BA.26: Hipóteses sobre a origem da vida BIOLOGIA

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1 BA.26: Hipóteses sobre a origem da vida ATIVIDADES 1. (FATEC) Com relação à origem da vida são feitas três afirmações: I. A idéia de que a vida surge a partir de vida preexistente é conhecida como biogênese. II. A crença em que a vida poderia surgir a partir de água, lixo, sujeira e outros meios caracteriza a idéia de abiogênese. III. A crença em que a vida é fruto da ação de um criador (como consta no livro Gênesis, da Bíblia) é denominada de Criacionismo. Assinale a alternativa que classifica corretamente cada afirmação como derrubada (+) ou não derrubada (-) por Pasteur. a) I. (+), II. (-), III. (-) d) I. (+), II. (+), III. (+) b) I. (-), II. (+), III. (-) e) I. (-), II. (-), III. (-) c) I. (-), II. (-), III. (+) removido e, 48 horas depois, era evidente a presença de bactérias e fungos no caldo. Assinale as afirmativas corretas, referentes ao experimento descrito. a) As bactérias e fungos do ar foram incapazes de passar ao longo do gargalo e atingir o caldo nutritivo após seu resfriamento. b) O aquecimento matou as bactérias e fungos primitivamente existentes no caldo. c) As bactérias e fungos, que apareceram no caldo, eram de espécies diferentes daquelas que ocorrem no ar. d) O aquecimento inativou, temporariamente, as substâncias do caldo capazes de originar bactérias e fungos. e) Os sinais evidentes da presença de bactérias e fungos, no caldo nutritivo, foram conseqüência da multiplicação rápida desses microrganismos. f) Todo ser vivo procede de outro ser vivo. g) Bactérias e fungos são autótrofos. 2. (UFU) Receita de Jean Baptiste von Helmont, séc. XVII: Colocar uma camisa suja de suor e um pouco de germe de trigo em um canto escuro e sossegado. O suor funciona com princípio ativo e dentro de 21 dias a partir da camisa e do trigo nascerão vários camundongos. O texto exemplifica a: a) teoria da biogênese. b) teoria da abiogênese. c) teoria da pré-formação. d) hipótese heterotrófica. e) hipótese autotrófica. 4. (MACK) I. Segundo a hipótese heterotrófica, os organismos com esse tipo de nutrição foram os últimos a surgir. II. O surgimento dos organismos fotossintetizantes permitiu o aparecimento da respiração aeróbica. III. Sob determinadas circunstâncias, foi possível o surgimento de substâncias orgânicas a partir de substâncias inorgânicas. IV. O surgimento dos coacervados permitiu que algumas moléculas como o DNA se mantivessem íntegras por mais tempo. Dentre as afirmações acima, relativas à origem dos seres vivos, estão corretas, apenas: a) II, III e IV d) I e II b) II e III e) I e IV c) III e IV 3. (UnB) Num balão de vidro com gargalo recurvado e aberto, Pasteur ferveu um caldo nutritivo, deixando-o esfriar lentamente. O caldo permaneceu inalterado por muitos dias. A seguir o gargalo foi APOSTILA 4 5 SISTEMA LOSANGO DE ENSINO

2 organismos para obtenção de energia? 5. (FAFEID) Analise o esquema abaixo referente à origem da vida. 7. (PUC-SP) Na figura abaixo, temos representado um aparelho projetado por Stanley Miller, no início da década de Por esse aparelho circulavam metano, amônia, vapor de água e hidrogênio e, através de energia fornecida por descarga elétrica, produtos de reações químicas como aminoácidos, carboidratos e ácidos graxos eram coletados no alçapão. Os números (1), (2), (3) e (4) representam, respectivamente: a) mares primitivos, CO 2 atmosférico, O 2 atmosférico, sopa orgânica. b) sopa orgânica, CO 2 atmosférico, energia luminosa, O 2 atmosférico. c) coacervado, sopa orgânica, O 2 atmosférico, alimento. d) tempestades, O 2 atmosférico, água (vapor), CO 2 atmosférico. e) moléculas orgânicas, clorofila, O 2 atmosférico, água (vapor) 6. (PUC-MG) O bioquímico russo Oparin, em seu livro A origem da vida, admitiu que a vida sobre a Terra surgiu há mais ou menos 3,5 bilhões de anos. Segundo Oparin, responda aos itens abaixo. a) Cite dois gases presentes na atmosfera primitiva. b) A que