Ficha de avaliação de Biologia e Geologia 11.º Ano de Escolaridade Duração: 2 segmentos letivos Nas respostas aos itens de escolha múltipla, selecione a opção correta. Escreva, na folha de respostas, o número do item e a letra que identifica a opção escolhida. Grupo I A hipótese baseada no modelo endossimbiótico explica a origem das mitocôndrias e cloroplastos, mas poderia também explicar outras características da célula eucariótica. A origem endossimbiótica tem sido sugerida para várias estruturas, incluindo flagelos e cílios. Lynn Margulis enfatiza que, por várias vezes, durante a história da vida, a simbiose terá desempenhado um papel importante. Muitos aspetos da endossimbiose ainda não foram devidamente explicados. Por exemplo, como é que o primeiro endossimbionte chegou até ao seu hospedeiro? Foi o hospedeiro que ingeriu o endossimbionte? Se assim foi, porque não foi o endossimbionte digerido? Ou foi o endossimbionte que infetou e explorou o hospedeiro? Em 1966, o microbiologista Kwang Jeon, ao fazer uma investigação com amibas, constatou que estes seres foram atingidos por uma infeção resultante da ação de bactérias, posteriormente designadas bactérias-x. A presença destas bactérias no interior das amibas levou a que apenas algumas sobrevivessem à epidemia. Alguns meses depois, as amibas sobreviventes e os seus descendentes eram muito saudáveis. Jeon e seus colaboradores colocaram a hipótese de que as amibas teriam conseguido combater a infeção. Contudo, ficaram muito surpreendidos ao descobrir que as bactérias-x continuavam a multiplicar-se no interior das amibas, mas estas não ficavam doentes. Os investigadores ainda ficaram mais surpreendidos quando, ao usar antibióticos para matar as bactérias dentro das amibas, as amibas também morriam. As amibas não podiam viver sem os seus antigos agressores. Os investigadores descobriram, então, que as bactérias sintetizavam uma proteína que as amibas precisavam para sobreviver. A natureza da relação entre as duas espécies mudou completamente de ataque e defesa para cooperação. Adaptado de http://evolution.berkeley.edu/ 1. As amibas referidas na investigação são seres (A) multicelulares e procariontes. (B) unicelulares e eucariontes. (C) unicelulares e procariontes. (D) multicelulares e eucariontes. 2. A infeção das amibas por bactérias, referida no texto, é uma evidência que apoia a hipótese baseada no modelo ___ para a formação das células ___. (A) endossimbiótico […] procarióticas (B) autogénico […] procarióticas (C) endossimbiótico […] eucarióticas (D) autogénico […] eucariótica 3. A hipótese baseada no modelo endossimbiótico apoia-se em evidências biológicas e bioquímicas para a origem dos cloroplastos e das mitocôndrias como, por exemplo, as mitocôndrias e os cloroplastos produzem as suas próprias membrana (A) internas e replicam-se por um processo semelhante ao que ocorre nas bactérias por esporulação. (B) externas e replicam-se por um processo semelhante ao que ocorre nas bactérias por esporulação. (C) Internas e replicam-se por um processo semelhante ao que ocorre nas bactérias por bipartição. (D) externas e replicam-se por um processo semelhante ao que ocorre nas bactérias por bipartição. 1 4. Segundo o modelo endossimbiótico, as primeiras relações endossimbióticas terão sido estabelecidas com os ancestrais (A) dos ribossomas e só posteriormente algumas dessas células terão estabelecido relações de simbiose com os ancestrais dos cloroplastos. (B) das mitocôndrias e só posteriormente algumas dessas células terão estabelecido relações de simbiose com os ancestrais dos cloroplastos. (C) dos ribossomas e só posteriormente algumas dessas células terão estabelecido relações de simbiose com os ancestrais das mitocôndrias. (D) dos cloroplastos e só posteriormente algumas dessas células terão estabelecido relações de simbiose com os ancestrais das mitocôndrias. 5. Para o modelo autogénico, os seres (A) procariontes são o resultado de uma evolução gradual dos seres eucariontes. (B) eucariontes são o resultado de uma evolução gradual dos seres procariontes. (C) eucariontes apresentam mitocôndrias como resultado de situações de endossimbiose. (D) procariontes apresentam mitocôndrias como resultado de invaginações da membrana plasmática. 