1- Doenças graves como o botulismo, a lepra, a meningite, o tétano e a febre maculosa são causadas por bactérias. As bactérias, no entanto, podem ser úteis em tecnologias que em pregam a manipulação de DNA, funcionando como verdadeiras fábricas de medicamentos como a insulina. a) Explique como a bactéria pode ser utilizada para a produção de medicamentos. b) O botulismo e o tétano decorrem da ação de toxinas produzidas por bactérias que são adquiridas de diferentes formas pelos seres humanos. Como pode ocorrer a contaminação por essas bactérias? a) Caso a bactéria receba um gene humano por meio de técnicas de DNA recombinante, pode expressá-lo, produzindo medicamentos como a insulina, hormônio somatotrófico, fator VIII de coagulação sanguínea, trombinas etc. b) O botulismo é causado pela ingestão de alimentos contaminados pela toxina botulínica liberada pela bactéria Clostridium botulinum. O tétano é provocado por ferimentos profundos com objetos contaminados pela bactéria Clostridium tetani. 2- Os anfíbios foram o primeiros vertebrados a habitar o meio terrestre. Provavelmente surgiram de peixes crossopterígeos que eventualmente saíam da água à procura de insetos. Antes de ganharem o meio terrestre, esses ancestrais dos anfíbios passaram por modificações em sua estrutura e em sua fisiologia. a) Mencione duas modificações importantes nessa transição. b) Os anfíbios são classifica dos em três ordens: Gymnophiona ou Ápoda (cobras cegas), Urodela (salamandras) e Anura (sapos, rãs e pererecas). Mencione uma característica exclusiva de cada uma delas 1
a) Os ancestrais dos anfíbios apresentavam como modificações importantes para a ocupação do ambiente terrestre: apêndices locomotores, associados por cinturas (pélvica e escapular), à coluna vertebral (tetrápodes) e respiração pulmonar, embora nesse grupo a área do pulmão seja pequena, fato que determina a complementação da oxigenação corpórea pela respiração cutânea. b) Os indivíduos da ordem Gymnophiona ou Ápoda não apresenta apêndices locomotores. Os membros da ordem Urodela apresentam cauda. Finalmente, indivíduos da ordem anura, em fase adulta, não apresentam cauda. 3- As aves migratórias voam muitas vezes a grandes altitudes e por longas distâncias sem parar. Para isso, elas apresentam adaptações estruturais e também fisiológicas, como a maior afinidade da hemoglobina pelo oxigênio. a) Explique a importância da maior afinidade da hemoglobina pelo oxigênio nas aves migratórias. b) Indique duas adaptações estruturais que as aves em geral apresentam para o voo e qual a importância dessas adaptações. a) As aves migratórias voam em grandes altitudes, situação na qual o ar é rarefeito, assim, apresentar hemoglobina com maior afinidade pelo oxigênio facilita a captação desse gás nesse contexto de baixa pressão parcial do oxigênio. Essa adaptação permite as aves migratórias manterem o voo, que necessita de grande aporte de oxigênio, a longas distâncias. b) As aves apresentam o corpo aerodinâmico: corpo compacto que reduz a resistência do ar e asas amplas que facilitam o voo planado. Membros anteriores transformados em asas para assegurar o voo. 2
Presença de penas que fornecem propulsão ao vôo e ampliam a área das asas (rêmiges) e penas que auxiliam no direcionamento do voo (rectrizes). Possuem ossos pneumáticos, dotados de câmaras de ar, que tornam a estrutura mais leve, facilitando o voo. Apresentam potentes músculos peitorais que geram a força propulsora durante o voo batido, vale à pena ressaltar a presença de quilha ou carena ampla para a forte ancoragem dos músculos peitorais, facilitando a sua atividade. 4- A polinização geralmente ocorre entre flores da mesma planta ou entre flores de plantas diferentes da mesma espécie, caracterizando a polinização ou fecundação cruzada. Como a maioria das flores é hermafrodita (monóclina), há mecanismos que evitam a autopolinização (autofecundação). a) Explique um dos mecanismos que dificultam ou evitam a autopolinização. b) Qual a importância dos mecanismos que evitam a autopolinização? a) Podemos citar como mecanismos que dificultam ou evitam a autopolinização: I Hercogamia: existe uma separação espacial entre estames e pistilos, fato que dificulta a autopolinização. II Dicogamia: ocorre separação temporal entre a maturação dos estames e pistilos, assim, pode ser protandria: quando os estames apresentam maturação anterior em relação aos pistilos, ou protoginia, situação na qual o pistilo passa por maturação antes dos estames. b) Os mecanismos que evitam a autoplinização asseguram maior variabilidade genética ao grupo, pois os núcleos espermáticos responsáveis pela fecundação da oosfera serão provenientes de outra planta, que apresenta características genéticas distintas.. 3
