AULA 1 MÉTODO CIENTÍFICO

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1 BIOLOGIA Prof. Filipe Marquezi AULA 1 MÉTODO CIENTÍFICO 1. Foram coletados exemplares do mosquito Anopheles culifacies, de ambos os sexos, em cada uma de duas regiões denominadas A e B, bastante afastadas entre si. Em uma delas, a agricultura é intensivamente praticada. Esses mosquitos foram mantidos em dois viveiros adequados. Os dois grupos foram aspergidos com doses iguais do inseticida sintético malation, sendo esta aplicação repetida após intervalos regulares de tempo. Imediatamente, antes de cada aplicação, contou-se a quantidade de mosquitos vivos, em cada viveiro. Os resultados estão apresentados nos gráficos abaixo: a) Avalie as diferenças de resistência dos mosquitos de cada grupo ao malation, propondo uma explicação para o diferente comportamento. Qual das regiões deve ser a agrícola. b) Que outro experimento deveria ser realizado simultaneamente para comprovar a atividade do malation? 2. A cultura de células é uma técnica bastante utilizada atualmente, para que se possam estudar os mecanismos subcelulares e moleculares. Experimentalmente, foi adicionado a um meio de cultura de células, por poucos minutos, o nucleotídeo uracila marcado radiativamente, de forma que se pudesse, posteriormente, observar sua localização intracelular por detecção da emissão de radioatividade. Essa radioatividade não é suficiente para causar qualquer alteração no metabolismo normal das células. O gráfico abaixo mostra o resultado do experimento, indicando a concentração do nucleotídeo, ao longo do tempo, nos diferentes compartimentos celulares. a) Com base nos conhecimentos sobre metabolismo celular, especialmente nos processos de síntese, explique por que ocorre a variação da concentração do nucleotídeo nos compartimentos núcleo e citoplasma. b) Proponha um experimento que possa ratificar a afirmação do pesquisador Essa radioatividade não é suficiente para causar No Brasil, o milho é uma das principais culturas agrícolas. A lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda, é a principal praga da cultura do milho. Um trabalho teve como objetivo quantificar as perdas na cultura do milho em decorrência do ataque de S. frugiperda, na ausência e presença de seus inimigos naturais, em diferentes fases do desenvolvimento larval da praga. No experimento, um grupo de plantas ficou exposto para que as pragas ficassem sujeitas à ação de seus inimigos naturais; em outro grupo, as plantas foram protegidas com gaiolas para evitar a ação de inimigos naturais sobre as lagartas da praga. Os danos causados pelas lagartas nas plantas foram avaliados e receberam notas de 0 a 5, em uma escala crescente de dano. As figuras apresentadas a seguir mostram as frequências de notas de danos da praga nas plantas estudadas, em função da ausência de proteção ou da proteção total, em relação aos seus inimigos naturais. Qual a conclusão a extrair desses experimentos, com base nos dados obtidos pelos pesquisadores? 4. Uma terapia experimental com células-tronco, projetada para reverter a evolução da diabetes tipo 1, permitiu aos portadores da doença se livrarem das injeções de insulina por meses e, em um caso, por três anos, revelou um estudo publicado [...] nos Estados Unidos.(Uol, ) Explicando os procedimentos empregados no tratamento proposto, os médicos afirmam que, devido à natureza de 29

