A célula, unidade dos seres vivos

Enuncia por palavras tuas as três ideias fundamentais da teoria celular.

Qual é a unidade mais pequena que pode ser considerada viva? Explica por que razão um organelo isolado, por exemplo uma mitocôndria, não é um ser vivo.

Com que instrumento foram descobertas as células? Explica por que razão não as conseguimos ver a olho nu e por que razão a sua descoberta aconteceu tão tarde na história.

Quando fazes um pequeno corte na pele, passados alguns dias a ferida fecha-se. Explica, com base na teoria celular, o que fizeram as células da zona afetada para a reparar e o que aconteceria se não se pudessem dividir.

Explica por palavras tuas o que significa a frase «todas as células provêm de outra célula» e que consequência tem: todos os seres vivos atuais estão unidos por uma cadeia de divisões celulares com origem num passado muito distante.

Observa o seguinte paradoxo histórico: em 1665, Robert Hooke foi o primeiro a utilizar a palavra «célula» ao observar uma lâmina de cortiça, mas tiveram de passar quase dois séculos até que se formulasse o primeiro princípio da teoria celular («todos os seres vivos são formados por células»).\na) Explica o que Hooke realmente observou na cortiça morta e por que razão essa imagem não lhe permitiu descobrir o interior vivo de uma célula nem compreender que os animais também eram formados por células.\nb) Se hoje te dessem uma amostra desconhecida ao microscópio e quisesses demonstrar que provém de um organismo vivo e não de matéria inerte, que características ou componentes celulares procurarias para o justificar?

No século XIX, Louis Pasteur concebeu uma experiência para verificar se os microrganismos surgiam por «geração espontânea» ou se se cumpria a ideia de Virchow («toda a célula provém de outra célula anterior»):\n1. Ferveu caldo nutritivo em dois balões para eliminar qualquer célula viva existente.\n2. O balão A tinha um gargalo curvado em «S» (pescoço de cisne), aberto ao ar mas com uma curva onde o pó se depositava.\n3. Ao balão B cortou-se o gargalo, deixando-o aberto na vertical.\na) Prevê o que acontecerá em cada balão segundo a hipótese da geração espontânea e o que aconteceria segundo o princípio de Virchow.\nb) Na experiência real, apenas o caldo do balão B ficou cheio de micróbios. Justifica como este resultado demonstra que os microrganismos não aparecem do nada e valida a teoria celular.

Os três princípios fundamentais da teoria celular estabelecem que a célula é a unidade estrutural (todos os seres vivos são formados por células), funcional (a célula realiza as três funções vitais) e de origem (toda a célula provém de outra anterior).\na) Analisa a estrutura e o modo de vida de um vírus face a estes três princípios: indica com precisão quais deles incumpre e justifica porquê.\nb) Um colega afirma: «Como os vírus têm material genético e podem multiplicar-se dentro de nós provocando doenças, a teoria celular está errada ao não os considerar seres vivos». Rebate a sua afirmação explicando por que razão os vírus são considerados «parasitas moleculares obrigatórios» e não células independentes.

A pirâmide representa os cinco níveis de organização dos seres vivos, do mais simples (base, nível 1) ao mais complexo (topo, nível 5), mas os seus nomes foram apagados. Coloca no nível correspondente estes termos — organismo, célula, órgão, tecido e sistema de órgãos — e dá um exemplo de cada nível no corpo humano.

Explica o que é um tecido e dá dois exemplos do corpo humano, indicando a função das suas células.

O que é um órgão? Nomeia três órgãos do corpo humano e explica brevemente que função desempenha cada um.

Uma pessoa é formada por biliões de células. Descreve a cadeia completa de níveis de organização desde um neurónio até ao organismo, nomeando cada nível intermédio com um exemplo.

Descreve a cadeia completa de níveis de organização num carvalho, desde uma célula de uma folha até à árvore completa, nomeando cada nível.

Escolhe dois sistemas de órgãos do corpo humano (por exemplo, o digestivo e o respiratório), nomeia dois órgãos de cada um e explica que tarefa desempenha cada sistema no seu conjunto.

