Enem 2020 - dia 2 - Ciências da natureza e suas tecnologias

Na tirinha fornecida pelo problema, Garfield esfrega seus pelos no tecido da calça de uma pessoa e fica eletrizado, o que é representado no último quadrinho, quando Garfield aparece com seus pelos todos eriçados devido a carga elétrica que adquiriram. Quando Garfield esfrega seus pelos no tecido, ocorre eletrização por atrito. Vejamos as alternativas:

a) Incorreta. Na eletrização por atrito não são trocados átomos neutros, mas podem ser trocados íons. A alternativa nada afirma sobre a troca de íons.

b) Incorreta. Não é garantido que ocorra diminuição do número de prótons, pode também haver aumento dependendo das interações entre o tecido e o pelo. Não há informações suficientes para julgar se esta afirmativa é verdadeira.

c) Incorreta. Para haver criação de novas partículas, seria necessária grande quantidade de energia, por exemplo a quantidade presente na interação entre raios X e a matéria. Esta interação devida ao atrito não envolve tal quantidade de energia.

d) Correta. Ao atritar seus pelos contra a calça da pessoa, Garfield troca elétrons e, possivelmente, outras partículas com a calça, e por isso adquire carga elétrica. 

e) Incorreta. A rigor esta afirmativa é correta no nível microscópico, pois a força de atrito, que gera a eletrização por atrito, é uma força de natureza elétrica devida à repulsão entre os elétrons dos últimos átomos na fronteira da matéria. Porém falta a esta alternativa algum detalhe que envolva a troca de partículas eletricamente carregadas, justificando o processo de eletrização, tais como elétrons e/ou prótons, que é o que de fato garante a eletrização.

Polímeros biodegradáveis são polímeros em que a degradação, por ação de microorganismos naturais como fungos, bactérias e algas, ocorre em período curto como semanas ou meses em condições favoráveis a biodegradação.

a) Incorreto. Podem ser tóxicos, como os polímeros biodegradáveis derivados de petróleo.

b) Incorreto. Os polímeros biodegradáveis não podem ser reciclados, pois nesse processo suas propriedades não são conservadas.

c) Incorreto. A biodegradação desses polímeros forma como produtos principalmente $C{H}_4$ e $C{O}_2$ que são gases poluentes.

d) Correto. A grande vantagem dos polímeros biodegradáveis é o curto período de degradação realizada por microorganismos naturais.

e) Incorreto. As propriedades mecânicas dos polímeros biodegradáveis são diferentes e mais restritas quando comparados com os polímeros convencionais.

A trajetória após o lançamento horizontal possui o formato parabólico indicado na alternativa D. O link a seguir possui uma gravação de um experimento que mostra tal lançamento.

https://www.youtube.com/watch?v=zMF4CD7i3hg

A cavidade perfurada no solo constitui um tubo sonoro aberto em uma extremidade (superior) e fechado na outra (inferior). Em tais tubos sonoros, o harmônico fundamental, cuja forma está ilustrada na figura abaixo, possui frequência

$f_0=\frac{v}{4L},$

em que $v=360 \mathrm{m}/\mathrm{s}$ é a velocidade do som no ambiente e $L=30 \mathrm{m}$ é o comprimento do tubo:

$f_0=\frac{360 \mathrm{m}/\mathrm{s}}{4·30 \mathrm{m}}=3 {\mathrm{s}}^{-1}=3 \mathrm{Hz}.$

Em tubos sonoros abertos, as frequências dos harmônicos sucessivos aumentam pelo dobro da frequência do harmônico fundamental, uma vez que só há os harmônicos ímpares:

$\begin{array}{cc}n=1:& f_1=1·f_0=3·1=3 \mathrm{Hz}\\ n=3:& f_3=3·f_0=3·3=9 \mathrm{Hz}\\ n=5:& f_5=5·f_0=5·3=15 \mathrm{Hz}\\ n=7:& f_7=7·f_0=7·3=21 \mathrm{Hz}.\end{array}$

