ficha de trabalho nr 5 - unidade 5 (soluções)

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Em 1928, Griffith estudava o processo de infecção em ratos por Streptococcus pneumonial, uma bactéria que provoca a pneumonia humana. Esta infecção é particularmente patogénica para o rato, provocando-lhe a morte em 24 horas. A bactéria deve o seu carácter patogénico à existência de uma cápsula de polissacarídeos que a protege dos mecanismos de defesa dos animais infectados. Griffith isolou uma variedade mutante desta espécie que não sintetizava a cápsula, sendo, por isso, facilmente destruída pelos mecanismos de defesa dos animais infectados, que não desenvolviam a pneumonia. Analise os dados relativos a uma experiência realizada por Griffith. 1.1 Seleccione a alternativa que completa correctamente a seguinte afirmação: A cápsula das bactérias do tipo S é composta por um___________formado por monos- sacarídeos ligados por ligações_____________As células das bactérias____________ organelos membranares, como as mitocôndrias e o retículo endoplasmático rugoso. (A) polímero (...) glicosídicas (...) não apresentam (B) polímero (...) peptídicas (...) não apresentam (C) polímero (...) glicosídicas (...) podem apresentar (D) monómero (...) glicosídicas (...) não apresentam (E) polímero (...) peptídicas (...) podem apresentar 1.2 Apresente uma explicação para os resultados obtidos no lote D de ratos. As bactérias encontradas no sangue dos ratos do lote D eram do tipo S (com cápsula) e estavam vivas, mas os ratos deste lote foram inoculados com bactérias do tipo R (sem cápsula) vivas e S mortas pelo calor. Estes re- sultados permitem concluir que as bactérias R, que estavam vivas, em contacto com as S mortas, adquiriram a capacidade de sintetizar uma cápsula, transformando-se em bactérias S; por isso, conclui-se que a informação ("Princípio Transformante") para a síntese da cápsula passou das bactérias S (mortas) para as R. 2. O esquema ao lado representa o modelo da estrutura do DNA, proposto por Watson e Crick, em 1953. Relativamente às estruturas indicadas na figura, seleccione a alternativa correcta. (A) 2 representa a ligação fosfodiéster que ocorre entre os dois filamentos de DNA. (B) 3 representa uma base púrica. (C) 4 representa um monossacarídeo do tipo pentose designado por desoxirribose. (D) 5 representa um grupo fosfato, responsável pela carga positiva do DNA. (E) Uma base azotada púnica pode emparelhar com outra base azotada púrica. 3. A dupla hélice, como modelo de estrutura tridimensional do DNA, foi proposta por Watson e Crick, em 1953. Relativamente a esta estrutura, é correcto afirmar-se... (A) ... que a quantidade de bases púricas é maior do que a quantidade de bases pirimídicas. (B) ... que a sequência de nucleótidos de um filamento é sempre idêntica à sequência de nucleótidos do filamento complementar. (C) ... que, numa molécula de DNA com 200 pares de nucleótidos, encontram-se 400 desoxirriboses, 200 grupos de fosfates, 200 bases púricas e 200 bases pirimídicas. (D) ... que bases púricas e bases pirimídicas possuem 1 e 2 anéis, respectivamente. (E) ... que citosina e timina são bases pirimídicas; guanina e adenina são bases púricas. (Seleccione a opção correcta.) 4. Os ácidos nucleicos são macromoléculas essenciais à vida. Todos os organismos vivos contêm ácidos nucleicos na forma de DNA (ácido desoxirribonucleico) e RNA (ácido ribonucleico). Alguns vírus só contêm DNA, enquanto outros só possuem RNA. Sobre as funções do DNA e do RNA, foram feitas as seguintes afirmações: I. Segundo o modelo de replicação semiconservativa, cada nova molécula de DNA contém uma das cadeias da molécula original. II. O processo da replicação do DNA acontece somente com a presença da enzima DNA polimerase. III. O RNA é uma macromolécula formada por ribonucleótidos, que podem ser de adenina, citosina, uracilo e timina. IV. Os nucleótidos de DNA e RNA apenas diferem no tipo de base azotada que possuem.

