1 Curso e Colégio Anchieta Específicas PROFESSOR: Oromar DISCIPLINA: Biologia UFPR 2016/2017 UFPR - 2005 “As células-tronco embrionárias (TE) são obtidas da porção de um embrião em um estágio muito inicial que iria dar origem a todo o corpo de um organismo (...) Nesse estágio, o embrião é uma bola oca, chamada de blastocisto, formada por uma massa celular externa, que na gravidez viria a formar a placenta, e por uma massa celular interna (MCI), que se tornaria o feto (...) A fim de criar linhas de célula TE, cientistas removem a massa celular interna de um blastocisto criado em laboratório, normalmente remanescente de uma tentativa de fertilização in vitro (...) Uma vez que as células TE surgem nesse estágio primordial, elas mantêm a capacidade ‘pluripotente’ de formar qualquer tipo de célula de um organismo.” (Scientific American, jul. 2004.) 1) Segundo o texto, qual é a região do embrião e qual o estágio do desenvolvimento embrionário utilizados para obtenção de células TE? 2) Qual é a principal justificativa para a coleta de células TE em um estágio tão inicial da embriogênese? 3) Por que razão a massa celular externa não poderia ser empregada para gerar células TE? UFPR – 2007 01. O sistema endócrino, com suas várias glândulas e respectivos hormônios, opera de modo integrado com o sistema nervoso para a manutenção da homeostase dos seres vivos. Um distúrbio endócrino muito comum em humanos e animais é o diabetes melittus, caracterizado pela perda do controle da concentração sangüínea de glicose, levando à hiperglicemia (concentração de glicose sangüínea acima do valor médio normal). Além da hiperglicemia, os sinais característicos dessa doença incluem a excreção diária de volume elevado de urina (poliúria) contendo teor de glicose acima do normal (glicosúria). Considerando a espécie humana, responda as questões abaixo: a) Qual é a glândula endócrina e qual é o hormônio principal no controle da glicemia? b) Explique por que a manutenção da glicemia dentro dos valores normais é considerada vital. c) Explique a seguinte afirmativa: “A hiperglicemia leva à glicosúria, que por sua vez leva à poliúria”. 02. Alguns poluentes, como os pesticidas organoclorados e carbamatos, e alguns metais pesados, como o chumbo e o mercúrio, são inibidores da atividade da enzima colinesterase, responsável pela degradação da acetilcolina (um neurotransmissor sináptico). A inativação dessa enzima altera o funcionamento da sinapse química, pois o mediador químico permanece muito tempo no espaço intra-sináptico (ou fenda sináptica). Baseado nisso, descreva a organização e o funcionamento de uma sinapse química. 03. Em certas raças de gado, um gene recessivo ligado ao cromossomo sexual comum aos dois sexos causa uma anomalia que afeta as pernas do animal, tornando difícil a sua locomoção. Suponha uma situação em que uma fêmea de alto valor comercial teve um descendente macho afetado por essa anomalia e seu proprietário alegou que a causa da anomalia estava no sêmen utilizado para fecundá-la. Você concorda com a alegação do proprietário? Justifique sua resposta. 04. A vacinação consiste na aplicação deliberada de um antígeno modificado no organismo humano, com a finalidade de prevenir, controlar e, às vezes, até erradicar doenças infecciosas. Algumas vacinas são 2 aplicadas em dose única e conferem boa resposta de proteção nos encontros subseqüentes, ao passo que outras vacinas exigem dose de reforço para assegurar uma resposta adequada do organismo. Pergunta-se: a) Qual é o nome dado às respostas produzidas no primeiro contato com o antígeno vacinal? E às respostas produzidas no segundo contato? b) Qual é a formulação do agente vacinal que permite uma resposta adequada de proteção ao organismo sem a necessidade da dose de reforço? c) Que propriedade do sistema imune permite melhor resposta nas doses de reforço das vacinas ou nos contatos subseqüentes com o agente agressor? 