Tipos de células: procarióticas e eucarióticas

Todas as células, independentemente do seu tipo, compartilham três elementos fundamentais. Indique-os e explique que função cada um desempenha.

Explique qual é a diferença fundamental entre uma célula procariótica e uma célula eucariótica e dê um exemplo de ser vivo com cada tipo de célula.

Explique o que é o núcleo da célula, o que ele contém e que tipos de células o possuem.

Que função a membrana celular desempenha? Explique o que aconteceria se a célula a perdesse, comparando essa situação com o que significaria para você perder a pele.

Para que servem as mitocôndrias? Raciocine em quais células do seu corpo você acha que elas serão muito abundantes.

No esquema de uma célula eucariótica animal, o número 1 assinala uma estrutura grande e esférica situada na zona central, enquanto o número 2 assinala uma organela ovalada com dobras ou cristas no seu interior. Indique qual número assinala o núcleo e qual número assinala uma mitocôndria, e explique a função de ambas as estruturas.

Se o núcleo fosse o «gabinete de direção» de uma fábrica e o citoplasma a «oficina», explique que aspectos corretos essa analogia tem (ordens, informação, trabalho) e cite uma limitação importante.

Ao observar no microscópio uma amostra de células do interior da sua bochecha e outra de cebola, notam-se diferenças. Aponte duas diferenças de forma e de estrutura entre elas e explique a que tipo de célula eucariótica cada uma pertence.

Que organela faz com que as partes verdes das plantas tenham essa cor? Explique que processo ocorre nela e por que razão é tão importante para a vida na Terra.

Em uma célula vegetal, indique a função da parede celular, de um cloroplasto e do vacúolo central, e explique por que essas três estruturas não aparecem em uma célula animal.

Elabore uma tabela comparativa entre a célula animal e a célula vegetal com as seguintes linhas: parede celular, cloroplastos, vacúolos e forma habitual da célula.

As células vegetais possuem uma parede rígida que as células animais não têm. Explique que vantagem a parede traz a uma planta que não tem esqueleto e como os animais compensam essa ausência.

O vacúolo central de uma célula vegetal pode ocupar a maior parte do seu interior. Explique o que ele contém, que funções desempenha (armazenar água e substâncias, manter a célula firme) e o que acontece com uma planta quando os seus vacúolos perdem água.

Faça dois esquemas desenhados, um de uma célula animal e outro de uma vegetal, com pelo menos quatro legendas em cada um; em seguida, explique em uma frase a diferença mais importante entre os dois desenhos.

Onde se encontra o material genético (DNA) em uma célula eucariótica e em uma célula procariótica? Que consequências essa diferença traz para a organização interna de cada tipo de célula?

As bactérias não têm mitocôndrias e, mesmo assim, também obtêm energia a partir dos alimentos. Raciocine como é possível que uma célula sem organelas delimitadas por membrana desempenhe as mesmas funções vitais que uma eucariótica, e indique onde você acha que esses processos ocorrem no seu interior.

Em um laboratório misturaram-se três amostras celulares sem identificação (A, B e C) procedentes de três tecidos diferentes: o músculo da asa de um pardal, a pétala branca de uma margarida e uma folha verde de espinafre.

Ao observá-las ao microscópio, registram-se estas características:

• Amostra A: células alongadas, com um consumo de energia muito alto, sem parede celular nem cloroplastos, e repletas de mitocôndrias.

• Amostra B: células com parede celular rígida, grande vacúolo central e centenas de cloroplastos.

• Amostra C: células vegetais com parede e vacúolos desenvolvidos, mas sem um único cloroplasto e com escassas mitocôndrias.

1. a) Identifique fundamentadamente a que tecido e ser vivo pertence cada amostra, justificando a sua decisão a partir da presença, ausência e abundância de cada organela.
2. b) Preveja o que aconteceria às células da amostra B se a planta fosse mantida em um quarto escuro durante três semanas: poderiam continuar a produzir glicose? Deixariam de funcionar imediatamente as suas mitocôndrias? Justifique a sua resposta.

Ao contrário dos seres humanos (cujos glóbulos vermelhos maduros perdem o núcleo), os anfíbios e as aves têm glóbulos vermelhos que conservam o núcleo durante toda a sua vida.

1. a) Ao comparar dois glóbulos vermelhos com o mesmo volume, um humano e outro de rã, o glóbulo humano é capaz de abrigar uma quantidade visivelmente maior de hemoglobina (a proteína transportadora de oxigênio). Justifique a que se deve essa vantagem funcional em nível celular.
2. b) Em um experimento de laboratório, submetem-se ambos os tipos de glóbulos vermelhos a uma substância que danifica lentamente as proteínas da sua membrana celular. Os glóbulos vermelhos de rã conseguem fabricar novas proteínas para reparar a membrana e continuar vivendo, enquanto os humanos não conseguem se reparar e morrem em poucos dias sem poder se dividir. Explique a causa biológica desse fato relacionando a função do núcleo e do DNA com a capacidade de autorreparação e reprodução celular.