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Page 1: Ficha de Trabalho nr 5 - Unidade 5 (soluções)

Em 1928, Griffith estudava o processo de infecção em ratos por Streptococcus pneumonial,

uma bactéria que provoca a pneumonia humana. Esta infecção é particularmente

patogénica para o rato, provocando-lhe a morte em 24 horas. A bactéria deve o seu carácter

patogénico à existência de uma cápsula de polissacarídeos que a protege dos mecanismos

de defesa dos animais infectados. Griffith isolou uma variedade mutante desta espécie que

não sintetizava a cápsula, sendo, por isso, facilmente destruída pelos mecanismos de defesa

dos animais infectados, que não desenvolviam a pneumonia. Analise os dados relativos a

uma experiência realizada por Griffith.

1.1 Seleccione a alternativa que completa correctamente a seguinte afirmação:

A cápsula das bactérias do tipo S é composta por um___________formado por monos-

sacarídeos ligados por ligações_____________As células das bactérias____________

organelos membranares, como as mitocôndrias e o retículo endoplasmático rugoso.

(A) polímero (...) glicosídicas (...) não apresentam

(B) polímero (...) peptídicas (...) não apresentam

(C) polímero (...) glicosídicas (...) podem apresentar

(D) monómero (...) glicosídicas (...) não apresentam

(E) polímero (...) peptídicas (...) podem apresentar

1.2 Apresente uma explicação para os resultados obtidos no lote D de ratos.

As bactérias encontradas no sangue dos ratos do lote D eram do tipo S (com cápsula) e estavam vivas, mas os ratos deste lote foram inoculados com bactérias do tipo R (sem cápsula) vivas e S mortas pelo calor. Estes re-

sultados permitem concluir que as bactérias R, que estavam vivas, em contacto com as S mortas, adquiriram a capacidade de sintetizar uma cápsula, transformando-se em bactérias S; por isso, conclui-se que a informação ("Princípio Transformante") para a síntese da cápsula passou

das bactérias S (mortas) para as R.

2. O esquema ao lado representa o modelo da

estrutura do DNA, proposto por Watson e Crick,

em 1953. Relativamente às estruturas indicadas

na figura, seleccione a alternativa correcta.

(A) 2 representa a ligação fosfodiéster que

ocorre entre os dois filamentos de DNA.

(B) 3 representa uma base púrica.

(C) 4 representa um monossacarídeo do tipo

pentose designado por desoxirribose.

(D) 5 representa um grupo fosfato, responsável

pela carga positiva do DNA.

(E) Uma base azotada púnica pode emparelhar com outra base azotada púrica.

3. A dupla hélice, como modelo de estrutura tridimensional do DNA, foi proposta por

Watson e Crick, em 1953. Relativamente a esta estrutura, é correcto afirmar-se...

(A) ... que a quantidade de bases púricas é maior do que a quantidade de bases pirimídicas.

(B) ... que a sequência de nucleótidos de um filamento é sempre idêntica à sequência de

nucleótidos do filamento complementar.

(C) ... que, numa molécula de DNA com 200 pares de nucleótidos, encontram-se 400

desoxirriboses, 200 grupos de fosfates, 200 bases púricas e 200 bases pirimídicas.

(D) ... que bases púricas e bases pirimídicas possuem 1 e 2 anéis, respectivamente.

(E) ... que citosina e timina são bases pirimídicas; guanina e adenina são bases púricas.

(Seleccione a opção correcta.)

4. Os ácidos nucleicos são macromoléculas essenciais à vida. Todos os organismos vivos

contêm ácidos nucleicos na forma de DNA (ácido desoxirribonucleico) e RNA (ácido

ribonucleico). Alguns vírus só contêm DNA, enquanto outros só possuem RNA. Sobre as

funções do DNA e do RNA, foram feitas as seguintes afirmações:

I. Segundo o modelo de replicação semiconservativa, cada nova molécula de DNA contém

uma das cadeias da molécula original.

II. O processo da replicação do DNA acontece somente com a presença da enzima DNA

polimerase.

III. O RNA é uma macromolécula formada por ribonucleótidos, que podem ser de adenina,

citosina, uracilo e timina.

