Biologia B – Prof. Leandro

A prova de Biologia da segunda fase do vestibular 2017 da UFPR abordou diferentes temas,

interrelacionando-os, favorecendo o candidato que estuda de forma interativa os diferentes aspectos da Biologia

em uma visão mais abrangente (e muito mais rica) de fenônenos biológicos. Prova elaborada de forma mais

sofisticada, primando por uma análise mais detalhada e aprofundada das ciências biológicas.

Utilizado como referência: Vida: a ciência da vida. Volume I, II e III (SADAVA, HELLER, ORIANS, PURVES e HILLIS).

Biologia de Campbell. (REECE, URRY, CAIN, WASSERMAN, MINORSKY e JACKSON)

02 - Interessado em melhorar a resposta de imunossupressão em situações de transplante de órgãos, um pesquisador isolou e cultivou células produtoras de anticorpos (imunoglobulinas). Em algumas placas de cultivo, adicionou uma droga que inibe a fusão de membranas e comparou com cultivos-controle, nos quais a droga não foi adicionada. O resultado está apresentado na tabela abaixo.

a) Por que a inibição da fusão de membranas acarretou o acúmulo de anticorpos dentro das células tratadas? A ação da droga inibidora de fusões de membranas dificulta a formação de vesículas de transporte ou de transição, que são necessárias para transportar as proteínas do RER ao Golgi e as glicoproteínas (imunoglobulinas ou anticorpos) do golgi para a membrana celular efetuar exocitose. Assim, os anticorpos são acumulados no ambinete celular e não secretados. b) Cite dois tipos celulares do organismo humano cuja função seria profundamente afetada por essa droga. 1. Considerando apenas o experimento: linfócitos B e plasmócitos. 2. Considerando qualquer tipo de célula secretora: fibroblastos, plasmócitos, mastócitos, células caliciformes e células alfa e beta pancreáticas (entre outras secretoras de hormônios, por exemplo) poderiam ser utilizadas na resposta. 04 - Foi realizado um experimento para verificar a influência do fotoperíodo na floração de uma espécie de planta. O grupo 1 foi submetido a um fotoperíodo em que o tempo de escuro era menor que o período crítico para floração; o grupo 2, a um tempo de escuro maior que o crítico para floração; o grupo 3 foi submetido ao mesmo período de escuro que o grupo 2, mas com uma breve exposição à luz no meio do período escuro. Na figura estão representados os grupos e o resultado obtido nos grupos 1 e 2.

Com base nessas informações, responda:

a) Na situação 3, a planta floresce ou não?

Não floresce. b) Justifique sua resposta, considerando a ação dos dois principais fitocromos reguladores do fotoperíodo nas plantas. Vários experimentos na década de 1940 evidenciam que o florescimento é controlado pelo comprimento da noite, não o comprimento do dia. A planta em questão é uma planta de dia curto (PDC), cujo período de escuro deve ultrapassar um determinado fotoperíodo crítico. A luz vermelha é a cor mais eficiente na interrupção da porção noturna do fotoperíodo. Ao absorver luz a 660 nm o fi tocromo vermelho curto é convertido em fitocromo vermelho longo (a forma ativa do pigmento) que está relacionado a várias atividades fisiológicas das plantas como, por exemplo, a floração. As duas formas do pigmento são interconversíveis.

Como o lampejo de luz inativou o fitocromo, não houve o desencadeamento de processos fisiológicos, como nesse caso a floração. Portanto, um lampejo de luz interrompendo o período de escuro impede o florescimento. 06 - Uma cultura de bactérias idênticas, todas contendo apenas uma molécula de DNA, é colocada em um meio de cultura no qual os nucleotídeos são marcados radioativamente. Elas são mantidas nesse meio por dois ciclos de divisão celular; ou seja, cada bactéria terá originado quatro bactérias-filhas. Depois, são mantidas por mais um ciclo de divisão em um meio com nucleotídeo não radioativo. Cada molécula de DNA é formada por duas cadeias polinucleotídicas enroladas helicoidalmente.

a) A partir de uma bactéria dessa colônia, quantas cadeias polinucleotídicas conterão marcação radioativa e quantas cadeias não conterão marcação radioativa ao final dos três ciclos? Assumindo que com o fato de que as bactérias usadas inicialmente não possuíam nucleotídeos marcados radioativamente e que somente após o primeiro ciclo de divisões os nucleotídeos radioativos seriam inseridos no DNA das bactérias, serão encontradas seis bactérias contendo radioatividade em seus materiais genéticos e apenas duas sem apresentar tal radioatividade no DNA. Contando por cadeias polinucleotídicas teremos um total de oito células formadas contendo um total de 16 cadeias polinucleotídicas, sendo seis delas radioativas e dez não radioativas, desde que as bactérias finais se encontrem em fase G1 do ciclo celular. b) Explique o motivo de sua resposta no item “a”. Levando-se em conta que as bactérias iniciais não possuíam DNA marcado e que a replicação do DNA é um processo semiconservativo, assim, cada nova bactéria formada terá uma cadeia polinucleotídica parental e outra recém-sintetizada a partir dos nucleotídeos disponíveis no meio de cultura, sendo estes radioativos ou não.

