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ESCOLA SECUNDÁRIA D. MARIA II
Prova de Avaliação de Biologia e Geologia – 11.º Ano
2.º Período (Ano Letivo 2012/2013)
OUTUBRO 2012
GRUPO I
Efeito da cafeína na mitose em Drosophila prosaltans
O efeito da cafeína sobre os seres vivos tem sido objeto de vários estudos científicos.
Esta substância pode, por exemplo, inibir a reparação do DNA, bloquear as células na fase G2 e
inibir a citocinese em plantas.
Na mosca Drosophila prosaltans, a cafeína diminui a longevidade, a frequência de acasalamento
e a duração da cópula.
Num estudo realizado, moscas da espécie referida foram mantidas no laboratório em meio de
cultura de agar-banana, a temperaturas de 20 ºC ± 1 ºC.
Foram estudadas preparações de células cerebrais de larvas de Drosophila prosaltans, deixadas
crescer no referido meio de cultura suplementado com 1500 mg por mL (E1) ou com 2500 mg por
mL (E2) de cafeína, e comparadas com larvas deixadas crescer em meio sem cafeína (controlo).
Para se obterem as preparações, machos e fêmeas virgens, com seis dias de idade, foram colocados
a acasalar em frascos contendo os meios E1, E2 ou de controlo. Posteriormente, machos e fêmeas
virgens da geração 1 foram colocados em 10 tubos (um casal por tubo) contendo o mesmo meio de
cultura presente nas moscas parentais. Para realizar as preparações foi utilizada uma larva de cada
um dos 30 tubos (10 para cada experiência e 10 para controlo).
Para cada um dos três grupos de larvas, determinou-se o número de células cerebrais em mitose,
o número de células cerebrais em interfase e os respetivos índices mitóticos (obtidos pela divisão do
número de células em mitose pelo número de células contabilizadas), que constam da Tabela 1.
TABELA 1
Na resposta a cada um dos itens de 1. a 4., selecione a única opção que permite obter uma afirmação
correta. Escreva, na folha de respostas, o número do item e a letra que identifica a opção escolhida.
1. No estudo apresentado, a variável independente é
(A) a composição do meio de cultura de agar-banana.
(B) o número de células em interfase.
(C) a concentração de cafeína.
(D) o índice mitótico de cada grupo de moscas.
2. De acordo com os resultados apresentados, a maioria das células em fase mitótica, no
(A) grupo E2, tinha os cromossomas alinhados na zona equatorial.
(B) grupo E2, tinha os cromossomas visíveis e os homólogos emparelhados.
(C) grupo de controlo, tinha cromossomas formados por dois cromatídeos.
(D) grupo de controlo, tinha cromossomas posicionados em polos opostos da célula.
3. Os resultados do estudo sugerem que a concentração superior de cafeína, utilizada no estudo,
influencia a atividade mitótica
(A) aumentando o número de células em divisão nuclear e diminuindo o número de células em
fase de multiplicação de organitos.
(B) aumentando o número de células em divisão nuclear e aumentando o número de células em
fase de multiplicação de organitos.
(C) diminuindo o número de células em divisão nuclear e diminuindo o número de células em
fase de multiplicação de organitos.
(D) diminuindo o número de células em divisão nuclear e aumentando o número de células em
fase de multiplicação de organitos.
4. De acordo com o texto, nas plantas, a cafeína poderá
(A) inibir a replicação do DNA.
(B) inibir a formação de retículo endoplasmático.
(C) conduzir à constrição da membrana celular.
(D) conduzir ao aparecimento de células binucleadas.
5. Faça corresponder cada uma das etapas do ciclo celular, expressas na coluna A, à respetiva
designação, que consta da coluna B.
Escreva, na folha de respostas, apenas as letras e os números correspondentes.
Utilize cada letra e cada número apenas uma vez.
COLUNA A COLUNA B
(a) Reaparecimento dos nucléolos.
(b) Disposição dos cromossomas na zona
equatorial.
(c) Desorganização da membrana nuclear.
(d) Replicação do DNA.
(e) Divisão dos centrómeros.
(1) Anáfase
(2) Citocinese
(3) Fase G1
(4) Fase G2
(5) Fase S
(6) Metáfase
(7) Prófase
(8) Telófase
6. Apesar de alguns estudos apontarem efeitos nocivos da cafeína, outros destacam aspetos
positivos. Por exemplo, em determinadas condições, a cafeína pode atuar como filtro solar,
absorvendo os raios UV.
