ATIVIDADES - colegiopessoa.com.br · no sistema ABO, então possuem tipo sanguíneo A ou B e Rh negativo. Se a mulher de Marcos e a de Paulo não possuem histórico de he- mo!lia

9 Relacione cada conceito com sua respectiva de!nição:( c ) Herança ligada ao sexo ( b ) Daltonismo( e ) Porção não homóloga ( d ) Holândrico( a ) Hemo!liaa) Tendência hereditária a hemorragias causada pela

de!ciência de um dos fatores da coagulação.b) Incapacidade geneticamente determinada de se

distinguirem cores (geralmente verde e vermelho).c) Relacionada com genes da porção não homóloga do

cromossomo X.d) Alelo da porção não homóloga do cromossomo Y.e) Região dos cromossomos sexuais em que os genes de

X não ocorrem em Y, e vice-versa.

10 (Vunesp) Marcos e Paulo são !lhos do mesmo pai, mas de mães diferentes. Com relação aos tipos sanguíneos dos sistemas ABO e Rh, Marcos é um “doador universal”. Contudo, ao invés de doar sangue, Marcos é obrigado a recebê-lo por doação, pois tem hemo!lia tipo A, uma característica ligada ao sexo. Nas vezes em que recebeu transfusão sanguínea, Marcos teve por doadores Paulo e a mãe de Paulo. Sua mãe e seu pai não puderam doar sangue, embora fossem compatíveis pelo sistema Rh, mas não o eram pelo sistema ABO. Já adultos, Marcos e Paulo casaram-se com mulheres em cujas famílias não havia histórico de hemo!lia, e ambos os casais esperam um bebê do sexo masculino. Contudo, estão receosos de que seus !lhos possam vir a ter hemo!lia. O heredograma representa as famílias de Marcos e de Paulo. O indivíduo apontado pela seta é Marcos.

1

1

1

I

II

III

2

2 3 4

2 3

Considerando o histórico, qual o provável tipo sanguíneo da mãe e do pai de Marcos e qual a probabilidade de que os !lhos de Marcos e de Paulo sejam hemofílicos? Justi!que suas respostas.Se Marcos é doador universal em relação aos tipos sanguíneos dos sistemas ABO e Rh, ele é O (ii) e Rh negativo (dd) e, sendo hemofílico, é XhY. Se os pais de Marcos eram compatíveis em relação ao sistema Rh, mas não puderam lhe doar sangue em razão de incompatibilidade no sistema ABO, então possuem tipo sanguíneo A ou B e Rh negativo. Se a mulher de Marcos e a de Paulo não possuem histórico de he-mo!lia em suas famílias, elas provavelmente são XHXH. Sendo assim, a probabilidade de os !lhos de Marcos e Paulo serem portadores de hemo!lia é nula, pois terão genótipo XHY, ao herdarem o XH da mãe e o Y do pai.

ATIVIDADES

11 (Vunesp) O daltonismo é comumente entendido como a incapacidade de enxergar as cores verde e/ou vermelha. A percepção de cores é devida à presença de diferentes tipos do pigmento retinol nos cones da retina. Nos in-divíduos daltônicos, alguns desses pigmentos não estão presentes, alterando-se a percepção das cores. Os genes que participam da síntese desses pigmentos localizam-se no cromossomo X. O daltonismo é um caráter recessivo.Um homem daltônico casou-se com uma mulher de vi-são normal em cuja família não havia relatos de casos de daltonismo. Este casal teve dois !lhos: João e Maria.a) Qual a probabilidade de João ter herdado do pai o

alelo para daltonismo? Qual a probabilidade de Maria ter herdado do pai o alelo para daltonismo?

A probabilidade de João ter herdado do pai o alelo para daltonismo é nula, porque ele recebe do pai o cromossomo Y. Para Maria, é 100%, porque ela recebe o cromossomo Xd do pai, que é daltônico (XdY).

b) Por que é mais frequente encontrarmos homens daltônicos que mulheres daltônicas?

O homem é daltônico quando apresenta o genótipo XdY. Sendo homo-zigota, a mulher daltônica possui genótipo XdXd. Para ter a anomalia, a mulher precisa de dois alelos e o homem de apenas um.

12 (Fuvest-SP) Uma mulher é portadora de um alelo letal ligado ao sexo que causa aborto espontâneo. Supondo que 15 de suas gestações se completem, qual o número esperado para crianças do sexo masculino entre as que nascerem? Justi!que sua resposta.O fato de existirem mulheres portadoras do alelo letal implica que ele é recessivo, pois, se fosse dominante, as mulheres não sobreviveriam. No caso, a mulher tem genótipo XAXa, e o homem possui genótipo XAY, pois, sendo ele hemizigoto, não pode portar o alelo. A descendência seria: XAXA, XAXa, XAY, XaY (este não sobrevive). A proporção esperada é de 2 meninas para 1 menino, ou, em 15 crianças, 10 meninas e 5 meninos.

33

13 (Fuvest-SP) Um homem afetado por uma doença genéti-ca muito rara, de herança dominante, casa-se com uma mulher não consanguínea. Imagine que o casal tenha doze descendentes, seis !lhos e seis !lhas. Responda, justi!cando sua resposta, qual será a proporção espera-da de !lhas e de !lhos afetados pela doença do pai, no caso de o alelo em questão estar localizado:a) em um autossomo;Os alelos podem ser assim representados: A condiciona a doença, e a determina o fenótipo normal. É provável que o homem doente seja heterozigoto (Aa), pois a doença é muito rara. O cruzamento com uma mulher normal (aa) produz uma descendência com 50% de doentes (Aa) e 50% de normais (aa), independentemente do sexo. Portanto, a proporção esperada de !lhas e de !lhos será: 3 !lhas doentes e 3 !lhos doentes; 3 !lhas normais e 3 !lhos normais.

b) no cromossomo X.Nesse caso, a representação dos alelos será: XA para a doença e Xa para o fenótipo normal. O cruzamento de um homem doente (XAY) com uma mulher normal (XaXa) produzirá a seguinte descendência: XAXa (!lha doente) e XaY (!lho normal). Logo, serão 6 !lhas doentes e 6 !lhos normais.

Exercícios complementares

14 (Unifesp) O cruzamento de moscas-do-vinagre de olhos vermelhos originou 100% de descendentes machos e fê-meas de olhos vermelhos. O cruzamento de moscas-do--vinagre de olhos brancos originou 100% de descenden-tes machos e fêmeas de olhos brancos. Quando fêmeas de olhos brancos foram cruzadas com machos de olhos vermelhos, a descendência obtida foi 100% de fêmeas de olhos vermelhos e 100% de machos de olhos brancos. Com base nesses resultados, podemos a!rmar que o caráter cor de olho da mosca-do-vinagre é determinado por:a) um gene autossômico, em que o alelo para olho

vermelho é dominante sobre o branco.b) um gene ligado ao cromossomo X, em que o alelo

para olho branco é dominante sobre o vermelho.c) dois genes, cada um com dois alelos, ambos respon-

sáveis pelo mesmo fenótipo.

d) dois genes, um localizado em um autossomo e o outro no cromossomo X.

e) um gene ligado ao cromossomo X, em que o alelo para olho vermelho é dominante sobre o branco.

15 (U. E. Londrina-PR) A hemo!lia é uma doença hereditária recessiva ligada ao cromossomo sexual X, presente em todos os grupos étnicos e em todas as regiões geográ!cas do mundo. Caracteriza-se por um defeito na coagulação sanguínea, manifestando-se por meio de sangramentos espontâneos que vão de simples manchas roxas (equimo-ses) até hemorragias abundantes. Com base no enunciado e nos conhecimentos sobre o tema, é correto a!rmar:a) Casamento de consanguíneos diminui a probabilidade

de nascimento de mulheres hemofílicas.b) Pais saudáveis de !lhos que apresentam hemo!lia

são heterozigotos.c) A hemo!lia ocorre com a mesma frequência entre

homens e mulheres.d) As crianças do sexo masculino herdam o gene da

hemo!lia do seu pai.e) Mulheres hemofílicas são !lhas de pai hemofílico e

mãe heterozigota para este gene.

16 (UFMG) Observe a !gura, em que está representado o cromossomo X.

Alelo dominante paravisão em cores

Mutação

Daltonismo

Alelo dominante parasíntese de G-6-PD

Mutação + ambiente favorável

Crise hemolítica (anemia)

A enzima G-6-PD (glicose seis fosfato desidrogenase), presente nas hemácias, está envolvida no metabolis-mo da glicose. Sabe-se que a de!ciência dessa enzima torna a hemácia sensível a certas drogas — por exem-plo, alguns tipos de analgésicos. Considerando essas informações e outros conhecimentos sobre o assunto, argumente a favor de ou contra cada uma das a!rma-tivas que se seguem. a) O número de mulheres e de homens que podem

desenvolver crises hemolíticas é igual.b) Indivíduos com o mesmo genótipo mutante para a

síntese da enzima G-6-PD podem apresentar fenóti-pos diferentes.

c) Os alelos para o daltonismo e para a síntese de G-6-PD segregam-se independentemente.

TAREFA PROPOSTA 13-24

34

1 Relacione cada conceito com sua respectiva de!nição:( e ) Mutação( f ) Mutação gênica( a ) Aberração cromossômica( c ) Euploidia( b ) Aneuploidia( d ) Agentes mutagênicosa) Mutação que afeta fragmentos de cromossomos,

cromossomos inteiros ou lotes de cromossomos.b) Aberração cromossômica numérica que afeta um

número de cromossomos menor que um lote.c) Aberração cromossômica que afeta um lote de cro-

mossomos.d) Agentes físicos e químicos capazes de promover

alterações genéticas.e) Alteração súbita do material genético.f) Mutação que afeta apenas um loco gênico.

2 (PUC-MG) “Quanto maior for a variabilidade genética de uma população, maior será a capacidade de ela se adaptar às adversidades do ambiente.” Analise a valida-de dessa a!rmativa, discutindo se há diferenças entre o papel individual e o populacional da variabilidade intraes-pecí!ca.Quanto maior a variabilidade genética, maior probabilidade de exis-tirem variações fenotípicas favoráveis, as quais aumentam a chance de manutenção da população em caso de mudanças adversas do ambiente. Tal efeito manifesta-se predominantemente em nível po-pulacional, uma vez que é a espécie que se perpetua, quando alguns de seus membros resistem às mudanças ambientais, sobrevivem e se reproduzem.

3 (UFSC) Leia atentamente o trecho a seguir.

[…] o que ele quer resolver agora não é o problema da criança, mas o espaço que ela ocupa na sua vida. E esses contatos medonhos do dia a dia: explicar. Já viu na enciclopédia que o nome da síndrome se deve a John Haydon Down (1828-1896), médico inglês. À maneira da melhor ciência do império britânico, descreveu pela primeira vez a síndrome frisando a semelhança da vítima com a expressão facial dos mongóis, lá nos con!ns da Ásia; daí “mongoloides”. Que tipo de mentalidade de!ne uma síndrome pela semelhança com os traços de uma etnia? […]

TEZZA, Cristóvão. O !lho eterno. 8. ed. Rio de Janeiro/São Paulo: Record, 2009. p. 42-43.

No texto, é citado o nome do médico que descreveu uma síndrome, hoje chamada de síndrome de Down, e a razão de se usar (erroneamente) o termo mongolismo. As síndromes cromossômicas são ocasionadas por alterações no número de cromossomos (aneuploidias) ou por altera-ções na sua estrutura (deleções, inversões, entre outras).

Normalmente os seres humanos apresentam 46 cromosso-mos em pares de cromossomos homólogos, um paterno e outro materno. A síndrome de Down é determinada pela presença de três cromossomos (trissomia), em vez do par usual de cromossomos homólogos no genoma humano.a) Qual par cromossômico apresenta a trissomia na

síndrome de Down?O par número 21.

b) Escreva o cariótipo do portador da síndrome de Down.

47, XX + 21 e 47, XY + 21

c) Cite o nome e escreva o cariótipo de uma aberração cromossômica numérica de cromossomos sexuais.

Síndrome de Klinefelter (47, XXY), trissomia X (47, XXX), síndrome do duplo-Y (47, XYY).

d) Na síndrome de Edwards temos uma trissomia do cromossomo 18. Suponha que um gene A esteja localizado neste cromossomo e que um indivíduo portador desta síndrome seja homozigoto para este loco. Qual seria o número de cópias deste gene na metáfase mitótica de uma célula deste indivíduo?

