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1ª série · Biologia
A biologia celular · A célula e a sua organização

A teoria celular e os tipos de células

Quando você observa ao microscópio uma gota de água da Baía de Guanabara, uma gota de sangue ou uma fatia fina de cortiça, vê sempre unidades minúsculas que funcionam de forma autônoma: as células. Por que essa regularidade? De onde veio a primeira célula? Por que elas são tão diferentes entre si? E onde fica a fronteira entre o que é vivo e o que não é?

A teoria celular

Você já estudou no 6º ano que a célula é a menor unidade capaz de realizar as funções da vida, e que os seres vivos se organizam em níveis: células, tecidos, órgãos, sistemas e organismo. Vamos ver de onde vem essa ideia. Ao longo de dois séculos, a observação ao microscópio foi acumulando a mesma resposta: toda a matéria viva é feita de células. Esta ideia ficou conhecida como teoria celular.

Linha do tempo com os marcos da teoria celular: Hooke em 1665, Schleiden e Schwann em 1838-1839 e Virchow em 1855. Hooke, 1665 observa «células» na cortiça Schleiden e Schwann, 1838-39 enunciam os dois primeiros postulados Virchow, 1855 «omnis cellula e cellula» 1 2 3

Acima da célula, a matéria viva organiza-se por níveis de complexidade crescente. A célula é a unidade básica. Várias células especializadas formam um tecido. Vários tecidos que colaboram formam um órgão. Os órgãos que cumprem uma função geral formam um sistema de órgãos, e o conjunto dos sistemas constitui o organismo. Abaixo da célula está a organela: um componente da célula com função especializada, que não é vivo por si só.

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Enuncie os três postulados da teoria celular e indique qual destas afirmações a contradiz, fundamentando a sua escolha: a) todos os seres vivos são constituídos por uma…

Enuncie os três postulados da teoria celular e indique qual destas afirmações a contradiz, fundamentando a sua escolha: a) todos os seres vivos são constituídos por uma ou mais células; b) algumas células podem surgir por geração espontânea a partir de matéria inerte; c) a célula é a unidade funcional dos seres vivos; d) toda célula provém de outra célula preexistente.

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Ordene os seguintes níveis de organização da matéria viva em ordem crescente de complexidade e defina cada um deles com uma frase: órgão, célula, tecido, organela e…

Ordene os seguintes níveis de organização da matéria viva em ordem crescente de complexidade e defina cada um deles com uma frase: órgão, célula, tecido, organela e organismo.

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Células procarióticas e eucarióticas

Há células muito diferentes, mas só existem dois grandes tipos de organização. O critério que os separa é a organização do material genético.

Comparação entre uma célula procariótica em forma de bacilo, com parede celular, ribossomos e DNA livre no nucleoide, e uma célula eucariótica com núcleo de dupla membrana e organelas membranosas: mitocôndrias, retículo endoplasmático e complexo golgiense. Célula procariótica parede celular membrana plasmática ribossomos nucleoide (DNA) Sem núcleo: o DNA está livre no citoplasma e não há organelas membranosas. Célula eucariótica DNA membrana plasmática retículo endoplasmático ribossomos mitocôndria núcleo dupla membrana complexo golgiense citoplasma DNA dentro de um núcleo de dupla membrana e citoplasma com organelas membranosas.

Além da organização, as células se distinguem pelo tamanho. As procarióticas são, em geral, muito menores (cerca de 1 a 10 µm) do que as eucarióticas (cerca de 10 a 100 µm). O DNA procariótico é geralmente uma molécula circular única; o eucariótico está dividido em várias moléculas lineares, associadas a proteínas.

Procarióticas Eucarióticas
Núcleo ausente (nucleoide) presente, com envoltório nuclear de dupla membrana
Organelas membranosas ausentes presentes
DNA geralmente circular linear, em vários cromossomos
Tamanho típico cerca de 1 a 10 µm cerca de 10 a 100 µm
Exemplos arqueias, bactérias, cianobactérias animais, plantas, fungos, protozoários, algas

As células eucarióticas podem ser animais, vegetais, de fungos ou de protistas. Entre elas, as vegetais têm parede celular celulósica, vacúolo grande e cloroplastos, que as animais não têm.

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Classifique os seguintes organismos e células em procarióticos ou eucarióticos, justificando sucintamente a sua escolha: uma cianobactéria, uma ameba, uma célula da sua…

Classifique os seguintes organismos e células em procarióticos ou eucarióticos, justificando sucintamente a sua escolha: uma cianobactéria, uma ameba, uma célula da sua pele, a bactéria do iogurte, uma levedura e uma alga verde.

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O esquema compara dois tipos de organização celular, A e B. Indique qual corresponde a uma célula procariótica e qual a uma eucariótica, identifique as estruturas…

O esquema compara dois tipos de organização celular, A e B. Indique qual corresponde a uma célula procariótica e qual a uma eucariótica, identifique as estruturas assinaladas com ? e explique que implicação tem para a célula a diferença que se observa na organização do seu material genético.