Explique em que medida este efeito da cafeína pode contribuir para alterar a taxa de incidência
do cancro da pele.
GRUPO II
Alguns tipos de células podem ser removidos do organismo e cultivados em meios nutritivos
artificiais.
Células epiteliais de coelho, em diferentes fases do ciclo celular, foram expostas durante
alguns minutos a timidina radioativa (nucleótido de timina). A sua posterior observação, destinada a
avaliar a incorporação do nucleótido, feita pela técnica de autorradiografia (impressão em película
fotográfica), mostrou que o padrão de radioatividade permaneceu difuso em todos os estádios do
ciclo celular, exceto nas células que se encontravam no período S. Nestas, a radioatividade
concentrou-se no núcleo.
A Figura 1 representa esquematicamente os resultados obtidos na experiência.
Figura 1
Na resposta a cada um dos itens de 1. a 4., selecione a única opção que permite obter uma afirmação
correta. Escreva, na folha de respostas, o número do item e a letra que identifica a opção escolhida.
1. O objetivo da experiência apresentada foi estabelecer o período do ciclo celular em que
ocorre…
(A) …a replicação do material genético.
(B) …a biossíntese de proteínas.
(C) …a duplicação de centríolos.
(D) …a formação do fuso acromático.
2. A utilização de marcadores radioativos na experiência serviu para…
(A) …matar a célula, de modo a estudar as estruturas envolvidas no ciclo celular.
(B) …aumentar a capacidade de incorporação de moléculas pela célula.
(C) …seguir o percurso das moléculas marcadas dentro da célula.
(D) …diminuir a velocidade com que o ciclo celular ocorre.
3. Se na experiência apresentada, fosse utilizado nucleótido de adenina radioativo em vez de
timidina radioativa, os resultados seriam inconclusivos, porque o nucleótido…
(A) …de timina é o seu complementar.
(B) …de adenina só existe no DNA.
(C) …de adenina só existe no RNA.
(D) …de adenina é comum ao RNA e ao DNA.
4. A utilização de células em diferentes fases do ciclo celular permite a validação dos resultados,
se…
(A) …forem constantes a concentração de timidina radioativa e o tempo de exposição.
(B) …for constante a concentração de timidina radioativa e for variável o tempo de exposição.
(C) …for variável a concentração de timidina radioativa e for constante o tempo de exposição.
(D) …forem variáveis a concentração de timidina radioativa e o tempo de exposição.
5. Relacione, tendo em conta os resultados obtidos na experiência apresentada, a incorporação de
timidina no período S com o processo de divisão da célula por mitose.
GRUPO III
A nutrição é uma condição essencial para a sobrevivência do indivíduo. Quando a alimentação
é insuficiente, surge uma forma de desnutrição designada como deficiência calórico-proteica. Para
sintetizar as suas proteínas, o ser humano necessita de vinte aminoácidos distintos. Destes vinte,
oito são considerados essenciais, visto que não é possível sintetizá-los, sendo obtidos através da
alimentação.
A redução da síntese proteica em situação de malnutrição leva à diminuição da quantidade de
proteínas do plasma sanguíneo, baixando a sua pressão osmótica. A doença de Kwashiorkor, que
vitima essencialmente crianças após o desmame, é um caso de deficiência calórico-proteica severa
em que ocorre edema (retenção de líquidos) essencialmente na zona abdominal, vulgarmente
designada como «barriga de água».
Considere o fragmento do gene que codifica uma proteína humana (proteína X) a seguir
representado e os codões de alguns aminoácidos representados na Tabela 1:
Fragmento do gene que codifica a proteína X Tabela 1
Na resposta a cada um dos itens de 1. a 3., selecione a única opção que permite obter uma afirmação
correta. Escreva, na folha de respostas, o número do item e a letra que identifica a opção escolhida.
1. A sequência de aminoácidos codificada pelo fragmento do gene representado é...
(A) Met-Gli-Ala-Trp
(B) Ala-Ala-Trp-Gli
(C) Arg-Arg-Met-Gli
(D) Arg-Ala-Gli-Trp
2. Selecione a alternativa que permite obter uma afirmação correta.
Se ocorrer uma mutação no fragmento do gene apresentado que o altere para
3’...CGACGTACCCCC... 5’, a proteína X...
