Prova 702/2.ª Fase 16 Páginas Duração da Prova: 120 minutos. Tolerância: 30 minutos. 2009
GRUPO II Vários são os insetos produtores de fio de seda, mas apenas sete espécies são criadas para fins comerciais. O bicho-da-seda da amoreira, Bombix mori, contribui com 95% da produção mundial de seda, enquanto outros, como Antheraea yamamai, Antheraea pernyi, Antheraea mylitta, Antheraea assama, Atlacus ricini e Philosamia cynthia, contribuem com os restantes 5%. O bicho-da-seda, na fase de lagarta, fia a s eda ao redor do seu corpo e, depois de 3 dias de fiação, o casulo fica completo. A lagarta converte-se em pupa, no interior do casulo, e ao fim de, aproximadamente, 10 a 12 dias, transforma-se em borboleta (fase adulta), rompendo o casulo e quebrando o longo fio de seda em muitos fios curtos. O fio de seda de B. mori é produzido em glândulas com células especializadas na sua síntese. O fio é constituído principalmente por três componentes proteicos: a fibroína, a sericina e a P25. A fibroína é o principal componente do fio de seda, e a sericina é uma proteína que possui propriedades adesivas, fundamental para manter as fibras de fibroína unidas. A P25 é uma glicoproteína que tem um papel importante na manutenção da integridade do fio de seda. A glândula sericígena, estrutura onde é produzida o fio de seda, ilustrada na Figura 2, é dividida morfologicamente em três partes: posterior, mediana e anterior. Na região posterior, as células sintetizam as moléculas de fibroína e de proteína P25, que formam o fio insolúvel e, na região mediana, segregam a sericina. Estas moléculas são lançadas no lúm en da glândula, deslocandose para a região anterior, onde ocorre a estruturação do fio de seda, pronto para a formação do casulo.
1. Selecione a única alternativa que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. A fibroína é um polímero constituído, essencialmente, por _______ unidos por ligações _____. (A) aminoácidos … peptídicas (B) monossacarídeos … g licosídicas (C) aminoácidos … glicosídicas (D) monossacarídeos … peptídicas
2. As proteínas que constituem o fio de seda são sintetizadas nas células secretoras, enquanto o fio é estruturado no lúmen da glândula. Relacione o processo de transporte destas proteínas para o lúmen com as suas características estruturais. 3. Selecione a única alternativa que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. O bicho-da-seda, na fase adulta, capta oxigénio para as suas células através de _______, realizando uma difusão _______ de gases. (A) traqueias … indireta (B) pulmões … indireta (C) traqueias … direta (D) pulmões … direta
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4. Selecione a única alternativa que permite obter uma afirmação correta. Os insetos, apesar de serem ectotérmicos, podem ser animais muito ativos, porque... (A) possuem um exosqueleto quitinoso. (B) dependem das variações da temperatura do meio. (C) têm uma superfície respiratória muito eficaz. (D) apresentam um sistema circulatório aberto. 5. Selecione a única alternativa que permite obter uma afirmação correta. Antheraea yamamai e Antheraea pernyi são produtores de fio de seda e per tencem…
(A) ao mesmo género e à mesma família. (B) ao mesmo género, mas não à mesma família. (C) à mesma espécie e à mesma família. (D) à mesma espécie, mas não ao mesmo género. 6. Selecione a única alternativa que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. A síntese de fibroína a partir de sequências nucleotídicas _______ reflete a _____ __ do código genético. (A) iguais … redundância (B) diferentes … redundância (C) iguais … ambiguidade (D) diferentes … ambiguidade
7. Nos seres eucariontes, o código genético é, em regra, universal, e a informação genética é individual. Explique o significado biológico desta afirmação.
GRUPO IV Ginkgo biloba é uma espécie arbórea, cujos ancestrais surgiram no final da Era Primária. Esta espécie chegou à atualidade, porque encontrou refúgio em vales profundos, quentes e húmidos, no Sudoeste da China, permanecendo inalterada desde há milénios. Árvore de grande porte, p orte, de 25 a 40 metros de altura, alberga no interior das suas células uma alga verde unicelular, que participa no seu metabolismo. Esta associação rara é uma endossimbiose. Quando Jocelyne T. Guiller procedia a estudos citológicos em G. biloba, observou que as suas células em cultura, desprovidas de parede, entravam em necrose em poucas semanas. Em paralelo, surgiam, neste meio, amontoados de formações esféricas de um verde brilhante. Constatou, posteriormente, tratar-se de uma alga unicelular do género Coccomyxa. Posta a possibilidade de ter ocorrido contaminação externa do meio de cultura, a observação de intensa proliferação da alga, no interior de células de G. biloba em necrose, veio confirmar a origem endógena desta alga. Observações feitas posteriormente permitiram detetar a existência de Coccomyxa, num estado celular transitório imaturo, em células não necrosadas de diferentes tecidos de G. biloba. Estas formas precursoras da alga não apresentam quaisquer organitos visíveis num citoplasma homogéneo. Supõe-se que a existência de formas imaturas da alga em células vivas de G. biloba se deve à repressão exercida pelo genoma da árvore sobre o genoma do intruso tolerado. Este passa a poder manifestar-se quando as células daquela entram em necrose, possibilitando, então, a proliferação da alga. Esta relação simbiótica, que se revela estável, poderá ter começado no momento em que uma alga do género Coccomyxa, ocasionalmente alojada perto do gâmeta feminino, terá sido conduzida até ele com os gâmetas masculinos. Incluída no ovo, a alga terá resistido à digestão intracelular, ajustando o seu processo de divisão no interior do hospedeiro. Estudos genéticos de amostras de Coccomyxa recolhidas em G. biloba, em diferentes locais do globo, demonstraram semelhanças genéticas entre estas algas. Estas semelhanças sugerem que este tipo de simbiose intracelular foi e continua a ser transmitida de geração em geração. Adaptado de T. Guiller, J., Pour la Science, Fevereiro 2008
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4. Selecione a única alternativa que permite obter uma afirmação correta. Os insetos, apesar de serem ectotérmicos, podem ser animais muito ativos, porque... (A) possuem um exosqueleto quitinoso. (B) dependem das variações da temperatura do meio. (C) têm uma superfície respiratória muito eficaz. (D) apresentam um sistema circulatório aberto. 5. Selecione a única alternativa que permite obter uma afirmação correta. Antheraea yamamai e Antheraea pernyi são produtores de fio de seda e per tencem…
(A) ao mesmo género e à mesma família. (B) ao mesmo género, mas não à mesma família. (C) à mesma espécie e à mesma família. (D) à mesma espécie, mas não ao mesmo género. 6. Selecione a única alternativa que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. A síntese de fibroína a partir de sequências nucleotídicas _______ reflete a _____ __ do código genético. (A) iguais … redundância (B) diferentes … redundância (C) iguais … ambiguidade (D) diferentes … ambiguidade
7. Nos seres eucariontes, o código genético é, em regra, universal, e a informação genética é individual. Explique o significado biológico desta afirmação.
GRUPO IV Ginkgo biloba é uma espécie arbórea, cujos ancestrais surgiram no final da Era Primária. Esta espécie chegou à atualidade, porque encontrou refúgio em vales profundos, quentes e húmidos, no Sudoeste da China, permanecendo inalterada desde há milénios. Árvore de grande porte, p orte, de 25 a 40 metros de altura, alberga no interior das suas células uma alga verde unicelular, que participa no seu metabolismo. Esta associação rara é uma endossimbiose. Quando Jocelyne T. Guiller procedia a estudos citológicos em G. biloba, observou que as suas células em cultura, desprovidas de parede, entravam em necrose em poucas semanas. Em paralelo, surgiam, neste meio, amontoados de formações esféricas de um verde brilhante. Constatou, posteriormente, tratar-se de uma alga unicelular do género Coccomyxa. Posta a possibilidade de ter ocorrido contaminação externa do meio de cultura, a observação de intensa proliferação da alga, no interior de células de G. biloba em necrose, veio confirmar a origem endógena desta alga. Observações feitas posteriormente permitiram detetar a existência de Coccomyxa, num estado celular transitório imaturo, em células não necrosadas de diferentes tecidos de G. biloba. Estas formas precursoras da alga não apresentam quaisquer organitos visíveis num citoplasma homogéneo. Supõe-se que a existência de formas imaturas da alga em células vivas de G. biloba se deve à repressão exercida pelo genoma da árvore sobre o genoma do intruso tolerado. Este passa a poder manifestar-se quando as células daquela entram em necrose, possibilitando, então, a proliferação da alga. Esta relação simbiótica, que se revela estável, poderá ter começado no momento em que uma alga do género Coccomyxa, ocasionalmente alojada perto do gâmeta feminino, terá sido conduzida até ele com os gâmetas masculinos. Incluída no ovo, a alga terá resistido à digestão intracelular, ajustando o seu processo de divisão no interior do hospedeiro. Estudos genéticos de amostras de Coccomyxa recolhidas em G. biloba, em diferentes locais do globo, demonstraram semelhanças genéticas entre estas algas. Estas semelhanças sugerem que este tipo de simbiose intracelular foi e continua a ser transmitida de geração em geração. Adaptado de T. Guiller, J., Pour la Science, Fevereiro 2008
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1. Selecione a única alternativa que permite obter uma afirmação correta. A relação existente entre Coccomyxa e Ginkgo biloba é uma endossimbiose, porque... (A) a alga e a planta apenas sobrevivem se permanecerem juntas. (B) as algas do género Coccomyxa provêm de um ancestral comum. (C) as algas vivem no interior das células da árvore, com benefício para ambas. (D) a alga simbionte com Ginkgo biloba desenvolve-se em células necróticas. 2. Selecione a única alternativa que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. A existência de formas _______ de Coccomyxa em células necróticas de Ginkgo biloba resulta da_______ do DNA do hospedeiro. (A) maturas ... expressão (B) imaturas ... repressão (C) imaturas ... expressão (D) maturas ... repressão 3. Selecione a única alternativa que permite obter uma afirmação correta. Nos estudos efetuados em culturas de células de Ginkgo biloba, a hipótese de contaminação exógena por Coccomyxa foi posta de parte, porque... (A) foram observadas algas no meio extracelular durante a proliferação. (B) Coccomyxa apenas proliferava no meio intracelular de Ginkgo biloba. (C) havia libertação de células da alga a partir de células hospedeiras. (D) se formaram amontoados de células de Coccomyxa. 4. Selecione a única alternativa que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. Atendendo às condições de sobrevivência exigidas por Coccomyxa no interior da planta, é pouco provável a proliferação de células algais nos vasos _______, porque estes são constituídos por células _______. (A) xilémicos ... muito especializadas (B) floémicos ... muito especializadas (C) xilémicos ... sem conteúdo celular (D) floémicos ... sem conteúdo celular 5. Selecione a única alternativa que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. A relação entre Coccomyxa e Ginkgo biloba foi originada na fase _______ do ciclo de vida da planta, enquanto a dispersão da alga pelos tecidos da planta se iniciou com a divisão _______ do zigoto do hospedeiro. (A) haplóide ... mitótica (B) diplóide ... meiótica (C) diplóide ... mitótica (D) haplóide ... meiótica 6. Estudos genéticos em Coccomyxa sugerem que, uma vez estabelecida a relação endossimbiótica com Ginkgo biloba, a alga se transmitiu de geração em geração. Explique de que modo os resultados dos estudos efetuados permitem relacionar a transmissão da relação endossimbiótica, de geração em geração, com a forma como se iniciou esta relação.
Prova 702/1.ª Fase 15 Páginas Duração da Prova: 120 minutos. Tolerância: 30 minutos. 2009 GRUPO II O camelo e um animal herbívoro, dócil e bem adaptado a ambientes desérticos. Estas características facilitaram a sua domesticação, desde há 4500 anos. Porque resiste facilmente ao calor e a secura, e utilizado como meio de transporte de pessoas e bens, em pleno deserto. A producao de uma urina escassa, que pode atingir duas vezes a concentração normal da agua do mar, e a produção de fezes muito desidratadas são adaptações que levam a retenção de agua no meio interno, aumentando a capacidade de sobrevivência nestas condições extremas. 29
O camelo também só começa a transpirar quando a temperatura corporal atinge os 40 oC. O calor armazenado durante o dia e perdido a noite, quando o ar esta mais frio, não havendo perda de agua por evaporação. Apesar dessas adaptações, se passar uma semana sem comer nem beber perde ate 25% do seu peso, cond ição que seria letal para a maioria dos anim ais. Apos um período sem acesso a agua, a manutenção do volume sanguíneo, a custa do fluido intersticial, não compromete a circulação. Os eritrócitos são pequenos e ovais, podendo, em condições ainda mais extremas, continuar a circular se ocorrer um aumento de viscosidade do sangue. Em contrapartida, quando tem agua disponível, pode ingerir uma grande quantidade sem dai resultarem problemas osmóticos. Isto só e possível, porque a agua e absorvida lentamente ao nível do estomago e do intestino, dando tempo a que se estabeleça o equilíbrio do meio interno. Alem disso, os eritrócitos eri trócitos podem aumentar ate 240% 24 0% o seu volume, enquanto, na n a maioria m aioria das espécies, a lise dos eritrócitos ocorre com um aumento de 150% do seu volume. Para melhor compreender os mecanismos envolvidos na adaptação ao deserto, uma equipa de cientistas desenvolveu uma investigação em Camelus dromedarius, durante a qual foram comparadas as taxas de perda de agua por transpiração, em animais tosquiados e em animais não tosquiados. Os resultados obtidos encontram-se no gráfico da Figura 1.
