Resoluções de Atividades

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1 Resoluções de Atividades Sumário Aula 16 Citoplasma I... 1 Aula 17 Citoplasma II... 2 Aula 18 Metabolismo energético Respiração... 3 Aula 19 Metabolismo energético Respiração e fermentação C 02 B Aula 16 Citoplasma I As proteínas do citoesqueleto possibilitam que a célula mantenha sua forma, organize e movimente suas organelas membranosas no citoplasma, além de possibilitar a alteração de sua membrana nos transportes mediados por vesículas e a movimentação da própria célula (movimento amebóide). Dessa forma, não ocorrerá impedimento da síntese proteica, transporte ativo, replicação do DNA ou osmose. Entretanto, como o processo de alteração da forma da célula e a consequente invaginação da membrana plasmática para a ocorrência da fagocitose será impedida. s lisossomos são bolsas membranosas esféricas que possuem enzimas digestivas capazes de digerir grande variedade de substâncias orgânicas. Dessa forma, elas são responsáveis pela digestão intracelular. Caso estas organelas realizem a digestão de partes da própria célula, ela estará realizando uma digestão autofágica. Caso ela realize a digestão de materiais provenientes do meio extracelular, ela estará realizando uma digestão heterofágica. No caso citado, a célula em estado de inanição ativa a autólise ou citólise, o que resultará na autodestruição espontaneamente da mesma também pela ação dos lisossomos. É um processo incomum em organismos adultos saudáveis e bem nutridos, entretanto, ocorre quando as células estão muito danificadas. A corrente citoplasmática resultante da interação entre moléculas de duas proteínas, a actina e a miosina, é chamada de ciclose. Ela possibilita o transporte de substâncias, a ocorrência de reações químicas e a movimentação do núcleo e das organelas. 04 V, V, V, V 05 D Todos os itens da questão estão corretos. citoesqueleto é formado por proteínas filamentosas ou tubulares que são os filamentos intermediários, filamentos de actina e os microtúbulos e pelas proteínas motoras: dineína, miosina e cinesina. É composto por proteínas bastante estáveis que são responsáveis por manter a forma da célula e as junções celulares, e auxiliam nos movimentos celulares. s microtúbulos são filamentos espessos formados por proteínas, as tubulinas. Esses filamentos são responsáveis pelo movimento celular, movimento de partículas na superfície da célula e pelo movimento intracelular, formam a base de cílios e flagelos e são responsáveis também pelo movimento dos cromossomos na divisão celular e por manter a forma da célula. s filamentos de actina são mais finos porque possuem apenas dois profilamentos de proteína actina. Esses dois profilamentos se entrelaçam, formando um filamento. s filamentos intermediários recebem esse nome porque seu diâmetro (10nm) está entre o dos filamentos finos de actina e o dos filamentos grossos de miosina das células musculares lisas, onde foram identificados pela primeira vez, e também porque eles não podem aumentar ou diminuir de tamanho, quando se formam adquirem um tamanho e é desse tamanho que permanecerão. Ao contrário dos microtúbulos e dos filamentos de actina, que quando necessário, aumentam e diminuem seu tamanho. Tem como função: Ancorar as estruturas celulares e formar os desmossomos (junção intercelular), além de absorver impactos. As proteínas motoras se dividem em três grupos: as cinesinas e dineínas e as miosinas. As cinesinas e dineínas se diferem em apenas um ponto, a direção em que se locomovem. Mas têm a mesma forma e função, que é de transportar estruturas de um lugar da célula para outro. Elas não formam filamentos, ou seja, trabalham sempre sozinhas e sobre os microtúbulos, ou seja, elas interagem quimicamente com os microtúbulos, de forma que gastam atp s para se locomover. Já as miosinas formam pequenos filamentos mas também dependem de outros para trabalhar, no caso os filamentos de actina. A miosina utiliza, assim como as dineínas e as cinesinas, esse outro filamento como um trem utiliza os trilhos para se mover, interagindo com eles. Como os ribossomos são estruturas responsáveis pela síntese proteica tanto de eucariontes como de procariontes, encontraremos o aminoácido glicina nas substâncias produzidas por estes (polipeptídios e proteínas). 02 E citoesqueleto forma uma rede que desempenha diferentes funções na célula: sustentação do citoplasma, manutenção da forma da célula, movimentação de organelas no citoplasma (ciclose) e da própria célula (movimento ameboide). Além disso, certas moléculas que fazem parte do citoesqueleto permitem a adesão e impedem a separação de células vizinhas, o que garante a estabilidade do tecido. Pré-Universitário 1

