Em formação

14.5: Perguntas pós-laboratório - Biologia


14.5: Perguntas pós-laboratório

Laboratório 5 Ap, Amostra 4

Introdução:
A respiração celular é a liberação de energia de compostos orgânicos por oxidação química metabólica na mitocôndria dentro de uma célula. Existem várias leis físicas relacionadas aos gases e são importantes para a compreensão de como o equipamento deste laboratório funciona. Elas são resumidas como leis gerais dos gases que afirmam: PV = nRT onde: P representa a pressão do gás, V representa o volume do gás, n representa o número de moléculas de gás que existem, R representa a constante do gás e T representa a temperatura do gás. Um respirômetro é o sistema usado para medir a respiração celular. As mudanças de pressão no respirômetro são diretamente relativas a uma mudança na quantidade de gás que há no respirômetro, desde que o volume e a temperatura do respirômetro não mudem. Para julgar o consumo de oxigênio em dois respirômetros diferentes, você deve atingir o equilíbrio em ambos os respirômetros.

A respiração celular é o procedimento de transformar a energia química das moléculas orgânicas em um tipo que pode ser usado pelos organismos. A glicose pode ser completamente oxidada se uma quantidade adequada de oxigênio estiver presente. A equação para a respiração celular é C6H12O6 + 6O2 à 6CO2 + 6H2O + energia. O dióxido de carbono é formado à medida que o oxigênio é usado. A pressão devido ao CO2 pode cancelar quaisquer alterações devido ao consumo de oxigênio. Para se livrar desse problema, será adicionado um produto químico que removerá seletivamente o dióxido de carbono eliminado. O hidróxido de potássio reagirá quimicamente com o dióxido de carbono por esta equação: CO2 + K2CO3 + H2O.

Hipótese:
A taxa de respiração celular será mais alta nas ervilhas em germinação em banhos de água fria e à temperatura ambiente do que nas ervilhas em germinação ou não. A temperatura mais baixa nos banhos de água fria deve retardar o processo de respiração celular nas ervilhas.

Materiais:
Os materiais usados ​​neste laboratório foram os seguintes: banho-maria, cilindro graduado, termômetro, fita, arruelas de metal, contas, ervilhas germinativas, ervilhas não germinativas, miçangas, provetas, outro cilindro graduado, gelo, papel e um lápis são necessários para este laboratório.

Métodos:
Obtenha um banho de água à temperatura ambiente e um banho de água a 10 graus Celsius. Adicione gelo à água em temperatura ambiente e observe o termômetro até que a temperatura alcance 10 graus Celsius. Para o respirômetro um, obtenha um cilindro graduado e encha-o com 50mL de água. Coloque 25 ervilhas em germinação e determine o deslocamento de água. Registre o volume, retire as ervilhas e coloque-as sobre uma toalha de papel. Para o respirômetro dois, obtenha o mesmo cilindro graduado, preenchido novamente com 50mL de água. Solte vinte e cinco das ervilhas não germinantes na água e continue adicionando contas à água até que o mesmo deslocamento de água para as ervilhas não germinantes iguale o primeiro resultado. Remova o conteúdo e escorra a água deixando as ervilhas e contas secarem em uma toalha de papel. Para o respirômetro três, encha o cilindro graduado de 100mL com 50mL de água e obtenha o primeiro valor de deslocamento de água adicionando apenas contas à água no cilindro. Retire as contas, deixe a água escorrer e repita o mesmo procedimento para os respirômetros 4, 5 e 6, que serão colocados na água mais fria. Para montagem dos respirômetros, obtenha 6 frascos, cada um com uma rolha e uma pipeta. Coloque um pequeno chumaço de algodão absorvente no fundo de cada frasco e, usando um conta-gotas, sature o algodão com solução de KOH 15%. Certifique-se de que os frascos estão secos por dentro. Não receba KOH nas laterais do respirômetro. Coloque um pequeno chumaço de algodão não absorvente em cima do algodão saturado com KOH, certificando-se de que a mesma quantidade seja usada para cada respirômetro. Coloque o primeiro conjunto de ervilhas em seus respectivos frascos. Faça o mesmo para o segundo conjunto de ervilhas. Insira a tampa com a pipeta calibrada. Coloque um colar de peso no final de cada frasco. Faça uma tipoia de fita adesiva presa a cada lado dos banhos de água para manter as pipetas fora da água durante o período de equilíbrio de sete minutos. Os frascos 1, 2 e 3 devem permanecer na água em temperatura ambiente, enquanto 4, 5 e 6 devem permanecer no banho de água a 10 graus Celsius. Após sete minutos de equilíbrio, mergulhe todos os 6 respirômetros inteiramente em seus banhos de água designados. A água entra na pipeta por uma curta distância e para. Se a água continuar a entrar na pipeta, verifique se há vazamentos. Trabalhando rapidamente, organize as pipetas de forma que possam ser lidas através da água no início do experimento. Eles não devem ser mudados durante o experimento. Mantenha as mãos fora do banho-maria após o início do experimento. Certifique-se de que uma temperatura constante seja mantida. Deixe os respirômetros equilibrarem mais três minutos, registre a posição inicial da água em cada pipeta com aproximação de 0,01mL. Verifique a temperatura em ambos os banhos-maria e registre na tabela 5.1. Verifique e registre a cada cinco minutos por vinte minutos, repetindo o procedimento para aquela tarefa.