Se o indivíduo possui três cromossomos 18 em cada célula somática, durante a metáfase mitótica, uma célula apresentará 6 cópias do gene A, pois os cromossomos estarão duplicados.

e) Suponha que no cromossomo 18 existam dois genes denominados A e B. Um indivíduo de genótipo AaBb produz gametas na seguinte proporção: AB: 40%; Ab: 10%; aB: 10% e ab: 40%. Qual seria a distância aproximada destes genes no cromossomo?

Os gametas produzidos em menor quantidade são os recombinantes. Se a frequência de gametas recombinantes é de 20%, então a taxa de recombinação é de 20% e, consequentemente, a distância entre os genes A e B é de 20 unidades de recombinação.

4 (U. E. Ponta Grossa-PR) A permutação é um processo que permite a recombinação entre os genes, aumentando a va-riabilidade genética nas populações. O aumento da varia-bilidade genética pode ocorrer por mudanças estruturais nos cromossomos, chamadas mutações cromossômicas estruturais. A respeito dessas mutações, julgue (V ou F).(01) A de!ciência ou deleção ocorre quando um cromos-

somo perde um segmento em razão de quebras. De!ciências muito acentuadas podem ser letais, uma vez que a perda de muitos genes altera pro-fundamente as condições do indivíduo.

ATIVIDADES

45


(02) As mutações cromossômicas estruturais apresentam alteração no número de cromossomos, além da alteração estrutural.

(04) A translocação ocorre quando dois cromossomos homólogos se quebram simultaneamente e trocam seus segmentos. Na meiose, os dois pares de cro-mossomos homólogos emparelham-se lado a lado em razão da translocação.

(08) A inversão ocorre quando um cromossomo sofre quebra em dois pontos e o segmento entre as quebras apresenta um giro de 180 graus, soldando-se inverti-do no cromossomo. A sequência de genes apresenta--se, assim, invertida em relação à anterior.

(16) A duplicação corresponde à ocorrência de um ou mais segmentos em dose dupla, em um mesmo cromossomo, e nem sempre reduz a viabilidade do organismo. Naqueles que toleram duplicações, um dos trechos em duplicata pode sofrer mutação sem que isso inter!ra na adaptabilidade do organismo, pois o outro trecho não alterado pode continuar a atuar normalmente.

Dê a soma dos números dos itens corretos. (02) As aberrações cromossômicas estruturais não modi!cam o número

de cromossomos de uma célula. (04) A translocação deve-se à transferência de fragmentos entre

cromossomos não homólogos e não deve ser confundida com permutação.

Soma = 25 (01 + 08 + 16)

5 (Unicamp-SP) Os animais podem sofrer mutações gênicas, que são alterações na sequência de bases nitrogenadas do DNA. As mutações podem ser espontâneas, como re-sultado de funções celulares normais, ou induzidas, pela ação de agentes mutagênicos, como os raios X. As muta-ções são consideradas importantes fatores evolutivos. a) Como as mutações gênicas estão relacionadas com a

evolução biológica?As mutações gênicas originam novas versões de genes, que podem determinar novas características, sobre as quais atua a seleção natural. Portanto, são responsáveis por modi!cações sofridas pelos seres vivos ao longo da evolução biológica.

b) Os especialistas a!rmam que se deve evitar a ex-cessiva exposição de crianças e de jovens em fase reprodutiva aos raios X, por seu possível efeito sobre os descendentes. Explique por quê.

Os raios X podem alterar geneticamente as células da linhagem germi-nativa, a partir das quais são formados os ovócitos e os espermatozoides, ocasionando problemas genéticos que poderão ser transmitidos para os descendentes.


6 (U. F. Uberlândia-MG) “O DNA possui capacidade de dupli-cação. Durante esse processo, uma cópia pode eventual-mente diferir do modelo original. O DNA assim formado passa então a se duplicar segundo a forma modi!cada.”a) Identi!que o fenômeno conceituado no texto. b) Relacione-o com a adaptação e a evolução dos seres

vivos.

7 (Unicamp-SP) No cariótipo humano !gurado a seguir, existe uma dada alteração cromossômica. Identi!que-a e explique um mecanismo que pode levar à sua formação.

1

6 7 8 9 10 11 12

13 14 15 16 17 18 19 20

21 22 x

2 3 4 5

8 (UFCE) A Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) proibiu a venda e a utilização de equipamentos para bronzeamento arti!cial no Brasil. A Sociedade Brasileira de Dermatologia solicitava a proibição, alertando sobre o risco de câncer de pele. Responda aos itens a seguir, relacionados ao tema.a) Que células produzem o bronzeamento quando

estimuladas pela radiação ultravioleta tipo A (UVA), emitida pelo equipamento? A que tecido pertencem essas células?

b) A radiação UVA absorvida pela timina no DNA pode causar a formação de ligações covalentes entre bases de nucleotídios adjacentes. Por que essas ligações covalentes podem induzir mutações?

c) Existem nas células mecanismos moleculares de re-paro do DNA. Esses mecanismos, porém, nem sempre funcionam em células somáticas que se dividem com elevada frequência. No tecido em questão, que células apresentam essa característica?

d) As células somáticas que sofreram mutação podem tornar-se malignas (cancerosas). Elas perdem o con-trole sobre a divisão celular e passam a expressar o gene da telomerase. Qual a consequência da ativação dessa enzima na reprodução dessas células?

46

ATIVIDADES

9 Relacione cada conceito com sua respectiva de!nição:( d ) Pool gênico( c ) Cruzamento consanguíneo( a ) Seleção natural( e ) Princípio de Hardy-Weinberg( b ) População pan-míticaa) Ação do ambiente sobre a variabilidade de uma

população, selecionando os indivíduos mais aptos.b) População em que os cruzamentos ocorrem ao acaso.c) Situação em que os participantes de um cruzamento

possuem ancestral comum. d) Conjunto de genes de uma população.e) “Em uma população, sob certas condições, as frequên-

cias dos alelos e dos fenótipos que determinam permanecem constantes, geração após geração.”

10 (UFRJ) O grá!co a seguir mostra as frequências dos genó-tipos de um loco que pode ser ocupado por dois alelos A e a. No grá!co, p representa a frequência do alelo A.

p 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

0,2

AA aa Aa

0,0

0,4

0,6

0,8

1,0

Calcule a frequência dos genótipos AA, Aa, aa nos pon-tos determinados pela linha pontilhada. Justi!que sua resposta.Considerando p (frequência do alelo A) igual a 0,6, então q (frequência do alelo a) é igual a 0,4, pois p + q = 1. Considerando-se a população em equilíbrio:

f (AA) = p2 = 0,6 · 0,6 = 0,36 ou 36%f (Aa) = 2pq = 2 · 0,6 · 0,4 = 0,48 ou 48%f (aa) = q2 = 0,4 · 0,4 = 0,16 ou 16%

11 (UERJ) Segundo o teorema de Hardy-Weinberg, uma po-pulação ideal deve atingir o equilíbrio, ou estado estáti-co, sem grandes alterações de seu reservatório genético. Em uma das ilhas do arquipélago de Galápagos, uma das condições estabelecidas por Hardy e Weinberg para populações ideais foi seriamente afetada por uma erup-ção vulcânica ocorrida há cerca de cem mil anos. Esta erupção teria diminuído drasticamente a população de jabutis gigantes da ilha.

a) Cite duas das condições propostas por Hardy e Weinberg para que o equilíbrio possa ser atingido.

Para que as frequências dos alelos se mantenham constantes, é necessário: ausência de ação da seleção natural, não ocorrência de mutações, ausência de migrações, ocorrência de cruzamentos casuais e populações su!cientemente grandes.

b) De!na o conceito de evolução com base na frequên-cia dos genes de uma população e indique de que forma a diminuição da população afetou a evolução dos jabutis gigantes.

A evolução é a consequência da alteração progressiva das frequências gênicas em uma população. A diminuição da população de jabutis pode torná-la mais sujeita, por exemplo, a variações gênicas aleatórias, fenômeno conhecido como deriva genética ou oscilação genética.

12 (Vunesp) Considere duas populações diferentes, 1 e 2, cada uma com 200 indivíduos diploides, portanto com 400 alelos. A população 1 apresenta 90 indivíduos com genótipo AA, 40 indivíduos com genótipo Aa e 70 indivíduos com genótipo aa. A população 2 apresen-ta 45 indivíduos com genótipo AA, 130 indivíduos com genótipo Aa e 25 indivíduos com genótipo aa.a) Qual a frequência dos alelos A e a em cada uma das

populações?População 1: considerando 220 alelos A (180 nos 90 indivíduos AA e 40 nos 40 indivíduos Aa) num total de 400 alelos, então f (A) = 220/400 = 0,55. Sendo assim, a f (a) = 0,45.População 2: considerando 220 alelos A (90 nos 45 indivíduos AA e 130 nos 130 indivíduos Aa) num total de 400 alelos, então f (A) = 220/400 = 0,55. Sendo assim, a f (a) = 0,45.

b) Qual delas tem a maioria dos indivíduos homozigo-tos? Explique.

A população 1 apresenta 160 homozigotos (90 AA e 70 aa) e a população 2 apresenta 70 homozigotos (45 AA e 25 aa).

13 (UFRJ) As frequências de dois alelos em uma população, numa dada geração, foram: A = 80% e a = 20%. Na ge-ração seguinte, observaram-se frequências de A = 60% e a = 40%. Alguns mecanismos evolutivos que alteram a frequência dos alelos são: I. seleção natural; II. mutação gênica; III. deriva ao acaso da frequência gênica, principalmente

em populações pequenas.Qual das três hipóteses apresentadas não pode ser aceita para explicar a variação da frequência dos alelos citados? Justi!que sua resposta.Não pode ser aceita a hipótese II, porque as mutações são eventos raros e di!cilmente aumentariam a frequência de um alelo de uma geração para a outra. As demais hipóteses são válidas, pois tanto a seleção natural como a deriva genética poderiam eliminar preferencialmente os indivíduos portadores do alelo A, cuja frequência diminuiria, au-mentando a participação relativa do alelo a na população.

54

TAREFA PROPOSTA



14 (Unirio) Uma característica fenotípica de uma população, como a cor amarela, é determinada por um gene domi-nante. O alelo recessivo não produz essa característica. Um estudo dessa população determinou que a frequência do fenótipo amarelo era de 50% e não se sabe se essa po-pulação está em equilíbrio de Hardy-Weinberg. Com base nessas informações, não é possível saber a frequência do alelo para a cor amarela. Explique.

15 (UFPR) Em mexilhões, as cores externas das conchas são determinadas por dois alelos de um gene, sendo a cor azulada determinada por um alelo recessivo e a cor cas-tanha, por um dominante. Em uma população de cem animais, foram encontrados 16 azuis. Com relação a essa população, considere as seguintes a!rmativas: I. Ela não pode estar em equilíbrio de Hardy-Weinberg. II. Se houver 48 heterozigotos, ela estará em equilíbrio

de Hardy-Weinberg. III. Se houver 30 heterozigotos, é possível que a seleção

natural seja a causa do aumento do número de he-terozigotos.

IV. A endogamia pode ser a causa do desvio em relação ao equilíbrio de Hardy-Weinberg, se houver 76 ani-mais castanhos.

Assinale a alternativa correta.

a) Somente a a!rmativa I é verdadeira.b) Somente as a!rmativas I e II são verdadeiras.c) Somente as a!rmativas I e III são verdadeiras.d) Somente as a!rmativas II e IV são verdadeiras.e) Somente as a!rmativas III e IV são verdadeiras.

16 (PUC-MG) No heredograma adiante, os indivíduos 3 e 5 são afetados por uma anomalia genética recessiva.

1 2

3 4

8

5 6 7

Considerando-se que a família representada faz parte de uma população em equilíbrio de Hardy-Weinberg, na qual a frequência de indivíduos afetados é de 1%, é correto a!rmar, exceto:a) A segunda geração pode ser composta apenas por

indivíduos homozigotos.b) O indivíduo 8 apresenta o mesmo fenótipo e o mesmo

genótipo do avô para o caráter em questão.c) A probabilidade de o indivíduo 7 ser heterozigoto é

de 18%.d) O caráter em estudo pode ser ligado ao sexo.