2 04 C 05 B I. Fagocitose: neste processo partículas sólidas provenientes do meio extracelular são fagocitadas e digeridas pela célula. II. Autofagia: na ausência de nutrição adequada, certas organelas podem ser digeridas para fornecer nutrientes para a célula ou então uma organela com mal funcionamento passa pelo mesmo processo. III: Autólise: por meio de sinais bioquímicos ou lesões, os lisossomos podem ser rompidos, havendo destruição e morte celular. As mitocôndrias são responsáveis pelo processo da respiração celular, responsável pela geração de energia na célula. s lisossomos possuem enzimas que atuam no processo de digestão intracelular. complexo golgiense capta modifica e elimina secreções proteicas provenientes do retículo endoplasmático. retículo endoplasmático não granuloso produz principalmente lipídios do grupo dos esteroides, além de atuar em mecanismos de desintoxicação. Já os centríolos participam da formação de cílios e flagelos. Fagocitose é o englobamento de partículas sólidas. s lisossomos atuam na digestão destas partículas. Assim, fagócitos são ricos em lisossomos. 01 D 02 A Aula 17 Citoplasma II Devido à natureza proteica da catalase, quando esta enzima é exposta a temperatura elevada a mesma sofre desnaturação, perdendo sua atividade catalítica. Dessa forma, na condição B o calor fornecido a fonte de tal enzima, no caso as células do fígado bovino, promoveu a inativação de tal enzima que não pôde mais converter o peróxido de hidrogênio (H 2 ) em água e oxigênio. Na condição A como o fígado foi colocado in natura em contato com a enzima catalase, ocorreu a quebra do peróxido de hidrogênio e a consequente liberação de gás oxigênio que produz as bolhas. Nas organelas denominadas de mitocôndrias e cloroplastos das plantas, o mecanismo de síntese proteica é semelhante ao observado em organismos procariotos, o que fornece sustentação a hipótese de tais organelas terem sua origem a partir do processo de endossimbiose durante a evolução do organismos autotróficos eucariontes. Em consequência da formação desta relação, os eucariotos passaram a ter maior eficiência energética produzindo mais moléculas de ATP por molécula de glicose degradada. Além da síntese proteica em comum, outras evidências como a presença de DNA e RNA próprio a tais organelas, assim como sua capacidade de replicação, são somadas a evidência citada na questão. 06 C 08 A 09 A 10 E Com a inspiração da sílica, há o rompimento dos lisossomos, o que acarreta a autólise celular. s plastos são os produtores de carboidratos (fotossíntese) e os lisossomos da digestão celular. Após a reconstituição dos dois núcleos de uma célula que está concluindo a mitose, o complexo de Golgi entra em intensa atividade sintética e produz material que se acumula gradualmente sob a forma de vesículas ou lamelas, na região central desta célula, formando uma linha média entre os dois núcleos. Esse conjunto denomina-se fragmoplasto e se espessa, formando a parede celular. Uma das funções dos centríolos é a formação dos cílios e flagelos. A ordem correta dos componentes celulares é: III, V, VII, I, II, IV, VI. As mitocôndrias são organelas presentes em todas as células eucarióticas tendo como principal função realizar a síntese de ATP, através da respiração celular aeróbica. Estas organelas tem como características a presença de DNA próprio, ribossomos de pequeno tamanho chamados de mitoribossomos, o que possibilita as mesmas produzir parte de suas proteínas. A organela indicada no desenho é o vacúolo pulsátil ou contrátil, que é responsável pela eliminação do excesso de água que entra por osmose em uma célula que vive em um meio hipotônico em relação ao seu citoplasma, como ocorre no caso dos protozoários de água doce. Lisossomos ou lisossomas citoplasmáticas que têm como função a degradação de partículas advindas do meio extracelular, assim como a reciclagem de outras organelas e componentes celulares envelhecidos. Seu objetivo é cumprido por meio da digestão intracelular controlada de macromoléculas (como proteínas, ácidos nucleicos, polissacarídeos e lipídios), catalisada por cerca de 50 enzimas hidrolíticas, entre as quais se encontram proteases, nucleases, glicosidases, lipases, fosfolipases, fosfatases, e sulfatases. Todas essas enzimas possuem atividade ótima em ph ácido (aproximadamente 5,0) o qual é mantido com eficiência no interior do lisossomo. Em função disto, 2 Pré-Universitário

