QUESTÃO 01 No caso da espécie humana, em que não se pode realizar experiências com cruzamentos dirigidos, a determinação do padrão de herança das características depende de um levantamento do histórico das famílias em que certas características aparecem. Isso permite ao geneticista saber se uma dada característica é ou não hereditária e de que modo ela é herdada. Esse levantamento é feito na forma de uma representação gráfica denominada heredograma (do latim heredium, herança), também conhecida como genealogia ou árvore genealógica. Abaixo observa-se uma genealogia: a) O fenótipo afetado é condicionado por alelo dominante ou recessivo? Que condição permite tal conclusão? b) O gene responsável pelo fenótipo afetado provavelmente está situado em cromossomo autossomo, no cromossomos X ou no cromossomo Y? Dê uma justificativa. c) Qual a probabilidade do primeiro casal da geração IV vir a ter mais dois filhos homens afetados? Mostre como chegou ao resultado. RESOLUÇÃO a) O fenótipo afetado é condicionado por gene dominante. A análise do heredograma permite identificar o casal I-3 x I-4, ambos afetados, gerando o filho II-5, normal, o que permite concluir que o casal em questão possui tanto o gene da normalidade quanto da anomalia porém só manifesta o gene da anomalia, o que evidencia que o alelo normal não se expressa em presença do alelo responsável pelo fenótipo afetado, sendo este o dominante e o alelo normal o recessivo. b) O gene em questão está situado em cromossomo autossomo. Não pode ser ligado ao X, pois neste caso a mãe e as filhas de homens afetados deveriam ser afetadas, o que não ocorre em vários casos da genealogia, bem como não pode ser ligado ao Y pois existem mulheres afetadas, e as características ligadas ao Y são exclusivas de homens. Pelo exposto pode-se confirmar herança autossômica. c) O casal em questão é composto por um homem heterozigoto e uma mulher homozigota recessiva, sedo assim, podem ter filhos normais e filhos afetado, havendo ½ ou 50% de chances para cada fenótipo. Como se deseja a probabilidade de nascimento de mais dois meninos afetados, o cálculo probabilístico pode ser feito da seguinte forma: Probabilidade de dois meninos afetados = P(menino e afetado) e (menino e afetado) Probabilidade de dois meninos afetados = (½ x ½) x (½ x ½) Probabilidade de dois meninos afetados = ¼ x ¼ Probabilidade de dois meninos afetados = 1/16 1 QUESTÃO 02 De 1900 até cerca de 1920, os adeptos da genética mendeliana acreditavam que apenas as mutações eram responsáveis pela evolução e que a seleção natural não tinha importância nesse processo. Depois disso, vários cientistas começaram a conciliar as ideias sobre seleção natural com os fatos da Genética, o que culminou com a formulação da Teoria Sintética da evolução, às vezes chamada também de Neodarwinismo. Conforme Darwin já havia proposto, essa teoria considera a população como a unidade evolutiva. a) Sabe-se que cada população apresenta determinado conjunto gênico, que pode ser alterado de acordo com fatores evolutivos. Determine os fatores evolutivos principais responsáveis pela elevação da variabilidade genética e pela diminuição da variabilidade genética na população. b) Comente brevemente como a mutação gênica e a recombinação podem interferir na variabilidade genética. c) “A resistência de bactérias a antibióticos tem aumentado muito nos últimos anos, havendo sempre a necessidade de se desenvolverem novos antibióticos”. Que fator evolutivo pode ser identificado no trecho descrito? d) Explique de forma resumida a afirmação feita no ítem c, usando como referência a teoria darwinista e a teoria lamarckista. RESOLUÇÃO a) A mutação e a recombinação são os fatores evolutivos que promovem a elevação da variabilidade, enquanto a seleção natural atua sobre a variabilidade existente promovendo sua diminuição. b) A mutação gênica proporciona o aparecimento de novas variedades alélicas ou mesmo novos genes, o que introduz nova variabilidade na população, já a recombinação proporciona o aparecimento de novas combinações gênicas e cromossômicas, originando indivíduos geneticamente variados em uma população. c) Seleção natural. d) Segundo o princípio darwinista bactérias resistentes teriam sido selecionadas devido ao uso de antibióticos, que eliminam bactérias sensíveis e selecionam bactérias resistentes, que se reproduzem dando origem a linhagens igualmente resistentes. Já pelo princípio lamarckista, o uso dos antibióticos teria induzido a uma resistência nas bactérias, que transmitiriam tal características aos descendentes, e, ao longo das gerações, bactérias cada vez mais resistentes estariam presentes no meio. QUESTÃO 03 As proteínas foram descobertas no século XIX através de estudos realizados principalmente com sangue e ovos. Na época, um dos materiais orgânicos mais estudados eram as