1 (UFRJ) O grá!co representa a taxa de pares de alelos em heterozigose em três espécies diferentes de animais.

20 4 6 8 10 12Pares de alelos em heterozigose (em porcentagem)

Cães

Seres humanos

Guepardos

Qual das três espécies terá maior probabilidade de so-breviver se o ambiente em que vive for alterado? Jus-ti!que sua resposta.

2 (UFPA) Um dos problemas decorrentes do melhoramento genético é a perda de variabilidade genética nas linha-gens produzidas, deixando-as muito vulneráveis a mu-danças no ambiente. Sabe-se que as espécies evoluem graças à variabilidade genética, que é garantida por dois processos básicos. São eles:a) mutação gênica e adaptação.

b) mutação gênica e seleção natural.c) seleção natural e recombinação gênica.d) seleção natural e "uxo gênico.e) recombinação gênica e mutação gênica.

3 (Mackenzie-SP) Uma das causas possíveis de aborta-mentos espontâneos são as aneuploidias. A respeito de aneuploidias, assinale a alternativa correta.a) São alterações nas quais a ploidia das células se

apresenta alterada.b) Sempre são causadas por erros na meiose, durante

a gametogênese, não sendo possível sua ocorrência após a fecundação.

c) Há casos em que um indivíduo aneuploide pode sobreviver.

d) Em todos os casos, o indivíduo apresenta cromos-somos a mais.

e) A exposição a radiações não constitui fator de risco para a ocorrência desse tipo de situação.

55

Darwin explicava que, dentro de cada espécie, ocorre grande diversidade, ou seja, os indivíduos são diferentes uns dos outros; essa diversidade é transmitida e vai se acentuando ao longo de gerações (descendência com modi!cação). Em cada grupo, alguns indivíduos sobrevivem, enquanto outros são eliminados, sendo a “escolha” realizada pelo ambien-te, por meio da seleção natural.

Suas ideias eram compartilhadas apenas com poucas pessoas, até que, em 1858, Alfred R. Wallace enviou cópia de um trabalho a Darwin solicitando sua apreciação. Quando Darwin o leu, percebeu que as ideias de Wallace sobre evolução das espécies eram muito semelhantes às suas. Os dois publicaram conjuntamente seus trabalhos em uma mesma revista cientí!ca, sem despertar a atenção dos leitores. A partir de então, Darwin iniciou a produção de sua maior obra, A origem das espécies, publicada em 1859.

Uma das grandes críticas à obra de Darwin foi a falta de exemplos concretos e atuais de evolução. Outro motivo de críticas foi a ausência de uma explicação convincente sobre as causas da diversidade intraespecí!ca. Apenas no início do século XX, com a redescoberta dos trabalhos de Mendel e os conhecimentos a respeito da variabilidade genética, até mes-mo das mutações, as ideias de Darwin puderam ser mais bem explicadas.

Tanto Darwin como Lamarck foram evolucionistas que procuraram explicar as adaptações como resultado de mudanças nos seres vivos. Para Darwin, o ambiente funciona como agente de seleção natural, atuando sobre a diversidade da espécie. Lamarck, por outro lado, considerava o ambiente como elemento estimulador de mudanças adaptativas e herdáveis nos seres vivos. Esses dois estudiosos explicavam de maneiras diferentes o tamanho atual do pescoço das girafas, por exemplo.

Figura 9 (A) De acordo com a explicação lamarckista, para alcançar o alimento no alto das árvores, as girafas tinham necessidade de esticar o pescoço, que cresceu ao longo do tempo (lei do uso e desuso). Essa característica foi sendo passada para a descendência, geração após geração (lei da transmissão das características adquiridas). (B) Conforme a explicação darwinista, entre as girafas, havia diversidade, que podia ser transmitida para a prole (descendência com modi!cação). Animais com pescoço longo tinham mais facilidade para conseguir o alimento no alto das árvores, o que favorecia a sua sobrevivência e reprodução (seleção natural). Em consequência, passaram a predominar na população, resultando nas girafas atuais.

B

A

ATIVIDADES

1 Relacione cada conceito com sua respectiva de!nição:( c ) Criacionismo( g ) Evolucionismo( b ) Paleontologia( f ) Lei do uso e desuso( a ) Lei da transmissão das características adquiridas( d ) Seleção natural( e ) Taxa diferencial de reprodução

a) Transferência, de um organismo a seus descendentes, das mudanças ocorridas em decorrência de imposi-ções ambientais.

b) Estudo dos fósseis.

c) A!rma que os seres vivos foram criados perfeitamente adaptados aos ambientes, permanecendo inalterados desde sua criação.

d) Ação do ambiente sobre a diversidade intraespecí!-ca, a qual elimina os indivíduos menos adaptados e seleciona os mais aptos.

e) Organismos bem-adaptados têm maior probabi-lidade de gerar descendentes, que herdarão suas características.

f) Desenvolvimento de estruturas do corpo frequente-mente utilizadas e atro!a daquelas de pouco uso.

g) A!rma que os seres vivos se modi!cam, adaptando-se de forma contínua e dinâmica ao ambiente.

64

2 (U. E. Ponta Grossa-PR) Há um número muito grande de fatos que comprovam que a evolução realmente ocor-reu e continua ocorrendo. Sobre tal assunto, analise as a!rmações a seguir e assinale (V ou F).( V ) Semelhança quase sempre sugere parentesco. Foi

observando essa constante que o estudo intensivo da anatomia comparada acabou por reforçar a ideia da evolução.

( V ) Órgãos que possuem a mesma origem evolutiva, embora suas funções sejam diferentes, são deno-minados homólogos. É o caso do esqueleto dos membros anteriores dos vertebrados.

( V ) A embriologia comparada evidencia a evolução quando se estudam embriões e percebe-se que, quanto mais precoce a fase embrionária obser-vada, mais parecidos são os embriões de grupos diferentes dentro de uma mesma classificação.

( V ) Nas últimas décadas foram desenvolvidas algumas técnicas bioquímicas que permitem o estudo da evolução. Todos os métodos baseiam-se na ideia de que espécies muito próximas evolutivamente, que descendem de um ancestral comum, têm maior semelhança na sua composição química do que espécies mais distantes.

( V ) Quanto maior a semelhança entre DNAs de espé-cies cujo parentesco evolutivo se quer determinar, mais relacionadas estarão as espécies. Um dos métodos mais simples de fazer essa comparação consiste em “hibridizar”, em tubos de ensaio, as fitas isoladas de seus DNAs. Determina-se em que medida houve pareamento entre os DNAs diferentes. Quanto maior a taxa de pareamento, maior a semelhança entre as sequências do DNA e mais próximas, portanto, estarão as espécies em termos evolutivos.

3 (UERJ) Considere as proposições a seguir, relacionadas ao conceito de evolução das espécies. I. O filósofo grego Anaximandro, que viveu por volta

de 500 a.C., acreditava que os humanos evoluíram a partir de seres aquáticos parecidos com peixes. Esses seres teriam abandonado a água para se adaptar à vida terrestre por encontrarem melhores condições neste ambiente.

II. Em 400 a.C., outro grego, Empédocles, propunha que seres humanos e animais não surgiram como indiví-duos completos, mas como partes de um corpo que se juntaram ao acaso, formando criaturas estranhas e fantásticas. Algumas delas, incapazes de se reprodu-zir, foram extintas, enquanto outras prosperaram.

III. Sabe-se que mutações neutras, ou seja, aquelas que não alteram substancialmente a atividade biológica

da proteína modi!cada, tendem a se acumular natu-ralmente a intervalos de tempo longos, porém esta-tisticamente regulares.

a) Aponte, para cada proposição dos primeiros evo-lucionistas citados, Anaximandro e Empédocles, a teoria evolutiva formulada no século XIX que a ela mais se assemelha e justifique sua resposta.

A proposição de Anaximandro pode ser genericamente comparável à de Lamarck: os órgãos e estruturas dos seres vivos se desenvolvem ou se atro!am em razão da in"uência ambiental e do uso ou desuso desses órgãos. A proposição de Empédocles antecipou os princípios funda-mentais da teoria da seleção natural de Darwin: ocorrem alterações nos seres vivos, mas apenas os organismos modi!cados que são mais aptos sobrevivem e se reproduzem.

b) Explique a aplicação do conhecimento das estruturas primárias de um mesmo tipo de proteína, encontrada em diferentes espécies de seres vivos, em estudos evolutivos.

Uma maior ou menor diferença entre as estruturas primárias de um tipo de proteína encontrada em várias espécies indica um maior ou menor número de mutações ocorridas. A quantidade de mutações, por sua vez, é proporcional ao tempo decorrido desde que tais espécies se originaram de um ancestral comum.

4 (Unicamp-SP) O grá!co a seguir mostra a variação ao lon-go 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 orga-nismos predados por essas aves e atribuíram a variação observada à seleção natural.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Freq

uênc

ia d

e in

diví

duos

Tempo

Bico largo

Bico fino

65

a) Explique como a variação em populações de presas pode causar as mudanças nas frequências dos fenó-tipos mostradas no grá!co.

Inicialmente, as populações de presas tinham determinadas caracterís-ticas que favoreciam os predadores com o fenótipo bico largo, e essas aves eram mais numerosas. Com o passar do tempo, as populações de presas mudaram e suas características passaram a favorecer o bico !no, e esse fenótipo passou a ser o mais frequente entre as aves.

b) Como o darwinismo explica o mecanismo de adap-tação como parte do processo evolutivo?

De acordo com a teoria de Darwin, o processo evolutivo relaciona-se com a forma de adaptação dos seres vivos aos ambientes, que resulta da seleção natural de características vantajosas em determinado ambiente. Os indivíduos portadores dessas características têm mais chance de sobreviver e de deixar descendentes, aos quais transmitem suas características.

5 (Unicamp-SP) 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.

a) Como a altura da girafa, lembrada pela tira do Calvin, foi utilizada para explicar a teoria de Lamarck?

De acordo com a explicação lamarckista, para alcançar o alimento no alto das árvores, as girafas tinham necessidade de esticar o pescoço, que cresceu ao longo do tempo (lei do uso e desuso). Essa característica foi sendo passada para a descendência, geração após geração (lei da transmissão das características adquiridas).

b) Como a teoria de Darwin poderia explicar a situação relacionada com a altura da girafa?

De acordo com a explicação darwinista, entre as girafas, havia diver-sidade, que podia ser transmitida para a prole (descendência com modi!cação). Animais com pescoço longo tinham mais facilidade para conseguir o alimento no alto das árvores, o que favorecia a sua sobre-vivência e reprodução (seleção natural). Em consequência, passaram a predominar na população, resultando nas girafas atuais.


6 (UFPB) Sabendo que os fósseis constituem uma das prin-cipais evidências da evolução biológica:a) explique o que são fósseis;b) cite uma informação, importante para o entendi-

mento da evolução, que pode ser obtida por meio do estudo dos fósseis.

7 (UFBA) Como, de cada espécie, nascem muito mais indivíduos do que o número capaz de sobreviver, e, como, consequentemente, ocorre uma frequente reto-mada da luta pela existência, segue-se daí que qualquer ser que sofra uma variação, mínima que seja, capaz de lhe conferir alguma vantagem sobre os demais, dentro das complexas e eventualmente variáveis condições de vida, terá maior condição de sobreviver […]. E, em virtude do poderoso princípio da hereditariedade, qualquer variedade que tenha sido selecionada tenderá a propagar sua nova forma modi!cada.

DARWIN, 1985. p. 45.

Com base nessas informações: a) identi!que o processo sugerido por Darwin que re-

laciona condições vantajosas a maiores chances de sobrevivência e reprodução;

b) explique, no contexto da biologia contemporânea, o signi!cado da expressão “poderoso princípio da heredi-tariedade”, destacando as duas propriedades sugeridas no texto que são inerentes à sua natureza molecular.

8 (Vunesp) Aquecimento já provoca mudança em gene animal. Algumas espécies animais estão se modi!can-do geneticamente para se adaptar às rápidas mudan-ças climáticas no espaço de apenas algumas gerações, a!rmam cientistas.

Folha de S.Paulo, 9 maio 2006.

O texto pressupõe uma interpretação darwinista ou lamarckista do processo evolutivo? Justi!que.


