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BIOLOGIA M.5 MEMBRANA, CITOPLASMA E PROCESSOS ENERGÉTICOS Abertura: Os cientistas acreditam que um... Capítulo 1: Envoltórios celulares Capítulo 2: Organização.

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1 BIOLOGIA M.5 MEMBRANA, CITOPLASMA E PROCESSOS ENERGÉTICOS Abertura: Os cientistas acreditam que um... Capítulo 1: Envoltórios celulares Capítulo 2: Organização do citoplasma Resolução dos exercícios Capítulo 3: Respiração celular e fermentação Capítulo 4: Fotossíntese Slides Multimídia PALAVRA X SAIR Animação: O mundo microscópico das células Animação: Processos energéticos celulares DO EDITOR

2 X SAIR Os cientistas acreditam que um... GUSTOIMAGES/SCIENCE PHOTO LIBRARY JOHN DURHAM/SCIENCE PHOTO LIBRARY RUSSELL KIGHTLEY/SCIENCE PHOTO LIBRARY FRANCIS LEROY, BIOCOSMOS/SCIENCE PHOTO LIBRARY

3 X SAIR Capítulo 1 Envoltórios celulares ANDREW SYRED/SPL/LATINSTOCK

4 X SAIR Estrutura da membrana plasmática Reconhecimento celular Movem-se entre os lipídios. Deslocam-se pelo plano da membrana. 1 Envoltórios celulares

5 X SAIR Glicocálix 1 Envoltórios celulares Membrana plasmática Glicocálix CÉLULA ANIMAL

6 X SAIR Parede celular 1 Envoltórios celulares Esquema da estrutura molecular da parede celulósica Célula vegetal Moléculas de celulose Parede celulósica Moléculas de actina neutra Glicoproteinas Microfibrilas de celulose Moléculas de actina ácida Moléculas de homicelulose

7 X SAIR Parede celular Ponte citoplasmática que passa pelos poros. 1 Envoltórios celulares Representação esquemática de célula vegetal em corte Cloroplastos Mitocôndria Parede celulósica Retículo endoplasmático granuloso Parede celulósica Plasmodesmos Núcleo Plasmodesmo Plasmodesmos Membrana plasmática

8 X SAIR Transporte passivo: difusão simples Passagem de substâncias do local onde estão em maior quantidade para o local onde estão em menor quantidade. Sem gasto de energia (ATP) 1 Envoltórios celulares

9 X SAIR Transporte passivo: difusão facilitada Esquema de difusão facilitada por proteínas transportadoras Passagem de substâncias do local onde estão em maior quantidade para o local onde estão em menor quantidade com auxílio de carreador. Sem gasto de energia (ATP) 1 Envoltórios celulares.

10 X SAIR Transporte passivo: osmose Membrana semipermeável Solução hipotônicaSolução hipertônica (Água doce)(Água do mar) H2OH2O sais H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O 1 Envoltórios celulares

11 X SAIR Comportamento celular em soluções de diferentes concentrações 1 Envoltórios celulares Solução hipotônicaSolução isotônicaSolução hipertônica ABC CÉLULA ANIMAL Saída de água Entrada de água Saída de água Entrada de água Saída de água Entrada de água

12 X SAIR Comportamento celular em soluções de diferentes concentrações 1 Envoltórios celulares A B C Saída de água Entrada de água Saída de água Entrada de água CÉLULA VEGETAL Entrada de água Solução hipotônicaSolução isotônicaSolução hipertônica

13 X SAIR Transporte ativo: bomba de sódio-potássio 1 Envoltórios celulares 1. Três íons de sódio (Na + ) do citoplasma unem-se ao complexo proteico da membrana. 2. Ocorre transferência de um fosfato energético para o complexo proteico. 3. Os íons de sódio (Na + ) são lançados para o meio extracelular. 4. Dois íons de potássio (K + ) do meio extracelular unem-se ao complexo proteico. 5. O fosfato, já sem energia, liberta-se do complexo proteico. 6. Os íons de potássio (K + ) são lançados no citoplasma. Inicia-se novo ciclo…