Como as frequências dos harmônicos sucessivos para o tubo descrito no enunciado aumentam de $6 \mathrm{Hz}$, o próximo harmônico após o de $135 \mathrm{Hz}$ será o de frequência $141 \mathrm{Hz}$. Pode ser verificado que ele corresponde ao harmônico

$f_n=n·f_0 \Rightarrow 141=n·3 \Rightarrow n=47.$

A biotecnologia é uma área da genética que permite fazer intervenções no DNA e atividade gênica através de técnicas que manipulem sequências de bases nitrogenadas ou interfiram em mecanismos de transcrição e tradução para atender anseios relacionados à saúde, economia, cultivo e produtividade.

A leitura atenciosa do enunciado revela que a técnica utilizada insere na soja genes que codificam a cianovirina-N, uma molécula de ação antiviral capaz de atuar sobre o HIV, vírus causador da AIDS em humanos.  A inserção de genes exógenos na soja torna esta leguminosa um organismo geneticamente modificado (OGM) pela transgenia. Munidos destas informações, é feita a análise das alternativas:

a) Incorreta. Hibridismo trata de uma condição na qual um ser vivo é resultante do cruzamento entre dois seres vivos de espécies diferentes. Um exemplo clássico de hibridismo é a mula, resultante do cruzamento entre jumento (Equus asinus) e égua (Equus cabalus). A intervenção descrita no enunciado não corresponde a um caso de hibridismo.

b) Correta. A transgenia consiste na técnica de manipular organismos através da inserção de genes exógenos que codifiquem um produto desejável no organismo transgênico. Veja os dois exemplos: o arroz dourado é uma modificação do arroz que recebeu genes para produção de vitamina A, com a finalidade de reduzir a deficiência desta vitamina em determinadas populações. O milho Bt recebeu genes que impedem que lagartas continuem se alimentando do milho, assim, neste caso, a transgenia evita destruição das plantações e grandes prejuízos econômicos. No enunciado fornecido, a soja recebe o gene exógeno com a finalidade de que o vegetal expresse e produza a enzima cianovirina-N que, provavelmente, será posteriormente extraída do vegetal e utilizada como prevenção da AIDS.

c) Incorreta. A conjugação é um mecanismo realizado, principalmente, por bactérias e tem por finalidade promover a passagem de material genético plasmidial de uma bactéria doadora para uma bactéria receptora. Este é um mecanismo de promoção da variabilidade genética que ocorre espontaneamente nas bactérias, sem depender da intervenção humana. Portanto, a situação descrita no enunciado não trata de um exemplo de conjugação.

Imagem: Sônia Lopes, Sérgio Rosso. Bio 1: Conecte live. 3. Ed. São Paulo: Saraiva, 2018

d) Incorreta. A terapia gênica consiste em um conjunto de ferramentas de edição do DNA com a finalidade de corrigir um gene defeituoso e recuperar a produção do produto normal, promovendo melhora no quadro clínico do indivíduo no qual foi feita a terapia. A terapia gênica ainda precisa ser aprimorada e envolve vários desafios, porém, é uma técnica que pode futuramente melhorar a vida de inúmeras pessoas que sofrem de graves doenças monogênicas como a hemofilia.

e) Incorreta. Melhoramento genético consiste na seleção, manipulação de cruzamentos ou alteração intencional do material genético de uma população de seres vivos, com a finalidade de manter ou acentuar características desejáveis. De acordo com o enunciado, a pesquisa descrita não visa a melhoria da produtividade ou das características da soja, além disso, o termo “melhoramento genético” é muito amplo e engloba diversas intervenções que não dependem, necessariamente, da manipulação e edição do DNA citados no texto. Desta forma, esta alternativa está incorreta.

a) Incorreta. As substâncias resultantes da queima dos fogos de artifício (compostos de sódio, potássio, bário, cálcio, chumbo, antimônio, cromo, além de percloratos e gases, como os dióxidos de nitrogênio e enxofre) não são inflamáveis. A inflamabilidade é uma propriedade química e específica da matéria e, dessa forma, alguns compostos queimam (reagem com $O_2$) com muita facilidade.

