Apostila - Concurso Vestibular - Biologia - Módulo 01

Apostila - Concurso Vestibular - Biologia - Módulo 01

(Parte 1 de 5)

Nome do Aluno

Biologia Celular

Organizadores Paulo Takeo Sano

Lyria Mori

Elaboradoras Solange Soares de Camargo Maria Elena Infante-Malachias

Biologia

1 módulo

Governador: Geraldo Alckmin

Secretaria de Estado da Educação de São Paulo

Secretário: Gabriel Benedito Issac Chalita

Coordenadoria de Estudos e Normas Pedagógicas – CENP Coordenadora: Sonia Maria Silva

Reitor: Adolpho José Melfi Pró-Reitora de Graduação

Sonia Teresinha de Sousa Penin

Pró-Reitor de Cultura e Extensão Universitária Adilson Avansi Abreu

Presidente do Conselho Curador: Selma Garrido Pimenta Diretoria Administrativa: Anna Maria Pessoa de Carvalho Diretoria Financeira: Sílvia Luzia Frateschi Trivelato

Coordenadora Geral: Eleny Mitrulis

Vice-coordenadora Geral: Sonia Maria Vanzella Castellar Coordenadora Pedagógica: Helena Coharik Chamlian

Coordenadores de Área

Biologia:

Paulo Takeo Sano – Lyria Mori

Física:

Maurício Pietrocola – Nobuko Ueta

Geografia:

Sonia Maria Vanzella Castellar – Elvio Rodrigues Martins

História:

Kátia Maria Abud – Raquel Glezer

Língua Inglesa:

Anna Maria Carmagnani – Walkyria Monte Mór

Língua Portuguesa:

Maria Lúcia Victório de Oliveira Andrade – Neide Luzia de Rezende – Valdir Heitor Barzotto

Matemática:

Antônio Carlos Brolezzi – Elvia Mureb Sallum – Martha S. Monteiro

Química:

Maria Eunice Ribeiro Marcondes – Marcelo Giordan

Produção Editorial

Dreampix Comunicação

Revisão, diagramação, capa e projeto gráfico: André Jun Nishizawa, Eduardo Higa Sokei, José Muniz Jr. Mariana Pimenta Coan, Mario Guimarães Mucida e Wagner Shimabukuro

Cartas ao Aluno

Caro aluno,

Com muita alegria, a Universidade de São Paulo, por meio de seus estudantes e de seus professores, participa dessa parceria com a Secretaria de Estado da Educação, oferecendo a você o que temos de melhor: conhecimento.

Conhecimento é a chave para o desenvolvimento das pessoas e das nações e freqüentar o ensino superior é a maneira mais efetiva de ampliar conhecimentos de forma sistemática e de se preparar para uma profissão.

Ingressar numa universidade de reconhecida qualidade e gratuita é o desejo de tantos jovens como você. Por isso, a USP, assim como outras universidades públicas, possui um vestibular tão concorrido. Para enfrentar tal concorrência, muitos alunos do ensino médio, inclusive os que estudam em escolas particulares de reconhecida qualidade, fazem cursinhos preparatórios, em geral de alto custo e inacessíveis à maioria dos alunos da escola pública.

O presente programa oferece a você a possibilidade de se preparar para enfrentar com melhores condições um vestibular, retomando aspectos fundamentais da programação do ensino médio. Espera-se, também, que essa revisão, orientada por objetivos educacionais, o auxilie a perceber com clareza o desenvolvimento pessoal que adquiriu ao longo da educação básica. Tomar posse da própria formação certamente lhe dará a segurança necessária para enfrentar qualquer situação de vida e de trabalho.

Enfrente com garra esse programa. Os próximos meses, até os exames em novembro, exigirão de sua parte muita disciplina e estudo diário. Os monitores e os professores da USP, em parceria com os professores de sua escola, estão se dedicando muito para ajudá-lo nessa travessia.

Em nome da comunidade USP, desejo-lhe, meu caro aluno, disposição e vigor para o presente desafio.

Sonia Teresinha de Sousa Penin. Pró-Reitora de Graduação.