(A) perde a sua funcionalidade.
(B) deixa de ser sintetizada.
(C) mantém as suas características.
(D) fica com a sua estrutura alterada.
3. Selecione a alternativa que permite obter uma afirmação correta.
A síntese de um polipeptídeo a partir da informação de um gene implica a...
(A) replicação semiconservativa da informação genética.
(B) transcrição do gene para moléculas de RNA de transferência.
(C) leitura aleatória do RNA mensageiro no citoplasma.
(D) tradução da sequência de codões do RNA mensageiro processado.
GRUPO IV
A hipótese da replicação semiconservativa da molécula de DNA foi proposta por James
Watson e Francis Crick, após a publicação do artigo onde expuseram a respetiva estrutura. Esta
hipótese foi testada magistralmente por Meselson e Stahl, em 1957.
Meselson e Stahl cultivaram células de E. coli, durante várias gerações, num meio cuja fonte de
azoto continha o isótopo pesado, 15N, em substituição do isótopo mais abundante, leve, de número
de massa 14. É possível separar, por centrifugação, uma mistura de DNA pesado (com 15N) e de
DNA leve (com 14N). Ambos os isótopos são estáveis.
As células de E. coli que se desenvolveram no meio com azoto pesado, e que se encontravam
todas no mesmo estádio do ciclo celular, foram então transferidas para um meio onde a única fonte
de azoto continha o isótopo leve. Aí se desenvolveram, até que a população duplicou. O DNA
isolado, obtido a partir desta primeira geração de bactérias, foi submetido a uma técnica de
centrifugação.
Numa segunda etapa da experiência, permitiu-se que as bactérias da primeira geração,
cultivadas no meio com azoto leve, crescessem neste mesmo meio até que a população duplicasse
novamente. Isolou-se o DNA desta segunda geração de bactérias e procedeu-se novamente a
centrifugação. Os resultados obtidos na segunda etapa da experiência descrita foram apresentados
sob a forma de gráfico.
1. Selecione a alternativa que formula corretamente o problema que esteve na base deste
procedimento experimental.
(A) E. coli reproduz-se em meios não radioativos?
(B) Como se replica, em E. coli, a molécula de DNA?
(C) E. coli só sobrevive em meios com azoto leve?
(D) As características do meio afetam o tempo de geração de E. coli?
2. Selecione a alternativa que completa corretamente a afirmação seguinte.
Os resultados da segunda etapa da experiência descrita encontram-se representados no
gráfico…
3. Selecione a alternativa que completa corretamente a afirmação seguinte.
Pode ser utilizado, como argumento a favor do modelo de estrutura da molécula de DNA, o
facto de esta molécula…
(A) ... ser um polímero de nucleótidos.
(B) … apresentar a relação (A + T) / (C + G) ≈ 1.
(C) … intervir na síntese de proteínas.
(D) … apresentar a relação (A + C) / (T + G) ≈ 1.
Nota: A = nucleótido de Adenina; C = nucleótido de Citosina; G = nucleótido de Guanina; T =
nucleótido de Timina.
4. Selecione a alternativa que permite preencher os espaços e obter uma afirmação correta, tendo
em conta que E. coli é uma bactéria que pode ser encontrada no intestino do homem.
De acordo com o sistema de classificação de Whittaker modificado, E. coli deve ser integrada
no reino _____, pois é um organismo _____.
(A) Monera […] unicelular
(B) Protista […] unicelular
(C) Monera […] procarionte
(D) Protista […] procarionte
5. Selecione a alternativa que completa corretamente a afirmação seguinte.
A taxa de mutação de algumas bactérias pode variar grandemente, permitindo-lhes responder a
situações de stresse ambiental. Numa perspetiva neodarwinista, a vantagem evolutiva de uma
tal capacidade seria…
(A) … o aumento da probabilidade de surgirem mutações favoráveis no novo meio.
(B) … a constituição de uma linhagem de clones em pouco tempo.
(C) … a eliminação de conjuntos de genes desfavoráveis da população.
(D) … o aumento da taxa de síntese proteica nessas bactérias.
6. Colocou-se a hipótese de um dado núcleo se ter dividido, inequivocamente, por meiose. Faça
corresponder S (sim) ou N (não) a cada uma das letras que identificam as afirmações seguintes,
de acordo com a possibilidade de serem utilizadas como argumentos a favor da hipótese
mencionada.