3 01 D 02 A o conteúdo do citosol é duplamente protegido contra ataques do próprio sistema digestivo da célula, uma vez que a membrana do lisossomo mantém as enzimas digestivas isoladas do citosol (essa função é exercida, aparentemente, pelos carboidratos que ficam associados à face interna da membrana), mas mesmo em caso de vazamento, essas enzimas terão sua ação inibida pelo ph citoplasmático (aproximadamente 7,2) causando dano reduzido à célula. II. (F) s lisossomos são organelas encontradas apenas em células animais. Nos vegetais quem desempenha papel semelhante a estes é o vacúolo central. II II. (F) Apesar das mitocôndrias serem responsáveis pelo processo de respiração celular, por meio deste elas obtêm energia para as atividades celulares na forma de ATP, tendo como subprodutos o C e o H 2. III. (F) A estrutura das mitocôndrias é baseada em duas membranas lipoproteicas, entretanto nos peroxissomos e lisossomos ocorre apenas uma membrana. s peroxissomos (Y) são organelas envoltas por uma única membrana que possui em seu interior enzimas oxidativas, que removem átomos de hidrogênio de substratos orgânicos específicos, em uma reação oxidativa que produz peróxido de hidrogênio (H 2 ). Como esta substância é tóxica, rapidamente uma enzima presente nestas organelas, a catalase (X) degrada a água oxigenada em e H D 09 E 10 C Na figura podemos observar um cloroplasto, organela característica de células de plantas e algas. Esta organela apresenta duas membranas lipoproteicas, sendo a membrana externa lisa e a interna pregueada, originando os tilacoides. Estes podem se organizar em pilhas, denominadas de granum, e o espaço existente no local delimitado pela membrana interna é chamado de estroma. A teoria da associação simbiótica ou teoria endossimbiótica defende que as mitocôndrias e os cloroplastos surgiram a partir de bactérias que foram fagocitadas por células eucarióticas primitivas. II. (F) A redução da temperatura não causa desnaturação. II IV. (F) Não há peroxissomos, não atuaram no amido da batata. V. (V) Peroxissomo é um organito ou organela esférica, envolvida por uma membrana vesicular, presente no citoplasma, sobretudo em células animais. São as organelas responsáveis pelo armazenamento das enzimas diretamente relacionadas com o metabolismo do peróxido de hidrogênio, substância altamente tóxica para a célula. No metabolismo celular, encontra-se o peróxido de hidrogênio (H 2 ) (a água oxigenada, substância potencialmente tóxica ao organismo por ser uma fonte de radicais livres). Nela está presente uma típica enzima chamada catalase que reparte o peróxido de hidrogênio em água, H 2 e oxigênio, molecular. Aula 18 Metabolismo energético Respiração 05 D 06 A Enquanto a síntese de matéria orgânica a partir de compostos inorgânicos, utilizando a energia solar, é realizada pelos cloroplastos das células de vegetais e algas, a degradação de moléculas orgânicas para a produção de energia (ATP) para as diferentes atividades celulares é realizada pelas mitocôndrias. Um microrganismo que vive em zonas afóticas (sem luz) não teria nenhuma vantagem adaptativa em apresentar cloroplastos, já que esta organela necessita captar luz solar para realizar a produção de seus produtos. As mitocôndrias são responsáveis pela produção da energia necessária para o metabolismo celular. Portanto, em células que necessitem de um fornecimento contínuo de ATP ou em locais do citoplasma onde ocorra intenso consumo desta molécula haverá uma maior quantidade de tais organelas. 02 B Nos seres vivos, a principal substância que acumula a energia liberada pelas reações exergônicas é o trifosfato de adenosina ou simplesmente ATP. Nesse composto a energia é armazenada em cada uma de suas três ligações fosfato. Na respiração celular aeróbia, a degradação da molécula de glicose é completa, ocorrendo consumo de oxigênio, liberando-se muita energia e também sendo produzidos resíduos, que são o gás carbônico e a água. A glicólise é um processo anaeróbio no qual uma molécula de glicose será hidrolisada lentamente até formar duas moléculas de ácido pirúvico (piruvato), 2 NADH + H + (NADH ou NADH 2 ). A mesma apresenta um saldo de 2 ATP. Pré-Universitário 3

