BIOLOGIA - AULA 02 E 03 : CITOLOGIA e DIVISÃO CELULAR

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1 BIOLOGIA - AULA 02 E 03 : CITOLOGIA e DIVISÃO CELULAR CITOLOGIA A célula é a unidade morfológica e fisiológica do ser vivo, ou seja, é a menos parcela do ser que tem forma e função definida. A manutenção da vida de um organismo depende do bom funcionamento de suas células. Observe o esquema abaixo, que exemplifica uma célula animal típica: Agora, estudaremos com mais detalhes as funções de estrutura componente de uma célula animal: Membrana plasmática: Barreira que seleciona o que entra e o que sai da célula. É composta de proteínas e lipídios (lipo-proteica). A membrana plasmática é universal, isto é, aparece em todos os tipos de células. Citoplasma: é um líquido viscoso que preenche a célula. Nele estão mergulhadas as organelas citoplasmáticas e o núcleo. Ribossomos: São encontrados tanto em células eucariontes quanto em células procariontes e têm a função de produzir proteínas (síntese protéica). Podem ser encontrados livres pelo citoplasma, ou, no caso dos eucariontes, presos ao retículo endoplasmático. São constituídos de proteínas e um ácido ribonucléico especial: o RNA ribossômico. Retículo endoplasmático: é constituído por uma série de canais mergulhados no citoplasma. Tem como principal função o transporte de proteínas no interior da célula. Existem dois tipos de retículo endoplasmático: o liso e o rugoso. O R.E. rugoso apresenta ribossomos aderidos à sua membrana. Esse tipo de retículo é muito desenvolvido em células com função secretora, como

2 as células acinosas do pâncreas, que secretam enzimas digestivas. Já o R.E. liso não possui ribossomos aderidos e participa, além do transporte, da síntese de esteróides e outros lipídios. Observe abaixo uma célula acinosa pancreática: Complexo de Golgi (Golgiense): Formado por vesículas achatadas em formato de discos, interligadas, denominadas dictiossomos. É encontrado em células com função secretora. Sua principal função é empacotar as substâncias que foram produzidas pelo retículo endoplasmático rugoso e enviálas para fora da célula, em um processo denominado secreção celular. O complexo de Golgi tem outras funções nas células, tais como produzir os lisossomos e os acrossomos (estrutura presente nos espermatozóides de mamíferos, que contém enzimas capazes de perfurar as camadas do óvulo). Além disso, produz a lamela média, a primeira parede que separa duas células vegetais. Lisossomos: Estruturas que possuem em seu interior enzimas digestivas. São responsáveis pela digestão celular. A digestão ocorre quando as células englobam substâncias através da fagocitose, ou através da autofagia, quando a digestão se dá em estruturas desgastadas da própria célula. Em anfíbios, os lisossomos participam de um importante processo: a metamorfose. Nas células da cauda do girino, os lisossomos liberam seu conteúdo no citoplasma, digerindo completamente essas células, ocasionando na regressão da cauda. O esquema abaixo indica a relação entre a concentração de enzimas digestivas e a regressão da cauda de anuros.

3 Mitocôndria: É o local onde ocorre a respiração celular para a produção de energia química (ATP adenosina trifosfato). Possui duas membranas limitantes: uma externa e lisa e outra interna, dotada de ramificações denominadas cristas, que aumentam a superfície interna da membrana, facilitando as reações da respiração. O espaço entre as cristas é denominado matriz. Glicose + O 2 CO 2 + H 2 O + Energia (ATP) Uma característica marcante das mitocôndrias é que elas possuem DNA, RNA e ribossomos próprios, o que dá às mitocôndrias a capacidade de autoduplicação, independentemente das células. Outro fato importante é o de que o material genético encontrado nas mitocôndrias é muito semelhante ao das bactérias, o que é indicativo de uma possível origem endossimbiôntica para essa organela. Hoje, a maioria dos cientistas aceitam a hipótese de que as mitocôndrias evoluíram a partir de seres procariontes que teriam parasitado células eucaróticas, evoluindo, posteriormente, para uma relação de simbiose. Centríolos: Estrutura importante que aparece somente na divisão celular. Carioteca (membrana nuclear): É a membrana que delimita o núcleo, isolando o material genético do restante do citoplasma. Núcleo: Responsável pela manutenção da vida de uma célula. Ele controla todas as reações químicas que ocorrem no citoplasma. No interior do núcleo encontramos o material genético, que são os cromossomos, compostos por moléculas de DNA. Ao longo dos cromossomos, encontramos os genes que determinam as características dos indivíduos. Agora, estudaremos uma célula vegetal típica. Muitas das organelas que encontramos na célula animal observamos na célula vegetal, com exceção

