Nas cr i s tas mi tocondr ia is , encontram-se as partculas elementares, enzimas que tm importante papel nas reaes da cadeia respiratria. O espao interno das mitocndrias preenchido por um material de consistncia fluida, denominado matriz mitocondrial, constitudo de gua, carboidratos, ons minerais, molculas de RNA e DNA. Imersos nessa matriz tambm so encontrados ribossomos (mitorribossomos).
Apesar do seu tamanho reduzido, as mitocndrias podem ser evidenciadas em microscopia ptica, uma vez que podem ser coradas em clulas vivas com o verde janus, corante especfico para sua evidenciao.
O nmero de mitocndrias numa clula muito varivel, oscilando entre algumas dezenas e vrias centenas. Como as mitocndrias relacionam-se com os processos energticos (produo de ATP), quanto maior a atividade metablica de uma clula, maior o nmero de mitocndrias. O conjunto de todas as mitocndrias de uma clula tem o nome de condrioma.
As mitocndrias, devido presena de DNA em sua
estrutura, so capazes de se autoduplicar. A autoduplicao
ou duplicao das mitocndrias recebe o nome de
condriocinese.
Quanto funo, as mitocndrias esto diretamente
envolvidas no processo da respirao celular aerbica,
que tem por objetivo a obteno de energia para as
atividades celulares.
A respirao celular possui trs etapas bsicas: gliclise,
ciclo de Krebs e cadeia respiratria. A gliclise ocorre no
hialoplasma, enquanto o ciclo de Krebs e a cadeia respiratria,
nas clulas eucariotas, realizam-se nas mitocndrias.
O ciclo de Krebs realiza-se na matriz mitocondrial e a cadeia
respiratria, nas cristas mitocondriais.
Plastos (plastdeos)Encontrados apenas em clulas eucariotas vegetais,
os plastos esto subdivididos em dois grandes grupos:
leucoplastos e cromoplastos.
A) Leucoplastos So incolores, isto , desprovidos de pigmentos (apigmentados) e relacionam-se com armazenamento de reservas nutritivas. Para cada tipo de substncia nele armazenada, h uma denominao especial: amiloplastos (armazenam amido), oleoplastos (armazenam leos) e proteoplastos (armazenam protenas).
B) Cromoplastos So coloridos, isto , possuem pigmentos (pigmentados). Relacionam-se com a absoro de luz e com a fotossntese. De acordo com a sua colorao, recebem uma denominao especial: cloroplastos (verdes, devido presena do pigmento verde clorofila), xantoplastos (amarelos, devido presena do pigmento amarelo xantofila) e eritroplastos (vermelhos, devido presena do pigmento vermelho licopeno, ficoeritrina ou eritrofila).
Numa clula vegetal, podem existir diferentes tipos de plastos e o conjunto de todos eles recebe o nome de plastidoma.
De todos os tipos de plastos, os cloroplastos so os mais importantes, uma vez que neles ocorre a reao de fotossntese.
A fotossntese tem por objetivo sintetizar glicose a partir de compostos inorgnicos, como gua e gs carbnico, utilizando energia luminosa. Possui duas etapas bsicas: fase clara e fase escura. Nas clulas eucariotas fotossintetizantes, essa reao ocorre nos cloroplastos. A fase clara tem lugar nos grana, enquanto a fase escura realiza-se no estroma.
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Os cloroplastos podem apresentar morfologia variada:
em certas algas, podem ser espiralados ou estrelados;
nas clulas dos vegetais superiores, normalmente so
esfricos ou ovoides.
Os plastos podem se transformar uns nos outros.
Assim, cloroplastos podem se transformar em xantoplastos,
em eritroplastos (no processo de amadurecimento de
certos frutos, por exemplo) e, pela ausncia de luz,
em leucoplastos.
Membranaexterna Membrana
internaaa
Lamela
Estroma
Granum(Pilha de tilacoides)
Tilacoide
AB
Cloroplastos Quanto sua estrutura, os cloroplastos
esto delimitados por duas membranas lipoproteicas:
membrana externa e membrana interna. A membrana interna
forma invaginaes (dobras) para o interior da organela.
Essas dobras se dispem paralelamente e recebem o nome de
lamelas. Sobre essas lamelas, encontramos pequenas estruturas
discoides, constitudas de clorofila, denominadas tilacoides.
Os tilacoides se dispem uns sobre os outros, formando pilhas.
Cada pilha de tilacoides recebe o nome de granum, cujo
plural grana. O espao interno do cloroplasto preenchido
por uma mistura denominada estroma, constituda de gua,
protenas, carboidratos, lipdios, RNA e DNA. No estroma,
tambm existem ribossomos. A presena de DNA nessa organela
justifica a sua capacidade de autoduplicao, e a presena
de ribossomos permite a realizao de sntese de protenas
em seu interior. A. Representao de um cloroplasto visto
ao microscpio eletrnico (M/E). B. Ilustrao indicando os
grana formados pelos tilacoides. Observe que os tilacoides se
intercomunicam.
Lisossomos(as)So pequenas vesculas delimitadas por membrana
lipoproteica, originrias do sistema golgiense, contendo
enzimas digestivas (hidrolticas) que tm atividade mxima
em meio cido. Por isso, tambm so genericamente
denominadas de hidrolases cidas. Essas enzimas so
produzidas no retculo endoplasmtico granuloso e da vo
para o sistema golgiense, do qual desprendem pequenas
vesculas, os lisossomos, contendo as referidas enzimas.
As enzimas lisossmicas so ativas em meio cido (pH
entre 4,5 e 5,0). A acidez do interior do lisossomo
obtida atravs do bombeamento de ons H+ para o
interior dessas organelas. Na membrana do lisossomo,
existe uma enzima que, utilizando energia liberada
de ATP, bombeia ons H+ para dentro dos lisossomos.
Como o hialoplasma um meio neutro (pH = 7,0), se
a membrana de um lisossomo se rompe liberando suas
enzimas, isso no acarretar grandes danos clula, uma
vez que as enzimas lisossmicas so pouco ativas em
meio neutro. Entretanto, havendo ruptura simultnea de
muitos lisossomos, haver extravasamento excessivo de
enzimas, podendo pr em risco a integridade da clula,
levando inclusive sua morte.
Os lisossomos so organelas tpicas de clulas eucariotas
animais e tm como funo realizar a digesto intracelular.
Essa digesto pode ser dos tipos: heterofagia e autofagia.
Heterofagia (digesto heterofgica) Consiste na digesto de material exgeno, isto , material
proveniente do meio extracelular e que penetra na
clula por endocitose (fagocitose ou pinocitose).
Trata-se, portanto, da digesto do fagossomo ou
do pinossomo.
Uma vez dentro da clula, o fagossomo (ou o
pinossomo) junta-se a um lisossomo (lisossomo
primrio) e, dessa unio, surge o vacolo digestivo
ou lisossomo secundrio. No interior do vacolo
digestivo, o material englobado por fagocitose ou
pinocitose digerido pelas enzimas lisossmicas.
Os nutrientes resultantes dessa digesto so liberados
no hialoplasma e aproveitados pela clula. O material
que no foi digerido, isto , as sobras ou resduos
dessa digesto, permanece dentro do vacolo que
passa ento a ser chamado de vacolo residual ou
corpo residual. Uma vez formado, o vacolo residual
funde-se membrana plasmtica da clula e, por
clasmocitose, libera os resduos no meio extracelular.
Alguns autores chamam essa clasmocitose realizada
pelo vacolo residual de defecao celular.
Autofagia (digesto autofgica) Consiste na digesto de material endgeno, isto , material do
prprio meio intracelular. s vezes, certas organelas
citoplasmticas tornam-se inativas, deixando de
realizar suas funes. Nesse caso, a organela inativa
ser digerida pelas enzimas lisossmicas. Na autofagia,
o lisossomo primrio junta-se organela inativa,
formando o vacolo autofgico ou autofagossomo.
No vacolo autofgico, a organela digerida.
Os nutrientes provenientes dessa digesto so
repassados para o hialoplasma e aproveitados pela
clula, enquanto as sobras contidas no vacolo residual
so eliminadas, por clasmocitose, no meio extracelular.
Citoplasma
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1
2
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4
6
7
5
1. Fagossomo ou pinossomo2. Lisossomo primrio3. Organela inativa4. Vacolo digestivo5. Vacolo autofgico6. Vacolo residual7. Clasmocitose
1 + 2 4 6 7 = Heterofagia2 + 3 5 6 7 = Autofagia
Heterofagia e autofagia: os processos de digesto celular so compostos por vrias etapas.
Os lisossomos tambm esto relacionados com o processo da autlise (citlise), fenmeno que consiste na destruio da clula por suas prprias enzimas, ou seja, uma autodestruio celular. Para que isso ocorra, preciso que haja uma ruptura da membrana de vrios lisossomos com consequente extravasamento das suas enzimas para o hialoplasma. Em contato direto com o hialoplasma, as enzimas lisossmicas iniciam o processo de digesto de toda a clula.
A autlise um processo que ocorre, normalmente, aps a morte do organismo. Aps a nossa morte, por exemplo, as clulas entram em processo de autlise (autodestruio), o que, alis, justifica, em parte, a degenerao cadavrica. Sabe-se que, assim que a clula morre, os lisossomos se rompem aos poucos, liberando suas enzimas que, evidentemente, aceleram o processo de degradao do material celular, simultaneamente ao dos micro-organismos decompositores.
A autlise tambm acontece em alguns processos patolgicos (doenas), como na silicose. Na silicose, doena pulmonar causada pela inalao constante de p de slica, muito comum em trabalhadores de pedreiras e minas, as partculas de slica perfuram a membrana lisossmica das clulas pulmonares e, assim, h o extravasamento das enzimas que, ento, iniciam o processo de autlise que leva destruio e morte das clulas pulmonares.