2 doença auto-imune do diabetes melito tipo 1, o tratamento prevê também a aplicação de quimioterapia com drogas imunossupressoras. Isso tem gerado sérias críticas ao trabalho por parte de cientistas americanos. Outro ponto também criticado é que a pesquisa foi desenvolvida sem um grupo-controle. Por que a ausência de grupos-controle é uma das críticas dos cientistas aos resultados do estudo? AULA 2 - SÉRIE AULA 1. (Uespi) O planeta abriga uma imensa diversidade biológica, cuja origem possivelmente ocorreu em lagos e oceanos na Terra primitiva. Considerando que a formação de coacervados, ilustrada abaixo, poderia fornecer uma explicação para o surgimento da vida, há bilhões de anos atrás, analise as afirmativas abaixo. 1. Caso houvesse disponibilidade de metano, amônia, hidrogênio e água na atmosfera da Terra primitiva, tais compostos seriam prováveis fontes de aminoácidos necessários à formação de coacervados. 2. Os coacervados eram células eucariontes primitivas envoltas por uma película de água e com funções básicas intracelulares, como absorção e excreção. 3. Nos coacervados, as reações químicas eram promovidas com energia de ativação fornecida pela radiação solar e pelas descargas elétricas. Qual afirmativa está errada? Reescreva-a de modo correto! 2. (Uel) Considere as frases a seguir. A - "Afinal, o que é o homem dentro da natureza? [...] é-lhe impossível ver o nada de onde saiu e o infinito que o envolve.[...] O autor destas maravilhas conhece-as; e ninguém mais". (Blaise Pascal) B - "A antiga aliança rompeu-se. O homem sabe, finalmente, que está só na imensidade indiferente do universo, donde emergiu por acaso. Nem o seu destino nem o seu dever estão escritos em parte alguma". (Jacques Monod) C - "[...] a vida foi aqui lançada com microrganismos que teriam vindo nalguma forma de nave espacial enviada por uma civilização superior". (Francis Crick) Qual afirmativa que indica, corretamente, as frases que expressam as posições em defesa de: criacionismo, panspermia e evolucionismo? Conceitue cada uma dessas teorias. 3. (Ufrgs) A diversificação da vida na Terra é consequência da extremamente longa história da acumulação de oxigênio livre (O 2 ) na atmosfera que se iniciou há aproximadamente 3,5 bilhões de anos, quando as primeiras cianobactérias passaram a utilizar gás carbônico (CO 2 ) e luz solar para obtenção de energia. No gráfico a seguir, os pontos a, b, c, d e e representam eventos intimamente relacionados com o aumento da concentração de O 2 na atmosfera ao longo do tempo geológico. Quais os eventos correspondentes aos cinco pontos identificados no gráfico estão ordenados segundo a provável sequência em que ocorreram? 30

3 4. (Unicamp) "Ouvintes de rádio em pânico tomam drama de guerra como verdade". Com esta manchete, o jornal New York Times de 1 0. de novembro de 1938 relatou o que aconteceu nos 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. Explique como os cientistas puderam classificá-lo em tal reino. 5. (Unicamp) 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. 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? SÉRIE CASA 1. Na solução aquosa das substâncias orgânicas pré-bióticas (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 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: Adaptado de GEPEQ - Grupo de Pesquisa em Educação Química. USP - Interações e Transformações atmosfera: fonte de materiais extrativos e sintéticos. São Paulo: EDUSP, a) Este esquema evidencia a hipótese autotrófica ou heterotrófica? Justifique. b) Qual a sucessão dos eventos metabólicos energéticos segundo a teoria que você evidenciou na primeira resposta? 31

4 2. (Uerj) A procura de formas de vida em nosso sistema solar tem dirigido o interesse de cientistas para Io, 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 frequente. Considerando que tais condições são similares às do bioma abissal da Terra, aponte o tipo de bactéria que poderia ter se desenvolvido em Io, e indique como esse tipo de bactéria obtém energia para a síntese de matéria orgânica. 3. (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? GABARITO SÉRIE AULA 2. Falso: Os coacervados são, provavelmente, os precursores das primeiras células. Resposta da questão 2: A- criacionismo : Deus é o responsável pela criação de toda biodiversidade B- evolucionismo: a evolução pressupõe constante mudanças nos seres vivos, impossível prever como, quando e quais mudanças ocorrerão. C- panspermia: a vida veio de fora, do cosmos, para nosso planeta. Resposta da questão 3: Fotossíntese; respiração celular; origem da célula eucariótica; formação da camada de ozônio; conquista do ambiente terrestre Resposta da questão 4: a) A atmosfera de Marte deveria ter as condições existentes na Terra primitiva, quando se originaram os primeiros seres vivos, ou seja, amônia, metano, hidrogênio e vapor d'água. Esses gases, em temperaturas adequadas, com as descargas elétricas e radiações teriam reagido, formando as primeiras moléculas orgânicas. b) Os representantes do Reino Monera são unicelulares e procariontes. Não apresentam carioteca, nem organoides membranosos. O único organoide citoplasmático presente é o ribossomo. Resposta da questão 5: a) Os cientistas testaram a hipótese heterotrófica. Segundo a qual os gases da atmosfera primitiva poderiam formar, espontaneamente, os compostos orgânicos que originaram as primeiras formas viventes no planeta Terra. b) Aminoácidos. c) Organismos autótrofos fotossintetizantes, surgidos por mutação, liberaram oxigênio livre, resultante da fotólise da água. SÉRIE CASA a) heterotrófica: presença de vida bem antes da ocorrência de oxigênio b) fermentação fotossíntese respiração aeróbia De acordo com o esquema proposto, as primeiras células surgiram há cerca de 4,5 e 3,5 bilhões de anos. As células são as unidades formadoras de todos os seres vivos conhecidos. Resposta da questão 2: Em Io poderiam ter se desenvolvido bactérias quimioautotróficas (ou quimiossintéticas). A energia para a síntese de matéria orgânica seria obtida a partir da oxidação de substâncias inorgânicas. 32

