Organização do organismo

Todo ser vivo é feito de células. Uma célula é a menor parte capaz de realizar os processos vitais. Neste tópico, você compara uma célula de planta, uma célula animal e a célula de uma bactéria. Todas as novas células são formadas pela divisão de células já existentes.

Quais estruturas estão em cada célula?

Assim, células vegetais e animais compartilham cinco estruturas: membrana plasmática, citoplasma, ribossomos, núcleo e mitocôndrias. Uma célula vegetal possui três estruturas extras: parede celular, um grande vacúolo e (nas partes verdes) cloroplastos.

O que cada estrutura faz

• Membrana plasmática — controla quais substâncias entram e saem da célula.
• Citoplasma — um líquido gelatinoso onde ocorrem muitas reações químicas.
• Núcleo — controla as atividades da célula e armazena o material genético.
• Ribossomos — onde as proteínas são produzidas.
• Mitocôndrias — local da respiração para liberar energia.
• Parede celular — feita de celulose; confere à célula vegetal resistência e forma fixa.
• Cloroplastos — contêm clorofila, uma substância verde que captura a luz para a fotossíntese.
• Vacúolo grande — preenchido com suco celular; ajuda a manter a célula vegetal firme.

Células bacterianas

Um bactéria é um procarioto — sua célula não tem núcleo. Em vez disso, seu DNA é um único loop (anel), solto no citoplasma. Bactérias também possuem pequenos anéis extras de DNA chamados plasmídeos. Uma célula bacteriana tem parede celular e membrana, citoplasma e ribossomos, mas não tem mitocôndrias nem cloroplastos.

As partes de uma célula bacteriana desempenham estas funções:

• DNA circular — o único anel contém a maior parte dos genes e, portanto, controla as atividades da célula (a função que o núcleo desempenha em uma célula vegetal ou animal).
• plasmídeos — contêm alguns genes extras, por exemplo, um gene de resistência a um antibiótico. Os plasmídeos podem passar de uma bactéria para outra, e os cientistas os usam para inserir novos genes em bactérias.
• parede celular — mantém a forma da célula e impede que ela se rompa quando a água entra. Ela não é feita de celulose.
• membrana celular, citoplasma e ribossomos — desempenham as mesmas funções que em outras células: controlar o que entra e sai, abrigar as reações e produzir proteínas.

As bactérias não têm mitocôndrias, mas ainda assim respiram: as reações da respiração acontecem no citoplasma e na membrana celular.

Identificando uma célula em um diagrama

Na prova, muitas vezes é apresentada uma célula desconhecida e você precisa identificar seu tipo. Procure estas pistas, nesta ordem:

1. Há um núcleo? Sem núcleo, mas com um anel de DNA (e talvez plasmídeos) → uma bactéria.
2. Há uma parede celular? Com núcleo, mas sem parede celular → uma célula animal.
3. Há cloroplastos ou um grande vacúolo permanente? Com núcleo, parede celular e cloroplastos → uma célula vegetal (uma célula vegetal de uma raiz não tem cloroplastos, mas ainda tem parede celular e um grande vacúolo).

Exemplo resolvido. Um organismo unicelular, Euglena, tem cloroplastos, um grande vacúolo permanente, núcleo, citoplasma e membrana celular. Quais dessas estruturas também seriam encontradas em uma célula animal? Células animais não têm cloroplastos nem um grande vacúolo permanente, portanto a resposta é membrana celular, citoplasma e núcleo. Uma célula de levedura (um fungo) é outra armadilha: ela tem núcleo, parede celular e vacúolo, mas não tem cloroplastos, pois não consegue realizar fotossíntese.

Novas células surgem de células existentes

Novas células são formadas somente pela divisão de células que já existem. Quando uma célula se divide, ela primeiro copia seu material genético, de modo que cada nova célula receba uma cópia completa. Uma bactéria cresce, copia seu anel de DNA e depois se divide em duas células-filhas, cada uma com um anel de DNA. As duas células-filhas são geneticamente idênticas à célula original.

A maioria das células são células especializadas — sua forma e partes se adequam a uma função específica.

Espermatozoides e células do óvulo são as células sexuais, chamadas de gametas.

