1 Biologia. Professor. Carol L. J. Fávaro Márcio Fraiberg Machado Wellington Romangnoli. aprender! Ensinar é

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1 Pré-vestibular 1 Biologia arol L. J. Fávaro Márcio Fraiberg Machado Wellington omangnoli aprender! Ensinar é Professor

2 Bioquímica 1 Módulo? Toda matéria é formada por átomos. s átomos podem se combinar para formar moléculas. s seres vivos também são matéria, e nessa matéria viva são encontrados elementos químicos, como: carbono (), hidrogênio (), oxigênio () e nitrogênio (). Esses e outros elementos se combinam para formar as moléculas e as substâncias que formam os organismos. As diferentes substâncias que compõem as células são chamadas, em conjunto, de protoplasma. 3. Substâncias orgânicas arboidratos s carboidratos são moléculas formadas principalmente por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. Também são conhecidos como hidratos de carbono, açúcares, sacarídeos ou glicídios. Sua fórmula geral é: eprodução proibida. Art. 184 do ódigo Penal e Lei de 19 de fevereiro de A composição do protoplasma quadro apresenta as principais substâncias encontradas no protoplasma: Substâncias inorgânicas Água Sais minerais 2. Substâncias inorgânicas Água Substâncias orgânicas arboidratos Lipídios Proteínas Ácidos nucleicos (DA e A) A água compõe o principal meio líquido da célula. Muitas substâncias químicas se dissolvem com facilidade na água, por isso ela é chamada de solvente universal. As substâncias dissolvidas na água podem ser transportadas com maior velocidade e distribuídas rapidamente para todo o organismo. As reações químicas ocorrem mais facilmente quando as substâncias estão dissolvidas em meio líquido, outra importante função da água nas células. Em outras reações, como a fotossíntese, a água participa como reagente. Ela ainda está envolvida com o controle da temperatura. As reações exotérmicas liberam grandes quantidades de calor. Essa energia é absorvida pela água existente no hialoplasma, impedindo uma variação brusca da temperatura. Em alguns organismos, a água do suor auxilia no resfriamento do corpo. ( 2 ) n Em geral, os carboidratos são usados como combustível celular, e fornecem a energia necessária para o metabolismo. utros podem ter função de reserva energética ou função estrutural. s carboidratos dividem-se em três grupos principais: dos monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos. Monossacarídeos s monossacarídeos ou açúcares simples são formados por uma única unidade. número de carbonos pode variar de 3 a 7. a natureza, o monossacarídeo mais comum é a glicose, que tem 6 carbonos ( ). Frutose, galactose, ribose e desoxirribose são outros monossacarídeos importantes para as células. forma linear forma cíclica 6 2 Sais minerais ligossacarídeos Em contato com a água, os sais minerais se dissociam em íons. s íons mais comuns da célula são: potássio (K + ), magnésio (Mg + ), fosfato (P 4 3 ), sulfato (S 4 2 ), bicarbonato ( 3 ), sódio (a + ), cloreto (l ) e cálcio (a +2 ). Eles fornecem os compostos inorgânicos para as reações celulares importantes como a geração e transmissão do impulso nervoso, contração muscular e transporte de oxigênio. utros íons são importantes componentes para formar estruturas como o esqueleto, as conchas dos moluscos e a carapaça dos insetos. s oligossacarídeos são formados quando alguns monossacarídeos se unem por meio de ligações covalentes. s dissacarídeos (dois monossacarídeos unidos) são os mais conhecidos. Entre eles estão a sacarose (glicose + frutose), a maltose (glicose + glicose) e a lactose (glicose + galactose). A sacarose ( ) é encontrada na cana-de-açúcar. utros vegetais também a produzem, mas ela não está presente nos animais superiores. a digestão, a sacarose sofre a ação da enzima sacarase, que separa a glicose e a frutose para serem absorvidas pelo organismo. 1

3 Biologia Polissacarídeos A grande maioria dos carboidratos encontrados na natureza está na forma de polissacarídeos. Essas molé culas são formadas pela união de centenas e até milhares de monossacarídeos. os vegetais, o amido e a celulose são os polissacarídeos mais conhecidos. amido tem função de reserva energética e é encontrado nas raízes tuberosas, na batata e nas farinhas. s animais podem se alimentar de amido, que se converte em glicoses após a digestão. A celulose, um dos componentes da parede celular das células vegetais, é o polissacarídeo mais abundante na natureza e tem função estrutural. A maioria dos animais não consegue digeri-la, por falta de enzimas apropriadas. Alguns animais, como bois e cupins, vivem em mutualismo com microrganismos capazes de digerir celulose. o ser humano, a celulose ingerida constitui