4 01 B 02 D Na respiração em células eucarióticas, as três etapas do processo ocorrem respectivamente: 1.glicólise, no citoplasma, hialoplasma ou citosol; 2. ciclo do ácido cítrico ou ciclo de Krebs, na matriz mitocondrial; 3. cadeia respiratória, nas cristas mitocondriais. s carboidratos são as moléculas orgânicas mais abundantes na natureza e são primariamente moléculas que reservam energia na maioria dos organismos vivos. Dessa forma, a glicose corresponde a uma hexose que, ao ser oxidada em processos de respiração, permite a síntese de ATP necessário aos processos metabólicos. Em organismos eucariontes, a respiração celular tem início no citoplasma (glicólise) sendo finalizada no interior da organela mitocôndria. Ao longo deste processo são oxidadas moléculas orgânicas. Estas podem ter sido obtidas por meio da fotossíntese, no caso dos organismos autotróficos, ou então ter sido obtida por meio da alimentação, no caso dos organismos heterotróficos. A glicólise é uma sequência de 10 reações químicas catalisadas por enzimas livres no citosol, em que uma molécula de glicose é quebrada em duas moléculas de ácido pirúvico (C 3 H 4 3 ), com saldo líquido de duas moléculas de ATP. A síntese da maior parte do ATP gerado na respiração celular está acoplada à reoxidação das moléculas de NADH e FADH 2, que se transformam em NAD + e FAD, respectivamente. Nessa reoxidação, são liberados os elétrons com alto nível de energia, captados na degradação das moléculas orgânicas. Esses elétrons, após perderem seu excesso de energia, reduzem o gás oxigênio a moléculas de água. 2NADH + 2H + + 2NAD + + 2H 2 06 A 07 D Cadeia respiratória: o hidrogênio liberado nas várias etapas combina-se com o oxigênio proveniente do meio, formando água e liberando grande quantidade de energia, que serve para recarregar moléculas de ATP da célula. Reação ilustrativa da glicólise, cuja ocorrência se dá no citoplasma e é comum aos processos aeróbios e anaeróbios de produção de energia pela célula. II. (F) Apenas a membrana interna possui dobras, as chamadas cristas mitocondriais, que se projetam para o interior da organela. III. (F) Glicólise (citoplasma), ciclo de Krebs e cadeia respiratória (mitocôndrias). s seres que realizam esse processo (fermentação) o fazem para conseguir energia necessária ao seu metabolismo, tendo como ponto de partida a degradação de moléculas orgânicas. 08 F, V, V, V, V 09 B 10 B (F) A quantidade varia de acordo com a taxa metabólica do tipo celular. principal processo anaeróbico de produção de ATP a partir de substâncias orgânicas é a fermentação, utilizada por muitos fungos e bactérias que vivem em ambientes pobres em gás oxigênio. É comum fazer-se a associação de respirar com o ato de absorver oxigênio com os pulmões e devolver gás carbônico ao ar. Na realidade, essa respiração, como significado de troca gasosa, é uma consequência direta da respiração celular, em que moléculas orgânicas são degradadas na presença de oxigênio, gerando energia para o metabolismo e subprodutos como o C. Aula 19 Metabolismo energético Respiração e fermentação 2FADH 2 + 2FAD + 2H 2 Pode-se dividir a respiração aeróbia em 3 fases. Glicólise: idêntica à fermentação, com exceção da etapa final. A glicose transforma-se em duas moléculas de ácido pirúvico, com saldo líquido de duas moléculas de ATP. corre no citosol. Ciclo de Krebs: cada molécula de ácido pirúvico penetra na mitocôndria e transforma-se em acetilcoenzima A, com perda de C. acetil-coa inicia um ciclo de reações, durante o qual observa-se, especialmente, a saída de C e hidrogênios (H + ). corre na matriz mitocondrial. As leveduras são fungos unicelulares anaeróbios facultativos. Portanto, dependendo da taxa de oxigênio presente no meio, esse fungo realizará respiração aeróbia ou fermentação. Se houver oxigênio disponível, o mesmo realizará a respiração celular aeróbia, processo II. Entretanto se tal gás não estiver disponível, esse micro-organismo ativará o processo de fermentação, no qual ocorre a quebra parcial de moléculas de glicose com produção de ácido pirúvico e álcool etílico (etanol), havendo também a liberação de C. 4 Pré-Universitário

