6. Resposta: C Comentário: A estrutura que se quer observar, multiplicado pelo aumento do microscópio, tem que ser igual, no mínimo, ao limite de

Transcrição

1 1. Comentário: Bactérias são seres constituídos de células procarióticas, de modo a não apresentarem núcleo delimitado por carioteca, mas sim um nucleoide, onde o material genético está disperso no citoplasma e é constituído de um único cromossomo formado por DNA circular e desnudo (não associado a proteínas histonas). Células bacterianas em geral se reproduzem de modo assexuado, com uma divisão celular denominada amitose, caracterizando o processo de bipartição ou cissiparidade. A simplicidade do material genético e a habilidade de gerar clones na reprodução assexuada são aspectos que justificam o uso de bactérias em engenharia genética, como na técnica do DNA recombinante para a produção de seres transgênicos. 2. Comentário: As células possuem uma região chamada núcleo cuja função é abrigar o material genético dos organismos. Em algumas células, este núcleo é delimitado por uma membrana chamada membrana nuclear ou carioteca. Algumas células, porém, não possuem uma carioteca, sendo que o material genético está diretamente em contato com o citoplasma. Nestes casos, o núcleo não está organizado e é preferencialmente chamado de nucleóide. Procariontes não possuem carioteca, possuindo um nucleóide. Não há organelas membranosas em células procarióticas. Pode-se então dizer que elas não possuem compartimentalização. Assim, o chamado sistema de endomembranas (composto por R.E., complexo de Golgi, mitocôndrias, etc) está ausente. A única organela encontrada em organismos procariontes são os ribossomos. 3. Comentário: A descoberta da célula é creditada às pesquisas do pesquisador inglês Robert Hooke, em 1655, ao analisar uma fatia de cortiça (tecido suberoso, que é formado de células mortas) ao microscópio, a presença de uma série de cavidades, correspondendo aos arcabouços correspondentes às paredes celulares das células mortas. O termo célula diz respeito a uma cavidade ou espaço vazio, que foi exatamente o que Hooke observou. Em 1838, o botânico alemão Mathias Jakob Schleiden postulou que "todos os vegetais são formados por células", No ano seguinte, em 1839, o zoólogo alemão Theodor Schwann estendeu esta afirmação ao postular que "todos os animais são formados por células". Juntas, estas duas afirmações correspondiam a "todos os seres vivos são formados por células". Esta é a premissa básica da chamada Teoria Celular. A moderna Teoria Celular afirma: 1) As células constituem as unidades básicas morfofisiológicas de todos os organismos vivos, ou seja, todos os seres vivos são formados por células, de modo que os itens I e II são verdadeiros. 2) As propriedades de determinado organismo dependem das propriedades de suas células isoladas, ou seja, todas as características morfológicas (forma) e fisiológicas (funcionais) podem ser explicadas como derivadas de suas características celulares, bem como alterações nestas áreas podem ser vistas como alterações ao nível também celular. 3) As células se originam unicamente de outras células e sua continuidade é mantida através de seu material genético, de modo que o item III é verdadeiro. 4) A menor unidade da vida é a célula, ou seja, partículas subcelulares como organelas, por exemplo, não podem ser consideradas vivas. Em níveis de organização, estruturas como átomos, moléculas ou organelas não são consideradas estruturas vivas. Só podem ser consideradas vivas estruturas de células em diante, do ponto de vista de níveis de organização: células, tecidos, órgãos, sistemas, etc. 4. Comentário: Para preparar estruturas a serem visualizadas no microscópio óptico, várias técnicas podem ser utilizadas. Em tecidos organizados em blocos mais espessos, utiliza-se principalmente uma técnica conhecida como inclusão, que só possibilita a visualização de tecidos já mortos: 1. Fixação: Coloca-se o material biológico num fixador (como o formol), o que se chama fixação, para impedir a ação de bactérias decompositoras sobre o material; 2. Inclusão: Coloca-se o material em parafina ou resinas plásticas, o que se chama inclusão, para endurecê-lo e cortá-lo em finas fatias (através de um aparelho chamado micrótomo), a fim de que a luz possa atravessar o material e a visualização seja possível. 3. Coloração: Utilizam-se corantes para permitir a visualização de estruturas celulares como no método HE (a hematoxilina cora estruturas ácidas como o núcleo em azul e a eosina cora estruturas básicas como o citoplasma em cor de rosa). 5. Comentário: Apesar de não possuírem mitocôndrias, os procariontes podem fazer respiração celular aeróbica. Nesse caso, as etapas da respiração que ocorreriam na matriz mitocondrial (ciclo de Krebs) e cristas mitocondriais (cadeia respiratória) de células eucarióticas ocorrem, respectivamente, no citoplasma e na membrana plasmática de células procarióticas. A cadeia respiratória ocorre principalmente numa área da membrana denominada mesossomo, que é uma invaginação da mesma. 6. Comentário: A estrutura que se quer observar, multiplicado pelo aumento do microscópio, tem que ser igual, no mínimo, ao limite de