4 dos centríolos. Entretanto, existem organelas que são exclusivas na célula vegetal. Veja: Parede celular: Membrana rígida de celulose que dá proteção e sustentação à célula. Vacúolo: Armazena água e sais minerais. Cloroplasto: Organela que contém a clorofila. É no cloroplasto que ocorre a fotossíntese: Energia solar CO 2 + H 2 O Glicose + O 2 Assim como as mitocôndrias, os cloroplastos possuem DNA, RNA e ribossomos próprios, o que sugere fortemente a hipótese endossimbiôntica para essa organela. DIVISÃO CELULAR BIOLOGIA - AULA 03: DIVISÃO CELULAR MITOSE (E!)

5 Quando um ser vivo entra em processo de crescimento, regeneração de tecidos ou reprodução assexuada é necessário que ocorra um aumento no número de células desse organismo. Para isso, deve ocorrer uma divisão celular para aumentar o número de células, sem, entretanto, alterar o número de cromossomos das células resultantes. Esse processo é denominado mitose. A partir de uma célula 2n formam-se duas células filhas idênticas à célula mãe. O momento que precede a divisão celular é denominado interfase. É nesse período onde a célula possui elevada atividade metabólica (síntese de proteínas), seguida da duplicação cromossômica. Fases da interfase Após o período de interfase, inicia-se a mitose, que possui quatro etapas, sendo cada uma facilmente distinguível da outra: Prófase (fase anterior): - Início da condensação dos cromossomos; - Duplicação dos centríolos; - Formação das fibras do fuso; - O nucléolo desaparece; - Rompimento da carioteca (membrana nuclear). Metáfase (fase do meio): - Os cromossomos atingem o maior grau de condensação; - Os cromossomos dispõem-se no plano equatorial da célula; - Duplicação dos centrômeros..

6 Anáfase (fase de separação): - Ocorre o encurtamento das fibras do fuso; - Separação das cromátides irmãs, indo cada uma para um pólo oposto da célula. Telófase (fase do fim): - Desaparecimento das fibras do fuso; - Reaparecimento da carioteca; - Descondensação dos cromossomos; - Reaparecimento dos nucléolos; - Citocinese (divisão do citoplasma) centrípeta (de fora para dentro). O gráfico abaixo representa a variação da quantidade de DNA durante o processo de mitose. Observe:

7 MITOSE EM CÉLULA VEGETAL As fases da mitose em célula vegetal são idênticas as fases da mitose da célula animal, com basicamente duas diferenças. 1. A citocinese é centrífuga, ou seja, ocorre de dentro para fora; 2. As células vegetais não possuem centríolos, mas mesmo assim as fibras do fuso se formam. MEIOSE (R!) Essa divisão ocorre no momento da formação dos gametas nos animais e esporos nos vegetais, onde ocorre a redução do número de cromossomos para a metade (de uma célula 2n formam-se quatro células n). Essa divisão consiste em duas divisões sucessivas (meiose I e meiose II). Observe o esquema simplificado da meiose: Ocorrem as mesmas fases estudadas na mitose (prófase, metáfase, anáfase e telófase), porém indicamos por I ou II quando elas ocorrem na primeira ou segunda etapa, respectivamente. A seguir estudaremos cada uma delas: Prófase I: Essa fase é dividida em cinco etapas, e ocorre logo após a interfase: - Leptóteno: início da visualização dos cromossomos; - Zigóteno: Ocorre o pareamento dos cromossomos homólogos; - Paquíteno: Os cromossomos pareados formam tétrades ou bivalentes; - Diplóteno: Provavelmente é a fase onde ocorrem trocas entre regiões homólogas, processo denominado crossing-over ou permutação, permitindo o aumento da variabilidade genética; - Diacinese: os pares de cromossomos homólogos se separam. Metáfase I: - Os cromossomos se localizam no plano equatorial da célula; - As fibras do fuso se prendem a um só lado dos centrômeros;