A – Ocorreu uma única divisão nuclear.
B – Ocorreu uma única replicação do material genético.
C – A divisão nuclear foi reducional.
D – Em metáfase, os cromossomas dispuseram-se em placa equatorial.
E – Os cromossomas homólogos emparelharam-se durante a prófase.
F – Ocorreu a disjunção de cromatídios.
G – Ocorreu replicação entre divisões consecutivas.
H – Formou-se uma tétrada cromatídica.
7. Explique de que modo o cultivo de células de E. coli num meio com azoto pesado, durante
várias gerações, contribuiu para que os resultados das experiências de Meselson e Stahl fossem
fiáveis.
GRUPO V
Processamento Alternativo
O património genético de todas as células vivas está inscrito no seu DNA.
Nos seres eucariontes, o RNA sintetizado sofre um processamento ou maturação antes de
abandonar o núcleo. Durante este processo, diversas secções do RNA, inicialmente transcritas, são
removidas. Estas porções são chamadas intrões. As porções não removidas – exões – ligam-se entre
si, formando um mRNA maduro, que será traduzido numa proteína.
Todavia, entre o DNA e as proteínas esconde-se um outro código, o que explica que, apesar de
o DNA humano não conter mais do que uma vintena de milhares de genes, as nossas células retirem
dele informação para fabricar centenas de milhares de proteínas diferentes.
Na Figura 1, está representado um processamento alternativo em que são produzidas duas
moléculas diferentes de mRNA a partir do mesmo gene. Este processamento obedece a regras de
um código bem preciso, que era até há pouco tempo inimaginável.
A partir de uma mesma sequência de DNA, a célula pode produzir não um, mas mais de uma
dezena de mRNA diferentes. Em cada tecido, a célula reconhece, na sequência de um primeiro
intrão, a informação que nesse momento conduz à conservação ou à supressão do exão seguinte. Eis
aqui uma nova forma de controlar o código da vida, que permite à célula saber como processar o
RNA pré mensageiro de acordo com o seu papel no organismo. É graças a este processo que as
células se distinguem umas das outras e ajustam os seus comportamentos às circunstâncias. Na
Figura 2, está representada a produção de diferentes moléculas de mRNA a partir do mesmo gene,
em diferentes tecidos. Assim, a partir de um único gene, o organismo é capaz de conceber
diferentes proteínas cuja funcionalidade é específica.
Baseado em Science & Vie, Outubro de 2010
Figura 1
Figura 2
Na resposta a cada um dos itens de 1 a 7, selecione a única opção que permite obter uma afirmação
correta. Escreva, na folha de respostas, o número do item e a letra que identifica a opção escolhida.
1. Um codão é um tripleto de bases de
(A) DNA que codifica apenas um aminoácido.
(B) RNA que pode codificar mais do que um aminoácido.
(C) DNA que pode codificar mais do que um aminoácido.
(D) RNA que codifica apenas um aminoácido.
2. O processamento alternativo consiste na remoção
(A) apenas de intrões.
(B) apenas de exões.
(C) dos intrões e de alguns exões.
(D) dos exões e de alguns intrões.
3. Segundo o modelo do processamento alternativo, durante a diferenciação celular formam-se
células diferentes, porque cada célula
(A) possui diferentes tipos de genes.
(B) pode expressar apenas genes diferentes.
(C) pode expressar de forma diferente os mesmos genes.
(D) possui um número diferente de genes.
4. Numa célula eucariótica, a sequência dos acontecimentos que conduzem à síntese de uma
proteína é
(A) transcrição – processamento – ligação do mRNA aos ribossomas.
(B) processamento – ligação do mRNA aos ribossomas – transcrição.
(C) transcrição – ligação do mRNA aos ribossomas – processamento.
(D) processamento – transcrição – ligação do mRNA aos ribossomas.
5. Dada a sequência de nucleótidos 5’ AATGCCTTG 3´, pertencente a uma das cadeias de DNA,
a sequência de nucleótidos da cadeia complementar é
(A) 5’ TTACGGAAC 3´.
(B) 3’ TTACGGAAC 5´.
(C) 5’ UUACGGAAC 3´.
(D) 3’ UUACGGAAC 5´.