Relatório do laboratório Chem 106 7

Introdução Em química, moles são usados ​​como uma unidade de agrupamento. Isso pode ser muito útil ao converter unidades. Foi calculado que um mol de qualquer substância é o número de Avogadro, 6,022 x 1023 partículas. Neste experimento, para calcular o número de Avogadro, formamos uma monocamada de moléculas de ácido esteárico na superfície da água. Usamos o diâmetro do vidro de relógio, o volume médio da gota e o número de hexano / ácido esteárico necessário para formar a monocamada. Na parte B do laboratório, calcularemos o erro percentual e o desvio padrão dos dados de outra classe.

Materiais 1. Copo de 50 mL 2. Sabonete 3. Água da torneira 4. Acetona 5. Água destilada 6. Hexano / ácido esteárico 7. Pipeta Pasteur 8. Vidro de relógio 9. Régua 10. Laptop 11. Manual de laboratório 12. Calculadora

Observações e Experimental

PARTE A: Número de Avogadro Parte 1: Qual método fornece a medição mais precisa? A pipeta pasteur é o método mais preciso porque nos permite adicionar pequenas quantidades de hexano ao copo, o que resultaria em uma medição mais precisa. O copo não seria uma medida muito precisa porque a quantidade de hexano é muito pequena.

Parte 2: Determine o número de gotas necessárias para formar uma monocamada - Diâmetro do vidro de relógio: 14,7 cm - Número de gotas para o ensaio 1: 25 gotas - Número de gotas para o ensaio 2: 24 gotas

Cálculos: - área de superfície da água π = r 2 π (14,7 = cm / 2) 69,7 2 = 1 cm 2 - área da molécula SA 0,21 = nm 2 (1 cm / 10 7 nm) .1 2 = 2 x 10 - 15cm 2 - número de moléculas SA na monocamada 169,7 = cm 2 / 2,1 x 10 −15 cm 2 = 8,081 x 1016 moléculas - volume médio de solução adicionado ((25 4 6) / 3) = + 2 + 2 x (0,01910828) 0,47707 = mL = 4,77707 x 10 −4 L - moles SA 4,77707 = x 10 −4 L (0,10 g / L) (1 mol / 284,5 g) 1,679 = x 10 −7mol - Avogadros ′ Número (= número de SA moléculas em monocamada) / (moles SA) = (8,081 x 10 16 moléculas / 1,679 x 10 −7 mol) 4,8129 = x 1023 moléculas / mol

PARTE B: Há Erro nos Dados

diâmetro do vidro do relógio, cm

concentração de ácido esteárico, g / L

área superficial da água, cm 1 14,3 0,1 1,21E-02 23 20 27 160. 2 14,6 0,1 1,54E-02 15 17 16 167.

165,9 7 14,2 0,1 1,15E-02 23 24 20 158. 8 14,7 0,1 1,63E-02 28 24 26 169.

10 14,6 0,1 1,27E-02 25 27 21

solução de volume médio adicionado, moles SA adicionado% de erro experimental de Avodagro

Discussão e conclusões Para este experimento, houve muitas fontes de erro que podem ter alterado nossos resultados. O hexano evapora muito rapidamente e isso alterou a quantidade de solução que transferimos para o cilindro graduado ao testar o método da pipeta pasteur para a parte A. Nós adicionamos 3 mL ao béquer, mas como quando começamos a transferência, notamos que parte da solução de hexano já havia evaporado. Por causa dessa propriedade que o hexano possui, nosso valor para o volume médio de queda pode ter sido errado. Outra fonte de erro é a maneira como usamos a pipeta pasteur. Para a parte 2 da parte A, tivemos que usar a pipeta pasteur para colocar a solução de hexano / ácido esteárico na água do vidro de relógio. A pipeta Pasteur pode ser difícil de controlar ao colocar a mesma quantidade de solução na água. Algumas gotas podem ter sido maiores do que as outras, resultando em uma quantidade diferente de gotas. Na parte B do laboratório, muitos cálculos foram feitos. Nosso resultado final foi de 4,8 x 1023 moléculas / mol, porém deveríamos ter obtido ou pelo menos estar próximo a 6,3 x 1023 moléculas / mol. Sempre que se trata de cálculos, existem muitas maneiras de cometer pequenos erros que podem alterar nossos resultados finais. Podemos ter multiplicado ou dividido pelo número errado.

Referências - Smeureanu, G., Geggier, S. General Chemistry Laboratory, New York City, Hunter College Publishing, 2019, p.47-


14.4) Homeostase

Homeostase: é a manutenção de um ambiente interno constante.

A homeostase é o controle das condições internas dentro de limites definidos:

  • Células: alteram a composição do sangue à medida que removem nutrientes e O2 e adicionam resíduos e CO2.
  • Coração: mantém a pressão arterial constante para fornecer oxigênio e nutrientes ao corpo.
  • Pele: para manter a troca de calor com o meio externo.
  • Rins: regulam os níveis de água e sal (osmorregulação) e a remoção de resíduos como a uréia (excreção).
  • Pulmões: regulam as trocas gasosas Intestinos: fornecem nutrientes solúveis e água ao sangue.
  • Fígado: regula os solutos do sangue e remove as toxinas.