66

4 Teoria sintética da evolução

Os fundamentos da teoria sintética da evolução (ou neodarwinismo) incluem as principais ideias de Darwin, complementadas pelos conheci-mentos relativos à genética clássica e às mutações. Leia a seguir.

diversidade in-traespecí!ca, isto é, diferem entre si em aspectos como acuidade visual, cor, tamanho, resistência a doenças e outros. A variabilida-de genética de uma espécie é determinada pelas mutações e pela recombinação genética (proporcionada pela segregação indepen-dente dos cromossomos homólogos e pelas permutações).

-do os mais adaptados, que sobrevivem e se reproduzem. Esse processo é denominado seleção natural.

A evolução pode ser entendida como o conjunto de mudanças das frequên-cias dos alelos com o passar do tempo. As mutações acrescentam alelos ao pool gênico das espécies; a segregação independente e as permutações recombinam esses alelos, aumentando a variabilidade. A seleção natural tende a eliminar os indivíduos menos adaptados, diminuindo a variabilidade e direcionando a evolução.

A evolução também pode ser entendida como um conjunto de mudanças cumulativas que ocorrem ao longo do tempo em uma população, como forma de adaptação dos seres vivos. A adaptação é o ajuste de uma espécie ao ambiente, possibilitada por um conjunto de características que permitem a sobrevivência e a reprodução.

Exemplos de evoluçãoO acúmulo de variações favoráveis dentro das espécies constitui a microevo-

lução, que pode ser exempli!cada por diversos casos bem estudados.

Insetos e inseticidas

O DDT é um inseticida que começou a ser usado em larga escala na Segunda Guerra Mundial. Inicialmente, ocorria a morte da quase totalidade dos insetos que combatia; depois de algum tempo, contudo, a e!cácia do inseticida diminuiu. Os insetos que morriam eram sensíveis, e os que sobreviviam eram resistentes.

Os insetos sensíveis e resistentes diferiam geneticamente: ser resistente ou não ao DDT depende de genótipos diferentes, e o DDT foi o agente de seleção (!gura 11). Apenas os indivíduos resistentes ao DDT sobreviveram, tratando-se de um caso de seleção natural decorrente de ação humana.

A CB

Observação

As variações adaptativas au-mentam a probabilidade de sobrevivência e de reprodução em determinado hábitat ou nicho ecológico. Os seres vivos bem-adaptados têm maior probabilidade de sobreviver e de gerar descendentes, que herdarão suas características. Assim, a seleção natural esta-belece uma taxa diferencial de reprodução.

Figura 10 Representação esquemática da ação da seleção natural.

Variabilidade da espécie

Seleção natural

Indivíduosadaptados

Figura 11 (A) Havia insetos sensíveis (assinalados em preto) e insetos resistentes (assinalados em azul), mesmo antes do início das pulverizações. (B) O DDT eliminou indivíduos sensíveis, permitindo a sobrevivência dos resistentes, que se reproduziram (C) e passaram a predominar na população.

67

ATIVIDADES

9 Relacione cada conceito com sua respectiva de!nição:( c ) Irradiação adaptativa( e ) Convergência adaptativa( d ) Homologia( f ) Analogia( a ) Isolamento geográ!co( g ) Isolamento reprodutivo( b ) Raçaa) Separação de uma população em duas ou mais por

uma barreira física, como oceano, rio, cordilheira ou vale.

b) Subconjunto ou variedade genética de uma espécie. c) Formação de espécies a partir de uma espécie ances-

tral comum.d) Semelhança, quanto à estrutura, entre órgãos de

espécies diferentes que têm ancestral comum.e) Desenvolvimento de características adaptativas se-

melhantes em diferentes organismos que ocupam o mesmo tipo de ambiente e que foram submetidos à mesma pressão seletiva.

f) Semelhança, quanto à função, entre órgãos de espé-cies diferentes.

g) Incapacidade de organismos de espécies diferentes produzirem descendentes férteis.

10 (UEGO) O planeta Terra abriga uma diversidade biológica que ocupa diferentes hábitats. As teorias evolucionistas tentam explicar os mecanismos que propiciaram essa variedade de seres vivos. Um exemplo clássico, explicado pelas diferentes teorias, é o da chamada “guerra micros-cópica”, descrita quando se diz que os diversos microrga-nismos, como as bactérias, desenvolvem resistência aos antibióticos por causa do uso abusivo dessas substâncias na tentativa da cura de determinadas infecções. Sobre este exemplo, responda ao que se pede: a) Da forma como está descrito, ele faz referência a qual

teoria evolucionista?O exemplo faz referência à teoria lamarckista, pois da forma como está escrito, as bactérias desenvolvem resistência, posteriormente transferi-da aos descendentes, para se adaptarem aos antibióticos.

b) Explique como se dá a resistência bacteriana segundo a teoria sintética da evolução.

De acordo com a teoria sintética da evolução ou neodarwinismo, os antibióticos apenas selecionam as bactérias resistentes aos antibióticos, pois, em meio à população bacteriana, algumas já possuem essa capa-cidade, graças a determinados genes. Na presença dos antibióticos, as formas sensíveis morrem e as formas resistentes sobrevivem e geram descendentes igualmente resistentes.

11 (UFPR) A população de coelhos da Austrália descende quase exclusivamente de 24 indivíduos trazidos da In-glaterra em 1859. A multiplicação desses animais foi tão rápida que em 1950 atingia proporções calamitosas, constituindo um problema sério para os agricultores. Nesse mesmo ano, o governo australiano resolveu intro-duzir no país um vírus causador da mixomatose, uma infecção letal para os coelhos europeus e australianos. Em pouco tempo, a população de coelhos reduziu-se a cerca de um por cento do seu tamanho anterior. Em 1958, no entanto, a população de coelhos começou a crescer novamente e, nos primeiros anos da década de 1960, já se apresentava novamente em proporções alarmantes. Explique esse fato à luz da teoria da evolução.Logo após a introdução do vírus causador da mixomatose, ocorreu a seleção natural dos coelhos resistentes, e a população declinou rapi-damente porque os coelhos sensíveis à doença morreram. No entanto, os poucos resistentes que sobreviveram produziram descendentes com as mesmas características, o que determinou o novo crescimento da população de coelhos, agora resistentes à ação do vírus.

12 (Unicamp-SP) Em um arquipélago oceânico, todas as ilhas são habitadas por aves de um mesmo gênero. Cada ilha possui uma única espécie desse gênero, e as diferenças morfológicas principais entre elas são o tamanho e o formato do bico.a) Qual foi a primeira etapa desse processo de especiação?Isolamento geográ!co.

b) Que pressão seletiva deve ter determinado a presença de aves com bicos diferentes em diferentes ilhas?

Tipo de alimento disponível.

c) Qual seria o procedimento para con!rmar que as aves encontradas nas diferentes ilhas são, de fato, espécies diferentes?

O procedimento mais simples é veri!car se o cruzamento entre os membros das duas populações produz descendentes férteis. Se isso não acontecer, estará caracterizado o isolamento reprodutivo, tratando-se de espécies distintas.

13 (UFES) As estruturas corporais de diferentes animais po-dem indicar que essas espécies descendem de um ances-tral comum, dependendo da organização anatômica e da origem embrionária dessas estruturas e independente-mente de suas funções. As !guras a seguir representam

74

a asa de um inseto, a asa de uma ave e a nadadeira an-terior de um gol!nho.

FalangesCarpo

RádioÚmero

Ulna Metacarpos

Falanges

Rádio

Úmero

Ulna

Carpos e Metacarpos

CHAPMAN, R. F. The insects: structure and function. 3. ed. Cambridge: Harvard University Press, 1982. p. 919. AMABIS, J. M. e MARTHO, G. R. Biologia das populações. 2. ed. São Paulo: Moderna, 2004.

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 estru-turas com essas condições.

A asa do inseto e a da ave são órgãos análogos, pois têm origem em-brionária e plano estrutural diferentes, mas desempenham a mesma função. O evento evolutivo envolvido é a convergência adaptativa, ou seja, descendentes de ancestrais diferentes que ocuparam o mesmo tipo de ambiente foram submetidos aos mesmos fatores de seleção natural e, com o tempo, desenvolveram características adaptativas semelhantes.

b) Compare a asa da ave com a nadadeira do gol!nho, em relação a suas origens evolutivas e suas funções. Explique o evento evolutivo envolvido no surgimento de estruturas com essas condições.

A asa da ave e a nadadeira do gol!nho são órgãos homólogos, pois têm a mesma origem embrionária e plano estrutural semelhante. O evento evolutivo envolvido é a irradiação adaptativa, ou seja, descendentes do mesmo ancestral que ocuparam diferentes tipos de ambiente foram submetidos a fatores de seleção natural distintos e, com o tempo, desenvolveram características adaptativas próprias.

c) Para Lamarck, o surgimento de uma nadadeira do tipo da do gol!nho seria em decorrência do desenvolvimento de um outro tipo de apêndice, que, progressivamente, em cada indivíduo, ao longo de gerações, iria se modi!can-do em decorrência do seu uso para o nado. As modi!ca-ções 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 justi!que sua resposta.

A hipótese de Lamarck não é considerada correta, pois apenas alguns tecidos, como os musculares, se modi!cam em decorrência de seu uso ou desuso. Além disso, essas modi!cações não podem ser transmitidas aos descendentes.


14 (U. F. São Carlos-SP) Em 2009, comemorou-se o bicentenário do nascimento de Charles Darwin e os 150 anos da publica-ção da primeira edição do livro A origem das espécies. O que pouca gente sabe é que Darwin teve a colaboração de um alemão naturalizado brasileiro, Fritz Müller, que forneceu evidências empíricas da consistência da teoria da seleção natural por meio de seus estudos com crustáceos, realizados

no litoral do estado de Santa Catarina. Os dois se correspon-deram por 17 anos, até a morte de Darwin em 1882.a) De acordo com o proposto por Darwin e reforçado pe-

los estudos de Müller, qual o papel da seleção natural no processo de evolução?

b) Os crustáceos, estudados por Müller, são classi!cados como pertencentes ao !lo Arthropoda, o !lo animal com maior número de espécies descritas. Cite duas ca-racterísticas desse !lo e relacione-as às vantagens evolu-tivas que estas características trouxeram para este grupo.

15 (Unicamp-SP) As !guras a seguir mostram o isolamento, por um longo período de tempo, de duas populações de uma mesma espécie de planta em consequência do aumento do nível do mar por derretimento de uma geleira.

A B C

Áreade

sobreposição

Adaptado de PURVES, W. K. e col. Vida, a ciência da biologia. Porto Alegre: Artmed, 2005. p. 416.

a) Qual é o tipo de especiação representado nas !guras? Explique.

b) Se o nível do mar voltar a baixar e as duas populações mostradas em B recolonizarem a área de sobrepo-sição (!gura C), como poderia ser evidenciado que realmente houve especiação? Explique.

16 (U. F. Juiz de Fora-MG) A teoria da seleção natural foi apeli-dada “um longo argumento” porque Darwin escreveu um livro com mais de 500 páginas para demonstrar a reali-dade desse processo, atualmente resumido a um ou dois parágrafos nos livros de ensino médio. Todavia, a crítica mais séria à sua ideia é que a seleção, por ser simpli!-cadora, não poderia ser responsável pela diversidade de organismos, nem mesmo pela origem de novas espécies; apenas poderia selecionar a espécie mais bem adapta-da entre as já existentes. Somente com o avanço da ge-nética e da biogeogra!a foram identi!cados os fatores evolutivos que atuam sobre a variabilidade originada pela mutação, que são a recombinação gênica, a deriva genética e a migração. De!na cada um destes fatores:a) Recombinação gênica. b) Deriva genética. c) Migração.d) Por que, geralmente, uma espécie invasora se torna

dominante no ambiente invadido, se ela nunca par-ticipou do processo de seleção natural que permitiu a existência das espécies nativas?


75

CAPÍTULO 1

LIGAÇÃO GÊNICA E MAPA CROMOSSÔMICO

Conexões

F – F – V – V – F I. O experimento do cientista Craig Venter não con!rma a

teoria da geração espontânea. O experimento mostrou ser possível sintetizar material genético a partir de informações digitalizadas.

II. A bactéria criada é sintética, pois é controlada por um ge-noma montado a partir de pedaços de uma síntese química de DNA, mas não deixa de ser um organismo vivo.