Peroxissomos(as)So pequenas vesculas membranosas encontradas em
clulas eucariotas de animais e vegetais. Tais vesculas armazenam em seu interior determinadas enzimas, as oxidases, que catalisam reaes que modificam substncias txicas, tornando-as inofensivas para as clulas.
Nas clulas dos rins e do fgado, por exemplo, existem grandes peroxissomos que tm importante papel na destruio de molculas txicas, como o etanol das bebidas alcolicas ingeridas pelo organismo. Aproximadamente 25% do lcool ingerido pelo ser humano so degradados pelos peroxissomos. O restante degradado pelo retculo endoplasmtico no granuloso. Nas reaes de degradao das molculas txicas que ocorrem nos peroxissomos, tomos de hidrognio presentes na molcula da substncia txica so transferidos ao oxignio, originando, como resduo, a gua oxigenada ou perxido de hidrognio (H2O2). Entretanto, a gua oxigenada formada como subproduto dessas reaes tambm uma substncia txica para a clula, tendo, inclusive, ao mutagnica. No entanto, nos peroxissomos, tambm existe uma enzima, a catalase, que rapidamente promove o desdobramento da gua oxigenada, transformando-a em gua e em oxignio.
Catalase2H2O2 2H2O + O2
Desdobramento da gua oxigenada pela catalase A atividade da catalase importante porque o perxido de hidrognio (H2O2) que se forma nos peroxissomos um oxidante energtico e prejudicaria a clula se no fosse rapidamente transformado.
Um tipo particular de peroxissomo, os glioxissomos, encontrado em clulas vegetais de sementes oleaginosas (algodo, amendoim, girassol, etc.). Os glioxissomos possuem oxidases que atuam em reaes que transformam lipdios (armazenados como reservas de alimento) em acares, que so utilizados como fontes de energia para o metabolismo celular. A glicose produzida a partir dos lipdios de reserva nas sementes distribuda para a plntula em formao e serve de fonte energtica at que os cloroplastos se formem nas folhas jovens e iniciem a fotossntese.
VacolosSo vesculas membranosas de diferentes tamanhos e
relacionadas com diferentes funes. subdividem-se em:
A) Vacolos relacionados com os processos de
digesto intracelular Nesse grupo, temos os
vacolos alimentares (fagossomos e pinossomos),
os vacolos digestivos, os vacolos autofgicos e os
vacolos residuais.
B) Vacolos contrteis ou pulsteis Aparecem em
seres unicelulares dulccolas desprovidos de parede
celular e tm a finalidade de bombear, por transporte ativo, gua para o meio extracelular, impedindo,
assim, que a clula estoure devido ao excesso de
gua em seu interior.
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C) Vacolos de suco celular ou vacolos vegetais
So encontrados apenas em clulas eucariotas
vegetais. Esto delimitados por uma membrana
lipoproteica, denominada tonoplasto, e contm
em seu interior o suco vacuolar, soluo aquosa
na qual, muitas vezes, esto dissolvidos acares,
sais minerais e pigmentos.
Hialoplasma
Vacolo desuco celular
Ncleo Hialoplasma
Vacolo desuco celular
Vacolo de suco celular Nas clulas vegetais jovens, os vacolos de suco celular so pequenos e numerosos. medida que a clula vai se desenvolvendo, os vacolos se fundem uns com os outros, formando vacolos maiores. Assim, na clula vegetal adulta, normalmente aparece um nico e volumoso vacolo de suco celular que ocupa uma grande rea do citoplasma. Esse vacolo na clula adulta um reservatrio de gua, sais, pigmentos e acares. A concentrao da soluo existente dentro desse vacolo exerce importante papel no mecanismo osmtico da clula vegetal.
Ribossomos(as)Estruturas no membranosas, encontradas em clulas
procariotas e eucariotas. Foram descobertos em 1953
por George Palade, razo pela qual foram inicialmente
denominados grnulos de Palade. So pequenos grnulos
de ribonucleoprotenas, uma vez que so constitudos de
RNA-r e protenas.
Ribossomo Cada ribossomo formado por duas subunidades, uma maior e outra menor.
Nas clulas procariotas, os ribossomos so encontrados
dispersos pelo hialoplasma. Nas eucariotas, alm de serem
encontrados dispersos pelo hialoplasma, tambm esto
presentes aderidos s paredes do retculo endoplasmtico
rugoso, na matriz mitocondrial e no estroma dos cloroplastos.
A funo dos ribossomos a sntese de protenas. Para
exercer essa funo, precisam estar ligados a uma fita
de RNA-m. Muitas vezes, vrios ribossomos ligam-se a
uma mesma molcula de RNA-m. O complexo formado
pela molcula de RNA-m e pelos diversos ribossomos a ela associados recebe o nome de polissomo ou polirribossomo. No polissomo, todos os ribossomos percorrem a mesma fita de RNA-m e, assim, os peptdeos por eles produzidos sero idnticos, uma vez que tero a mesma sequncia de aminocidos.
RNA-m
Ribossomo
Movimento dos ribossomos
Cadeias de protena em crescimento Protenacompleta
1 2 3 4 5 6
Polirribossomo Observe que os diversos ribossomos, por estarem em diferentes pontos do RNA-m, esto com sua cadeia peptdica em fases diferentes de formao. O ribossomo 1 percorreu um nmero menor de cdons e, por isso, est com um peptdio menor. Ao contrrio, o ribossomo 6 est com a cadeia peptdica j formada e se soltar em seguida do RNA-m.
CentrolosEstruturas no membranosas encontradas em clulas
eucariotas de animais e de vegetais (exceto angiospermas).
Em geral, a clula apresenta um par de centrolos dispostos
perpendicularmente um ao outro, ocupando, normalmente,
uma posio prxima ao ncleo celular em uma regio
denominada centro celular (centrossomo). Esse par de
centrolos denominado diplossomo.
Centrolo
Centro oco
Diplossomo
Microtbulo
Molculas de tubulina
Centrolos Cada centrolo formado por 27 tbulos proteicos, organizados em nove grupos de trs tbulos cada. Esses tbulos proteicos so, na realidade, microtbulos, constitudos de protenas denominadas tubulinas. Tem sido descrita, tambm, a ocorrncia de duas outras protenas: a nexina e a dinena, que fazem a ligao entre os dois centrolos constituintes do diplossomo, bem como a ligao entre os microtbulos de cada centrolo.
Citoplasma
10 Coleo Estudo
Os centrolos podem se duplicar por montagem molecular,
isto , podem orientar a formao de novos microtbulos
a partir da associao de molculas de tubulinas e,
consequentemente, formar novos centrolos.
Nas clulas eucariotas, os centrolos so responsveis
pela formao dos clios e flagelos, estruturas filamentosas
mveis que se projetam da superfcie celular. Os clios
e os flagelos so centrolos modificados. A parte basal
dos clios e dos flagelos denominada cinetossomo
(corpsculo basal) e tem a mesma estrutura do centrolo.
Tbuloscentrais
9 grupos de 3 microtbulos
9 grupos de 2 microtbulos
Cinetossomo
Clio
Membranaplasmtica
Cortetransversal
Cortetransversal
Clios e flagelos Um corte transversal no cinetossomo
mostra uma estrutura idntica do centrolo, isto , nove
grupos de trs tbulos proteicos cada. Do cinetossomo, dois
tbulos de cada grupo de trs alongam-se, empurrando a
membrana plasmtica, ocorrendo, ainda, a formao de um
par de tbulos na regio central. Assim, um corte transversal
na parte do clio ou flagelo que se exterioriza (que sai para o
meio extracelular) mostra uma estrutura formada por nove
grupos de dois tbulos proteicos cada e dois tbulos centrais.
Alguns autores costumam empregar o esquema numrico
9 + 2 para designar a estrutura dos clios e flagelos, e o
esquema 9 + 0 para representar a organizao dos tbulos
no centrolo.
Os clios e flagelos das clulas eucariotas tm a mesma
origem e a mesma estrutura interna. A diferena entre
eles deve-se, basicamente, a trs fatores: os clios so
mais curtos que os flagelos; os clios so mais numerosos
do que os flagelos; o movimento dos clios diferente do
movimento flagelar, como mostra a figura a seguir:
1
12
2
3
4
5
Movimento ciliar Movimento flagelar
Impulso
Impuls
o
O movimento dos clios diferente do movimento dos flagelos
LEITURA COMPLEMENTARApoptose
A apoptose um fenmeno que consiste na morte celular
geneticamente programada como parte de um processo
normal, ou seja, uma autodestruio celular geneticamente
programada. Muitas clulas, durante os diferentes processos
de formao dos organismos pluricelulares, so programadas
para morrer. Uma das razes da apoptose o fato de a
clula, em determinado momento, no ser mais necessria
ao organismo. Por exemplo, antes do nascimento, o feto
humano apresenta mos com membrana interdigital
(entre os dedos). Com a continuidade do desenvolvimento,
as clulas que constituem essa membrana sofrem apoptose
e desaparecem.
A apoptose tambm acontece nas alteraes estruturais
que se verificam na metamorfose de certos animais. por
apoptose, por exemplo, que ocorre o desaparecimento da cauda
do girino (larva do sapo) quando ele comea a transformar-se
num animal adulto. Na apoptose, a clula fragmenta-se em
vesculas revestidas por membranas denominadas corpos
apoptticos. Por serem revestidos por membranas, esses
fragmentos so reconhecidos e fagocitados por macrfagos
ou por clulas vizinhas. Assim, as clulas que morrem por
apoptose so removidas do tecido sem que haja extravasamento
do contedo celular, o que evita a ocorrncia de proceso
inflamatrio. Quando danificadas por substncia txica,
veneno ou ento quando so privadas de nutrientes essenciais,
as clulas morrem por necrose e se rompem, liberando seu
contedo no meio extracelular, o que frequentemente resulta
em inflamao. Na morte celular por apoptose, no ocorre esse
extravasamento.