condições estavam submetidos os gases da atmosfera primitiva? c) Que compostos químicos se originaram a partir dos gases iniciais? d) Atualmente sabemos que seres autótrofos constituem fonte básica de alimento. No entanto, admite-se que os primeiros organismos devam ter sido heterótrofos. A partir de onde os heterótrofos conseguiam seu alimento na Terra primitiva? e) Qual o mecanismo utilizado pelos primeiros Através desse experimento, Miller testou a hipótese de que, na atmosfera primitiva pela ação de raios, a) compostos orgânicos puderam se formar a partir de moléculas simples. b) compostos inorgânicos puderam se formar a partir de moléculas orgânicas. c) compostos inorgânicos e orgânicos puderam originar os primeiros seres vivos. d) macromoléculas puderam se formar a partir de moléculas orgânicas simples. e) coacervados puderam se formar a partir de moléculas inorgânicas. 8. (UFES) Durante os primeiros bilhões de anos de existência da vida, os seres procariontes evoluíram e desenvolveram processos bioquímicos fundamentais, tais como mecanismos de duplicação do material hereditário, síntese de proteínas, obtenção de energia e outros. Em relação à evolução dos processos de obtenção de energia, é SISTEMA LOSANGO DE ENSINO 6 APOSTILA 4

3 lógico se pensar que I. a presença de oxigênio na atmosfera permitiu que uma linhagem de seres procariontes desenvolvesse um mecanismo de obtenção de energia - a RESPIRAÇÃO AERÓBICA; II. uma linhagem de seres procariontes desenvolveu um processo de fabricação de substâncias orgânicas que usa a luz solar como fonte de energia - a FOTOSSÍNTESE; III. a fermentação é um processo de obtenção de energia bastante simples e os primeiros seres vivos deviam utilizá-lo, por ser um PROCESSO ANAERÓBICO; IV. durante o processo da fotossíntese, ocorre degradação de moléculas de água, com liberação de energia e de oxigênio para a atmosfera. Aponte a alternativa que a seqüência CORRETA da evolução dos processos. 10. (FCC-SP) Supondo que na atmosfera primitiva não houvesse CO 2 nem O 2 e considerando-se os gases consumidos e liberados na respiração aeróbia, fermentação alcoólica e fotossíntese, pode-se admitir que a seqüência evolutiva dos três processos tenha sido: a) fermentação alcoólica, fotossíntese, respiração aeróbia. b) fermentação alcoólica, respiração aeróbia, fotossíntese. c) fotossíntese, respiração aeróbia, fermentação alcoólica. d) fotossíntese, fermentação alcoólica, respiração aeróbia. e) respiração aeróbia, fotossíntese, fermentação alcoólica. a) I - II - III IV d) III - I - II IV b) II - IV - III I e) III - II - IV I c) II - III - IV I EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES 9. (FMI-MG) Suponhamos que um dos planetas do Sistema Solar tenha, atualmente, as mesmas condições que a Terra primitiva deve ter apresentado antes do aparecimento do primeiro ser vivo. Essas condições podem ser: I. atmosfera contendo 80% de nitrogênio livre; II. tempestades contínuas e violentas com raios; III. produção e consumo contínuos de CO 2 e O 2 ; IV. atmosfera contendo vapor de água, metano, amônia e hidrogênio. V. Altas temperaturas; VI. Presença da camada protetora de ozônio na atmosfera. Das condições enumeradas acima, são verdadeiras: a) apenas I, II e VI. b) apenas II, III, IV e V. c) apenas I, III e V. d) apenas duas das afirmativas. e) apenas II, IV e V. 1. (ENEM-2004) Nas recentes expedições espaciais que chegaram ao solo de Marte, e através dos sinais fornecidos por diferentes sondas e formas de análise, vem sendo investigada a possibilidade da existência de água naquele planeta. A motivação principal dessas investigações, que ocupam freqüentemente o noticiário sobre Marte, deve-se ao fato de que a presença de água indicaria, naquele planeta, a) a existência de um solo rico em nutrientes e com potencial para a agricultura. b) a existência de ventos, com possibilidade de erosão e formação de canais. c) a possibilidade de existir ou ter existido alguma forma de vida semelhante à da Terra. d) a possibilidade de extração de água visando ao seu aproveitamento futuro na Terra. e) a viabilidade, em futuro próximo, do estabelecimento de colônias humanas em Marte. 2. (ENEM) Na solução aquosa das substâncias orgânicas prebióticas (antes da vida), a catálise produziu a síntese de moléculas complexas de toda classe, inclusive proteínas e ácidos nucléicos. A natureza dos catalisadores primitivos que agiam APOSTILA 4 7 SISTEMA LOSANGO DE ENSINO