III. A pesquisa é um trabalho de engenharia genética de alto nível, mais um passo na substituição de parte de DNA, mas na realidade não se criou vida.

IV. As características descritas são típicas dos seres vivos e devem estar presentes na bactéria gerada arti!cialmente.

V. O criacionismo atribui o surgimento da vida a causas sobre-naturais ou religiosas, o que não é o caso no experimento descrito.


6. a) Dizer que dois genes se segregam independentemente na formação dos gametas signi!ca que estão localizados em cromossomos diferentes.

AB

a

b

b) Dizer que dois genes estão ligados signi!ca que estão em linkage, ou seja, localizados no mesmo cromossomo.

A

B

a

b

7. a) O cruzamento de VvRr com vvrr deveria produzir, de acordo com a segunda lei de Mendel, quatro fenótipos na frequên-cia de 25% cada, ou seja:

40 com "ores púrpura e grãos de pólen longos; 40 com "ores vermelhas e grãos de pólen redondos; 40 com "ores púrpura e grãos de pólen redondos; 40 com "ores vermelhas e grãos de pólen longos. b) As diferenças entre as frequências esperadas e as observadas

devem-se ao fato de os genes que determinam a cor das "ores e a forma dos grãos de pólen estarem ligados no mesmo cromossomo, ou seja, em linkage.

8. O caso 2, que ocorre quando os dois loci estão no mesmo cromossomo, com permuta gênica entre eles, produzindo fenótipos parentais em proporção maior do que fenótipos recombinantes. A proporção fenotípica 9 : 3 : 3 : 1 (caso 1) corresponde à segunda lei de Mendel e ocorre quando os dois loci estão em cromossomos diferentes.

14. a) 25 UR

15 UR 10 UR

N OM

b) O alelo P não permutou com M porque, provavelmente, se localiza muito próximo a ele, à sua direita ou à esquerda (MPNO ou PMNO). Quanto maior a distância entre dois ge-nes, maior será a probabilidade de ocorrer permuta entre eles. Entre genes muito próximos, a probabilidade de ocorrer permuta é menor.

15. b O gene x está a 45 UR do gene z. Se o gene y, distante 15 UR

do gene x, não estivesse entre x e z, distaria 60 UR de z. Como a distância entre os genes y e z é de 30 UR, pode-se dizer que o gene y se encontra entre os genes x e z.

16. a) Há diversas respostas corretas possíveis. É importante que o emparelhamento de bases (A com T e C com G) esteja correto.

b) Depende da sequência construída na resposta ao item a. c) São diversos os potenciais benefícios: melhor compreensão

do funcionamento do material genético e dos mecanismos da hereditariedade, determinação das causas de doenças hereditárias e predição de doenças, o que pode melhorar as estratégias de prevenção. Com os resultados do PGH, pode ser possível conhecer os fatores de predisposição das prin-cipais doenças e, dependendo dos resultados, os indivíduos poderão se precaver.

1

BIOLOGIAVARIABILIDADE E EVOLUÇÃO

Tarefa proposta

1. c A situação I é um caso de segregação independente, ou seja,

os genes estão em cromossomos diferentes. A situação II é um caso de ligação gênica sem crossing-over, e a situação III é um caso de ligação gênica com crossing-over.

2. e Todos os conceitos escritos pelo aluno estão corretos.

3. d As células em que ocorre crossing-over (40%) formam os gametas AB

(10%), Ab (10%), aB (10%) e ab (10%). As células em que não ocorre crossing-over (60%) formam apenas os gametas AB (30%) e ab (30%).

4. a) Os descendentes mais numerosos (Aabb e aaBb) são os que surgem dos gametas parentais (Ab e aB), formados em maior proporção. Dessa forma, o genitor heterozigoto apresenta genótipo do tipo trans: Ab/aB.

b) Os gametas recombinantes, que se formam por permutação, aparecem em menor proporção e originam os descendentes menos numerosos (AaBb e aabb). A frequência de tipos recombinantes (80 indivíduos de um total de 400) re"ete a proporção de gametas recombinantes e permite calcular uma taxa de recombinação de 20% (ou 0,2).

5. a A ocorrência de descendentes com quatro genótipos em fre-

quências diferentes sugere que os genes estão ligados e há permuta entre eles. O indivíduo heterozigoto é trans (De/dE) e forma gametas parentais De e dE e recombinantes DE e de. O indivíduo recessivo é de/de e forma gametas de. A taxa de recombinação é de 20%.

6. b As células em que ocorre permutação (80%) formam gametas

nas seguintes proporções: 20% AB, 20% Ab, 20% aB e 20% ab. As células em que não ocorre permutação (20%) formam apenas gametas AB (10%) e ab (10%). Dessa forma, a porcentagem esperada de gametas Ab é de 20%.

7. b Na ausência de permutação, uma célula com genótipo heterozi-

goto na posição trans (Ab/aB) produz apenas gametas parentais, ou seja, 50% Ab e 50% aB.

8. V – V – V – F – F I. Os descendentes recombinantes somam 397, num total de

2.300. Portanto, a frequência de recombinação entre os loci A e B é de aproximadamente 17%.

II. A frequência dos descendentes parentais é de 83%, sendo aproximadamente 41,5% AB/ab.

III. Se ocorrer permutação em 100% das células germinativas, a proporção será de 50% de gametas parentais e 50% de gametas recombinantes.

IV. Se, em 50% das células produtoras de gametas, ocorrer permutação entre os loci A e B, os gametas parentais serão 75% e os recombinantes, 25%.

V. Considerando-se o cruzamento ilustrado na !gura, pode-se inferir que ocorreu permutação (ou crossing-over) em apro-ximadamente 34% das células formadoras de gametas.

9. c O indivíduo AB/ab produzirá 10% de gametas recombinantes

(5% Ab e 5% aB) e 90% de gametas parentais (45% AB e 45% ab). O indivíduo ab/ab produzirá 100% de gametas ab. Portanto, a porcentagem de descendentes AB/ab esperada é de 45%.

10. a De acordo com os resultados obtidos, os indivíduos F1 eram

heterozigotos na posição trans (Ea/eA), e a taxa de recom-binação é de 20%, pois foram produzidos 80 descendentes recombinantes, num total de 400 descendentes. Portanto, os indivíduos Ea/eA produziram gametas EA (10%), Ea (40%), eA (40%) e ea (10%).

11. a) Conclui-se que ocorre segregação independente entre os dois pares de alelos se o indivíduo formar quatro tipos de gametas (AB, ab, aB e ab) nas mesmas proporções (25% de cada tipo).

b) Se estiverem ligados e não ocorrer permutação, serão formados apenas dois tipos de gametas (AB e ab ou Ab e aB), nas mesmas proporções (50% de cada tipo).

c) Se estiverem ligados e ocorrer permutação, serão formados quatro tipos de gametas (AB, Ab, aB e ab), mas as proporções não serão as mesmas, uma vez que os gametas parentais serão formados em maior porcentagem que os gametas recombinantes.

12. É o cromossomo Y, que, durante a meiose, se emparelha apenas parcialmente com o cromossomo X. Além disso, esse empare-lhamento acontece apenas nos indivíduos do sexo masculino (cariótipo XY), pois as mulheres possuem dois cromossomos X (cariótipo XX).

13. Se a distância entre os genes é de 17 UR, a frequência de recombinação é de 17%. Isso signi!ca que 17% dos gametas produzidos pelo duplo-heterozigoto serão recombinantes, enquanto 83% serão parentais. As proporções entre os gametas serão: 41,5% AB, 8,5% aB, 8,5% Ab e 41,5% ab.

14. d A proporção de gametas recombinantes, nesse caso 3% (Br e bR),

equivale à taxa de recombinação, que, por sua vez, corresponde à distância entre os genes B e R, ou seja, 3 morganídeos.

15. d O resultado do cruzamento sugere que o indivíduo colorido liso

possui genótipo heterozigoto na posição trans (Br/bR), pois os descendentes recombinantes (150 BR/br e 150 br/br), menos frequentes, resultam da fusão de gametas recombinantes.

2

Como há 300 indivíduos recombinantes numa prole de 800 indivíduos, a frequência de recombinação é de 37,5%. Portanto, a distância entre os genes é de 37,5 UR.

16. a) Observe que a maioria dos descendentes (480 em 500) tem asas onduladas e cerdas normais ou asas normais e cerdas des!adas. Os descendentes mais numerosos re"etem a dis-tribuição dos alelos no par de cromossomos homólogos do genitor heterozigoto, que, portanto, é do tipo trans (Od/oD).

b) A taxa de recombinação entre os genes é igual a 20

500 = 0,04 (4%); portanto, a distância entre eles é de 4 UR.

17. a) Os gametas do indivíduo heterozigoto determinam as fre-quências dos genótipos na prole, uma vez que o indivíduo homozigoto gera sempre o mesmo tipo de gameta (ab). Os gametas parentais surgem em maior proporção e re"etem a distribuição dos alelos nos cromossomos do indivíduo. São mais frequentes os descendentes aaBb e Aabb, forma-dos a partir dos gametas parentais, que são aB e Ab. Dessa forma, o genitor heterozigoto tem genótipo Ab/aB (posição trans).

b) Como os tipos recombinantes (que aparecem nas menores proporções) representam 4% do total de descendentes, re"etem a porcentagem de gametas recombinantes, que é de 4%. Logo, a distância relativa entre os genes é de 4 UR.

18. a O cruzamento ocorre entre indivíduos duplamente heterozigo-

tos (Ee/Aa) e indivíduos homozigotos recessivos (ee/aa), como mostra a análise da descendência. As diferentes frequências entre os tipos de descendentes devem-se aos gametas gerados pelos indivíduos EeAa, nos quais os alelos estão ligados, mas com ocorrência de permutação. Os tipos recombinantes são menos frequentes e resultam da fusão de gametas recombi-nantes. Há 40 indivíduos recombinantes em uma prole de 200 indivíduos, o que resulta em uma frequência de recombinação de 20% e, em consequência, uma distância de 20 unidades de recombinação entre os alelos.

19. c O tamanho do genoma não é diretamente proporcional ao

número de proteínas produzidas pelo organismo, pois a análise das informações da tabela mostra que espécies com maior ta-manho estimado do genoma, como o arroz, produzem menos proteínas do que espécies com menor tamanho estimado do genoma, como o camundongo e o ser humano.

20. d A região não codi!cante do genoma pode conter informações

que, apesar de não serem traduzidas em sequências de ami-noácidos, interferem no fenótipo. A região não codi!cante do DNA não codi!ca proteínas. Os genes não são formados por sequência de aminoácidos, mas, sim, por nucleotídios.

21. d O sequenciamento dos nucleotídios do DNA, recentemente

concluído, foi apenas um passo no conhecimento do genoma humano.

22. c Um projeto genoma consiste no sequenciamento dos

nucleotídios do DNA, presentes no material genético do organismo.

23. a) Um potencial benefício é o maior desenvolvimento da me-dicina preditiva, com a possibilidade de diagnóstico mais preciso de doenças genéticas antes de sua manifestação, conduzindo a tratamentos preventivos.

b) O diagnóstico precoce de doenças poderá trazer difi-culdades psicológicas para o paciente, que antecipada-mente passará de “sadio” a “doente”. É possível que os planos de saúde passem a recusar pessoas predispostas a desenvolver certas moléstias identificadas por testes genéticos. O mesmo tipo de preconceito poderá ser adotado por empresas como critério para efetivar con-tratações.

c) Existe o temor de que esses conhecimentos possam ser usados para favorecer a discriminação ainda durante a gestação ou para modi!car e até catalogar os seres humanos, com base em um determinismo genético desvinculado de in"uências ambientais favoráveis.

24. a) Genoma é o material genético de qualquer organismo, representado geralmente pela sequência de nucleotídios do DNA. O conhecimento do genoma da Xylella fastidiosa permitirá a identi!cação de genes causadores da doença, bem como o seu mecanismo de ação na infecção. O efeito nocivo da bactéria poderá ser eliminado, melhorando a produção agrícola.

b) O bloqueio do xilema impede a ascensão da seiva bruta, constituída por água e sais minerais, absorvida do solo pelas raízes. Com isso, reduz-se a produção de matéria orgânica por meio da fotossíntese.