05. No desenvolvimento humano, após a fertilização, o zigoto entra em um processo de sucessivas clivagens, produzindo um embrião multicelular. Cerca de uma semana após a fertilização, o embrião consiste em uma esfera oca, denominada de blastocisto, que irá se implantar na parede uterina e prosseguir no desenvolvimento embrionário, passando pelos processos de gastrulação, neurulação e organogênese. As células-tronco embrionárias são obtidas de embriões humanos no estágio de blastocisto. Essas células têm sido alvo de crescentes e polêmicas investigações científicas, devido à sua potencialidade de diferenciaremse em qualquer um dos mais de 200 tipos celulares humanos, havendo interesse na sua utilização para fins terapêuticos. Devido à sua totipotência, possivelmente as células-tronco embrionárias possam funcionar como células substitutas em diversos tecidos lesionados ou doentes. a) Cite uma alteração importante que ocorre no embrião durante: a.1) clivagem: a.2) gastrulação: a.3) neurulação: b) O que é totipotência? c) Por que geralmente são utilizadas células provenientes do blastocisto, e não de uma gástrula ou nêurula, para produzir novas células com fins terapêuticos? 06. As células procarióticas são geralmente menores que as eucarióticas. Analise esse fato tendo em vista as necessidades de trocas que as células têm de realizar para manter funcional e eficiente o seu metabolismo. UFPR – 2009 01. A calvície é controlada por um par de alelos (A / a) que são influenciados pelo sexo. Dessa forma, o alelo (A), que causa a calvície, é dominante nos homens e recessivo nas mulheres. Um homem não-calvo, casado com uma mulher não-calva, deseja saber se é possível vir a ter um filho calvo. Demonstre, argumentando apenas do ponto de vista do genótipo, a possibilidade ou a impossibilidade disso acontecer. 02. “O tic-tac do relógio biológico feminino – que marca a diminuição da fertilidade e fica mais forte à medida que a mulher alcança a meia idade – está profundamente arraigado na cultura popular. (...). Mas será que os homens sofrem do mesmo problema? (...). Para manter os níveis do sêmen, as chamadas células germinais devem continuar se dividindo. Afinal de contas, os homens dispõem de muitas formas de produzir esperma e, uma vez ejaculados, os espermatozóides só sobrevivem por alguns dias. Por volta dos 50 anos, essas células germinais terão se dividido 840 vezes. E em cada divisão há uma chance de que algo saia errado. (Relógio biológico dos homens. Será que a fertilidade masculina tem data de validade? Anne Casselman. Scientific American Brasil, jul. 2008.) a) O que são células germinais (ou germinativas)? b) No homem, como são chamadas as células germinativas e onde são encontradas? 3 c) As células germinativas masculinas e femininas se multiplicam por mitose. A fase de multiplicação dessas células ocorre ao mesmo tempo no homem e na mulher? Justifique. 03. “... é absolutamente necessário concluir que o sangue se encontra em estado de movimento incessante; que é esse o ato ou função que o coração desempenha por meio da pulsação, e que essa é a única finalidade do movimento e da contração do coração.” (FRIEDMAN, M. e FRIEDLAND, G. W. As 10 maiores descobertas da história. Companhia das Letras, 2000.) Essa sentença, extraída do livro conhecido De motu cordis, escrito por William Harvey no século XVII, foi considerada pelos autores do livro As 10 maiores descobertas da Medicina como a declaração médica mais significativa jamais publicada. Considere a descrição de um dos experimentos realizados por Harvey abaixo e responda às questões apresentadas na seqüência. Ao observar o coração de uma cobra viva, Harvey obstruiu temporariamente vasos próximos ao coração. Quando obstruiu um dos vasos (vaso 1), observou que o coração empalidecia e parava de ejetar