5 Resposta da questão 3: a) Mares e oceanos que continham matéria orgânica que pudesse servir como alimento para estes primeiros seres vivos da Terra. b) Liberação de CO 2 pelos primeiros heterótrofos anaeróbicos. c) Autótrofos dispõem de clorofila e um sistema enzimático complexo para que possam produzir matéria orgânica. Por isso é improvável que tenham surgido antes dos heterótrofos. AULA 03 - SÉRIE AULA 1. (Unesp) O tuco-tuco (Ctenomys brasiliensis) é um animal curioso, que se pode, em linhas gerais, descrever como roedor com hábitos de toupeira. [...] São animais noturnos, e alimentam-se especialmente de raízes de plantas, o que explica os túneis longos e superficiais que cavam. [...] O homem que mos trouxe afirmou que muito comumente os tuco-tucos são encontrados cegos. O exemplar que eu conservava no álcool achava-se nesse estado. [...] Lamarck rejubilar-se-ia com este fato, se acaso o tivesse conhecido. (Charles Darwin. Diário das investigações sobre a História Natural e Geologia dos países visitados durante a viagem ao redor do mundo pelo navio de Sua Majestade Beagle, sob o comando do Capt. Fitz Roy, R. A, 1871.) O texto foi escrito por Charles Darwin, em seu diário de bordo, em 26 de julho de 1832, à época com 23 anos de idade, quando de sua passagem pelo Brasil e Uruguai. Escrito antes que construísse sua Teoria da Evolução, o texto revela que Darwin conhecia a obra de Lamarck. Como Lamarck explicaria as observações de Darwin sobre o tuco-tuco brasileiro, e qual é a explicação apresentada pela Teoria da Evolução na biologia moderna? 2. (Ufrj) As figuras a seguir representam três diferentes explicações para a diversidade da vida: o criacionismo, o lamarckismo (transformismo) e o darwinismo. Associe cada figura a uma dessas explicações. Justifique sua resposta. 3. (Unicamp) A evolução biológica é tema amplamente debatido e as teorias evolucionistas mais conhecidas são as de Lamarck e Darwin, a que remete a tira do Calvin a seguir. 33

6 Tradução: Quadro 1: Uma das criaturas mais peculiares da natureza, a girafa, está singularmente adaptada ao seu ambiente. Quadro 2: Sua tremenda altura lhe permite mastigar os suculentos petiscos mais difíceis de alcançar. Quadro 3: Biscoitos. a) Como a altura da girafa, lembrada pela tira do Calvin, foi utilizada para explicar a teoria de Lamarck? b) Como a teoria de Darwin poderia explicar a situação relacionada com a altura da girafa? TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Há algum tempo, a resistência a antibióticos vem-se tornando um problema mundial de Saúde Pública, porque dificulta o tratamento de infecções bacterianas. 4. (Ufmg) Analise esta figura, em que está representada uma população de bactérias: A partir dessa análise e considerando outros conhecimentos sobre o assunto, a) CITE dois fatores evolutivos que atuaram nessa população. b) EXPLIQUE, de acordo com a teoria neodarwinista, a atuação desses dois fatores evolutivos na população de bactérias representada. 5. (Ufrj) O gráfico representa a taxa de pares de alelos em heterozigose em três espécies diferentes de animais. Qual das três espécies terá menor probabilidade de sobreviver se o ambiente em que vive for alterado? Justifique sua resposta. 1. (Fuvest) O desenvolvimento da Genética, a partir da redescoberta das leis de Mendel, em 1900, permitiu a reinterpretação da teoria da evolução de Darwin. Assim, na década de 1940, formulou-se a teoria sintética da evolução. Interprete o diagrama acima, de acordo com essa teoria. a) Que fator evolutivo está representado pela letra A? b) Que mecanismos produzem recombinação gênica? c) Que fator evolutivo está representado pela letra B? SÉRIE CASA 34