CAPÍTULO 2

SEXO E HERANÇA

Conexões

1. b Por meio de manipulação genética, uma população de ma-

chos criados em laboratório recebeu um gene modi!cado que produz uma proteína que mata a prole do cruzamento com fêmeas normais existentes em qualquer ambiente. Essa estratégia pode levar à diminuição do número de indivíduos dessa espécie e, consequentemente, diminuir a incidência da doença entre seres humanos.

3

2. c As fêmeas geneticamente modi!cadas se desenvolvem nor-

malmente até a fase de larva, mas, ao se tornarem adultas, são incapazes de voar. Por causa disso, elas não conseguem sair da água e morrem, sem se reproduzir e se alimentar de sangue. Assim, não deixam descendentes nem transmitem a dengue. Os machos transgênicos conseguem voar, mas isso não causa problemas. Eles não se alimentam de sangue, e sim de néctar e sucos vegetais. Também continuam ativos sexualmente e cruzam com as fêmeas selvagens, passando à sua descendência o gene que impede os mosquitos do sexo feminino de voar.


6. a) Leucócito (neutró!lo) relacionado com a defesa orgânica. b) Corpúsculo de Barr ou cromatina sexual, que corresponde a

um dos cromossomos X que se condensa e se torna inativo, observada em células somáticas de mulheres.

c) Normal: mulher 2A + XX; síndrome de Klinefelter: homem 2A + XXY.

d) Síndrome de Turner: mulher 2A + X0.

7. Rainha: 2n = 32, fêmea fértil e produzida a partir de larva de fêmea alimentada com geleia real.

Operária: 2n = 32, fêmea estéril e produzida a partir de larva de fêmea alimentada com mel e pólen.

Zangão: n = 16, macho fértil e produzido por partenogênese, ou seja, formação de um indivíduo a partir de um óvulo não fecundado.

8. Nos aligatores, as porcentagens de machos na ninhada aumen-tam com a elevação da temperatura do ambiente, sobretudo acima de 30 °C. Na maioria das tartarugas, ocorre o contrário, ou seja, com o aumento da temperatura, as porcentagens de machos se reduzem na ninhada. Pode-se concluir que, em aligatores e tartarugas, a temperatura tem grande in"uência sobre a determinação do sexo. Mas, nos lagartos, a temperatura do ambiente não exerce in"uência sobre a determinação do sexo, uma vez que a porcentagem dos machos é sempre de 50%, qualquer que seja a temperatura.

14. e A ocorrência de apenas dois fenótipos, vermelho e branco,

sugere tratar-se de herança monogênica, ou seja, determinada por apenas um gene. O cruzamento de fêmeas de olhos brancos com machos de olhos vermelhos, produzindo descendência de 100% de fêmeas de olhos vermelhos e 100% de machos de olhos brancos, sugere tratar-se de herança ligada ao sexo, sendo o alelo para olho vermelho dominante sobre o branco.

Fêmea de olhos brancos (XbXb) # macho de olhos vermelhos (XBY)

100% fêmeas de olhos vermelhos (XBXb) e 100% machos de olhos brancos (XbY)

15. e Para o nascimento de uma mulher hemofílica (XhXh), é necessá-

rio o pai ser hemofílico (XhY) e a mãe ser, no mínimo, portadora do alelo (X–Xh).

16. A análise da !gura permite concluir que o alelo para a síntese de G-6-PD é exclusivo do cromossomo X, pois, assim como o alelo para o daltonismo, ocorre na porção não homóloga do cromossomo. Sendo assim:

a) é incorreta, pois a probabilidade de homens desenvolverem crises hemolíticas é maior, já que apresentam apenas um cromossomo X.

b) é correta, pois o fenótipo depende da interação entre ge-nótipo e ambiente.

c) é incorreta, pois estão ligados ao mesmo cromossomo, ou seja, estão em linkage.

Tarefa proposta

1. Soma = 3 (01 + 02) (04) Nem todos os genes dos cromossomos sexuais determinam

características relacionadas ao sexo. (08) O cromossomo Y tem genes que determinam a diferen-

ciação sexual masculina. (16) Nem todos os genes do cromossomo Y determinam carac-

terísticas relacionadas ao sexo. (32) O sistema XY ocorre na maioria dos mamíferos, em alguns

invertebrados e em certas plantas. (64) Os nomes dados aos cromossomos são apenas uma con-

venção.

2. Como os alelos que determinam a cor da pelagem estão localizados no cromossomo X, os machos só apresentam dois tipos de genóti-pos: XPY (macho malhado de branco e preto) e XAY (macho malhado de branco e amarelo). Os machos só possuem um cromossomo X e, por essa razão, não existe macho malhado de branco, preto e amarelo. Entre as fêmeas, há três possíveis genótipos: XPXP (fêmea malhada de branco e preto), XPXA (fêmea malhada de branco, preto e amarelo) e XAXA (fêmea malhada de branco e amarelo).

3. d Se o gene SRY do cromossomo Y dos mamíferos determina a

formação dos testículos, os indivíduos 46, XY com deleção desse gene não terão os testículos.

4. a Na espécie humana, o sexo masculino possui no cromossomo

Y um gene que determina a formação dos testículos. A pro-gesterona atua no desenvolvimento de órgãos genitais típicos do sexo feminino. Os núcleos das células somáticas possuem 44 autossomos e 2 cromossomos X, na mulher, ou um cro-mossomo X e um Y, no homem. A testosterona é o principal hormônio sexual masculino produzido nos testículos. As células femininas apresentam cromatina sexual.

4

5. a O sexo genético do indivíduo é determinado no momento da

união dos gametas: XX desenvolverá ovários, e XY, testículos. Os cromossomos sexuais (X e Y) são responsáveis pela determinação do sexo em humanos. A probabilidade de produzir espermatozoi-des com o cromossomo X ou com o Y é a mesma (50%).

6. P: (galo carijó) ZBZB ZbW (galinha branca) F1: Z

BZb (galo carijó) ZBW (galinha carijó) F2: 25% ZBZB, 25% ZBZb, 25% ZBW e 25% ZbW, ou seja, 50% galo

carijó, 25% galinha carijó e 25% galinha branca.

7. e Se os gêmeos são monozigóticos, formaram-se a partir do mes-

mo zigoto. Sendo um deles menino, o zigoto era XY. Portanto, no momento da divisão mitótica do zigoto, o cromossomo Y se perdeu, e a criança formada a partir da célula alterada é uma menina com síndrome de Turner (45, X0).

8. d Na gametogênese de machos de mamíferos, após a metáfa-

se II, a célula que possui o cromossomo X irá formar dois gametas X, e a célula que possui o cromossomo Y irá formar dois gametas Y.

X

X

Y

Y

Metáfase I

Metáfase IIGametas

X

X

Y

Y

9. a O óvulo da abelha possui 5,0 · 10–14 gramas ou 5,0 · 10–11 miligra-

mas. A célula somática do zangão, formado por partenogênese, também possui 5,0 · 10–11 miligramas. Na prófase da mitose, os cromossomos estão duplicados, portanto a quantidade de DNA é de 10,0 · 10–11 miligramas ou 1,0 · 10–10 miligramas.

10. b Sendo exclusivamente masculino, o cromossomo Y só existe

em espermatozoides, nunca em ovócitos.

11. d O clone tem material genético idêntico ao do indivíduo clonado.

No caso em questão, Rainbow e Copy Cat são geneticamente idênticas. No entanto, a inativação aleatória de um dos cro-mossomos X, durante o desenvolvimento embrionário de Copy Cat, resultou em padrão de pelagem diferente em relação à Rainbow.

12. a) A mulher tem três cromossomos X: um não condensado, portanto ativo, e dois condensados, logo inativos, consti-tuindo as cromatinas sexuais que a análise revelou.

b) Se a mulher XXX, que produz gametas X e XX, se casar com um homem XY, que forma gametas X e Y, os genótipos da descendência poderão ser XX, XXX, XY e XXY. Assim, a proba-bilidade de ter uma criança com constituição cromossômica

igual a sua é de 14

ou 25%.

13. c I. A diferenciação sexual em mamíferos é determinada por

um gene localizado no cromossomo masculinizante Y. IV. O fenótipo recessivo ligado ao cromossomo X é mais

frequente em machos do que em fêmeas, porque nos machos o gene que determina essa característica atua isoladamente.

14. c III. O homem 9 não pode ter recebido o alelo para a hemo!lia de

sua avó paterna, pois seu pai lhe transfere o cromossomo Y. IV. A probabilidade de a !lha da mulher 10 ter o genótipo XHXh

é 100%, pois o pai, homem 11, é XhY.

15. a) A probabilidade é de 14

ou 25%. O III-1 recebeu da mãe

o alelo que determina sua hemo!lia (Xh), uma vez que recebeu do pai o cromossomo Y. Assim, o casal em questão tem genótipos XHXh e XHY. Sua descendência pode ser: XHXH (mulher normal), XHXh (mulher normal portadora), XHY (homem normal) e XhY (homem hemofílico).

b) O indivíduo II-3 recebeu o alelo Xh de sua mãe: por isso, o casal I-1 # I-2 tem genótipos XHY e XHXh. A mulher II-2 certamente recebeu de seu pai o lelo XH. De sua mãe pode receber o alelo XH ou o alelo Xh, o qual a tornaria portadora do alelo para a hemo!lia. Dessa forma, a probabilidade é

de 12

ou 50%.

16. A mulher não tem razão, porque o alelo que condiciona a hemo!lia é recessivo e ligado ao sexo, ou seja, está localizado no cromossomo X (Xh). É a mãe que transmite tal alelo para seus descendentes do sexo masculino, uma vez que, do pai, eles recebem sempre o cromossomo Y.

17. d Homem daltônico com pigmentação de pele normal (cujo pai

era albino): XdYAa Mulher duplamente heterozigota: XDXdAa

P(A_ e XdXd) = 34

14

316

18. e O genótipo do homem 1 é XDY P_ e o da mulher 2 é XdXd pp.

Sendo assim, o genótipo da mulher 4 é XDXd Pp. O homem 3 é XdY pp. Então, a probabilidade de o casal 3 # 4 ter uma !lha

XDXd pp é 14

12

18

.

5

19. a I. O daltonismo é uma característica determinada geneticamente

e não pode ser prevenido por meio de medicação especí!ca. II. O alelo para daltonismo se localiza na porção não homóloga

do cromossomo sexual X. IV. O daltonismo ainda não tem tratamento e cura.

20. a A mulher I-2 é normal portadora do alelo para o daltonismo

(XDXd), pois o !lho II-4 é daltônico (XdY), e ele, certamente, re-cebeu o alelo para o daltonismo de sua mãe. Casais como I-1 e I-2 (XdY e XDXd) têm a mesma probabilidade de terem !lhos ou !lhas daltônicas. Os !lhos da mulher II-2 só serão daltônicos se ela lhes transferir o alelo Xd.

21. d A análise do heredograma permite a!rmar que a doença é cau-

sada por alelo recessivo, pois se fosse dominante, o homem 1 seria XAY e certamente teria todas as !lhas afetadas. Portanto, o homem 1 é XaY, a mulher 7 é XAXa, a mulher 12 é XAX–, o homem 13 é XAY. Sendo assim, a probabilidade de serem portadores do alelo mutante é, respectivamente, um, meio e zero.

22. e O cruzamento de machos pretos com fêmeas cinza, ambos puros,

gerando machos e fêmeas pretas em F1 sugere que o caráter preto é dominante. O cruzamento de machos cinza e fêmeas pretas, am-bos puros, gerando machos pretos e fêmeas cinza em F1 e machos e fêmeas pretos e cinza na mesma proporção em F2 sugere que o caráter está ligado ao sexo e a fêmea é o sexo heterogamético (ZW).

P cinza ! preta

F1 preto ! cinza

F2 50% preto – ZAZa

50% cinza – ZaZa

50% preta – ZAW 50% cinza – ZaW

ZaZa ZAW

ZAZa ZaW

23. Se forem cruzados machos uniformes (ZbZb) com fêmeas barra-das (ZBW), todos os descendentes uniformes serão fêmeas (ZbW) e todos os barrados serão machos (ZBZb).

24. a I. O homem não calvo e de visão normal é C2C2 XDY e a mulher

não calva e de visão normal é C1C2 XDXd, pois o casal tem um !lho calvo (C1C2) e daltônico (XdY).