5- As substâncias orgânicas que nutrem as plantas são produzidas por meio da fotossíntese em células dotadas de cloroplastos, localizadas principalmente nas folhas. Nesse processo, que tem a luz como fonte de energia, moléculas de água (H 2 O) e de gás carbônico (CO 2 ) reagem, originando moléculas orgânicas. As moléculas de água são absorvidas principalmente através da raiz, e o CO 2, através dos estômatos. a) A abertura dos estômatos depende de diversos fatores ambientais. Cite um fator que afeta a abertura estomática e explique como isso ocorre. b) Que processo permite que a planta utilize parte das substâncias orgânicas produzidas na fotossíntese como fonte de energia para suas células? Em que consiste esse processo? a) Sob restrição hídrica a planta fecha os estômatos, pois há saída de potássio das células-guarda para as células subsidiárias, consequentemente, o estômato perde água por osmose, fechando-se. Na presença de luz, as células estomáticas captam ativamente potássio, aumentando a sua concentração osmótica, esse fato determina a entrada de água nas células-guarda dos estômatos, provocando a sua abertura. Em situações de estresse ambiental há secreção de ácido abscísico que provoca o fechamento dos estômatos. b) O processo celular que permite a planta utilizar parte das substâncias orgânicas produzidas na fotossíntese como fonte de energia é a respiração celular; nesse processo ocorre degradação da glicose, em condições aeróbicas, gerando até 38 ATPs para o vegetal. 4
6- Duas fatias iguais de batata, rica em amido, foram colocadas em dois recipientes, um com NaCl 5M e outro com H 2 O. A cada 30 minutos as fatias eram retiradas da solução de NaCl 5M e da água, enxugadas e pesadas. A variação de peso dessas fatias é mostrada no gráfico abaixo. a) Explique a variação de peso observada na fatia de batata coloca da em NaCl 5M e a observada na fatia de batata coloca da em água. b) Hemácias colocadas em água teriam o mesmo comportamento das células da fatia da batata em água? Justifique. a) A fatia de batata colocada em solução de NaCl 5M perde peso, pois foi mergulhada numa solução hipertônica, que provocou perda de água na fatia da batata. Já a fatia da batata mergulhada na água aumentou de peso, pois fora colocada numa solução hipotônica, assim, as células da fatia de batata ganharam água. b) A princípio o comportamento das hemácias seria semelhante ao comportamento das células das fatias de batata, mas com o passar do tempo o resultado seria distinto, pois as hemácias não apresentam parede celulósica como às células das fatias de batata; dessa forma as hemácias em solução de NaCl a 5M ficariam crenadas ( enrugadas ) e mergulhas em água sofreriam ruptura da membrana plasmática (hemólise). 5
7- O gráfico abaixo mostra a variação ao longo do tempo na frequência de dois fenótipos, relativos à forma do bico de uma espécie de ave. Os pesquisadores notaram uma relação dessa variação fenotípica com uma alteração na disponibilidade de diferentes tipos de organismos predados por essas aves e atribuíram a variação observada à seleção natural. a) Explique como a variação em populações de presas pode causar as mudanças nas freqüências dos fenótipos mostra das no gráfico. b) Como o darwinismo explica o mecanismo de adaptação como parte do processo evolutivo? a) A mudança na proporção de populações de presas aparentemente favorecem as espécies de bico largo, dessa forma é possível inferir que essa população de presas mais numerosas, dificilmente, eram capturadas por aves de bico fino, assim, houve redução do contingente populacional de aves de bico fino como pode ser observado no gráfico. b) O darwinismo afirma que há variabilidade entre os indivíduos, a seleção natural favorece a sobrevivência dos indivíduos portadores que características de valor adaptativo positivo, esses sobrevivem melhor deixando uma prole mais numerosa. Com o passar do tempo, a adaptação positiva acabará presente na população de forma mais ampla. 6
8-No início do século XX, o austríaco Karl Landsteiner, misturando o sangue de indivíduos diferentes, verificou que apenas algumas combinações eram compatíveis. Descobriu, assim, a existência do chamado sistema ABO em humanos. No quadro abaixo são mostrados os genótipos possíveis e os aglutinogênios correspondentes a cada tipo sanguíneo. TIPO SANGUÍNEO GENÓTIPO AGLUTINOGÊNIO A I A I A ou I A i A B I B I B ou I B i B AB I A I B A e B O ii Nenhum a) Que tipo ou tipos sanguíneos poderiam ser utilizados em transfusão de sangue para indivíduos de sangue tipo A? Justifique. b) Uma mulher com tipo sanguíneo A, casa da com um homem com tipo sanguíneo B, tem um filho considerado doador de sangue universal. Qual a probabilidade de esse casal ter um(a) filho(a) com tipo sanguíneo AB? Justifique sua resposta. a) Um indivíduo de sangue do tipo A apresenta no plasma sanguíneo aglutininas (anticorpos) anti-b, portanto, não poderá receber sangue de pessoas que apresentam aglutinogênio B em suas hemácias (B e AB), conclui-se, então, que o indivíduo do grupo A pode receber sangue do tipo A ou sangue do tipo O. Nesse caso é preferível o emprego de sangue do tipo A. b) O casal já teve um filho O, portanto, apresentam genótipos: pai I B i e mãe I A i. Assim, a probabilidade de o casal ter uma criança AB corresponde a ¼ ou 25%, conforme demonstra o diagrama abaixo: I A I B I A I B I B i i I A i ii i Probabilidade (criança AB - I A I B ) = ¼ = 25% 7