7 2. (Ufrj) Os dois cartuns de Garry Larson, apresentados a seguir, ilustram duas visões diferentes do processo evolutivo: No cartum A, movidos pelo excesso de população, vários animais atiram-se ao mar realizando assim um suicídio coletivo. Um dos animais, entretanto, possui uma boia. No cartum B, algumas criaturas aquáticas jogavam beisebol e, por acidente, a bola foi lançada à terra. Para que o jogo prossiga é preciso que alguém recupere a bola. Qual dos cartuns dá uma interpretação lamarckista do processo evolutivo e qual dá uma interpretação darwinista? Justifique sua resposta. 3. (Unesp) Considere as seguintes afirmações: 1) "O gafanhoto é verde porque vive na grama". 2) "O gafanhoto vive na grama porque é verde". Na sua opinião, qual afirmação seria atribuída a Darwin e qual seria atribuída a Lamarck? Justifique sua resposta. GABARITO: SÉRIE AULA Segundo Lamarck, o desuso é capaz de tornar os olhos dos animais escavadores atrofiados ou cegos. De acordo com a teoria moderna da evolução, a cegueira é o resultado de mutações acumuladas por esses animais durante o tempo evolutivo. Resposta da questão 2: A = Darwinismo. Ao longo do tempo, a diversificação das espécies ocorreu a partir de um ancestral comum. B = Lamarckismo. A vida surge sistematicamente e se transforma com o passar do tempo. A diversidade de espécies atual é o resultado de várias linhagens que surgiram em momentos diferentes e tiveram tempos diferentes para sofrer transformações. C = Criacionismo. As espécies são criadas em um determinado momento e não se transformam ao longo do tempo. Resposta da questão 3: a) Segundo Lamarck, as girafas primitivas, de pescoço curto, forçadas a procurar alimento em árvores altas (uso e desuso), sofreram, ao longo das gerações, um aumento no comprimento do pescoço, chegando ao tamanho atual. b) Para Darwin, haveria inicialmente girafas com tamanhos variados de pescoço, todas buscando alimento nas árvores. Por meio da seleção natural, teria ocorrido a sobrevivência apenas dos animais com pescoços maiores. Resposta da questão 4: a) Mutações e seleção natural. b) As mutações geram variabilidade, sobre a qual agirá a seleção natural. Resposta da questão 5: Os chitas ou guepardos, pois sua baixa heterozigose indica reduzida variabilidade genética. Essa reduzida variabilidade pode dificultar a adaptação a um novo ambiente. SÉRIE CASA a) "A" representa MUTAÇÕES b) Crossig-over e segregação cromossômica na meiose. c) "B" representa a SELEÇÃO NATURAL. 35

8 Resposta da questão 2: O cartum A representa a evolução darwinista, isto é, na população existia um indivíduo com uma mutação - a boia - que permitirá sua sobrevivência e possivelmente a sobrevivência da sua espécie. No cartum B, está implícito que a necessidade condicionará a evolução, isto é, para recuperar a bola os animais aquáticos eventualmente terão que invadir o ambiente terrestre. Esta é uma visão tipicamente lamarckista. Resposta da questão 3: A frase 1 é lamarckista porque sugere que os gafanhotos se tornaram verdes para viver na grama. A frase 2 é darwinista porque indica que os gafanhotos verdes levam vantagem (camuflagem) sobre os de outras cores. Estes seriam eliminados pelos predadores. AULA 04 - SÉRIE AULA 1. (Uerj) Foram introduzidas em dois frascos, que contêm um mesmo meio de cultura, quantidades idênticas de um tipo de bactéria. Após algum tempo de incubação, adicionou-se, a apenas um dos frascos, um antibiótico estável, de uso frequente na clínica e cuja concentração não se modificou durante todo o experimento. O gráfico ao lado representa a variação do número de bactérias vivas no meio de cultura, em função do tempo de crescimento bacteriano em cada frasco. A observação do gráfico permite concluir que, no frasco em que se adicionou o antibiótico, ocorreu uma grande diminuição no número de bactérias. Utilizando a teoria da seleção natural, explique o fato de essa população ter voltado a crescer, após a diminuição observada. 2. (Fuvest) Mariposas da espécie 'Biston betularia' de cor escura (melânicas) eram raras em Manchester, Inglaterra, por volta de Predominavam os espécimes de cor clara, que se camuflavam sobre os liquens das cascas das árvores. Em 1950, porém, verificou-se que quase 90% das mariposas eram melânicas nas áreas que se tornaram industriais, onde a fuligem negra produzida pelas fábricas recobriu o tronco das árvores. a) Explique esse aumento das mariposas melânicas entre 1895 e 1950 com base na seleção natural. b) Por que é possível afirmar que a coloração dessas mariposas é um caráter determinado geneticamente? 3. (Ufes) As estruturas corporais de diferentes animais podem indicar que essas espécies descendem de um ancestral comum, dependendo da organização anatômica e da origem embrionária dessas estruturas e independentemente de suas funções. As figuras acima representam a asa de um inseto, a asa de uma ave e a nadadeira anterior de um golfinho. Com base no exposto, faça o que se pede. a) Compare a asa do inseto com a da ave, em relação a suas origens evolutivas e suas funções. Explique o evento evolutivo envolvido no surgimento de estruturas com essas condições. b) Compare a asa da ave com a nadadeira do golfinho, em relação a suas origens evolutivas e suas funções. Explique o evento evolutivo envolvido no surgimento de estruturas com essas condições. 36