Um agricultor realiza um experimento com dois grupos de plantas de feijão:

• Grupo 1: cultivadas em vasos com terra preta tradicional. Suas raízes são completamente brancas e suas folhas são verdes.

• Grupo 2: cultivadas em tubos de vidro transparente com água e sais minerais dissolvidos (hidroponia), de modo que as raízes recebem luz solar contínua. Após duas semanas, essas raízes ficaram verde-claras e contêm cloroplastos funcionais.

1. a) Sabendo que todas as células de uma mesma planta compartilham exatamente o mesmo DNA, justifique por que as raízes que crescem debaixo da terra não gastam energia formando cloroplastos e qual estímulo provocou o aparecimento deles no grupo 2.
2. b) Um colega afirma: «Como as raízes normais do grupo 1 não têm cloroplastos, elas não precisam respirar nem consomem oxigênio; a respiração celular é exclusiva das folhas». Refute essa afirmação explicando de onde a raiz obtém a energia para absorver água e sais, e preveja o que aconteceria com a planta se a terra ficasse completamente inundada de água durante muitos dias, impedindo a entrada de ar.

Em um debate na aula, um estudante defende a seguinte ideia: «Dado que todas as células eucarióticas do nosso corpo possuem os mesmos tipos de organelas, todas as células têm exatamente a mesma proporção delas e realizam um esforço metabólico semelhante».

Para rebater a afirmação dele, você dispõe de informações sobre três células humanas especializadas:

• Célula A (fibra do músculo cardíaco): contrai e bombeia sangue sem descanso durante toda a vida.

• Célula B (célula do pâncreas): fabrica e secreta para o tubo digestório milhares de proteínas digestivas por minuto, empacotando-as em vesículas.

• Célula C (macrófago, um glóbulo branco): patrulha os tecidos englobando bactérias e destruindo-as por meio de digestão celular interna.

1. a) Deduza e justifique qual organela específica (mitocôndrias, retículo endoplasmático/complexo de Golgi, ou lisossomos) deve estar especialmente hiperdesenvolvida em cada uma dessas três células para que possam desempenhar sua função.
2. b) Preveja o que aconteceria com o coração de um paciente se uma toxina bloqueasse seletivamente a função das mitocôndrias das células do tipo A.

Você observa ao microscópio óptico uma gota de água parada. O campo de visão circular que você vê através da ocular mede $1\ \text{mm}$ de diâmetro ($1000\ \mu\text{m}$). Nele você distingue uma ameba unicelular com cerca de $200\ \mu\text{m}$ e várias bactérias alongadas com cerca de $2\ \mu\text{m}$.

1. a) Calcule quantas bactérias alinhadas em fila seriam necessárias para atravessar de um lado ao outro o diâmetro do campo de visão do microscópio, e quantas amebas seriam necessárias para fazer o mesmo.
2. b) O limite de resolução do olho humano (a distância mínima entre dois pontos para distingui-los separadamente) é de aproximadamente $0,1\ \text{mm}$ ($100\ \mu\text{m}$). Justifique com dados numéricos por que uma pessoa com boa visão poderia chegar a intuir a ameba a olho nu como um ponto minúsculo, enquanto para ver a bactéria o microscópio é estritamente imprescindível.
3. c) Sendo a ameba e a bactéria ambas organismos unicelulares, por que seria muito difícil para uma bactéria procariótica típica crescer até atingir o tamanho de uma ameba de $200\ \mu\text{m}$? Fundamente que problema teria uma bactéria gigante para trocar e distribuir nutrientes até o seu centro sem organelas nem sistemas de transporte interno.

No laboratório você dispõe de um microscópio óptico cujo limite de resolução é de $0,2\ \mu\text{m}$ ($200\ \text{nm}$). Você observa células da epiderme de cebola e consulta estes dados de tamanho médio:

• Célula de cebola: $150\ \mu\text{m}$

• Núcleo: $10\ \mu\text{m}$

• Mitocôndria: $2\ \mu\text{m}$

• Ribossomo: $0,025\ \mu\text{m}$ ($25\ \text{nm}$)

• Espessura da membrana plasmática: $0,008\ \mu\text{m}$ ($8\ \text{nm}$)

1. a) Analise os dados e deduza justificadamente quais destas estruturas você poderá observar com clareza com o seu microscópio óptico e quais serão impossíveis de ver com ele, por mais que você amplie a imagem.
2. b) Um colega entrega o seu caderno de atividades com um desenho da célula de cebola vista ao microscópio no qual desenhou com grande detalhe dezenas de ribossomos flutuando no citoplasma e a bicamada de lipídios da membrana. Justifique por que o professor diz a ele que esse desenho não é fruto da observação real.
3. c) Que tipo de microscópio foi necessário inventar para descobrir e fotografar os ribossomos? Explique em que ele se diferencia principalmente do microscópio óptico para conseguir um nível de detalhe tão elevado.