6. Faça corresponder cada uma das descrições da coluna A, que explicam o surgimento das células eucarióticas, à respetiva hipótese, que consta na coluna B. Escreva, na folha de respostas, apenas as letras e os números correspondentes. Coluna A Coluna B (a) As mitocôndrias e os cloroplastos têm dimensões semelhantes às das bactérias. (b) Algumas porções do material genético abandonaram o núcleo e evoluíram formando organelos como as mitocôndrias e os cloroplastos. (c) Os ribossomas dos cloroplastos apresentam mais semelhanças com os ribossomas dos procariontes do que com os ribossomas do citoplasma das células eucarióticas. (1) Hipótese baseada no modelo autogénico. (2) Hipótese baseada no modelo endossimbiótico. 7. A multicelularidade, outro marco importante na evolução dos seres vivos, terá trazido algumas vantagens evolutivas, nomeadamente (A) Diminuição da taxa metabólica, resultado da especialização celular que permitiu uma utilização da energia de forma mais eficaz. (B) Aumento da taxa metabólica, resultado da especialização celular que permitiu uma utilização da energia de forma menos eficaz. (C) Maior dependência em relação ao meio ambiente, devido a uma homeostasia eficaz. (D) Menor dependência em relação ao meio ambiente, devido a uma homeostasia não eficaz. 8. Muitas das proteínas necessárias para a mitocôndria são importadas do resto da célula. Explique este acontecimento de acordo com o modelo endossimbiótico. 2 Grupo II Uma das grandes questões sobre os dinossauros está relacionada com o processo de termorregulação. Seriam seres endotérmicos, ectotérmicos ou com um processo de termorregulação intermédio? Embora seja muito difícil elaborar hipóteses para tentar resolver um problema sobre a fisiologia de espécies extintas, foram realizados estudos paleo-histológicos a partir do exame de lâminas delgadas de ossos de dinossauros e elaborados modelos para estudo da termorregulação. Foram também realizados estudos com tecido ósseo de répteis atuais e de mamíferos. Estudos realizados com animais que apresentam metabolismo elevado, que conseguem manter a temperatura do seu corpo estável, evidenciam que os ossos têm um crescimento contínuo. O crescimento cíclico (as linhas que se formam pela alternância de fases de crescimento, quando ocorre deposição óssea, com etapas em que o crescimento cessa e a deposição diminui) é típico de organismos com baixo metabolismo e as interrupções de crescimento são resultantes da diminuição da temperatura corporal. Adaptado de Gillooly, J. F., Allen, A. P., Charnov, E. L. (2006). Dinosaur fossils predict body temperatures. PLoS Biol 4(8): 1467 – 1469. Estudos realizados: 1. Estudos paleo-histológicos. A observação de lâminas de tecido ósseo de ossos de dinossauros indica linhas de interrupção de crescimento. 2. Modelo para a termorregulação e crescimento dos ossos. Nesta experiência apresenta-se um modelo em que se relaciona a temperatura do corpo do dinossauro com o crescimento dos ossos. Este modelo prevê que a temperatura do corpo do dinossauro aumenta com a massa do corpo, aproximadamente, de 25 ºC até 12 kg e 41 ºC até 13 000 kg. No gráfico da figura 1 é apresentada a relação entre a temperatura média e a massa do corpo para dinossauros e para crocodilos. Fig. 1. Relação entre a temperatura média e a massa do corpo. 3. Estudos em répteis atuais A observação de lâminas de tecido ósseo de répteis atuais indica a existência de anéis concêntricos nos ossos (crescimento cíclico). 4. Estudos em mamíferos A observação de lâminas de fémur de 115 indivíduos de mais de 40 espécies diferentes de mamíferos ruminantes – que englobam, entre outros animais, cervídeos, bovídeos, antílopes e girafas – evidenciaram os seguintes resultados: todas as espécies de ruminantes analisadas, independentemente da latitude, do clima e das condições ecológicas em que viviam, exibem linhas indicativas de interrupção de crescimento. Desde o pequeno antílope, Nesotragus moschatus, com pouco mais de 3 kg, até o maior dos antílopes, Tragelaphus derbianus, cujo peso ultrapassa 900 kg, apresentaram essa característica. 3 1. Das observações realizadas nos estudos paleo-histológicos pode concluir-se que os dinossauros apresentavam (A) linhas de interrupção no tecido ósseo, sendo o crescimento contínuo. (B) linhas de interrupção no tecido cartilagíneo, sendo o crescimento contínuo. (C) linhas de interrupção no tecido ósseo, sendo o crescimento cíclico. (D) linhas de interrupção no tecido cartilagíneo, sendo o crescimento cíclico. 