BIOLOGIA - AULA 04: NOÇÕES DE QUÍMICA CELULAR; MEMBRANA PLASMÁTICA E TRANSPORTES.

Transcrição

1 BIOLOGIA - AULA 04: NOÇÕES DE QUÍMICA CELULAR; MEMBRANA PLASMÁTICA E TRANSPORTES. I. NOÇÕES DE QUÍMICA CELULAR 1. A composição química da célula Certas substâncias são essenciais para a manutenção da vida da célula e consequentemente do organismo. Estas substâncias são classificadas como: a) Orgânicas: São moléculas complexas que possuem cadeias de carbono. Ex.: proteínas, carboidratos e lipídeos. b) Inorgânicas: são moléculas pequenas e simples, encontradas facilmente fora dos seres vivos. Ex.: água, sais minerais, gás carbônico. A SUBSTÃNCIAS ORGÂNICAS Proteínas São macromoléculas constituídas basicamente por carbono, oxigênio, hidrogênio e nitrogênio. Suas unidades básicas são denominadas aminoácidos. Todos os aminoácidos possuem a seguinte fórmula: Em um mesmo átomo de carbono liga-se um grupo carboxila (-COOH), um grupo amina (-NH2), um átomo de hidrogênio e um radical R, que irá diferenciar um aminoácido de outro. Existem vinte tipo de aminoácidos diferentes. Os organismos vegetais sintetizam todos eles. Já os animais necessitam ingerir através da alimentação alguns aminoácidos que não sintetizam. Baseado neste critério classificamos os aminoácidos em duas categorias: Aminoácidos naturais: aqueles que são sintetizados pelas células animais; Aminoácidos essenciais: os que não são sintetizados pelas células animais. Os aminoácidos se unem um ao outro através de ligações peptídicas, formando polipeptídeos. Aqueles que possuem um número elevado de aminoácidos são chamados proteínas. As proteínas desenvolvem diversas funções no organismo, dentre elas: Fornecer estrutura para a célula: Ex.: colágeno, queratina, actina e miosina; Participar do metabolismo: Ex.: enzimas, insulina (hormônio protéico) e hemoglobina; Participar da defesa do organismo: Ex.: anticorpos

2 Carboidratos São os açúcares, sendo classificados em três grupos: Monossacarídeos: são moléculas formadas por carbono, hidrogênio e oxigênio de acordo com a seguinte fórmula (CH 2 O)n. Ex.: Glicose, frutose, ribose, desoxirribose; Dissacarídeos: são açúcares formados por duas moléculas de monossacarídeos. Ex.: sacarose (frutose + glicose); Polissacarídeos: são macromoléculas formadas pela união de vários monossacarídeos. Ex.: celulose, quitina, amido, glicogênio. Lipídeos Os lipídeos são substâncias insolúveis na água e solúveis em solventes orgânicos (éter, clorofórmio, etc.) São divididos em simples, compostos e esteróides. Simples: São os glicerídeos (óleos e gorduras) e os cerídeos (ceras). São moléculas que possuem em sua composição apenas C, O e H em sua fórmula molecular. Compostos: São aqueles que possuem outros elementos além do C, O e H. Ex.: fosfolipídeos e esfingomielina; Esteróides: São os ácidos graxos e o colesterol. Vitaminas São substâncias importantes no metabolismo celular, ativando enzimas que participam das principais reações químicas do organismo. São necessárias em pequenas quantidades e são obtidas através da alimentação. A deficiência de alguma vitamina causa avitaminoses. Dividimos as vitaminas em lipossolúvel (A, D, E e K) e hidrossolúvel (C e o complexo B). Observe a tabela abaixo: Vitamina Fonte Avitaminose A Cenoura, milho e manteiga Cegueira noturna e xeroftalmia B1 Cereais, ovos e fígado Beribéri B12 Fígado, levedo de cervejá, peixe e feijão Anemia C Frutas cítricas Escorbuto D Óleo de fígado de bacalhau, leite e Raquitismo derivados E Leguminosas Esterilidade K Vegetais verdes, tomate e castanhas hemorragias B SUBSTÂNCIAS INORGÂNICAS Água