Carta da Pró-Reitoria de Graduação

Carta da Secretaria de Estado da Educação

Caro aluno,

Com a efetiva expansão e a crescente melhoria do ensino médio estadual, os desafios vivenciados por todos os jovens matriculados nas escolas da rede estadual de ensino, no momento de ingressar nas universidades públicas, vêm se inserindo, ao longo dos anos, num contexto aparentemente contraditório.

Se de um lado nota-se um gradual aumento no percentual dos jovens aprovados nos exames vestibulares da Fuvest — o que, indubitavelmente, comprova a qualidade dos estudos públicos oferecidos —, de outro mostra quão desiguais têm sido as condições apresentadas pelos alunos ao concluírem a última etapa da educação básica.

Diante dessa realidade, e com o objetivo de assegurar a esses alunos o patamar de formação básica necessário ao restabelecimento da igualdade de direitos demandados pela continuidade de estudos em nível superior, a Secretaria de Estado da Educação assumiu, em 2004, o compromisso de abrir, no programa denominado Pró-Universitário, 5.0 vagas para alunos matriculados na terceira série do curso regular do ensino médio. É uma proposta de trabalho que busca ampliar e diversificar as oportunidades de aprendizagem de novos conhecimentos e conteúdos de modo a instrumentalizar o aluno para uma efetiva inserção no mundo acadêmico. Tal proposta pedagógica buscará contemplar as diferentes disciplinas do currículo do ensino médio mediante material didático especialmente construído para esse fim.

O Programa não só quer encorajar você, aluno da escola pública, a participar do exame seletivo de ingresso no ensino público superior, como espera se constituir em um efetivo canal interativo entre a escola de ensino médio e a universidade. Num processo de contribuições mútuas, rico e diversificado em subsídios, essa parceria poderá, no caso da estadual paulista, contribuir para o aperfeiçoamento de seu currículo, organização e formação de docentes.

Prof. Sonia Maria Silva Coordenadora da Coordenadoria de Estudos e Normas Pedagógicas

Apresentação

Antes de virar estas páginas, faça uma pausa...

animaisVocê consegue enxergar tudo isso através dessas páginas? Sim?

Você se dá conta que, nesse exato momento, enquanto seus olhos percorrem cada letra deste texto, milhões de informações chegam até você pela retina? Pense nisso! Pense também que essas informações, para saírem do papel e alcançarem as células nervosas de seu cérebro, percorrem um caminho longo e fantástico! Caminho que pode começar muito antes do que a gente vê... Pode começar quando essa folha de papel era ainda uma árvore, que fazia parte de uma floresta, que por sua vez abrigava outras árvores e inúmeros Não? Vamos ajudá-lo: é sobre essas coisas tão próximas de você que vamos falar aqui...

Você vai saber um pouco mais sobre a célula e seus componentes; sobre o funcionamento de cada uma e do organismo que elas compõem. Aprenderá a respeito de como os seres vivos se organizam e se distribuem nesse nosso planetinha azul. Vamos falar de plantas e de bichos, de vírus e bactérias, de fungos e do ser humano. Sim, do ser humano, de você inclusive! Como você funciona por dentro e por fora. Como suas ações podem ter resultados que vão muito além daqueles que se espera.

sejam os melhores! Estamos aqui para colaborar com issoPorém, não se

E já que falamos de resultados, esperamos que os seus, durante a vida, esqueça: depende muito mais de você! Nós, aqui, só vamos direcionar um pouco seu olhar para algumas coisas importantes, mas quem vai enxergar, de fato, é você! Portanto, não confie só no que está ao longo dessas páginas. Vá além! Leia muito! Jornais, revistas, coisas sobre ciências e sobre o mundo – afinal, ele é grande demais para caber em alguns fascículos! Não se esqueça que acumular conhecimento é o ganho mais efetivo que se pode ter: não se desgasta e ninguém nos tira!

Conte conosco durante essa tarefa. Pode estar certo: torcemos por você! da área

A partir de agora, você vai começar a estudar a Biologia a partir daquilo que você já sabe, mas numa abordagem de perguntas e respostas. Este fascículo sobre Biologia Celular vai tratar resumidamente dos conceitos e processos fundamentais que ocorrem na biologia da célula. O fascículo está subdividido em duas unidades: I) Estrutura e Função Celular e I) Metabolismo Celular. São colocadas também questões de vestibulares anteriores relacionadas com os assuntos tratados, questões de execução (Q.E.) e questões para conduzir o seu raciocínio. Tente responder todas elas e fazer os exercícios. Pergunte ao seu monitor caso não compreenda algum assunto. Bom estudo!

