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Estruturas Pedagógicas
Área disciplinar de Biologia e Geologia Ano letivo 2015/2016
FICHA DE AVALIAÇÃO DE BIOLOGIA E
GEOLOGIA (Versão 1)
Ano: 11º Turma: C e D Data: 20.10.2015
Duração
: 100 MINUTOS Classificação: __________________________ O Professor: ___________________________ Enc. Educação: _________________________ Data _______ / ________ / ________ Nome do aluno____________________________________________________Nº__________I
1. No final da década de 1930, o biólogo dinamarquês J. Hammerling interrogava-se sobre o local onde estava armazenada a informação genética na célula eucariótica. De modo a responder a este problema, este investigador realizou uma série de experiências com algas do género Acetabularia, organismos unicelulares onde era possível distinguir diferentes partes (uma base onde se localizava o núcleo, um pedúnculo e um chapéu). Hammerling descobriu que estas algas tinham um enorme potencial de regeneração e que era possível efetuar enxertos entre indivíduos da mesma espécie ou de espécies diferentes. Hammerling usou duas espécies de algas nas suas experiências: Acetabularia mediterrânea (A. mediterrânea) e Acetabularia crenulata (A. crenulata), que apresentam diferenças morfológicas nítidas.
A figura 1 ilustra uma das experiências efetuadas por Hammerling
1.1. Explique de que modo os resultados obtidos por Hammerling, no final da segunda etapa da experiência, permitiram obter uma resposta para o problema identificado no texto. (10 pontos)
1.2. Uma vez que o chapéu formado no final da primeira etapa da experiência correspondia à espécie ________, as suas caraterísticas foram determinadas por moléculas presentes no _____________, após o enxerto. (6 pontos)
A. […] A. crenulata […] citoplasma B. […] A. crenulata […] núcleo
C. […] A. mediterranea […] citoplasma D. […] A. mediterranea […] núcleo
1.3. Suponha que se colocava uma Acetabularia, antes da fase S, num meio contendo um isótopo radioativo, usado na síntese da timina. Após a mitose e citocinese, seria de prever que a timina radioativa fosse localizada em cadeias polinucleotídicas existentes no ________ de _______. (6 pontos)
A. […] hialoplasma […] ambas as células-filhas B. […] hialoplasma […] uma das células-filhas C. […] núcleo […] ambas as células-filhas D. […] núcleo […] uma das células-filhas.
2. Leia atentamente a informação que se segue no documento I e responda. Documento I
2.1. A molécula de DNA é… (6 pontos) A. … um monómero de nucleótidos. B. … um polímero de nucleótidos.
C. … uma cadeia simples polipeptídica. D. … uma hélice dupla polipeptídica.
2.2. Qual das seguintes sequências pertence, inequivocamente, a uma molécula de DNA? (6 pontos) A. AGGATGAGT
B. GAGCAGACG
C. AAUCCGAGC D. CGCCCAAGC
2.3. Selecione a alternativa que permite preencher os espaços, de modo ao obter uma afirmação correta. (6 pontos)
As regiões não codificantes do gene são _____ nas células eucarióticas, durante o processo de ______ e inexistentes nas células procarióticas.
A. […] importantes […] replicação B. […] dispensáveis […] transcrição
C. […] importantes […] síntese proteica D. […] dispensáveis […] processamento
2.4. O sangue é muito utilizado em teste fingerprint. (6 pontos)
Selecione a opção que identifica os componentes celulares desse tecido que podem ser usados nestes testes.
A. Todos.
B. As hemácias e os leucócitos.
C. Apenas as hemácias. D. Apenas os leucócitos. DNA fingerprint (ou impressões digitais do século XXI?)
Pode isolar-se DNA humano a partir de uma grande variedade de produtos biológicos. O material mais utilizado é o sangue mas também a saliva, o cabelo ou o suor podem deixar desvendar esta marca tão particular.
Em ciência forense o estudo de toda a molécula de DNA tornava o processo muito moroso e ineficaz porque são analisadas regiões não codificantes de genes essenciais e aí surgem sequências de tal modo raras que a probabilidade de dois indivíduos terem as sequências analisadas iguais é de 1 em 100 milhões.
2.5. Relacione as sequências codificantes de um gene com a “produção” de uma proteína específica de uma célula humana, por exemplo a hemoglobina, explicitando onde ocorrem na célula, as sucessivas etapas. (10 pontos)
2.6. Classifique como verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das seguintes afirmações. (9 pontos)
A. Os dados das investigações de Erwin Chargaff forneceram evidências sobre a ligação entre as bases azotadas do DNA.
B. O teor de adenina é constante em todos os seres vivos. C. A adenina e a guanina são bases púricas.
D. Dois nucleótidos de cadeias complementares ligam-se entre si por duas pontes de H. E. A complementaridade de bases só ocorre durante a replicação.
