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7.E: Bioquímica microbiana (exercícios)

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    7.1: Moléculas orgânicas

    A bioquímica é a disciplina que estuda a química da vida e seu objetivo é explicar a forma e a função com base em princípios químicos. A química orgânica é a disciplina dedicada ao estudo da química baseada no carbono, que é a base para o estudo das biomoléculas e a disciplina da bioquímica. Tanto a bioquímica quanto a química orgânica são baseadas nos conceitos de química geral.

    Escolha múltipla

    Qual desses elementos não é um micronutriente?

    1. C
    2. Ca
    3. Co
    4. Cu
    Responda

    UMA

    Qual das alternativas a seguir é o nome de moléculas cujas estruturas são imagens espelhadas não sobrepostas?

    1. isômeros estruturais
    2. monômeros
    3. polímeros
    4. enantiômeros
    Responda

    D

    Verdadeiro/falso

    Aldeídos, amidas, ácidos carboxílicos, ésteres e cetonas contêm grupos carbonila.

    Responda

    É verdade

    Duas moléculas contendo os mesmos tipos e números de átomos, mas diferentes sequências de ligação são chamadas de enantiômeros.

    Responda

    Falso

    Resposta curta

    Por que carbono, nitrogênio, oxigênio e hidrogênio são os elementos mais abundantes na matéria viva e, portanto, considerados macronutrientes?

    Identifique o grupo funcional em cada uma das fórmulas estruturais descritas.

    A Figura A tem um C ligado a um OH. A Figura B tem um C duplo ligado a um O, bem como um OH de ligação simples e R. A Figura C tem um N ligado a um R e dois Hs.

    Pensamento crítico

    A fórmula estrutural mostrada corresponde à penicilina G, um antibiótico de espectro estreito administrado por via intravenosa ou intramuscular como tratamento para várias doenças bacterianas. O antibiótico é produzido por fungos do gênero Penicillium. (a) Identifique três grupos funcionais principais nesta molécula, cada um compreendendo dois grupos funcionais mais simples. (b) Nomeie os dois grupos funcionais mais simples que compõem cada um dos principais grupos funcionais identificados em (a).

    Uma figura química complexa começa com um anel de Cs; cada C está duplamente ligado a um outro C. Fora deste anel está um CH2, depois um C com um O de ligação dupla, depois um NH, depois um C em um quadrado. Este quadrado tem Cs em 3 cantos e um N no quarto. O C superior esquerdo está ligado aos componentes anteriores discutidos aqui, o C inferior esquerdo está duplamente ligado a um O. O C superior direito está ligado a um S, que está ligado a um C, que está ligado a um CH, que está ligado ao N no quadrado. De volta ao C que está conectado ao S — esse C está vinculado a dois CH3s. O C ligado ao N está ligado a um C que está duplamente ligado a um O e ligado a um OH.

    7.2: Carboidratos

    As biomoléculas mais abundantes na Terra são os carboidratos. Do ponto de vista químico, os carboidratos são principalmente uma combinação de carbono e água, e muitos deles têm a fórmula empírica (CH 2 O) n, onde n é o número de unidades repetidas. Essa visão representa essas moléculas simplesmente como cadeias de átomos de carbono “hidratadas” nas quais as moléculas de água se ligam a cada átomo de carbono, levando ao termo “carboidratos”.

    Escolha múltipla

    Por definição, os carboidratos contêm quais elementos?

    1. carbono e hidrogênio
    2. carbono, hidrogênio e nitrogênio
    3. carbono, hidrogênio e oxigênio
    4. carbono e oxigênio
    Responda

    C

    Os monossacarídeos podem se unir para formar polissacarídeos formando que tipo de ligação?

    1. hidrogênio
    2. peptídeo
    3. iônico
    4. glicosídico
    Responda

    D

    Correspondendo

    Combine cada polissacarídeo com sua descrição.

    ___quitina A. polímero de armazenamento de energia em plantas
    ___glicogênio B. polímero estrutural encontrado em plantas
    ___amido C. polímero estrutural encontrado nas paredes celulares de fungos e exoesqueletos de alguns animais
    ___celulose D. polímero de armazenamento de energia encontrado em células animais e bactérias
    Responda

    C, D, A, B

    Resposta curta

    O que são monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos?