Apresentação do módulo

Unidade 1 Estrutura e função celular

Morena Tropicana (Alceu Valença / Vicente Barreto)

Da manga rosa quero o gosto e o sumo, Melão maduro sapoti joá, Jabuticaba teu olhar noturno, Beijo travoso de umbu-cajá. Pele macia ai carne de caju, Saliva doce doce mel mel de uruçu, Linda morena fruta de vez temporana, Caldo de cana-caiana, vem me desfrutar!

Esta música, do poeta pernambucano Alceu Valença, fala da maciez da pele de uma morena, comparando-a com a polpa ou a carne de caju. O que dá esta maciez? De que são feitas a pele humana e a polpa do caju para que possam ser comparadas? O caju é de fato, macio, mas outras frutas são ásperas, como o coco seco. O que as distingue em termos estruturais? Isto é o que veremos nesta unidade do fascículo sobre células, o seu funcionamento e as estruturas que as compõem.

Comecemos o nosso estudo usando uma questão de vestibular da Fuvest do ano de 2001:

Qual das alternativas classifica corretamente o vírus HIV, o tronco de uma árvore, a semente de feijão e o plasmódio da malária, quanto à constituição celular?

QQQQQUESTÃOUESTÃOUESTÃOUESTÃOUESTÃODEDEDEDEDE VESTIBULARVESTIBULARVESTIBULARVESTIBULARVESTIBULAR

Vírus HIVVírus HIVVírus HIVVírus HIVVírus HIV acelular acelular acelular unicelular unicelular

TTTTTrrrrronconconconconco deo deo deo deo de árvoreárvoreárvoreárvoreárvore acelular multicelular multicelular acelular acelular

Semente deSemente deSemente deSemente deSemente de feijãofeijãofeijãofeijãofeijão unicelular multicelular unicelular multicelular unicelular

PlasmódioPlasmódioPlasmódioPlasmódioPlasmódio da maláriada maláriada maláriada maláriada malária unicelular unicelular unicelular acelular acelular a) b) c) d) e)

Organizadores Paulo Takeo Sano

Lyria Mori

Elaboradores

Solange Soares de Camargo

Maria Elena Infante-Malachias

Quem respondeu a alternativa “b” mandou bem! Vírus são os únicos seres vivos que não têm células, o resto, tudo, uma ou mais células, porque enquanto alguns seres vivos têm trilhões de células, como a árvore, outros tem uma só como o agente causador da malária, chamado de Plasmódio.

Mas, se somos todos formados por células, o que há em nossas células para sermos tão diferentes?

No geral, podemos dizer que uma célula é uma entidade individual dentro de outras entidades maiores que formarão os tecidos, os órgãos e os sistemas. Quando dizemos individual, queremos dizer que ela é capaz, sozinha, de obter energia e de se reproduzir.

Porque eu sou do tamanho do que vejo e não do tamanho da minha altura.

Fernando Pessoa

As células são formadas basicamente por uma membrana plasmática, que as separam do ambiente externo, por uma substância gelatinosa chamada de citoplasma, rica em elementos denominados organelas (que apresentaremos mais tarde), e por um núcleo que contém o material genético.

Essas estruturas podem variar de um ser vivo para outro, mas estão sempre presentes, como podemos ver na figura a seguir:

Fig. 1.1 – Variação entre as células dos seres vivos: A - alga unicelular Euglena; B - protozoário Amoeba; C - célula vegetal jovem de trigo; D - glóbulo branco do sangue humano. Observe que, apesar das diferenças, a estrutura fundamental é um padrão que se repete nestes quatro tipos de célula. (As células não estão na mesma escala de aumento).

Q.E. 1) Observe atentamente a figura anterior. O que há nas células vegetais e que não há nas demais células?