O controle homeostático é obtido usando mecanismos de feedback negativo:

  • se o nível de algo aumentar, os sistemas de controle o reduzem novamente
  • se o nível de algo cair, os sistemas de controle o aumentam novamente

Regulação do açúcar no sangue:

  • Os níveis de glicose no sangue são monitorados e controlados pelo pâncreas
  • O pâncreas produz e libera diferentes hormônios, dependendo do nível de glicose no sangue
  • A insulina é liberada quando os níveis de glicose no sangue estão altos - o fígado armazena o excesso de glicose como glicogênio
  • O glucagon é liberado quando os níveis de glicose no sangue estão baixos - o fígado converte o glicogênio armazenado em glicose e o libera no sangue
  • O diabetes é uma condição em que os níveis de glicose no sangue permanecem muito altos.
  • Ela pode ser tratada com a injeção de insulina.
  • A insulina extra faz com que o fígado converta a glicose em glicogênio, o que reduz o nível de glicose no sangue. Existem dois tipos de diabetes & # 8211 Tipo 1 e Tipo 2.

O diabetes tipo 1 é causado pela falta de insulina:

  • Sintomas: sensação de cansaço, sede, micção frequente e perda de peso.
  • Tratamento: exercícios regulares, injeção de insulina e monitoramento da dieta alimentar.

  • o camada basal e as células acima constituem o epiderme.
  • Existem células pigmentares especializadas na camada basal e na epiderme. Estes produzem um pigmento preto, melanina, o que dá a cor à pele. Quanto mais melanina, mais escura é a pele.
  • o derme contém tecido conjuntivo com folículos pilosos, glândulas sebáceas, glândulas sudoríparas, vasos sanguíneos e terminações nervosas.
  • Existe uma camada de tecido adiposo (depósito de gordura) abaixo da derme.

O corpo humano é projetado para funcionar de forma mais eficiente a 37ºC. Se você ficar com muito calor ou muito frio, existem maneiras de controlar a temperatura do seu corpo.


14.5: Perguntas pós-laboratório - Biologia

Experimento 1: Teste de Proteínas

Tabela 1: Teste de resultados de proteínas

Cor Inicial

Cor Final

A proteína está presente?

Registre sua hipótese sobre o que acontecerá quando a solução de Biureto for misturada com as soluções dos tubos de ensaio 1, 2, 3 e 4 aqui. Certifique-se de usar o raciocínio científico para apoiar sua hipótese.

Escreva uma declaração para explicar a composição molecular da solução desconhecida com base nos resultados obtidos durante o teste com a solução de Biureto e cada solução de amostra.

A dieta e a nutrição estão intimamente ligadas ao estudo das biomoléculas. Como você deve monitorar a ingestão de alimentos para garantir que as células do seu corpo tenham os materiais necessários para funcionar?

Existem outros tipos de reagentes usados ​​para determinar que tipo de biomolécula é uma substância. Por exemplo, os íons de cobre presentes no reagente de Benedict reagem com a extremidade livre de quaisquer açúcares redutores, como a glicose, quando aquecidos. Esses íons de cobre, originalmente de cor azul, são reduzidos pelo açúcar e produzem um precipitado de cor laranja-avermelhada. Alternativamente, o iodeto de iodo-potássio (IKI) também pode ser usado quando se trabalha com amido. IKI contém íons tri-iodo especiais que interagem com a estrutura em espiral de um polímero de amido. Antes de uma reação, o IKI exibe uma cor amarelo-marrom no entanto, após reagir com o amido, uma cor roxa escura ou preta é apresentada.

A molécula ilustrada abaixo produziu uma cor azul quando testada com o reagente de Benedict, uma cor amarela quando testada com IKI e uma cor violeta quando testada com reagente Biuret. Com base na estrutura mostrada abaixo e nesses resultados químicos, que tipo de biomolécula é essa?


Análise da atividade enzimática em 26 perguntas fáceis

Catalisadores são substâncias que reduzem a energia de ativação de uma reação química, facilitando-a ou tornando-a energeticamente viável. O catalisador aumenta a velocidade da reação química.

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2. Qual quantidade de catalisador é consumida na reação que catalisa?

Os catalisadores não são consumidos nas reações que catalisam.

3. Existe uma diferença entre os níveis de energia inicial e final nas reações catalisadas e não catalisadas?

A catálise não altera o estado da energia dos reagentes e produtos de uma reação química. Apenas a energia necessária para que a reação ocorra, ou seja, a energia de ativação, é alterada.

4. O que são enzimas? Qual é a importância das enzimas para os seres vivos?

As enzimas são proteínas catalisadoras de reações químicas. A química nos mostra que os catalisadores são substâncias não consumíveis que reduzem a energia de ativação necessária para que uma reação química ocorra.

As enzimas são altamente específicas para as reações que catalisam. Eles são de vital importância para a vida porque a maioria das reações químicas nas células e tecidos é catalisada por enzimas. Sem a ação da enzima, essas reações não ocorreriam ou não aconteceriam com a velocidade necessária para os processos biológicos nos quais estão envolvidas.

O Complexo Enzima-Substrato

5. Quais são os substratos das reações enzimáticas?

Os substratos são moléculas reagentes sobre as quais as enzimas atuam.

As enzimas têm locais de ligação espaciais para anexar ao seu substrato. Esses locais são chamados de centros de ativação da enzima. Os substratos se ligam a esses centros, formando o complexo enzima-substrato.

6. Quais são os principais modelos teóricos que tentam explicar a formação do complexo enzima-substrato?

Existem dois modelos principais que explicam a formação do complexo enzima-substrato: o modelo de fechadura e chave e o modelo de ajuste induzido.