2. Os resultados dos estudos com os mamíferos atuais permitem afirmar que (A) a formação de linhas contínuas está relacionada com períodos de carência de alimento. (B) a formação de linhas contínuas está relacionada com períodos de ausência de deposição. (C) todas as espécies de ruminantes analisadas apresentam crescimento contínuo. (D) todas as espécies de ruminantes analisadas apresentam linhas indicativas de interrupção de crescimento. 3. Dos estudos realizados pode concluir-se que (A) todos os dinossauros eram ectotérmicos e apresentavam crescimento cíclico dos ossos. (B) alguns dinossauros eram ectotérmicos e apresentavam crescimento contínuo dos ossos. (C) alguns dinossauros eram homeotérmicos e alguns eram ectotérmicos. (D) todos os dinossauros eram homeotérmicos e apresentavam crescimento cíclico dos ossos. 4. Na investigação efetuada, alguns dos dados foram obtidos com recurso a cortes histológicos. Estes dados funcionam como (A) argumentos paleontológicos. (C) argumentos citológicos. (B) argumentos bioquímicos. (D) argumentos geográficos. 5. Um conjunto de fósseis especialmente interessante do ponto de vista evolutivo são os fósseis de formas intermédias, que apresentam características que existem em, pelo menos, (A) três grupos de seres vivos e todos são formas fósseis de transição. (B) dois grupos de seres vivos e todos são formas fósseis de transição. (C) três grupos de seres vivos e alguns são formas fósseis de transição. (D) dois grupos de seres vivos e alguns são formas fósseis de transição. 6. A existência de pulmões com diferente desenvolvimento nos crocodilos e nos mamíferos ruminantes evidencia a ocorrência de um processo evolutivo (A) divergente, por pressões seletivas idênticas. (B) convergente, por pressões seletivas idênticas. (C) divergente, por pressões seletivas diferentes. (D) convergente, por pressões seletivas diferentes. 7. Os órgãos ou estruturas análogas são órgãos que apresentam uma estrutura e origem embriológica (A) diferentes e desempenham funções diferentes. (B) diferentes, mas desempenham a mesma função. (C) comuns e desempenham a mesma função. (D) comuns, mas desempenham funções diferentes. 8. Em períodos de escassez alimentar e condições adversas (secas ou invernos rigorosos), alguns mamíferos ruminantes colocam em ação uma complexa estratégia de conservação de energia. Esta inclui variações tanto da temperatura corporal como das taxas de metabolismo. Estas estratégias implicam paragens de crescimento, evidenciadas nas lâminas histológicas. Por outro lado, em tempos de disponibilidade de alimento (geralmente nas estações chuvosas), esses mamíferos maximizam o seu crescimento. Explique, segundo a perspetiva neodarwinista, o sucesso adaptativo de alguns mamíferos ruminantes. 4 Grupo III Um projeto internacional sequenciou o genoma da Amborella trichopoda, uma pequena árvore, com dois a três metros de altura, que apenas existe na ilha principal da Nova Caledónia e é a única espécie descendente de uma linhagem muito antiga das plantas com flor. Há cerca de 200 milhões de anos deu-se um fenómeno de duplicação de genoma numa planta superior, que foi depois essencial para o aparecimento das plantas com flor. Esse fenómeno foi comprovado pela análise do genoma da Amborella trichopoda, onde a duplicação ainda é visível no seu genoma. Existem apenas 18 populações da Amborella trichopoda, todas nas regiões montanhosas da maior ilha da Nova Caledónia. Pensa-se que o antepassado desta planta se tenha separado do restante ramo das plantas com flor há 160 milhões de anos. As características genéticas que partilha com o resto das angiospérmicas surgiram numa altura inicial da evolução das plantas com flor. O fóssil mais velho de uma planta com flor encontrado tem entre 135 e 130 milhões de anos, mas pensa-se que as angiospérmicas tenham aparecido há mais de 160 milhões de anos. Nessa altura, a Terra estava no final do Jurássico, o período do meio da Era dos Dinossauros, onde as florestas de coníferas eram dominantes. Mas no final do Cretácico, o último período onde os dinossauros caminharam na Terra, as plantas com flores já eram dominantes. Adaptado de “Genoma de árvore transporta-nos até às primeiras plantas com flor”. Público, 03-01-2014 1. Quanto à fonte de carbono e ao modo de obtenção de energia, as plantas da espécie Amborella trichopoda classificam-se, respetivamente, em seres (A) autotróficos e fotossintéticos. (C) fotossintéticos e autotróficos. (B) heterotróficos e quimiossintéticos. (D) quimiossintéticos e heterotróficos. 