2 resolução do olho humano para ser visível. Assim, podemos escrever: estrutura X aumento = limite de resolução do olho No caso em questão, sabendo que o aumento total máximo do microscópio óptico está em torno de 1000 vezes: menor estrutura visível ao MO X aumento máximo do MO = limite de resolução do olho humano menor estrutura visível ao MO X 1000 = 200 μm menor estrutura visível ao MO = 200 μm / 1000 = 0,2 μm Como não há a opção, vamos substituir a unidade de μm para nm, lembrando que 1 μm = 10 3 nm menor estrutura visível ao MO = 0,2 μm X 10 3 nm = 200 nm 7. Resposta: A Comentário: Analisando cada item: Item A: verdadeiro. De acordo com a Lei de Spencer, quanto menor a célula, maior a relação superfície/volume da mesma, e consequentemente melhor sua nutrição. Como as células procarióticas são pequenas, apresentam grande relação superfície/volume, não precisando de compartimentalização, ou seja, de sistema de endomembranas; em células eucarióticas, de maiores dimensões, a menor relação superfície/volume que haveria é compensada pelo aumento de superfície proporcionado compartimentalização, ou seja, de sistema de endomembranas. Item B: falso. De acordo com a Lei de Hertwig, a relação entre o núcleo e o citoplasma é mais ou menos constante para a maioria das células (relação núcleo-plasmática ou RNP) em torno de 1/3 ou 1/4. Item C: falso. O mesossomo é uma dobra de membrana plasmática em células procarióticas relacionada a atividades de respiração aeróbica e divisão celular, mas não é considerada uma organela. Além disso, células procarióticas não apresentam nucléolo, sendo os ribossomos produzidos sem essa estrutura. (Nucleóide é o nome que se dá ao cromossomo bacteriano diretamente mergulhado no citoplasma da célula procariótica, que não possui núcleo.) Item D: falso. A compartimentalização das células eucarióticas promove aumento das suas superfícies internas, aumentando sua relação superfície/volume. 8. Comentário: Num cubo, onde a é a aresta, a superfície (S) é calculada como S = 6a 2 e o volume (V) é calculado como V = a 3. Numa célula cúbica de aresta 1, a superfície é de S = 6x1 2 = 6 e o volume é de V = 1 3 = 1, com relação entre superfície e volume S/V = 6/1 = 6. Já numa célula cúbica de aresta 2, a superfície é de S = 6x2 2 = 6x4 = 24 e o volume é de V = 2 3 = 8, com relação entre superfície e volume S/V = 24/8 = 3. Desse modo, quando a aresta aumenta de 1 para 2, a relação S/V diminui de 6/1 para 3/1. Assim, segundo a Lei de Spencer, quanto maior a célula, menor sua relação superfície/volume e melhor sua capacidade de absorção de nutrientes. 9. Comentário: Todas as células apresentam: - membrana plasmática lipoproteica para manter a homeostase, - material genético na forma de DNA para controlar metabolismo, reprodução e hereditariedade; - ribossomos para sintetizar proteínas; - capacidade de produzir energia. Células procarióticas, como as encontradas em bactérias, não possuem núcleo organizado, uma vez que não possuem carioteca, apresentando seu material genético disperso no citoplasma na forma de um nucleoide. Nessas células, o DNA é circular e desnudo (não associado a histonas), e organizado num único cromossomo, com fragmentos de DNA extracromossomial na forma de plasmídeos. Além disso, a célula procariótica não é compartimentada, não apresentando organelas membranosas como retículo endoplasmático, complexo de Golgi, mitocôndrias e cloroplastos, de modo que sua única organela é o ribossomo. A maioria das células procarióticas apresenta uma parede celular externa à membrana plasmática, excetuando-se o grupo de bactérias conhecidas como Mycoplasma. Assim, bactérias possuem parede celular, membrana plasmática, DNA e ribossomos, mas não carioteca, mitocôndrias e cloroplastos ( = 28). 10. Comentário: Como as bactérias se reproduzem assexuadamente em grande velocidade quando supridas de nutrientes adequados no meio, o uso das mesmas é muito comum em Engenharia Genética para clonar segmentos de DNA recombinante ou mesmo para produzir substâncias de interesse médico ou comercial codificadas por transgenes.