No modelo de fechadura e chave, a enzima possui uma região com uma conformação espacial específica para a ligação do substrato. No modelo de ajuste induzido, a ligação do substrato induz uma mudança na configuração espacial da enzima para fazer o ajuste do substrato.

7. Como a formação do complexo enzima-substrato explica a redução na energia de ativação das reações químicas?

A enzima possivelmente funciona como um tubo de ensaio dentro do qual os reagentes se encontram para formar produtos. As enzimas facilitam esse encontro, tornando mais fácil a ocorrência de colisões entre reagentes e, como resultado, a energia de ativação da reação química é reduzida. Esta é uma hipótese possível.

8. De que nível estrutural da enzima (primário, secundário, terciário ou quaternário) depende a interação enzima-substrato?

O substrato se liga à enzima nos centros de ativação. Esses são sítios tridimensionais específicos e, portanto, dependem das estruturas terciária e quaternária da proteína. As estruturas primária e secundária, entretanto, condicionam as demais estruturas e, conseqüentemente, são igualmente importantes.

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Especificidade da ação enzimática

9. Qual é o centro de ativação de uma enzima? É a chave ou a fechadura do modelo de fechadura e chave?

O centro de ativação é uma região da enzima produzida por sua conformação espacial à qual o substrato se liga. No modelo de fechadura e chave, o centro de ativação é a fechadura e o substrato é a chave.

10. Por que a ação da enzima é considerada altamente específica?

A ação da enzima é altamente específica porque apenas os substratos específicos de uma enzima se ligam ao centro de ativação dessa enzima. Cada enzima geralmente catalisa apenas uma reação química específica.

Fatores que alteram a atividade enzimática

11. O que acontece com a funcionalidade de uma enzima desnaturada? Como esse resultado pode ser explicado com a ajuda do modelo de fechadura e chave?

De acordo com a fechadura e a chave, a funcionalidade da enzima depende inteiramente da integridade do centro de ativação, uma região molecular com características espaciais específicas. Após a desnaturação, a conformação espacial da proteína é modificada, o centro de ativação é destruído e a enzima perde sua atividade catalítica.

12. Quais são os principais fatores que alteram a velocidade das reações enzimáticas?

Os principais fatores que alteram a velocidade das reações enzimáticas são a temperatura, o pH e a concentração (quantidade) do substrato.

13. Como a concentração de substrato afeta a velocidade das reações enzimáticas?

Inicialmente, conforme a concentração de substrato aumenta, a velocidade da reação aumenta. Isso ocorre porque os centros de ativação livre da enzima se ligam a substratos livres. Uma vez que todos os centros de ativação das enzimas disponíveis estão ligados aos seus substratos, novos aumentos na concentração do substrato não terão efeito na velocidade da reação.

14. Como a temperatura afeta a ação das enzimas em seus substratos?

Existem faixas de temperatura definidas sob as quais as enzimas operam e há um nível de temperatura específico (temperatura ótima) em que as enzimas têm eficiência máxima. Portanto, as variações de temperatura afetam a atividade enzimática e a velocidade das reações que elas catalisam.

Além disso, por serem proteínas, as enzimas podem ser desnaturadas sob temperaturas extremas.

15. Em relação às reações enzimáticas, qual a diferença entre as curvas do gráfico da variação da velocidade de uma reação em função da concentração do substrato e do gráfico da variação da velocidade de uma reação em função da temperatura?

A curva da variação da velocidade da reação enzimática em função do aumento da concentração de substrato & # xa0 aumenta em uma formação de curva até se aproximar do ponto onde se estabiliza devido à saturação dos centros de ativação & # xa0 das enzimas.

A curva da variação da velocidade da reação enzimática em função do aumento da temperatura inicialmente aumenta e, em seguida, atinge um pico (a temperatura ótima), após o qual diminui a zero no ponto em que as enzimas são tornadas inativas por desnaturação.

16. & # Xa0 Qual é a relação entre & # xa0 & # xa0 o resfriamento de órgãos e tecidos para transplantes médicos & # xa0 e o efeito da temperatura nas reações enzimáticas?

A degradação molecular durante a decomposição de órgãos e tecidos é catalisada por enzimas. O resfriamento a temperaturas adequadas de alguns órgãos e tecidos destinados ao transplante reduz a atividade dessa enzima e, assim, diminui o processo de decomposição natural. Pelo mesmo raciocínio, o resfriamento reduz o trabalho metabólico das células e evita o colapso de suas próprias estruturas para obtenção de energia. Um aumento subsequente da temperatura reverte a desnaturação das enzimas, permitindo que órgãos e tecidos também preservados por outras técnicas específicas sejam enxertados nos receptores.

17. O pH afeta a atividade enzimática?

A concentração de íons de hidrogênio em uma solução afeta a atividade enzimática. Cada enzima tem uma eficiência máxima em um pH ótimo.

Como o pH é um dos fatores de desnaturação das proteínas, se uma enzima for submetida a um nível de pH abaixo do qual é desnaturada, não haverá atividade enzimática.

18. As enzimas atuam melhor em pHs ácidos ou alcalinos?

A maioria das enzimas age sob pHs entre 6 e 8, uma faixa que corresponde ao nível ácido geral das células e do sangue. Existem enzimas, entretanto, que agem apenas sob pH muito ácido ou muito alcalino. Portanto, a atividade da enzima depende da faixa de pH.

No estômago, por exemplo, o suco gástrico tem um pH muito baixo, em torno de 2. No entanto, a enzima pepsina atua digerindo intensamente as proteínas. No duodeno, as secreções pancreáticas aumentam o pH do suco intestinal para permitir que outras enzimas digestivas, como a tripsina, atuem.