9 c) Para Lamarck, o surgimento de uma nadadeira do tipo da do golfinho seria em decorrência do desenvolvimento de um outro tipo de apêndice, que, progressivamente, em cada indivíduo, ao longo de gerações, iria se modificando em decorrência do seu uso para o nado. As modificações adquiridas em cada indivíduo seriam transmitidas para seus descendentes, até que, ao longo de gerações, o apêndice se transformasse em uma nadadeira. Diga se essa hipótese é correta ou não e justifique a sua resposta. 4. (Ueg) A figura a seguir representa as relações evolutivas entre os grupos de seres vivos. Com base na análise da figura, responda ao que se pede: a) A endossimbiose foi um processo importante na história de vida dos organismos eucarióticos multicelulares. Explique a teoria da endossimbiose. b) Qual a diferença exclusiva é ressaltada ao se comparar cloroplastos e mitocôndrias com as demais organelas citoplasmáticas na evolução dos organismos? 5. (Ufrj) O gráfico a seguir mostra como variou o percentual de cepas produtoras de penicilinase da bactéria 'Neisseria gonorrhoeae' obtidas de indivíduos com gonorreia no período de 1980 a A penicilinase é uma enzima que degrada a penicilina. Por que aumentou o número de cepas que produzem a penicilinase? 37

10 SÉRIE CASA 1. (Ufrj) Os tigres de dentes-de-sabre são mamíferos extintos. Esses animais possuíam caninos superiores muito desenvolvidos, em forma de sabre. Um fato menos conhecido é que houve várias espécies de mamíferos placentários com dentes-de-sabre. O diagrama a seguir mostra a filogenia provável dos tigres de dentes-de-sabre placentários 'Barbourofelis' e 'Smilodon'. A presença da característica dentes-de-sabre em 'Barbourofelis' e 'Smilodon' representa um caso de homologia ou de analogia? Justifique sua resposta. 2. (Ufrn) A comparação do padrão morfológico dos organismos possibilita a determinação do perfil evolutivo dos grupos. Nesse contexto, considere a imagem e responda as questões: a) Como é chamado esse tipo de padrão morfológico? b) O que esse padrão indica em termos evolutivos? c) A asa de um morcego e a asa de um inseto apresentam esse mesmo padrão morfológico? Por quê? 3. (Ufrj) Visando a prevenir infecções, a adição de antibióticos na ração de animais domésticos tornou-se prática comum em muitos países. Ao longo dos anos, observou-se um aumento na porcentagem de bactérias que possuem genes que as tornam resistentes aos antibióticos, em detrimento das bactérias sensíveis. A partir de 1998, o governo da Dinamarca proibiu o uso de antibióticos na ração de animais. Os gráficos a seguir mostram a porcentagem de indivíduos resistentes a antibióticos nas bactérias 'Enterococcus faecalis' e 'Enterococcus faecium' encontradas no trato digestivo de animais dinamarqueses nos anos de 1995 e Explique por que ocorre variação na porcentagem de bactérias resistentes a antibióticos entre os anos de 1995 e GABARITO: SÉRIE AULA Ao acrescentar-se o antibiótico, as bactérias sensíveis foram eliminadas. Os microorganismos geneticamente resistentes, que haviam em pequeno número, foram selecionados e cresceram normalmente. Resposta da questão 2: a) O escurecimento das árvores pela fuligem favoreceu as mariposas escuras que, camufladas, puderam sobreviver à ação dos predadores. Com maiores chances de sobrevivência e de reprodução, as mariposas melânicas puderam aumentar em número neste período. b) É possível verificar que se trata de um caráter hereditário através de cruzamentos e da análise da descendência. O caráter em questão se comporta de acordo com as leis de Mendel. 38