b) Incorreta. Os resíduos produzidos na quima de fogos de artifício não são explosivos. O que torna uma substância ou mistura de substâncias explosiva é sua facilidade de se decompor rapidamente, o que deve liberar muitos gases para o meio e uma expansão, junto com a liberação de calor (exotérmico).

c) Incorreta. O sódio e o potássio não são os principais responsáveis pela toxicidade do produto, mas os metais de alta massa molar como chumbo ($Pb$), antimônio ($Sb$) e cromo ($Cr$), além dos gases poluentes como os dióxidos de nitrogênio ($N{O}_2$) e enxofre ($S{O}_2$), que são causadores da chuva ácida.

d) Correta. Os produtos da queima contém metais pesados como o chumbo ($Pb$), antimônio ($Sb$) e cromo ($Cr$) que bioacumulados  podem causar problemas graves como o plumbismo, alterações cerebrais e câncer. Além disso, temos poluentes atmosféricos gasosos de caréter ácido como dióxido de nitrogênio ($N{O}_2$) e dióxido de enxofre ($S{O}_2$) que produzem a chuva ácida em contato com a água, como apresentado a seguir:

$2 N{O_2}_{\left(g\right) } + H_2{O}_{\left(\mathcal{l}\right) } \to \underset{ácido nítrico}{\underbrace{HN{O_3}_{\left(aq\right)}}} + \underset{ácido nitroso}{\underbrace{HN{O_2}_{\left(aq\right)}}}$

               $S{O_2}_{\left(g\right)} + \frac{1}{2} {O_2}_{\left(g\right) } + H_2{O}_{\left(\mathcal{l}\right)} \to \underset{ácido sulfúrico}{\underbrace{ H_{2}S{O_4}_{\left(aq\right)}}}$                          

e) Incorreta. O material particulado gerado na queima de grande quantidade de fogos de artifício podem se depositar na superfície das folhas, mas não impedem a respiração celular.

Automóveis têm seus chassis, e alguns suas carcaças, compostos de ligas metálicas. Esta parte metálica do carro funciona como uma blindagem eletrostática (como em uma gaiola de faraday) que protege o que está em seu interior de fenômenos elétricos que ocorrem ao redor do automóvel, por exemplo, protegendo de raios.

O investidor comprará somente as moedas que apresentarem a densidade do cobre puro ($9 g/c{m}^3$ ou $9 g/mL$).

Para descobrir a densidade de cada moeda, basta utilizar a fórmula da densidade: $d=\frac{m}{V}$, sendo m a massa de cada moeda fornecida no enunciado e V o volume de cada moeda, identificado pela variação de volume da coluna de água fornecida na figura.

• Moeda A

$m = 26 g$

$V = 2 mL$ ($7 mL - 5 mL$, volume total de água mais moeda A - volume inicial de água)

$d_A=\frac{26}{2}\to \boxed{d_A=13 g/mL}$, ou seja, a moeda não é feita 100% de cobre.

• Moeda B

$m = 27 g$

$V = 3 mL$ ($10 mL - 7 mL$, volume total de água mais moedas A e B - volume inicial de água mais moeda A) 

$d_B=\frac{27}{3} \to \boxed{d_B=9 g/mL}$, ou seja, a moeda é feita 100% de cobre.

• Moeda C

$m = 10 g$

$V = 2 mL$($12 mL - 10 mL$, volume total de água mais moedas A, B e C - volume inicial de água mais moedas A e B) 

$d_C=\frac{10}{2}\to \boxed{ d_C=5 g/mL}$, ou seja, a moeda não é feita 100% de cobre.

• Moeda D

$m = 36 g$

$V = 4 mL$ ($16 mL - 12 mL$, volume total de água mais moedas A, B, C e D - volume inicial de água mais moedas A, B e C) 

$d_D=\frac{36}{4}\to \boxed{d_D=9 g/mL}$, ou seja, a moeda é feita 100% de cobre.