14 X SAIR Endocitose Pinocitose: englobamento de líquidos e pequenas partículas por meio de invaginações da membrana celular Fagocitose: englobamento de partículas relativamente grandes por pseudópodes 1 Envoltórios celulares FAGOCITOSE PINOCITOSE

15 X SAIR Fagocitose na proteção do organismo humano O glóbulo branco atravessa a parede do capilar sanguíneo e chega ao local da infecção, onde engloba as bactérias invasoras por fagocitose. 1 Envoltórios celulares

16 X SAIR Exocitose Eliminação de substâncias por meio de bolsas membranosas Função: Eliminar restos da digestão intracelular. Eliminar secreção celular. 1 Envoltórios celulares

17 X SAIR Capítulo 2 Organização do citoplasma ANDREW SYRED/SPL/LATINSTOCK

18 X SAIR Citoplasma Das células procarióticas (bactérias e arqueas) Citosol (material genético) Ribossomos Das células eucarióticas (animais, vegetais, protoctistas e fungos) Citosol Organelas Citoesqueleto Núcleo 2 Organização do citoplasma

19 X SAIR Célula animal 2 Organização do citoplasma

20 X SAIR Célula vegetal 2 Organização do citoplasma

21 X SAIR 2 Organização do citoplasma Retículo endoplasmático Representação tridimensional do retículo endoplasmático Micrografia de um corte de célula mostrando retículo endoplasmático granuloso (REG) e mitocôndria. OMIKRON/PR/LATINSTOCK

22 X SAIR Complexo golgiense 2 Organização do citoplasma FACE TRANS FACE CIS

23 X SAIR Lisossomo Bolsa membranosa com enzimas digestivas 2 Organização do citoplasma Esquema das funções heterofágica e autofágica dos lisossomos

24 X SAIR Peroxissomo Organela membranosa responsável pela: Utilização de ácidos graxos para síntese de colesterol e respiração celular Oxidação de substâncias tóxicas absorvidas no sangue Produção dos ácidos biliares no fígado 2 Organização do citoplasma

25 X SAIR Mitocôndria Respiração celular (processo de obtenção de energia) 2 Organização do citoplasma Representação esquemática de mitocôndriaMicrografia de uma mitocôndria PROFESSORES P MOTTA & T. NAGURO/SPL/LATINSTOCK

26 X SAIR Plasto 2 Organização do citoplasma

27 X SAIR Cloroplasto 2 Organização do citoplasma Cloroplastos (grânulos verdes) Embaixo, representação de um cloroplasto; acima, detalhe dos tilacoides. JOHN DURHAM/SPL/LATINSTOCK

28 X SAIR Citoesqueleto Estrutura intracelular proteica 2 Organização do citoplasma Micrografia de citoesqueletos de fibroblastos DR. TORSTEN WITTMANN/SPL/LATIN STOCK

29 X SAIR Centríolo 2 Organização do citoplasma Pequeno cilindro constituído por nove conjuntos de três microtúbulos, mantidos juntos por proteínas adesivas. Esquema de célula animal mostrando o centro celular com um par de centríolos.

30 X SAIR Cílios e flagelos 2 Organização do citoplasma Estruturas filamentosas móveis Flagelos: geralmente longos e pouco numerosos Cílios: curtos e bastante numerosos O esquema retrata como cílios e flagelos seriam vistos em uma fotografia de múltipla exposição.

