Ficha de Avaliação Biologia e Geologia – 11.º ano
Ano letivo 2016-2017
__________________ ___________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ _____________ ___ Grupo I O m osquit o-da-dengue o-da-dengue
O Aedes aegypti, conhecido popularmente como mosquito-da-dengue, é proveniente de África , mais precisamente do Egito, tendo sido introduzido nas Américas durante as primeiras colonizações europeias. Este mosquito, que se alimenta do néctar das plantas, tem um ciclo de vida formado por quatro etapas básicas: ovo, larva, pupa e adulto. Do ovo ao adulto, o período de desenvolvimento é de aproximadamente 10 dias ( Figura 1).
Figura 1 Adaptado de http://www.biogents.com/cms/we http://www.biogents.com/cms/website.php?id=/en/trap bsite.php?id=/en/traps/mosquitoes/tige s/mosquitoes/tiger_mosquitoes.ht r_mosquitoes.htm m [consultado em outubro de 2016]
Alguns dias após o início da fase adulta, o mosquito está apto para o acasalamento, que normalmente ocorre durante o voo. Uma vez que a fêmea armazena o esperma na espermateca, basta uma cópula para que a reprodução se concretize. Além da destruição dos locais de criação do mosquito (calhas e outros recipientes onde se acumule água), outras medidas podem e devem ser implementadas na luta contra o Aedes aegypti, como é o caso do controlo químico (inseticidas) e biológico. Um exemplo de um método de controlo biológico consiste na utilização de uma linhagem de mosquitos machos geneticamente modificados (mosquitos transgénicos), que são libertados na Natureza para se reproduzir transmitindo um gene que provoca a morte dos descendentes antes de atingirem a fase adulta. Aedes aegypti – O mosquito-da-dengue”, Brasil Escola Adaptado de Santos, Vanessa Sardinha dos, “ Aedes
Disponível em .htm> [consultado em outubro de 2016]
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1. A transmissão do vírus dengue ao ser humano ocorre _____ à postura de ovos e _____ à
produção de óvulos pela fêmea. (A) previamente (...) previamente (B) posteriormente ( …) previamente (C) previamente ( …) posteriormente (D) posteriormente ( …) posteriormente 2. O mosquito Aedes aegypti é uma espécie _____________ com fecundação _________. (A) unissexuada (…) externa (B) hermafrodita (…) interna (C) unissexuada (…) interna (D) hermafrodita (…) externa 3. O ciclo de vida de Aedes aegypti é ____ e a meiose é _____. (A) diplonte ( …) pré-gamética (B) haplonte (…) pós-zigótica (C) diplonte ( …) pós-zigótica (D) haplonte (…) pré-gamética 4. O ciclo de vida do mosquito inclui uma fase aérea e uma fase aquática. A fase aquática inclui
______, que pertencem à ______. (A) as larvas e as pupas ( …) haplofase (B) as larvas e as pupas ( …) diplofase (C) apenas as larvas ( …) haplofase (D) apenas as pupas ( …) diplofase 5. Assumindo-se numa célula de larva em G1 uma quantidade inicial de DNA de 2Q, pode
considerar-se que, num ciclo celular__________, as quantidades de DNA no núcleo da célula no período G2 e após a telofase são, respetivamente, de _____. (A) meiótico ( …) 2Q e de 4Q (B) mitótico (…) 2Q e de 4Q (C) meiótico ( …) 4Q e de 2Q (D) mitótico (…) 4Q e de 2Q 6. Ao contrário dos machos, as fêmeas (A) voam imediatamente após a eclosão dos ovos. (B) realizam hematofagia, essencial para a maturação dos óvulos. (C) não se alimentam de hidratos de carbono vegetais. (D) alimentam-se de sangue, cujas proteínas são essenciais para atingirem o estado adulto. 7. Os embriões resultantes do cruzamento de fêmeas com os mosquitos transgénicos (A) possuem no seu genoma um gene letal que herdaram do progenitor feminino. (B) não atingem a idade adulta, pois no período S ocorre a duplicação do gene letal herdado do
progenitor masculino. (C) morrem antes de atingirem a idade adulta por ativação do gene letal herdado do progenitor masculino. (D) têm duas cópias do gene letal herdado do progenitor masculino, uma vez que o DNA sofre replicação após a fecundação.