Frente A Mdulo 07
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EXERCCIOS DE FIXAO01. (VUNESP) Se fssemos comparar a organizao e o
funcionamento de uma clula eucarionte com o que ocorre
em uma cidade, poderamos estabelecer determinadas
analogias. Por exemplo, a membrana plasmtica seria
o permetro urbano e o hialoplasma corresponderia ao
espao ocupado pelos edifcios, ruas e casas com seus
habitantes.
O quadro rene algumas similaridades funcionais entre
cidade e clula eucarionte.
Cidade Clulas eucariontes
I. Ruas e avenidas 1. Mitocndrias
II. Silos e armazns 2. Lisossomos
III. Central eltrica (energtica) 3. Retculo endoplasmtico
IV. Casas com aquecimento solar 4. Complexo de Golgi
V. Restaurantes e lanchonetes 5. Cloroplastos
Correlacione os locais da cidade com as principais funes
correspondentes s organelas celulares e assinale a
alternativa CORRETA.
A) I-3, II-4, III-1, IV-5 e V-2
B) I-4, II-3, III-2, IV-5 e V-1
C) I-3, II-4, III-5, IV-1 e V-2
D) I-1, II-2, III-3, IV-4 e V-2
E) I-5, II-4, III-1, IV-3 e V-2
02. (UFMG) Que alternativa indica as funes correspondentes aos organoides celulares representados?
A) Respirao, fotossntese, sntese proteica,
armazenamento de secreo.
B) Sntese proteica, armazenamento de secreo,
respirao, fotossntese.
C) Armazenamento de secreo, sntese proteica,
fotossntese, respirao.
D) Sntese proteica, respirao, armazenamento de
secreo, fotossntese.
E) Fotossntese, armazenamento de secreo, respirao,
sntese proteica.
03. (PUC Minas) Esto especificamente relacionados com a ciclose os
A) cloroplastos. D) pseudpodes.
B) dictiossomos. E) vacolos.
C) microfilamentos.
04. (PUC Minas) Encontram-se s em clulas procariotas e s em clulas eucariotas, respectivamente,
1. Parede celular 4. Mitocndria
2. Tonoplasto 5. Plastdeo
3. Retculo endoplasmtico 6. Ribossomo
A) 1 das estruturas acima apenas 3 delas.
B) 1 das estruturas acima apenas 5 delas.
C) 2 das estruturas acima apenas 6 delas.
D) 3 das estruturas acima apenas 6 delas.
E) nenhuma das estruturas acima apenas 4 delas.
05. (UFF-RJ) Observe as trs organelas indicadas na figura:
2
3
1
Assinale a alternativa que, relativamente a cada uma
dessas organelas, apresenta sua identificao seguida
de uma de suas funes.
A) 1 retculo endoplasmtico liso sntese de lipdios; 2 retculo endoplasmtico rugoso pode controlar a concentrao de clcio citoplasmtico; 3 Complexo de Golgi secreo celular.
B) 1 Complexo de Golgi sntese de protenas; 2 retculo endoplasmtico rugoso secreo celular; 3 retculo endoplasmtico liso transporte de substncias.
C) 1 Complexo de Golgi origem dos lisossomos; 2 retculo endoplasmtico liso pode controlar a concentrao de clcio citoplasmtico; 3 retculo endoplasmtico rugoso sntese de protenas.
D) 1 Complexo de Golgi secreo celular; 2 retculo endoplasmtico liso sntese de protenas; 3 retculo endoplasmtico rugoso sntese de lipdios.
E) 1 retculo endoplasmtico liso pode controlar a concentrao de clcio citoplasmtico; 2 retculo endoplasmtico rugoso sntese de protenas; 3 Complexo de Golgi secreo celular.
Citoplasma
12 Coleo Estudo
EXERCCIOS PROPOSTOS01. (UFMG) O esquema representa um modelo de clula com
alguns de seus componentes numerados de 1 a 8.
6
4
52
7
8
3
1
Com relao aos componentes indicados, a alternativa
totalmente CORRETA :
A) 1 caracteriza clulas vegetais e 2 a membrana celular.
B) 3 o retculo endoplasmtico liso e 4 um lisossomo.
C) 5 e 7 ocorrem em clulas procariotas e eucariotas.
D) 6 realiza a fotossntese.
E) 8 local de sntese de macromolculas orgnicas.
02. (UFMG) Dos componentes a seguir relacionados, esto diretamente envolvidos na sntese de protenas e glicose
A) lisossomo e retculo endoplasmtico rugoso.
B) plastdeos e aparelho de Golgi.
C) ribossomos e retculo endoplasmtico rugoso.
D) ribossomos e plastdeos.
E) matriz citoplasmtica e aparelho de Golgi.
03. (UECE2010) Relacione as informaes contidas na coluna 1 organelas celulares com seus respectivos
processos fisiolgicos, listados na coluna 2.
Coluna 1 Organelas Coluna 2 Processos fisiolgicos
1. Ribossomo
2. Mitocndria
3. Lisossomo
4. Complexo golgiense
5. Retculo endoplasmtico agranular
I. Respirao celular
II. Eliminao de substncias,
processo denominado
secreo celular.
III. Sntese de protenas
IV. Autofagia
V. Destruio de diversas
substncias txicas, entre
elas o lcool.
A sequncia que correlaciona CORRETAMENTE as duas
colunas, de cima para baixo, a seguinte:
A) 1-III, 2-I, 3-IV, 4-II, 5-V
B) 1-I, 2-II, 3-V, 4-III, 5-IV
C) 1-III, 2-I, 3-V, 4-IV, 5-II
D) 1-I, 5-IV, 3-V, 4-II, 2-III
04. (PUC Minas) Em um procarionte, os lisossomos
A) contm poucas enzimas hidrolticas.
B) possuem enzimas oxidativas.
C) so de aspecto morfolgico diferente dos eucariontes.
D) tm propriedades de sntese.
E) no so encontrados.
05. (PUC Minas) O processo de renovao celular em que orgnulos envelhecidos, no funcionais, so digeridos
pelos lisossomos, com possvel aproveitamento do
material digerido, chamado de
A) heterofagia. D) fagocitose.
B) clasmocitose. E) autlise.
C) autofagia.
06. (PUC RS2010) Em uma pesquisa, um bilogo introduziu no citoplasma de amebas certa droga capaz de despolimerizar
as protenas do citoesqueleto. Em suas observaes, ele
notou que as amebas desprovidas de citoesqueleto ntegro
ficavam impedidas de realizar muitas funes, EXCETO
A) locomoo. D) exocitose.
B) diviso. E) osmose.
C) fagocitose.
07. (PUC Minas) Partculas de slica perfuram a membrana do lisossomo e as enzimas liberadas destroem os
componentes da clula, levando-a morte.
Os organoides responsveis pela produo dessas enzimas
e formao da vescula citada so, respectivamente,
A) retculo liso e retculo rugoso.
B) retculo rugoso e retculo liso.
C) complexo de Golgi e centrolos.
D) mitocndria e complexo de Golgi.
E) retculo rugoso e complexo de Golgi.
08. (Cesgranrio) A propsito de clios e flagelos, CORRETO afirmar que
A) os clios so responsveis pela locomoo de
procariotos e os flagelos, de eucariotos.
B) s se encontram os clios em relao com o movimento
vibrtil de clulas fixas e flagelos em relao com a
locomoo de seres unicelulares.
C) ambos so estruturas de funo idntica, que se
distinguem por diferenas quanto ao tamanho e ao
nmero por clula.
D) os clios determinam a movimentao de fluidos
extracelulares, o que no pode ser realizado pelos flagelos.
E) o movimento flagelar ativo e consome energia, em
oposio ao movimento ciliar, que passivo e provocado
pelas correntes lquidas intracitoplasmticas.
Frente A Mdulo 07
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13Editora Bernoulli
09. (PUC-Campinas-SP) Considere os seguintes eventos numa clula produtora de mucopolissacardeos:
I. Sntese de polipeptdeos.
II. Combinao de acares com os polipeptdeos.
III. Formao dos gros de secreo.
O complexo de Golgi responsvel apenas por
A) I.
B) II.
C) III.
D) I e II.
E) II e III.
10. (FCMMG)
II
I
III
IV
V
A clula esquematizada na figura anterior responsvel
pela sntese e secreo de uma glicoprotena. O local
da sntese e da formao das vesculas de secreo
so representados, respectivamente, pelas organelas
de nmeros
A) IV e II.
B) IV e III.
C) V e III.
D) V e IV.
11. (FCMMG) A sil icose uma grave doena, com perda progressiva da capacidade ventilatria dos
pulmes, encontrada comumente em trabalhadores
de minas. Partculas de slica destroem uma organela
citoplasmtica, causando o extravasamento de enzimas,
que leva morte celular.
A organela anteriormente referida o (a)
A) lisossoma.
B) mitocndria.
C) complexo de Golgi.
D) retculo endoplasmtico.
12. (PUC Minas) Observando-se uma clula vegetal viva ao microscpio ptico, possvel observar os cloroplastos
em movimento. Assinale a alternativa que MELHOR
explica esse movimento.
A) Na verdade, o movimento do lquido citoplasmtico,
e os cloroplastos so apenas carregados por esse
movimento.