Em uma resposta de prova, relacione a característica à função usando "assim" ou "o que significa que". Por exemplo:

• Células ciliadas revestem a traqueia e os brônquios. Células caliciformes próximas a elas produzem muco, que retém poeira e bactérias; os cílios batem (ondulam) para levar o muco até a garganta, mantendo a sujeira longe dos pulmões.
• Uma célula de pelo radicular tem um longo prolongamento que proporciona uma grande área de superfície, permitindo que ela absorva água (por osmose) e íons minerais mais rapidamente. Ela não tem cloroplastos, pois fica no escuro, abaixo do solo.
• As células do mesófilo paliçádico são repletas de cloroplastos e ficam perto da superfície superior da folha, de modo que absorvem o máximo possível de luz.
• Um neurônio tem uma fibra muito longa, permitindo que uma única célula conduza um impulso por uma longa distância (por exemplo, da medula espinhal até um pé).
• Uma hemácia contém hemoglobina, que transporta oxigênio; a ausência de núcleo deixa mais espaço para a hemoglobina, e o formato de disco proporciona uma grande superfície para a difusão de oxigênio para dentro e para fora.
• Um espermatozoide tem uma cauda (flagelo) para nadar até o óvulo e muitas mitocôndrias para liberar energia para a natação. Um óvulo é grande e tem alimento armazenado em seu citoplasma para o crescimento inicial do embrião.

Um organismo formado por muitas células é organizado em níveis, do menor ao maior:

• célula — a menor unidade de vida (por exemplo, uma hemácia).
• tecido — um grupo de células semelhantes que trabalham juntas (por exemplo, músculo).
• órgão — vários tecidos diferentes que trabalham juntos para realizar uma função (por exemplo, o coração ou uma folha).
• sistema orgânico — vários órgãos que trabalham juntos (por exemplo, o sistema digestivo, que decompõe os alimentos).
• organismo — todos os sistemas orgânicos juntos formam um ser vivo inteiro.

*De uma única célula até todo o organismo

As células são microscópicas, então você as observa sob um microscópio, que as faz parecer muito maiores. O quanto a imagem aumenta é chamado de aumento.

*Cubra a quantidade que você deseja no triângulo para ler sua fórmula

• tamanho da imagem = o tamanho no desenho ou foto.
• tamanho real = o tamanho verdadeiro da amostra.

O aumento não tem unidade — é apenas um número, por exemplo ×250. Você pode rearranjar a fórmula:

Exemplo resolvido. Uma estrutura é mostrada com um aumento de 250. Seu tamanho da imagem é 5,00 mm. Então o tamanho real = 5,00 ÷ 250 = 0,02 mm. Sempre coloque ambos os tamanhos na mesma unidade antes de dividir.

Mudança de unidades (Suplemento)

As células geralmente são medidas em micrômetros (μm), que são menores que milímetros (mm):

Assim, 0,02 mm = 20 μm. Para converter mm em μm, multiplique por 1000. Para converter μm em mm, divida por 1000.

Exemplo resolvido. Uma célula é desenhada com 60 mm de largura, e sua largura real é 30 μm. Calcule a ampliação. Primeiro, iguale as unidades: tamanho da imagem = 60 mm = 60 × 1000 = 60,000 μm. Em seguida, ampliação = imagem ÷ real = 60,000 ÷ 30 = ×2000. Se você esquecer de converter e dividir 60 ÷ 30, obterá ×2 — mil vezes menor. Este é o erro mais comum em todo o tópico.

Medindo uma imagem por conta própria

Muitas questões apresentam uma foto ou um desenho e uma régua e pedem que você meça o tamanho da imagem.

1. Meça a estrutura em milímetros com uma régua, ao longo da linha indicada na questão (por exemplo, o comprimento marcado X–Y). Meça de uma extremidade à outra, arredondando para o mm mais próximo.
2. Anote a medida — muitas vezes há um ponto por isso.
3. Insira a medida na fórmula, convertendo-a para μm se a resposta precisar estar em μm.
4. Dê a resposta com um número adequado de algarismos e sua unidade (a ampliação não tem unidade).

Usando uma barra de escala. Algumas imagens não têm a ampliação impressa, mas apresentam uma barra de escala: uma linha com seu comprimento real escrito ao lado (por exemplo, uma linha identificada como 10 μm). Meça a barra de escala também. Sua ampliação = comprimento medido da barra ÷ comprimento real que ela representa.