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8. Nas 15 horas após a postura, os ovos de A. aegypti adquirem rapidamente resistência à perda
de água. Estudos sugerem que os ovos permanecem viáveis e sem eclodir até aos 450 dias, uma vez que são extremamente resistentes à dessecação. Explique de que modo esta resistência dos ovos é uma vantagem adaptativa para o mosquito. 9. Ordene as letras de A a E, de modo a reconstituir a sequência de acontecimentos que culminam na obtenção de um mosquito Aedes aegypti transgénico. A. Incorporação do gene letal no genoma dos mosquitos descendentes. B. Desenvolvimento do embrião por mitose e diferenciação celular. C. Formação da pupa que permanece perto da superfície da água. D. Morte dos mosquitos por alteração genética. E. Fecundação do óvulo pelo esperma armazenado na espermateca da fêmea. 10. Explique por que razão os cientistas decidiram criar apenas uma linhagem masculina de
mosquitos transgénicos para combater o agente transmissor do vírus dengue. 11. Faça corresponder a cada uma das afirmações, expressas na coluna A, a respetiva designação, que consta da coluna B . Utilize cada letra e cada número apenas uma vez. Coluna A a. Ascensão dos cromossomas-irmãos para os polos
opostos do fuso acromático.
Coluna B
1. Anafase I 2. Telofase I
b. Descondensação dos cromossomas e formação de dois
núcleos haploides. c. Condensação máxima dos cromossomas e formação
3. Anafase II 4. Metafase II 5. Telofase II
da placa equatorial.
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Grupo II Produção de ATP e mitose nos ovos d e ouriço-do-mar
Os requisitos para a síntese de ATP durante as várias fases da mitose foram investigados em ovos do ouriço-do-mar, Strongylocentrotus purpuratus. A inibição da respiração foi conseguida através da utilização de monóxido de carbono (CO) em determinadas condições de luz e foi determinada por análise dos níveis de ATP, usando como indicador a luciferina-luciferase. A consequente inibição da mitose foi determinada por análise da sua taxa de conclusão. Verificou-se que variando os graus de inibição por CO, os níveis de ATP produzido variavam, condicionando a progressão das mitoses. Os dados indicam, principalmente, que a mitose depende da síntese e da utilização contínua de ATP. Materiais e métodos: Ovos de ouriço-do-mar, no mesmo estádio de desenvolvimento, foram colocados em água do mar em três tubos cilíndricos transparentes. Dez minutos antes da inibição, um dos tubos foi iluminado com uma luz branca, outro com uma luz verde e o terceiro foi colocado na escuridão. Ao fim deste tempo, uma mistura de 97% de CO e 3% de ar foi borbulhada através de um pequeno tubo, na parte inferior dos cilindros, a uma taxa constante de 250 cm 3 / minuto(1). Todas as outras condições físico-químicas foram mantidas constantes nos três tubos. A cada cinco minutos foram recolhidas amostras, com uma seringa hipodérmica, aspirando-se acima do nível de suspensão dos ovos. Estas amostras foram submetidas a ensaios de luciferina-luciferase, para determinação da quantidade de ATP produzido, e preparadas para observação microscópica da fase da mitose em que se encontravam os ovos. Os resultados obtidos estão expressos nos gráficos A e B da figura 2. ) n i m ( e s o t i m a d s e s a f s a d o ã ç a r u D
) % ( P T A
Telofase Fim da anafase Início da anafase Metafase Fim da profase
Profase
Tempo após a inibição por CO (min)
Tempo após a inibição p or CO (min)
(A)
(B)
Figura 2 – O gráfico A apresenta a variação da produção de ATP após a inibição da respiração por CO. O gráfico B representa a
variação do ritmo da progressão da mitose em função do tempo da inibição por CO.