3 É a substância em maior quantidade na célula viva. Ela exerce uma série de funções no organismo. Dentre elas podemos citar: Solvente universal: é na água que são dissolvidos os íons minerais e outras substâncias importantes; Controle do metabolismo: na ausência da água, as enzimas ficam inativadas; Manutenção da temperatura corpórea: devido as suas características físicas, evita a troca de calor entre o organismo e o ambiente. Sais minerais São elementos químicos essenciais para o funcionamento dos organismos. As quantidades irão variar de acordo com a espécie. Os sais minerais mais comuns na célula são: sódio, potássio, cálcio, ferro e magnésio. II. MEMBRANA PLASMÁTICA E TRANSPORTES MEMBRANA PLASMÁTICA A membrana plasmática é constituída de uma camada dupla de lipídeos. Nesta camada, existem moléculas de proteínas encaixadas. Essas moléculas de proteínas podem apresentar algum movimento, pois as camadas de lipídeos são fluidas, e as proteínas encaixadas aleatoriamente, como um mosaico. Por isso, dizemos que a membrana plasmática é um mosaico fluido. A principal função da membrana plasmática é controlar as trocas de substâncias entre o meio intracelular e o meio extracelular. Por isso, costumamos dizer que a membrana plasmática tem permeabilidade seletiva. Esquema de membrana plasmática conforme o modelo de mosaico fluido. Existem diversos tipos de transporte que podem ocorrer através da membrana plasmática. Vejamos abaixo:

4 A) Transporte passivo O transporte passivo é um processo físico, que ocorre sem gasto de energia celular. Difusão É o movimento de partículas (soluto) em uma solução, onde as moléculas tendem a se deslocar de uma região de maior concentração para a de menor concentração, até igualarem as concentrações. Em outras palavras, podemos dizer que o soluto passou de um meio hipertônico para um meio hipotônico, até se tornarem isotônicos. Um exemplo desse tipo de transporte é a difusão de gás carbônico e gás oxigênio através da membrana plasmática. Em alguns casos, ocorre a participação de proteínas específicas de membrana (permeases) que facilitam e aceleram a entrada de solutos importantes para a célula. É a difusão facilitada.

5 Osmose É um caso especial de difusão. Devemos, neste caso, considerar que as moléculas de soluta não consigam atravessar a membrana. Dizemos que a membrana é semipermeável. O movimento será apenas das moléculas de água. Dizemos que a osmose é a passagem de solvente de um meio hipotônico (que possui menor concentração de soluto) para um meio hipertônico (que possui maior concentração de soluto) Esquema representativo de Osmose. Observe que ocorre a passagem de solvente (água) do meio hipertônico ao hipotônico, até que ambos atinjam o equilíbrio, tornando um meio isotônico. B) Transporte ativo É o transporte através da membrana que consome energia. Essa energia é fornecida pela respiração celular. Neste tipo de transporte, ocorre a movimentação de solutos contra um gradiente de concentração. O melhor exemplo para esse caso é a bomba de sódio e potássio. O íon sódio (Na + ) tende a entrar na célula por difusão simples; no entanto, a membrana o expulsa continuamente por transporte ativo (com gasto de energia). O íon potássio (K + ) tende a sair da célula por difusão simples; no entanto, a membrana o recaptura por transporte ativo (com gasto de energia).

6 C) Endocitose Partículas maiores que não conseguem atravessar a membrana podem ser englobadas pela célula através de dois processos: fagocitose e pinocitose. Fagocitose É a ingestão de partículas grandes e sólidas por meio da emissão de pseudópodes encontrada principalmente em células isoladas, como em alguns protozoários (amebas) e em glóbulos brancos. No caso das amebas, trata-se de um processo nutritivo. Já nos glóbulos brancos, é um processo de defesa. Pinocitose Esquema representativo de fagocitose.(obs.: Chamamos de exocitose ou clasmocitose a expulsão de materiais para fora da célula. É o processo de ingestão de macromoléculas dissolvidas em água. Ocorre através da invaginação da membrana plasmática, formando um canal por onde penetram as partículas líquidas. Diferenças entre fagocitose (acima) e pinocitose (abaixo). EXERCÍCIOS 1. (Unesp 2007) As proteínas são moléculas complexas formadas por unidades denominadas..., que se unem umas às outras por meio de... Cada unidade é formada por um átomo de carbono, ao qual se ligam um grupo..., um grupo..., que apresenta um átomo de nitrogênio, e um radical de estrutura variável.