31 X SAIR 2 Organização do citoplasma O mundo microscópico das células Clique na imagem abaixo para ver a animação.

32 X SAIR Capítulo 3 Respiração celular e fermentação ANDREW SYRED/SPL/LATINSTOCK

33 X SAIR Respiração celular e fermentação (Adenosina Trifosfato) Energia PPPPPP (Adenosina Difosfato) Processos celulares Energia Respiração celular Fermentação Alimento 3 Respiração celular e fermentação ATP ADP

34 X SAIR Respiração celular Glicólise Sequência de 10 reações químicas catalisadas por enzimas livres no citosol 3 Respiração celular e fermentação Representação esquemática das etapas da glicólise

35 X SAIR Ciclo de Krebs 3 Respiração celular e fermentação Representação esquemática das transformações do ácido pirúvico

36 X SAIR Complexos transportadores da cadeia respiratória e enzima do ATP 3 Respiração celular e fermentação Espaço entre as membranas mitocondriais externa e interna Membrana interna da mitocôndria Interior da mitocôndria (matriz mitocondrial)

37 X SAIR Etapas do metabolismo aeróbio da glicose com produção de ATP 3 Respiração celular e fermentação

38 X SAIR Fermentação Processo de obtenção de energia ácido pirúvicoácido láctico ácido pirúvicoetanol (álcool etílico) realizada por:lactobacilos e músculo humano realizada por:levedura de cerveja (Saccharomyces cerevisiae) derivados de leite panificação bebidas alcoólicas 3 Respiração celular e fermentação Fermentação alcoólica Fermentação láctica

39 X SAIR Principais etapas da fermentação láctica e da fermentação alcoólica 3 Respiração celular e fermentação

40 X SAIR Capítulo 4 Fotossíntese ANDREW SYRED/SPL/LATINSTOCK

41 X SAIR Fotossíntese Processo realizado por plantas e bactérias que produzem matéria orgânica a partir de matéria inorgânica. 4 Fotossíntese

42 X SAIR Etapa fotoquímica Fotofosforilação 4 Fotossíntese Esquema da fotofosforilação e da sintetase do ATP

43 X SAIR Etapa fotoquímica – Fotólise da água Clorofila perde elétrons Cadeia transportadora de elétrons Luz H2OH2O perde elétrons 4 Fotossíntese

44 X SAIR 4 Fotossíntese Representação esquemática do ciclo das pentoses Etapa puramente química: ciclo das pentoses

45 X SAIR Etapa puramente química: ciclo das pentoses Glicídio formado no ciclo das pentoses 3-fosfato gliceraldeído (PGAL) Equação geral 4 Fotossíntese n CO H 2 O Luz C(H 2 O) n + O 2 + H 2 O Gás Água Plantas Glicídio Gás Água carbônico oxigênio 3CO H 2 O Luz C 3 (H 6 O O H 2 O Gás Água Plantas Glicídio Gás Água carbônico oxigênio

46 X SAIR Processos energéticos celulares Clique na imagem abaixo para ver a animação. 4 Fotossíntese

47 X SAIR ANDREW SYRED/SPL/LATINSTOCK Navegando no módulo

48 X SAIR Navegando no módulo

49 X SAIR SEQUÊNCIA DIDÁTICA Adaptação e consultoria: Professor Fábio Levi de Oliveira Revisão: Lara Milani (coord.), Adriana B. dos Santos, Alexandre Sansone, Amanda Ramos, Anderson Félix, André Annes Araujo, Aparecida Maffei, David Medeiros, Greice Furini, Maria Fernanda Neves, Renata Tavares Diagramação: Adailton Brito de Souza, Gustavo Sanches, Keila Grandis, Marlene Moreno, Valdei Prazeres, Vicente Valenti VÍDEOS Palavra do autor Produção: Estúdio Moderna Produções Edição: 3D LOGIC MULTIMÍDIA Consultoria: Professor Fábio Levi de Oliveira Edição: Daniela Silva Revisão técnica: Professores Alexandre Albuquerque da Silva, Vanessa Shimabukuro Produção: Cricket Design Locução: Núcleo de Criação Checagem: Luciana Soares © 2009, Grupo Santillana/Sistema UNO Uso permitido apenas em escolas filiadas ao Sistema UNO. Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida, arquivada ou transmitida, de qualquer forma, em qualquer mídia, seja eletrônica, química, mecânica, óptica, de gravação ou de fotocópia, fora do âmbito das escolas do Sistema UNO. A violação dos direitos mencionados constitui delito contra a propriedade intelectual e os direitos de edição. GRUPO SANTILLANA Rua Padre Adelino, 758 – Belenzinho São Paulo SP – Brasil – CEP Vendas e Atendimento: Tel.: (11) Fax: (11) FIM ANDREW SYRED/SPL/LATINSTOCK