19. Visto que a pepsina é uma enzima gástrica, ela tem um pH ótimo ácido ou alcalino? O que acontece com a pepsina quando ela entra no duodeno?

A pepsina atua dentro do estômago, então seu pH ótimo fica em torno de 2, um pH ácido. Quando a enzima entra no duodeno, ela entra em contato com um pH mais alto e sua atividade enzimática chega ao fim.

Cofatores

20. O que são cofatores enzimáticos?

Algumas enzimas precisam de outras moléculas associadas para funcionar. Essas moléculas são chamadas de cofatores de enzimas e podem ser íons orgânicos como sais minerais ou moléculas orgânicas, para dar alguns exemplos.

As enzimas inativas que não estão ligadas aos seus cofatores são chamadas de apoenzimas. As enzimas ativas ligadas a seus cofatores são chamadas de holoenzimas.

21. Qual é a relação entre vitaminas e cofatores enzimáticos?

Muitas vitaminas são cofatores de enzimas que não podem ser sintetizadas pelo corpo e, como resultado, devem ser obtidas a partir da dieta.

Inibidores de enzimas, alosterismo e zimogênios

22. Em uma reação enzimática, qual é o efeito de uma substância com a mesma conformação espacial do substrato da enzima? Como esse tipo de substância é reconhecido?

As substâncias que “simulam” substratos podem se ligar ao centro de ativação das enzimas, bloqueando assim os verdadeiros substratos de se ligarem a essas enzimas e paralisar a reação enzimática. Esses “substratos falsos” são chamados de inibidores de enzimas.

A ligação de inibidores de enzimas a enzimas pode ser reversível ou irreversível.

Muitos medicamentos, incluindo alguns antibióticos, antivirais, antineoplásicos, anti-hipertensivos e até mesmo o sildenafil (nome comercial Viagra), são inibidores enzimáticos que bloqueiam a atividade enzimática.

23. Qual é o mecanismo de ação do antibiótico penicilina?

A penicilina, descoberta pelo médico escocês Alexander Fleming em 1928, é um medicamento que inibe as enzimas necessárias à síntese de peptidoglicanos, um componente da parede celular bacteriana. Com isso, a inibição da população bacteriana para de crescer, pois não há formação de nova parede celular.

Fleming ganhou o Prêmio Nobel de Medicina pela descoberta da penicilina.

24. Qual é o mecanismo de ação dos antirretrovirais chamados inibidores da protease que são usados ​​contra a infecção pelo HIV?

Os inibidores de protease são alguns dos medicamentos anti-retrovirais usados ​​para tratar a infecção pelo HIV. A protease é uma enzima necessária para a construção do & # xa0 vírus da imunodeficiência humana (HIV) & ​​# xa0após a síntese de suas proteínas na célula hospedeira. O inibidor da protease liga-se ao centro de ativação da enzima, bloqueando a formação do complexo enzima-substrato e a atividade da enzima, interrompendo assim a replicação viral.

25. O que são enzimas alostéricas?

Enzimas alostéricas são enzimas com mais de um centro de ativação e às quais outras substâncias, chamadas reguladores alostéricos, se ligam.

Os reguladores alostéricos podem ser inibidores ou ativadores alostéricos. A interação entre uma enzima alostérica e um inibidor alostérico proíbe a ligação do substrato à enzima. A interação entre uma enzima alostérica e um ativador alostérico permite a ligação do substrato à enzima e, às vezes, aumenta a afinidade da enzima pelo substrato. Este fenômeno regulatório da atividade enzimática é denominado alosterismo.

26. O que são zimogênios?

Zimógenos, ou pró-enzimas, são enzimas secretadas na forma inativa. Sob certas condições, um zimogênio muda para a forma ativa da enzima. Em geral, as secreções de zimogênio acontecem porque a atividade enzimática pode prejudicar o tecido secretor.

Por exemplo, o pepsinogênio secretado pelo estômago torna-se ativo sob um pH ácido, transformando-se na enzima pepsina. Outros zimógenos bem conhecidos são o tripsinogênio e o quimiotripsinogênio, enzimas secretadas pelo pâncreas exócrino e que se transformam em tripsina e quimiotripsina, respectivamente.


Como as comunidades de organismos vivos colonizam um ecossistema

As espécies pioneiras são as primeiras espécies que colonizam lugares onde não havia & # xa0anteriormente & # xa0 nenhum outro organismo vivo, como algas que colonizam rochas nuas. Em geral, as espécies pioneiras são autótrofas ou mantêm interação ecológica harmoniosa com organismos autotróficos (como bactérias autotróficas, plantas herbáceas, líquenes).

Uma comunidade pioneira é formada por espécies capazes de sobreviver em ambientes hostis. A presença dessas espécies modifica o microambiente, gerando alterações nos fatores abióticos e bióticos do ecossistema em formação. Portanto, abrem caminho para que outras espécies se estabeleçam no local por meio da criação de novos nichos ecológicos potenciais.

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Sucessão Ecológica Primária e Secundária

3. Qual é a diferença entre a sucessão ecológica primária e a sucessão ecológica secundária?

A sucessão ecológica primária é a sequência de mudança de comunidades começando com a primeira ocupação biológica de um lugar onde não havia organismos vivos & # xa0 anteriormente. Por exemplo, a colonização e a seguinte sucessão de comunidades em uma rocha nua é um caso de sucessão ecológica primária.