    Pensamento crítico

    A figura mostra as fórmulas estruturais de glicose, galactose e frutose. (a) Circule os grupos funcionais que classificam os açúcares como aldose ou cetose e identifique cada açúcar como um ou outro. (b) A fórmula química desses compostos é a mesma, embora a fórmula estrutural seja diferente. Como esses compostos são chamados?

    A galactose tem 6 carbonos com um O duplo ligado no carbono 1; todos os outros carbonos têm um OH. A diferença entre glicose e galactose é a direção dos grupos OH. A frutose tem 6 carbonos com um O duplo ligado no carbono 2; todos os outros carbonos têm um OH.

    Diagramas estruturais para as formas linear e cíclica de um monossacarídeo são mostrados. (a) Qual é a fórmula molecular desse monossacarídeo? (Conte os átomos C, H e O em cada um para confirmar que essas duas moléculas têm a mesma fórmula e relate essa fórmula.) (b) Identifique qual grupo hidroxila na estrutura linear sofre a reação de formação de anel com o grupo carbonila.

    Uma cadeia de 5 carbonos. O carbono 1 tem um O de ligação dupla e um H. Os carbonos 2, 3 e 4, cada um tem um OH acima da cadeia e um H abaixo. Carbon 5 tem um OH e 2 Hs. A segunda imagem é um pentágono. O ponto superior é um O. Movendo-se no sentido horário, cada um dos próximos 3 pontos é anexado a um OH e um H. O último ponto é anexado a um H e um CH2OH.

    O termo “dextrose” é comumente usado em ambientes médicos quando se refere ao isômero biologicamente relevante da glicose monossacarídica. Explique a lógica desse nome alternativo.

    7.3: Lipídios

    Embora sejam compostas principalmente de carbono e hidrogênio, as moléculas lipídicas também podem conter oxigênio, nitrogênio, enxofre e fósforo. Os lipídios têm propósitos numerosos e diversos na estrutura e funções dos organismos. Eles podem ser uma fonte de nutrientes, uma forma de armazenamento de carbono, moléculas de armazenamento de energia ou componentes estruturais de membranas e hormônios. Os lipídios compreendem uma ampla classe de muitos compostos quimicamente distintos, os mais comuns dos quais são discutidos nesta seção.

    Escolha múltipla

    Qual das seguintes opções descreve lipídios?

    1. uma fonte de nutrientes para organismos
    2. moléculas de armazenamento de energia
    3. moléculas com papel estrutural nas membranas
    4. moléculas que fazem parte de hormônios e pigmentos
    5. todas as opções acima
    Responda

    E

    Diz-se que as moléculas com grupos polares e não polares são quais das seguintes?

    1. hidrofílico
    2. anfipático
    3. hidrofóbico
    4. polifuncional
    Responda

    B

    Verdadeiro/falso

    Os lipídios são um grupo natural de substâncias que não são solúveis em água, mas são livremente solúveis em solventes orgânicos.

    Responda

    Falso

    Os ácidos graxos sem ligações duplas são chamados de “insaturados”.

    Responda

    Falso

    Um triglicérido é formado pela união de três moléculas de glicerol a uma espinha dorsal de ácidos graxos em uma reação de desidratação.

    Responda

    Falso

    Preencha o espaço em branco

    As ceras contêm ésteres formados a partir de __________ de cadeia longa e __________ saturados e também podem conter hidrocarbonetos substituídos.

    Responda

    álcoois; ácidos graxos

    O colesterol é o membro mais comum do grupo __________, encontrado em tecidos animais; tem um sistema de anéis de carbono tetracíclico com uma ligação __________ em um dos anéis e um grupo ___________ livre.

    Responda

    esteróide; duplo; hidroxil

    Pensamento crítico

    Os microrganismos podem prosperar sob muitas condições diferentes, incluindo ambientes de alta temperatura, como fontes termais. Para funcionar adequadamente, as membranas celulares precisam estar em um estado fluido. Como você espera que o conteúdo de ácidos graxos (saturados versus insaturados) de bactérias que vivem em ambientes de alta temperatura possa ser comparado ao de bactérias que vivem em temperaturas mais moderadas?

    Resposta curta

    Descreva a estrutura de um fosfolipídio típico. Essas moléculas são polares ou não polares?

    7.4: Proteínas

    Os aminoácidos são capazes de se unir em essencialmente qualquer número, produzindo moléculas de essencialmente qualquer tamanho que possuem uma ampla gama de propriedades físicas e químicas e desempenham inúmeras funções vitais para todos os organismos. As moléculas derivadas de aminoácidos podem funcionar como componentes estruturais das células e entidades subcelulares, como fontes de nutrientes, como reservatórios de armazenamento de átomos e energia e como espécies funcionais, como hormônios, enzimas, receptores e moléculas de transporte.