1. Selecione a única alternativa que permite obter uma afirmação correta. A temperatura corporal normal em C. dromedarius possibilita a tolerância as tem peraturas extremas do deserto, porque oscila entre os 34 oC e os 40 oC, e esta associada a um aumento…
(A) do volume de agua retido por adiamento da regulação térmica. (B) do consumo de energia metabólica ao serviço da regulação. (C) da necessidade de ingerir maior quantidade de alimentos. (D) da quantidade de agua perdida pela superfície corporal. 2. Selecione a única alternativa que contem os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. No camelo, para que não seja comprometida a circulação do sangue, o volume sanguíneo e mantido a custa _______ da pressão osmótica do _______, garantindo, no entanto, uma hidratação mínima dos tecidos. (A) da diminuição ... fluido intersticial (B) do aumento ... sangue (C) do aumento ... fluido intersticial (D) da diminuição ... sangue 3. Selecione a única alternativa que contem os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. No camelo, a absorção lenta de agua ao nível do tubo digestivo _______ o aumento brusco da diferença de concentrações entre o plasma e os eritrócitos, atingindo-se a isotonia com a _______ destas células. 30
(A) impede ... plasmólise (B) permite ... turgescência (C) permite ... plasmólise (D) impede ... turgescência 4. Selecione a única alternativa que permite obter uma afirmação correta. O objetivo da experiencia, descrita no texto, realizada em C. dromedarius, foi investigar… (A) como se processa a termorregulação. (B) a importância dos pelos na conservação da agua. (C) como se processa a transpiração. (D) a importância da pele na conservação da temperatura. 5. Selecione a única alternativa que permite obter afirmações corretas. O camelo possui duas fiadas de pestanas protetoras dos olhos, o que lhe permite resistir melhor as tempestades de areia. Numa perspetiva neodarwinista, o aparecimento desta característica deveu-se a… (A) seleção natural exercida sobre a espécie. (B) adaptação individual a alteração ambiental. (C) necessidade de sobreviver num ambiente adverso. (D) ocorrência de mutações na população ancestral. 6. Quando exposta ao sol, a superfície da pelagem de C. dromedarius pode alcançar temperaturas superiores a 70 oC, enquanto ao nível da pele a temperatura corporal não ultrapassa os 40 oC. Explique, a partir dos dados fornecidos, de que modo a investigação realizada permitiu relacionar a adaptação a elevadas temperaturas com os níveis de transpiração apresentados por C. dromedarius. 7. No seculo XIX, o camelo foi introduzido pelo homem na Austrália, onde atualmente se encontra uma população selvagem, descendente de indivíduos que escaparam aos seus proprietários. Esta população cresceu descontroladamente, porque não existem predadores locais. Em 2005, no deserto no Sul da Austrália, foram abatidos cerca de 3000 camelos selvagens, porque estavam a afetar os escassos recursos destinados ao gado bovino e ao gado ovino. Relacione a necessidade de abate de camelos com as alterações verificadas na dinâmica do ecossistema natural, apos a introdução deste animal no deserto australiano.
GRUPO IV O pinheiro bravo (Pinus pinaster) esta sujeito a uma doença designada por doença da murchidão do pinheiro. As arvores afetadas apresentam, ao fim de algumas semanas, uma diminuição no fluxo de resina, amarelecimento e emurchecimento progressivos das folhas, começando pelas mais jovens. A murchidão do pinheiro e causada pelo Nematode da Madeira do Pinheiro (NMP), Bursaphelenchus xylophilus, um pequeno animal que mede menos de 1,5 mm de comprimento e infecta as arvores através de um inseto vetor, o Monochamus galloprovincialis. O pinheiro e infetado através do inseto vetor quando este se alimenta. Uma vez no interior da planta, ocorre uma rápida proliferação do Bursaphelenchus xylophilus, que se alimenta inicialmente dos tecidos dos canais resiníferos. Posteriormente, o NMP invade os canais resiníferos associados ao xilema e outros tecidos corticais, provocando a destruição das paredes celulares e, simultaneamente, a formação de bolhas de ar nos vasos xilemicos, provocando a sua morte. Em arvores mortas ou em restos de madeira infetada, o inseto vetor coloca os seus ovos, que virão a transformar-se em pupas. Estas são invadidas por agregados de larvas de NMP, que se alojam no sistema respiratório do inseto vetor. Este, ao alimentar-se, alastra a infeção pela população de pinheiros.
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1. Selecione a única alternativa que contem os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. O emurchecimento dos pinheiros infetados pelo NMP resulta da diminuição da pressão _______, ao nível das folhas, por interrupção da circulação da seiva _______. (A) de turgescência … bruta (B) osmótica … bruta (C) de turgescência … elaborada (D) osmótica … elaborada 2. Selecione a única alternativa que permite obter uma afirmação correta. A perfuração das paredes das células do xilema, efetuada pelo nematode, provoca a entr ada de ar nos vasos condutores, o que e diretamente responsável por… (A) aumentar a tensão ao nível do xilema. (B) impedir a coesão na coluna de agua. (C) aumentar a adesão da agua aos vasos. (D) impedir a transpiração foliar. 3. Selecione a única alternativa que permite obter afirmações corretas. Em 1934, o NMP foi classificado como Aphelenchoides xylophilus e, mais tarde, renomeado Bursaphelenchus xylophilus. Esta alteração na classificação implicou uma mudança... (A) do género e não da espécie. (B) da espécie e do restritivo especifico. (C) da espécie e do género. (D) do restritivo especifico e não do género. 4. Selecione a única alternativa que contem os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. Os sintomas da murchidão do pinheiro iniciam-se pelas folhas mais jovens, em consequência da _______do metabolismo celular e do aumento da _______ das clorofilas. (A) redução … síntese (B) redução … degradação (C) intensificação … síntese (D) intensificação … degradação 5. Ordene as letras de A a F, de modo a reconstituir a sequencia dos processos ocorridos durante a obtenção e a utilização de matéria pelas células. Inicie a ordenação pela afirmação A. A. Absorção de energia luminosa pelos pigmentos fotossintéticos. B. Armazenamento da glicose sob a forma de amido. C. Fixação do carbono inorgânico. D. Oxidação dos pigmentos fotossintéticos. E. Hidrolise do amido para consumo metabólico. F. Redução do transportador de eletrões (NADP+). 32
6. Selecione a única alternativa que permite obter uma afirmação correta. No combate a doença da murchidão do pinheiro, o extermínio do inseto vetor seria uma estratégia de sucesso, uma vez que... (A) o NMP não poderia completar o seu ciclo de vida. (B) o ciclo de proliferação do NMP seria interrompido. (C) a população do NMP de cada pinheiro ficaria isolada. (D) a dispersão do NMP tenderia a aumentar. 7. Selecione a única alternativa que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. A infeção do inseto vetor processa-se durante a sua _______, através de um estádio de desenvolvimento _______ do NMP. (A) reprodução … pós -zigótico (B) reprodução … pré -zigótico (C) alimentação … pós -zigótico (D) alimentação … pré-zigótico 8. Em Portugal, uma parte da floresta de pinheiro encontra-se no litoral. Explique de que modo a subida do nível do mar poderá afetar a absorção de água pelas raízes destas plantas.
Prova 702/2.ª Fase 15 Páginas Duração da Prova: 120 minutos. Tolerância: 30 minutos. 2010 GRUPO II Na década de 40 do século XX, os geneticistas George Beadle e Edward Tatum defendiam um modelo explicativo da relação entre os genes e a biossíntese de aminoácidos. Segundo este modelo, as mutações alteravam os genes, produzindo en zimas não funcionais. Tais enzimas são proteínas que, quando funcionais, são responsáveis pela biossíntese de aminoácidos. Para testar a sua hipótese, «Um gene, uma enzima», expuseram os esporos do fungo Neurospora crassa , da estirpe selvagem, a radiação ultravioleta e obtiveram uma estirpe mutante, resultante de uma mutação genética. A estirpe mutante não podia crescer sem a adição de um aminoácido específico. Numa primeira fase da investigação, colocaram em três tubos de ensaio (A, B e C) um meio de cultura mínimo. Seguidamente, cultivaram, a partir dos respetivos esporos, a estirpe selvagem, no tubo A, a estirpe mutante, no tubo C, e no tubo B não cultivaram nenhuma das estirpes. Os tubos A, B e C foram incubados sob as mesmas condições ambientais e durante o mesmo período de tempo. Os resultados obtidos estão apresentados na Figura 2.
Numa segunda fase da investigação, o meio de cultura m ínimo foi colocado em vinte e dois tubos de ensaio. No tubo 1, mantiveram unicamente o meio de cultura m ínimo. No tubo 2, adicionaram ao meio de cultura mínimo vinte aminoácidos diferentes. A cada um dos outros tubos, de 3 a 22, adicionaram um dos vinte aminoácidos presentes no tubo 2. Ao tubo 6 foi adicionada a lisina e 33
ao tubo 12 foi adicionada a arginina. Após a montagem dos tubos de ensaio, foram dispersos esporos da estirpe mutante pela superfície de todos os meios de cultura. Os resultados encontram-se expressos na Figura 3.
Figura 3 – Resultados obtidos após a inoculação de esporos da estirpe mutante em vinte e dois meios de cultura diferentes.
1. Selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta. Na primeira fase da investigação, representada na Figura 2, o tubo que serviu de controlo foi o…
(A) tubo A, devido à presença de esporos da estirpe selvagem. (B) tubo B, devido à ausência de esporos das estirpes selvagem e mutante. (C) tubo B, devido à ausência de micélios das estirpes selvagem e mutante. (D) tubo A, devido à presença de micélios da estirpe selvagem. 2. Selecione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. Os resultados obtidos nos _______ demonstram que a _______ ao crescimento da estirpe mutante. (A) tubos 1 e 6 … arginina e a lisina não são os aminoácidos essenciais (B) tubos 2 e 6 … lisina é o amin oácido essencial (C) tubos 1 e 12 … arginina é o aminoácido essencial (D) tubos 2 e 12 … arginina e a lisina são os aminoácidos essenciais 3. Selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta. Com os resultados obtidos nas duas fases da investigação realizada com o fungo Neurospora crassa, concluiu-se que, na estirpe… (A) mutante, as mutações são letais. (B) mutante, as mutações inviabilizam a síntese de um aminoácido. (C) selvagem, os genes inviabilizam a síntese de um aminoácido. (D) selvagem, os genes são letais. 4. Selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta. Uma forma de interpretar os resultados obtidos com a investigação realizada por Beadle e Tatum poderá ser a de que o mecanismo envolvido na transcrição da informação do… (A) RNAm para o DNA se traduz na síntese de uma proteína. (B) RNAm para o DNA se traduz na síntese de um aminoácido. (C) DNA para o RNAm se traduz na síntese de um aminoácido. (D) DNA para o RNAm se traduz na síntese de uma proteína 5. Desde há cerca de 80 anos que Neurospora crassa é um organismo-modelo dos mais importantes para a Biologia. A Figura 4 representa parte de uma árvore filogenética relativa ao género Neurospora, baseada em características de natureza evolutiva.
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Dettman, Harbinski e Taylor, 2001 (adaptado) Figura 4 – Filogenia de alguns grupos taxonómicos do género Neurospora. Selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta. A análise da árvore filogenética representada na Figura 4 permite inferir que… (A) Neurospora sitophila deverá apresentar maior número de estruturas homólogas comuns com Neurospora intermedia do que com Neurospora tetrasperma. (B) Neurospora discreta é a espécie de fungo mais recente, porque divergiu há mais tempo de um ancestral comum. (C) Neurospora crassa e Neurospora intermedia são espécies que apresentam grande proximidade filogenética. (D) Neurospora tetrasperma e Neurospora sitophila deverão apresentar elevado número de estruturas análogas comuns. 6. A indústria alimentar tem cada vez mais dificuldade em prevenir e erradicar a contaminação fúngica. Esta dificuldade tem levado progressivamente ao uso de fungicidas. No entanto, após anos de uso de fungicidas, constatou-se o aparecimento de fungos resistentes. Selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta. Numa perspetiva darwinista, a alteração da resistência aos fungicidas poderia ser explicada como resultante… (A) da existência, nos fungos, de genes selecionados pela aplicação continuada de fungicidas. (B) do surgimento de fungos mutantes resistentes, após a aplicação continuada de fungicidas. (C) da necessidade de adaptação individual dos fungos, em resposta à aplicação continuada de fungicidas. (D) da sobrevivência diferencial dos fungos mais resistentes à aplicação continuada de fungicidas. 7. Alguns fungos habitam na interface das raízes das plantas com o solo e, ao introduzirem-se nas células das raízes sem causar danos, desencadeiam uma associação simbiótica permanente com a planta, denominada micorriza. Explique em que medida as micorrizas contribuem para a prá tica de uma agricultura sustentável.