A sucessão ecológica secundária é a sequência de mudança de comunidades, começando com a substituição de uma comunidade por uma nova em um determinado lugar. Um exemplo disso é a sucessão ecológica da invasão de plantas e animais em uma lavoura ou terreno abandonado.

Climax Stage

4. Qual é o estágio culminante de uma sucessão ecológica?

O estágio de clímax é o estágio da sucessão ecológica em que a comunidade de um ecossistema se torna estável e não sofre mudanças significativas. Na comunidade do clímax, praticamente todos os nichos ecológicos são explorados e maior biodiversidade é possível. Neste estágio, a biomassa, a taxa de fotossíntese e a respiração celular atingem seus níveis máximos e, portanto, a produção primária líquida (NPP = matéria orgânica feita pelos produtores - matéria orgânica consumida na respiração celular dos produtores) se aproxima de zero. Durante o clímax, a quantidade de oxigênio liberada pela fotossíntese é praticamente igual ao oxigênio consumido pela respiração. (Esta é mais uma razão pela qual é errado dizer que a Floresta Amazônica, um ecossistema em fase de clímax, é “o pulmão” da terra. Outras razões são: porque os pulmões não são produtores de oxigênio e porque as algas e cianobactérias do fitoplâncton são os principais produtores de oxigênio molecular do planeta.)

A Dinâmica da Sucessão Ecológica

5. Como a biodiversidade, o número total de organismos vivos e a biomassa variam durante a sucessão ecológica?

A biodiversidade, o número de organismos vivos e a biomassa de um ecossistema tendem a aumentar à medida que a sucessão progride e a se estabilizar quando o estágio de clímax é alcançado.

Durante o estágio inicial de sucessão, o uso de dióxido de carbono e a fixação de carbono na biomassa são altos, uma vez que o número total de organismos vivos no ecossistema está aumentando. Durante o estágio de clímax, o uso de dióxido de carbono pela fotossíntese iguala sua produção pela respiração celular e a fixação de carbono na biomassa se aproxima de zero.

Agora que você concluiu o estudo da Sucessão Ecológica, estas são suas opções:


A Estrutura e Importância dos Ácidos Nucleicos

DNA e RNA, os ácidos nucléicos, são as moléculas responsáveis ​​pela informação hereditária que controla a síntese de proteínas nos organismos vivos. O nome “nucléico” deriva do fato de terem sido descobertos (pelo bioquímico suíço Friedrich Miescher, em 1869) dentro do núcleo da célula. Naquela época, não se sabia que essas substâncias continham informações hereditárias.

Estrutura dos ácidos nucléicos

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2. Quais unidades constituem os ácidos nucléicos? Quais são os compostos químicos que constituem essas unidades?

Os ácidos nucleicos são formados por sequências de nucleotídeos.

Os nucleotídeos são compostos de uma molécula de açúcar (desoxirribose no DNA e ribose no RNA) ligada a uma molécula de fosfato e a uma & # xa0base nitrogenada (adenina, uracila, citosina ou guanina, em RNA e adenina, timina, citosina e guanina, em DNA).

3. O que são pentoses? A que grupo orgânico pertencem as pentoses? Os nucleotídeos são formados por apenas um tipo de pentose?

Pentoses são carboidratos compostos de cinco carbonos. A desoxirribose é a pentose que compõe os nucleotídeos do DNA e a ribose é a pentose contida nos nucleotídeos do RNA.

4. Em quais dois grupos as bases nitrogenadas que formam o DNA e o RNA podem ser classificadas? Qual é o critério usado nessa classificação?

As bases nitrogenadas que formam o DNA e o RNA são classificadas como bases pirimidinas e purinas.

Pela análise das fórmulas estruturais dessas bases nitrogenadas, é possível verificar que três delas, citosina, timina e uracila, possuem apenas um anel de carbono nitrogenado. Os outros, adenina e guanina, têm dois anéis de carbono nitrogenados ligados.

5. Qual a diferença entre DNA e RNA do ponto de vista das bases nitrogenadas que estão presentes em seus nucleotídeos?

No DNA, os nucleotídeos podem ser constituídos por adenina (A), timina (T), citosina (C) ou guanina (G). No RNA, os nucleotídeos também podem conter adenina (A), citosina (C) ou guanina (G), entretanto, em vez de timina (T), eles contêm uracila (U).

6. Quais partes dos nucleotídeos se ligam para formar ácidos nucleicos? O que se entende por extremidades 5 'e 3' dos ácidos nucleicos?

O grupo fosfato de um nucleotídeo se liga à pentose do outro nucleotídeo e assim por diante para formar a cadeia polinucleotídica.

Cada extremidade de uma cadeia de DNA ou RNA pode ser distinguida da outra extremidade por sua entidade química terminal. A extremidade com extremidade de fosfato é chamada de extremidade 5 'e a extremidade com extremidade pentose é chamada de extremidade 3'. Portanto, as cadeias de DNA ou RNA podem ter uma direção 5'-3 'ou 3'-5'. Essas direções são importantes para várias funções biológicas do DNA e do RNA, uma vez que algumas reações ocorrem especificamente em uma direção ou outra.

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Onde encontrar DNA nas células

7. As bactérias são células procarióticas, o que significa que não possuem um núcleo envolvido por uma membrana. Os eucariotos têm células com um núcleo fechado. Onde, nesses tipos de células, o DNA pode ser encontrado?