11 Resposta da questão 3: a) As asas dos insetos e das aves são órgãos análogos, pois têm mesma função, mas origem embrionária e plano estrutural totalmente diferentes. A asa de uma ave é um membro composto de ossos, músculo, pele, nervos etc., enquanto a asa de um inseto é uma projeção do exoesqueleto de quitina que recobre o corpo do animal. b) As asas das aves e as nadadeiras dos golfinhos são órgãos homólogos, pois, apesar de terem funções distintas as asas são adaptadas ao voo e as nadadeiras, à natação têm a mesma origem embrionária e apresentam esqueletos com o mesmo plano estrutural. A melhor explicação para essa semelhança de organização óssea é que esses animais descendem de um ancestral comum, de quem herdaram o projeto estrutural que compartilham. c) A hipótese de Lamarck não é correta. Apenas alguns tecidos, como musculares, se transformam em decorrência de seu uso ou desuso; mesmo assim, essas transformações não podem ser transmitidas para seus descendentes. Resposta da questão 4: a) A teoria da endossimbiose, também conhecida como hipótese simbiogênica, propõe que tanto mitocôndrias como plastos descendem de bactérias primitivas que, num passado distante, associaram-se simbioticamente às primitivas células eucarióticas. Segundo essa teoria, as primeiras células eucarióticas adquiriram capacidade de respirar gás oxigênio quando passaram a abrigar, em seu citoplasma, células procarióticas respiratórias. Estabeleceu-se, então, uma troca de benefícios entre esses seres: a célula eucariótica garantia abrigo e alimento à célula procariótica e essa lhe fornecia energia, obtida por meio da respiração aeróbica. A associação, segundo a teoria, foi tão bem-sucedida que se tornou permanente e os inquilinos procarióticos se transformaram em organelas respiratórias (mitocôndrias). A história dos cloroplastos é bem parecida com a das mitocôndrias. De acordo com a hipótese simbiogênica, os plastos teriam surgido pela associação entre primitivas células eucarióticas (que já haviam se associado anteriormente às mitocôndrias) e bactérias fotossintetizantes. b) As mitocôndrias e cloroplastos, diferentemente das demais organelas citoplasmáticas, possuem seu próprio DNA, sintetizam algumas de suas próprias proteínas e são capazes de se autoduplicar. Resposta da questão 5: O uso crescente da penicilina criou um ambiente em que a seleção natural favoreceu as cepas resistentes, cuja frequência aumentou com o tempo. SÉRIE CASA Analogia. Os ancestrais de cada um desses animais não possuíam essa característica, que surgiu posteriormente. Os dentes de sabre surgiram independentemente nos dois grupos, após a separação dos ancestrais de 'Nimravidae' e 'Felidae'. Resposta da questão 2: a) Homologia. b) A homologia entre estruturas de organismos diferentes sugere que eles se originaram de um grupo ancestral comum e têm a mesma origem embriológica. c) Não. As asas dos insetos e das aves são estruturas diferentes quanto à origem embriológica, embora ambas estejam adaptadas à execução de uma mesma função, o voo, sendo, portanto, estruturas análogas. Resposta da questão 3: Até 1998 a administração de antibióticos eliminaram grande parte das bactérias sensíveis, favorecendo a multiplicação das bactérias resistentes. Os dados relativos ao ano 2000 mostram um aumento na proporção de bactérias sensíveis, indicando que elas possuem características que as favorecem na competição com as resistentes na ausência de antibióticos. AULA 05 - SÉRIE AULA 1. (Ueg) No Brasil, são registradas diferentes espécies de Leishmania, parasitas de humanos e animais, que causam doenças conhecidas como leishmanioses. Acerca das leishmanioses, são apresentadas duas situações para análise. Situação 1 Leishmaniose deixa Goiânia em alerta Em menos de um mês 13 cães foram contaminados na capital. Secretaria Municipal de Saúde investiga o avanço da doença. Disponível em: < Acesso em: 30 set