GRUPO IV As Feófitas são algas castanhas macroscópicas, que apresentam dimensões muito variadas, podendo atingir cerca de cem metros de comprimento. Sendo um grupo maioritariamente marinho, com cerca de 1500 espécies, encontra-se geralmente próximo da superfície do mar. O talo das Feófitas diferencia-se em três partes: o disco de fixação, que lhes permite fixarem-se a um substrato, o estipe, cilíndrico e alongado, e a lâmina, que encima o estipe. Possuem como pigmentos fotossintéticos as clorofilas a e c , associadas a carotenóides, que lhes conferem a cor castanha. A parede celular contém fundamentalmente celulose, apresentando outras substâncias como a algina, utilizada no fabrico de doces, gelados e na indústria farmacêutica, tendo a laminarina como substância de reserva. A maior das algas castanhas, Macrocystis, também denominada «sequóia dos mares», pode ultrapassar cem metros de comprimento. O crescimento de Macrocystis é assegurado pela atividade de uma região merismática, localizada na junção do estipe com a lâmina. Esta alga não necessita de um mecanismo para o transporte interno de água. Contudo, precisa de conduzir glícidos das zonas superiores do talo, mais bem iluminadas, para as zonas mais profundas.
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O estipe possui cordões de células alongadas, que se assemelham ao floema, por apresentarem placas crivosas. No ciclo de vida de outra Feófita, a Laminaria, representado na Figura 6, as fases haplóide e diplóide são perfeitamente distintas. A alga é o esporófito e, na sua superfície, desenvolvem-se esporângios, produtores de esporos. Estes originam gametófitos filamentosos e microscópicos, que produzem gâmetas, oosferas e anterozóides. Após a sua união, os zigotos desenvolvem-se em novas algas de Laminaria.
1. Selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta. Macrocystis e Laminaria têm em comum com os organismos do reino Plantae... (A) a nutrição por absorção com digestão extracorporal. (B) a substância de reserva e a organização celular. (C) a presença de clorofila e o polissacarídeo estrutural. (D) a produção de energia química através da quimioautotrofia. 2. Selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta. Na região merismática do estipe de Macrocystis, encontra-se um grande número de células em divisão... (A) meiótica, responsável pela sobrevivência em condições desfavoráveis. (B) meiótica, responsável pelo crescimento e pela renovação celular. (C) mitótica, responsável pelo crescimento e pela renovação celular. (D) mitótica, responsável pela sobrevivência em condições desfavoráveis. 3. Relacione a existência de algas castanhas de grandes dimensões, como Macrocystis , com a presença de um estipe com células semelhantes às de um tecido de transporte presente nas plantas. 4. Selecione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. No ciclo de vida de Laminaria, esquematizado na Figura 6, o processo que origina a variabilidade genética da descendência, através do crossing-over , ocorre na formação de _______, originando estes entidades _______ e pluricelulares. (A) gâmetas … diplóides (B) esporos … haplóides (C) esporos … diplóides (D) gâmetas … haplóides
5. Selecione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. 36
As células do esporófito, no ciclo de vida de Laminaria , são geneticamente idênticas ao _______ e as células dos gametófitos _______ pares de cromossomas homólogos. (A) esporo … apresentam (B) zigoto … apresentam (C) esporo … não apresentam (D) zigoto … não apresentam
6. Selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta. Na fase haplóide do ciclo de vida de Laminaria,... (A) os gametófitos resultam da germinação de esporos diferentes. (B) os gametófitos são entidades unicelulares que participam na fecundação. (C) o esporófito é uma entidade pluricelular que forma esporângios. (D) o esporófito origina esporos morfologicamente diferentes. 7. Selecione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. Quando, durante um período de tempo, uma alga liberta para o meio maior quantidade de átomos de carbono do que a quantidade que fixa através da fotossíntese, a alga recorre à _______ de glícidos de reserva, _______ ATP neste processo. (A) hidrólise … consumindo (B) síntese … produzindo (C) hidrólise … produzindo (D) síntese … consumindo
8. Faça corresponder a cada uma das funções celulares, expressas na coluna A, o respetivo constituinte da ultra-estrutura celular, referido na coluna B. Escreva, na folha de respostas, as letras e os números correspondentes. Utilize cada letra e cada número apenas uma vez.
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GRUPO II O plâncton, base da alimentação de ecossistemas aquáticos, é composto por um número elevado de organismos de dimensões e formas diversas, pertencentes aos mais variados grupos taxonómicos. No zooplâncton, predominam protozoários, rotíferos e crustáceos. Nas cadeias alimentares, os rotíferos servem de alimento às crias de inúmeras espécies de peixes. Os rotíferos são omnívoros e apresentam um sistema digestivo completo. Estes organismos não possuem nem sistema circulatório, nem sistema respiratório e controlam a osmolaridade do seu meio interno através de uma bexiga pulsátil. O ciclo de vida dos rotíferos, representado na Figura 3, inclui reprodução assexuada e reprodução sexuada. As fêmeas produzem geralmente dois tipos de óvulos, ambos de casca fina: óvulos de «Verão» e óvulos de «Inverno». Os primeiros desenvolvem-se rapidamente, sem fecundação prévia, produzindo somente fêmeas. Perante alterações ambientais, como, por exemplo, a escassez de alimento, produz-se uma geração cujas fêmeas põem óvulos de «Inverno» que, se não forem previamente fecundados, se desenvolvem em machos de reduzidas dimensões e férteis. Os ovos formados, denominados ovos de dormência, apresentam uma 37
casca resistente e espessa, podendo permanecer em repouso por longos períodos de tempo e sobreviver à dessecação e ao congelamento. Ao eclodirem, esses ovos originam fêmeas.
Figura 3 – Representação esquemática do ciclo de vida de um rotífero. 1. Selecione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. No ciclo de vida esquematizado na Figura 3, a letra X representa o processo em que cada óvulo apresenta _______ número de cromossomas da fêmea, e a letra _______ representa o processo que assegura a variabilidade genética através do crossing-over . (A) o mesmo … Y (B) o mesmo … Z (C) metade do … Y (D) metade do … Z
2. Selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta. As fêmeas que resultam de ovos de dormência são…
(A) haplontes e originam fêmeas por partenogénese. (B) diplontes e originam fêmeas por gemulação. (C) haplontes e originam fêmeas por gemulação. (D) diplontes e originam fêmeas por partenogénese.
3. Selecione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. Quando os rotíferos de água doce são colocados em água destilada, a sua bexiga pulsátil tende a _______ a quantidade de água excretada, porque o meio interno destes organismos é _______ em relação ao meio externo. (A) diminuir … hipertónico (B) aumentar … hipertónico (C) diminuir … hipotónico (D) aumentar … hipotónico 4. Selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta. Segundo Darwin, numa população de rotíferos, a maior capacidade de sobrevivência da população às alterações ambientais resulta do equilíbrio dinâmico entre… 38
(A) a variabilidade e a recombinação génica. (B) as mutações e a recombinação génica. (C) a variabilidade e a seleção natural. (D) as mutações e a seleção natural. 5. Selecione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. Todos os organismos dos grupos taxonómicos Brachionus calyciflorus e Brachionus pertencem à mesma _______, apresentando esses organismos _______ diversidade de características do que os incluídos no filo Rotifera. (A) espécie … menor (B) família … maior (C) espécie … maior (D) família … menor 6. Selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta. A importância do fitoplâncton nos ecossistemas aquáticos está relacionada com a…
(A) oferta de alimento aos seres autotróficos. (B) reciclagem de nutrientes orgânicos. (C) produção primária de biomassa. (D) preservação da camada de ozono.
7. Os fatores que determinam a eclosão dos ovos de dormência têm sido objeto de vários trabalhos de investigação. Num trabalho experimental, produziram-se, em laboratório, ovos de dormência de uma população de um rotífero de água doce, Brachionus calyciflorus . Numa primeira experiência, os ovos foram mantidos em meios com diferentes concentrações dos principais sais existentes no ambiente aquático. Posteriormente, foi avaliada a taxa de eclosão dos ovos, como consta do gráfico da Figura 4. Na segunda experiência, realizada em câmaras de germinação, os ovos foram mantidos a diferentes temperaturas durante cinco dias, sendo nula a taxa de eclosão no primeiro dia. Os resultados obtidos estão representados no gráfico da Figura 5.
Figura 5 – Taxa de eclosão dos ovos de dormência de Brachionus calyciflorus , em função da temperatura.
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Explique em que medida os resultados do trabalho experimental descrito podem ser conclusivos em relação aos efeitos da salinidade e da temperatura na taxa de eclosão dos ovos de dormência da população de Brachionus calyciflorus .
GRUPO IV 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 8, permanecendo neste meio por diferentes períodos de tempo. A Figura 9 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.
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.
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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.
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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) metafase, possuindo cada cromatídeo uma cadeia polinucleotídica radioativa. (B) anafase, possuindo cada cromossoma uma cadeia polinucleotídica radioativa. (C) metafase, possuindo cada cromatídeo duas cadeias polinucleotídicas radioativas. (D) anafase, 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. 6. Selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta. No processo de redistribuição de nutrientes entre os vários órgãos de Bellevalia romana, ocorre... (A) a diminuição da pressão de turgescência nos tubos crivosos de órgãos produtores. (B) o transporte de amido no floema, a partir de órgãos produtores. (C) o aumento da pressão osmótica em células de órgãos consumidores. (D) a hidrólise do amido dos vacúolos das células em órgãos de reserva. 7. Selecione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. Em Bellevalia romana, com o aumento da luminosidade, os estomas _______, devido à movimentação de iões K+, por _______, para o interior das células estomáticas. (A) abrem ... transporte ativo (B) fecham ... difusão simples (C) abrem ... difusão simples (D) fecham ... transporte ativo 8. Faça corresponder a cada um dos processos que ocorrem em plantas vasculares, enunciados na coluna A, o acontecimento que lhe é característico, referido na coluna B. Escreva, na folha de respostas, as letras e os números correspondentes.
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Utilize cada letra e cada número apenas uma vez.