A B ?1 ?2 ?3 ?4
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Compare uma célula procariótica e uma célula eucariótica considerando o seu tamanho típico, a presença de núcleo e de organelas membranosas e a forma do seu DNA.…

Compare uma célula procariótica e uma célula eucariótica considerando o seu tamanho típico, a presença de núcleo e de organelas membranosas e a forma do seu DNA. Explique, a partir dessa comparação, onde as cianobactérias realizam a fotossíntese, uma vez que não possuem cloroplastos.

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A vantagem de ter organelas membranosas

O surgimento das organelas membranosas foi um marco na evolução da célula. Por quê?

Dois exemplos: a respiração aeróbia, que ocorre na mitocôndria, e a digestão intracelular, que ocorre nos lisossomos. Nos lisossomos, as enzimas digestivas trabalham em meio ácido e ficam isoladas do citoplasma, que de outro modo seria digerido.

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O surgimento das organelas membranosas foi um marco na evolução da célula. Explique que vantagens oferece a divisão do interior celular em compartimentos delimitados por…

O surgimento das organelas membranosas foi um marco na evolução da célula. Explique que vantagens oferece a divisão do interior celular em compartimentos delimitados por membranas e indique dois exemplos concretos de processos que se beneficiam dela.

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A teoria endossimbiótica

Uma bactéria tem o material genético solto no citoplasma. Uma célula animal guarda o seu DNA em um núcleo e tem ainda organelas de dupla membrana com DNA próprio. Como surgiram esses compartimentos tão complexos? A teoria da endossimbiose, proposta por Lynn Margulis, explica a origem de mitocôndrias e cloroplastos, e é retomada no apartado sobre a origem da vida.

Origem endossimbiótica: uma bactéria é fagocitada pela célula ancestral e fica integrada no citoplasma como organela de dupla membrana. célula ancestral fagocita uma bactéria aeróbia fica integrada como organela com dupla membrana

Os limites da célula

Se a vida é feita de células, o que dizer de um vírus? E se toda a célula vem de outra célula, como foi desmentida a ideia de que os seres vivos podem nascer da matéria inerte?

Comparação entre um vírus, formado só por uma cápside proteica que encerra o material genético, e uma célula com membrana, citoplasma, ribossomos, núcleo e metabolismo próprio. Vírus Célula cápside proteica material genético núcleo (DNA) ribossomos citoplasma sem citoplasma nem ribossomos sem metabolismo próprio com citoplasma, ribossomos e metabolismo próprio

Durante séculos, muita gente acreditou na geração espontânea (abiogênese): a ideia de que seres vivos podem surgir da matéria inerte. Redi, Spallanzani e Pasteur foram derrubando essa ideia com experimentos, e o princípio oposto, a biogênese (todo ser vivo vem de outro ser vivo), passou a ser aceito.

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Em sedimentos marinhos profundos foi descoberta uma entidade microscópica («Partícula Z») rodeada por uma bicamada lipídica que contém um genoma de DNA de fita dupla de…

Em sedimentos marinhos profundos foi descoberta uma entidade microscópica («Partícula Z») rodeada por uma bicamada lipídica que contém um genoma de DNA de fita dupla de 1,2 Mb com genes para sintetizar vários aminoácidos e tRNAs próprios. No entanto, carece de maquinaria para sintetizar ATP, de ribossomos e de capacidade para se dividir de forma autônoma fora do seu hospedeiro celular. Um título de divulgação científica afirma: «Descoberta uma nova célula que quebra a fronteira entre vírus e bactérias».

Refute o título jornalístico aplicando rigorosamente os postulados da teoria celular e o conceito biológico de vida. Justifique por que a presença de genes metabólicos não converte esta partícula em uma célula independente e argumente por que este tipo de entidade biológica é estudado no âmbito da biologia.

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Um grupo de estudantes tenta replicar o clássico experimento de Pasteur: ferve caldo nutritivo durante 10 minutos em um balão de pescoço de cisne e o deixa em repouso…

Um grupo de estudantes tenta replicar o clássico experimento de Pasteur: ferve caldo nutritivo durante 10 minutos em um balão de pescoço de cisne e o deixa em repouso intacto. Passados quatro dias, o caldo fica turvo e eles detectam proliferação bacteriana (bacilos esporulados do gênero Bacillus). Um aluno conclui: «Isto demonstra que Pasteur se enganou e que a geração espontânea ocorre mesmo se o meio for suficientemente rico».

Conteste a afirmação do aluno explicando qual falha metodológica foi cometida ao replicar o desenho de Pasteur e por que a presença de esporos bacterianos não valida a geração espontânea. Por último, analise o aparente paradoxo colocado pelo postulado «toda célula provém de outra célula» diante das teorias científicas atuais sobre a origem pré-biótica da primeira célula viva.

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Volte ao início: a regularidade que você observou ao microscópio resulta do fato de a célula ser a unidade da vida e de toda a célula provir de outra. A diversidade celular nasceu da compartimentação e da endossimbiose, e os vírus marcam a fronteira por não terem estrutura celular nem metabolismo próprio. A origem da primeira célula é uma pergunta à parte, a da origem da vida.

Em resumo

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