B) Os cloroplastos, como partculas originadas dos
protozorios, so dotados de pseudpodes.
C) O movimento apenas aparente. Na clula vegetal,
todas as estruturas so fixas.
D) A passagem de luz atravs da clula vegetal
aumenta a fotossntese. O movimento observado
so bolhas de oxignio liberado que simulam
cloroplastos.
E) O movimento dos cloroplastos real, chama-se
ciclose e causado pela presena da parede de
celulose.
13. (PUC Minas) Autofagia e autlise
A) so denominaes diferentes para o mesmo
fenmeno.
B) so fenmenos diferentes, sendo que, no primeiro,
a clula capta partculas nutritivas do meio
extracelular.
C) so fenmenos di ferentes, sendo que, no
segundo, a clula destruda pela ruptura dos
lisossomos.
D) constituem o mesmo tipo de fenmeno, em que a
clula busca alimento no meio extracelular.
E) constituem o mesmo tipo de fenmeno, sendo que
o primeiro corresponde fagocitose e o segundo,
pinocitose.
14. (Unicamp-SP) No citoplasma das clulas, so encontradas diversas organelas, cada uma com funes
especficas, mas interagindo e dependendo das outras
para o funcionamento celular completo. Assim, por
exemplo, os lisossomos esto relacionados ao complexo
de Golgi e ao retculo endoplasmtico rugoso, e todos
s mitocndrias.
A) EXPLIQUE que relao existe entre lisossomos e
complexo de Golgi.
B) Qual a funo dos lisossomos?
C) Por que todas as organelas dependem das mitocndrias?
Citoplasma
14 Coleo Estudo
SEO ENEM01. Um aluno, aps ter estudado a organizao celular de seres
eucariontes e procariontes, elaborou um quadro indicando
com os sinais (+) e (), respectivamente, a presena
ou a ausncia da estrutura em cada tipo de clula.
Estrutura celular Clula procariota
Clula eucariota
Animal Vegetal
Membrana plasmtica + + +
Retculo endoplasmtico + +
Complexo golgiense + +
Ribossomos + +
Plastos +
Mitocndrias +
O aluno, ao construir o quadro, cometeu quantos erros?
A) 1
B) 2
C) 3
D) 4
E) 5
02. At a metade do sculo passado, s era possvel observar clulas ao microscpio ptico.
Com a evoluo da tecnologia, novos aparelhos passaram
a ser empregados no estudo da clula.
Hoje em dia, so utilizados microscpios informatizados
e programas que permitem o processamento de imagens
obtidas, como as representadas na figura a seguir:
O uso de novas tcnicas vem aumentando cada vez
mais e possibilitando a descoberta de novas estruturas,
com timas perspectivas para uma melhor compreenso
das doenas e um maior investimento na profilaxia e
tratamento das mesmas.
Em relao estrutura mostrada, podemos concluir que
A) a clula em questo pode ser a de uma bactria.
B) neurnios, clulas musculares e clulas da pele
no apresentam a estrutura bsica mostrada
anteriormente.
C) o sistema de membranas da clula garante o bom
funcionamento das reaes qumicas, assim como o
ideal armazenamento de molculas.
D) as clulas no possuem nenhuma relao com as
doenas.
E) as protenas e os lipdios no fazem parte da
composio da clula em questo.
GABARITO
Fixao
01. A 02. B 03. C 04. E 05. C
Propostos01. E
02. D
03. A
04. E
05. C
06. E
07. E
08. C
09. E
10. C
11. A
12. A
13. C
14. A) Os lisossomos so produzidos como vesculas
que se destacam das bolsas (cisternas,
sculos) do complexo de Golgi.
B) Digesto intracelular.
C) Porque as funes que gastam energia,
realizadas pelas organelas celulares, usam
energia na forma de ATP, que produzido,
em sua maioria, nas mitocndrias.
Seo Enem01. B 02. C
Frente A Mdulo 07
15Editora Bernoulli
MDULO
Respirao celular e fermentao so processos de obteno de energia a partir de compostos orgnicos. Consistem numa srie de reaes qumicas que visam degradao (quebra) de molculas orgnicas no interior da clula, com o objetivo de liberar a energia nelas contida. Parte dessa energia irradia-se para o meio sob a forma de calor e parte utilizada na sntese de molculas de ATP, nas quais fica armazenada at ser utilizada numa atividade. Assim, o objetivo da respirao celular e da fermentao a sntese de molculas de ATP.
Energia
Composto orgnico(Ex.: Glicose)
Calor ADP + Pi ATP
Os compostos orgnicos utilizados no processo de obteno de energia esto representados principalmente pelos carboidratos, notadamente a glicose. No entanto, na carncia de carboidratos, as clulas passam a utilizar lipdios e, na falta destes, chegam a lanar mo das protenas para obteno de energia.
O O2 pode participar ou no como um dos reagentes dessas reaes que visam obteno de energia. Quando o O2 participa, diz-se que o processo aerbio (aerbico); quando no h participao do O2, o processo dito anaerbio (anaerbico). A respirao pode ser aerbia ou anaerbia, j a fermentao um processo anaerbio.
Existem clulas que s realizam processo aerbio; outras que s realizam o processo anaerbio; e, ainda, existem aquelas que podem realizar as duas modalidades. Assim, podemos classificar as clulas em:
Aerbias estritas S realizam o processo aerbio. Na ausncia de O2, morrem. A maioria das clulas do nosso corpo est includa nessa categoria.
Anaerbias estritas ou obrigatrias S realizam o processo anaerbio. A presena do O2, inclusive, lhes prejudicial, chegando a mat-las.
Isso acontece, por exemplo, com clulas de alguns micro-organismos, como o caso do Clostridium tetani, bactria causadora do ttano.
Anaerbias facultativas So capazes de realizar processo aerbio e anaerbio, conforme tenham ou no sua disposio o O2. Na presena de O2, realizam o processo aerbio; na ausncia de O2, passam a obter energia por processo anaerbio. Isso feito, por exemplo, por nossas clulas musculares esquelticas.
RESPIRAO AERBIA No metabolismo celular, normalmente, a respirao
aerbia feita a partir da glicose. Trata-se de uma reao exergnica que pode ser representada de forma simplificada atravs da seguinte equao qumica:
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O
Energia
A glicose (C6H12O6), utilizada como reagente, pode ser obtida atravs da alimentao, no caso de organismo hetertrofo, ou, ento, produzida dentro da prpria clula, atravs da fotossntese ou da quimiossntese, no caso de o organismo ser auttrofo.
O oxignio (O2), que tambm um reagente da respirao aerbia, normalmente proveniente do meio ambiente, podendo, dependendo da espcie, ser retirado da atmosfera, da gua (O2 que se encontra dissolvido entre as molculas de gua dos rios, mares, lagos, etc.) e mesmo do solo.
O gs carbnico ou dixido de carbono (CO2) um dos produtos finais da reao. Em altas concentraes no interior do organismo, torna-se uma substncia prejudicial e txica para as clulas, uma vez que um xido cido. Assim, quanto maior a sua concentrao num meio, mais cido esse meio se torna. Essa acidificao excessiva pode levar morte das clulas. Por isso, o CO2 formado nas reaes da respirao aerbia, normalmente, eliminado para o meio ambiente. Na respirao aerbia, portanto, h, normalmente, uma troca de gases (absoro de O2 e eliminao do CO2) entre o organismo e o meio ambiente.
BIOLOGIA FRENTERespirao celulare fermentao
08 A
16 Coleo Estudo
Frente A Mdulo 08
A gua (H2O), outro produto da reao, pode ser utilizada no prprio metabolismo celular, como tambm pode ser eliminada por meio de diferentes processos (transpirao, por exemplo).
Quanto energia liberada pela reao, parte dela perdida para o meio sob a forma de calor, e parte utilizada na fosforilao de molculas de ADP para a fabricao de ATP, conforme mostra o esquema a seguir:
Energia
ADP + Pi ATP
A respirao aerbia feita a partir da glicose pode ser subdividida em trs etapas bsicas: gliclise, ciclo de Krebs e cadeia respiratria.
GlicliseOcorre no hialoplasma das clulas e consiste numa
sequncia de reaes que tem como finalidade quebrar ou decompor a molcula de glicose (que possui 6 carbonos) em duas molculas menores (cada uma com 3 carbonos) de uma substncia denominada cido pirvico (piruvato).
De forma mais simples, podemos resumir a gliclise da seguinte maneira:
cido pirvico cido pirvico
H2H2
NADNADH2
NADNADH2
GlicoseATP2
ATP44 ADP + 4Pi
2 ADP + 2Pi
Gliclise O esquema mostra resumidamente que as reaes da gliclise consomem 2 ATP, liberam hidrognios com a consequente formao de 2NADH2 (2NADH + H
+), liberam energia que utilizada para a sntese de 4 ATP e formam duas molculas de cido pirvico. O NAD ou NAD+ (nicotinamida adenina dinucleotdeo) um transportador de hidrognios. Ao receber hidrognios, o NAD passa para a sua forma reduzida NADH + H+ que, por comodidade didtica, muitos autores preferem representar por NADH2 ou NAD.2H). Embora a oxidao e a reduo sejam definidas para perda e ganho de eltrons, podemos tambm usar esses termos quando so ganhos ou perdidos tomos de hidrognio, porque as transferncias de tomos de hidrognio envolvem transferncia de eltrons (H = H+ + e). Os NADH2 formados na gliclise iro para a cadeia respiratria.
Aps a gliclise, cada molcula de cido pirvico sofre descarboxilao (sada de CO2, devido ao das enzimas descarboxilases), e desidrogenao (sada de H2), transformando-se em cido actico (composto com apenas dois carbonos na molcula).