5 02 E 03 B 01 C Na respiração celular aeróbia, durante a última fase deste processo, a cadeia respiratória, temos o gás como substância que atuará como aceptor final de elétrons. Durante esse processo, logo que tal substância chega no interior da mitocôndria recebe simultaneamente os elétrons e combinam-se com prótons (H + ) da solução circundante, formando água. Saccharomyces cerevisiae são microrganismos anaeróbios facultativos. Na ausência de oxigênio, ao consumirem glicose, acabaram produzindo álcool etílico (etanol) e gás carbônico. A respiração celular é constituída por três rotas: a glicólise, o ciclo do ácido cítrico ou ciclo de Krebs e a cadeia respiratória ou cadeia transportadora de elétrons. Nos eucariontes, a fase de glicólise ocorre no citoplasma e na ausência de oxigênio. fermento fervido e o fermento com cianeto de potássio não apresentam fungos capazes de realizar a fermentação devido ao fato de que a temperatura mata os fungos. Dessa forma, não há respiração, enquanto que no fermento granulado e no fermento triturado há produção de energia por parte da respiração, devido à presença de fungos que produzem energia na ausência de oxigênio, liberando moléculas de gás carbônico. A respiração ainda é mais eficiente no fungo triturado, devido à relação entre a área de superfície, que é menor no triturado quando comparado ao granulado. A fermentação láctica é um processo realizado por bactérias chamadas lactobacilos. Ela é explorado na produção de iogurtes, queijos e coalhadas, ocorrendo também nas fibras dos músculos estriados esqueléticos de nosso corpo, devido à oxigenação deficiente, causando dor e fadiga muscular. Na fabricação de vinho ocorre a fermentação alcoólica. 02 V, V, V, F, V, V, F gás carbônico liberado na quebra da glicose em células eucariontes é originado no citoplasma e nas mitocôndrias. s reagentes dos dois processos citados não são os mesmos, uma vez que apenas na respiração aeróbia ocorre a participação do gás oxigênio. 05 E 06 D 08 D 09 B aumento da concentração de ao nível das mitocôndrias aumenta a produção de ATP. alimento que ingerimos fornece proteínas, polissacarídeos e gorduras. Nos momentos iniciais do seu catabolismo, essas macromoléculas são hidrolisadas em moléculas menores, como aminoácidos, glicose, ácidos graxos e glicerol. Em seguida, essas substâncias penetram na célula e, por rotas diferentes, todas acabam se transformando em acetilcoenzima A, com liberação de pequenas quantidades de ATP e de NADH 2. Em um terceiro momento, o acetil-coa entra no ciclo de Krebs, resultando na liberação de C e hidrogênio (NADH 2 ). Dessa forma, o ciclo de Krebs pode ser considerado um ponto de encontro de diferentes caminhos do metabolismo. A via glicolítica, também conhecida como via de Embden- -Meyerhoff, envolve muitos passos, incluindo as reações em que os metabólitos da glicólise são oxidados (perda de hidrogênios). Sem oxigênio, param as cadeias respiratórias nos tecidos. s citocromos, não tendo como liberar seus elétrons, também param de retirá-los dos transportadores que os precedem nas etapas da cadeia respiratória. Com isso, fica bloqueado o fluxo de elétrons ao longo das cadeias respiratórias, que cessam de produzir o ATP. Na falta de ATP, as células morrem. (oxigênio) / cadeia respiratória / cristas mitocondriais. Esquema I = fermentação láctica (baixa concentração ou ainda escassez de oxigênio) fabricação de iogurtes e fadiga muscular (tecido muscular estriado esquelético). Esquema II = respiração aeróbia (elevada atividade metabólica, grande consumo de ). Esquema III = fermentação alcoólica (ausência de ) fabricação de bebidas alcoólicas. 10 E I. Respiração aeróbia II. Fermentação X. H 2 Y. Ácido láctico Ácido acético Álcool etílico 03 C Na ausência de oxigênio, a produção de energia restringe-se à etapa de glicólise, produzindo, ao final do processo, ácido pirúvico, o qual atuará como receptor final de elétrons e H +. Pré-Universitário 5