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Prova 702/Época Especial 13 Páginas Duração da Prova: 120 minutos. Tolerância: 30 minutos. 2011 GRUPO II Modificar o Comportamento dos Neurónios através da Luz Os investigadores em neurociências têm procurado estudar o funcionamento do cérebro. Recentemente, surgiram novos dados a partir de uma pesquisa genética em microrganismos cuja sobrevivência depende de proteínas canal sensíveis à luz (rodopsinas). Estas, regulando o transporte de iões (protões) através da membrana celular, permitem a utilização da energia luminosa. A tecnologia que recorre a estas proteínas foto-recetoras para estudar e controlar os padrões de catividade em neurónios-alvo denomina-se optogenética. Ao contrário do que acontece com a técnica tradicional de estimulação com elétrodos em ratos, que requer a imobilização destes, é agora possível, através da engenharia genética, expressar estas proteínas nos neurónios dos ratos, estimulando ou inibindo a catividade de neurónios-alvo com um feixe de luz, em animais que podem estar em movimento. A utilização de diferentes rodopsinas permite controlar ao mesmo tempo diferentes células: com a luz amarela, exerce-se um tipo de controlo sobre umas e, com a luz azul, enviase um comando diferente a outras. A experiência descrita a seguir mostra a aplicação desta técnica para acordar um rato. Através de métodos de engenharia genética mediada por vírus, introduz-se no genoma dos neurónios de um rato um gene que codifica a síntese de uma proteína (canal de Rodopsina-2, ChR2) que reage à luz azul. Estes neurónios são responsáveis pelo adormecimento e localizamse no hipotálamo. Para estimular esses neurónios, implanta-se uma cânula ligada a uma fibra ótica que emite uma luz laser azul e cujo comprimento permite que o rato se movimente. O tem po de habituação do rato à cânula é dez dias. Quando o rato adormece, inicia -se a foto estimulação, ativando-se os canais ChR2, o que permite a entrada de iões cálcio e sódio no neurónio e a saída de iões potássio, modificando-se assim a polaridade da membrana e crian do-se potenciais de ação. O neurónio excitado envia sinais a outros, despertando o rato. Baseado em La Recherche, Novembro de 2010 e em Scientific American, Novembro de 2010 Na resposta a cada um dos itens de 1 a 5, 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 fluxo de iões entre o interior e o exterior da célula, através da membrana celular, é regulado por proteínas (A) intrínsecas, que atravessam a membrana plasmática. (B) extrínsecas, que se encontram na face externa da membrana plasmática. (C) intrínsecas, que se encontram na face interna da membrana plasmática. (D) extrínsecas, que atravessam a membrana plasmática. 2. A foto estimulação dos neurónios permite (A) a despolarização da membrana devido à entrada de iões cálcio e sódio. (B) a despolarização da membrana devido à saída de iões cálcio e sódio. (C) a repolarização da membrana devido à entrada de iões cálcio e sódio. (D) a repolarização da membrana devido à saída de iões cálcio e sódio. 3. Na comunicação entre neurónios, o neurónio excitado envia sinais (A) elétricos através de neurotransmissores que se ligam a recetores do neurónio pós-sináptico. (B) elétricos através de neurotransmissores que se ligam a recetores do neurónio pré-sináptico. (C) químicos através de neurotransmissores que se ligam a recetores do neurónio pós-sináptico. (D) químicos através de neurotransmissores que se ligam a recetores do neurónio pré-sináptico. 4. A reposição do potencial de repouso é conseguida através de um transporte de iões (A) não mediado e ativo. (B) mediado e passivo. (C) não mediado e passivo. 44
(D) mediado e ativo. 5. O sentido do impulso nervoso faz-se segundo a sequência (A) axónio – corpo celular – dendrites. (B) dendrites – corpo celular – axónio. (C) axónio – dendrites – corpo celular. (D) corpo celular – dendrites – axónio. 6. Ordene as letras de A a E, de modo a reconstituir a sequência cronológica dos acontecimentos relacionados com a transmissão do impulso nervoso. Escreva, na folha de respostas, apenas a sequência de letras. A. Alteração da polaridade da membrana. B. Emissão de um feixe de luz. C. Entrada de iões cálcio e sódio. D. Criação de um potencial de ação. E. Libertação de neurotransmissores. 7. Explicite, com base nos dados fornecidos, as três vantagens da utilização da optogenética em relação à técnica de estimulação de neurónios através de elétrodos. GRUPO IV Germinação de Esporos e Desenvolvimento da Fase Gametófita em Fetos Num ecossistema, a ocorrência e a distribuição dos esporófitos (entidades multicelulares produtoras de esporos) das plantas da classe Polypodiopsida dependem do estabelecimento e do desenvolvimento dos seus gametófitos (entidades multicelulares produtoras de gâmetas). Para melhor compreender a biologia destes fetos, é necessário o conhecimento de todos os estágios do seu ciclo biológico haplodiplonte, bem como do seu comportamento em função de diversos fatores ambientais. Foi realizado um estudo sobre a germinação de esporos sob diferentes condições de irradiância e sobre o desenvolvimento dos gametófitos de duas espécies de fetos arborescentes – Alsophila setosa e Cyathea atrovirens . Isolaram-se esporófitos férteis, que foram acondicionados em sacos de papel, à temperatura ambiente, durante 48 horas, para recolha dos esporos libertados. Amostras de 20 mg de esporos foram colocadas em 20 mL de um meio de cultura padrão, numa câmara para germinação e cultura, em cinco prateleiras sujeitas a diferentes intensidades de fluxo de fotões (μmol m–2 s –1). Para cada tratamento, foram realizadas cinco repetições, com fotoperíodo de 12 h luz e temperatura de 24± 1 ºC. O acompanhamento das culturas foi feito desde a inoculação dos esporos até à formação do gametófito. Foram efetuados registos da germinação nos 6.º, 9.º e 12.º dias. A capacidade de germinação dos esporos no escuro também foi verificada, tendo os resultados sido negativos. Registaram-se diferenças na capacidade de germinação dos esporos e no desenvolvimento dos gametófitos, em cada prateleira. Em Alsophila setosa, aos 15 dias de cultivo, 64% dos gametófitos, em média, apresentavam-se numa fase com emergência de rizóides e de células fotossintéticas, enquanto em Cyathea atrovirens apenas 58% dos gametófitos se apresentavam nessa fase. Os dados referentes à germinação dos esporos de ambas as espécies foram transformados em percentagens e estão registados nos gráficos seguintes.
Alsophila setosa
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Cyathea atrovirens
Na resposta a cada um dos itens de 1 a 6, 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. Em Alsophila setosa, a intensidade luminosa para a qual se verifica uma diferença maior na percentagem de germinação do 6.º para o 12.º dia é (A) 150 μmol m– 2 s –1. (B) 100 μmol m– 2 s –1. (C) 125 μmol m– 2 s –1. (D) 60 μmol m– 2 s –1. 2. Os valores mínimo e máximo de germinação de Cyathea atrovirens foram atingidos, respetivamente, com irradiâncias de (A) 100 μmol m– 2 s –1 ao 6.º dia e de 125 μmol m– 2 s –1 ao 12.º dia. (B) 100 μmol m– 2 s –1 ao 9.º dia e de 125 μmol m– 2 s –1 ao 12.º dia. (C) 60 μmol m–2 s –1 ao 6.º dia e de 125 μmol m– 2 s –1 ao 9.º dia. (D) 60 μmol m– 2 s –1 ao 9.º dia e de 125 μmol m– 2 s –1 ao 9.º dia. 3. Na situação experimental descrita, a variável em estudo é (A) a espécie de feto. (B) a intensidade luminosa. (C) o período de exposição à luz. (D) o desenvolvimento dos esporos. 4. Uma das condições que contribuíram para a fiabilidade dos resultados foi o facto de (A) os esporos mantidos na escuridão não terem germinado. (B) terem sido registadas diferenças na percentagem de germinação dos esporos das duas espécies. (C) os esporos terem sido mantidos em condições semelhantes ao longo dos dias. (D) terem sido realizadas repetições da catividade experimental. 5. Na conquista do ambiente terrestre, a tendência evolutiva das plantas foi no sentido de um predomínio da fase 46
(A) haplóide e da fecundação cruzada. (B) diplóide e da fecundação cruzada. (C) haplóide e da autofecundação. (D) diplóide e da autofecundação. 6. No ciclo de vida de Alsophila setosa, o gametófito é uma entidade (A) haplóide, que resulta das sucessivas divisões do esporo. (B) diplóide, que resulta das sucessivas divisões do esporo. (C) haplóide, que resulta das sucessivas divisões do zigoto. (D) diplóide, que resulta das sucessivas divisões do zigoto. 7. Ordene as letras de A a E, de modo a reconstituir a sequência crono lógica de acontecimentos relacionados com o ciclo de vida dos fetos. Inicie a se quência pelo acontecimento que envolve a entidade pluricelular diplóide. Escreva, na folha de respostas, apenas a sequência de letras. A. Germinação do esporo. B. Desenvolvimento do esporófito. C. Formação de gametângios. D. Formação do zigoto. E. Desenvolvimento do gametófito. 8. Explique, com base nos resultados experimentais relativos à germinação dos esporos e ao desenvolvimento inicial dos gametófitos, em que m edida se pode concluir que Cyathea atrovirens apresenta vantagem competitiva na ocupação de novos nichos ecológicos.
Prova 702/2.ª Fase 16 Páginas Duração da Prova: 120 minutos. Tolerância: 30 minutos. 2011 GRUPO II Recifes de Coral e «Branqueamento» Os recifes de coral, em todo o mundo, têm vindo a constituir-se como laboratórios naturais no estudo da dinâmica dos ecossistemas quando sujeitos a alterações. Uma associação extremamente importante para os recifes é a simbiose que ocorr e entre as espécies de corais e as algas unicelulares conhecidas como zooxantelas, o q ue acontece em condições ambientais estáveis. Estas algas vivem no interior dos tecidos dos corais construtores dos recifes, libertando para os corais compostos orgânicos nutritivos e oxigénio (O2). Também estão envolvidas na secreção do cálcio que os corais captam ativamente da água, contribuindo para a calcificação dos exoesqueletos carbonatados das espécies de corais construtoras de recifes. Por sua vez, as zooxantelas sobrevivem e crescem utilizando os produtos formados no metabolismo do coral, como dióxido de carbono (CO2), compostos azotados e fósforo. Nos últimos trinta anos, tem-se verificado um branqueamento dos corais, resultante da redução acentuada de zooxantelas ou da redução da concentração dos pigmentos fotossintéticos nos cloroplastos das mesmas, ficando exposta a coloração branca dos exoesqueletos carbonatados dos corais. Várias hipóteses, todas baseadas no aumento da temperatura da água do mar, têm sido avançadas para explicar o processo celular de branqueamento. Temperaturas elevadas da água do mar parecem afetar os processos celulares que conferem às zooxantelas proteção contra a toxicidade do oxigénio. Por outro lado, a fotossíntese aumenta a temperaturas da água superiores a 30 ºC. Em 2000 e em 2002, os recifes das ilhas Fiji suportara m fortes aumentos da temperatura da água, o que provocou um branqueamento generalizado, embora tenham sido encontradas diferenças de local para local. Verificou-se que algumas espécies de corais são mais resistentes do que outras, já que suportam, sem sofrer branqueamento, temperaturas elevadas da água do mar durante mais tempo. Como consequência do branqueamento, os corais tornam-se quebradiços e acabam por morrer, o que conduz à desestruturação dos recifes. 1. As zooxantelas pertencem, segundo a classificação de Whittaker modificada, ao Reino (A) Plantae. (B) Fungi. (C) Monera. 47
(D) Protista. 2. Num recife de coral, a associação entre corais e algas estabelece-se porque (A) os corais sofrem mutações genéticas. (B) as condições de sobrevivência e de reprodução melhoram. (C) os corais e as algas são filogeneticamente próximos. (D) as condições ambientais a que estão sujeitos são pouco estáveis. 3. Os corais, quanto à fonte de carbono, e as zooxantelas, quanto ao modo de obtenção de energia, classificam-se, respetivamente, como seres (A) autotróficos e quimiossintéticos. (B) heterotróficos e fotossintéticos. (C) quimiossintéticos e autotróficos. (D) fotossintéticos e heterotróficos. 4. A exposição dos corais a uma temperatura de água superior a 30 ºC provoca um branqueamento generalizado e uma alta mortalidade, porque (A) as algas aumentam a taxa respiratória, o que diminui a disponibilidade de O2 para os corais. (B) os corais aumentam a taxa metabólica, produzindo grandes quantidades de CO2. (C) as algas sofrem com o efeito tóxico resultante do incremento da taxa fotossintética. (D) os corais expulsam as algas consumidoras de grandes quantidades de CO2. 5. Os corais obtêm energia através da (A) oxidação de compostos orgânicos nas mitocôndrias. (B) oxidação de compostos orgânicos nos ribossomas. (C) redução de compostos orgânicos nas mitocôndrias. (D) redução de compostos orgânicos nos ribossomas. 6. No processo de produção de compostos orgânicos pela alga, a fixação do CO2 ocorre (A) no cloroplasto, na fase dependente diretamente da luz. (B) no cloroplasto, na fase não dependente diretamente da luz. (C) na mitocôndria, na fase dependente diretamente da luz. (D) na mitocôndria, na fase não dependente diretamente da luz. 7. Relativamente à taxonomia de Corallium rubrum, Millepora alcicornis e Millepora camplanata, corais que pertencem ao filo Cnidaria, pode afirmar-se que (A) Corallium rubrum e Millepora camplanata pertencem ao mesmo género. (B) Corallium rubrum e Millepora alcicornis têm maior número de taxa em comum do que Millepora alcicornis e Millepora camplanata . (C) Millepora alcicornis e Millepora camplanata pertencem à mesma classe. (D) Corallium rubrum e Millepora alcicornis partilham maior número de características do que Millepora alcicornis e Millepora camplanata . 8. Nos recifes de corais, a maior parte do CO2 disponível na água encontra-se sob a forma de iões bicarbonato (HCO3 –). Ordene as letras de A a E, de modo a reconstituir a sequência cronológica dos acontecimentos responsáveis pela formação do exoesqueleto dos corais construtores de recifes. Escreva, na folha de respostas, apenas a sequência de letras. A. Os corais que possuem algas simbiontes captam ativamente iões cálcio (Ca2+) da água. B. Forma-se o hidrogenocarbonato de cálcio (Ca (HCO3)2). C. O carbonato de cálcio (CaCO3) é incorporado no exoesqueleto dos corais. D. Os iões cálcio (Ca2+) reagem com os iões bicarbonato (HCO3 –). E. Precipita-se o carbonato de cálcio (CaCO3) e forma-se ácido carbónico (H2CO3). 9. Explique, segundo a perspetiva neodarwinista, o desenvolvimento de corais resistentes aos fenómenos de branqueamento, a partir de uma população ancestral. GRUPO IV Guppies do Rio Aripo Durante muitos anos, David Reznick e John Endler, cientistas da Universidade da Califórnia, estudaram as diferenças entre duas populações de peixes guppies, Poecilia reticulata ,
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que vivem no rio Aripo, em Trindade e Tobago, em dois pequenos lagos separados um do outro por uma cascata que impede a migração dos peixes. As diferenças encontradas entre as duas populações são essencialmente a idade média e o tamanho com que os peixes atingem a maturidade sexual e iniciam a reprodução. Os principais predadores destes peixes são o killifish (predador K), que consome predominantemente guppies de tamanho pequeno e juvenis, e o pike-cichlid (predador P), que consome principalmente guppies de tamanho grande e adultos. Os guppies que vivem em lagos onde existem predadores P tendem a ser mais pequenos, a atingir o estado adulto mais cedo e a produzir mais ovos de cada vez, ou seja, a reproduzirem-se de modo a que não atinjam o tamanho com que são preferencialmente consumidos, uma vez que os machos param de crescer quando atingem a maturidade sexual. Contrariamente, os guppies que vivem em lagos onde existem predadores K têm tendência para atingir rapidamente um tamanho que ultrapasse o que é preferido pelos predadores. Os cientistas colocaram duas hipóteses para explicar as diferenças entre as duas populações de guppies: Hipótese 1: As variações existentes entre as duas populações são devidas a diferenças no ambiente físico. Hipótese 2: As variações existentes entre as duas populações são devidas à existência de predadores com preferências alimentares diferentes. Para testarem as suas hipóteses, os cientistas efetuaram duas experiências, que se encontram registadas nos quadros seguintes:
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Na resposta a cada um dos itens de 1 a 6, 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 análise dos resultados da experiência 1 e da experiência 2 permite concluir que as diferenças existentes entre os guppies das duas lagoas, no seu ambiente natural, resultam de uma adaptação (A) individual às condições físico-químicas do ambiente. (B) da população ao tipo de predador. (C) individual ao tipo de predador. (D) da população às condições físico-químicas do ambiente. 2. Na experiência 2, nas populações transferidas para locais com predadores K, os guppies com maior vantagem evolutiva são os que apresentam (A) maturação sexual mais tardia. (B) menor peso na maturidade sexual. (C) maior produção de ovos. (D) fêmeas de menor tamanho. 3. Na experiência 2, o grupo de controlo é constituído por populações de (A) predadores K que se encontram em contacto com guppies de tamanho menor. (B) predadores P que se encontram em contacto com guppies de tamanho menor. (C) guppies de tamanho mais pequeno, em contacto com predadores K. (D) guppies de tamanho mais pequeno, em contacto com predadores P. 4. Quanto ao sistema circulatório, os guppies apresentam circulação (A) simples, circulando sangue arterial no coração. (B) simples, circulando sangue venoso no coração. (C) dupla, com mistura parcial de sangue venoso e de sangue arterial no coração. (D) dupla, sem mistura de sangue venoso e de sangue arterial no coração. 5. As trocas gasosas entre o organismo dos guppies e o meio ocorrem por (A) difusão direta, através de superfícies humedecidas. (B) difusão indireta, através da superfície corporal. (C) difusão direta, através de superfícies não vascularizadas. (D) difusão indireta, através de superfícies muito vascularizadas. 6. No processo de osmorregulação, ao nível das brânquias e dos rins, respetivamente, os guppies
(A) absorvem água por osmose e produzem urina concentrada. (B) eliminam água por osmose e produzem urina concentrada. (C) absorvem água por osmose e produzem urina diluída. (D) eliminam água por osmose e produzem urina diluída. 7. A maturidade sexual dos guppies é assinalada pela capacidade de produção de gâmetas. Ordene as letras de A a E, de modo a reconstituir a sequência cronológica dos acontecimentos que ocorrem durante o processo que conduz à produção das referidas células sexuais. Escreva, na folha de respostas, apenas a sequência de letras. A. Ocorrência de crossing-over . B. Formação de uma tétrada celular. C. Separação dos cromossomas homólogos. D. Replicação semiconservativa do DNA. E. Ascensão polar dos cromatídeos irmãos. 8. Explique de que modo os resultados obtidos na experiência 1 rejeitam ou apoiam a hipótese 1.