Gliclise
H2
cido pirvicocido pirvico
cido acetil CoA cido acetil CoA
H2
Glicose
NADNAD
NADH2 NADH2
CO2
CO2
As molculas de CO2 liberadas dessas reaes so eliminadas para o meio extracelular e, posteriormente, liberadas no meio ambiente. Os H2 liberados so captados por molculas de NAD, formando NADH2 que, por sua vez, iro para a cadeia respiratria. Cada molcula de cido actico liga-se coenzima A, formando um composto conhecido por acetil CoA que ir para o ciclo de Krebs.
Ciclo de KrebsO radical acetil do cido actico desliga-se da coenzima A
e reage com o cido oxalactico (um composto que tem 4 carbonos na molcula), formando o cido ctrico (com 6 carbonos na molcula). Assim, o cido ctrico o primeiro composto formado nessa etapa e, por isso, o ciclo de Krebs conhecido tambm por ciclo do cido ctrico. No quadro a seguir, temos uma representao esquemtica e resumida do ciclo de Krebs.
Acetil
cido oxalactico 4C
cido ctrico
5C4C
Ciclo de Krebs
Acetil CoA
NADH2
NADH2
NADH2
CO2
CO2
FADH2
ATP
Coenzima A
Ciclo de Krebs O esquema do ciclo de Krebs representado anteriormente mostra que, em cada volta do ciclo, ocorrem os seguintes fenmenos: o cido ctrico degradado sucessivamente em compostos com 5 e 4 carbonos, at reconstituir o cido oxalactico; liberao de 2CO2 (descarboxilao) que, normalmente, sero eliminados para o meio extracelular e, posteriormente, para o meio ambiente; liberao de energia que permitir diretamente a sntese de um ATP e liberao de 4H2 (desidrogenao). Destes, 3H2 so captados por molculas de NAD, formando 3NADH2, e o outro H2 liga-se a uma molcula de FAD, formando um FADH2. O FAD (flavina adenina dinucleotdeo), assim como o NAD, um aceptor e transportador de hidrognios. Os NADH2 e o FADH2 formados durante as reaes do ciclo de Krebs tambm iro para a cadeia respiratria.
Respirao celular e fermentao
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Cadeia respiratria
A cadeia respiratria, que nas clulas eucariotas realizada na membrana interna da mitocndria, tem incio a partir dos
NADH2 e dos FADH2 produzidos nas etapas anteriores da respirao celular. Nela, ocorre sntese de gua, transporte de eltrons
atravs de uma cadeia de substncias (cadeia transportadora de eltrons) e bomba de prtons (H+) com consequente sntese
de ATP. A cadeia transportadora de eltrons um conjunto de reaes de oxirreduo que envolve a participao de quatro
complexos proteicos (I, II, III e IV) e de duas molculas conectoras mveis: a ubiquinona (coenzima Q) e o citocromo C.
A bomba de prtons um mecanismo de transporte ativo que transfere ons H+ da matriz mitocondrial para o espao
intermembrana (espao existente entre a membrana externa e a membrana interna da mitocndria). A ilustrao a seguir
mostra de forma simplificada os principais fenmenos da cadeia respiratria.
e
H+
H+ H+
H+
H+
H+
H+H+
H+ H+
H+
H+H+
H+
H+H+ H+
H+H+ H
+ H+
MATRIZ MITOCONDRIALNADH2 NAD
FAD
Esp
ao
inte
rmem
bra
na
Mem
bra
na
inte
rna
Complexo I
ComplexoII
ComplexoIII
ComplexoIV
ATPO2
H2O
UbiquinonaCitocromo C ATP-Sintase
CITOSOL
FADH2
ADP + Pi
e
Mem
bra
na
exte
rna
A cadeia respiratria A oxidao dos NADH2 (NADH2 NAD + 2H+ + 2e) e a dos FADH2 (FADH2 FAD + 2H
+ + 2e) liberam eltrons e prtons. Os eltrons provenientes da oxidao dos NADH2 so recebidos pelo complexo I no comeo da cadeia respiratria, enquanto aqueles provenientes dos FADH2 so recebidos pelo complexo II. Desses receptores (I e II), os eltrons so transferidos para a ubiquinona, de onde so repassados para o complexo III e da para o citocromo C. Do citocromo C, eles so enviados para o complexo IV, que, ento, os entrega ao O2, que se combina com ons H
+, formando gua (H2O). O oxignio, portanto, o receptor final dos eltrons na cadeia transportadora. Nesse processo de transferncia de eltrons dos NADH2 e dos FADH2 at o O2, h, gradativamente, liberao de energia. Parte dessa energia dissipada sob a forma de calor e parte utilizada para bombear prtons (H+) da matriz mitocondrial para o espao existente entre as membranas mitocondriais. Portanto, medida que os eltrons passam pela cadeia transportadora, os prtons so bombeados para o espao intermembrana. O acmulo de ons H+ nesse espao cria um gradiente de concentrao de prtons: concentrao alta de H+ no espao intermembrana e concentrao baixa de H+ na matriz mitocondrial. Devido carga positiva nos prtons (H+), estabelece-se tambm uma diferena na carga eltrica: a matriz mitocondrial torna-se mais negativa que o espao intermembrana. Juntos, o gradiente de concentrao de prtons e a diferena de carga constituem uma fonte de energia potencial denominada fora motora de prtons. Essa fora aciona o retorno de prtons para a matriz mitocondrial, atravs de um canal especfico de prtons formado por um complexo proteico denominado ATP-sintase (ATP-sintetase). Ao passar por esse complexo proteico, ocorre liberao de energia, que , ento, utilizada para fosforilar o ADP, ou seja, acrescentar um fosfato ao ADP, transformando-o em ATP. O complexo ATP-sintase extrai energia qumica dos ons H+ para sintetizar ATP. Essa fosforilao que ocorre na cadeia respiratria conhecida por fosforilao oxidativa.
As reaes da cadeia respiratria so de oxirreduo, isto , reaes que envolvem perda e ganho de hidrognios e de eltrons.
Para os qumicos, uma substncia que perde eltrons ou hidrognios fica oxidada. Quando ganha eltrons ou hidrognios, fica
reduzida. A glicose e seus subprodutos, por exemplo, ao perderem hidrognios para os NAD, esto sofrendo oxidao. Por isso,
fala-se que durante a respirao ocorre oxidao da glicose. Por outro lado, os NAD, ao receberem hidrognios transformando-se em
NADH2, esto sofrendo reduo. Todos os componentes da cadeia respiratria, ao receberem eltrons, reduzem-se e, ao ced-los
para a substncia seguinte, tornam a se oxidar. Assim, na respirao celular, a todo momento ocorrem reaes de
oxidao e de reduo.
18 Coleo Estudo
Frente A Mdulo 08
O objetivo da respirao celular a produo de ATP. A produo lquida ou saldo energtico (em molculas de ATP) por glicose pode chegar a 32 ATP, dependendo do tipo de clula. Veja o quadro a seguir:
Saldo energtico da respirao aerbica / glicose
GlicliseSo produzidos 4 ATP, mas, como so gastos 2 ATP, h saldo positivo de 2 ATP.
Ciclo de KrebsCada ciclo produz 1 ATP. Como so 2 ciclos por glicose, o saldo de 2 ATP.
Cadeia respiratria
Cada NADH2 proporciona a sntese de 2,5 ATP. Como so 10 NADH2 por glicose, a partir deles so produzidos 25 ATP.
Cada FADH2 proporciona a sntese de 1,5 ATP. Como so 2 FADH2 por glicose, a partir deles so produzidos 3 ATP.
Saldo total 2 ATP + 2 ATP + 25 ATP + 3 ATP = 32 ATP
Existem clulas em que a membrana interna da mitocndria impermevel ao NADH2. Nessas clulas, a passagem para o interior da mitocndria dos hidrognios transportados pelos 2NADH2, produzidos no citosol durante a gliclise, requer gasto de energia, sendo gasto 1 ATP para cada um desses NADH2. Nessas clulas, portanto, o saldo energtico / glicose de 30 ATP (32 2 = 30 ATP).
Para realizar a respirao aerbica, a glicose o combustvel preferido pela clula. Mas no o nico.Na falta de glicose, a clula lana mo dos lipdios e, caso haja necessidade, at das protenas. Isso possvel porque a substncia acetil CoA, formada na respirao aerbica, tambm pode ser produzida a partir de outros compostos orgnicos, como cidos graxos, glicerol e aminocidos. Portanto, tanto os carboidratos como os lipdios e as protenas podem originar o acetil CoA atravs de diferentes vias metablicas. O acetil CoA, independentemente de onde provm, seguir o mesmo caminho, ou seja, entrar no ciclo de Krebs, conforme mostra o esquema a seguir:
GlicdeosGlicerdeos
cido pirvico
Acetil CoA
Ciclode
Krebs
Glicerolcidos graxos Aminocidos
Protenas
A respirao aerbia, no importando se feita a partir de glicdio, lipdio ou protena, necessita de O2 para sua realizao, e, no decorrer das reaes, h a produo de CO2. A relao existente entre a quantidade de molculas de CO2 liberadas durante a reao e a quantidade de molculas de O2 consumidas denomina-se quociente respiratrio (Q.R.). Veja os exemplos a seguir:
. .O consumidoCO liberadoQ R2
2=
Q.R. da glicose (C6H12O6): C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O Q.R. = 6/6 = 1
Q.R. do cido esterico (C18H36O2): C18H36O2 + 26 O2
18 CO2 + 18 H2O
Q.R. = 18/26 = 0,69
Os exemplos anteriores mostram que o Q.R. diferente para cada tipo de substncia. O cido esterico, por exemplo, requer muito mais oxignio para sua oxidao do que a glicose.