    Escolha múltipla

    Qual dos seguintes grupos varia entre os diferentes aminoácidos?

    1. átomo de hidrogênio
    2. grupo carboxilo
    3. Grupo R
    4. grupo amino
    Responda

    C

    Os aminoácidos presentes nas proteínas diferem em qual dos seguintes?

    1. tamanho
    2. forma
    3. grupos paralelos
    4. todas as opções acima
    Responda

    D

    Quais dos seguintes títulos não estão envolvidos na estrutura terciária?

    1. ligações peptídicas
    2. ligações iônicas
    3. interações hidrofóbicas
    4. ligações de hidrogênio
    Responda

    UMA

    Preencha o espaço em branco

    A sequência de aminoácidos em uma proteína é chamada de __________.

    Responda

    Estrutura primária

    A desnaturação implica a perda das estruturas __________ e __________ sem a perda da estrutura __________.

    Responda

    secundário, terciário, primário

    Verdadeiro/falso

    Uma mudança em um aminoácido em uma sequência de proteína sempre resulta em uma perda de função.

    Responda

    Falso

    Pensamento crítico

    Aquecer uma proteína o suficiente pode causar sua desnaturação. Considerando a definição de desnaturação, o que essa afirmação diz sobre os pontos fortes das ligações peptídicas em comparação com as ligações de hidrogênio?

    A imagem mostrada representa um tetrapeptídeo. (a) Quantas ligações peptídicas existem nessa molécula? (b) Identifique os grupos laterais dos quatro aminoácidos que compõem esse peptídeo.

    Uma corrente 5-C verde ligada a um NH ligada a uma corrente preta de 2 C ligada a um NH ligada a uma corrente preta de 2 C ligada a um NH ligado a uma corrente azul de 5 C.

    7.5: Usando a bioquímica para identificar microrganismos

    A identificação precisa de bactérias é essencial em um laboratório clínico para diagnóstico e gerenciamento de epidemias, pandemias e intoxicações alimentares causadas por surtos bacterianos. Nesta seção, discutimos alguns métodos que usam características bioquímicas para identificar microrganismos.

    Escolha múltipla

    Qual das seguintes características/compostos não é considerada uma característica bioquímica fenotípica usada na identificação microbiana?

    1. poli-β-hidroxibutirato
    2. gene de rRNA de subunidade pequena (16S)
    3. utilização de carbono
    4. composição lipídica
    Responda

    B

    A análise proteômica é uma metodologia que trata de qual das seguintes opções?

    1. a análise de proteínas que funcionam como enzimas dentro da célula
    2. análise de proteínas transportadoras na célula
    3. a análise de proteínas integrais da membrana celular
    4. o estudo de todas as proteínas acumuladas de um organismo
    Responda

    D

    Qual método envolve a geração de íons em fase gasosa a partir de microrganismos intactos?

    1. FAMA
    2. PLFA
    3. MALDI-TOF
    4. Teste em grupo em Lancefield
    Responda

    C

    Qual método envolve a análise de carboidratos ligados à membrana?

    1. FAMA
    2. PLFA
    3. MALDI-TOF
    4. Teste em grupo em Lancefield
    Responda

    D

    Qual método envolve a conversão dos lipídios de um micróbio em compostos voláteis para análise por cromatografia gasosa?

    1. FAMA
    2. análise proteômica
    3. MALDI-TOF
    4. Teste em grupo em Lancefield
    Responda

    UMA

    Preencha o espaço em branco

    Uma análise de FAME envolve a conversão de _______ em _____ mais volátil para análise usando ____________.

    Responda

    ácidos graxos, ésteres metílicos, cromatografia gasosa

    Verdadeiro/falso

    O MALDI-TOF depende da obtenção de um espectro de massa exclusivo para as bactérias testadas e, em seguida, da verificação do espectro de massa adquirido em relação aos bancos de dados de espectro registrados no software de análise para identificar o microrganismo.

    Responda

    É verdade

    Os testes do grupo Lancefield podem identificar micróbios usando anticorpos que se ligam especificamente às proteínas da superfície celular.

    Responda

    Falso

    Resposta curta

    Compare MALDI-TOF, FAME e PLFA e explique como cada técnica seria usada para identificar patógenos.