Em células eucarióticas, o DNA é encontrado dentro do núcleo da célula. Em células procarióticas, o DNA é encontrado disperso no citosol, o espaço fluido dentro da célula.

Outras moléculas de DNA também podem ser encontradas dentro de mitocôndrias e cloroplastos, organelas especializadas de células eucarióticas.

O modelo de DNA de Watson-Crick

8. Quem foram James Watson, Francis Crick e Maurice Wilkins?

Watson (americano), Crick (britânico) e Wilkins (neozelandês) foram os responsáveis ​​pela descoberta da estrutura molecular do DNA, a dupla hélice formada por duas cadeias polinucleotídicas emparelhadas por suas bases nitrogenadas. Eles ganharam o Prêmio Nobel de medicina em 1962 pela descoberta.

9. According to the Watson-Crick model, how many polynucleotide chains does a DNA molecule have?

A DNA molecule is formed by two polynucleotide chains bound in antiparallel mode (5’-3’ to 3’-5’) and which form a helix structure.

10. What is the rule for the pairing of nitrogenous bases within the DNA molecule? What about in RNA molecules? Is this last question relevant?

The rule for the pairing of the nitrogenous bases of the polynucleotide chains that form DNA molecules is that pyrimidine base binds to purine base, under the condition that thymine (T) binds to adenine (A) and cytosine (C) binds to guanine (G).

In RNA, there is no binding between nitrogenous bases. That is because RNA is formed of only one polynucleotide chain, as opposed by DNA, which is formed of two chains. It is therefore not correct to ask questions about base pairing in RNA.

11. What is the numeric relationship between pyrimidine and purine bases in DNA molecules? Is this valid for RNA molecules?

DNA molecules are made of two bound polynucleotide chains that form a helix structure (the double helix). The binding of the two chains occurs between their nitrogenous bases and always obeys the following rules: adenine (A), a purine base, binds with thymine (T), a pyrimidine base and guanine (G), a purine base, binds to cytosine (C), a pyrimidine base. Therefore, in one molecule of DNA, there will be the same number of adenine (A) and thymine (T) bases and same number of cytosine (C) and guanine (G) bases. As a result, the quantities of purine and pyrimidine bases will also be the same, with a 50% proportion for each type. The rule A = T and C = G, or A/T = C/G = 1, is called Chargaff’s Rule, along with the pairing rules described above.

In RNA there is only one nucleotide chain. RNA is a simple chain molecule and, as result,  there is no need for the proportions of the nitrogenous bases that compose it.

12. Which type of chemical bond maintains the pairing of each chain in the DNA molecule?

To form the DNA molecule, purine bases bind to pyrimidine bases via intermolecular bonds called hydrogen bonds. Hydrogen bonds occur when there is a hydrogen atom near one of the following electronegative elements: fluorine, oxygen or nitrogen.

In such conditions, hydrogen appears to have lost electrons to those elements and a very strong polarization is created. The highly positive hydrogen atom attracts pairs of electrons from other molecules, making a hydrogen bond.

13. What is the complementary sequence of nitrogenous bases for an AGCCGTTAAC fragment of a DNA chain?

Replicação de DNA

14. What is the name of the DNA duplication process? What is the main enzyme that is involved in it?

The process of copying, or duplication, of DNA molecules is called replication. The enzyme involved in the formation of a new DNA chain is DNA polymerase. There are also other important enzymes in the replication process, such as helicase, gyrase and ligase.

15. Why is the statement that DNA self-replicates incorrect?

DNA is not completely autonomous in its replication process because the replication does not occur without enzymatic activity. Therefore, it is not entirely correct to claim that DNA self-replicates.

16. How do the two complementary nucleotide chains of DNA facilitate the replication process of the molecule?

The fact that the DNA molecule is made of two polynucleotide chains whose nitrogenous bases form hydrogen bonds facilitates the replication of the molecule. During DNA replication, the bond between the two chains is broken and each of them serves as a template for the formation of a new nucleotide sequence along it, with the help of the enzyme DNA polymerase and obeying the pairing rule A-T, C-G. At the end of the process, two double helices of DNA are produced, each made of an original template chain and of a new synthesized polynucleotide chain.

17. Which chemical bonds in DNA molecules must be broken for replication to occur?

During the DNA replication process, the hydrogen bonds between the nitrogenous bases of the polynucleotide chains are broken.

18. As a result of DNA replication, two DNA molecules come into existence. Why is it not correct to claim that two “new” DNA molecules are created? What is the name given to this?

During replication, each chain of the DNA molecule acts by pairing new nucleotides and, after the process, two newly formed chains made from the bond between these nucleotides appear. As a result, two DNA molecules are created, each with one chain from the original molecule and one new chain formed by new nucleotides. Therefore, it is not entirely correct to claim that the replication produces two new molecules of DNA. It is better to state that two new half-molecules are created.

Because of this phenomenon, DNA replication is called semiconservative replication.

19. Does DNA replication occur during cell division?

sim. DNA replication occurs during mitosis as well during meiosis.

The DNA Repairing System

20. One characteristic of DNA molecules is their replication capability. What are the consequences of failures during DNA replication?

Ideally, a DNA molecule should replicate perfectly. However, sometimes failures in the replication occur, causing the alteration (deletion, addition or substitution) of one or more nucleotides in the molecule.

These mistakes, or mutations, also make changes in the protein synthesis process. For example, the production of an important protein for cells or tissues may be suppressed new useful or unusable proteins may be created, etc. Mistakes in DNA replication and the resulting creation of altered genetic material are some of the main creative forces behind biological evolution and the diversity of species.