II. O casal pode ter !lhas não calvas (C1C2) e de visão normal em um dos olhos, mas daltônicas do outro. Sendo heterozigotas (XDXd), isso pode acontecer por causa da cromatina sexual, ou seja, a inativação aleatória do cromossomo X nas células do corpo da mulher, !cando o XD ativo nas células do olho normal e o Xd ativo nas células do olho daltônico.

III. O casal não pode ter !lhas daltônicas, pois o homem é normal.

CAPÍTULO 3

BASES GENÉTICAS DA EVOLUÇÃO

Conexões

1. Exames de ultrassonogra!a, aspiração e análise citogenética e bioquímica do líquido amniótico e de células que ele contém.

2. Ultrassonogra!a: má-formação do sistema nervoso central (como anencefalia); análise citogenética de células do líquido amniótico: síndrome de Down (pela análise do cariótipo).

3. Colchicina é uma substância química de origem vegetal, extraída de plantas do gênero Colchicum. Como promove a despolimerização de moléculas da proteína tubulina, provoca a desagregação de microtúbulos, que são importantes na divisão celular. Células tratadas com colchicina têm a divisão celular interrompida na fase em que os cromossomos estão mais condensados (metáfase) e, portanto, mais visíveis.

4. Colocados em solução hipotônica, os leucócitos absorvem água e “incham”, o que separa os cromossomos uns dos outros e facilita sua visualização ao microscópio.


6. a) Mutação gênica. b) As mutações gênicas são a fonte de novos alelos —

que determinam variações nas populações — e fator primário da variabilidade intraespecífica. Sobre tal va-riabilidade age o ambiente (seleção natural), mantendo as variações favoráveis e eliminando as desfavoráveis, o que contribui para modificar gradualmente as carac-terísticas da espécie.

7. É a síndrome de Down, trissomia do 21o par de cromossomos, decorrente da não disjunção dos cromossomos do par durante a meiose, quando são formados os gametas, ou, o que é mais raro, durante as primeiras divisões celulares, por mitose, do desenvolvimento embrionário.

8. a) As células estimuladas são os melanócitos, localizados na camada basal da epiderme, um tipo de tecido epitelial.

b) As ligações covalentes entre as bases de nucleotídios adja-centes levam a distorções na molécula de DNA, causando problemas na sua replicação.

c) As células da camada basal da epiderme dividem-se com elevada frequência, garantindo a renovação da pele.

d) A telomerase é uma enzima que tem como função adicionar sequências de!nidas e repetitivas de DNA, os telômeros, à extremidade dos cromossomos. A ativação da telomerase nas células cancerosas evita que seus cro-mossomos encolham ao perderem seus telômeros em cada duplicação, permitindo que continuem a se reproduzir de forma inde!nida.

6

14. O fenótipo cor amarela engloba os genótipos AA e Aa, e o outro fenótipo corresponde ao genótipo aa. Se a população estivesse em equilíbrio, teríamos que a frequência do genótipo recessivo (aa) seria de 50% ou 0,5. Sendo assim, a frequência do alelo a seria aproximadamente 0,7 e, consequentemente, a do alelo para cor amarela (A) seria 0,3. Para calcular a frequência do alelo para cor amarela sem saber se a população está em equilíbrio, seria necessário saber a proporção de indivíduos AA e Aa.

15. d I. As informações fornecidas são insu!cientes para desconsi-

derar a população em equilíbrio de Hardy-Weinberg. II. Se houver 48 heterozigotos, além dos 16 recessivos, serão

36 homozigotos dominantes. Sendo assim, a população está em equilíbrio, com f(A) = 0,6 e f(a) = 0,4.

III. O esperado para a população em equilíbrio é de 48 he-terozigotos. Se houver 30 heterozigotos, é possível que a seleção natural seja a causa da diminuição do número de heterozigotos.

IV. A endogamia é o acasalamento entre indivíduos apa-rentados. Tem como efeito genético a diminuição da heterozigose e o aumento da homozigose e, como efeito fenotípico, uma maior manifestação de alelos recessivos, que acabam resultando em diminuição de vigor, assim como a redução da variância, à medida que aumenta o parentesco.

16. d O caráter em estudo não pode ser ligado ao sexo, pois a

mulher 3, sendo afetada, teria genótipo XaXa e só poderia gerar !lhos afetados (XaY). Se a frequência de indivíduos aa é de 1%, então a f(a) = 0,1 e, consequentemente, a f(A) = 0,9. Assim, f(AA) = 81% e f(Aa) = 18%.

Tarefa proposta

1. A espécie humana, que apresenta maior variabilidade genética e, portanto, maior diversidade fenotípica. Diante de alterações ambientais, é a que possui maior probabilidade de exibir va-riações fenotípicas favoráveis à sobrevivência.

2. e A variabilidade genética de uma espécie é determinada pelas

mutações e pela recombinação genética, resultante da se-gregação independente dos cromossomos homólogos e das permutações.

3. c As aneuploidias são aberrações em que a alteração do nú-

mero de cromossomos é inferior a um lote cromossômico e resultam de defeitos na separação dos cromossomos na meiose ou na mitose. Na espécie humana, são exemplos de aneuploi-dias compatíveis com a vida as síndromes de Down (2n + 1), Klinefelter (2n + 1) e Turner (2n – 1).

4. d II. A síndrome de Down é uma aneuploidia autossômica, pois

afeta o cromossomo 21, que não é um cromossomo sexual.

5. Soma = 68 (04 + 64) (01) Ocorrem ao acaso, por causa de erro na ovulogênese ou

na espermatogênese. (02) É uma aberração cromossômica numérica e não problema

de transcrição gênica. (08) Ocorrem igualmente em meninos e meninas. (16) Ocorre em !lhos e !lhas de mulheres em qualquer idade,

porém a incidência aumenta com a idade materna. (32) Ocorre independentemente de fatores socioeconômicos.

6. A não disjunção foi pós-zigótica, decorrente de uma divisão mitótica anômala. Se a não disjunção tivesse ocorrido antes da fecundação, o cariótipo anormal seria detectado em todas as células pesquisadas.

7. a) Aneuploidias são aberrações cromossômicas numéricas caracterizadas por ganho ou perda de um ou mais cromos-somos. Surgem por causa da não disjunção cromossômica na meiose. O gato de José apresenta uma trissomia XXY.

b) O gato malhado de preto e amarelo apresenta ambos os alelos (A e P), ligados ao sexo; por isso, essa característica fenotípica só costuma aparecer em fêmeas. O gato de José é trissômico quanto aos cromossomos sexuais, apresentando genótipo XAXPY, o que possibilita a manifestação das duas cores.

8. d As plantas da geração F1 possuíam dois lotes cromossômicos

diferentes, ou seja, 14 cromossomos de uma gramínea e 14 cro-mossomos da outra. Sendo assim, não era possível a ocorrência de meiose, já que não se formavam pares de cromossomos homólogos ou bivalentes. A duplicação dos lotes cromossômi-cos, com o uso da colchicina, levou à formação de 28 pares de cromossomos homólogos, permitindo a ocorrência de meiose normal, que resultou na formação de gametas e, posteriormente, na produção de sementes.

9. c A transferência de fragmentos entre cromossomos não homólo-

gos é a translocação e não deve ser confundida com permutação ou crossing-over.

10. a) A radiação provoca alteração da sequência de nucleotídios nas moléculas de DNA (mutações), afetando o ciclo normal de divisão celular e causando diversas formas de câncer, como a leucemia e o câncer ósseo.

b) As alterações genéticas que afetam células da linhagem ger-minativa (responsável pela formação dos gametas) podem ser transmitidas dos portadores para seus descendentes.

c) Porque materiais contaminados com produtos radioativos (até mesmo o solo) podem permanecer emitindo radiações durante centenas ou milhares de anos.

7

11. a) Os agentes mutagênicos são fatores físicos, químicos ou biológicos que provocam as mutações gênicas, alterações no DNA que podem levar ao descontrole dos mecanismos de divisão celular e, consequentemente, à proliferação des-controlada de células, formando tumores, como o câncer.

b) As radiações nucleares e os vírus são agentes mutagênicos de natureza física e biológica, respectivamente.

12. Os raios X e outras radiações ionizantes, como o ultravioleta e os raios gama, são agentes mutagênicos, ou seja, são capazes de induzir mutações genéticas, que podem causar doenças como o câncer. Deve-se evitar seu uso em crianças e jovens em idade reprodutiva, pois, se as mutações atingirem as células germi-nativas, elas poderão ser passadas para os descendentes.

13. e Sendo a frequência do alelo recessivo 0,3, a do alelo dominante

é 0,7. Dessa forma, a frequência de homozigotos dominantes é (0,7)2 = 0,49 ou 49%, e a de heterozigotos é 2 · 0,7 · 0,3 = 0,42 ou 42%.

14. e Em 20.000 plantas, 12.800 desenvolveram raízes brancas (fenó-

tipo dominante); logo, 7.200 tinham raízes amarelas (fenótipo

recessivo), correspondendo a uma frequência de 0,36 7 20020 000

..

.

Dessa forma, a frequência do alelo a é 0,6 (60%), e a do alelo A, consequentemente, é 0,4 (40%). A frequência de heterozigotos é dada por 2 0,4 0,6 = 0,48. Se os heterozigotos são 48% da população, os homozigotos correspondem a 52%.

15. a) Em 100 indivíduos, 36 exibem o genótipo dd, o que corres-ponde a uma frequência de 0,36. Dessa forma, a frequência do alelo d é 0,6 (60%), e a do alelo D, que condiciona o fenótipo normal, é 0,4 (40%).

b) Os homozigotos têm genótipo DD ou dd. A frequência de DD é (0,4)2 = 0,16, e a de dd, já fornecida, é 0,36. A frequência de homozigotos é, portanto, 0,16 + 0,36 = 0,52 (52%), o que representa, na população em questão, 52 indivíduos.

c) Indivíduos com fenótipo dominante têm genótipo DD ou Dd. A frequência de DD, já calculada, é 0,16, enquanto a de Dd é 2 · 0,4 · 0,6 = 0,48. Assim, a frequência de indivíduos com fenótipo dominante é 0,16 + 0,48 = 0,64 ou 64%.

16. Como a frequência de fenilcetonúricos (genótipo ff) é de 1

10 000.,

a frequência do alelo f é de 1

100. Portanto, a frequência de he-

terozigotos é determinada por 2 · 0,99 · 0,01 = 0,0198 (1,98%).

17. a) Em um total de 500 indivíduos, há 1.000 alelos, sendo 800 alelos V e 200 alelos v. Portanto, a frequência do alelo V é 0,8 (80%) e a do alelo v é 0,2 (20%).

b) A frequência do genótipo homozigoto vv é determinada pelo quadrado da frequência do alelo v. Logo: (0,2)2 = 0,04 (4%)

18. Na população de europeus do norte, a frequência do alelo M é de 0,4 (40%); entre os europeus do sul, é de 0,6 (60%). A população do norte da Europa é pan-mítica, pois obedece ao princípio de Hardy-Weinberg (p2 + 2pq + q2 = 1).

19. b A chegada de grande quantidade de indivíduos homozigotos

dominantes acrescenta muitos alelos dominantes à popu-lação, levando à redução proporcional dos alelos recessivos. O aumento (alternativa e) ou a redução (alternativa a) global da população não reduziriam a frequência de indivíduos homozigotos recessivos, pois todos os genótipos seriam afetados. O nascimento de 48 afetados entre 300 nascidos (alternativa c) representa exatamen-te a frequência de 0,16 (48/300). Um casamento de heterozigotos (alternativa d) produziria, teoricamente, 25% dos descendentes com a anomalia e, portanto, não haveria redução da frequência.

20. c

Se a frequência de homens hemofílicos (XhY) é 1

25 000., então a

frequência do alelo Xh na população é 1

25 000., pois, como homens

são hemizigotos para alelos ligados ao cromossomo X, a frequên-cia de alelos ligados ao cromossomo X é igual à frequência de homens com a característica determinada por tais alelos.

21. e Se a frequência de homens daltônicos (XdY) é de

130

, então a fre-

quência do alelo Xd na população é 1

30. Sendo assim, a frequência

de mulheres daltônicas (XdXd) será de 1

30·

130

, ou seja, 1

900.