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Prova 702/1.ª Fase 15 Páginas 2011 GRUPO II 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 m ilhares de genes, as nossas células retirem dele informação para fabricar centenas de milhares de proteínas diferentes. Na Figura 3, 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 4, está representada a pr odução de diferentes moléculas de mRNA a partir do mesmo gene, em diferentes tecidos. Assim, a partir de um único gene, o or ganismo é capaz de conceber diferentes proteínas cuja funcionalidade é específica. Baseado em Science & Vie, Outubro de 2010
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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.
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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 IV Produção Industrial de Citrato O citrato ou ácido cítrico é usado pela indústria farmacêutica e pela indústria de ali mentos e de bebidas. Desta forma, há um crescente interesse pela procura de soluções para a sua produção em larga escala, a partir de microrganismos. Para que a extração de citrato seja comercialmente viável, foram estudadas as condições ideais de vários fatores que devem ser levados em consideração neste processo, como, por exemplo, os constituintes do meio de cultura, o pH, a temperatura e o microrganismo utilizado. Foi também tido em consideração o facto de, em condições favoráveis, o fungo utilizado se reproduzir, predominantemente, por esporulação. O citrato é um composto intermédio do ciclo de Krebs, sintetizado na mitocôndria. Quando a produção de energia nas células é elevada, o fungo Aspergillus niger é capaz de acumular o citrato, possibilitando a sua extração. Com o objetivo de otimizar a produção de citrato em Aspergillus niger , foi estudada a influência da fonte de carbono nessa produção, n omeadamente, o tipo e a concentração dos glícidos. Para o efeito foi realizado o seguinte estudo experimental: Adicionaram-se ao meio de cultura (polpa de citrinos seca – PC) glícidos comerciais como fonte de carbono: glucose (60, 120 e 240 g/L) e sacarose (54, 108 e 216 g/L). A mobilização dos substratos pelo Aspergillus niger decorreu durante 4 dias a 30 ºC, pH 5,5 e humidade inicial de 65%, com adição de solução salina e de metanol a 4%. O fungo possui a capacidade de hidrolisar a sacarose em moléculas de glucose e de frutose, por ação da enzima invertase extracelular (sacarase). A Tabela 1 traduz a variação da produção de citrato pelo Aspergillus niger , em meio de cultura, com adição de diferentes fontes de carbono comerciais.
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TABELA 1
Na resposta a cada um dos itens de 1 a 6, selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta.
1. O citrato é produzido pelo fungo Aspergillus niger , através de uma via de reações (A) anabólicas, que ocorrem, sequencialmente, no citoplasma e na mitocôndria. (B) catabólicas, que ocorrem, sequencialmente, no citoplasma e na mitocôndria. (C) anabólicas, que ocorrem, sequencialmente, nos ribossomas e na mitocôndria. (D) catabólicas, que ocorrem, sequencialmente, nos ribossomas e na mitocôndria. 2. Uma das variáveis em estudo, na situação experimental descrita, é (A) a temperatura. (B) o pH. (C) a concentração de glícidos. (D) a adição de metanol a 4%. 3. No ensaio 7, que serviu de controlo ao estudo experimental, utilizou-se meio de cultura (A) com adição de glucose e com adição de sacarose. (B) com adição de glucose e sem adição de sacarose. (C) sem adição de glucose e com adição de sacarose. (D) sem adição de glucose e sem adição de sacarose. 4. De acordo com os resultados obtidos, a produção de citrato (A) diminui quando se utiliza glucose a partir de determinada concentração. (B) é maior quando se utilizam concentrações de glucose superiores às de sacarose. (C) aumenta acima de 50% sempre que se duplica a concentração de sacarose. 54
(D) é diretamente proporcional ao aumento de concentração de glucose. 5. Os fungos alimentam-se por (A) ingestão, sendo a digestão intracelular. (B) absorção, sendo a digestão intracorporal. (C) ingestão, sendo a digestão extracelular. (D) absorção, sendo a digestão extracorporal. 6. Relativamente à taxonomia de Aspergillus niger , de Aspergillus carbonarius e de Candida tropicalis, pode afirmar ‑se que (A) Aspergillus niger e Aspergillus carbonarius pertencem à mesma família. (B) Aspergillus niger e Aspergillus carbonarius têm menor número de taxa em comum do que Candida tropicalis e Aspergillus carbonarius . (C) Candida tropicalis e Aspergillus niger pertencem ao mesmo género. (D) Candida tropicalis e Aspergillus carbonarius partilham maior número de características do que Aspergillus niger e Aspergillus carbonarius . 7. Na década de 50 do século XX, foi possível conhecer a biossíntese do citrato a partir da glucose. Ordene as letras de A a E, de modo a reconstituir a sequência cronológica dos acontecimentos que permitem a obtenção de citrato produzido por Aspergillus niger . A. Produção de citrato na mitocôndria. B. Oxidação da glucose originando piruvato. C. Hidrólise da sacarose pela invertase extracelular. D. Extração de citrato. E. Acumulação do citrato no ciclo de Krebs. 8. Em condições favoráveis, Aspergillus niger reproduz-se predominantemente por esporulação. Com o objetivo de aumentar a produção de citrato, submeteram-se esporos de Aspergillus niger a radiação UV, tendo sido selecionadas as estirpes pretendidas. Explique, considerando o tipo de reprodução predominante no fungo Aspergillus niger referido no texto, de que modo a radiação UV pode contribuir para o aumento de produção de citrato.
Prova 702/Época Especial 15 Páginas Duração da Prova: 120 minutos. Tolerância: 30 minutos. 2012
GRUPO II Expressão génica em C andida albicans Alguns fungos são patogénicos, isto é, possuem a capacidade de provocar doença. A sua patogenicidade pode estar relacionada com um crescimento descontrolado, como acontece em Candida albicans. O fungo Candida albicans tem um conjunto de características especiais que o tornam num microrganismo patogénico único. Por exemplo, tem um sistema de morfogénese altamente sofisticado que lhe permite apresentar várias formas, alterando a sua morfologia em resposta a estímulos ambientais. Estes fungos podem reproduzir-se por via clonal ou por via parassexual (fusão de duas hifas que possuem núcleos geneticamente diferentes). Cientistas portugueses participaram na descoberta de um padrão alterado no código genético de Candida albicans. Neste organismo, o codão UGC, que codifica para o aminoácido de leucina, é descodificado como serina, através de um RNA de transferência mutante. Esta alteração ao código genético, entre outras alterações, m odifica significativamente a expressão genética e a fisiologia do género Candida, apoiando a teoria segundo a qual a evolução de códigos genéticos alternativos representa um mecanismo que pode conduzir ao aparecimento de novas espécies e ao aumento da patogenicidade. Na Tabela 1, estão registados os resultados de um estudo de sequenciação do genoma de várias espécies filogeneticamente relacionadas com o género Candida.
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TABELA 1
Mb Megabases Pb Pares de bases ++ Fortemente patogénicas + Moderadamente patogénicas – Raramente patogénicas Na resposta a cada um dos itens de 1. a 6., 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. Segundo a classificação de Whittaker modificada (1979), Candida albicans pertence ao reino Fungi e é um ser (A) procarionte fotossintético. (B) procarionte quimiossintético. (C) eucarionte heterotrófico. (D) eucarionte autotrófico. 2. A alteração do código genético em Candida albicans resultou de uma modificação no (A) codão de mRNA que codifica a serina. (B) codão de mRNA que codifica a leucina. (C) tRNA que transportava a serina. (D) tRNA que transportava a leucina. 3. A proteína alterada resultou diretamente da (A) transcrição do DNA. (B) tradução do mRNA. (C) tradução do DNA. (D) transcrição do mRNA. 4. Os dados constantes da Tabela 1 mostram que, para as espécies referidas, (A) o conteúdo de bases GC é tanto menor quanto maior for o número de genes. (B) o número de genes está relacionado com o tamanho do genoma. (C) são diploides as que possuem maior número de genes. (D) são haploides as que possuem menor genoma. 5. A reprodução por gemulação em Candida albicans predomina quando as condições do meio são (A) favoráveis, e envolve processos de divisão mitótica. (B) desfavoráveis, e envolve processos de divisão meiótica. (C) favoráveis, e envolve processos de divisão meiótica. (D) desfavoráveis, e envolve processos de divisão mitótica. 6. As espécies fortemente patogénicas do género Candida, relativamente às restantes espécies do mesmo género, assinaladas na Tabela 1, apresentam 56
(A) maior valor AT/GC e possuem pares de cromossomas homólogos. (B) menor valor AT/GC e possuem pares de cromossomas homólogos. (C) maior valor AT/GC e não possuem pares de cromossomas homólogos. (D) menor valor AT/GC e não possuem pares de cromossomas homólogos. 7. Faça corresponder cada estrutura celular referida na coluna A à(s) respetiva(s) função(ões) associada(s) à obtenção de energia dos nutrientes pelos fungos, que consta(m) da coluna B. Escreva, na folha de respostas, apenas as letras e os números correspondentes. Utilize cada letra e cada número apenas uma vez. 8.
Explique por que razão se pode admitir que, perante uma mudança ambiental, Candida albicans apresente vantagem competitiva sobre Candida lusitaniae .
GRUPO IV Efeito do s tres s hídrico nas trocas gasosas em Tabebuia aurea A água é o maior fator limitante no desenvolvimento das plantas. O stress produzido pelo défice hídrico estimula a produção de ácido abcísico (ABA), que faz os iões potássio saírem das células guarda, influenciando a taxa de transpiração. Contudo, como a abertura estomática é uma característica que é adaptável às condições ambientais, cada espécie tem um comportamento diferente quando sujeita a défice hídrico. Para avaliar os efeitos do défice hídrico nas trocas de CO2 e de H2O, utilizaram-se, cinco meses após a sua germinação, plantas de Tabebuia aurea. Dois grupos de seis plantas foram colocados em estufa com as seguintes condições: temperatura média de 20 ºC, humidade relativa (atm osférica) de 60 ± 10% e uma intensidade de luz de 65% da intensidade média da luz diurna. Após a aclimatação, os dois grupos de plantas foram sujeitos, durante 21 dias, às seguintes condições hídricas: • Grupo A – manteve-se a irrigação diária. • Grupo B – suspendeu-se a irrigação durante os primeiros 14 dias; – a partir do 14.º dia reiniciou-se a irrigação diária. Foram medidas as trocas gasosas em todas as p lantas, utilizando-se sempre as mesmas folhas, durante 21 dias. Todas as outras condições permaneceram idênticas nos dois grupos de plantas, tendo sido feitas medições diárias em todas as plantas de cada grupo. Os gráficos seguintes mostram a variação da taxa de transpiração e da taxa fotossintética ao longo dos 21 dias, nos dois grupos de plantas.