3 11. Comentário: Dá-se o nome de transcrição ao processo pelo qual o DNA é copiado em RNA, e dá-se o nome de tradução ao processo pelo qual o RNA orienta a síntese de proteínas nos ribossomos. Em células eucarióticas, ocorre núcleo organizado por carioteca, de modo que, nelas, a transcrição ocorre no núcleo, num primeiro momento, e a tradução ocorre no citoplasma, num segundo momento. Em células procarióticas, não ocorre núcleo organizado por carioteca, estando o material genético diretamente disperso no citoplasma, de modo que, nelas, transcrição e tradução podem ocorrer de modo simultâneo, no mesmo compartimento celular que é o citoplasma, conforme evidenciado na figura. Assim, o diagrama mostra a transcrição e tradução do código genético em procariontes. 12. Comentário: O olho humano desarmado tem limite de resolução na casa de 0,1 a 0,2 mm, sendo a maioria das células menores do que esse tamanho. O microscópio óptico possibilita um aumento na casa de x, possuindo um limite de resolução de cerca de 100 a 200 nm, o que permite visualizar várias estruturas celulares. Algumas delas, no entanto, só são visíveis ao microscópio eletrônico, que possibilita um aumento de x, possuindo um limite de resolução de cerca de 0,3 nm, o que permite visualizar estruturas que o microscópio óptico não visualiza. Estruturas como parede celular, núcleo, cloroplastos e vacúolos são visíveis tanto ao microscópio óptico quanto ao eletrônico. Usando corantes específicos, estruturas como cromossomos, nucléolos e mitocôndrias são visíveis tanto ao microscópio óptico quanto ao eletrônico. Estruturas como membrana plasmática, complexo de Golgi, lisossomos e ribossomos são visíveis apenas ao microscópio eletrônico, mas não ao microscópio óptico. Assim, podem ser observados em células vivas, não coradas, examinadas ao microscópio óptico, cloroplastos, vacúolos e núcleo. 13. Comentário: Como a maioria das células é menor que o limite de resolução do olho humano, somente com o advento do microscópio é que a Biologia pôde avançar até seu estado atual. O microscópio óptico utiliza feixes de luz e lentes para ampliar a imagem, sendo que o microscópio óptico simples apresenta apenas uma lente e o microscópio óptico composto apresenta duas lentes. A lente mais próxima do olho do observado é denominada ocular (A) e a lente mais próxima do objeto de estudo é denominada objetiva (C). Observação: Comparando a figura abaixo com a da questão, temos que: A: lente ocular; B: filtro de luz; C: lente objetiva; D: condensador (para concentrar a luz sobre o objeto de estudo); E: controle do ajuste do foco; F: platina (suporte para o objeto de estudo); G: corpo do microscópio; H: base do microscópio. 14.

4 Comentário: De acordo com a Lei de Driesch ou do volume constante, células do mesmo tipo em indivíduos da mesma espécie possuem o mesmo volume. Assim, as células de uma criança têm o mesmo tamanho das células de um adulto, sendo a diferença de tamanho proporcionada pela diferença no número de células. 15. Comentário: Em microscopia, utilizam-se corantes para permitir a visualização de estruturas celulares, como no método HE, onde o corante hematoxilina cora estruturas ácidas (como os ácidos nucléicos do núcleo) em roxo e o corante eosina cora estruturas básicas (como as proteínas básicas do citoplasma) em cor de rosa. Em células com intensa atividade de síntese protéica, o citoplasma apresentará grande quantidade de ribossomos, formados principalmente por RNAr (ácido ribonucléico), o que tornará o citoplasma ácido e corado pela hematoxilina. 16. Comentário: Nos procariontes, o DNA não se encontra associado a histonas, mas a outras proteínas, sendo chamado o cromossomo de desnudo; além disso, o cromossomo é circular e único, disperso no citoplasma com o nome de nucleóide. Pode haver no procarionte a presença de DNA extracromossomial, imerso no citoplasma, sendo denominado plasmídeo, utilizado na troca de genes num processo chamado de conjugação bacteriana. Nos eucariontes, o DNA se encontra associado a proteínas básicas, as histonas, é de cadeia aberta e normalmente encontra-se aos pares (pares de homólogos). Assim, completando a frase: Nas bactérias, o material genético está organizado em uma fita contínua de DNA que fica localizado em uma área chamada de nucleóide A reprodução das bactérias se dá principalmente por fissão binária que produz duas células-filhas idênticas. 