Esta mistura de gases tem a vantagem de permitir que a respiração seja normal em condições de luz branca e inibida no escuro. (1)
Texto e imagens adaptados de Epel, D., “The effects of carbon monoxide inhibition on ATP level and the rate of mitosis in the sea urchin egg”. The Journal of cell biology, 17(2), 315-319
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1. A ventilação dos ovos de ouriço-do-mar com monóxido de carbono na escuridão teve como
efeito ______ o consumo de O 2, ______ a produção de ATP. (A) aumentar ( …) diminuindo (B) diminuir ( …) aumentando (C) aumentar ( …) aumentando (D) diminuir ( …) diminuindo 2. Na atividade experimental descrita no texto, _______ corresponde à variável independente e a
taxa de mitoses, à variável _______. (A) o ATP produzido (...) independente (B) o ATP produzido (...) dependente (C) a luz (...) dependente (D) a luz (...) independente 3. Nos ovos de ouriço-do-mar mantidos na escuridão verificou-se, ao fim de 30 minutos de
inibição por CO, que (A) as mitoses não tinham ultrapassado o início da metafase. (B) todas as suas células tinham originado novas células. (C) a mitose ainda não se tinha iniciado. (D) as células do ovo permaneciam em profase. 4. O dispositivo que funcionou de controlo experimental foi o que esteve (A) exposto à luz verde, porque não ocorreram alterações nas mitoses dos ovos. (B) exposto à luz branca, porque não ocorreu a inibição pelo CO. (C) na escuridão, porque aumentou a produção de ATP. (D) exposto à luz verde, porque as células deixaram de produzir ATP. 5. A partir da análise dos gráficos A e B é possível concluir que (A) a luz verde não provocou alterações no ritmo das mitoses dos ovos de ouriço. (B) no grupo de controlo o decorrer das mitoses foi alterado. (C) em alguns dos ovos submetidos à luz verde ocorreu a ascensão polar de cromossomas-
-irmãos. (D) na maioria dos ovos mantidos na escuridão ocorreu a citocinese. 6. Considerando os resultados indicados nos gráficos da figura 2, relacione a variação da
produção de ATP pelas células dos ovos com o desenrolar da mitose. 7. No ciclo de vida dos ouriços-do-mar, os ovos pertencem à_________, possuindo combinações
genéticas________ entre si. (A) diplofase ( …) idênticas (B) haplofase ( …) idênticas (C) haplofase ( …) diferentes (D) diplofase ( …) diferentes
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8.
Faça corresponder a cada letra das afirmações da coluna A, referentes às fases da mitose dos ovos de ouriço-do-mar, o número do termo da coluna B que lhe corresponde. Utilize cada letra e cada número apenas uma vez. Coluna A a. Cisão do centrómero e início do encurtamento das fibrilhas do fuso
acromático.
Coluna B
1. Citocinese 2. Anafase
b. Formação de um anel proteico contráctil e estrangulamento da
membrana celular. c. Desorganização do fuso acromático e descondensação dos
3. Telofase 4. Metafase 5. Profase
cromossomas.
9. Ordene as frases identificadas pelas letras de A a E, de modo a reconstituir a sequência
cronológica dos acontecimentos que ocorreram durante a formação dos gâmetas masculinos do ouriço-do-mar. A. Formação de quatro espermatozoides com um cromossoma de cada par de homólogos. B. Separação dos cromatídios do mesmo cromossoma para polos opostos da célula. C. Emparelhamento de cromossomas homólogos seguido de crossing-over . D. Replicação semiconservativa do DNA numa célula diploide. E. Disposição dos bivalentes na placa equatorial do fuso acromático. 10. Uma das hipóteses a ser testada no procedimento experimental referido no texto defende a
existência de um reservatório de energia metabólica disponível no interior das células. Explique de que modo os resultados obtidos refutam esta hipótese.