a fibra alimentar indispensável para um bom funcionamento dos intestinos. glicogênio é um polissacarídeo de reserva energética para os animais. Fica armazenado nos mús culos e no fígado. o momento de necessidade, é convertido rapidamente em glicose, que poderá ser usada pela célula como combustível. Amido Glicogênio elulose onexão Editorial onald Schuster/SX Fonte: massas Fonte: músculos Fonte: vegetais, frutas e alimentos integrais ote que amido, glicogênio e celulose são formados por moléculas de glicose. As propriedades de cada um são determinadas pelos tipos de ligações entre as suas glicoses. Edwin P onexão Editorial Bruno del ey Sanja Gjenero A camada de gordura localizada sob a pele do urso polar exerce importante papel de isolante térmico. Também fornece energia durante a época do ano em que o alimento é escasso. Algumas aves migratórias voam longas distâncias abastecidas unicamente pelas reservas de gordura corporal. utros lipídios de grande importância biológica são: Fosfolipídios: componentes das membranas celulares; eras: muito insolúveis, sólidas e maleáveis. Têm função de revestimento e proteção; Esteroides: componentes de vários hormônios. Proteínas As proteínas são molé culas grandes (macromoléculas) formadas por molé culas menores, os aminoácidos. Mais da metade do peso seco da maioria dos organismos é constituído por proteínas. É por meio delas que os genes se expressam. Assim como existem milhares de genes no núcleo celular, cada um determinando uma característica específica, também há milhares de proteínas na célula, cada uma executando a função específica determinada por seu gene. Funções das proteínas Enzimática: catalisam (aceleram) reações químicas do metabolismo. Estrutural: proteínas filamentosas conferem firmeza ou proteção a estruturas biológicas. Ex.: o colágeno, que participa da composição de cartilagens e tendões; a queratina, que forma pelos, cascos, garras e chifres. Transporte: proteínas de membrana podem transportar glicose, aminoácidos e outros nutrientes através da membrana celular. utrição e reserva: presente em sementes e ovos. ontração e movimento: as estruturas de contração mus cular são formadas pelas proteínas actina e miosina. ílios e flagelos são construídos pela proteína tubulina. Defesa: as imunoglobulinas ou anticorpos são proteínas que defendem o organismo contra a invasão de microrganismos. veneno das abelhas, aranhas, serpentes e outros animais é composto por proteínas, com clara função de defesa. eprodução proibida. Art. 184 do ódigo Penal e Lei de 19 de fevereiro de Lipídios Estrutura das proteínas 2 s lipídios compõem outra família de biomolé culas. São substâncias orgânicas oleosas ou gordurosas que não se dissolvem na água. s lipídios mais abundantes são os triglicerídeos, uma forma muito usada no eino Animal para armazenar energia química. s triglicerídeos são formados por três molé culas de ácidos graxos e um álcool especial, o glicerol s aminoácidos são a unidade formadora das proteínas. Existem 20 tipos de aminoácidos, que podem ser agrupados em: naturais, sintetizados pelo corpo, o que os dispensa de serem ingeridos; essenciais, que não podem ser fabricados pelo corpo e devem ser ingeridos. s aminoácidos naturais e essenciais variam de acordo com a espécie. s aminoácidos se unem por meio de uma ligação covalente especial chamada ligação peptídica, que ocorre entre o grupo amina de um aminoácido e o grupo ácido carboxílico de outro aminoácido. Veja o esquema seguinte:

4 eprodução proibida. Art. 184 do ódigo Penal e Lei de 19 de fevereiro de ligação peptídica Poderíamos perguntar: como uma proteína exerce atividade enzimática enquanto outra tem função de reserva ou ainda de contração? A resposta é a sequência em que os aminoácidos estão arranjados na molécula. Todas as proteínas são construídas com os mesmos 20 aminoácidos. Porém, assim como as letras do alfabeto podem ser combinadas de infinitas maneiras para formar frases, os aminoácidos podem ser combinados para formar infinitas proteínas. seguinte esquema ilustra como ocorre essa organização: estrutura primária grupo amina estrutura secundária pontes de hidrogênio entre os aminoácidos α hélice grupo ácido carboxílico Enzimas As enzimas são uma classe fundamental de proteínas, pois têm ação catalítica, ou seja, facilitam e aceleram as reações químicas do metabolismo. As milhares de reações químicas complexas que ocorrem nas células dos seres vivos a cada segundo são catalisadas por enzimas. Elas agem diminuindo a energia de ativação das reações. Assim como a chave e a fechadura devem ter formas complementares para realizar sua função com eficiência, as enzimas têm formas complexas complementares às formas dos