O consumo de O2 est diretamente relacionado s atividades metablicas. Assim, uma das maneiras de se avaliar a taxa metablica de um organismo aerbio atravs do consumo de O2 feito por esse organismo num determinado intervalo de tempo: quanto mais intensa a atividade metablica, mais intensamente se faz a respirao celular e, consequentemente, maior ser o consumo de O2.
Animais lentos e animais que vivem fixos a substratos tm, em geral, taxas metablicas menores do que animais mais ativos. As taxas de consumo de O2 nos celenterados ssseis (fixos), por exemplo, so relativamente baixas, enquanto, nos mamferos e nos insetos voadores, so mais elevadas.
As taxas metablicas variam tambm num mesmo indivduo, dependendo da idade, das atividades realizadas, do estado nutricional e da hora do dia. Por exemplo: quando o animal realiza um trabalho muscular intenso, consome muito mais O2 do que quando est em repouso. Um mamfero correndo usa entre 5 e 20 vezes mais O2 por minuto do que quando est parado. Insetos durante o voo consomem cerca de 100 vezes mais oxignio do que quando esto no cho.
H tambm uma diferena quando comparamos animais pecilotermos (poiquilotermos) com os homeotermos. Os pecilotermos, tambm conhecidos por animais de sangue frio, possuem metabolismo mais baixo do que os homeotermos. Contudo, nos homeotermos, a taxa metablica varia na razo inversa ao tamanho ou massa corporal. Animais grandes tm menor taxa metablica do que animais pequenos. Num animal pequeno, a superfcie do corpo grande em relao ao seu volume e, dessa forma, a perda de calor pela pele relativamente maior. Por isso, os animais pequenos tm necessidade de maior consumo de alimento por grama de peso que animais maiores. Um elefante, por exemplo, tem menor taxa metablica do que um rato.
Respirao celular e fermentao
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O grfico a seguir mostra a relao entre a taxa metablica e o peso corporal de alguns animais homeotermos.
Taxametablica
Peso corporal
Rato
Coelho
Co
Homem
Boi
Elefante
Taxa metablica x peso corporal
RESPIRAO ANAERBIAA respirao anaerbia realizada por seres vivos
que conseguem sobreviver na total ausncia de O2. Evidentemente, esses seres tambm precisam de energia para suas atividades biolgicas. Neles, a energia tambm obtida atravs da oxidao de molculas orgnicas, principalmemte a glicose. Nessas oxidaes, conforme vimos, h liberao de eltrons e ons hidrognio (H+). Como nas clulas dos anaerbios no existe O2 para receber, no final da cadeia respiratria, os eltrons e combinar com os ons H+ liberados para neutraliz-los, poderamos pensar que nessas clulas ocorre uma intensa acidificao, o que se tornaria um grande perigo para o metabolismo celular. Isso, entretanto, no ocorre. Na respirao anaerbia, alguma substncia inorgnica, diferente do O2, funciona como receptor final dos eltrons e dos ons hidrognio, neutralizando-os e evitando, assim, a acidose da clula.
Algumas bactrias, por exemplo, fazem a degradao de compostos orgnicos semelhana do que vimos na respirao aerbia e usam, como aceptores finais dos ons H+ e dos eltrons, compostos inorgnicos, tais como nitratos, sulfatos ou carbonatos. Dessa forma, os ons H+ so neutralizados, evitando a acidose do meio intracelular, conforme mostra o exemplo a seguir:
10H+ + 10 e0 + 2HNO3 N2 + 6H2O
No exemplo anterior, os 10 ons hidrognio e os 10 eltrons resultantes das oxidaes de molculas orgnicas so recebidos por molculas de nitrato (HNO3) provenientes do meio extracelular. Dessa reao, surge o nitrognio livre (N2), que se difunde para a atmosfera, e molculas de gua. Nesse exemplo de respirao anaerbia, o nitrato funciona como aceptor final dos eltrons e dos ons hidrognio.
Na respirao anaerbia, assim como na aerbia, existe uma cadeia de aceptores de eltrons na qual produzido ATP. A diferena entre os dois tipos fica por conta do ltimo receptor dos eltrons e dos hidrognios da cadeia: oxignio, na respirao aerbia, e outra substncia inorgnica, na respirao anaerbia.
FERMENTAOAssim como a respirao anaerbia, a fermentao
tambm um processo anaerbico (ausncia de O2) de obteno de energia, feito a partir de compostos orgnicos, em especial a glicose. Na fermentao biolgica, entretanto, no h cadeia respiratria e os aceptores finais dos ons hidrognio no so substncias inorgnicas, e sim compostos orgnicos resultantes da prpria reao.
Conforme a natureza qumica dos produtos orgnicos formados ao final das reaes, a fermentao pode ser classificada em diferentes tipos: alcolica, lctica, actica, butrica, etc. Vejamos os dois tipos mais conhecidos de fermentao: alcolica e lctica.
Fermentao alcolicaEsse tipo de fermentao tem o lcool etlico como produto
orgnico final. Nela, a glicose sofre gliclise, originando duas molculas de cido pirvico, tal como acontece na respirao. Durante essa gliclise, ocorre sada de hidrognios (desidrogenao), que so captados por molculas de NAD, formando, ento, molculas de NADH2. Nessa gliclise, semelhana da que acontece na respirao, h consumo de 2 ATP e liberao de energia suficiente para produo de 4 ATP. H, portanto, um saldo energtico positivo de 2 ATP (4 ATP produzidos 2 ATP gastos = 2 ATP).
Cada cido pirvico resultante da gliclise sofre descarboxilao (liberao de CO2), originando molculas de aldedo actico. O CO2 eliminado no meio extracelular e o aldedo actico recebe os hidrognios do NADH2. Ao receber esses hidrognios, o aldedo actico se converte em lcool etlico que, por sua vez, tambm ser eliminado no meio extracelular. Veja o esquema a seguir:
Glicose
cido pirvico
Aldedoactico
lcooletlico
lcooletlico
Aldedoactico
cido pirvico
2 ATP4 ATP
H2
H2
CO2CO2
H2NAD
NAD NAD
NAD NADH2NADH2
H2
Fermentao alcolica Observe que, na fermentao alcolica, so produzidos 4 ATP a partir da glicose, mas, como so gastos 2 ATP durante a gliclise, o saldo energtico de apenas 2 ATP. Logo, uma boa parte da energia acumulada na glicose permanece no lcool, o que justifica o fato de ele ser um excelente combustvel.
20 Coleo Estudo
Frente A Mdulo 08
Conforme vimos no esquema anterior, os produtos finais da fermentao alcolica so o lcool etlico e o gs carbnico.
A fermentao alcolica realizada por algumas espcies de fungos (conhecidos por levedos ou leveduras), por algumas espcies de bactrias e at por clulas de vegetais superiores (algumas sementes em processo de germinao, por exemplo, embora respirem aerobicamente em ambientes contendo O2, tambm podem obter energia realizando a fermentao alcolica quando falta esse gs).
Um bom exemplo de ser vivo realizador desse tipo de fermentao o fungo Saccharomyces cerevisiae, muito utilizado na fabricao da cerveja e de outras bebidas alcolicas e, por isso, conhecido por levedura da cerveja. Espcies do gnero Saccharomyces tambm so utilizadas na fabricao de pes, bolos e biscoitos. Essas leveduras tambm so conhecidas por fermentos biolgicos (fermento de po, por exemplo). Na fabricao de pes e bolos, durante o preparo e cozimento da massa, o lcool escapa, enquanto o CO2 forma bolhas em meio massa, estufando-a e promovendo o seu crescimento.
Fermentao lcticaEsse tipo de fermentao tem como produto orgnico final
o cido lctico. Veja o esquema a seguir:
Glicose
2 ATP4 ATP
H2 H2
H2 H2
NAD NAD
NAD NAD
NADH2 NADH2
cido pirvico
cido lctico cido lctico
cido pirvico
Fermentao lctica Nessa fermentao, a glicose sofre gliclise, formando cido pirvico, exatamente como acontece na fermentao alcolica e na respirao. Entretanto, o aceptor final dos hidrognios o prprio cido pirvico. Ao receber os hidrognios do NADH2, o cido pirvico transforma-se em cido lctico. Nessa fermentao, no h descarboxilao (liberao de CO2).
A fermentao lctica realizada por algumas espcies de micro-organismos (bactrias, fungos, protozorios) e, tambm,
por alguns tecidos animais, como o tecido muscular.
Algumas bactrias do gnero Lactobacillus, por exemplo, so muito utilizadas pela indstria de laticnios na fabricao de coalhadas, iogurtes, queijos e outros derivados do leite. Essas bactrias promovem o desdobramento do acar do leite (lactose) e realizam a fermentao lctica, liberando o cido lctico no meio. O acmulo do cido lctico no leite torna-o azedo.
Em nossos msculos esquelticos, em situao de intensa atividade, pode no haver uma disponibilidade adequada de O2 para promover a respirao aerbia. Nesse caso, as clulas musculares passam a realizar a fermentao lctica. Entretanto, o acmulo de cido lctico nessas clulas provoca fadiga muscular, com dor intensa, o que pode causar a paralisao da atividade muscular. A fermentao lctica, portanto, pode ocorrer eventualmente nas clulas musculares, bastando, para isso, que os msculos sejam excessivamente solicitados e que o suprimento de oxignio oferecido pelo sangue no satisfaa s necessidades celulares. Nessa circunstncia, os ons H+ comeam a acumular-se nas clulas e, ento, o cido pirvico passa a atuar como receptor final desses ons, transformando-se em cido lctico. A presena do cido lctico nas clulas musculares causa aquela sensao de dor muscular caracterstica da fadiga ou cimbra.