claras de ovo de aves, que são chamadas de albume. O fato da clara do ovo se solidificar quando exposta ao aquecimento deixava os cientistas muito intrigados, assim como também acontecia com outras substâncias encontradas no leite e no sangue. Essas substâncias foram chamadas de albuminoides por terem características muito parecidas com o albúmen. Após anos de pesquisas, foram descobrindo que havia muitos outros compostos albuminoides em nosso corpo. O termo proteína foi utilizado pela primeira vez em 1838, por um químico holandês chamado Gerardus Johannes Mulder. E com o passar do tempo os interesses pelas proteínas só cresciam e os estudos estavam se tornando cada vez mais detelhistas. a) O trecho “O fato da clara do ovo se solidificar quando exposta ao aquecimento deixava os cientistas muito intrigados, assim como também acontecia com outras substâncias encontradas no leite e no sangue” sugere a ocorrência de um fenômeno que altera as propriedades das proteínas quando as mesmas são aquecidas. Que fenômeno é esse? b) O papel das proteínas, juntamente com os ácidos nucleicos (DNA e RNA), está diretamente relacionado com o controle de todas as funções celulares. Qual a relação entre o DNA e a formação das proteínas? c) A análise de duas amostras de proteínas mostrou que ambas são formadas por 240 aminoácidos, sendo: 50 valinas, 36 treoninas, 92 lisinas e 62 histidinas. De acordo com os dados pode-se afirmar que as duas amostras são da mesma proteína? Justifique. d) “Toda enzima é uma proteína, mas nem toda proteína é uma enzima”. Essa frase é frequentemente dita em aulas sobre enzimas e proteínas. Com exceção de um grupo de moléculas de RNA com atividade enzimática, toda enzima é uma proteína. Qual a importância das enzimas no organismo? Cite dois fatores que alteram a atividade enzimática no organismo. RESOLUÇÃO a) Desnaturação b) Para cada proteína existe um gene que codifica uma sequência específica de aminoácidos. Como o gene é um segmento de DNA, conclui-se que o DNA é a molécula que contém as informações necessárias para formação das proteínas. c) Não. Apesar de apresentarem o mesmo número e os mesmos tipos de aminoácidos, para que se possa afirmar que as amostras são da mesma proteína é necessário que apresentem também a mesma sequência de aminoácidos. Como a sequencia dos aminoácidos não foi fornecida não se pode afirmar que as duas amostras representam a mesma proteína. d) As enzimas atuam diminuindo a energia de ativação necessária para a ocorrência das reações biológicas, atuando então como aceleradores ou catalisadores de reações biológicas. Dentre os fatores que alteram a atividade de uma enzima, pode-se citar a temperatura o pH, a concentração de substratos, bem como a ação de inibidores. 2 QUESTÃO 04 Pesquisas recentes mostram que o aquecimento do Planeta tem provocado a extinção ou a migração de várias espécies animais para as regiões mais frias, principalmente borboletas, abelhas e beija-flores. Como cerca de 90% da produção mundial de cereais depende das espécies polinizadoras, EXPLIQUE as consequências futuras desse comportamento migratório. RESOLUÇÃO O comportamento migratório dessas espécies, provocado pelo aquecimento global, pode levar a uma redução drástica ou até mesmo a extinção das plantas angiospermas que são responsáveis pela produção dos , devido a intima relação entre esses animais e a sua polinização e consequente fecundação, diminuindo a formação de sementes e de novos vegetais e que por consequência é acompanhado da redução de forma direta dos cereais. QUESTÃO 05 (Fuvest-SP) Quais organismos têm maior probabilidade de se adaptar a ambientes em contínua modificação: os que se reproduzem por autofecundação ou os que se reproduzem por fecundação cruzada? Por quê? RESOLUÇÃO Os animais que apresentam maior probabilidade de se adaptar a ambientes em contínua modificação são os animais que se reproduzem por fecundação cruzada visto que na fecundação cruzada os gametas que se encontram sofrem processos meióticos diferentes e são também de organismos diferentes e consequentemente apresentam maior variabilidade genética. Essa maior variabilidade genética garante que a seleção atue sobre a população selecionando os indivíduos que apresentem uma característica fisiológica ou morfológica compatível com as condições vigentes, características essas que são garantidas pela presença da variabilidade na população. Os animais de reprodução assexuada, onde é realizada de forma que se originem clones no final do processo, não ocorre o encontro dos gametas nem troca de material genético e consequentemente o patrimônio genético da população sofre ação da seleção sem que ocorram os indivíduos variantes, que podem aparecer apenas por mutação mas numa frequência baixíssima e a população fica bem mais suscetível a um ambiente em transformação 3