substratos. Por isso, as enzimas são específicas, isto é, realizam apenas um tipo de reação química. bserve o esquema de uma reação enzimática no modelo chave-fechadura: substrato área ativa enzima substância A B produto AB + + enzima enzima Fatores como a concentração de substrato, a temperatura e o p do meio podem influenciar a velocidade de uma reação química mediada por enzimas. á casos em que chega a ocorrer a desnaturação, em que a forma da proteína é alterada e ela perde sua função. Ácidos nucleicos A descoberta da estrutura e do funcionamento dos ácidos nucleicos causou uma verdadeira revolução na biologia. Esses ácidos são as moléculas responsáveis pelo controle de todas as funções celulares. Também guardam as informações genéticas transmitidas de geração em geração. s ácidos nucleicos são as maiores das biomoléculas, formadas por molé culas menores: os nucleotídeos. ada nucleotídeo é um trio mole cular composto por um monossacarídeo do grupo das pentoses, uma base nitrogenada e uma molécula de ácido fosfórico. Débora Matos Módulo 1 2 Imagens: AF estrutura terciária hemoglobina cadeia de hemoglobina β estrutura quaternária β P 2 fosfato base polipeptídeo α 2 açúcar Unidade estrutural dos ácidos nucleicos. 3

5 Bruno del ey Biologia Existem dois tipos de ácidos nucleicos: o DA ou AD (ácido desoxirribonucleico) e o A ou A (ácido ribonucleico). As bases nitrogenadas que compõem os nucleotídeos do DA são: adenina, guanina, timina e citosina. s nucleotídeos de A são constituídos pelas bases: adenina, guanina, uracila e citosina. purinas s nucleotídeos de DA têm o açúcar desoxirribose e os de A, ribose. A estrutura das moléculas de DA é formada por duas fitas de nucleotídeos que se complementam e se torcem como uma escada helicoidal. Adenina e timina se ligam entre si através de pontes de hidrogênio; o mesmo acontece entre guanina e citosina. A é formado por uma única fita de nucleotídeos. Veja o seguinte esquema: cromossomo 2 2 exon Exon 123 adenina guanina Gene intron pirimidinas exon 4 2 citosina 2 Módulo timina 1. A descoberta da célula A 3 uracila pergunta De que são formados os seres vivos? não teve resposta até 200 anos atrás. Só com a invenção de um instrumento capaz de aumentar a visualização das coisas invisíveis a olho nu é que foi possível chegar a uma conclusão segura. s primeiros microscópios foram inventados pelos holandeses ans e Zacharias Janssen, por volta de 1595, e eram vendidos como brinquedos de luxo para os nobres europeus. Antonie van Leeuwenhoek ( ), usando um aparelho simples, de apenas uma lente, foi o primeiro a usar a nova tecnologia para estudos em biologia. om um microscópio capaz de aumentar os objetos em até 200 vezes, Leeuwenhoek descreveu os glóbulos vermelhos do sangue, os espermatozoides, os vasos capilares e os micróbios. obert ooke usou em 1665 a palavra célula para descrever os pequenos espaços vazios de uma fina lâmina de cortiça (casca de uma árvore) observada através das lentes de um microscópio. Ao que tudo indica, a descoberta passou despercebida para a maior parte da comunidade científica da época. interesse pelo mundo microscópico aumentou e vários cientistas passaram a apontar as lentes de seus instrumentos para finos cortes de tecidos animais e vegetais. s estudos avançaram até que Matthias Schleiden e Theodor Schwann, por volta de 1839, estabeleceram a teoria celular. Dentro de cada cromossomo, o DA está em espiral e enrolado. ada região do DA forma um gene, no qual está contida uma determinada informação. itologia A teoria celular é uma das generalizações mais importantes da biologia. Destacam-se algumas de suas conclusões: todos os seres vivos são formados por células (com exceção dos vírus, que são acelulares); a maioria das reações químicas do metabolismo ocorre em nível celular; as células são portadoras de material genético; toda célula origina-se de outra preexistente, isto é, elas podem se dividir. A partir da teoria celular, ocorreu uma verdadeira revolução na biologia. A microscopia avançou extraordinariamente, permitindo a compreensão de muitos fenômenos celulares. Uma nova área de estudo se abriu dentro da biologia: a citologia. 2. élulas procariontes e eucariontes Embora as milhões de espécies de seres vivos sejam muito diferentes entre si, suas células têm muito em comum. Alguns acessórios essenciais estão presentes em todas as células. São eles: membrana plasmática (membrana exterior): barreira física que controla a entrada e saída de substâncias e confere identidade à célula. hialoplasma (líquido de preenchimento interno): além de preencher a célula, esse líquido viscoso, composto eprodução proibida. Art. 184 do ódigo Penal e Lei de 19 de fevereiro de 1998.