21. Mistakes can happen during every copying process, and the same is true for DNA replication. Do cells have correction systems to fix those mistakes? When are these mistakes carried only by the individual within which the mistake occurred and when are they passed on to other individuals?

Cells are equipped with an enzymatic system that tries to fix mistakes in the DNA replication process. However, this system is not completely efficient.

DNA replication mistakes remain within the original individual in which the failure occurred when the phenomena affect somatic cells. If a replication mistake occurs in the formation of a germline cell (e.g., in gametes), the DNA alteration may be transmitted to that individual’s offspring .

22. Where can RNA be found within cells?

In the nucleus of eukaryotic cells, RNA can be found in the nuclear fluid along with DNA, and is also the main component of the nucleolus. In the cytosol (in eukaryotes or in bacteria), RNA molecules can be found on their own, as a structural component of ribosomes (organelles specialized in protein synthesis) or even bound to them਍uring the protein-making process. Mitochondria and chloroplasts also have their own DNA and RNA.

23. Do RNA molecules have two polynucleotide chains like DNA?

Only DNA has two polynucleotide chains. RNA contains only one polynucleotide chain.

DNA Transcription

24. What is the production of RNA called and what enzyme catalyzes this process?

The making of RNA from information contained in DNA is called transcription. The enzyme that catalyzes this process is RNA polymerase.

25. What are the similarities and the differences between the transcription process and the replication processes?

A DNA polynucleotide chain serves as a template in replication (DNA duplication) as well as in transcription (RNA formation). In both processes, the pairing of the two polynucleotide chains of the original DNA molecule is broken by the cutting of hydrogen bonds so that chains can be exposed as templates. The reaction is catalyzed by specific enzymes in both transcription and in replication.

In replication, the enzyme DNA polymerase catalyzes the formation of a new polynucleotide chain by using free nucleotides in the solution and inserting them into the new chain depending on the DNA template exposed and following the rule A-T, C-G. In transcription, the enzyme RNA polymerase makes a new polynucleotide chain depending on the DNA template exposed, and obeying the rule A-U, C-G.

In replication, the original template DNA chain is bound to the newly formed DNA chain via hydrogen bonds and a new DNA molecule is then created. In transcription, the bond between the template DNA chain and the newly formed RNA comes undone and RNA composed of only one polynucleotide chain is released.

Types of RNA

26. What are the three main types of RNA? What is heterogeneous RNA?

The three main types of RNA are: messenger RNA, or mRNA transfer RNA, or tRNA and ribosomal RNA, or rRNA.

The newly formed RNA molecule, a precursor to mRNA, is called heterogeneous RNA (hnRNA). Heterogeneous RNA contains areas called introns and exons. hnRNA is processed in many chemical steps, introns are removed and mRNA is created, formed only of exons, the biologically active nucleotide sequences.

The Different Functions of DNA and RNA

27. What is the difference between DNA and RNA with respect to their biological function?

DNA is the source of information for RNA production (transcription) and therefore for protein synthesis. DNA is still the basis of heredity, due to its replication capability.

Messenger RNA is the template for protein synthesis (translation). In this process, tRNA and rRNA are also involved, since the first carries amino acids used in the formation of the polypeptide chain and the second is a structural component of ribosomes (the organelles where proteins are made).

Transcrição reversa

28. Is there any situation in which DNA is made based on an RNA template? Which is the enzyme involved?

The process in which DNA is synthesized by using an RNA chain as a template is called reverse transcription. In cells infected by retroviruses (RNA viruses, like the AIDS or SARS viruses), reverse transcription occurs and DNA is made from information contained in viral RNA.

Viral RNA within the host cell produces DNA with the help of an enzyme called reverse transcriptase. Based on that DNA, the host cell then makes viral proteins, new viruses are assembled and viral replication occurs.

The Heterogeneity of Nucleic Acids

29. Do the phosphate and the pentose groups give homogeneity or heterogeneity to nucleic acid chains? What about the nitrogenous groups? Based on this, which of those groups is likely to directly participate in highly diverse and heterogeneous genetic coding, or rather, which of those groups is the basis of the information for protein production?

The phosphate and pentose groups are the same in every nucleotide that composes a nucleic acid. As result, they are the reason for the homogeneity of the molecule. However, nitrogenous bases can vary between adenine, thymine, cytosine and guanine (in DNA) and uracil (in RNA). These variations are the reason for the heterogeneity of the nucleic acid molecule.

Homogeneous portions of a molecule seldom store any information, for the same reason that a sequence of the same letter of the alphabet cannot make many words with different meanings. The nitrogenous bases, on the other hand, because they are different (four different types for RNA or DNA), can make the different sequences and combinations that allow for the diversity of the genetic code. 

Now that you have finished studying Nucleic Acids, these are your options:


Part 6: Stereoscopic Dissecting Microscope

Your instructor will demonstrate proper use of the dissecting scope. These microscopes generally give a lower magnification than the compound microscope you are using.

Procedimento

View the specimens available at the lab table using the dissecting microscope. Notice that the microscope has two light sources, one from the base and one from above. The specimens are not always mounted on a slide. Also note that when you view objects under the dissecting microscope they are three-dimensional.


Referências

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Assista o vídeo: Vídeo 3 - Série Biologia Molecular - Principal técnica PCR aplicada no laboratório desta área. (Novembro 2021).