IV. Os nucleótidos de DNA e RNA apenas diferem no tipo de base azotada que possuem.

Page 2: Ficha de Trabalho nr 5 - Unidade 5 (soluções)

Seleccione a alternativa que avalia correctamente as afirmações anteriores.

(A) Apenas as afirmações l e II são verdadeiras.

(B) Apenas as afirmações II e III são verdadeiras.

(C) Apenas as afirmações , III e IV são verdadeiras.

(D) Todas as afirmações são verdadeiras.

(E) Todas as afirmações são falsas.

5. Numa molécula de um ácido nucleico com 840 nucleótidos existe a seguinte relação: A

+ T/ C + G = 0,40. Com base neste dado, é correcto afirmar-se que...

(A) ... a molécula contém 10% de uracilo.

(B) ... a molécula de ácido nucleico apresenta 120 timinas e 300 guaninas.

(C) ... as pentoses existentes na molécula podem ser do tipo ribose ou desoxirribose.

(D.) ... a molécula de ácido nucleico apresenta maior quantidade de timina do que guanina.

(E) ... a relação C/G é maior que 1.

(Seleccione a opção correcta.)

6. A sequência de nucleótidos seguinte faz parte de uma molécula de DNA de uma célula

somática de um indivíduo.

5' TTCGGATAACGTTAC

3'

Seleccione a alternativa que representa a sequência dos nucleótidos encontrada na outra

cadeia complementar.

(A) 5>

TTCGGATAACGTTAC 3'

(B) 5' AAGCCTATTGCAATG

3'

(C) 5' AACCGCATTCCAAATC

3'

(D) 3' AAGCCTATTGCAATG

5'

(E) 3' AAUGGAUTTCGUUAC

5'

7. Analise a figura seguinte.

Seleccione a alternativa que permite completar

correctamente a afirmação.

A molécula representada na figura é, inequivocamente, o

RNA, porque...

(A) ... é um polímero que apresenta nucleótidos com

bases azotadas de timina.

(B) ... não possui emparelhamento de bases azotadas.

(C) ... é um polímero com uma cadeia de nucleótidos

que possui pentoses.

(D) ... os nucleótidos estão unidos por ligações fosfo-

diéster formando uma cadeia simples com ribose.

(E) ... possuem um número igual de uracilos e de

adeninas.

8. A figura seguinte traduz, de modo simplificado, um mecanismo de replicação do DNA

que permite assegurar a conservação do património genético ao longo das gerações.

8.1 Identifique o mecanismo de replicação evidenciado na figura.

Replicação Semiconservativa 8.2 Explique como ocorre esse processo de replicação.

Por acção de enzimas específicas, a dupla cadeia da molécula de DNA, a ser replicada, separa-se, sendo quebradas as pontes de hidrogénio que unem as bases azotadas complementares. Cada uma das cadeias separadas vai servir de "molde" à formação de uma nova cadeia complementar, a partir de desoxirribonucleótidos livres no núcleo, que vão sendo ligados, segundo a regra de complementaridade de bases, com polimerização de 5' para 3', isto é, antiparalelas em relação à cadeia original que lhe serve de molde. As duas novas moléculas de DNA formadas são iguais entre si e iguais à molécula original, conservando uma das cadeias do DNA original (metade da molécula); por isso, se designa por replicação semiconservativa. 8.3 Este mecanismo de replicação assegura a conservação do património genético ao longo

das gerações. Justifique a afirmação

As novas moléculas formadas por este processo são iguais à molécula

original; assim, cada nova célula que se forme recebe cópias desse DNA,

assegurando-se a conservação das características de célula para célula e de

indivíduo para os seus descendentes ao longo das gerações.

