Direção-Geral dos Estabelecimentos Escolares Direção de Serviços da Região Centro
Área disciplinar de Biologia e Geologia Ano letivo 2015/2016
FICHA DE AVALIAÇÃO DE BIOLOGIA E
GEOLOGIA
Ano: 11º Turma: C e D Data: 23/02/2016
Duração
: 100 MINUTOS Classificação: __________________________ O Professor: ___________________________ Enc. Educação: _________________________ Data _______ / ________ / ________ Nome do aluno____________________________________________________Nº__________VERSÃO 2
Grupo I
Expressão génica em Candida 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, modifica 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.
Na resposta a cada um dos itens de 1 a 6, selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta.
1. Segundo a classificação de Whittaker modificada (1979), Candida albicans pertence ao reino Fungi e é um ser
(A) eucarionte heterotrófico. (B) procarionte fotossintético. (C) procarionte quimiossintético. (D) eucarionte autotrófico. (Pontos)
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 leucina. (D) tRNA que transportava a serina. 3. A proteína alterada resultou diretamente da
(A) transcrição do DNA. (B) tradução do DNA. (C) transcrição do mRNA. (D) tradução do mRNA.
4. A reprodução por gemulação em Candida albicans predomina quando as condições do meio são
(A) desfavoráveis, e envolve processos de divisão meiótica. (B) favoráveis, e envolve processos de divisão mitótica. (C) favoráveis, e envolve processos de divisão meiótica. (D) desfavoráveis, e envolve processos de divisão mitótica.
5. As espécies fortemente patogénicas do género Candida, relativamente às restantes espécies do mesmo género, assinaladas na Tabela 1, apresentam
(A) menor valor AT/GC e possuem pares de cromossomas homólogos. (B) maior valor AT/GC e não possuem pares de cromossomas homólogos. (C) menor valor AT/GC e não possuem pares de cromossomas homólogos. (D) maior valor AT/GC e possuem pares de cromossomas homólogos.
6. 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. Utilize cada letra e cada número apenas uma vez.
COLUNA A COLUNA B
(a) Retículo endoplasmático rugoso (b) Vesículas golgianas
(c) Mitocôndria
(d) Membrana plasmática (e) Complexo de Golgi
(1) Oxidação de compostos orgânicos. (2) Fixação de dióxido de carbono. (3) Absorção de micromoléculas. (4) Digestão de substâncias orgânicas. (5) Endocitose de enzimas digestivas.
(6) Transporte e exocitose de enzimas digestivas. (7) Maturação de enzimas hidrolíticas.
(8) Síntese e transporte de proteínas. (5)
(5)
(5)
(5)
7. Explique por que razão se pode admitir que, perante uma mudança ambiental, Candida albicans apresente vantagem competitiva sobre Candida lusitaniae.
Grupo II
O Beagle num tubo de ensaio
A utilização de populações de microrganismos de ciclo de vida curto permite estudar a evolução em "tempo real". Baseado nesta premissa, Richard Lenski iniciou, em 1988, uma experiência de seleção que ainda dura até aos dias de hoje.
O desenho experimental é surpreendentemente simples: 12 populações da bactéria Escherichia coli, geneticamente iguais, foram cultivadas em tubos idênticos, contendo um meio líquido com glicose como única fonte de alimento e suficiente para alimentar a população de bactérias por 24 horas. Todos os dias, 1% de cada população foi transferida para um novo tubo com glicose suficiente para alimentar a população de bactérias por mais 24 horas e assim sucessivamente, até à atualidade.
Em 1994, 10 000 gerações depois, Lenski pretendeu avaliar as alterações na capacidade de adaptação ao meio das populações que "evoluíram" nos tubos de ensaio. Para isso, colocou amostras das populações que evoluíram com amostras das populações ancestrais (iguais às utilizadas no início da experiência), na proporção de 1:1, nas mesmas condições experimentais utilizadas anteriormente para os ciclos de crescimento de 24 horas. Dessa forma promoveu a competição entre as bactérias dos dois tipos e, pela frequência de cada uma na população total, era possível avaliar a que apresentava maior aptidão (para identificar as duas populações foi utilizado um marcador genético de cor). As amostras da mistura foram cultivadas em meios sólidos que permitiram que as colónias derivadas das bactérias evoluídas e ancestrais pudessem ser distinguidas com base na sua cor. A mudança na proporção dos dois tipos foi, então, usada para estimar a aptidão das linhas que evoluíram em relação ao ancestral. Os resultados revelaram que a aptidão relativa das 12 populações experimentais tinha aumentado em cerca de 40%. E este aumento refletiu-se de duas formas: as populações passaram a crescer mais rapidamente em sucessivos tubos e o tamanho celular médio quase que duplicou.