17. Comentário: Nos procariontes, o DNA não se encontra associado a histonas, mas a outras proteínas, sendo chamado o cromossomo de desnudo; além disso, o cromossomo é circular e único, disperso no citoplasma com o nome de nucleóide. Pode haver no procarionte a presença de DNA extracromossomial, imerso no citoplasma, sendo denominado plasmídeo, utilizado na troca de genes num processo chamado de conjugação bacteriana. Nos eucariontes, o DNA se encontra associado a proteínas básicas, as histonas, é de cadeia aberta e normalmente encontra-se aos pares (pares de homólogos). Assim, os dois componentes celulares bacterianos que contêm DNA são plasmídio e nucleóide. 18. Comentário: O microscópio eletrônico ou microscópio de elétrons (ME) foi desenvolvido na década de 1930 para fins militares e usa feixes de elétrons e campos magnéticos gerados por bobinas ( lentes magnéticas ) para promover aumentos muito maiores, de até 300 mil vezes. A partir de 1950, foram desenvolvidas técnicas que possibilitam o uso biológico do mesmo, através da preparação de lâminas semelhante à inclusão, uma vez que o material a ser observado deve ser cortado em fatias extremamente finas e corado com corantes elétron-densas a base de chumbo ou ósmio, na técnica de transmissão (SEM), ou coberto em sua superfície com uma camada de substâncias elétron-densas como ouro, na técnica de varredura (TEM). Assim, como a figura da questão representa a estrutura interna da célula, pode-se afirmar que representa célula vista ao microscópio eletrônico de transmissão, com as técnicas disponíveis desde Comentário: A descoberta da célula é creditada às pesquisas do pesquisador inglês Robert Hooke, em 1655, ao analisar uma fatia de cortiça (tecido suberoso, que é formado de células mortas) ao microscópio, a presença de uma série de cavidades, correspondendo aos arcabouços correspondentes às paredes celulares das células mortas. O termo célula diz respeito a uma cavidade ou espaço vazio, que foi exatamente o que Hooke observou. Em 1838, o botânico alemão Mathias Jakob Schleiden postulou que "todos os vegetais são formados por células", No ano seguinte, em 1839, o zoólogo alemão Theodor Schwann estendeu esta afirmação ao postular que "todos os animais são formados por células". Juntas, estas duas afirmações correspondiam a "todos os seres vivos são formados por células". Esta é a premissa básica da chamada Teoria Celular. Assim, analisando cada item: Item A: falso. No mesmo XVII, em 1674, o holandês Anton von Leeuwenhöek descobriu células livres, isoladas, sendo estas de organismos eucariontes. Somente com o advento da microscopia eletrônica, em meados do século XX, é que se pôde evidenciar a diferença entre dois tipos celulares básicos, as células procarióticas e as células eucarióticas. Item B: falso. As células de cortiça observadas por Hooke quando da descoberta das mesmas eram mortas, apresentando na verdade somente o arcabouço da parede celular e um espaço vazio deixado pelo citoplasma após a morte celular. Item C: falso. Quando Schleiden e Schwann elaboraram a Teoria Celular, não havia ocorrido ainda o desenvolvimento do microscópio eletrônico que permitiu a descoberta da maioria dos constituintes celulares (apesar do núcleo ter sido descoberto ainda no século XIX, em 1831, por Robert Brown.

5 Item D: verdadeiro. Uma das premissas da Teoria Celular é a de que toda célula vem de uma célula preexistente, o que se deu por Rudolf Virchow em A observação de fenômenos da divisão mitótica feitas por Walther Fleming, por volta de 1878, reforçou essa idéia, Item E: falso. Como mencionado antes, a Teoria Celular foi desenvolvida antes do advento da microscopia eletrônica. 20. Comentário: De acordo com a Lei de Spencer, quanto menor a célula, maior a relação superfície/volume da mesma, e consequentemente melhor sua nutrição. Assim, células não podem atingir grandes dimensões, caso contrário apresentariam pequena relação superfície/volume, e, consequentemente, nutrição muito deficiente. 21. Comentário: Com o poder de resolução do microscópio óptico pode-se observar estruturas como tecidos, células eucarióticas (mas não células procarióticas ou vírus), núcleos de células, cromossomos e parede celulósica, enquanto com o microscópio eletrônico pode-se observar células procarióticas, vírus, todas as organelas, membrana plasmática e todas as estruturas observadas pelo microscópio óptico. Assim, analisando cada item: Item A: falso. Vírus só são visíveis pelo microscópio eletrônico. Item B: falso. Mitocôndrias só são visíveis pelo microscópio, seja ele óptico ou eletrônico. Item C: verdadeiro. Óvulos animais, em geral, são grandes o suficiente para serem visíveis pela vista desarmada, especialmente em grupos como as aves, cuja gema do ovo corresponde exatamente ao óvulo. Item D: falso. Moléculas não são visíveis com nenhum tipo de microscópio, salvo no caso de algumas macromoléculas como algumas proteínas, visíveis ao microscópio eletrônico. Item E: falso. Estrias das células musculares esqueléticas só são visíveis pelo microscópio, seja ele óptico ou eletrônico. 