PROVA DE INGRESSO IFSC PÓS GRADUAÇÃO EM FÍSICA ÁREA: FÍSICA APLICADA SUB ÁREA: FÍSICA BIOMOLECULAR. 20 de outubro de º semestre de 2010

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PROVA DE INGRESSO ‐ IFSC PÓS‐GRADUAÇÃO EM FÍSICA ÁREA: FÍSICA APLICADA SUB‐ÁREA: FÍSICA BIOMOLECULAR 20 de outubro de 2009 1º semestre de 2010 Número de Inscrição (anote este número em TODAS as folhas da prova):____________ Instruções: A prova contém 15 questões de múltipla escolha (peso 5) e 5 questões discursivas (peso 5) e que abrangem os conteúdos de Biologia/Bioquímica e Física descritos no edital do presente processo seletivo. As questões de múltipla escolha devem ser respondidas no gabarito abaixo. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

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Questões de Múltipla Escolha 1. Sobre as células, qual das seguintes afirmativas está incorreta? (a) O DNA bacteriano é encontrado no citosol. (b) Todas as células de um mesmo organismo têm o mesmo número de cromossomos (exceto as células gaméticas). (c) O citosol contém organelas envolvidas por membranas, como os lisossomos. (d) Nos lisossomos e peroxissomos há degradação de materiais indesejados. (e) As mitocôndrias estão envolvidas por uma dupla membrana. 2. A respeito do processo de desnaturação térmica de uma dupla‐fita de DNA indique a alternativa correta. (a) A temperatura de fusão da dupla‐fita aumenta linearmente com a fração molar de pares de bases A‐T. (b) A absorbância de radiação ultravioleta de uma solução contendo DNA desnaturado é menor que aquela com DNA nativo.

(c) Um DNA desnaturado termicamente será sempre renaturado quando a temperatura da solução for esfriada abaixo da temperatura de fusão.

(d) A temperatura de fusão de uma dupla fita de DNA em solução é definida como a temperatura na qual se inicia o processo de degradação das ligações fosfatos da fita de DNA. (e) nenhuma das anteriores

3. Assinale a alternativa correta:

(a) O sítio ativo de uma enzima geralmente ocupa uma pequena porção de sua superfície. (b) Motivos estruturais regulares em proteínas, conhecidos como ‐hélice e folha‐ são

mantidos principalmente por interações hidrofóbicas.

(c) a cromatografia de exclusão molecular separa moléculas de acordo com sua carga intrínseca. (d) A possibilidade de arranjos lineares de aminoácidos é tamanha que raramente ocorre a

evolução de uma proteína a partir de outra pré‐existente. (e) todas estão incorretas. 4. Qual das seguintes características contribui para a rigidez estrutural da celulose? (a) polímeros adjacentes de glicose são estabilizados por ligações de hidrogênio. (b) resíduos de glicose são unidos por ligações (1→4). (c) celulose é uma molécula altamente ramificada (d) a conformação do polímero de glicose é uma hélice. (e) polímeros adjacentes são unidos covalentemente por pequenos peptídeos. 5. Analise a figura abaixo e assinale a alternativa que corresponde ao número de ligações peptídicas presentes nesta molécula.

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(a) Três (b) Quatro (c) Cinco (d) Sete (e) Onze

6. Amostras de ácidos nucléicos foram isolados de três organismos diferentes. Os ácidos nucléicos têm as seguintes proporções de bases:

A T U G C A+T/G+C A+G/C+T

Amostra 1 29 19 0 22 30 0,92 1 Amostra 2 24 0 16 24 36 0,4 1,3 Amostra 3 17 17 0 33 33 0,5 1 Qual(is) das amostras é(são) DNA e qual delas tem a maior temperatura de fusão (Tm)? (a) 1 e 3; 1 (b) 1, 2 e 3; 3 (c) 1; 2 (d) 1 e 3; 3 (e) 2 e 3; 2 7. Uma molécula anfipática significa: (a) molécula ramificada, com pelo menos dois pontos de ramificação.

(b) molécula que tem uma região carregada positivamente e outra região que é carregada negativamente. (c) molécula associada à bicamada lipídica. (d) molécula que tem uma região polar e outra não‐polar. (e) molécula que tem dois tipos diferentes de ligação. 8. Um satélite de massa m está em órbita circular de raio R em torno de um planeta de massa M. O tempo necessário para uma revolução é: (a) independente de M (b) proporcional a m1/2 (c) linear em R (d) proporcional a R3/2 (e) proporcional a R2 9. Uma particular livre com energia cinética inicial E e comprimento de onda de de Broglie  entra em uma região em a energia potencial vale V. Qual o novo comprimento de onda de de Broglie dessa partícula? (a)  (1 + E/V) (b)  (1 ‐ V/E) (c)  (1 ‐ E/V)‐1 (d)  (1 + V/E)1/2 (e)  (1 ‐ V/E)‐1/2

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10. As figuras abaixo representam a imagem projetada num anteparo por um feixe de laser que atravessa dois slides, A e B. Figura produzida com o slide A Figura produzida com o slide B

Na primeira, correspondente ao slide A, observa‐se uma mancha central alongada e contínua, enquanto na segunda, correspondente ao slide B, observa‐se que a mancha central é fragmentada em espaços claros e escuros, eqüidistantes. Dessas observações, pode‐se concluir que o slide A é uma: (a) fenda simples, enquanto o slide B é uma fenda dupla. (b) fenda simples, enquanto o slide B é uma rede de difração. (c) rede de difração, enquanto o slide B é uma fenda simples. (d) fenda dupla, enquanto o slide B é uma fenda simples. (e) fenda dupla, enquanto o slide B é um orifício.