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Grupo III A pro teín a Spo11
Nos organismos que se reproduzem sexuadamente, a recombinação genética desempenha um papel crucial. Na levedura S. cerevisiae, a recombinação meiótica tem início com a quebra da dupla hélice do DNA (double-strand breaks- DSB). Em certos mutantes desta espécie, estas quebras possuem uma proteína ligada covalentemente na região DSB, sugerindo que a clivagem do DNA é catalisada por ela. A purificação destes complexos (DNA-proteínas) permitiu identificar a proteína Spo11 como um dos vários prótidos necessários para a formação de DSB. A Spo11 define uma família de proteínas que, com outros compostos, estão presentes em outras leveduras, nemátodos e arqueobactérias. Esta descoberta implica fortemente a Spo11 como a subunidade catalítica da atividade de clivagem do DNA. Esta é a primeira identificação da função bioquímica para qualquer um dos genes envolvidos na formação de DSB. A figura 3 representa o modo de atuação da proteína Spo11 na quebra das moléculas de DNA.
Figura 3 Adaptado de Keeney, S., Giroux, C. N., & Kleckner, N., “Meiosis-specific DNA double-strand breaks are catalyzed by Spo11, a member of a widely conserved protein family ”
1. A recombinação genética que ocorre durante_________ permite, no final da meiose, a
formação de gâmetas geneticamente _________. (A) o crossing-over (...) diferentes (B) o crossing-over (...) iguais (C) a replicação (...) diferentes (D) a replicação (...) diferentes 2.
Durante a anafase I, a separação dos________ permitirá a formação de núcleos________. (A) cromatídios (...) diploides (B) cromatídios (...) haploides (C) cromossomas homólogos (...) haploides (D) cromossomas homólogos (...) diploides
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3.
A expressão do gene que codifica a proteína Spo11, em S. cerevisiae, depende da ocorrência de (A) transcrição, seguida da tradução e posteriormente do processamento (B) tradução, seguida da transcrição e da maturação (C) tradução, seguida do processamento e posteriormente da transcrição (D) transcrição, seguida de processamento e posteriormente da tradução.
4.
A ação catalítica da proteína Spo11 provoca a _________ da molécula de DNA, rompendo as ligações entre __________ dos nucleótidos. (A) síntese (...) as bases azotadas (B) síntese (...) os fosfatos e a desoxirribose (C) hidrólise (...) os fosfatos e a desoxirribose (D) hidrólise (...) as bases azotadas
5.
Considere as seguintes afirmações, referentes à reprodução dos seres vivos. I. Nos processos de reprodução assexuada, os clones resultantes apresentam evidências de recombinação genética. II. Na gemulação, os descendentes possuem as dimensões aproximadas do progenitor. III. No ciclo de vida haplodiplonte os esporos formados apresentam uma maior variabilidade genética comparativamente aos gâmetas. (A) I e II são verdadeiras; III é falsa. (B) III é verdadeira; I e II são falsas. (C) II e III são verdadeiras; I é falsa. (D) I é verdadeira; II e III são falsas.
6.
Faça corresponder cada uma das descrições relativas a processos de reprodução assexuada, expressas na coluna A, à respetiva designação, que consta da coluna B . Utilize cada letra e cada número apenas uma vez. Coluna A
Coluna B
a. Na superfície de S. cerevisiae desenvolve-se uma saliência
que dará origem a uma nova célula. b. Numa levedura do género Schizosaccharomyces forma-se um
septo no interior da célula que acabará por dividi-la em duas células-filhas com um tamanho aproximadamente semelhante. c. Uma porção de uma esponja origina, por mitose, um novo
1. Bipartição 2. Partenogénese 3. Esporulação 4. Gemulação 5. Fragmentação
indivíduo.
7.
A esporulação e a partenogénese são dois processos de reprodução assexuada que se distinguem, visto que os descendentes resultam de gâmetas (A) femininos não fecundados na esporulação. (B) masculinos não fecundados na partenogénese. (C) masculinos não fecundados na esporulação. (D) femininos não fecundados na partenogénese.
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8.
A ocorrência de mutações nas proteínas responsáveis na quebra da dupla hélice do DNA, como a Spo11, interferem com alguns eventos da meiose, em especial da profase I. Explique, a partir dos dados fornecidos, as consequências de mutações nas proteínas responsáveis pela formação de DSB, na variabilidade genética das leveduras.
9.
Relacione a ocorrência da recombinação genética durante a meiose com a capacidade de as leveduras da espécie S. cerevisiae sobreviverem a um ambiente em mudança.
FIM
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