(Pontos) (15)
Figura 1. Representação esquemática simplificada da experiência de Lenski.
(Baseado em http://www.nature.com/nature/journal/v457/n7231/box/nature07892_BX1.html)
Na resposta a cada um dos itens 1 a 6, selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta.
1. Ao misturar os dois tipos de bactérias, Lenski usou as mesmas condições experimentais utilizadas anteriormente para os ciclos de crescimento de 24 horas,
(A) para garantir que as bactérias da população evoluída fossem as mais aptas
naquele meio.
(B) para que as bactérias da população que evoluiu nesse meio estivessem bem
adaptadas a ele.
(C) para garantir que os resultados fossem apenas decorrentes da capacidade
diferencial de adaptação das duas populações.
(D) porque a glicose se revelou essencial ao crescimento das bactérias. 2. Como as 12 populações iniciais eram geneticamente idênticas,
(A) a única fonte de variação para a seleção natural agir foram as novas mutações
que ocorreram.
(B) a seleção natural não pôde atuar.
(C) a única fonte de variação para a seleção natural agir foi o tamanho das bactérias
da população inicial.
(D) a única fonte de variação para a seleção natural agir foi a recombinação génica
resultante da reprodução.
3. Lenski verificou que as bactérias que "evoluíram" na experiência tinham
(A) maior aptidão para aquele meio, porque eram maiores do que as ancestrais. (B) menor aptidão para aquele meio, porque em competição com as ancestrais se
tornaram mais numerosas.
(C) menor aptidão para aquele meio, porque eram maiores do que as ancestrais. (D) maior aptidão para aquele meio, porque em competição com as ancestrais se
tornaram mais numerosas.
(5)
(5)
4. Na experiência de Lenski, a seleção natural favoreceu as bactérias que
(A) se "esforçaram" por aumentar de tamanho e se reproduziram mais rapidamente. (B) sofreram mutações que lhes conferiam maior tamanho e ciclos reprodutivos mais
curtos.
(C) na população inicial tinham maior tamanho e maior capacidade reprodutiva. (D) sofreram maior número de mutações.
5. O fundo genético da população usada na evolução experimental alterou-se devido à ocorrência de
(A) mutações e seleção natural. (B) deriva genética e seleção natural. (C) seleção natural do tipo disruptivo. (D) mutações e migrações.
6. Podemos considerar que a seleção natural do tipo estabilizador é antievolucionista, porque
(A) aumenta a variabilidade genética de uma população.
(B) para determinado gene, aumenta a frequência dos seus alelos "extremos". (C) os fenótipos de maior adaptabilidade estão separados por um fenótipo
intermediário de menor adaptabilidade.
(D) torna o fundo genético de uma população mais homogéneo.
7. Estabeleça a sequência correta dos acontecimentos seguintes relacionados com a evolução ocorrida na experiência de Lenski.
A. Durante a replicação do DNA associada à bipartição ocorrem erros.
B. Na população de bactérias surgem indivíduos de maior tamanho com maior
capacidade reprodutiva.
C. Em cada geração reproduzem-se mais indivíduos maiores e com maior
capacidade reprodutiva.
D. A população de bactérias não apresenta diferenças genéticas.
E. A população é toda constituída por indivíduos que apresentam maior aptidão
relativa para o meio.
______/_______/______/______/______ (Pontos) (5) (5) (5) (9)
8. Os avanços nas diferentes áreas das ciências biológicas e das tecnologias forneceu um
conjunto de conhecimentos que permitiram reformular a teoria darwinista da evolução, naquilo que ficou conhecido como teoria sintética da evolução ou neodarwinismo.
Indique as principais limitações da teoria darwinista e explique como no neodarwinismo são esclarecidos esses aspetos.
9. Devido à caça predatória, no final do século XIX, a população de elefantes-marinhos do
Norte estava reduzida a 20 indivíduos. Várias medidas permitiram inverter esta tendência e, na atualidade, a população destes animais cresceu para cerca de 30 000 indivíduos.