Portanto, apenas as moedas B e D foram adquiridas pelo investidor.

Esta questão traz alguns problemas de conceitos, tanto no enunciado quanto nas alternativas. Aliada às imprecisões conceituais, a falta de informações no enunciado faz com que esta questão não apresente nenhuma alternativa plenamente correta, portanto, sugerimos sua anulação.

O primeiro equívoco da questão encontra-se na referência à espécie tetraploide: seria mais adequado denominar a espécie tetraploide como 4n=44 e não como 2n=44. Afinal, a expressão “2n” refere-se a um organismo ou célula diploide, enquanto a expressão “4n” refere-se a um organismo ou célula tetraploide. O uso deste termo inadequado pode trazer problemas no entendimento da questão e prejuízo no raciocínio do candidato.

Com base na descrição no enunciado, a origem da Coffea arabica parece ter sido por alopoliploidia, um caso especial de euploidia (alteração em todo o conjunto cromossômico), caracterizado pela fusão de gametas de espécies diferentes, que foram produzidos por indivíduos com anomalias cromossômicas, resultante de falhas na meiose espórica que os gerou. Portanto, baseado na hipótese de alopoliploidia, C. arabica teria resultado do cruzamento entre indivíduos anômalos de C. canephora e C. eugenioides, conforme esquema a seguir.

Uma outra possível hipótese, capaz de explicar o surgimento de C. arabica 4n, considera a alopoliploidia e o retrocruzamento com a espécie parental (de acordo com Lashermes, P. et al. Molecular characterisation and origin of the Coffea arabica L. genome. Molecular and General Genetics MGG, 261(2), 259–266. doi:10.1007/s004380050965).

As duas hipóteses descritas estão em conformidade com as peculiaridades do ciclo de vida dos vegetais, a alternância de gerações, em que a divisão meiótica nos esporófitos promove a formação de esporos, e é denominada como meiose espórica; enquanto que os gametas são gerados por processo mitótico, a partir dos gametófitos.

a) Incorreta. Duplicações, no âmbito das mutações gênicas, não alteram a ploidia das células, já as duplicações cromossômicas são mutações estruturais que afetam apenas trechos de cromossomos e não o genoma completo, do mesmo modo não resultam em alterações de ploidia.

b) Incorreta. Diferente dos vegetais, os animais realizam meiose para formar gametas, sendo que nestes seres vivos, a divisão é denominada meiose gamética. Assim sendo, todas as alternativas que citam “meiose gamética” estão conceitualmente equivocadas, uma vez que nos vegetais a meiose é espórica.

c) Incorreta. Conforme explicado anteriormente.

d) Incorreta. Conforme explicado anteriormente.

e) Incorreta. As deleções são mutações estruturais que afetam apenas trechos de um cromossomo ou alguns cromossomos, jamais produziriam mudança na ploidia. Além disso, a mitose é uma divisão que mantém o número cromossômico constante e eventuais mutações, como as deleções, durante a divisão do zigoto, produziriam um embrião mosaico, no qual coexistiriam células com cariótipos diferentes. O mosaicismo não explica nem se relaciona com o enunciado fornecido.

Ao longo dos 5 dias, $\Delta t=5·24 \mathrm{h}=120 \mathrm{h}$, durante os quais a bateria perde totalmente sua carga $Q=60 \mathrm{Ah}$ devido à corrente de fuga, estabelece-se uma corrente média de intensidade

$i=\frac{Q}{\Delta t}=\frac{60 \mathrm{Ah}}{120 \mathrm{h}}=0,5 \mathrm{A}.$

Como esta corrente de fuga circula pelos equipamentos do veículo, mesmo com ele desligado, é desejado que o amperímetro seja ligado em série no circuito do veículo, tal como ilustram as alternativas b e d. Aquela que indica o valor médio correto para a corrente de fuga é a alternativa b.