8 - Não ocorre a duplicação dos centrômeros. Anáfase I: - Encurtamento das fibras do fuso, separando os cromossomos homólogos em pólos diferentes da célula. Telófase I: - Descondensação dos cromossomos; - Desaparecimento das fibras do fuso; - Síntese da carioteca e nucléolo; - Citocinese (divisão do citoplasma). Meiose primeira divisão Entre a meiose I e a meiose II, não ocorre a interfase. A célula fica um breve período em repouso, denominado intercinese. Prófase II: - Etapa semelhante a prófase da mitose. Metáfase II: - Cromossomos migram para o plano equatorial da célula; - Fibras do fuso ligam-se aos dois lados dos centrômeros; - ocorre divisão dos centrômeros. Anáfase II: - Separação das cromátides irmãs.

9 Telófase II: - Descondensação dos cromossomos; - Reaparecimento da carioteca e do nucléolo; - Cariocinese. Meiose segunda divisão No final da meiose II, temos quatro células n, originadas de uma célula inicial 2n. Observe abaixo a variação da quantidade de DNA na meiose: EXERCÍCIOS - CITOLOGIA 1. (FUVEST 2012) O retículo endoplasmático e o complexo de Golgi são organelas celulares cujas funções estão relacionadas. O complexo de Golgi a) recebe proteínas sintetizadas no retículo endoplasmático.

10 b) envia proteínas nele sintetizadas para o retículo endoplasmático. c) recebe polissacarídeos sintetizados no retículo endoplasmático. d) envia polissacarídeos nele sintetizados para o retículo endoplasmático. e) recebe monossacarídeos sintetizados no retículo endoplasmático e para ele envia polissacarídeos. 2. (UEL) uma célula animal que sintetiza, armazena e secreta enzimas, deverá ter bastante desenvolvido o: a) retículo endoplasmático rugoso e os lisossomos b) retículo endoplasmático liso e o complexo de Golgi c) retículo endoplasmático rugoso e o complexo de Golgi d) complexo de Golgi e os lisossomos e) complexo de Golgi e as mitocôndrias 3. (VUNESP) As mitocôndrias se originam a partir: a) dos centríolos b) do retículo endoplasmático rugoso c) do retículo endoplasmático liso d) do complexo de Golgi e) de mitocôndrias pré-existentes 4. (UEL) Qual das organelas celulares mencionadas a seguir possuem menor valor adaptativo para microrganismos que habitam o fundo dos oceanos: a) vacúolo b) mitocôndria c) ribossomo d) cloroplasto e) centríolos 5. (PUC) Nos eritroblastos ocorre intensa síntese de hemoglobina. Essa síntese relaciona-se diretamente com: a) o complexo de Golgi b) os centríolos c) as mitocôndrias d) os lisossomos e) os ribossomos 6. (FUVEST) A figura a seguir indica as diversas etapas do processo de fagocitose de um glóbulo branco. A organela que se funde ao fagossomo contém: a) produtos finais da digestão b) enzimas que sintetizam carboidratos c) enzimas digestivas d) enzimas da cadeia respiratória