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Na resposta a cada um dos itens de 1. a 5., 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 variável independente em estudo na experiência descrita é (A) a taxa de transpiração. (B) a humidade relativa. (C) a taxa fotossintética. (D) a humidade no solo. 2. No 8.º dia de medição da taxa de transpiração, no grupo sujeito a stress hídrico assinalou-se (A) uma diminuição da pressão osmótica nas células guarda. (B) um aumento da entrada de iões K+ nas células guarda. (C) uma diminuição da saída de água das células guarda. (D) um aumento de turgescência das células guarda. 3. Nas plantas não sujeitas a stress hídrico, a transpiração foliar é relativamente constante, porque a pressão osmótica, nas células guarda, se mantém (A) elevada, com dispêndio de energia metabólica. (B) baixa, sem dispêndio de energia metabólica. (C) elevada, sem dispêndio de energia metabólica. (D) baixa, com dispêndio de energia metabólica. 4. No grupo submetido a stress hídrico, após o 14.º dia, deverá aumentar a quantidade de açúcares transportados nos (A) vasos lenhosos, devido à diminuição da assimilação de CO2. (B) elementos dos tubos crivosos, devido ao aumento da assimilação de CO2. (C) elementos dos tubos crivosos, devido à diminuição da assimilação de CO2. (D) vasos lenhosos, devido ao aumento da assimilação de CO2.
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5. Na fotossíntese, durante a fase não dependente diretamente da luz, ocorre (A) produção de moléculas de ATP. (B) libertação de oxigénio com origem nas moléculas de H2O. (C) incorporação de carbono com origem nas moléculas de CO2. (D) redução de moléculas de NADPH. 6. Ordene as letras de A a E, de modo a reconstituir a sequência de fenómenos relacionados com a ascensão da seiva xilémica, segundo a teoria da tensão – coesão – adesão. Escreva, na folha de respostas, apenas a sequência de letras. A. Criação de um défice de água no xilema da raiz. B. Aumento da pressão osmótica ao nível dos vasos xilémicos foliares. C. Difusão do vapor de água através dos estomas foliares. D. Ascensão de uma coluna contínua de moléculas de água desde as raízes até à folha. E. Passagem das moléculas de água do solo para as células das raízes. 7. Explique em que medida os resultados da experiência descrita permitem concluir que Tabebuia aurea apresenta mecanismos de tolerância ao stress hídrico.
Prova 702/2.ª Fase 16 Páginas Duração da Prova: 120 minutos. Tolerância: 30 minutos. 2012 VERSÃO 1 GRUPO II A renovação dos antibióticos Descobriu-se recentemente que bactérias e fungos podem sintetizar antibióticos de natureza peptídica com forte proporção de aminoácidos não convencionais que os ribossomas são incapazes de incorporar nas proteínas. A descoberta deste mecanismo ocorreu quando cientistas que trabalhavam na biossíntese de um antibiótico, a gramicidina S, observaram que os extratos celular es da bactéria que produz este antibiótico continuam a sintetizá-lo mesmo que se adicione uma enzima que destrói o RNA ou uma substância que impede a síntese proteica ao nível dos ribossomas. Descobriram que na síntese destes antibióticos estavam envolvidas enzimas de grandes dimensões, que designaram por sintetases de péptidos não ribossomais (NRPS). No cromossoma bacteriano, são vários os genes que estão implicados na codificação de uma NRPS. Esta enzima é composta por vários módulos (em geral, uma dezena) ligados uns aos outros. Cada módulo é responsável pela incorporação específica de um dado aminoácido na cadeia polipeptídica em crescimento. Uma NRPS só catalisa a síntese de uma molécula bem definida, sendo a sucessão dos diferentes módulos o que determina a composição do produto, como se evidencia na Figura 2. Em 1995, conseguiu-se trocar a ordem das sequências de DNA que codificam módulos inteiros de uma NRPS. Esta manipulação conduziu à síntese de uma nova enzima, que produziu péptidos inéditos. Também já foi possível transferir genes responsáveis pela síntese de NRPS da bactéria Streptomyces lasaliensis para a bactéria Escherichia coli . Esta última bactéria é a mais conhecida, a que se sabe manipular melhor e a que se utiliza para produzir moléculas em quantidades industriais. Em 2002, quando pela primeira vez foi sequenciado o genoma de uma bactéria produtora de antibióticos, Streptomyces coelicor , descobriram-se vários genes correspondentes a NRPS, mas que não se exprimiam, isto é, fontes potenciais de NRPS responsáveis pela síntese de novos péptidos. Surge assim o desaf io de tentar obter novas NRPS e de selecionar, do ponto de vista farmacológico, as mais interessantes.
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Figura 2 Baseado em Marahiel, M., «Le renouveau des antibiotiques», Les dossiers de la recherche, n.º 41, novembro de 2010 Na resposta a cada um dos itens de 1. a 5., selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta.
1. A descoberta da atividade das NRPS foi possível quando se adicionaram aos extratos celulares das bactérias substâncias que impediram (A) a tradução. (B) a transcrição. (C) a replicação. (D) o processamento. 2. A informação genética necessária à codificação de um péptido não ribossómico encontra-se inscrita (A) numa sequência específica de DNA. (B) em várias NRPS. (C) em várias sequências de DNA. (D) numa NRPS específica. 3. Um dos modos de atuação da gramicidina S, como antibiótico, ocorre ao nível das proteínas membranares responsáveis pelo transporte ativo de iões Na+ e K+, interferindo na (A) difusão destes iões através da bicamada fosfolipídica. (B) difusão destes iões através de permeases. (C) diferença de tonicidade entre o meio intracelular e o meio extracelular. (D) manutenção da isotonia entre o meio intracelular e o meio extracelular. 4. A bactéria Escherichia coli , que vive no intestino do Homem, é um ser (A) autotrófico, que obtém o alimento por ingestão. (B) heterotrófico, que obtém o alimento por absorção. (C) autotrófico, que obtém o alimento por absorção. (D) heterotrófico, que obtém o alimento por ingestão. 5. A identificação de lactato num meio de cultura de Escherichia coli é indicadora de que nesta bactéria ocorreu um processo (A) de fosforilação oxidativa de reduzido rendimento energético. (B) de fosforilação oxidativa em que o aceitador final de eletrões é o oxigénio. (C) oxidativo de elevado rendimento energético. (D) oxidativo em que o aceitador final de eletrões é o piruvato.
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6. Faça corresponder cada um dos polímeros existentes em fungos, expressos na coluna A, à respetiva designação, que consta da coluna B. Escreva, na folha de respostas, as letras e os números correspondentes. Utilize cada letra e cada número apenas uma vez.
7. O aumento das doenças infeciosas resistentes aos antibióticos, como a tuberculose multirresistente, tem vindo a preocupar a comunidade científica internacional, que aposta cada vez mais em investigação biomédica. Explique de que modo a sequenciação do genoma de S. coelicor e a utilização de E. coli podem contribuir para a produção de novos antibióticos. GRUPO IV Contaminação por urânio nas drenagens de minas Na região Centro de Portugal, todas as minas de rádio e de urânio estão encerradas, embora ainda existam resíduos a céu aberto, responsáveis pela contaminação das águas próximas. Para explicar a presença de duas espécies de fungos pluricelulares aquáticos (da classe dos Ascomycetes) em águas contaminadas com metais pesados, os investigadores colocaram duas hipóteses: Hipótese 1: Se a presença das espécies de fungos pluricelulares aquáticos no curso de água contaminado ocorre devido à tolerância ao aumento da concentração de metais, então espera‑se que estirpes das duas espécies obtidas, quer de águas não contaminadas, quer de águas contaminadas, se comportem igualmente bem quer em meios de cultura preparados com água contaminada, quer em meios de cultura preparados com água não contaminada. Hipótese 2: Se a presença das espécies de fungos pluricelulares aquáticos no curso de água contaminado é explicada por adaptações genéticas aos contaminantes, então espera-se que estirpes das duas espécies obtidas de águas contaminadas se comportem melhor num meio de cultura preparado com água contaminada do que num meio de cultura preparado com água não contaminada. Com o objetivo de testarem as suas hipóteses, os investigadores realizaram a experiência seguinte: Método: 1 – Foram isoladas estirpes de duas espécies de fungos pluricelulares aquáticos através da recolha de folhas submersas com esporos de Tricladium splendens e de Varicosporium elodeae numa ribeira de referência e numa ribeira contaminada com metais pesados. 2 – Amostras das duas espécies de fungos colhidas no curso de água de referência foram deixadas crescer em meio de agar com extrato de malte (MEA), preparado com água do curso de água de referência. Amostras das duas espécies de fungos colhidas no curso de água contaminado foram deixadas crescer em MEA, preparado com água do curso de água contaminado. Todas as amostras foram deixadas crescer durante 15 dias, sob o fotoperíodo do mês de abril, à temperatura de 20 ºC.
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3 – Após 15 dias de incubação, cortaram-se fragmentos de 3 mm de diâmetro da periferia de cada uma das quatro colónias em crescimento. Foram inoculados fragmentos em meio MEA preparado com água de um curso contaminado e com água de um curso de referência, de acordo com a Tabela 1. Realizaram-se três repetições por tratamento. 4 – O diâmetro das colónias foi medido em duas direções perpendiculares, até a colónia se encontrar a 1 cm da periferia da caixa.
Resultados: Os resultados das observações efetuadas encontram-se registados na Tabela 1.
Na resposta aos 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. Os ensaios que servem de controlo ao estudo experimental são (A) 1 e 4. (B) 1 e 3. (C) 2 e 4. (D) 2 e 3. 2. A variável independente, na situação experimental descrita, é (A) o diâmetro das colónias. (B) o tempo de exposição à luz. (C) o meio de origem do fungo. (D) a taxa de crescimento. 3. De acordo com os dados obtidos na experiência, é correto afirmar que, para ambas as espécies, o meio preparado com água (A) contaminada é limitante para as estirpes obtidas na ribeira de referência. (B) de referência é limitante para as estirpes obtidas na ribeira contaminada. 62
(C) contaminada é limitante para as estirpes obtidas na ribeira contaminada. (D) de referência é limitante para as estirpes obtidas na ribeira de referência. 4. A diminuição da biodiversidade das comunidades aquáticas contaminadas por metais pesados pode dever ‑se à diminuição da reposição, nos ecossistemas, de matéria (A) orgânica por parte dos macro consumidores. (B) inorgânica por parte dos macro consumidores. (C) orgânica por parte dos microconsumidores. (D) inorgânica por parte dos microconsumidores. 5. Explique, com base nos dados, qual das duas hipóteses, hipótese 1 ou hipótese 2, é apoiada pelos resultados obtidos na experiência relativos a V. elodeae. 6. Concentrações elevadas de metais pesados podem interferir na nutrição dos fungos. Ordene as letras de A a E, de modo a reconstituir a sequência cronológica dos acontecimentos que possibilitam a obtenção da energia dos nutrientes pelos fungos. Escreva, na folha de respostas, apenas a sequência de letras. A. Absorção de substâncias digeridas. B. Síntese de proteínas. C. Oxidação de compostos orgânicos. D. Exocitose de enzimas hidrolíticas. E. Maturação de proteínas digestivas. 7. Os fungos pluricelulares são constituídos por hifas, que no seu conjunto formam um micélio. A Figura 4 representa o ciclo de vida de um fungo pluricelular da classe Ascomycetes .
Na resposta aos itens 7.1. e 7.2., 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.