4 antes não é conhecida. É quase certo que as argilas desempenharam papel importante: cadeias de aminoácidos podem ser produzidas no tubo de ensaio mediante a presença de certos tipos de argila. (...) Mas o avanço verdadeiramente criativo - que pode, na realidade, ter ocorrido apenas uma vez - ocorreu quando uma molécula de ácido nucléico "aprendeu" a orientar a reunião de uma proteína, que, por sua vez, ajudou a copiar o próprio ácido nucléico. Em outros termos, um ácido nucléico serviu como modelo para a reunião de uma enzima que poderia então auxiliar na produção de mais ácido nucléico. Com este desenvolvimento apareceu o primeiro mecanismo potente de realização. A vida tinha começado. Adaptado de: LURIA, S.E. "Vida: experiência inacabada". Belo Horizonte: Editora Itatiaia; São Paulo: EDUSP, Considere o esquema abaixo: formação dos aminoácidos quando uma mistura gasosa, simulando a possível composição da atmosfera primária da Terra, era submetida a descargas elétricas. Miller fez saltar faísca e descargas silenciosas durante uma semana numa mistura de CH 4, NH 3, H 2 e vapor de água em circulação constante, e encontrou na mistura: glicina, alanina, ácidos - aminobutírico e - aminoisobutírico, - alanina, ácidos aspártico e glutâmico, sarcosina e NCN 3 -alanina. Os produtos intermediários da reação foram aldeídos e HCN". O clássico experimento de Miller veio reforçar a teoria segundo a qual a vida na Terra: a) foi criada por Deus, exatamente como está descrito no Gênese, primeiro livro da Bíblia. b) surgiu pelo transporte casual para o nosso planeta de microrganismos completamente organizados provenientes de outros mundos. c) originou-se pela semeadura intencional de microrganismos por seres inteligentes de outros mundos. d) iniciou-se pela síntese de monômeros e sua posterior polimerização, seguindo-se o surgimento dos primeiros seres vivos. e) iniciou-se pela chegada à Terra de compostos orgânicos presentes em meteoritos e cometas. Adaptado de GEPEQ - Grupo de Pesquisa em Educação Química. USP - "Interações e Transformações atmosfera: fonte de materiais extrativos e sintéticos". São Paulo: EDUSP, (UNICAMP 2003) Em 1953, Miller e Urey realizaram experimentos simulando as condições da Terra primitiva: supostamente altas temperaturas e atmosfera composta pelos gases metano, amônia, hidrogênio e vapor d'água, sujeita a descargas elétricas intensas. A figura a seguir representa o aparato utilizado por Miller e Urey em seus experimentos. O "avanço verdadeiramente criativo" citado no texto deve ter ocorrido no período (em bilhões de anos) compreendido aproximadamente entre a) 5,0 e 4,5 d) 2,0 e 1,5 b) 4,5 e 3,5 e) 1,0 e 0,5 c) 3,5 e 2,0 3. (UFC) Leia com atenção o texto a seguir da autoria de Oparin, 1968: "Miller, no seu bem conhecido trabalho publicado em 1953, obteve dados fundamentais sobre a a) Qual a hipótese testada por Miller e Urey neste experimento? b) Cite um produto obtido que confirmou a hipótese. c) Como se explica que o O 2 tenha surgido posteriormente na atmosfera? 5. (UNICAMP 2005) "Ouvintes de rádio em pânico tomam drama de guerra como verdade". Com esta manchete, o jornal New York Times de 1 o de novembro de 1938 relatou o que aconteceu nos SISTEMA LOSANGO DE ENSINO 8 APOSTILA 4