50 X SAIR X SAIR BIOLOGIA M.5 MEMBRANAS, CITOPLASMA E PROCESSOS ENERGÉTICOS

51 X SAIR 1 A fotossíntese compreende uma série de reações que podem ser divididas em etapa fotoquímica (depende de luz para acontecer) e etapa química, ou Ciclo de Calvin (não depende de luz). São conhecidos três tipos de fotossíntese: C 3, C 4 e CAM. Na fotossíntese C 3, a enzima Rubisco (ribulose bisfosfato carboxilase/oxidase) fixa o CO 2 no ciclo de Calvin, mas se a concentração do CO 2 for alta, ela fixa o O 2 e a planta precisa realizar um processo chamado fotorrespiração, para recuperar compostos importantes para a fotossíntese. Já na fotossíntese C 4, a planta realiza a fixação de gás carbônico em forma de HCO 3–, pela ação da enzima PEPcase (fosfoenolpiruvato carboxilase) e depois realiza o ciclo de Calvin, evitando a fotorrespiração. Nas plantas CAM ocorrem os mesmos processos, porém a fixação de carbono acontece à noite. Observe a comparação entre as vias. ENEM – BIOLOGIA M.5

52 X SAIR CondiçãoPlantas C3Plantas C4Plantas CAM UmidadeAltaBaixaMuito baixa LuminosidadeBaixaAlta TemperaturaBaixaAltaMuito alta FotorrespiraçãoOcorreNão ocorre Ciclo de CalvinNo mesofiloNa bainha de diaNo mesofilo de dia Ativação da via C4Não temNo mesofilo de diaNo mesofilo à noite CrescimentoNormal Lento Exemplos Trigo e centeio Milho e cana-de-açúcar Cactáceas, bromélias e orquídeas RAVEN et al. Biologia vegetal. Guanabara: Koogan, ENEM – BIOLOGIA M.5

53 X SAIR Considerando-se somente as condições ambientais, pode-se concluir, com base no exposto, e em outros conhecimentos, que: a) O cultivo de cana-de-açúcar será mais produtivo se plantada nos pampas gaúchos, onde há alta luminosidade e baixa umidade. b) O cultivo de milho será produtivo se plantado no Centro-Oeste, onde há alta luminosidade e baixas temperaturas. c) O cultivo de orquídeas será mais produtivo no cerrado, onde há severa falta de água, altas temperaturas e baixa luminosidade. d) O cultivo de milho será rentável no Sudeste, onde há temperatura e luminosidade favoráveis. e) O cultivo de trigo será muito rentável na Amazônia, onde há escassez de água, altas temperaturas e alta luminosidade. RESPOSTA: D O cultivo de milho, assim como da cana-de-açúcar, é favorecido pela alta luminosidade, altas temperaturas e umidade, condições encontradas na região Sudeste. ENEM – BIOLOGIA M.5

54 X SAIR 2 As membranas celulares são compostas basicamente por uma dupla camada de fosfolipídeos, na qual estão inseridas proteínas. A cabeça dos fosfolipídios é polar e fica em contato com a água, enquanto a parte lipídica fica no interior da bicamada. Abaixo está representado um trecho de membrana biológica com uma proteína multipasso. Observe. ENEM – BIOLOGIA M.5 Citoplasma Meio extracelular aa1 aa2 aa3 aa4 aa5 aa6 aa7 aa8 aa9 aa10 aa11 aa12 aa13 aa14 aa15 aa16 aa17 aa18