7 Os termos que completam corretamente os espaços em branco são, pela ordem, a) monopeptídeos... ligação glicosídica... carboxila... amina b) monopeptídeos... ligação peptídica... amina... carboxila c) aminoácidos... ligação peptídica... carboxila... amina d) aminoácidos... ligação glicosídica... amina... carboxila e) nucleotídeos... reação de desidratação... carboxila... amina 2. (PUC) O polissacarídeo formado por unidades de glicose e que representa a principal forma de armazenamento intracelular de glicídeos nos animais é denominado: a) amido b) colesterol c) celulose d) gordura e) glicogênio 3. (FUVEST) O escorbuto, o raquitismo, a xeroftalmia e o beribéri são, respectivamente, alterações provocadas pela carência das seguintes vitaminas: a) C, D, A, B 1 b) C, A, E, B 1 c) K, C, B, A d) C, D, E, A e) C, A, E, B (UFES) As enzimas são: a) carboidratos que têm a função de regular o nível de açúcar no sangue dos animais superiores. b) proteínas que têm a função de catalisar reações químicas nos seres vivos. c) proteínas com função estrutural que entram na constituição da parede celular dos vegetais. d) lipídeos que têm a função de fornecer energia para as reações químicas. e) mucopolissacarídeos que têm a função estrutural nos exoesqueletos de artrópodes. 5. (Fuvest 2013) A figura abaixo representa uma célula de uma planta jovem. Considere duas situações:

8 1) a célula mergulhada numa solução hipertônica; 2) a célula mergulhada numa solução hipotônica. Dentre as figuras numeradas de I a III, quais representam o aspecto da célula, respectivamente, nas situações 1 e 2? a) I e II. b) I e III. c) II e I. d) III e I. e) III e II. 6. (FUVEST) Para a ocorrência da osmose, é necessário que: a) as concentrações de soluto e fora da célula sejam iguais. b) as concentrações de soluto dentro e fora da célula sejam diferentes. c) haja ATP disponível na célula para fornecer energia necessária ao transporte de água. d) haja um vacúolo no interior da célula no qual o excesso de água é acumulado. e) haja uma parede celulósica envolvendo a célula, o que evita sua ruptura. 7. (PUC) Batatas, antes de serem fritas, são imersas em água com sal durante alguns minutos e depois escorridas em papel absorvente. Além de realçar o sabor, qual o efeito biológico acarretado por essa providência? a) as batatas amolecem tornando-se mais fáceis de mastigar. b) a água com sal hidrata o alimento tornando-o mais volumoso. c) a água lava o alimento e elimina as bactérias alojadas nas células. d) as batatas perdem água, fritam melhor e tornam-se crocantes. e) a água acelera os processos mitóticos, aumentando a massa das batatas. 8. (UFGO) A incorporação de gotículas no citoplasma, por invaginação da membrana plasmática, formando vesículas, é denominada: a) fagocitose b) clasmocitose c) endocitose d) pinocitose e) plasmólise 9. (UFES) As moléculas de glicose atravessam a membrana plasmática das células intestinais, combinadas com moléculas de proteínas denominadas permeases. Este processo é denominado: a) transporte de massa b) difusão facilitada

9 c) endocitose d) transporte ativo e) osmose 10. (UEL) Considere as seguintes situações: I- Uma célula da raiz de um vegetal absorvendo água do solo. II- Uma célula da folha de uma alface, temperada com sal e vinagre. III- Uma hemácia em um capilar do pulmão. Assinale a alternativa que apresenta o tipo de transporte que cada célula realiza, em cada caso. Situação I Situação II Situação III A Transporte ativo Difusão Difusão B Osmose Difusão Osmose C Osmose Difusão Transporte ativo D Osmose Osmose Difusão E Transporte ativo Osmose Osmose GABARITO 1 C; 2 E; 3 A; 4 B; 5 D; 6 B; 7 D; 8 D; 9 B; 10 - D