Tanto na fermentao lctica como na alcolica h um saldo energtico de 2 ATP / glicose. Logo, o processo da fermentao apresenta um rendimento energtico bem inferior ao da respirao aerbia.
EXERCCIOS DE FIXAO01. (FMABC-SP) Na respirao celular, o oxignio (O2)
intervm
A) somente na gliclise.
B) somente no ciclo de Krebs.
C) somente como aceptor final de hidrognio.
D) na gliclise e como aceptor final de hidrognio.
E) na gliclise e no ciclo de Krebs.
02. (PUC-SP) Observe o esquema a seguir:
Glicognio Glicose
Substncia I
Substncia II
Substncia III
ATP
Ciclo deKrebs
cidos graxos
Aminocido
Aminocido
Pela anlise do esquema, prev-se que a energia pode ser obtida por um organismo
A) somente a partir de acares.
B) somente a partir de protenas.
C) somente a partir de gorduras.
D) a partir de acares, protenas e gorduras.
E) a partir de substncias inorgnicas.
Respirao celular e fermentao
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03. (UFMG) Todos os processos indicados so caractersticos da respirao aerbica, EXCETO
A) consumo da glicose.
B) formao de cido pirvico.
C) produo de lcool.
D) produo de ATP.
E) produo de gs carbnico.
04. (Cesgranrio) No exerccio muscular intenso, torna-se insuficiente o suprimento de oxignio. A liberao
de energia pelas clulas processa-se, dessa forma,
em condies relativas de anaerobiose, a partir da glicose.
O produto PRINCIPAL acumulado nessas condies o
A) cido pirvico.
B) cido lctico.
C) cido acetoactico.
D) etanol.
E) cido ctrico.
05. (PUC Minas) Considere o esquema a seguir, referente ao processo respiratrio de uma clula eucariota:
Glicose c. pirvico Acetil CoA I II III IV V
Cadeiarespiratria
C.Krebs
Assinale a afirmativa INCORRETA.
A) Para que I se transforme em II, necessrio o gasto de ATP.
B) As fases I e II ocorrem fora da mitocndria.
C) Na converso de II para III, no h produo local de ATP.
D) Em IV ocorre liberao de CO2 e formao local de ATP.
E) Em V h quebra da molcula de gua, com liberao de oxignio.
EXERCCIOS PROPOSTOS01. (PUC Minas) Leia atentamente os seguintes itens:
1. Uso de ATP.
2. Transportadores de hidrognios.
3. Produo de ATP.
4. Sada de CO2.
5. Transporte de eltrons.
Ocorrem no ciclo de Krebs
A) 1, 2, 3.
B) 1, 3, 4.
C) 1, 4, 5.
D) 2, 3, 4.
E) 3, 4, 5.
02. (UEL-PR2010) Analise o esquema da respirao celular em eucariotos a seguir:
Etapa B
Etapa A
Etapa CATP ATP
ATP
CO2 CO2
O2
cidopirvico
H2O
H2
Glicose
LOPES, Snia. Bio 1, So Paulo: Ed. Saraiva, 1992, p. 98. (Adaptao).
Com base nas informaes contidas no esquema e nos
conhecimentos sobre respirao celular, considere as
afirmativas a seguir:
I. A glicose totalmente degradada durante a etapa A
que ocorre na matriz mitocondrial.
II. A etapa B ocorre no hialoplasma da clula e produz
menor quantidade de ATP que a etapa A.
III. A etapa C ocorre nas cristas mitocondriais e produz
maior quantidade de ATP que a etapa B.
IV. O processo anaerbico que ocorre no hialoplasma
corresponde etapa A.
Assinale a alternativa CORRETA.
A) Somente as afirmativas I e II so corretas.
B) Somente as afirmativas I e III so corretas.
C) Somente as afirmativas III e IV so corretas.
D) Somente as afirmativas I, II e IV so corretas.
E) Somente as afirmativas II, III e IV so corretas.
03. (PUC Minas) Observe com ateno o esquema a seguir:
Glicose
cidospirvicos
Ciclo de Krebs
Cadeiarespiratria
3
2
4
1
FALSO afirmar que
A) h produo de ATP em 1, 3 e 4.
B) fosforilaes oxidativas ocorrem em 4.
C) o processo 1 ocorre em anaerobiose.
D) h sada de CO2 em 1, 2, 3 e 4.
E) h transportadores de hidrognios em 1, 2 e 3.
22 Coleo Estudo
Frente A Mdulo 08
04. (UFMG) Analise o experimento.
Ar
Ba(OH)2 Ba(OH)2 Ba(OH)2 Ba(OH)2
Ba(OH)2 + CO2 BaCO3 + H2O
Frasco com sementes
Hidrxido de brio(Soluo)
Carbonato de brio(Precipitado branco)
Com relao aos eventos indicados pelos nmeros I, II, III e IV, todas as afirmativas esto corretas, EXCETO
A) A quantidade de CO2 retida no frasco III ser menor
do que aquela do frasco II.
B) A taxa de CO2 produzido pelas sementes pode ser
calculada pesando-se a quantidade de carbonato de
brio nos frascos III e IV.
C) O CO2 proveniente do ar fica retido na soluo de
Ba(OH)2 nos frascos I e II.
D) O frasco III recebe o CO2 proveniente da respirao
das sementes.
E) O oxignio penetra no frasco que contm as sementes
depois de passar pelos frascos I e II.
05. (UEFS-BA) A tabela a seguir apresenta o consumo de oxignio de diversos animais.
Animal Consumo de O2 (mL/g/h)
Camundongo 1 580
Rato 872
Coelho 466
Cachorro 318
Homem 202
Cavalo 106
Elefante 67
A anlise da tabela permite afirmar que o consumo de
oxignio
A) diretamente proporcional ao volume do animal.
B) no depende do tamanho do animal.
C) grande em animais grandes e pequeno em animais
pequenos.
D) depende apenas do tipo de vida do animal.
E) inversamente proporcional ao peso do animal.
06. (UFMG)
1 2
gua de cal
Precipitado decarbonato de clcioobservado ao finaldo experimento
O esquema representa uma montagem para se
demonstrar a fermentao em leveduras.
Ao final desse experimento, observa-se a formao de um precipitado no frasco 2, como indicado.
Para que tal processo ocorra, suficiente que o frasco 1 contenha, alm da levedura,
A) glicose e oxignio.
B) gs carbnico e oxignio.
C) glicose e gs carbnico.
D) glicose.
E) oxignio.
07. (FUVEST-SP) A fabricao de vinho e de po depende de produtos liberados pelas leveduras durante sua
atividade fermentativa. Quais os produtos que interessam
mais diretamente fabricao do vinho e do po,
respectivamente?
A) lcool etlico e gs carbnico.
B) Gs carbnico e cido lctico.
C) cido actico e cido lctico.
D) lcool etlico e cido actico.
E) cido lctico e lcool etlico.
08. (UFMG) Na fabricao de iogurtes e coalhadas, utilizam-se iscas, isto , colnias de micro-organismos que realizam
a fermentao do leite.
Em relao a esse processo, CORRETO afirmar que
A) consiste em respirao aerbica.
B) realizado por vrus anaerbicos lcticos.
C) resulta da liberao de cido lctico e energia.
D) resulta na formao de cido actico e CO2.
09. (FUVEST-SP) Em uma situao experimental, camundongos respiram ar contendo gs oxignio constitudo de istopo 18O.
A anlise de clulas desses animais dever detectar a
presena de istopo 18O, primeiramente,
A) no ATP.
B) na glicose.
C) no NADH.
D) no gs carbnico.
E) na gua.
Respirao celular e fermentao
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10. (PUC RS) Nos processos qumicos que tm lugar na respirao aerbia, h produo de ons hidrognio que,
se acumulados, podem levar a clula a uma acidose, o que
seria extremamente perigoso. Para evitar esse evento,
que intervm ativamente
A) o dixido de carbono.
B) o oxignio.
C) a glicose.
D) o cido pirvico.
E) o monxido de carbono.
11. (UFF-RJ) Dois micro-organismos, X e Y, mantidos em meio de cultura sob condies adequadas, receberam
a mesma quantidade de glicose como nico substrato
energtico. Aps terem consumido toda a glicose
recebida, verificou-se que o micro-organismo X produziu
trs vezes mais CO2 do que o Y.
Considerando-se essas informaes, conclui-se ter
ocorrido
A) fermentao alcolica no micro-organismo X.
B) fermentao lctica no micro-organismo X.
C) respirao aerbica no micro-organismo Y.
D) fermentao alcolica no micro-organismo Y.
E) fermentao lctica no micro-organismo Y.
12. (PUC Minas) Analise o esquema a seguir:
Nutriente
Anabolismo Catabolismo
CO2 + H2O
Crescimento,regenerao eproduo demolculas
necessrias aometabolismo.
Transporte ativo,contrao muscular,
impulso nervoso,secreo glandular.
1
3
2
Energia
Baseando-se no esquema e em seus conhecimentos sobre
o assunto, assinale a afirmativa INCORRETA.
A) A respirao aerbia, representada em 1, no
o nico meio de que os organismos hetertrofos
dispem para produzir energia.
B) Um mesmo tipo de nutriente no poderia ser utilizado
nos processos 1 e 2.
C) 2 sugere a utilizao de alguns dos nutrientes
assimilados, para a sntese de novas substncias.
D) Em 3 est evidenciada a necessidade de energia para
a realizao de trabalho celular.
E) Enzimas podem estar envolvidas nos processos
1, 2 e 3.