sangue. Quando obstruiu outro vaso (vaso 2), o segmento adjacente a ele e o próprio coração ficavam cheios de sangue. a) Caso Harvey estivesse fazendo o experimento em um coração humano, identifique os vasos 1 e 2 e os respectivos lados do coração aos quais eles estão ligados. b) Muitas vezes, em pacientes com problemas cardíacos, faz-se necessário o procedimento do cateterismo, através do qual um cateter é introduzido em um vaso sanguíneo e é conduzido até o coração. Para que o cateter atinja os vasos coronarianos, que irrigam a musculatura cardíaca, ele deve chegar ao coração pelo vaso 1 ou 2? Justifique sua resposta. 04. Considere a seguinte tira: Tomando como ponto de partida o último quadrinho dessa tira, no qual o rato faz referência ao nome científico da “mosquinha-de-banana” como se fosse um nome artístico, responda: a) Qual a importância da utilização de nomes científicos para identificar os organismos? b) Por que se utiliza o latim como língua para a atribuição desses nomes? 05. O colágeno é uma importante proteína componente da matriz extracelular dos organismos animais. É encontrado em abundância nos tecidos conjuntivos. Fibroblastos, as principais células produtoras de colágeno, foram cultivados por algum tempo em um meio de cultura contendo aminoácidos radioativos, o que permite localizá-los depois, com o uso de técnicas especiais, em imagens de microscopia eletrônica. Ao observar as imagens dos fibroblastos, pode-se constatar a presença dos aminoácidos radioativos dentro de alguns compartimentos celulares e nas fibras colágenas secretadas pelas células. Acerca disso, faça o que se pede. 4 a) Cite dois compartimentos intracelulares nos quais foram observados os aminoácidos radioativos. Justifique sua resposta. b) Explique qual a relação entre colágeno e cicatrizes que podem surgir após algum ferimento. 06. A glicólise, representada na figura abaixo, é uma seqüência de reações metabólicas que envolvem o consumo de glicose para a produção de ATP, a principal forma de energia química utilizada pelas células. Em condições anaeróbicas, pode ocorrer a formação de álcool etílico, conseqüência do processo de fermentação. Explique por que, apesar de ser necessário um aporte constante de glicose, apenas uma pequena quantidade de nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD) é suficiente para manter o processo funcionando, gerando ATP para o organismo. UFPR – 2016 01. O recente surto do vírus Ebola na África Ocidental é considerado o pior da história. As primeiras células afetadas pelo contágio do vírus são exatamente aquelas fundamentais para a resposta imune do organismo, pois são as que primeiramente reconhecem que algo estranho entrou no corpo. A vacina VSV, em fase de testes, pode ajudar a combater futuros surtos de Ebola. Ela é produzida a partir de um vetor viral semelhante ao vírus da raiva. Neste vetor foi removido o gene que codifica a glicoproteína do vírus VSV e inserido o gene que codifica a glicoproteína do vírus Ebola. A vacina tem, portanto, uma glicoproteína Ebola na superfície, mas não se comporta como o vírus Ebola. Adaptado de: Scientific American Brasil, 29 de julho de 2014 http://www2.uol.com.br/sciam/noticias/ebola.html acessado em 17/08/2014 a) Que células do organismo fundamentais para a resposta imune são primeiramente afetadas pelo vírus Ebola? b) Qual a importância da vacina possuir em sua superfície a glicoproteína do vírus Ebola? c) Por que a vacina VSV não se comporta como o vírus Ebola? 02. Em uma certa espécies de abelhas, a cor dos olhos é condicionada por uma série de alelos múltiplos com a seguinte relação de dominância: bm > bp > bn > bc > b (marrom) (pérola) (neve) (creme) (amarelo) Uma abelha de olhos marrons, heterozigota para pérola, produziu 1.250 gametas que foram inseminados artificialmente por espermatozoides de machos com olhos de cores marrom (20%), pérola (20%), neve (20%), creme (20%) e amarelo (20%). Foram fecundados 80% dos gametas femininos. Pergunta-se: a) Quantos descendentes fêmeas e quantos machos nascerão? Por quê? b) Quantos descendentes fêmeas e machos terão olhos cor pérola? 