7.1. O ciclo de vida representado é (A) haplonte com meiose pós-zigótica, sendo o micélio uma entidade haploide. (B) haplonte com meiose pré-espórica, sendo o micélio uma entidade haploide. (C) haplodiplonte com meiose pós-zigótica, sendo o micélio uma entidade diploide. (D) haplodiplonte com meiose pré-espórica, sendo o micélio uma entidade diploide. 7.2. Relativamente ao ciclo de vida do fungo representado, verifica-se que (A) o micélio é uma entidade cuja ploidia é diferente da dos ascósporos. (B) o processo II envolve fenómenos de recombinação génica. (C) as hifas resultantes da germinação dos ascósporos são geneticamente iguais. (D) a germinação dos ascósporos é responsável pela alternância de fases nucleares. Prova 702/1.ª Fase 15 Páginas
Duração da Prova: 120 minutos. Tolerância: 30 minutos. 2012 63
VERSÃO 1 GRUPO II Evolução por fusão A representação da história evolutiva dos seres vivos pode aparecer sob a forma de árvores filogenéticas. A árvore representada na Figura 2 mostra a formação de novos taxa, que implicam a fusão de materiais genéticos provenientes de espécies diferentes, através de fenómenos como a endossimbiose, a hibridação e a transferência de genes. Por exemplo, a maior parte das plantas com flor evoluiu a partir de cruzamentos entre espécies diferentes (hibridação); algumas bactérias possuem genes de vírus que as infetaram; genes de uma bactéria podem circular para outra, através de pontes celulares (transferências horizontais de genes). Elysia chlorotica , animal marinho do filo dos moluscos, consome uma alga cujos cloroplastos conserva apenas durante dez meses. A maior parte das proteínas destes cloroplastos é codificada por genes que se encontram no genoma nuclear da alga. O núcleo das células do molusco adquiriu alguns destes genes. Assim , para que os cloroplastos neste molusco se possam manter funcionais, têm de contar com proteí nas que são codificadas pelo genoma do molusco, permitindo, desta forma, a síntese de clorofila. Elysia chlorotica transforma-se num «vegetal transitório». Lynn Margulis afirmava que certas partes das células eucarióticas são, de facto, bactérias. As células de numerosos eucariontes contêm bactérias, por vezes de várias espécies, que são transmitidas através das divisões celulares. Estes exemplos permitem inferir que a simbiose é um a das forças primárias da evolução, dando origem a fusões de genomas e ao aparecimento de novas espécies (simbiogénese). Esta possibilidade de evolução por fusão constitui um novo mecanismo que se junta aos restantes mecanismos que constituem a teoria neodarwinista, com implicações quer no aparecimento de novas espécies, quer no ritmo da evolução biológica. Na realidade, a evolução por fusão e a evolução por divergência não se excluem: são ambas mecanismos de inovação biológica, criando uma diversidade sobre a qual atua a seleção natural.
Na resposta a cada um dos itens de 1. a 8., 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 representação da filogenia através de árvores pode basear-se em caracteres (A) homólogos que resultam de pressões seletivas diferentes. (B) homólogos que resultam de pressões seletivas semelhantes. (C) análogos que resultam de pressões seletivas diferentes. (D) análogos que resultam de pressões seletivas semelhantes. 64
2. Na Figura 2, as bifurcações significam que (A) membros de duas espécies diferentes podem cruzar-se livremente na natureza. (B) é sempre possível uma convergência num grupo filogenético. (C) se verificam fenómenos de convergência e de divergência ao longo da evolução. (D) espécies com características diferentes partilham planos anatómicos semelhantes. 3. A análise da Figura 2 permite-nos afirmar que (A) as espécies D e K apresentam um ancestral comum mais recente do que as espécies A e C. (B) a espécie D partilha mais informação genética com a espécie E do que com a espécie B. (C) a espécie J partilha mais informação genética com a espécie G do que com a espécie K. (D) as espécies G e I apresentam um ancestral comum mais recente do que as espécies A e B. 4. De acordo com uma interpretação darwinista, Elysia chlorotica (A) adquire cloroplastos, pela necessidade de produzir alimento. (B) produz matéria orgânica, por possuir cloroplastos. (C) realiza a fotossíntese, em cloroplastos, por indução do meio ambiente. (D) perde os cloroplastos, por deixar de realizar a fotossíntese. 5. O molusco marinho Elysia chlorotica (A) produz pigmentos fotossintéticos a partir do genoma do cloroplasto. (B) metaboliza compostos orgânicos que a alga produz depois de ingerida. (C) utiliza temporariamente matéria inorgânica como fonte de carbono. (D) mantém a capacidade fotossintética depois de ter perdido os cloroplastos. 6. Segundo o modelo endossimbiótico, os ancestrais dos cloroplastos e das mitocôndrias seriam, respetivamente, procariontes (A) fotossintéticos e heterotróficos aeróbios. (B) fotossintéticos e heterotróficos fermentativos. (C) quimiossintéticos e heterotróficos fermentativos. (D) quimiossintéticos e heterotróficos aeróbios. 7. Segundo Lynn Margulis, a rápida aquisição de novas funções provenientes de espécies filogeneticamente distantes pode relacionar-se com (A) combinações genéticas resultantes da fusão de gâmetas. (B) genomas resultantes da fusão de células somáticas. (C) pressões seletivas do meio ambiente. (D) processos de reprodução assexuada. 8. Segundo o sistema de classificação de Whittaker, as algas verdes e as plantas pertencem a reinos diferentes pelo facto de não apresentarem o mesmo (A) nível de organização celular. (B) modo de nutrição. (C) grau de diferenciação. (D) tipo de interação nos ecossistemas. 9. Explique em que medida a simbiogénese, perante um ambiente em mudança, constitui um mecanismo evolutivo complementar dos mecanismos reconhecidos pela teoria neodarwinista. GRUPO IV Produção de β-caroteno em larga escala por algas unicelulares Dunaliella salina é uma alga unicelular que, em resposta a condições de stress severo de sal, de luz e de nutrientes, acumula elevadas concentrações de β -caroteno. As numerosas
gotículas de óleo que se acumulam no cloroplasto desempenham um papel fundamental na captação de luz e protegem a alga de danos foto-oxidativos. Com o objetivo de promover a produção de β -caroteno em larga escala recorrendo à utilização de D. salina, os investigadores estudaram a influência de vários fatores, entre os quais o choque hipersalino, a disponibilidade de nutrientes e a intensidade luminosa. Para este estudo, foi realizado o seguinte procedimento experimental:
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Método: 1 – Cultivou-se, durante várias semanas, a uma temperatura de 23 °C e a uma iluminação de 120 μmol m– 2 s –1, uma estirpe de D. salina em dois meios de cultura, um com concentração de NaCl ajustada a 4% e um outro meio com concentração de NaCl ajustada a 9%. 2 – Para estudar a resposta de D. salina a um súbito aumento da concentração de NaCl, as células em crescimento, pré-adaptadas num meio de cultura contendo NaCl a 4%, foram transferidas para um meio fresco contendo NaCl a 4%, a 9%, a 18% e a 27%, tendo sido medida a acumulação de carotenoides durante 15 dias (Gráfico 1A). 3 – Para observar se a aclimatação a altas salinidades faz decrescer a suscetibilidade desta microalga a stress salino severo, as células de D. salina pré-adaptadas a 9% foram transferidas para um meio fresco contendo NaCl a 9%, a 18% e a 27%, tendo sido medida a acumulação de carotenoides durante 15 dias (Gráfico 1B). 4 – A influência de suplementos de nutrientes e da luminosidade no crescimento celular e na acumulação de carotenoides está traduzida, respetivamente, nos Gráficos 2A e 2B. (+ Nutrientes = com suplemento de nutrientes; – Nutrientes = sem suplemento de nutrientes; BL = baixa luminosidade de 65 μmol m– 2 s –1; AL = alta luminosidade de 150 μmol m– 2 s –1). Resultados: os resultados das observações efetuadas encontram-se registados nos gráficos. Gráfico 1A Gráfico 1B
Gráfico 2A
Gráfico 2B
1. Na experiência cujos resultados estão traduzidos no Gráfico 1A, o controlo contém células pré‑adaptadas a NaCl a 4% que foram transferidas para um meio com (A) NaCl a 4%. (B) NaCl a 9%. (C) NaCl a 18%. (D) NaCl a 27%. 2. As células que melhor respondem ao choque hipersalino, acumulando carotenoides, são as células pre‑adaptadas a (A) NaCl a 4% que foram transferidas para um meio de NaCl a 18%. (B) NaCl a 4% que foram transferidas para um meio de NaCl a 27%. (C) NaCl a 9% que foram transferidas para um meio de NaCl a 18%. (D) NaCl a 9% que foram transferidas para um meio de NaCl a 27%. 3. Relativamente ao crescimento das algas e à acumulação de carotenoides (Gráficos 2A e 2B), a análise dos resultados da investigação permite concluir que (A) o fator limitante é, em ambos os processos, a baixa intensidade luminosa. (B) os fatores limitantes são, respetivamente, a baixa intensidade luminosa e a elevada intensidade luminosa. (C) o fator limitante é, em ambos os processos, o meio sem suplemento de nutrientes. (D) os fatores limitantes são, respetivamente, o meio sem suplemento de nutrientes e o meio com suplemento de nutrientes. 66
4. Durante a fotossíntese, na fase diretamente dependente da luz, ocorre (A) oxidação de NADP+. (B) fosforilação de ADP. (C) descarboxilação de compostos orgânicos. (D) redução de CO2. 5. Em Dunaliella salina , a proteção contra danos foto-oxidativos requer a mobilização de dióxido de carbono nos cloroplastos, em vias (A) catabólicas, através da acumulação de gotículas lipídicas. (B) catabólicas, através da acumulação de grânulos de amido. (C) anabólicas, através da acumulação de gotículas lipídicas. (D) anabólicas, através da acumulação de grânulos de amido. 6. Ordene as letras de A E, de modo a reconstituir a sequência cronológica dos acontecimentos durante um ciclo celular. Escreva, na folha de respostas, apenas a sequência de letras. A. Alinhamento dos cromossomas na placa equatorial. B. Replicação do DNA. C. Formação do fuso acromático. D. Reaparecimento do nucléolo. E. Ascensão polar dos cromatídeos irmãos. 7. No decurso da investigação, houve dificuldade em compatibilizar o aumento da biomassa (crescimento das algas) com a acumulação dos carotenoides, o que foi ultrapassado com a separação da fase de aumento da biomassa da fase de produção do β -caroteno. Explique, com base nos resultados traduzidos nos gráficos 2A e 2B, que condições devem ser criadas em cada fase do processo para otimizar a produção do β -caroteno em larga escala.
Prova 702/Época Especial 14 Páginas Duração da Prova: 120 minutos. Tolerância: 30 minutos. 2013
GRUPO II Nas últimas décadas, muitas bactérias patogénicas de transmissão alimentar têm mostrado resistência aos antibióticos atualmente disponíveis, relançando a necessidade de pesquisar novas moléculas dotadas de atividade antimicrobiana. Nos Açores, devido à sua natureza vulcânica, ocorrem numerosos habitats terrestres extremos – como as grutas lávicas e as fumarolas – que albergam comunidades microbianas únicas. Nas grutas lávicas, as comunidades bacterianas sésseis (ao contrário das planctónicas, que vivem dispersas no meio aquático) aderem a superfícies sólidas, produzindo redes gelatinosas que as imobilizam e protegem – os biofilmes. A investigação a seguir apresentada pretendeu pesquisar a atividade antimicrobiana de culturas bacterianas isoladas de biofilmes de grutas lávicas (GBO e GTM) e de amostras de solo de fumarolas (P) – isolados –, face a bactérias patogénicas transmitidas pelos alimentos – microrganismos indicadores –, por meio de dois métodos: o ensaio de inoculação cruzada de culturas em agar (ensaio 1, que permitiu o estudo da atividade antimicrobiana de trinta isolados em agar contra oito microrganismos indicadores) e o ensaio de difusão em agar de culturas do isolado GTM1B2 crescido em diferentes meios de cultura líquidos (ensaio 2, que permitiu o estudo da atividade antimicrobiana do isolado GTM1B2 em diferentes meios de cultura líquidos contra oito microrganismos indicadores).
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Na resposta a cada um dos itens de 1. a 6., 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. Relativamente à atividade antimicrobiana das amostras testadas no ensaio 1 (Gráfico 1), a análise dos resultados da investigação permite afirmar que (A) os isolados das fumarolas inibiram, pelo menos, sete dos indicadores. (B) os isolados GTM inibiram, pelo menos, um dos indicadores. (C) os isolados das grutas lávicas inibiram, pelo menos, cinco dos indicadores. (D) os isolados GBO inibiram, pelo menos, um dos indicadores.