6. O percurso sequencial das proteínas, desde que são sintetizadas até à sua secreção pela célula, é
(A) complexo de Golgi – vesículas de exocitose – retículo endoplasmático rugoso.
(B) retículo endoplasmático rugoso – vesículas de exocitose – complexo de Golgi.
(C) complexo de Golgi – retículo endoplasmático rugoso – vesículas de exocitose.
(D) retículo endoplasmático rugoso – complexo de Golgi – vesículas de exocitose.
7. Numa perspetiva evolutiva, relativamente aos seres coloniais, os seres pluricelulares
apresentam
(A) maior taxa metabólica.
(B) maior diferenciação celular.
(C) menor organização celular.
(D) menor independência em relação ao meio.
8. Explique de que modo o processo de inibição da transcrição de genes e o processamento
alternativo contribuem para a diferenciação celular.
GRUPO VI
Herbert Taylor, em 1957, a fim de compreender a evolução dos cromossomas durante um ciclo
celular, cultivou raízes de uma planta vascular, Bellevalia romana, em dois meios de cultura
inorgânicos, meios de cultura 1 e 2, aos quais adicionou colchicina numa baixa concentração,
bloqueando desta forma a migração dos cromatídeos para polos opostos. As raízes foram
inicialmente cultivadas no meio de cultura 1, ao qual se acrescentaram nucleótidos de timina
marcados radioactivamente com trítio (H3). Após algum tempo de permanência no meio de cultura
1, dois grupos de raízes foram transferidos para o meio de cultura 2, tal como se representa na
Figura 1, permanecendo neste meio por diferentes períodos de tempo.
A Figura 2 representa, esquematicamente, os cromossomas de células das raízes de Bellevalia
romana mantidas no meio de cultura 2 durante tempos diferentes, tempo A e tempo B, nos quais os
grãos escuros revelam a presença de radioatividade.
Figura 1 – Montagem experimental
Figura 2 – Esquemas dos cromossomas das células, nos tempos A e B, no meio 2
No século XX, com o contributo do conhecimento da ultra-estrutura celular e da bioquímica, a
colchicina foi considerada um agente que bloqueia a normal multiplicação celular, ao interferir com
a dinâmica dos microtúbulos do fuso acromático, no processo de divisão nuclear. Os microtúbulos
são estruturas tubulares rígidas, que podem crescer ou encurtar por adição ou perda de moléculas de
uma proteína, a tubulina. A colchicina, ao ligar-se aos peptídeos α e β da tubulina, na fase S do
ciclo celular, origina estruturas não tubulares.
1. Selecione a única opção que apresenta a distribuição dos nucleótidos radioativos e não
radioativos em duas moléculas de DNA, provenientes da replicação de uma molécula de DNA
sem elementos radioativos, após incubação num meio com timina radioativa, representada por
T.
2. Selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta.
Por ter atingido a máxima espiralização dos seus cromossomas, uma célula do meio de cultura
2, no tempo A, permite identificar a...
(A) metáfase, possuindo cada cromatídeo uma cadeia polinucleotídica radioativa.
(B) anáfase, possuindo cada cromossoma uma cadeia polinucleotídica radioativa.
(C) metáfase, possuindo cada cromatídeo duas cadeias polinucleotídicas radioativas.
(D) anáfase, possuindo cada cromossoma duas cadeias polinucleotídicas radioativas.
3. Selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta.
Desde o início da experiência, os cromossomas de uma célula, no tempo B, sofreram...
(A) dois processos de replicação de DNA, ocorridos após as interfases dos dois ciclos celulares.
(B) um processo de replicação de DNA, ocorrido após a interfase de um ciclo celular.
(C) um processo de replicação de DNA, ocorrido durante a interfase de um ciclo celular.
(D) dois processos de replicação de DNA, ocorridos durante as interfases dos dois ciclos
celulares.
4. Selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta.
Na formação dos microtúbulos do fuso acromático, a síntese dos peptídeos α e β da tubulina
ocorre nos ribossomas, onde a molécula de...
(A) DNA é traduzida.
(B) RNAm é transcrita.
(C) RNAm é traduzida.
(D) DNA é transcrita.
5. Na quimioterapia do cancro, substâncias como a colchicina e a vimblastina impedem a
polimerização da tubulina.
Explique, referindo-se ao processo de divisão celular, em que medida o uso daquelas
substâncias pode constituir uma medida terapêutica dos tumores cancerígenos.