As células vegetais possuem uma parede, cujos componentes principais são a celulose e a pectina. É comum também a presença de lignina ou suberina, dando a ela maior dureza e resistência. Células vegetais com maiores quantidades de lignina, como as do tronco de uma árvore, são mais rígidas que aquelas que fazem parte de tecidos “moles” da planta, como a polpa das frutas.

1) A parede e a membrana celular são a mesma coisa? Como posso distinguir uma estrutura da outra?

Não, parede e membrana não são a mesma coisa. São estruturas que fazem parte do revestimento das células, mas são bem diferentes. A membrana reveste todos os tipos celulares conhecidos, enquanto a parede celular está presente apenas nas plantas e em certas bactérias e algas. A membrana plasmática também apresenta uma constituição química diferente da parede - é lipoprotéica, ou seja, apresenta lipídeos e proteínas em sua composição. Além de proporcionar um aspecto mais fino, esses componentes fazem com que a membrana não seja permeável a todas as substâncias, apresentando uma espécie de seleção sobre o que entra e o que sai da célula. Este fenômeno é chamado de permeabilidade seletiva e é fundamental à vida de todos os seres vivos.

Fig. 1.2

Q.E. 2) Com base na resposta dada à questão anterior, monte uma tabela na qual as diferenças entre a parede celular e a membrana plasmática estejam mais claras.

Q.E. 3) Na sua opinião, qual é a função da parede celular de bactérias? Pesquise a respeito e verifique se o que está nos livros têm alguma relação com o que você havia imaginado.

Q.E. 4) Podemos afirmar que células vegetais, pelo fato de terem um revestimento celular a mais, estão mais protegidas do ataque de vírus e bactérias do que as células animais? Justifique sua resposta.

Q.E. 5) Como é o revestimento que está presente apenas em células animais? Para que ele serve?

2) Considerando o que foi dito anteriormente sobre a permeabilidade seletiva, quais substâncias teriam “carta branca” para atravessar a membrana plasmática e por que isso acontece?

Não podemos dizer que certas moléculas ou substâncias tenham “carta branca” para atravessar a membrana. O que sabemos é que, de modo geral, substâncias pequenas atravessam a membrana de forma muito fácil, enquanto substâncias grandes não o fazem. Por outro lado, substâncias solúveis em lipídeos penetram muito mais facilmente nas células devido à composição lipoprotéica da membrana. Tem se verificado que a capacidade de atravessar a membrana decresce com o aumento do peso molecular, ou seja, com o tamanho da molécula. Substâncias orgânicas com mais de três a cinco átomos de carbono parecem ser incapazes de atravessar a membrana plasmática passivamente, como acontecem com as substâncias menores ou solúveis em lipídios. Existem, no entanto, substâncias com mais de três átomos de carbono e insolúveis em gordura que penetram com relativa facilidade na célula. É o caso de substâncias de grande importância para a célula, como os açúcares, os nucleotídeos e os aminoácidos. Neste caso, estas substâncias são transportadas por um tipo de “facilitador de transporte”, que requer gasto de energia.

Q.E. 6) Estabeleça uma ordem de substâncias quanto ao grau de facilidade em transportar-se pela membrana. O que estaria determinando esta ordem?

Q.E. 7) Sabendo da natureza química da membrana, como você faria para rompê-la, usando um reagente facilmente encontrado em cozinha?

3) Se a membrana plasmática permite, com facilidade, a entrada e saída de substâncias menores que três carbonos, por que o transporte de íons Na+ e K+ requer gasto de energia?

Realmente, a membrana plasmática deixa passar livremente estes íons devido ao pequeno tamanho que apresentam. Eles atravessam a membrana por um processo que é chamado de difusão, ou seja, partem de um meio mais concentrado para outro de menor concentração através de um processo passi- vo que não requer gasto de energia. É pela difusão que o O2 que respiramos penetra nas células e que os nutrientes minerais presentes no solo são absorvidos pelas células das raízes das plantas. É também por este processo que as células que revestem internamente o intestino dos animais, absorvem nutrientes minerais e pequenas moléculas presentes no alimento digerido. No entanto, como a difusão é um processo de fluxo de mais para menos, chega um momento em que ela pára, pois as concentrações dentro e fora da célula tendem a se igualar.

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