5 Estados Unidos na noite anterior, quando foi narrada pela rádio CBS uma história fictícia sobre invasão por marcianos de uma pequena cidade do Estado de Nova Jersey. Marte sempre fascinou os cientistas porque, mesmo que lá não existam homenzinhos verdes, esse planeta parece apresentar, entre os do sistema solar, as condições mais propícias à vida. Recentemente foram enviadas sondas espaciais para procurar indícios de vida em Marte. a) Comparando com a origem da vida na Terra, indique que condições seriam fundamentais para o surgimento de vida em Marte. b) Supondo que uma sonda espacial tenha trazido de Marte dois organismos, um deles classificado como pertencente ao Reino Monera e o outro ao Reino Protista, explique como os cientistas puderam diferenciar esses dois organismos. 6. (UERJ 2005) Considere a hipótese de que o ambiente marinho primitivo, sem oxigênio molecular, onde viveram os primeiros organismos, contivesse moléculas orgânicas produzidas por síntese abiótica. Admita, ainda, que essas moléculas eram por eles decompostas para obtenção de energia. O tipo de nutrição e a forma de obtenção de energia desses organismos deveriam ser, respectivamente: a) homeotrófica - oxidação b) autotrófica - fotossíntese c) isotrófica - quimiossíntese d) heterotrófica - fermentação 7. (UFU 2004) Várias hipóteses foram formuladas para explicar a origem da vida, sendo que a mais aceita é a da evolução gradual dos sistemas químicos. Aceitando-se esta hipótese, e as supostas condições da atmosfera primitiva da Terra, formada de metano (CH 4 ), amônia (NH 3 ), hidrogênio (H 2 ) e vapores de água (H 2 O), assinale a alternativa correta. a) Os primeiros seres vivos eram heterotróficos aeróbicos porque, com a fermentação de moléculas orgânicas, conseguiam obter energia e também liberar oxigênio suficiente para realizarem a respiração. b) Os primeiros seres vivos eram autotróficos fotossintetizantes, uma vez que eram capazes de quebrar moléculas de água existentes nos vapores atmosféricos e utilizar o metano como fonte de carbono. c) Os primeiros seres vivos foram heterotróficos anaeróbicos, porque a atmosfera primitiva não apresentava oxigênio e gás carbônico, essenciais para a respiração aeróbica e a fotossíntese. d) Os primeiros seres vivos foram formados pela coacervação de moléculas orgânicas encontradas em meteoritos que caíram na Terra primitiva. 8. (UFRS 2004) As rotas metabólicas relativas aos processos de obtenção de energia celular são produtos da evolução dos seres vivos. As primeiras rotas,... e..., surgiram em um ambiente anaeróbico, quando todos os seres vivos eram procariontes. O aumento dos níveis de oxigênio na atmosfera, decorrente do surgimento da fotossíntese, possibilitou o desenvolvimento de organismos eucariontes e, com isso, a expansão de novas rotas metabólicas. a) oxidação do piruvato - glicólise b) ciclo do ácido cítrico - oxidação do piruvato c) glicólise - fermentação d) fermentação - ciclo do ácido cítrico e) ciclo do ácido cítrico - fermentação 9. (UFPI) O texto a seguir faz referência à origem da vida na Terra. "O processo metabólico no qual os seres empregam energia luminosa na produção de compostos orgânicos exige um grau elevado de complexidade estrutural e funcional. Isso implica que os primeiros seres vivos possuíam um sistema enzimático bastante desenvolvido". Marque a alternativa que associa corretamente o texto à teoria sobre a origem da vida. a) Abiogênese b) Panspermia dirigida c) Hipótese autotrófica d) Biogênese e) Associação endossimbiótica 10. (UNICAMP) A hipótese mais aceita para explicar a origem da vida sobre a Terra propõe que os primeiros seres vivos eram heterótrofos. a) Que condições teriam permitido que um heterótrofo sobrevivesse na Terra primitiva? b) Que condições ambientais teriam favorecido o aparecimento posterior dos autótrofos? c) Além das condições ambientais, qual o outro argumento para não se aceitar que o primeiro ser vivo tenha sido autótrofo? APOSTILA 4 9 SISTEMA LOSANGO DE ENSINO