12 Situação 2 Representação gráfica do efeito das medidas profiláticas no controle das leishmanioses humana e canina no Vale do Rio Doce, MG, Brasil, no período de 1965 a Após a leitura e a análise das situações apresentadas, responda ao que se pede. a) Em relação à situação 1, qual o papel do cão no ciclo da leishmaniose? b) O efeito das medidas profiláticas foi satisfatório no controle dos casos de leishmaniose, segundo a situação 2? Justifique. c) Quais as medidas profiláticas poderiam ter sido adotadas no controle da leishmaniose, conforme a situação 2? 2. (Ufg) Os protozoários são organismos unicelulares e predominantemente heterotróficos, com maioria de vida aquática e apresentam diversificadas relações com os demais seres vivos. Esses organismos, embora unicelulares, são complexos, pois desempenham todas as funções de animais pluricelulares, como a respiração, a alimentação e a reprodução. Em uma experiência laboratorial, protozoários coletados em uma represa foram colocados num recipiente com água do mar. Dessa forma, explique: a) o que acontecerá a esses protozoários; b) o mecanismo celular relacionado a essa experiência. 3. (Unicamp) Alguns protistas e algumas células eucarióticas apresentam, na superfície externa, cílios ou flagelos, que desempenham importantes funções, como o deslocamento. Considere os seguintes protozoários e células eucarióticas: 'Paramecium', 'Euglena', 'Trypanosoma', espermatozoide e células de tecido epitelial. a) Quais dessas células apresentam cílios? E quais apresentam flagelos? b) Há alguma diferença na função dessas estruturas nesses tipos celulares? Explique. c) A ameba não apresenta cílios ou flagelos. Como esse organismo unicelular se desloca? 4. (Uff) Biodiversidade é o conjunto de diferentes formas de vida no planeta. De todos os seres vivos que constituem atualmente a biosfera, já foram identificadas cerca de espécies. Essas incluem: espécies de animais, espécies de plantas, de fungos e de algas. Apesar desses números serem bastante elevados, supõe-se que o número real de espécies seja ainda muito maior (30 a 150 milhões), pois, grande parte da biodiversidade ainda não é conhecida. (adaptado de As figuras ao lado representam três tipos de células de organismos de diferentes reinos. a) Identifique os reinos de cada célula representada. b) Cite uma estrutura exclusiva de cada célula representada na figura. c) Dê a principal função de cada uma das estruturas citadas no item anterior. 40

13 5. (Ufmg) Protistas ciliados podem ser facilmente reconhecidos pela sua cobertura ciliar e pela presença de macronúcleo (regula o metabolismo) e micronúcleo (participa do processo reprodutivo sexuado). A figura abaixo ilustra os dois tipos de reprodução em Paramecium sp. Considere um experimento conduzido em dois tubos de ensaio com cultivo axênico (culturas puras) de Paramecium sp. com genomas idênticos, em que não ocorrem fenômenos mutagênicos. No tubo 1, os protistas se reproduzem por fissão binária e, no tubo 2, por fissão binária e por conjugação. Com base na figura e em seus conhecimentos sobre o tema, a) CITE o(s) tipo(s) de divisão celular que ocorre(m) nos tubos. b) INDIQUE se, mantidas as mesmas condições de cultivo, é esperada alguma diferença entre a quantidade/densidade de indivíduos nos tubos 1 e 2, após cinco dias. JUSTIFIQUE sua resposta. c) APRESENTE um argumento contrário à seguinte afirmativa: Por serem culturas puras, os paramécios dos tubos 1 e 2 constituem populações clonais. d) INDIQUE se a população do tubo 2 está sujeita à ocorrência de endogamia. JUSTIFIQUE sua resposta. SÉRIE CASA 1. (Ufrj) O diagrama a seguir representa o ciclo do plasmódio causador da malária, uma doença que mata milhões de pessoas anualmente na África e no Brasil e para a qual não existem vacinas. O diagrama mostra os estágios do parasita: esporozoítos, merozoítos, trofozoítos, esquizonte e gametócitos. Muitos cientistas tentam, no momento, produzir vacinas concentrando suas estratégias nos estágios de esporozoítos e merozoítos. Explique por que os cientistas selecionam os estágios esporozoítos e merozoítos como fontes de antígenos. 41