11. Numa classe de 10 estudantes fazendo uma prova, cada estudante libera cerca de 200 W de potência na forma de calor. Tendo a sala dimensões 6 m por 15 m por 3 m e que temperatura inicial de 20oC, pergunta‐se: qual a temperatura da sala após 1 hora de prova. Assumir que não há troca de calor entre a sala e o exterior dela, ou seja, todo calor produzido fica dento da mesma. Dados:

car=837 J/kg.oC ; ar=1,3 kg/m3. (a) 39,0 oC (b) 44,5 oC (c) 47,5 oC (d) 49,0 oC (e) 53,5 oC 12. A luz de um laser incide sobre um par de fendas muito estreitas e separadas por 0,5 m. Com isso, franjas brilhantes separadas por 1,0 mm são observadas em uma tela distante. Se a freqüência do laser é dobrada, qual será a separação das franjas brilhantes? (a) 0,25 mm (b) 0,50 mm (c) 1,00 mm (d) 2,00 mm (e) 2,50 mm

13. O diagnóstico precoce de doenças graves, como o câncer, aumenta de maneira significativa a chance de cura ou controle da doença. A tomografia de Ressonância Magnética Nuclear é uma técnica de diagnóstico médico que utiliza imagens obtidas a partir da absorção de radiofreqüência pelos prótons do hidrogênio quando submetidos a um campo magnético. A condição necessária para que a absorção ocorra, chamada de condição de ressonância, é dada pela expressão f = B, sendo f a freqüência da radiação, B o campo magnético na posição do próton, e   42 MHz/Tesla. Para se mapear diferentes partes do corpo, o campo magnético aplicado varia com a posição ao longo do corpo do paciente. Observa‐se que a radiação com freqüência 63 MHz é absorvida quando o paciente é submetido a um campo magnético conforme a figura abaixo. Em que posição x do corpo do paciente esta absorção ocorre?

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(a) 0 cm (b) 0,50 cm (c) 0,75 cm (d) 1,00 cm (e) 1,05 cm 0.0 0.5 1.0 1.5 1.47 1.48 1.49 1.50 1.51 1.52 B ( T ) x (cm)

14. Uma pedra é arremessada horizontalmente, com velocidade de 20 m/s, do alto de uma ponte que está 16 m acima da superfície da água. Qual o módulo da velocidade da pedra ao atingir a água? (a) 12,4 m/s (b) 19,5 m/s (c) 26,7 m/s (d) 31,1 m/s (e) 35,2 m/s 15. O gráfico abaixo representa oscilações diferentes numa corda. Pode‐se afirmar que a oscilação: (a) B e C têm a mesma freqüência e a mesma amplitude. (b) A tem a metade da freqüência de C e o dobro da sua amplitude. (c) B tem a mesma freqüência de D e a metade de sua amplitude. (d) C tem a metade da amplitude de D e o dobro de sua freqüência. (e) A tem o dobro da freqüência de B e a mesma amplitude.

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Questões Discursivas

1. Diferenças quantitativas na atividade biológica entre dois enantiômeros de um composto são algumas vezes muito grandes, por exemplo, o isômero D da droga isoproterenol, utilizado para tratar asma leve, é 50 a 80 vezes mais efetivo como broncodilatador que o isômero L. Identifique o centro quiral no isoproterenol. Por que os dois enantiômeros tem atividades tão diferentes? 2. Explique por que animais que vivem em baixas temperaturas geralmente têm mais ácidos graxos polinsaturados do que aqueles que vivem em temperaturas amenas. 3. Um modelo clássico para moléculas diatômicas é constituído por duas massas (m1 e m2) unidas por uma mola de constante k, como mostrado na figura abaixo. (a) Escreva as equações correspondentes à 2a lei de Newton para cada uma das massas. (b) Escreva a coordenada do centro de massa do sistema e, com base nas equações do item (a), determine qual o estado de movimento do mesmo. (c) Subtraia convenientemente as equações do item (a) e encontre uma equação do tipo oscilador harmônico que corresponde a um movimento análogo ao das duas massas. Qual a freqüência desta oscilação? (d) Sabendo que a molécula de CO pode ser representada dessa maneira com k=9,5×103 N/m, m(C12)=2 ×10‐26 kg, m(O16)=2,7×10‐26 kg, calcule a freqüência de vibração.

4. Um carrinho desliza do alto de uma montanha russa de 5 m de altura, com atrito desprezível. Chegando ao ponto A, ele é freado pelo terreno AB coberto com areia (v. figura abaixo), parando em 1,25 s. Qual é o coeficiente de atrito cinético entre o carrinho e a areia? 5. No modelo de Bohr do átomo de hidrogênio, o elétron, de carga –e (e=1,60 × 10–19 C) e massa m = 9,11 × 10‐31 kg, descreve órbitas circulares em torno do próton, de carga +e e massa 1840m. A única força que atua é a atração coulombiana. A hipótese básica de Bohr foi que a magnitude L do momento angular do elétron não pode assumir valores arbitrários, mas tão somente os valores “quantizados” Ln = n (n=1,2,3,...), onde  = 1,05 × 10– 34 J.s. (a) Calcule o raio de Bohr r1 da órbita com n=1 e exprima o raio rn da órbita associada com Ln em função de rn. (b) Calcule, em eV, a energia de E1 da órbita com n=1 e exprima En em função de E1. (Dado: 1 eV = 1,6 × 10–19 J).

x

O

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PROVA DE INGRESSO ‐ PÓS‐GRADUAÇÃO EM FÍSICA ÁREA: FÍSICA APLICADA OPÇÃO: FÍSICA BIOMOLECULAR 20 de outubro de 2009 1º semestre de 2010 Resposta Questão 1:

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