11 e) reservas energéticas 7. (PUC) Os centríolos são organelas celulares relacionadas com: a) o surgimento de vacúolos autofágicos b) a remoção do excesso de água c) o processo de recombinação genética d) a formação de cílios e flagelos e) os fenômenos de plasmólise de deplasmólise 8. (FUVEST) Uma substância tóxica que interfira com a síntese de proteínas afetará, em primeiro lugar, a função exercida: a) pelo núcleo b) pelos ribossomos c) pelas mitocôndrias d) pela membrana celular e) pelos centríolos 9. (FUVEST) Células animais, quando privadas de alimentos, passam a degradar partes de si mesmas como fonte de matéria-prima para sobreviver. A organela citoplasmática diretamente responsável por essa degradação é: a) o aparelho de Golgi b) o centríolo c) o lisossomo d) a mitocôndria e) o ribossomo Gabarito dos exercícios sobre CITOLOGIA 1-A; 2-C; 3-E; 4-D; 5-E; 6-C; 7-C; 8-B; 9 - C EXERCÍCIOS DIVISÃO CELULAR 1. (FUVEST 2013) Na figura abaixo, está representado o ciclo celular. Na fase S, ocorre síntese de DNA; na fase M, ocorre a mitose e, dela, resultam novas células, indicadas no esquema pelas letras C.

12 Considerando que, em G1, existe um par de alelos Bb, quantos representantes de cada alelo existirão ao final de S e de G2 e em cada C? a) 4, 4 e 4. b) 4, 4 e 2. c) 4, 2 e 1. d) 2, 2 e 2. e) 2, 2 e (FUVEST) Uma célula somática que tem 4 cromossomos, ao se dividir, apresenta na metáfase da mitose: a) 4 cromossomos distintos, cada um com uma cromátide. b) 4 cromossomos distintos, cada um com duas cromátides. c) 4 cromossomos, pareados dois a dois, cada um com duas cromátides. d) 4 cromossomos, pareados dois a dois, cada um com uma cromátide. e) 2 cromossomos, cada um com duas cromátides 3. (PUC) A maioria das reações químicas da célula, incluindo a duplicação do DNA, a síntese de RNA e a produção de proteínas celulares, ocorre, principalmente, durante a: a) prófase b) metáfase c) anáfase d) telófase e) interfase 4. (FUVEST 2012) Considere os eventos abaixo, que podem ocorrer na mitose ou na meiose: I. Emparelhamento dos cromossomos homólogos duplicados. II. Alinhamento dos cromossomos no plano equatorial da célula. III. Permutação de segmentos entre cromossomos homólogos. IV. Divisão dos centrômeros resultando na separação das cromátides irmãs.

13 No processo de multiplicação celular para reparação de tecidos, os eventos relacionados à distribuição equitativa do material genético entre as células resultantes estão indicados em a) I e III, apenas. b) II e IV, apenas. c) II e III, apenas. d) I e IV, apenas. e) I, II, III e IV. 5. (FUVEST) A conseqüência mais importante da mitose é: a) determinar a diferenciação celular. b) a produção de gametas e esporos haplóides. c) a produção de células iguais à célula mãe. d) aumentar a variabilidade genética dos seres vivos. e) aumentar a taxa de mutação. 6. (SANTA CASA) A colchicina é uma substância que despolimeriza as fibras do fuso, impedindo que esta se forme. Em um meio de cultura foram colocadas 5 células em diferentes estágios do ciclo celular: 2 estavam em interfase, 2 em prófase e 1 no final da telófase. Imediatamente depois, colocou-se a colchicina. Após certo tempo, contando-se as células presentes em tal meio, espera-se encontrar um total de quantas células? a) 6 b) 7 c) 8 d) 9 e) (FGV) Uma célula sofre meiose. No final do processo tem-se: a) 2 células com a mesma quantidade de DNA da célula mãe. b) 2 células com a metade da quantidade de DNA da célula mãe. c) 4 células com a mesma quantidade de DNA da célula mãe. d) 4 células com a metade da quantidade de DNA da célula mãe. e) 4 células com o dobra da quantidade de DNA da célula mãe. 8. (FUVEST) Qual dos seguintes processos ocorre exclusivamente na meiose? a) divisão dos centrômeros. b) pareamento dos cromossomos. c) duplicação dos cromossomos. d) espiralização dos cromossomos. e) migração dos cromossomos ao longo do fuso. 9. (UFMG) Assinale a alternativa que completa corretamente a frase abaixo: Por meiose, uma célula, com cromossomos formará células com cromossomos cada uma. a) 2n, 20, 02, 2n, 20 b) n, 10, 02, 2n, 05 c) diplóide, 46, 04, haplóides, 23 d) 2n, 30, 04, n, 30