9. Meselson e Stahl, através de uma experiência, conseguiram testar a hipótese da

replicação semiconservativa. Esta experiência consistiu em cultivar bactérias Escherichia

coli num meio contendo azoto 15

N, mais pesado do que o isótopo mais comum, 14

N. Na

primeira geração, todas as bactérias apresentavam, incorporado no seu DNA, o 15

N e foram

passadas para um meio contendo 14

N, onde se reproduziram. Efectuaram-se análises ao

DNA das várias gerações obtidas, recorrendo ao seu isolamento e centrifugação. Os

resultados encontram-se na seguinte figura:

Page 3: Ficha de Trabalho nr 5 - Unidade 5 (soluções)

9.1 Seleccione a alternativa que avalia correctamente as seguintes afirmações:

I. As bactérias da geração O apresentavam um DNA mais pesado, pois apenas continha 15

N

e, por isso, migrava para o fundo do tubo de centrífuga.

II. Na segunda geração de bactérias, 50% das moléculas de DNA continham 15

N 14

N e 50%

das moléculas apenas tinham 14

N, o que originava, nos tubos de centrífuga, duas zonas de

migração para o DNA.

III. Nas divisões seguintes prevê-se que haja uma proporção crescente de moléculas de

DNA, na zona dos tubos de centrífuga, característica para a densidade intermédia da

molécula.

(A) As afirmações l e III são verdadeiras e a afirmação II é faisa.

(B) As afirmações l e II são verdadeiras e a afirmação III é falsa.

(C) As afirmações II e III são verdadeiras e a afirmação l é falsa.

(D) Todas as afirmações são verdadeiras.

(E) Todas as afirmações são falsas.

9.2 Explique em que medida os resultados obtidos apoiam a hipótese semiconservativa

para a replicação do DNA.

Segundo a hipótese de replicação semiconservativa, cada cadeia de DNA

original serve de molde à síntese da ca-deia-filha complementar. Assim, o

facto de na geração 1 o DNA, de todas as células, apresentar uma densidade

intermédia, evidenciada pelo facto de no tubo de centrífuga ter ficado numa

banda acima do DNA que continha apenas N (azoto pesado), indica que o N

foi incorporado nas novas moléculas tornando-as mais leves, sendo estas

constituídas por 15N14N. Pelos resultados obtidos na segunda geração,

constata-se que continuam a existir moléculas de DNA com densidade

intermédia, isto é, com N14N, o que indica que a cadeia original das bac-

térias da geração O, contendo N, continua a ser conservada ao longo das

gerações, servindo de molde à formação da nova cadeia complementar,

como é defendido pela hipótese de replicação semiconservativa.

Ficha nr. 2

A cultura de células é uma técnica bastante utilizada actualmente para que se possam

estudar os mecanismos subcelulares e moleculares. Experimentalmente, foi adicionado a

um meio de cultura de células, por poucos minutos, o nucleótido uracilo marcado

radioactivamente, dê forma que se pudesse, posteriormente, observar a sua localização

intracelular por detecção da emissão de radioactividade. Essa radioactividade não é

suficiente para causar qualquer alteração no metabolismo normal das células. O gráfico

abaixo mostra o resultado da experiência, indicando a concentração do nucleótido, ao longo

do tempo, nos diferentes compartimentos celulares.

Page 4: Ficha de Trabalho nr 5 - Unidade 5 (soluções)

1.1 Com base nos conhecimentos sobre metabolismo celular, especialmente nos

processos de síntese, explique porque ocorre a variação da concentração do

referido nucleótido nos compartimentos "núcleo" e "citoplasma". O uracilo é um ribonucleótido que pode estar incorporado nas moléculas de RNA ou livre no citoplasma ou no núcleo. Estes nucleótidos, marcados radioactivamente e adicionados à célula em estudo, vão participar na formação de moléculas de RNAm durante a etapa da transcrição da informação genética contida no DNA para a síntese de proteínas. Assim, inicialmente, este vai existir em grande quantidade no núcleo, incorporado nas moléculas de RNAm que estão a resultar da transcrição; no entanto, 'como o RNAm migra posteriormente para o citoplasma onde irá ocorrer a etapa da tradução, ao longo do tempo a quantidade no núcleo vai diminuindo e no citoplasma irá aumentando.

1.2 Por que razão o uracilo radioactivo não é detectado, em momento algum, nas

vesículas de secreção?