Considerando o seu fundo genético, explique por que motivo esta população deverá ter uma aptidão evolutiva menor que a população de elefantes-marinhos do Sul, cuja população não sofreu esta oscilação no números de indivíduos.
(15)
Grupo III
Evolução de alguns mamíferos aquáticos
A Figura 2 ilustra uma possível relação filogenética entre diferentes vertebrados: um tubarão, um ictiossauro (réptil extinto) e um golfinho.
Figura 2
Na resposta a cada um dos itens de 1 a 7, selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta.
1. Relativamente aos dados da figura 2, é possível afirmar que
(A) o ictiossauro pode ser considerado um fóssil de transição entre Peixes e
Mamíferos.
(B) as barbatanas peitorais do tubarão e os membros anteriores do ictiossauro
desempenham idêntica função, sendo consideradas estruturas análogas.
(C) de acordo com Cuvier, a extinção do ictiossauro pode ser explicada pela
incapacidade de adaptação da espécie, perante uma mudança do ambiente.
(D) a evolução de vários grupos de Vertebrados a partir de uma espécie ancestral é
um exemplo de evolução convergente.
2. De acordo com a classificação dos organismos de Whittaker modificada, o reino Animalia distingue-se dos restantes reinos por
(A) todos os organismos desempenharem o papel de macroconsumidores nos
ecossistemas.
(B) todos os indivíduos apresentarem tecidos muito especializados. (C) todos os indivíduos que o integram serem eucariontes multicelulares. (D) poder englobar organismos que obtêm alimento por ingestão.
3. Os estudos científicos permitiram reunir um elevado conjunto de provas a favor da ocorrência da evolução. Constitui um argumento a favor do evolucionismo a
(A) semelhança anatómica entre estruturas de seres de espécies diferentes. (B) exploração de ambientes semelhantes por grupos taxonómicos distintos. (C) lei da herança dos carateres adquiridos.
(D) existência de plantas e animais aquáticos e terrestres. (Pontos)
(5)
(5)
4. A circulação nos mamíferos é dupla e
(A) completa, permitindo uma menor eficiência na oxigenação dos tecidos. (B) incompleta, permitindo uma menor eficiência na oxigenação dos tecidos. (C) completa, permitindo uma maior eficiência na oxigenação dos tecidos. (C) incompleta, permitindo uma maior eficiência na oxigenação dos tecidos.
5. Com base nos dados da figura 2, é expectável considerar que o sistema de trocas gasosas evoluiu, do organismo mais primitivo, de uma hematose
(A) pulmonar para uma hematose traqueal típica dos répteis.
(B) branquial sem oxigenação do sangue para uma hematose pulmonar nos
golfinhos.
(C) cutânea para uma hematose traqueal típica dos répteis. (D) branquial para uma hematose pulmonar nos golfinhos. 6. Na maioria dos Répteis e dos Mamíferos
(A) a hematose traqueal contribui para uma eficiente oxigenação das células. (B) o revestimento do corpo contribui para a manutenção da temperatura corporal
constante.
(C) a fecundação interna permite a reprodução em ambiente terrestre.
(D) o predomínio de ácido úrico como produto de excreção azotado permite a
economia de água.
7. No processo de excreção dos tubarões
(A) ocorre excreção de elevadas quantidades de água, formando uma urina diluída. (B) a urina formada é muito concentrada em sais.
(C) ocorre libertação de amónia e ácido úrico. (D) não ocorre reabsorção de água.
Grupo IV
O Ornithorhynchus anatinus é a única espécie de ornitorrinco ainda viva. As características quase antagónicas deste grupo – corpo coberto de pelo, reprodução por ovos, alimentação das crias com leite mas sem mamilos, bico semelhante ao de uma ave e esporões que produzem veneno nas patas
traseiras dos machos – têm fascinado os cientistas desde que foi descoberto. Com que classes
Ornithorhynchus anatinus estará mais relacionado geneticamente? Com os membros da Classe Anfíbios, da Classe Aves ou da Classe Mamíferos?
Para responder a esta questão, foi realizada uma investigação baseada nos genes que estão associados à produção da enzima lactase (LCT), devido à importância desta enzima para os mamíferos, dado que apenas estes produzem leite com lactose para alimentar as suas crias.