F. O diâmetro da molécula de DNA é variável de individuo para indivíduo. G. No DNA há tantas bases púricas como pirimídicas.
H. Os nucleótidos da mesma cadeia simples ligam-se entre si através da pentose e do grupo fosfato.
2.7. Selecione a alternativa que permite completar a afirmação seguinte: (6 pontos)
Uma região não codificante de DNA contém 40% de adenina. A percentagem de citosina + guanina na mesma região é… A. … 40%. B. … 20%. C. … 60%. D. … impossível de determinar. II
1. Em 1961, Marshall Niremberg e James Matthei foram os autores do primeiro grande avanço na decifração do código genético. Nas suas experiências utilizaram extratos celulares da bactéria
Escherichia coli e oligonucleótidos sintéticos, em vez de mRNA natural, como informação padrão
para a síntese proteica.
Com o extrato celular de E. coli, preparou-se um sistema de reação completo com todos os componentes necessários à síntese proteica, incluindo um RNA sintético formado apenas com nucleótidos de uracilo (poli-U). Foram realizados vários ensaios, nos quais se testou individualmente cada um dos 20 aminoácidos. Para tal, o aminoácido testado encontrava-se marcado radioativamente. Na tabela 1, está registada a incorporação nas proteínas, em diferentes condições experimentais, do aminoácido fenilalanina marcado radioativamente. Aos ensaios 2 e 4 não foram adicionados, respetivamente, poli-U e ATP. No ensaio 3 foram extraídos os ribossomas. Os ensaios 5 e 6 e os ensaios 7 e 8 continham, respetivamente, os antibióticos puromicina e cloranfenicol e as enzimas hidrolíticas RNAase e DNAase.
Noutras experiências, Nirenberg e Matthaei mostraram que a síntese de um péptido constituído por resíduos do aminoácido lisina estava dependente da adição de poli-A, um RNA formado apenas por nucleótidos de adenina, ao sistema de reação; o mesmo acontecia com a adição de poli-C, um
RNA formado apenas com nucleótidos de citosina, que era específico para a síntese de um péptido constituído apenas pelo aminoácido prolina.
Gobind Khorana, agraciado com o Prémio Nobel da fisiologia ou Medicina em 1968, tal como Marshall Nirenberg, realizou diversas experiências que contribuíram definitivamente para a decifração do código genético. A partir de polímeros de ribonucleótidos, de sequência conhecida, demonstrou que a repetição de dois nucleótidos alternados n vezes, por exemplo (UC)n, contem informação necessária à síntese do péptido (Ser-Leu)n, em que UCU codificava a incorporação do aminoácido serina e CUC codificava a incorporação do aminoácido leucina.
ENSAIO CONDIÇÕES EXPERIMENTAIS RADIOATIVIDADE
EMITIDA POR mg DE PROTEINA POR MINUTO
1 Sistema de reação completo 29 500
2 Sistema de reação sem adição de poli-U 70
3 Sistema de reação sem adição de ribossomas 52
4 Sistema de reação sem adição de ATP 83
5 Sistema de reação completo com adição de puromicina 7100 6 Sistema de reação completo com adição de cloranfenicol 15 550 7 Sistema de reação completo com adição de RNAase 120 8 Sistema de reação completo com adição de DNAase 27 600
Baseado em M. W Nirenberg e J. H. Matthaei, «The dependence of cell-free protein sythesis in E. coli upon natural occuring or sythetic polyribonucleotides, Proceeding of the National Academyof Science, 47, 1961 e em www.nobelprize.org/nobel_prizes/medecine/laureates/1968/khorana-lecture .html 1.1. A etapa de síntese proteica evidenciada nas experiências de Nirenberg e Matthaei é designada
por… (6 pontos) A. … tradução. B. … transcrição.
C. … replicação. D. … processamento.
1.2. De acordo com os resultados registados na Tabela 1, a síntese de um péptido de fenilalanina é independente de… (6 pontos)
A. … ribossomas. B. … ATP.
C. … DNA. D. … poli-U
1.3. As experiências de Bobind Khorana demostraram que a informação utilizada diretamente na síntese de um péptido se encontra nas sequência de conjuntos de … (6 pontos)
A. … três bases de DNA. B. … três bases de RNA.
C. … duas bases de DNA. D. … duas bases de RNA.
1.4. Os tRNA que transportam os aminoácidos fenilalanina e lisina apresentam, respetivamente, os anticodões… (6 pontos)
A. … UUU e AAA. B. … AAA e TTT.
C. … TTT e AAA. D. … AAA e UUU.
1.5. Mutantes de E. coli sem porinas – proteínas intrínsecas da membrana plasmática – são resistentes ao cloranfenicol, indiciando que a penetração desta substância na bactéria ocorre… (6 pontos) A. … por intermédio de canais hidrófilos.