2. De acordo com os dados do texto, o surgimento das plantas com flor resultou de (A) duplicações no DNA mitocondrial. (C) recombinações génicas no DNA mitocondrial. (B) mutações ao nível do DNA mitocondrial. (D) duplicações no DNA nuclear. 3. A comparação de sequências de genes de Amborella para a reconstrução de relações filogenéticas nas plantas com flor constituem argumentos (A) bioquímicos, de acordo com o darwinismo. (B) bioquímicos, de acordo com o neodarwinismo. (C) citológicos, de acordo com o darwinismo. (D) citológicos, de acordo com o neodarwinismo. 4. O aparecimento das plantas com flor é indicador de uma evolução (A) convergente, como resultado de pressões seletivas diferentes. (B) convergente, como resultado de pressões seletivas idênticas. (C) divergente, como resultado de pressões seletivas idênticas. (D) divergente, como resultado de pressões seletivas diferentes. 5. Atualmente, a Terra é dominada por plantas que mostram o seu sistema reprodutor nas belas flores, que envelhecem e caem para dar lugar a frutos, muitas vezes vistosos, que envolvem as sementes. Hoje, a alimentação do Homem seria completamente diferente se este ramo da evolução não existisse, já que as espécies agrícolas e hortícolas são, na grande generalidade, angiospérmicas. Ordene as letras de A a E, de modo a reconstituir a sequência cronológica dos acontecimentos relacionados com a evolução das plantas. A – Angiospérmicas, como Amborella trichopoda, plantas com flor. B – Gimnospérmicas, como o pinheiro com os seus estróbilos, as pinhas, e sementes, como os pinhões. C – Alga ancestral. D – Filicíneas, como os fetos com o seu sistema vascular e folhas. E – Briófitas, como os musgos, avasculares. 5 6. Diversos fatores podem atuar sobre o fundo genético de uma população, sem a intervenção do Homem: (A) as mutações, as migrações, a deriva genética, cruzamentos ao acaso e seleção artificial. (B) as mutações, as migrações, a deriva genética, cruzamentos ao acaso e seleção natural. (C) as mutações, as migrações, a deriva genética, cruzamentos não ao acaso e seleção natural. (D) as mutações, as migrações, a deriva genética, cruzamentos não ao acaso e seleção artificial. 7. O conjunto de genes de uma população constitui (A) a deriva genética. (B) as migrações. (C) o fundo genético. (D) a seleção natural. 8. Segundo Darwin, numa população de plantas com flor, a maior capacidade de sobrevivência da população às alterações ambientais resulta de um equilíbrio entre (A) a variabilidade e a recombinação génica. (B) as mutações a e recombinação génica . (C) a variabilidade e a seleção natural. (D) as mutações e a seleção natural. 9. A Família Amborellaceae tem apenas um género, Género Amborella, que, por sua vez, tem apenas uma espécie, a Amborella trichopoda, existindo apenas 18 populações desta espécie, todas nas regiões montanhosas da maior ilha da Nova Caledónia. Justifique o facto de esta espécie poder estar em perigo de extinção. Grupo IV O Ornithorhynchus anatinus é a única espécie de ornitorrinco ainda viva. As características quase antagónicas deste grupo – corpo coberto de pelo, reprodução por ovos, alimentação das crias com leite mas sem mamilos, bico semelhante ao de uma ave e esporões que produzem veneno nas patas traseiras dos machos – têm fascinado os cientistas desde que foi descoberto. Com que classes Ornithorhynchus anatinus estará mais relacionado geneticamente? Com os membros da Classe Anfíbios, da Classe Aves ou da Classe Mamíferos? Para responder a esta questão, foi realizada uma investigação baseada nos genes que estão associados à produção da enzima lactase (LCT), devido à importância desta enzima para os mamíferos, dado que apenas estes produzem leite com lactose para alimentar as suas crias. O gene LCT foi pesquisado em vários seres: Mus musculus (rato-doméstico), Bos taurus (vaca), Gallus gallus (galinha), Xenopus laevis (rã-africana), Homo sapiens (Homem) e Ornithorhynchus anatinus (ornitorrinco). Os investigadores ficaram surpreendidos com a presença da enzima