14 e) diplóide, 10, 02, haplóides, (UFPE 2006) A todo momento, os seres vivos pluricelulares perdem muitas células do próprio corpo, como, por exemplo, quando ocorrem ferimentos, quando os alimentos passam pelo trato digestório e até mesmo quando há o envelhecimento celular, mas, graças a um processo de divisão celular, a mitose, as células somáticas são repostas diariamente. No entanto, para uma célula se dividir em duas novas células iguais, ela deve passar por um processo anterior de multiplicação do seu conteúdo. Essa etapa é conhecida como interfase. Existe um segundo tipo de divisão celular, a meiose, que ocorre somente nas células gaméticas. Esse processo permite que o número cromossômico das espécies seja mantido após o evento da fecundação e que os indivíduos sejam geneticamente diferentes entre si. Portanto, as células podem se dividir por mitose e/ou meiose. Assinale a alternativa correta. a) Os processos de mitose e meiose ocorrem em todos os seres vivos. b) O número cromossômico permanece igual após ambos os processos, contudo as células que realizam o segundo tipo de divisão celular sofrem a permuta gênica, o que gera variabilidade genética. c) A transcrição de RNA ocorre principalmente na interfase. Durante os processos de divisões, a transcrição diminui, chegando até à inativação. d) Na fase de metáfase, os fusos mitóticos se ligam aos telômeros dos cromossomos. e) Tanto na anáfase da mitose quanto nas anáfases I e II da meiose, as cromátides irmãs são separadas para os pólos opostos. 11. (UNESP 2006) O gráfico representa as mudanças (quantitativas) no conteúdo do DNA nuclear durante eventos envolvendo divisão celular e fecundação em camundongos. Os intervalos C-D, L-M e P-Q correspondem, respectivamente, a fases em que ocorrem a a) replicação, meiose II e mitose. b) meiose I, meiose II e replicação. c) mitose, meiose I e fecundação. d) mitose, meiose I e meiose II. e) mitose, meiose II e fecundação.

15 12. (PUC) A desespiralização dos cromossomos, o desaparecimento do fuso cariocinético, o reaparecimento do nucléolo e a citocinese são fenômenos que caracterizam uma das fases da mitose. Trata-se da: a) anáfase b) telófase c) metáfase d) prófase e) intérfase 13. (FUVEST) Em determinada espécie animal, o número diplóide de cromossomos é 22. Nos espermatozóides, nos óvulos e nas células epidérmicas dessa espécie serão encontrados, respectivamente: a) 22, 22 e 44 cromossomos. b) 22, 22 e 22 cromossomos. c) 11, 11 e 22 cromossomos. d) 44, 44 e 22 cromossomos. e) 11, 22 e 22 cromossomos 14. (FUVEST) Analise os seguintes eventos mitóticos a seguir: I. desaparecimento da membrana nuclear. II. divisão dos centrômeros. III. migração dos cromossomos para os pólos do fuso. IV. posicionamento dos cromossomos na região mediana do fuso. Qual das alternativas indica corretamente sua ordem temporal? a) IV-I-II-III b) I-IV-III-II c) I-II-IV-III d) I-IV-II-III e) IV-I-III-II GABARITO 1- E; 2 C; 3 E; 4 B; 5 C; 6 A; 7 D; 8 B; 9 C; 10 C; 11 C; 12 A; 13 - C

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