6 11. (FATEC) Leia com atenção as declarações a seguir. I. Admite-se, atualmente, que a atmosfera da Terra primitiva era constituída de vapor de água, metano, amônia e hidrogênio. II. Em 1953, Stanley L. Miller, reconstituindo as condições da Terra primitiva em um aparelho, conseguiu produzir moléculas de carboidratos. III. Sobre os primeiros seres vivos que surgiram na Terra, aceita-se, atualmente, que eram muito simples, autótrofos e aeróbios. Sobre essas declarações pode-se afirmar que a) apenas a II e a III estão corretas. b) apenas a II está correta. c) apenas a I e a II estão corretas. d) apenas a I e a III estão corretas. e) apenas a I está correta. 12. (CESGRANRIO) Cientistas americanos descobrem num meteorito de Marte, que caiu sobre a Antártida, fortes indícios de vida fora da Terra. Entre as certezas e dúvidas levantadas por tal fato, ainda sob a luz das surgidas no nosso planeta eram: a) todas autótrofas devido à escassez de alimentos nos oceanos primitivos. b) fermentadoras que utilizavam a energia radiante para produzir suas moléculas orgânicas. c) heterótrofas que utilizavam substâncias formadas na atmosfera e acumuladas nos mares primitivos. d) fungos primitivos com capacidade de atividade fotossintética. e) aeróbias graças à abundância de átomos de oxigênio existente nas águas do oceano. jacaré e do sapo. (4) A teoria da deriva continental é apoiada pela complementaridade dos contornos das costas dos continentes envolvidos e por evidências biológicas. 14. (UFRS) As afirmativas a seguir estão relacionadas com origem da vida e evolução. I. O desenvolvimento de processos respiratórios aeróbicos permitiu maior aproveitamento de energia pelos organismos. II. A presença de fósseis de um mesmo organismo em vários continentes é uma das evidências de que os continentes já estiveram unidos. III. A ausência de oxigênio na atmosfera primitiva foi essencial para a formação das primeiras moléculas orgânicas, que, no caso contrário, teriam sido quebradas pelos radicais livres derivados do oxigênio. Quais estão corretas? a) Apenas I d) Apenas II e III b) Apenas II e) I, II e III c) Apenas III 15. (UNIRIO) Stanley Miller, no início da década de 50, montou um experimento que hoje é um dos suportes da hipótese de origem da vida na Terra, expondo uma mistura de gases prováveis da atmosfera primitiva a descargas elétricas. Analisou, durante esse experimento, as concentrações de determinadas substâncias dentro do sistema. O gráfico a seguir mostra a relação entre algumas dessas substâncias. 13. (UNB) Diversas teorias têm sido formuladas, ao longo dos tempos, para tentar explicar cientificamente a diversidade biológica. Atualmente, há várias teorias conflitantes em uma série de aspectos, mas existe um quase consenso acerca da evolução e da provável relação evolutiva entre os diferentes grupos de seres vivos. Tendo por base as teorias mais aceitas atualmente, julgue os seguintes itens. (1) Características próprias dos processos celulares sugerem que, durante os eventos evolutivos, a fermentação antecedeu à fotossíntese. (2) As células eucarióticas sucederam às células procarióticas. (3) Evolutivamente, o homem está mais próximo da garça do que do lambari, da baleia, do A partir desses dados, Miller pôde concluir que: a) a célula pode ser recriada atualmente a partir de compostos inorgânicos. b) a primeira célula era procariota, semelhante a bactérias atuais. c) a formação de compostos orgânicos depende SISTEMA LOSANGO DE ENSINO 10 APOSTILA 4

7 da transformação da amônia. d) os primeiros seres vivos eram heterótrofos. e) na atmosfera primitiva não havia oxigênio. 16. (UERJ-mod.) A procura de formas de vida em nosso sistema solar tem dirigido o interesse de cientistas para K, um dos satélites de Júpiter, que é coberto por grandes oceanos congelados. As condições na superfície são extremamente agressivas, mas supõe-se que, em grandes profundidades, a água esteja em estado líquido e a atividade vulcânica submarina seja freqüente. Considerando que tais condições são similares às do bioma abissal da Terra, aponte o tipo de bactéria que poderia ter se desenvolvido em K, e indique como esse tipo de bactéria obtém energia para a síntese de matéria orgânica. 