lactase nos organismos Xenopus laevis e Gallus gallus, dado que estes não são mamíferos e não produzem leite. Na árvore filogenética representada na figura 2, pode observar-se as relações evolutivas entre os seres estudados. Na árvore filogenética, a proximidade de um organismo com outro reflete como este está relacionado com o outro organismo. Adaptado de Morrell, Mia, Phylogenetic Relationships of Ornithorhynchus anatinus. Fig.2. Árvore filogenética sobre o gene LCT. 6 1. O estudo apresentado sugere que o ornitorrinco, relativamente ao gene para a enzima lactase, se encontra mais próximo filogeneticamente da espécie (A) Bos taurus, porque apresenta, em relação a esta, maior número de nucleótidos diferentes no LCT. (B) Bos taurus, porque apresenta, em relação a esta, menor número de nucleótidos diferentes no LCT. (C) Xenopus laevis, porque apresenta, em relação a esta, menor número de nucleótidos diferentes no LCT. (D) Xenopus laevis, porque apresenta, em relação a esta, maior número de nucleótidos diferentes no LCT. 2. Na árvore filogenética, as bifurcações correspondem a momentos de (A) convergência evolutiva, revelados por semelhanças na sequência de nucleótidos do gene da lactase. (B) divergência evolutiva, revelados por diferenças na sequência de nucleótidos do gene da lactase. (C) divergência evolutiva, revelados por semelhanças na sequência de nucleótidos do gene da lactase. (D) convergência evolutiva, revelados por diferenças na sequência de nucleótidos do gene da lactase. 3. As características do ornitorrinco, genes parecidos com os de outros mamíferos, mas também com os de répteis e de aves, permitem que se considere a seguinte hipótese: (A) ser uma espécie em vias de extinção. (B) ser um fóssil vivo. (C) pode ajudar no estudo da evolução dos mamíferos. (D) ser um ancestral direto dos répteis. 4. O diagrama da figura 2 representa um sistema de classificação (A) vertical com base em argumentos citológicos. (B) horizontal com base em argumentos citológicos. (C) horizontal com base em argumentos bioquímicos. (D) vertical com base em argumentos bioquímicos. 5. Segundo o sistema de classificação de Whittaker modificado, os mamíferos como o ornitorrinco pertencem, inequivocamente, ao Reino Animalia por apresentarem (A) mobilidade e nutrição por ingestão. (B) diferenciação tecidular elevada e heterotrofia. (C) células eucarióticas e nutrição por absorção. (D) multicelularidade e tecidos especializados. 6. A designação Ornithorhynchus anatinus refere-se ao taxon (A) espécie, porque apresenta nomenclatura binominal, sendo o primeiro o nome do género. (B) género, porque apresenta nomenclatura binominal, sendo o segundo o nome da espécie. (C) espécie, porque se encontra escrito em itálico. (D) subespécie, porque está escrito em latim. 7. A família dos ornitorrincos não tem um único ramo, como inicialmente se pensava. A sua árvore evolutiva teve, pelo menos, uma ramificação que originou Obdurodon dicksoni e Obdurodon tharalkooschild e outra que originou Ornithorhynchus anatinus. Obdurodon dicksoni e Obdurodon tharalkooschild partilham mais semelhanças entre si do que com Ornithorhynchus anatinus porque (A) apresentam o mesmo restritivo especifico. (B) pertencem ao mesmo género. (C) são da mesma subespécie. (D) apresentam restritivo específico diferente. 7 8. Os ornitorrincos pertencem ao Reino Animalia. Faça corresponder a cada um dos reinos da coluna A as respetivas características da coluna B. Coluna A (a) Monera (b) Fungi (c) Animalia (d) Plantae Coluna B (1) Heterotróficos por absorção (2) Heterotróficos multicelulares diferenciados (3) Parede celular de natureza celulósica (4) Autotróficos ou heterotróficos (5) Parede celular com colagénio 9. Considerando os dados da árvore filogenética apresentada na figura 2, explique a posição de Ornithorhynchus anatinus relativamente aos outros seres apresentados na árvore. FIM Cotações Grupo I Grupo II Grupo III Grupo IV Questão Cotação Questão Cotação Questão Cotação Questão Cotação 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 5 5 5 5 5 5 5 15 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 5 5 5 5 5 5 5 10 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 5 5 5 5 5 5 5 5 10 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 5 5 5 5 5 5 5 5 15 50 pontos 45 pontos 50 pontos 55 pontos 200 pontos 8