O uracilo não é detectado nas vesículas de secreção (vesículas golgianas) porque o RNAm no final da síntese proteica separa os seus nucleótidos, ficando estes novamente disponíveis para, no núcleo, entrarem na formação de novas moléculas de RNA. As vesículas golgianas vão transportar as proteínas sintetizadas que são constituídas por aminoácidos; assim, a radioactividade do uracilo não surge nestas estruturas da célula.

2. Seleccione a alternativa que relaciona correctamente os termos da coluna l e as frases da

coluna II.

(A) a - V; b - III; c - II; d - l; e - IV.

(B) a-III; b-l; c-II; d-V; e-IV.

(C) a-V; b- IV; c- III; d- II; e- l.

(D) a- IV; b- l; c - II; d - III; e - V.

(E) a - II; b - l; c - III; d - IV; e - V.

Ficha Nr. 3 A figura 4 resume algumas experiências com bactérias da espécie Streptococcus pneumoniae que fazem parte de uma série de experiências que conduziram à descoberta do material genético. As bactérias Streptococcus pneumoniae causam a pneumonia e possuem duas estirpes: uma capsulada e patogénica (forma S) e a outra não capsulada e inofensiva (forma R). O esquema A refere-se às experiências realizadas por Griffith. O esquema B refere-se às experiências de Avery e seus colaboradores.

1. Indique os resultados experimentais obtidos por Griffith. As bactérias "S" virulentas, quando injectadas nos ratos, provocam-lhes a morte e as da estirpe "R" não. As bactérias "S" mortas pelo calor não provocam a morte dos ratos; se, no entanto, uma mistura de bactérias "S" mortas pelo calor com bactérias "R" vivas for injectada nos ratos, estes morrem e apresentam no seu sangue bactérias "S" e "R" vivas.

2. Relacione as conclusões que podem ser retiradas dos resultados experimentais obtidos por Avery e seus colaboradores com a descoberta do material genético.

Page 5: Ficha de Trabalho nr 5 - Unidade 5 (soluções)

Ao extrair o DNA das bactérias da estirpe "S" e ao misturá-lo com bactérias da estirpe "R" verificou que essa mistura injectada nos ratos lhes provocava a morte e que no sangue dos animais mortos surgiam bactérias do tipo "S" vivas. Estes resultados demonstravam que o DNA era o material genético, porque continha a informação para a produção da cápsula típica da estirpe "S", e que quando entrava para o citoplasma das bactérias "R" provocava o aparecimento de uma nova característica nesta estirpe.

3. Coloque por ordem as letras (de A a E) que identificam as afirmações seguintes, para reconstituir a sequência temporal de alguns acontecimentos que ocorrem durante a replicação semiconservativa do DNA. B, D, A, C, E. A - Separação das duas cadeias polinucleotídicas complementares do DNA. B - Ligação do complexo enzimático DNA-polimerase à molécula do DNA. C - Deposição de novos nucleótidos complementares formando novas cadeias polinucleotídicas complementares das existentes na molécula de DNA. D - Desfazer da dupla hélice e destruição das pontes de hidrogénio que ligam as duas cadeias polinucleotídicas da molécula de DNA. E - Formação de duas novas moléculas de DNA, contendo cada uma delas uma

cadeia polinucleotídica da molécula ancestral.

4. Transcreva a letra correspondente à opção que contém os termos que permitem preencher correctamente os espaços. A replicação semiconservativa do DNA ocorre durante - _ do ciclo celular, fazendo com que a estrutura do cromossoma passe_____ A - a interfase [...] de dois cromatídios para um cromatídio B - o período mitótico [...] de um cromatídio para dois cromatídios C - o período S [...] de dois cromatídios para um cromatídio D - o período S [...] de um cromatídio para dois cromatídios. 5. Transcreva a letra correspondente à opção que completa correctamente a frase. Durante o desenvolvimento embrionário as células vão sofrendo um processo de diferenciação celular que as torna competentes no desempenho da sua função específica. O processo de diferenciação celular destas células é devido: A - à existência de genes diferentes entre elas. B - ao facto de terem sofrido mutações do seu DNA. C - à activação ou inactivação de genes diferentes. D - ao facto de possuírem cópias diferentes do seu DNA.