6 Biologia a) ecombinações cromossômicas ocorrem somente durante a primeira divisão meiótica. b) Mutações gênicas ocorrem somente durante as divisões celulares. c) ecombinações gênicas iniciamse na prófase da primeira divisão meiótica. d) Alterações cromossômicas, como as aneuploidias, podem ocorrer devido a não disjunções tanto na primeira quanto na segunda divisão da meiose. 51. (FGV-SP) Uma das diferenças da meiose, em relação à mitose, é que na meiose as células-filhas são geneticamente diferentes da célula-mãe. Essa afirmação está: a) errada. Tanto na mitose quanto na meiose as células-filhas são geneticamente iguais à célula-mãe. b) errada. que diferencia a mitose da meiose é o fato de que na primeira são produzidas quatro células-filhas, enquanto na meiose são produzidas apenas duas. c) errada. a meiose, as células-filhas têm apenas metade do número inicial de cromossomos, mas, ainda assim, cada uma delas apresenta os mesmos alelos presentes na célula-mãe. d) correta. crossing over e a segregação das cromátides irmãs, na segunda divisão, promovem a recombinação do material genético herdado da célula-mãe. e) correta. A segregação dos cromossomos homólogos, na primeira divisão, resulta em células-filhas com diferentes conjuntos alélicos em relação àqueles da célula-mãe. 52. (Fuvest-SP) o processo de divisão celular por mitose, chamamos de célulamãe aquela que entra em divisão e de células-filhas, as que se formam como resultado do processo. Ao fim da mitose de uma célula, têm-se: a) duas células, cada uma portadora de metade do material genético que a célula-mãe recebeu de sua genitora e a outra metade, recém-sintetizada. b) duas células, uma delas com o material genético que a célula-mãe recebeu de sua genitora e a outra célula com o material genético recém-sintetizado. c) três células, ou seja, a célula-mãe e duas células-filhas, essas últimas com metade do material genético que a célula-mãe recebeu de sua genitora e a outra metade, recém-sintetizada. d) três células, ou seja, a célula-mãe e duas células-filhas, essas últimas contendo material genético recém-sintetizado. e) quatro células, duas com material genético recém-sintetizado e duas com o material genético que a célula-mãe recebeu de sua genitora. 53. (UFLA-MG) o esquema estão representadas três fases da mitose. Assinale a alternativa em que essas fases estão ordenadas corretamente: a) d) b) e) c) (Unifesp) Leia as quatro afirmações seguintes sobre a divisão de uma célula somática em um animal adulto. I. Após a citocinese, o núcleo de uma das células resultantes apresenta sobrecarga de atividade, pois deve produzir novamente todas as organelas citoplasmáticas, uma vez que elas ficaram no citoplasma da outra célula formada. II. aso não haja formação de actina e de miosina pela célula, tanto a mitose quanto a citocinese serão comprometidas. III. ão apenas o DA nuclear é replicado na interfase. mesmo acontece com o DA das mitocôndrias, que sofrerão um processo de divisão muito semelhante ao que ocorre nas bactérias. IV. As membranas nucleares das duas células resultantes provêm de partes da membrana plasmática que se rompem durante a citocinese e envolvem os dois conjuntos de cromossomos. Estão corretas somente a) I e II. d) II e IV. b) I e IV. e) III e IV. c) II e III. 55. (UFAL) Um dos importantes processos na evolução dos organismos é a reprodução sexuada. esse processo, ocorre recombinação dos conjuntos gênicos. As três etapas em que pode ocorrer recombinação são durante a ( I ), quando pode ocorrer crossing over, durante a ( II ) e ( III ). Para completar corretamente a frase apresentada, I, II e III devem ser substituídos, respectivamente, por: a) interfase da meiose, formação da placa equatorial na metáfase e na telófase. b) prófase I da meiose, formação da placa equatorial e na telófase II. c) diacinese, separação das cromátides na anáfase 1 e anáfase 2. d) separação das cromátides homólogas, fertilização e interfase. e) prófase I da meiose, separação dos cromossomos homólogos na meiose I e no encontro dos gametas. 56. (Fuvest-SP) s produtos imediatos da meiose de uma abelha e de uma samambaia são: a) esporos e gametas, respectivamente. b) gametas e esporos, respectivamente. c) gametas e zigotos, respectivamente. d) ambos esporos. e) ambos gametas. eprodução proibida. Art. 184 do ódigo Penal e Lei de 19 de fevereiro de Anotações 24