07 - Uma espécie de peixe vivia em águas quentes em clima tropical e sua população era estável e bem adaptada às condições locais. Contudo, uma mudança climática drástica tornou as águas geladas. A população desses peixes quase desapareceu, pois os indivíduos não suportaram a mudança. Alguns peixes (cerca de 5% da população original) sobreviveram, sendo capazes de viver nas águas geladas. Esses peixes produziam glicoproteínas anticongelantes, que exercem um papel crioprotetor. Essas glicoproteínas anticongelantes são produzidas a partir de um gene mutado que, na sua forma selvagem, codifica uma glicoproteína com outra função, que não é anticongelante.

a) A mutação já existia na população ou foi causada pela mudança climática? Justifique sua resposta. A mudança climática ou mudança ambiental acarretou em seleção natural, favorecendo alguns indivíduos que apresentavam a mutação, essa surgida ao acaso na população. A mutação é uma alteração na sequência de bases do DNA podendo ser desencadeada por fatores mutagênicos ou serem espontâneas e aleatórias. b) Com a mudança climática, que tipo de seleção natural atuou na população de peixes? A seleção natural atuante foi do tipo direcional, que ocorre quando as condições favorecem indivíduos que exibem um extremo de uma faixa fenotípica, nesse caso os mutantes, que produziram as glicoproteínas anticongelantes. A seleção direcional é comum quando o ambiente de uma população muda ou quando membros de uma população migram para um novo e diferente habitat. c) Em relação à frequência de peixes que sobreviveram, explique por que a nova população que habita águas geladas será diferente da população original. A seleção natural direcional modifica a aparência geral da população ao favorecer variantes em um extremo da distribuição. A mudança ambiental eliminou os indivíduos da população que eram bem adaptados às águas quentes (coeficiente de seleção), favorecendo os indivíduos mutantes, que apresentam a vantagem de produzirem as glicoproteínas anticongelantes (valor adaptativo). Esse percentual pequeno (5%) da população original, agora favorecido pela mudança ambiental se tornará a população vigente, não apresentando mais os indivíduos (95%) que eram bem adaptados às águas quentes. 08 - O tecido epitelial do esôfago de animais é, geralmente, estratificado (possui várias camadas de células). Em alguns casos, ele pode ser queratinizado. Que diferença existe entre os hábitos alimentares de animais com e sem epitélio do esôfago queratinizado? Em alguns mamíferos o epitélio pavimentoso estratificado (ou pluriestratificado) do esôfago pode ser queratinizado, o que não ocorre em humanos. Geralmente o grau de queratinização relaciona-se à aspereza e ou dureza do alimento ingerido pelo animal. Animais como os ruminantes e cavalos, ambos herbívoros, consomem material bastante áspero (como fibras vegetais) e seu revestimento esofágico é queratinizado. Até mesmo onívoros, como os suínos, possuem queratinização no esôfago. Em carnívors por exemplo, não ocorre a presenaça de queratina no epitélio do esôfago, evidenciando a alimentação com substâncias mais macias (carne). 10 - Uma espécie de inseto foi introduzida acidentalmente em uma ilha, levando a um rápido crescimento populacional . Para entender as consequências dessa introdução, pesquisadores monitoraram essa população ao longo do tempo, como representado na figura abaixo. Após o crescimento inicial, a população estabilizou-se em um tamanho de aproximadamente 1000 indivíduos.

Após 40 anos de sua introdução, um programa de controle dessa espécie foi implementado, no qual um animal que se alimenta desse inseto foi liberado na ilha, como parte de uma ação de controle biológico. Como resultado, houve o colapso da população do inseto invasor após poucas gerações. Considerando os tipos de interações ecológicas que podem ser ilustrados a partir do enunciado acima, responda:

a) Que interação ecológica foi responsável pela estabilização da população da espécie de inseto mencionada? Explique como ela atua. A interação ecológica foi do tipo competição. Neste caso o crescimento real (estabilização da população) é resultante do potencial biótico da espécie (capacidade de crescer) menos a resistência imposta pelo meio. A resistência ambiental nesse caso ocorreu quando o número de indivíduos aumentou excessivamente e, por falta de recursos alimentares, abrigo, espaço ou parceiros reprodutivos, acabou por levar a um equilíbrio entre natalidade e mortalidade, estabilizando o crescimento da população.

b) Que tipo de interação ecológica levou ao declínio da população desses insetos? Explique sua resposta. A interação ecológica foi do tipo predatismo. A introdução de um animal na ilha que se alimenta do inseto, caracteriza um caso de predatismo, interação ecológica em que um organismo, o predador, mata e se alimenta de outra, a presa. Com a presença do predador, diminuiu a população de presas (insetos introduzidos) na ilha, resultado da interação ecológica predatismo.