Uma equipa médica analisa quatro amostras biológicas obtidas do corpo humano e anota as suas observações:\n- Amostra 1: Um miócito (célula muscular) individual com capacidade de se contrair perante estímulos.\n- Amostra 2: Uma lâmina de tecido muscular cardíaco formado por milhares de miócitos sincronizados.\n- Amostra 3: O coração completo, formado por tecido muscular, conjuntivo, nervoso e vasos sanguíneos.\n- Amostra 4: O aparelho circulatório no seu conjunto (coração, artérias, veias e capilares).\na) Ordena as quatro amostras do nível de organização mais simples ao mais complexo e explica que nova função surge ao passar da amostra 2 para a amostra 3 que a amostra 2 não consegue realizar por si só.\nb) Se uma toxina destruísse exclusivamente a estrutura contrátil de todos os miócitos cardíacos, como o da amostra 1, prevê e justifica em cascata como é que esta falha afetaria os níveis representados pelas amostras 2, 3 e 4, e a sobrevivência do organismo.

Explica a diferença entre um ser unicelular e um ser pluricelular e dá um exemplo de cada tipo.

Classifica estes seres vivos em unicelulares ou pluricelulares: uma bactéria, uma ameba, um cogumelo, uma minhoca e um carvalho. Que vantagens pensas que acarreta ser pluricelular?

No teu corpo existem células muito especializadas: o neurónio transmite sinais, o glóbulo vermelho transporta oxigénio e a célula muscular contrai-se. Explica o que significa que as células «dividem o trabalho entre si» num ser pluricelular e que vantagem isso traz.

Num laboratório realiza-se a seguinte experiência: separam-se individualmente as células de uma colónia da alga microscópica Pandorina e, por outro lado, separam-se as células do tecido de uma alga pluricelular complexa (como uma laminária). Todas as células isoladas são colocadas em recipientes com água e nutrientes.\na) As células de Pandorina são capazes de sobreviver e formar novas colónias por si sós, enquanto as células da alga complexa morrem pouco tempo depois. Justifica este resultado explicando o que têm os organismos pluricelulares verdadeiros (especialização e interdependência celular) de que uma colónia carece.\nb) A partir disto, deduz se uma colónia pode ser considerada um único ser vivo pluricelular ou um agrupamento de seres unicelulares.

Se passares uma esponja marinha viva por uma peneira fina, as suas células separam-se numa suspensão líquida, mas ao fim de algumas horas reconhecem-se, voltam a unir-se e reconstroem uma esponja funcional. Em contrapartida, se fizesses o mesmo com o tecido muscular ou o coração de um peixe, as células isoladas seriam incapazes de reconstruir o órgão e morreriam.\na) Justifica por que razão isto acontece explicando a diferença entre o nível de organização celular de uma esponja e o de um animal com tecidos verdadeiros.\nb) A partir desta experiência, considerarias correto afirmar que a esponja possui órgãos ou sistemas? Argumenta a tua resposta com base na hierarquia dos níveis de organização.

A gema de um ovo de galinha é uma única célula gigante que se vê perfeitamente a olho nu. Explica por que razão é uma exceção à regra de que as células são microscópicas e o que contém para que o pintainho se possa desenvolver.

Quase todas as células são microscópicas. Raciocina sobre a conveniência de as células serem pequenas, tendo em conta a forma como trocam substâncias com o exterior através da sua membrana.

Um colega de turma afirma: «Para que uma cria de elefante cresça até se transformar num adulto de 5000 kg, as suas células devem tornar-se milhares de vezes maiores do que as de um rato recém-nascido».\na) Rebate a sua afirmação explicando por que razão as células não podem crescer de forma ilimitada (pensa nas dificuldades que uma célula gigante teria para que os nutrientes e o oxigénio chegassem a todo o seu interior através da membrana).\nb) Explica que mecanismo celular permite realmente que um organismo aumente de tamanho sem que as suas células deixem de ser microscópicas.

O nervo ciático de uma girafa contém axónios de neurónios individuais que podem medir mais de 1,5 m de comprimento. Perante este dado, um estudante afirma: «Se mede metro e meio, esse neurónio já não é microscópico e poderíamos vê-lo a olho nu sobre uma mesa como se fosse uma linha de costura».\na) Sabendo que a espessura desse axónio é de apenas 0,01 mm (10 micrómetros), rebate o erro do estudante: explica por que razão continua a ser uma célula microscópica apesar do seu grande comprimento.\nb) Compara esse neurónio alongado com uma célula esférica imaginária que tivesse exatamente o mesmo volume: qual das duas terá maior superfície exterior para trocar substâncias com o seu meio envolvente? Justifica por que razão a forma alongada se revela vantajosa para uma célula tão extensa.