14 2. (Unesp) Estão representados nas figuras os exames de sangue de dois pacientes brasileiros que nunca saíram do país, e que revelam a presença dos protozoários. a) Quais são os protozoários que podem ser identificados no sangue dos pacientes I e II? b) De que forma estes pacientes poderiam ter adquirido os parasitas? 3. (Ufes) A Siclemia ou Anemia Falciforme é uma doença genética grave em que os homozigotos SS, por só produzirem hemoglobina anormal do tipo S, apresentam anemia profunda e, se não tiverem um tratamento médico eficiente, dificilmente atingirão a idade reprodutiva. No entanto, observa-se que a frequência do gene S é bastante alta na Grécia, África e Índia, regiões endêmicas para a malária. a) Explique a relação entre a frequência do gene S e a malária. b) Qual é o agente etiológico, o vetor e o ciclo de vida, no homem, do protozoário causador da malária? GABARITO: a) Hospedeiro vertebrado que, epidemiologicamente, comporta-se como reservatório doméstico. b) Sim. Observa-se no gráfico que a adoção e o aumento das medidas profiláticas adotadas naquela região e naquele período diminuíram o porcentual de casos humanos e caninos de leishmaniose. c) Diagnóstico e tratamento dos doentes, evitando-se a transmissão da doença: combate às formas adultas do inseto vetor (exemplo: dedetização das casas) e sacrifício dos cães com sorologia positiva. Resposta da questão 2: a) Protozoários de água doce possuem citoplasma hipotônico em relação à água do mar, sendo que, nesse caso, a célula (protozoário) murcharia em função da maior saída de água para o meio externo (água do mar). b) Trata-se de um mecanismo de osmorregulação, com transporte passivo e seletivo denominado de osmose, no qual apenas o solvente (água) se difunde pela membrana celular. Resposta da questão 3: a) Cílios: 'Paramecium' e células do tecido epitelial. Flagelos: 'Euglena', 'Trypanosoma' e espermatozoide. b) Sim, no 'Paramecium', na 'Euglena', no 'Trypanosoma' e no espermatozoide a função é de locomoção. No tecido epitelial a função é retenção e eliminação de partículas estranhas (revestimento da traqueia). c) Emissão de pseudópodos. Resposta da questão 4: a) 1 - Célula vegetal - Reino Vegetal 2 - Célula de bactéria - Reino Monera 3 - Trypanosoma - Reino Protista b) 1 - Cloroplasto ou Parede com celulose 2 - DNA circular ou Mesossoma 3 - Centríolo ou Corpúsculo Basal c) 1 - Cloroplasto: Realizar fotossíntese e Parede com celulose: manter integridade celular. 2 - DNA: Armazenar informações genéticas e Mesossoma: ligar DNA à membrana. 3 - Centríolo:Organizar o fuso mitótico; Corpúsculo Basal: formar microtúbulos, cílios e flagelos. Resposta da questão 5: a) tubo 1: mitose; tubo 2: mitose e meiose. b) A população do tubo 1 será maior por ser a fissão binária um processo reprodutivo mais rápido. 42

15 c) A população do tubo 2 não é clonal por ser a conjugação um processo reprodutivo sexuado. d) A população do tubo 2 não está sujeita à endogamia por ser constituída por organismos geneticamente distintos. SÉRIE CASA Porque esses são estágios extracelulares do parasita. Nessa condição, esporozoítos e merozoítos encontram-se expostos ao sistema imune do hospedeiro, diferentemente dos estágios intracelulares. Resposta da questão 2: a) No sangue do paciente I podemos identificar o agente etiológico da malária, o protista 'Plasmodium sp.', parasita dos glóbulos vermelhos humanos. O paciente II apresenta a doença de Chagas, já que possui o flagelado 'Tripanosoma cruzi'. b) O agente causador da malária é geralmente transmitido através da picada de fêmeas infectadas do mosquito-prego (Gênero Anopheles). O flagelado é transmitido pelo contato do paciente com as fezes infectadas do inseto "barbeiro" no local da picada ou através de mucosas. Resposta da questão 3: a) Os indivíduos portadores do gene S são resistentes à Malária. b) Agente etiológico: 'Plasmodium sp.' Vetor: fêmeas infectadas do mosquito-prego (Gen. Anopheles) Resumo do ciclo vital: Homem (hospedeiro intermediário) Mosquito (hospedeiro definitivo) Homem. 43