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2. Como controlo do ensaio 2, colocou-se em cada um dos poços (A) um dos meios de cultura líquidos, inoculado com o isolado em estudo. (B) apenas o microrganismo indicador em estudo. (C) um dos meios de cultura líquidos, sem o isolado em estudo. (D) apenas o isolado em estudo. 3. Relativamente à atividade antimicrobiana do isolado GTM1B2 e de acordo com os dados obtidos no ensaio 2 (Gráfico 2), é correto afirmar que (A) os meios de cultura líquidos utilizados limitam a atividade antimicrobiana do isolado contra microrganismos do género Listeria. (B) o meio ½R2B é limitante para a atividade antimicrobiana do isolado contra Proteus sp. (C) o meio NtB é limitante para a atividade antimicrobiana do isolado contra Escherichia coli . (D) os meios de cultura líquidos utilizados limitam a atividade antimicrobiana do isolado contra ambas as estirpes de Staphylococcus aureus . 4. Quanto à fonte de carbono e ao modo de obtenção de energia, as bactérias patogénicas que contaminam os alimentos classificam-se, respetivamente, como seres (A) autotróficos e fotossintéticos. (B) heterotróficos e quimiossintéticos. (C) fotossintéticos e autotróficos. (D) quimiossintéticos e heterotróficos. 5. Relativamente à taxonomia de Pseudomonas fluorescens, de Pseudomonas teessidea e de Enterococcus faecalis – bactérias identificadas nos isolados das grutas lávicas –, deve afirmarse que (A) Enterococcus faecalis e Pseudomonas teessidea pertencem ao mesmo género. (B) Pseudomonas fluorescens e Pseudomonas teessidea têm menor número de taxa em comum do que Enterococcus faecalis e Pseudomonas fluorescens. (C) Pseudomonas fluorescens e Pseudomonas teessidea pertencem à mesma família. (D) Enterococcus faecalis e Pseudomonas fluorescens partilham maior número de características do que Pseudomonas fluorescens e Pseudomonas teessidea. 6. A comparação de sequências de genes de seres vivos pode contribuir para a reconstrução de relações filogenéticas, que se constituem como argumentos (A) bioquímicos, de acordo com o darwinismo. (B) bioquímicos, de acordo com o neodarwinismo. (C) citológicos, de acordo com o darwinismo. (D) citológicos, de acordo com o neodarwinismo. 7. Explique, com base nos dados e tendo em conta a finalidade da investigação, a vantagem de isolar e caracterizar as substâncias com atividade antimicrobiana do isolado GTM1B2 em detrimento dos outros isolados GTM. 8. Nos ecossistemas das grandes profundidades ligados a fontes hidrotermais, a produção primária é assegurada por bactérias que obtêm a energia necessária para a síntese de matéria orgânica a partir da oxidação de sulfuretos, tais como o H2S ou o HS –, provenientes, na sua maioria, dos gases vulcânicos que emanam das fontes hidrotermais. Ordene as letras de A a E, de modo a reconstituir a sequência cronológica dos acontecimentos relacionados com a obtenção de matéria orgânica pelas bactérias a partir da captação de sulfuretos. Escreva, na folha de respostas, apenas a sequência de letras. A. Produção de biomassa. B. Síntese de ATP. C. Redução do dióxido de carbono. D. Oxidação dos sulfuretos. E. Fixação do dióxido de carbono. GRUPO IV A produção de biocombustíveis com recurso a culturas como a soja depende, em termos de produtividade, da ocupação exclusiva de grandes extensões de solo. As microalgas afiguram-se 69
como uma alternativa para a produção de combustíveis, uma vez que têm a capacidade de duplicar a sua biomassa várias vezes por dia e de produzir, pelo menos, quinze vezes mais óleo por hectare do que as culturas alimentares concorrentes. Para otimizar os processos de produção e extração dos óleos, recorre-se ao aumento do teor lipídico, bloqueando as vias metabólicas responsáveis pela acumulação de compostos energéticos, como o amido, e à diminuição do catabolismo dos lípidos. O silenciamento por mutação de genes das vias metabólicas referidas ou a redução significativa da quantidade de mRNA desses mesmos genes também podem conduzir a um aumento do teor lipídico celular. Após a extração dos óleos para a produção de biodiesel, os glúcidos (hidratos de carbono) existentes no bolo vegetal remanescente podem ser utilizados como substrato para a produção de etanol. O dióxido de carbono, resultante do processo de fermentação, pode, por sua vez, ser utilizado na produção de mais biomassa (microalgas), o que permite o funcionamento em sistema fechado e uma otimização de todo o processo bioenergético. Baseado em Tavares, J.E.B., «Cultivo de microalgas do género Botryococcus visando a produção de biodiesel», Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, 2009
Na resposta a cada um dos itens de 1. a 5., 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. Os óleos de reserva existentes nas microalgas são biomoléculas constituídas por (A) aminoácidos. (B) monossacarídeos. (C) ácidos gordos e glicerol. (D) nucleótidos. 2. Na fase não dependente diretamente da luz, as moléculas necessárias para a produção de glúcidos e de óleos são (A) O2, NADPH, ATP. (B) CO2, H2O, ADP. (C) O2, H2O, ADP. (D) CO2, NADPH, ATP. 3. A elevada taxa de reprodução das microalgas exige uma grande produção de (A) proteínas, o que implica o desenvolvimento do retículo endoplasmático rugoso. (B) glicoproteínas, o que implica o desenvolvimento da mitocôndria. (C) fosfolípidos, o que implica o desenvolvimento do retículo endoplasmático rugoso. (D) lípidos, o que implica o desenvolvimento da mitocôndria. 4. A redução da quantidade do mRNA leva à diminuição da (A) transcrição da informação contida nos exões. (B) tradução da informação contida nos exões. (C) transcrição da informação contida nos intrões. (D) tradução da informação contida nos intrões. 5. O aumento do teor lipídico nas microalgas pode ser conseguido através da redução da (A) síntese dos lípidos e do bloqueio das vias anabólicas dos glúcidos. (B) degradação dos lípidos e do bloqueio das vias catabólicas dos glúcidos. (C) síntese dos lípidos e do bloqueio das vias catabólicas dos glúcidos. (D) degradação dos lípidos e do bloqueio das vias anabólicas dos glúcidos. 6. Ordene as letras de A a E, de modo a reconstituir a sequência cronológica dos acontecimentos que, num sistema fechado, permitem a produção de etanol, a partir de glúcidos, e perm item a produção de mais biomassa. A. Formação de moléculas de ácido pirúvico. B. Produção de etanol e CO2. C. Hidrólise de polissacarídeos. D. Redução do CO2 para formar compostos orgânicos. E. Fosforilação da glucose.
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7. Considere os dados seguintes: •• a concentração dos micronutrientes existentes nas células da raiz das plantas é, na m aior parte
dos casos, mais elevada nas células da raiz do que no solo; •• a sobreirrigação dos solos pode conduzir ao se u encharcamento, r eduzindo as trocas gasosas
entre as células da raiz das plantas e o solo. Explique de que modo o encharcamento dos solos pode afetar a acumulação de micronutrientes na raiz das plantas.
Prova 702/2.ª Fase 14 Páginas Duração da Prova: 120 minutos. Tolerância: 30 minutos.
2013 GRUPO II A exposição contínua ao oxigénio (O2), fator essencial à sobrevivência de formas de vida aeróbias, tem como consequência a form ação nos seres vivos de vários tipos de moléculas e de radicais – entre os quais se encontra o peróxido de hidrogénio (H2O2). Considera-se que existe stresse oxidativo quando ocorre um desequilíbrio entre concentrações de moléculas oxidantes e antioxidantes a favor da concentração das moléculas oxidantes, criando uma situação de dano potencial. Apesar de as células terem evoluído no sentido de desenvolverem mecanismos protetores, o stresse oxidativo está relacionado com diversas doenças, como, por exemplo, no caso da espécie humana, o cancro e a doença de Parkinson. Um dos efeitos mais interessantes na resposta ao stresse oxidativo por parte dos organismos, denominado «resposta adaptativa», consiste num aumento da capacidade de sobrevivência à exposição a uma dose letal quando um organismo é previamente exposto a uma dose subletal. Considera-se uma dose letal a que provoca a morte de uma percentagem elevada de organismos de uma população. No Gráfico 1, apresentam-se os resultados de um estudo de sobrevivência de células de leveduras sujeitas a uma concentração de 600 μM de H2 O2 durante 30 minutos e durante 90 minutos. Neste estudo, compararam-se células não adaptadas (controlo) com células adaptadas a 150 μM de H2O2.
Com o objetivo de se investigar a resposta adaptativa em leveduras da espécie Saccharomyces cerevisiae, foi estudada a relação entre as alterações de permeabilidade e a fluidez da membrana plasmática durante a sua adaptação a uma dose subletal de H2O2. A fluidez da membrana plasmática foi determinada através da anisotropia de fluorescência, sabendo-se que, quanto mais altos forem os valores, menos fluida é a membrana plasmática. As medições da anisotropia de fluorescência, traduzidas nos Gráficos 2A e 2B, foram realizadas aos 30 e aos 60 minutos, em células de controlo e em células cultivadas num meio contendo uma dose subletal de 150 μM de H2O2. Nas medições foram utilizadas duas sondas distintas, uma colocada na zona mais interna da membrana – zona apolar da bicamada – (Gráfico 2A) e a outra localizada mais à superfície da membrana (Gráfico 2B).
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Na resposta a cada um dos itens de 1. a 6., 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. Na experiência cujos resultados estão traduzidos no Gráfico 1, o controlo contém células de leveduras que foram colocadas, sequencialmente, (A) num meio sem adição de H2O2 e num meio com uma dose subletal de H2O2. (B) em dois meios, ambos com uma dose subletal de H2O2. (C) em dois meios, ambos sem adição de H2O2. (D) num meio sem adição de H2O2 e num meio com uma dose letal de H2O2.
2. Os resultados traduzidos no Gráfico 1 permitem afirmar que (A) as células adaptadas apresentam um aumento na capacidade de sobrevivência ao longo do tempo. (B) as células de controlo mostram uma maior capacidade de adap tação em situação de stresse adaptativo. (C) a sobrevivência vai diminuindo ao longo do tempo, independentemente das condições do meio. (D) a exposição a uma dose subletal de H2O2 diminui a capacidade de sobrevivência das células. 3. Na membrana plasmática, o transporte mediado de água e de peróxido de hidrogénio ocorre através da zona (A) hidrofílica de proteínas intrínsecas. (B) hidrofóbica de proteínas intrínsecas. (C) hidrofílica de proteínas extrínsecas. (D) hidrofóbica de proteínas extrínsecas. 4. Segundo o modelo de mosaico fluido, proposto por Singer e Nicholson em 1972, a membrana plasmática apresenta (A) uma distribuição homogénea de proteínas. (B) moléculas lipídicas com grande mobilidade lateral. (C) proteínas transportadoras que ocupam posições fixas. (D) glúcidos associados a lípidos na superfície interna. 5. No momento em que células de S. cerevisiae são colocadas em meio hipotónico, verifica-se predominantemente a (A) saída de sais por difusão, uma vez que a pressão osmótica é maior no meio extracelular. (B) entrada de água por osmose, uma vez que a pressão osmótica é maior no meio intracelular. (C) entrada de sais por difusão, uma vez que a pressão osmótica é maior no meio intracelular. (D) saída de água por osmose, uma vez que a pressão osmótica é maior no meio extracelular. 6. Em S. cerevisiae, a produção de moléculas de ATP em vias metabólicas de elevado rendimento energético requer a oxidação de moléculas de (A) glucose, com produção de etanol. (B) lactato na mitocôndria. (C) piruvato no citoplasma. (D) NADH, com produção de H2O. 72
7. Numa situação de stresse oxidativo devido a fatores extrínsecos, a sinalização realizada pela membrana plasmática é extremamente importante na regulação da composição em proteínas da própria membrana. Ordene as letras de A a E, de modo a reconstituir a sequência cronológica dos acontecimentos numa situação de resposta adaptativa a stresse oxidativo em S. cerevisiae. Escreva, na folha de respostas, apenas a sequência de letras. A. Inibição de alguns genes e indução da transcrição de outros. B. Reconhecimento de sinais por glicoproteínas da membrana plasmática. C. Modificações pós-traducionais ao nível do complexo de Golgi. D. Síntese de proteínas pelos ribossomas associados ao retículo endoplasmático. E. Transporte, em vesículas, de proteínas a integrar na membrana plasmática. 8. Explique, com base nos resultados traduzidos nos Gráficos 2A e 2B, de que modo a variação da fluidez da membrana plasmática pode contribuir para regular o fluxo de H2O2 durante a resposta adaptativa em S. cerevisiae. GRUPO IV As leguminosas são plantas vasculares que excretam flavonoides e outras substâncias químicas para o solo. Estas excreções atraem bactérias fixadoras de nitrogénio* atmosférico que induzem na planta a formação de nódulos radiculares, onde as bactérias se alojam e se multiplicam. Os flavonoides também induzem a transcrição de genes nod das bactérias, cujos produtos participam na síntese de moléculas (fatores nod ) responsáveis pela diferenciação dos nódulos radiculares. A fixação biológica do nitrogénio é catalisada pela nitrogenase, enzima facilmente danificada pela presença do oxigénio molecular. As plantas são incapazes de utilizar a forma elementar do nitrogénio, pelo que beneficiam com esta associação, fornecendo, por sua vez, às bactérias os nutrientes necessários à sua sobrevivência. Baseado em Heritage, J. et al ., Microbiologia em Ação, Editora Replicação, 2002 * De acordo com as normas IUPAC, o termo nitrogénio substitui o termo azoto.
Na resposta a cada um dos itens de 1. a 6., 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 nitrogénio captado pela bactéria é fixado sob a forma de ião amónio (NH4+), que rapidamente é convertido em (A) ácidos gordos. (B) glucose. (C) celulose. (D) aminoácidos. 2. A ação direta dos flavonoides induz na bactéria a síntese de (A) DNA. (B) RNA mensageiro. (C) RNA pré-mensageiro. (D) proteínas. 3. A distribuição dos nutrientes orgânicos às bactérias provoca (A) aumento da pressão osmótica no floema. (B) diminuição de fluxo de nutrientes ao longo do floema. (C) saída de água do floema para o xilema radicular. (D) entrada de água no floema a partir do xilema radicular. 4. Os nódulos das raízes apresentam uma típica cor r osada devido à produção de uma forma de hemoglobina, denominada leg-hemoglobina, cuja função é (A) evitar a acumulação de oxigénio livre. (B) atrair bactérias fixadoras de nitrogénio. (C) fornecer oxigénio para as reações anabólicas. (D) oxidar a enzima nitrogenase. 73