Exemplo resolvido (barra de escala). Um desenho de uma célula de levedura tem uma barra de escala identificada como 1 μm. A barra mede 12 mm na página, e a célula mede 54 mm de comprimento. Ampliação = 12 mm ÷ 1 μm = 12,000 μm ÷ 1 μm = ×12,000. Comprimento real da célula = 54 mm ÷ 12,000 = 0.0045 mm = 4.5 μm. Uma maneira mais rápida: a célula tem 54 ÷ 12 = 4.5 vezes o comprimento da barra, portanto mede 4.5 × 1 μm = 4.5 μm.

Exemplo resolvido (determinando o tamanho da imagem). Uma célula paliçádica tem 0.08 mm de comprimento. Qual será seu comprimento em um desenho com ampliação de ×400? Tamanho da imagem = tamanho real × ampliação = 0.08 × 400 = 32 mm.

Fazendo um desenho biológico

Questões práticas frequentemente dizem “Faça um desenho grande de...” um espécime ou uma fotografia e depois pedem a ampliação. Os pontos são atribuídos por um registro claro e preciso, não pela qualidade artística. Siga estas regras:

• Use um lápis apontado, não uma caneta, para poder apagar erros.
• Faça um desenho grande: preencha a maior parte do espaço disponível.
• Faça contornos contínuos e claros, sem lacunas nem linhas repetidas de esboço.
• Não faça sombreamento nem colora.
• Mantenha as proporções corretas: se uma parte tiver o dobro do comprimento de outra no espécime, ela deverá ter o dobro do comprimento no desenho.
• Desenhe apenas o que você consegue ver, incluindo o número de partes (por exemplo, o número de sementes).
• Trace as linhas de identificação com uma régua: elas tocam a parte identificada, não se cruzam e não têm pontas de seta. Escreva as legendas fora do desenho.

Exemplo resolvido (ampliação do seu desenho). Um estudante desenha uma semente de feijão. A semente tem 15 mm de comprimento; no desenho, ela tem 75 mm de comprimento. Ampliação do desenho = tamanho da imagem ÷ tamanho real = 75 ÷ 15 = ×5. Ambos os comprimentos estão em mm, portanto não é necessária nenhuma conversão. Se a questão disser “meça ao longo da linha AB”, trace a linha no desenho na mesma posição que no espécime e meça ambos ao longo dela.

Erros comuns.

• Dizer que as mitocôndrias "produzem energia". A energia não pode ser criada; a respiração nas mitocôndrias libera energia da glicose.
• Dizer que todas as células vegetais possuem cloroplastos. Células radiculares estão abaixo do solo e não possuem cloroplastos, embora ainda tenham parede celular e vacúolo.
• Confundir parede celular com membrana plasmática. A membrana plasmática controla a entrada e saída; a parede celular (plantas e bactérias) fornece resistência e forma.
• Colocar unidades no aumento. O aumento é apenas um número, como ×250.
• Fazer sombreamento em um desenho ou colocar pontas de seta nas linhas de identificação. Use contornos limpos e linhas traçadas com régua que apenas toquem a parte identificada.
• Medir a imagem em mm mas o tamanho real em μm. Converta ambos para a unidade antes de dividir.
• Chamar o coração de tecido ou o músculo de órgão. Um tecido é um tipo de célula semelhante; um órgão é vários tecidos trabalhando juntos.

• Uma célula vegetal tem parede celular, vacúolo grande e cloroplastos; uma célula animal não tem nenhum desses. Ambas possuem núcleo, citoplasma, membrana plasmática, mitocôndrias e ribossomos.
• Uma célula sem núcleo, mas com plasmídeos e um laço de DNA, é uma bactéria.
• Para aumento, cubra a quantidade que você quer: aumento = imagem ÷ real; real = imagem ÷ aumento.
• Sempre converta para a mesma unidade antes de calcular. Lembre-se que 1 mm = 1000 μm.
• Para uma célula especializada, relacione sua função a uma característica que a adapte (por exemplo, uma hemácia não tem núcleo, então pode carregar mais oxigênio).
• Para identificar uma célula desconhecida, pergunte em sequência: há núcleo? parede celular? cloroplastos ou um grande vacúolo?
• Novas células surgem apenas da divisão de células existentes; uma bactéria em divisão produz duas células-filhas geneticamente idênticas.
• Com uma barra de escala, meça a barra e a estrutura na mesma unidade: tamanho real = (estrutura ÷ barra) × comprimento representado pela barra.