55 X SAIR Afinidade por águaAminoácido Abreviação do nome Hidrofóbicos AlaninaA ValinaV LeucinaL IsoleucinaI MetioninaM TirosinaY Hidrofílicos LisinaK ArgininaR HistidinaH GlutamatoE AsparaginaN GlutaminaQ ENEM – BIOLOGIA M.5

56 X SAIR RESPOSTA: C Segundo o desenho da membrana, os aminoácidos 1, 2, 6, 7, 8, 12, 13, 14 e 18 são hidrofílicos (ou polares), pois estão em contato com a água do meio extracelular ou do citoplasma. Enquanto os aminoácidos 3, 4, 5, 9, 10, 11, 15, 16 e 17 são hidrofóbicos, pois estão em contato com o interior da bicamada lipídica. Então, a sequência correta de aminoácidos é a presente na letra C. Segundo a tabela, qual é a sequência de aminoácidos da proteína representada no esquema? a) VYANEENQMILHRKLIAE. b) KRAVLHENIMYQKRMILA. c) NEVYAENQMILHRKLIAE. d) AVKRHLIMENQAVLRHEA e) EAILKRHLIMQNEAYVEN. ENEM – BIOLOGIA M.5

57 X SAIR (Reprodução de questão-modelo elaborada pelo Inep) 3 Considere a situação em que foram realizados dois experimentos, designados de experimentos A e B, com dois tipos celulares, denominados células 1 e 2. No experimento A, as células 1 e 2 foram colocadas em uma solução aquosa contendo cloreto de sódio (NaCl) e glicose (C6H12O6), com baixa concentração de oxigênio. No experimento B foi fornecida às células 1 e 2 a mesma solução, porém com alta concentração de oxigênio, semelhante à atmosférica. Ao final do experimento, mediu-se a concentração de glicose na solução extracelular em cada uma das quatro situações. Este experimento está representado no quadro abaixo. Foi observado no experimento A que a concentração de glicose na solução que banhava as células 1 era maior que a da solução contendo as células 2 e esta era menor que a concentração inicial. No experimento B, foi observado que a concentração de glicose na solução das células 1 era igual à das células 2 e esta era idêntica à observada no experimento A, para as células 2, ao final do experimento.

58 X SAIR a) células 1 realizam metabolismo aeróbio. b) células 1 são incapazes de consumir glicose. c) células 2 consomem mais oxigênio que as células 1. d) células 2 têm maior demanda de energia que as células 1. e) células 1 e 2 obtiveram energia a partir de substratos diferentes. RESPOSTA: A

59 X SAIR QUESTÕES ENEM Elaboração: Fábio Levi Revisão técnica: Roberta Bueno Revisão: Lara Milani (coord.), Alexandre Sansone, André Annes Araujo, Débora Baroudi, Fabio Pagotto, Flávia Yacubian, Greice Furini, Luiza Delamare, Maria Fernanda Neves, Renata Tavares, Valéria C. Borsanelli Diagramação: Adailton Brito de Souza, Gustavo Sanches, Keila Grandis, Marlene Moreno, Valdei Prazeres, Vicente Valenti © 2009, Grupo Santillana/Sistema UNO Uso permitido apenas em escolas filiadas ao Sistema UNO Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida, arquivada ou transmitida, de qualquer forma, em qualquer mídia, seja eletrônica, química, mecânica, óptica, de gravação ou de fotocópia, fora do âmbito das escolas do Sistema UNO. A violação dos direitos mencionados constitui delito contra a propriedade intelectual e os direitos de edição. GRUPO SANTILLANA Rua Padre Adelino, 758 – Belenzinho São Paulo SP – Brasil – CEP Vendas e Atendimento: Tel.: (11) Fax: (11) FIM


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