5 03. Durante o ciclo celular, uma célula duplica e distribui seus cromossomos, formando células-filhas. Considere o processo de meiose que origina gametas humanos, no qual ocorreu um erro na distribuição de um (1) dos cromossomos (figura). Os demais cromossomos foram distribuídos perfeitamente. a) Qual evento/processo do ciclo celular falhou, levando ao erro na distribuição dos cromossomos? b) Qual seria a consequência biológica da geração de um zigoto a partir da fecundação dos gametas C ou D com um gameta normal do outro sexo? c) Suponha que ocorra a fecundação do gameta D masculino por um gameta normal do sexo feminino. Haveria alguma diferença se o cromossomo 1 fosse um autossomo ou um cromossomo sexual para a viabilidade do zigoto? Por quê? 04. Nas prateleiras de um supermercado podemos encontrar vinagre, iogurte, pão, cerveja e vinho. a) Que processo biológico está associado à produção de todos esses itens? b) Que grupos de microrganismos são necessários para produção do iogurte e da cerveja? c) Que células do corpo humano realizam processo semelhante? Em que situações? UFPR – 2015 01. Para que a preservação seja mais duradoura, deve-se evitar o crescimento de microrganismos nos alimentos. Três formas antigas e bastante simples de preservação são o charque (carne salgada e seca ao sol), os picles (alimentos conservados em vinagre) e as compotas (frutas com adição de açúcar). Explique como cada um desses métodos impede a sobrevivência e a proliferação de microrganismos. 02. A criação de modelos animais alterados geneticamente permite o estudo de diversas doenças. Esses animais são chamados knock-out quando o gene estudado é silenciado (deixa de funcionar), e knock-in quando o gene que desencadeia a doença é inserido em seu genoma. Geralmente, para a criação de um animal knock-in faz-se a inserção de células transformadas em laboratório, contendo o gene a ser estudado, em blástulas que são, então, implantadas no útero de uma “mãe de aluguel” (uma rata, por exemplo). Um dos motivos de serem usadas blástulas é o fato de que as células dessa fase são pluripotentes e indiferenciadas. a) Por que a inserção das células mutadas (produzidas no laboratório) não é feita em fases anteriores ou posteriores à de blástula, além dos motivos já citados? b) Por que os animais nascidos são considerados quimeras genéticas? 6 03. Um problema do estilo de vida nas grandes cidades é que as pessoas, cada vez menos, tomam banhos de sol. Dentre fatores que podem decorrer desse problema está o aumento da predisposição à osteoporose, que é a descalcificação dos ossos, ou o raquitismo, em crianças. Qual a vitamina, cujo precursor é ativado por luz solar, envolvida nesses processos? Qual a função dessa vitamina na prevenção das doenças mencionadas acima? 04. Nos gatos domésticos, a herança da cor da pelagem é ligada ao sexo. Os machos e as fêmeas podem ser pretos ou malhados (com pelos pretos e pelos brancos), ou podem ser amarelos ou malhados (com pelos amarelos e pelos brancos). Somente as fêmeas podem possuir as três cores (com pelos pretos, pelos amarelos e pelos brancos), sendo este último fenótipo chamado de cálico. A cor branca dos pelos é condicionada por um gene autossômico e tanto o macho quanto a fêmea podem ou não expressá-lo. Sabendo disto, responda: a) Quais são os genótipos e fenótipos dos pais cujos descendentes são: metade das fêmeas possuem fenótipo cálico e metade são malhadas (pelos pretos e brancos), e metade dos machos são malhados (pelos amarelos e brancos). b) Qual a hipótese que melhor explica a falta do fenótipo cálico nos machos? Justifique sua resposta.