22. a) Todas as pessoas possuem alelos em heterozigose, e muitos ale-los deletérios (ou seja, que podem causar doenças) recessivos não se manifestam por estarem em dose única. Caso duas pessoas apresentem ancestrais comuns, há possibilidade de que tenham recebido deles os mesmos alelos deletérios reces-sivos. Portanto, aumenta a probabilidade de que esses alelos venham a se encontrar em homozigose, expressando-se.

b)

A

a

AA Aa

Aa aa

A a

Doente

23. Nas mulheres, o alelo que condiciona a calvície é recessivo; logo, mulheres calvas são homozigotas (C1C1) e representam 4% (0,04) da população. A frequência do alelo C1, que determina a calvície, é 0,2 (20%), e a do alelo C2, que condiciona fenótipo normal, é 0,8 (80%). Homens calvos podem ser homozigotos (C1C1) ou heterozi-gotos (C1C2). A frequência do genótipo C1C1 é (0,2)2 = 0,04, e a do genótipo C1C2 é 2 0,2 0,8 = 0,32. A frequência de homens calvos, portanto, é 0,04 + 0,32 = 0,36 ou 36%.

8

24. c A análise da genealogia permite concluir que a anomalia é

condicionada por alelo autossômico recessivo. A probabilidade de o casal gerar uma criança com a anomalia, se ambos forem

heterozigotos, é de 14

. A probabilidade de o homem III-1 ser Aa

é de 1

20, pois não há nenhuma informação sobre seus pais.

Já a mulher III-2 tem uma probabilidade de 23

de ser Aa, pois

seus pais são heterozigotos. Assim, a probabilidade !nal é de

14

120

23

2240

1120

.

CAPÍTULO 4

EVOLUÇÃO: EVIDÊNCIAS E TEORIAS

Conexões

e Os estudos em epigenética têm mostrado que, além de sele-

cionarem modi!cações em organismos, os fatores ambientais têm o poder de causá-las.


6. a) Quando um animal morre, normalmente é devorado por necrófagos, como abutres e hienas. Suas partes mo-les, como músculos, vísceras e nervos, são atacadas por decompositores, os fungos e as bactérias. Normalmente, restam as partes duras, como ossos, cascos e dentes. Se esses materiais !carem expostos, poderão ser pisoteados por outros animais e ainda sofrer a ação do sol, da chuva e do vento. Com o tempo, serão totalmente desagregados e, do animal morto, não restará mais nada intacto. No entanto, sob determinadas condições, pode ocorrer a preservação de restos de seres vivos, constituindo os fósseis. Também podem ser considerados fósseis outros vestígios de seres vivos, como pegadas e restos de alimentos.

b) A cronologia do surgimento de espécies, que pode ser de-terminada pela estimativa da idade do material estudado. Essa análise geralmente é feita pela técnica do decaimento de isótopos radioativos.

7. a) O processo sugerido por Darwin é a seleção natural. b) O “poderoso princípio da hereditariedade” corresponde ao

DNA, o material genético dos seres vivos. As duas proprie-dades sugeridas no texto — sofrer variação e propagar sua forma modi!cada — são a mutação e a replicação (dupli-cação).

8. A interpretação do processo evolutivo é lamarckista, pois su-gere que o animal se modi!que para se adaptar às mudanças ambientais.

14. a) A seleção natural atua sobre a variabilidade, reduzindo a frequência dos alelos que não favorecem a adaptação e favorecendo a sobrevivência e reprodução dos indivíduos mais adaptados.

b) Exoesqueleto quitinoso: fornece sustentação e protege con-tra desidratação e ação de predadores. Patas e apêndices articulados: promovem maior mobilidade, favorecendo a captura de alimento e defesa.

15. a) As !guras representam a especiação por isolamento geo-grá!co, processo de formação de novas espécies a partir da separação de uma população ancestral em duas ou mais por uma barreira física.

b) A especiação pode ser evidenciada pelo isolamento repro-dutivo, ou seja, pela impossibilidade de troca de genes entre as duas populações.

16. a) A recombinação gênica é a combinação aleatória de mate-rial genético durante a meiose, que origina novos arranjos gênicos, sobre os quais a seleção natural atua.

b) Deriva genética é a mudança drástica na frequência de certos alelos devida a fatores climáticos (como chuvas torrenciais, nevascas, granizo, vendavais etc.), terremo-tos, predação diferencial intensa e outros fatores não previsíveis.

c) A migração é a entrada e a saída de indivíduos, o que pode transferir alelos de uma população para a outra.

d) Porque geralmente, no ambiente invadido, não há predadores, competidores ou parasitas tão capazes de controlar a espécie invasora como são para as espécies nativas.

Tarefa proposta

1. c A teoria criacionista ou !xista (!gura II) propõe que os seres

vivos foram criados ao mesmo tempo, perfeitamente adaptados a seu ambiente, tendo permanecido inalterados desde então.

A teoria transformista ou lamarckista (!gura I) propõe a trans-formação e a evolução dos organismos ao longo do tempo.

A teoria darwinista (!gura III) propõe que a seleção natural conduziria à divergência dos caracteres, o que, em longo prazo, pode levar à formação de novas espécies e à extinção completa das formas não adaptadas.

2. Pela análise de fósseis e da composição bioquímica dos seres vivos e também pelas modernas técnicas da genômica.

3. c São fósseis de animais que possuem esqueleto interno: ictióli-

tos, carapaça de gliptodonte, pseudomorfos de ouriço, dente de tubarão e escamas de peixes. São fósseis de animais que possuem esqueleto externo: insetos carbonizados, conchas de bivalves e conchas de gastrópodes.

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4. e Nas ideias de Lamarck, há dois aspectos principais: a lei do uso

e desuso e a lei da transmissão das características adquiridas. A lei do uso e desuso é válida para alguns órgãos, como os músculos, que se desenvolvem com exercícios e se atro!am com a inatividade. Entretanto, o desenvolvimento do órgão ou sua atro!a não são herdados pelos descendentes.

5. Uma maneira seria provocar, arti!cialmente, o aparecimento de certa característica em um organismo (cortar a cauda de um camundongo, por exemplo). Geração após geração, os animais seriam submetidos ao mesmo procedimento, veri!cando-se o aparecimento ou não dessa característica (no caso, a ausência da cauda) entre os descendentes.

6. A proposição I é lamarckista, pois sugere que, por viver na gra-ma, o gafanhoto desenvolveu a cor verde, em resposta a uma exigência ambiental, e passou a transmitir essa característica aos descendentes. A proposição II é darwinista, pois indica que o ambiente verde selecionou os gafanhotos com essa cor, que passaram a predominar e a gerar mais descendentes.

7. c Darwin propôs que entre os indivíduos existe variabilidade ge-

nética e que o meio atua sobre esta, selecionando os mais aptos, que, por sua vez, têm mais chances de deixar descendentes.

8. e A teoria evolutiva de Darwin baseia-se na seleção natural de

indivíduos com características que favorecem a sobrevivência e a reprodução no meio em que vivem e, consequentemente, a geração de descendentes que possuem as mesmas caracte-rísticas adaptativas.

9. a O comportamento materno é transmitido de geração a geração,

pois é determinado geneticamente. A seleção natural atua fa-vorecendo esse comportamento porque as fêmeas capazes de coletar alimentos e proteger sua prole, em ambientes onde os !lhotes podem ser atacados e predados, são mais bem-sucedidas em termos reprodutivos.

10. V – F – F – F II. Na época em que Darwin viveu ainda não se conheciam as

mutações. III. O fortalecimento de um órgão pelo uso e sua atro!a pela falta

de uso é um processo conhecido como lei do uso e desuso. IV. Darwin utilizou as espécies que viviam nas ilhas Galápagos,

como aves e répteis, em defesa de suas ideias.

11. A frase I é a mais adequada. A frase II expressa o pensamento lamarckista de que os indivíduos se modi!cam em resposta a exi-gências ambientais. A frase III é inadequada, porque os organismos que vencem a “luta pela sobrevivência” só ditarão o rumo da evo-lução se gerarem descendentes que herdem suas características.

12. I. a) Mandíbula: fornece informação sobre o tipo de alimentação. b) Pelve: fornece informação sobre postura e locomoção. II. a) Um marcador que pode ser usado para se estudar a

ancestralidade materna é o DNA mitocondrial, pois as mitocôndrias presentes na célula-ovo ou zigoto são aquelas presentes no ovócito materno.

b) Os dados sugerem que ocorreram cruzamentos entre o homem de Neandertal e a linhagem que originou o ser humano moderno.

13. a) Mutações e seleção natural. b) As mutações geram variabilidade, sobre a qual age a seleção

natural.

14. a) Mutações. b) A recombinação gênica decorre da segregação independente

dos pares de cromossomos homólogos (durante a formação dos gametas) e da troca de fragmentos entre suas cromátides (permutação ou crossing-over).

c) Seleção natural.

15. c A melhor explicação para a semelhança entre a cor da pe-

lagem e a cor do solo é a seleção natural. Os indivíduos de pelagem clara são favorecidos em ambientes com substrato claro, enquanto os de pelagem escura são favorecidos em ambiente com substrato escuro.

16. d A explicação darwinista para o fato de a cascavel estar !cando

mais silenciosa é a seleção natural, pois as cascavéis barulhentas são mais facilmente localizadas e acabam sendo mortas. Com o passar do tempo, as cascavéis silenciosas estão passando a predominar no ambiente.

17. O fenômeno geológico responsável pela separação dos con-tinentes é a deriva continental, ocasionada pela movimen-tação das placas tectônicas. As diferenças entre as espécies hoje encontradas na África e na América do Sul devem-se ao isolamento geográ!co, que impediu as duas populações de realizar um intercâmbio gênico. Mutações e seleção natural diferenciadas propiciaram um aumento nas diferenças entre as duas populações, o que culminou num isolamento reprodutivo e na consequente formação de duas espécies distintas.

18. a) A sequência é: III – I – II b) Diferentes mutações em cada população e seleção natural. c) O isolamento reprodutivo impede o "uxo gênico entre as

populações, que se tornam progressivamente diferentes.

19. a) Pode-se concluir que, entre essas populações, o "uxo gênico é perfeitamente viável, o que de!ne as populações A, B e D como componentes da mesma espécie. O fator inicial que poderia ter dado origem às populações A, B, C e D é o isolamento geográ!co.

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b) Égua e jumento, que produzem descendentes estéreis, o burro e a mula.

20. e Podem-se considerar as três hipóteses corretas. I. Se indivíduos das duas populações se encontram, cruzam e

geram descendentes férteis, eles continuam pertencendo à mesma espécie, podendo ou não ser de raças diferentes.

II. A formação de novas espécies normalmente se inicia com a separação da espécie em duas ou mais populações.

III. As populações A e B, como raças, possuem sequências de bases nitrogenadas de DNA semelhantes.

21. a) Convergência adaptativa. b) Nadadeiras de peixes, asas de pinguins, nadadeiras de

baleias, de focas e de gol!nhos. Todos esses órgãos estão adaptados ao deslocamento na água e resultam de conver-gência adaptativa.

22. d O processo evolutivo envolvido é a irradiação adaptativa, ou

seja, descendentes do mesmo ancestral que ocuparam diferen-tes tipos de ambientes foram submetidos a fatores de seleção natural distintos e, com o tempo, desenvolveram características adaptativas próprias.

23. a A presença de estruturas semelhantes em organismos sem

parentesco evolutivo próximo pode ser resultado do processo de convergência adaptativa, ou seja, descendentes de ances-trais diferentes que ocuparam o mesmo tipo de ambiente foram submetidos aos mesmos fatores de seleção natural e, com o tempo, desenvolveram características adaptativas semelhantes.

24. a) A presença de folhas modi!cadas de maneira semelhante em plantas sem parentesco evolutivo próximo pode ser resultado do processo de convergência adaptativa, ou seja, descendentes de ancestrais diferentes que ocuparam o mesmo tipo de ambiente foram submetidos aos mesmos fatores de seleção natural e, com o tempo, desenvolveram características adaptativas semelhantes.

b) As características descritas são típicas de plantas encontra-das em "orestas tropicais, bioma representado no Brasil pela mata atlântica e pela "oresta amazônica. Esse tipo de bioma apresenta elevada pluviosidade, alta umidade do ar e pequena penetração de luz, o que pode explicar as características observadas no arbusto, como as folhas largas, os estômatos em suas duas faces e a alta concentração de cloro!la.

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