17. (UFPI) A atmosfera da Terra primitiva era composta por gases simples, como vapor d'água, hidrogênio, metano e amônia. Esses gases continham os ingredientes básicos necessários para a vida. Em cada um dos gráficos a seguir, o eixo vertical representa quantidades e o horizontal, o tempo. Supondo que a quantidade de aminoácidos, numa seção do mar primitivo, aumentou ao longo de um determinado tempo, qual dos gráficos a seguir pode representar melhor a quantidade de amônia no mesmo período de tempo? LEGENDA: 1 - Pneumatosfera primitiva; 2 - Aparecimento da vida; 3 - Começo da fotossíntese; 4 - Primeira célula eucarionte; 5 - Pré-Cambriano; 6 - Primário; 7 - Secundário; 8 - Terciário e Quaternário; 9 - Primeiros vertebrados; 10 - Conquista da Terra. De acordo com o gráfico é correto afirmar que: a) as primeiras formas de vida surgiram na ausência de O 2. b) a atmosfera primitiva apresentava 1% de teor de oxigênio. c) após o início da fotossíntese, o teor de oxigênio na atmosfera mantém-se estável. d) desde o Pré-Cambriano, a atmosfera mantém os mesmos níveis de teor de oxigênio. e) na escala evolutiva da vida, quando surgiram os anfíbios, o teor de oxigênio atmosférico já se havia estabilizado. 19. (UnB) Julgue os itens abaixo. a) I d) IV b) II e) V c) III 18. (ENEM) O gráfico abaixo representa a evolução da quantidade de oxigênio na atmosfera no curso dos tempos geológicos. O número 100 sugere a quantidade atual de oxigênio na atmosfera, e os demais valores indicam diferentes porcentagens dessa quantidade. (0) Uma maneira correta de se combater o problema do empirismo na Ciência é realizar experimentos para testar hipóteses com as variáveis controladas. (1) Os experimentos de Francesco Redi e Pasteur tinham a mesma finalidade: provar que a vida origina-se de vida preexistente. (2) O experimento de Stanley Miller, obtendo aminoácidos de uma mistura gasosa bombardeada por descarga elétricas, provou definitivamente que a vida originou-se de matéria não viva. (3) É razoável admitir que os primeiros seres vivos eram autótrofos, pois, sendo mais simples que os heterótrofos, tinham a vantagem de sintetizar alimentos. (4) A competição entre os heterótrofos capazes de respirar oxigênio e os fermentadores deve ter APOSTILA 4 11 SISTEMA LOSANGO DE ENSINO

8 levado estes últimos a prevalecerem sobre os primeiros, pois o processo fermentativo tem um rendimento energético maior que o oxidativo. Como resposta, cite os números das alternativas CORRETAS. 20. (CESGRANRIO) Uma das hipóteses sobre a origem da vida na Terra presume que a forma mais primitiva de vida se desenvolveu lentamente, a partir de substância inanimada, em um ambiente complexo, originando um ser extremamente simples, incapaz de fabricar seu alimento. Esta hipótese é, modernamente, conhecida como: a) geração espontânea d) epigênese b) heterotrófica e) pangênese c) autotrófica 21. (OMEC-SP) A hipótese de que moléculas complexas, semelhantes às que formam os seres vivos atuais, poderiam ter-se formado nas condições da Terra primitiva, tem sido testada por vários cientistas, entre os quais Stanley Miller e Sidney Fox. Sobre este assunto, responda: a) Quais os gases que constituíam a atmosfera da Terra primitiva? b) Quais as fontes de energia disponíveis para promover a formação de novas moléculas? c) Quais eram essas moléculas e o que deve ter ocorrido com elas? d) Qual o resultado da experiência de Fox? e) O que são coacervados? 22. (UFOP) A evolução da vida na Terra é um tema fascinante. As idéias do pesquisador russo Oparin, acerca de como a vida teria se originado na Terra, até hoje ainda são bem aceitas no meio científico. De acordo com as idéias de Oparin, quais seriam as características da atmosfera primitiva e como teriam se originado os primeiros seres vivos? 23. O que levou Oparin a considerar as primeiras moléculas de nucleoproteínas surgidas nos mares como genes primitivos e não como vírus? SISTEMA LOSANGO DE ENSINO 12 APOSTILA 4