B. … com gasto de moléculas de ATP. C. … contra o gradiente de concentração. D. … através da bicamada fosfolipídica
1.6. Estudos recentes mostram que a puromicina pode ser utilizada como agente antitumoral.
Explique, fazendo referência aos resultados registados na tabela 1, por que razão a puromicina pode ser utilizada no tratamento de tumores. (10 pontos)
III
1. A mutação de um gene pode acarretar modificações importantes na atividade biológica da proteína codificada por esse gene.
Considere a estrutura de mRNA de um péptido e sua estrutura alterada:
5’AUG UGG UUU GCA CAC AAA UGA UAA 3’ (gene normal) 5’AUG UGG UUU GAA CAC AAA UGA UAA 3´ (gene alterado)
1.1. A sequência de DNA que serviu para transcrever o mRNA normal e mutado respetivamente é: (6 pontos)
A. 3’ TAC ACC AAA CGT GTG TTT ACT ATT 5’ 3’ TAC ACC AAA CTT GTG TTT ACT ATT 5´ B. 5’ TAC ACC AAA CGT GTG TTT ACT ATT 3’ 5’ TAC ACC AAA CTT GTG TTT ACT ATT 3’ C. 3’ TAC ACC AAA CTT GTG TTT ACT ATT 5’ 3’ TAC ACC AAA CGT GTG TTT ACT ATT 5’ D. 5’ TAC ACC AAA CTT GTG TTT ACT ATT 3’ 5’ TAC ACC AAA CGT GTG TTT ACT ATT 3’
1.2. Com base no código genético, indique a composição da cadeia polipeptídica correspondente ao gene normal. (10 pontos)
Tabela II – Código genético
1.3. Considerando que a cadeia polipeptídica acima referida pertence a uma proteína composta por 100 aminoácidos, indique o número mínimo de… (9 pontos)
a) …nucleótidos do gene que a codifica. b) … codogenes para a sua síntese. c) … codões para a sua síntese
1.4. Refira qual o codogene que sofreu mutação. (5 pontos)
1.5. Classifique a mutação representada. (5 pontos)
1.6. Identifique o anticodão do aminoácido da cadeia polipeptídica mutada. (5 pontos)
IV
1. Alguns tipos de células podem ser removidas do organismo e cultivados em meios nutritivos artificiais.
Células epiteliais de coelho, em diferentes fases do ciclo celular, foram expostas durante alguns minutos a timidina radioativa (nucleótido de timina). A sua posterior observação, destinada a avaliar a incorporação do nucleótido, feito pela técnica de autorradiografia (impressão em película fotográfica), mostrou que o padrão de radioatividade permaneceu difuso em todos os estados do ciclo celular, exceto nas células em período S. Nestas, a radioatividade concentrou-se no núcleo. A figura 3 representa esquematicamente os resultados obtidos na experiência.
Figura 3
1.1. O objetivo da experiência apresentada foi estabelecer o período do ciclo celular em que ocorre a… (6 pontos)
A. … replicação do material genético. B. … biossíntese de proteínas.
C. … duplicação dos centríolos.
D. … formação do fuso acromático.
1.2. A utilização de marcadores radioativos na experiencia serviu para… (6 pontos) A. … matar a célula, de modo a estudar as estruturas envolvidas no ciclo celular. B. … aumentar a capacidade de incorporação de moléculas pela célula.
C. … seguir o percurso das moléculas marcadas dentro da célula. D. … diminuir a velocidade com que o ciclo celular ocorre.
1.3. Se na experiência apresentada, fosse utilizado nucleótido de adenina radioativo em vez de timidina radioativa, os resultados seriam inconclusivos, porque o nucleótido…. (6 pontos)
A. … de timina é o seu complementar. B. … de adenina só existe no DNA. C. … de adenina só existe no RNA.
1.4. A Utilização de células em diferentes fases do ciclo celular permite a validação dos resultados se…. (6 pontos)
A. … forem constantes a concentração de timidina e o tempo de exposição.
B. … for constante a concentração de timidina e for favorável o tempo de exposição.
C. … for variável a concentração de timidina radioativa e for constante o tempo de exposição. D. … forem variáveis a concentração de timidina radioativa e o tempo de exposição.
1.5. Relacione, tendo em conta os resultados obtidos na experiência apresentada, a incorporação de timidina no período S com o processo de divisão da célula por mitose. (15 pontos)