13. (FUVEST-SP) H um sculo, Louis Pasteur, investigando o metabolismo do levedo, um organismo anaerbico
facultativo, observou que, em soluo de gua e acar,
esse micro-organismo se multiplicava. Observou tambm
que a multiplicao era maior quando a soluo era aerada.
A) EXPLIQUE a importncia do acar para o levedo.
B) JUSTIFIQUE a diferena de crescimento nas
condies aerbica e anaerbica.
14. (Unicamp-SP) Uma soluo feita com 2 g de fermento Fleischmann, 3 g de acar e 150 mL de gua colocada em 2 tubos de ensaio, cada um tampado na parte superior
com uma bexiga de borracha (balo de aniversrio) vazia.
Um desses tubos colocado na estufa (a 30 oC) e o outro
na geladeira (a 5-10 oC) durante, aproximadamente, 6
horas. O que dever acontecer com cada uma dessas
bexigas? Por qu? Qual o processo bioqumico envolvido?
15. (FEAPA-PA) A respirao celular a nvel intracelular o processo de obteno de energia atravs da degradao
de um substrato e que ocorre em vrias etapas. Essa
degradao pode ainda se realizar na presena ou no de
oxignio. O esquema a seguir representa uma das etapas
desse processo; observe-o e responda:
ATP ADP
NADH2
2C3H4O3
A) Qual a etapa em foco?
B) Em que regio da clula ocorre essa etapa?
C) Em que consiste a referida etapa?
D) Para essa etapa se faz necessrio o oxignio? JUSTIFIQUE sua resposta.
E) Quantas molculas de ATP so produzidas e quantas so consumidas nessa etapa?
24 Coleo Estudo
Frente A Mdulo 08
SEO ENEM01. (Enem2000) No processo de fabricao de po, os
padeiros, aps prepararem a massa utilizando fermento
biolgico, separam uma poro de massa em forma
de bola e a mergulham num recipiente com gua,
aguardando que ela suba, como pode ser observado,
respectivamente, em I e II do esquema a seguir. Quando
isso acontece, a massa est pronta para ir ao forno.
I II
Um professor de Qumica explicaria esse procedimento da seguinte maneira:
A bola de massa torna-se menos densa que o lquido e sobe. A alterao da densidade deve-se fermentao, processo que pode ser resumido pela equao
C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2 + energia
glicose lcool comum gs carbnico
Considere as afirmaes a seguir:I. A fermentao dos carboidratos da massa de po
ocorre de maneira espontnea e no depende da existncia de qualquer organismo vivo.
II. Durante a fermentao, ocorre produo de gs carbnico, que se vai acumulando em cavidades no interior da massa, o que faz a bola subir.
III. A fermentao transforma a glicose em lcool. Como o lcool tem maior densidade do que a gua, a bola de massa sobe.
Entre as afirmativas, apenas
A) I est correta. D) II e III esto corretas.
B) II est correta. E) III est correta.
C) I e II esto corretas.
02. (Enem2010) Um ambiente capaz de asfixiar todos os animais conhecidos do planeta foi colonizado por pelo
menos trs espcies diferentes de invertebrados marinhos.
Descobertos a mais de 3 000 m de profundidade no
Mediterrneo, eles so os primeiros membros do reino
Animal a prosperar mesmo diante da ausncia total de
oxignio. At agora, achava-se que s bactrias pudessem
ter esse estilo de vida. No admira que os bichos pertenam
a um grupo pouco conhecido, o dos loricferos, que mal
chegam a 1,0 mm. Apesar do tamanho, possuem cabea,
boca, sistema digestivo e uma carapaa. A adaptao dos
bichos vida no sufoco to profunda que suas clulas
dispensaram as chamadas mitocndrias.
LOPES, R. J. Italianos descobrem animal que vive em gua sem oxignio. Disponvel em: http://www1.folha.uol.com.br. Acesso
em: 10 abr. 2010 (Adaptao).
GABARITO
Fixao01. C 02. D 03. C 04. B 05. E
Propostos01. D 07. A
02. C 08. C
03. D 09. E
04. A 10. B
05. E 11. D
06. D 12. B
13. A) O acar, uma vez metabolizado pelo levedo, fornecer a energia necessria para as suas atividades vitais.
B) Em condies aerbicas, o acar degradado (metabolizado) por respirao celular, com liberao de energia. Em condies anaerbicas, o acar degradado por fermentao, havendo tambm liberao de energia, porm em quantidade muito menor. Assim, na soluo aerada (com oxignio), a disponibilidade de energia para o levedo maior, e sua taxa de reproduo tambm aumenta.
14. A bexiga do tubo submetido temperatura de 30 oC dever, aos poucos, ficar cheia de gs carbnico, um produto da fermentao alcolica, que ocorrer de forma muito mais ativa do que no tubo mantido na geladeira.
15. A) Gliclise.
B) Citosol (hialoplasma).
C) Degradao de uma molcula de glicose em duas de cido pirvico.
D) No. Essa fase anaerbica, ou seja, a glicose degradada na ausncia de oxignio (O2).
E) So produzidas quatro molculas de ATP e so consumidas duas, correspondendo a um saldo de duas molculas de ATP.
Seo Enem01. B 02. B
Que substncias poderiam ter a mesma funo do O2 na
respirao celular realizada pelos loricferos?
A) S e CH4
B) S e NO3
C) H2 e NO3
D) CO2 e CH4
E) H2 e CO2
25Editora Bernoulli
MDULO
O sistema endcrino formado por todas as glndulas endcrinas do organismo.
As glndulas endcrinas ou glndulas de secreo interna so produtoras de hormnios. Por isso, o sistema endcrino tambm conhecido por sistema hormonal.
Hormnios so substncias de natureza qumica varivel (polipeptdeos, esteroides, etc.) que atuam como mensageiros bioqumicos, isto , atuam a distncia do local onde so produzidos, chegando aos seus rgos-alvos atravs da corrente sangunea. Os hormnios controlam as atividades de rgos, tecidos, clulas, bem como a taxa de muitas substncias no organismo.
No decorrer deste mdulo, estudaremos os principais componentes do nosso sistema endcrino.
HIPFISE (GLNDULA PITUITRIA, GLNDULA-MESTRA)
Localiza-se numa cavidade (sela trcica) do osso esfenoide (que forma a base ou assoalho da caixa craniana). Tem, aproximadamente, o tamanho de um gro de ervilha e est ligada ao hipotlamo (uma regio do encfalo) pelo infundbulo, um pedculo de estrutura nervosa.
Loboposterior
Loboanterior
Lobo anterior ouadeno-hipfise
AB
HG
F D
C
E
Lobo posterior ouneuro-hipfise
ior
Lobo anterior ouadeno-hipfise
Localizao da hipfise a. crebro; b. corpo caloso; c. hipotlamo; d. hipfise; e. cerebelo; f. protuberncia; g. bulbo; h. medula raquiana. Em aumento ( direita), a hipfise com os seus dois lados.
Nos mamferos, a hipfise apresenta duas partes bem desenvolvidas: a parte anterior (lobo anterior ou adeno-hipfise) e a parte posterior (lobo posterior ou neuro-hipfise). H, ainda, a parte intermediria (pars intermedia), que, na espcie humana, muito reduzida.
Adeno-hipfiseCorresponde poro anterior (lobo anterior) da glndula.
Produz, armazena e libera, na corrente sangunea, diversos hormnios. Os hormnios da adeno-hipfise que atuam sobre outras glndulas e rgos, estimulando suas atividades e desenvolvimento, so chamados genericamente de hormnios trficos.
Hormnios produzidos pela adeno-hipfise
Hormnio somatotrfico (STH) ou somatotrofina.
Hormnio tireotrfico (TSH) ou tireotrofina.
Hormnio adrenocorticotrfico (ACTH) ou adrenocorticotrofina.
Hormnios gonadotrficos (gonadotrofinas h ipof isr ias): FSH (hormnio fo l cu lo estimulante) e LH (hormnio luteinizante).
Hormnio lactognico ou prolactina.
A) Hormnio somatotrfico (STH), somatotrofina ou GH Estimula todo o crescimento do organismo, atuando, sobretudo, na cartilagem epifisria dos ossos longos. conhecido como o hormnio do crescimento, sendo produzido durante a fase de crescimento (infncia e adolescncia) e, em menor escala, na fase adulta. A sigla GH origina-se do ingls growth hormone. A somatotrofina estimula o fgado e, provavelmente, outros rgos a produzirem protenas chamadas somatomedinas, que estimulam o crescimento dos ossos e das cartilagens. Esse hormnio tem importante funo anabolizante, ou seja, responsvel pelo aumento da sntese proteica, pela maior mobilizao de gorduras para a liberao de mais energia e pela estimulao do crescimento de msculos e ossos.
BIOLOGIA FRENTESistema endcrino 07 B
26 Coleo Estudo
Frente B Mdulo 07
A produo escassa desse hormnio na infncia
acarreta o chamado nanismo hipof isr io,
que se caracteriza pelo pequeno crescimento
do organismo. Por outro lado, a sua produo
excessiva na infncia leva a um quadro conhecido
por gigantismo hipofisrio, caracterizado pelo
crescimento exagerado do organismo. No adulto,
a produo excessiva do STH leva acromegalia,
anomalia que se caracteriza pelo crescimento
exagerado das extremidades sseas e cartilaginosas,
como os ossos dos dedos (mos e ps), mandbula
(osso do queixo), etc. Vale lembrar que, no
adulto, aps o desaparecimento das cartilagens
epifisrias, no h mais o crescimento dos ossos
em comprimento. Assim, o excesso de STH acaba
estimulando o crescimento dos ossos e
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