Exercícios: 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.

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.

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.

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.

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 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.