22. Resposta: A Comentário: Com o poder de resolução do microscópio óptico, na casa de 1000 x, pode-se observar estruturas como tecidos, células eucarióticas (mas não células procarióticas ou vírus), núcleos de células, cromossomos e parede celulósica, enquanto que com o poder de resolução do microscópio eletrônico, na casa de x, pode-se observar células procarióticas, vírus, todas as organelas, membrana plasmática e todas as estruturas observadas pelo microscópio óptico. Assim, um aumento de 40 x proporcionado pela lupa já possibilitaria o exame das peças bucais de uma barata, que também podem ser vista a olho nu. 23. Comentário: De acordo com a Lei de Spencer, quanto menor a célula, maior a relação superfície/volume da mesma, e conseqüentemente melhor sua nutrição. Assim, células não podem atingir grandes dimensões, caso contrário apresentariam pequena relação superfície/volume, e, conseqüentemente, nutrição muito deficiente. Assim, ao se dividirem e gerarem células menores, as células da zona de crescimento da raiz mantêm uma grande relação superfície/volume, facilitando o rápido intercâmbio de substâncias nutrientes e de material de excreção. 24. Comentário: A descoberta da célula é creditada às pesquisas do pesquisador inglês Robert Hooke, em 1655, ao analisar uma fatia de cortiça (tecido suberoso, que é formado de células mortas) ao microscópio, a presença de uma série de cavidades, correspondendo aos arcabouços correspondentes às paredes celulares das células mortas. O termo célula diz respeito a uma cavidade ou espaço vazio, que foi exatamente o que Hooke observou. Em 1838, o botânico alemão Mathias Jakob Schleiden postulou que "todos os vegetais são formados por células", No ano seguinte, em 1839, o zoólogo alemão Theodor Schwann estendeu esta afirmação ao postular que "todos os animais são formados por células". Juntas, estas duas afirmações correspondiam a "todos os seres vivos são formados por células". Esta é a premissa básica da chamada Teoria Celular. 25. Comentário: O aumento proporcionado pelo microscópio óptico composto é dado pelo produto do aumento da lente objetiva pelo aumento da lente ocular, ou seja, 5 x 12 = 60 diâmetros. 26. Resposta: A) A Chlamydia trachomatis é uma bactéria, pois, como mostra a tabela, não apresenta núcleo celular organizado, porém possui DNA, RNA, membrana plasmática e ribossomos. Herpes simplex é um vírus. Este organismo não possui estrutura celular típica, fato

6 evidenciado pela ausência de membrana plasmática, núcleo e ribossomos. B) Não. O gráfico indica o crescimento populacional de bactérias que se multiplicam através de divisões binárias, segundo uma progressão geométrica de razão 2. Os vírus não apresentam um padrão de crescimento representado pelo gráfico pois, dependendo de células hospedeiras para se multiplicar, podem produzir múltiplas cópias em determinado intervalo de tempo. 27. Resposta: A) síntese proteica. B) citoplasma. C) I = DNA, II = RNA e III = proteína. D em células de procariontes, a transcrição e a tradução são simultâneas, ambas ocorrendo no citoplasma, enquanto que em eucariontes, a transcrição ocorre no núcleo e a tradução ocorre no citoplasma. 28. Resposta: Hematoxilina: núcleo, porque possui DNA (ácido). Eosina: citoplasma, porque tem a maioria de suas proteínas básicas. Observação: Em células com alta intensidade de síntese protéica, a abundância de ribossomos, que são compostos de RNAr (ácido ribonucléico), torna o citoplasma corável também por hematoxilina. 29. Resposta: Os microrganismos (procariotos ou eucariotos) possuem tamanho maior que o dos poros, ficando retidos no filtro de cerâmica. A água passa livremente pelos poros do filtro de 200 nm, ficando filtrada e livre dos microrganismos. Portanto, estes filtros, por reter os microrganismos e filtrar a água, são considerados esterilizantes. 30. Resposta: Pode-se generalizar a seguinte fórmula: aumento total X tamanho da estrutura analisada = poder de resolução do olho humano Assim temos que: Aumento total X 8 µm = 100 µm aumento total = 12,5 X. Como o aumento mínimo é o de 80 X (10 X de ocular e 8 X de objetiva), esta é a resposta.