O gene LCT foi pesquisado em vários seres: Mus musculus (rato-doméstico), Bos taurus (vaca), Gallus gallus (galinha), Xenopus laevis (rã-africana), Homo sapiens (Homem) e Ornithorhynchus anatinus (ornitorrinco). Os investigadores ficaram surpreendidos com a presença da enzima lactase nos organismos Xenopus laevis e Gallus gallus, dado que estes não são mamíferos e não produzem leite. Na árvore filogenética representada na figura 3, pode observar-se as relações evolutivas entre os seres estudados. Na árvore filogenética, a proximidade de um organismo com outro reflete como este está relacionado com o outro organismo.
Adaptado de Morrell, Mia, Phylogenetic Relationships of Ornithorhynchus anatinus.
Figura 3. Árvore filogenética sobre o gene LCT.
(5)
(5)
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1. O estudo apresentado sugere que o ornitorrinco, relativamente ao gene para a enzima
lactase, se encontra mais próximo filogeneticamente da espécie
(A) Bos taurus, porque apresenta, em relação a esta, maior número de nucleótidos
diferentes no LCT.
(B) Xenopus laevis, porque apresenta, em relação a esta, menor número de
nucleótidos diferentes no LCT.
(C) Bos taurus, porque apresenta, em relação a esta, menor número de nucleótidos
diferentes no LCT.
(D) Xenopus laevis, porque apresenta, em relação a esta, maior número de
nucleótidos diferentes no LCT.
2. Na árvore filogenética, as bifurcações correspondem a momentos de
(A) divergência evolutiva, revelados por diferenças na sequência de nucleótidos do
gene da lactase.
(B) convergência evolutiva, revelados por semelhanças na sequência de nucleótidos
do gene da lactase.
(C) divergência evolutiva, revelados por semelhanças na sequência de nucleótidos
do gene da lactase.
(D) convergência evolutiva, revelados por diferenças na sequência de nucleótidos do
gene da lactase.
3. As características do ornitorrinco, genes parecidos com os de outros mamíferos, mas também com os de répteis e de aves, permitem que se considere a seguinte hipótese:
(A) ser uma espécie em vias de extinção.
(B) pode ajudar no estudo da evolução dos mamíferos.
(C) ser um ancestral direto dos répteis. (D) ser um fóssil vivo.
4. O diagrama da figura 3 representa um sistema de classificação (A) vertical com base em argumentos citológicos.
(B) horizontal com base em argumentos citológicos. (C) vertical com base em argumentos bioquímicos. (D) horizontal com base em argumentos bioquímicos.
5. Segundo o sistema de classificação de Whittaker modificado, os mamíferos como o ornitorrinco pertencem, inequivocamente, ao Reino Animalia por apresentarem
(A) células eucarióticas e nutrição por absorção. (B) mobilidade e nutrição por ingestão.
(C) multicelularidade e tecidos especializados. (D) diferenciação tecidular elevada e heterotrofia.
6. A designação Ornithorhynchus anatinus refere-se ao taxon
(A) género, porque apresenta nomenclatura binominal, sendo o segundo o nome da
espécie.
(B) espécie, porque se encontra escrito em itálico. (C) subespécie, porque está escrito em latim.
(D) espécie, porque apresenta nomenclatura binominal, sendo o primeiro o nome do
género. (Pontos) (5) (5) (5) (5) (5) (5)
7. A família dos ornitorrincos não tem um único ramo, como inicialmente se pensava. A sua
árvore evolutiva teve, pelo menos, uma ramificação que originou Obdurodon dicksoni e Obdurodon tharalkooschild e outra que originou Ornithorhynchus anatinus.
Obdurodon dicksoni e Obdurodon tharalkooschild partilham mais semelhanças entre si do que com Ornithorhynchus anatinus porque
(A) são da mesma subespécie.
(B) apresentam o mesmo restritivo específico. (C) pertencem ao mesmo género.
(D) apresentam restritivo específico diferente.
8. Os ornitorrincos pertencem ao Reino Animalia.
Faça corresponder a cada um dos reinos da coluna A as respetivas características da coluna B. Coluna A Coluna B (a) Monera (b) Fungi (c) Animalia (d) Plantae
(1) Heterotróficos multicelulares diferenciados (2) Autotróficos ou heterotróficos
(3) Parede celular com colagénio (4) Heterotróficos por absorção
(5) Parede celular de natureza celulósica
9. Considerando os dados da árvore filogenética apresentada na figura 3, explique a posição de Ornithorhynchus anatinus relativamente aos outros seres apresentados na árvore.
FIM
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