Enem 2021 - dia 2 - Matemática e Ciências da natureza

A célula de combustível de hidrogênio escolhida deve, como condições citadas no texto, operar em baixo nível de energia térmica, ou seja, em baixo intervalo de temperatura e constituídas de eletrólitos poliméricos e em meio ácido.

a) Incorreta. A célula de combustível opera em intervalo de temperatura entre 90^oC e 100 ^oC, o que pode ser considerado como baixo nível de energia térmica, mas o eletrólito utilizado é uma base forte e solúvel em água, tornando o meio básico.

b) Incorreta. A célula de combustível opera em altas temperaturas, entre 600^oC e 1000^oC. Além disso, o eletrólito utilizado, carbonatos de lítio ou sódio e/ou potássio, não se apresenta na forma polimérica e nem é um meio ácido.

c) Correta. A célula de combustível opera em baixo intervalo de temperatura, entre 60^oC e 100 ^oC. O eletrólito utilizado é o ácido poliperfluorossulfônico sólido, sendo a única célula que utiliza um eletrólito polimérico e de caráter ácido. A reação global da célula de combustível de hidrogênio pode ser representada como:

 $H_2\left(g\right) + \frac{1}{2} O_2\left(g\right) \to H_{2}O\left(v\right)$

d) Incorreta. A célula de combustível opera em intervalo médio de temperatura, entre 175 ^oC e 200 ^oC. O eletrólito utilizado é o ácido fosfórico líquido, mas não em na forma polimérica, condição necessária citada no texto.

e) Incorreta. A célula de combustível opera em altas temperaturas, entre 600^oC e 1000 ^oC. O eletrólito  utilizado é o óxido de zircônio sólido, que não é polimérico.

O enunciado diz se tratar de uma situação na qual a temperatura do ambiente é inferior à temperatura corporal dos personagens, e que o incômodo apresentado pelo personagem está relacionado à umidade relativa do ar.

A alta umidade do ar apresenta uma situação na qual a pressão parcial do vapor de água se aproxima da pressão de vapor a uma dada temperatura, dificultando a evaporação da água. O suor é um mecanismo de controle térmico nos corpos de animais com glândulas sudoríparas, retirando calor do corpo através evaporação do suor e, assim, reduzindo a temperatura corporal. Se o suor encontra dificuldade para evaporar, pelo fato de o vapor ambiente estar com pressão próxima à pressão de vapor (saturação), este mecanismo de controle da temperatura corporal fica prejudicado e a sensação térmica é de que estamos sujeitos a temperaturas mais elevadas do que realmente estamos expostos.

Vejamos as alternativas.

a) Incorreta. A tempertura do vapor de água é a mesma do ambiente e, portanto, menor do que a temperatura corporal dos personagens.

b) Correta. A alta umidade relativa do ar decorre da alta pressão parcial do vapor e, portanto, aumenta a dificuldade de evaporação do suor.

c) Incorreta. A umidade do ar não aumenta a absorção de radiação pelo corpo.

d) Incorreta. A alta umidade do ar favorece a condução de calor.

e) Incorreta. A temperatura da pele é superior à temperatura do vapor, portanto esta condensação é desfavorecida.

A dengue é uma arbovirose comum em regiões tropicais causada por um vírus Flavivirus cuja transmissão ocorre através da picada da fêmea do inseto Aedes aegypti. Na região sudeste, a incidência da dengue é aumentada em estações chuvosas, nas quais a formação de reservatórios de água parada favorece a deposição de ovos e desenvolvimento de larvas do inseto vetor. A doença causada pelo vírus ebola é uma condição grave, rara e de maior ocorrência na região subsaariana no continente Africano. Diferente do vírus da dengue, o vírus ebola não requer a presença de um inseto vetor. A transmissão do vírus ebola é dada pelo contato direto com sangue, saliva, fezes, sêmen, vômito e suor de pessoas contaminadas, ou pelo contato indireto com objetos contaminados com fluidos corporais de pessoas portadoras do vírus.

A relação entre vírus e humano trata de um tipo de relação desarmônica denominada parasitismo na qual o parasita (o vírus, no caso) se beneficia do metabolismo e condições corporais oferecidas pelo hospedeiro humano. Dessa forma, o vírus é capaz de utilizar o hospedeiro como ambiente de proliferação e perpetuação da linhagem viral, enquanto o humano sofre com os sintomas decorrentes do parasitismo. Do ponto de vista evolutivo, é possível afirmar que parasita e hospedeiro sofrem coevolução, processo no qual os organismos evoluem concomitantemente em resposta às pressões impostas pelo outro. Ou seja, as espécies afetam a evolução umas das outras reciprocamente, no caso, o humano adapta-se, sofre seleção natural e evolui de acordo com o parasita; enquanto o parasita adapta-se, sofre seleção natural e evolui de acordo com as condições do humano hospedeiro. Supondo que o humano desenvolva mecanismos de defesa mais eficientes, predominariam os humanos com maior resistência. Em resposta, o vírus evoluiria com maior virulência e letalidade, que promoveriam a antecipação da morte de alguns hospedeiros. Assim, a íntima relação entre parasita e hospedeiro atua como força seletiva de uma espécie sobre a outra. Utilizando as porcentagens de letalidade fornecidas pelo enunciado, é possível inferir que, comparado ao vírus ebola, o vírus da dengue apresenta menor taxa de letalidade devido à duradoura interação entre humanos e vírus cuja coevolução pode ser percebida em vírus menos letais e ainda capazes de manter o hospedeiro vivo por tempo suficiente para utilizá-lo como ambiente de proliferação. Ao contrário disso, o vírus ebola provoca morte da maioria dos hospedeiros, indicando a existência de uma relação parasita-hospedeiro mais recente.

a) Incorreta. O período de incubação consiste no período necessário para os sintomas se manifestem e não se relaciona com o tempo de evolução biológica entre parasita e hospedeiro.

b) Incorreta. O período de incubação consiste no período necessário para os sintomas se manifestem e não se relaciona com o tempo de evolução biológica entre parasita e hospedeiro.

c) Incorreta. A alta letalidade indica maior eficiência do vírus em matar os hospedeiros devido à recente relação entre os organismos.

d) Incorreta. A origem da espécie humana é, de fato, no continente africano, mas este dado não justifica as diferentes letalidades verificadas nos casos de dengue e ebola.

e) Correta. Conforme explicado anteriormente, como resultado da coevolução, a baixa mortalidade do humano em resposta ao vírus da dengue indica eficiência do vírus em parasitar o hospedeiro.

A decantação consiste em deixar uma mistura heterogênea em repouso para que ocorra a separação de fases. No processo de tratamento do esgoto residencial, a mistura é deixada em repouso na etapa 3 (no tanque séptico), ocorrendo a decantação do lodo.

A propagação vegetativa é o processo de reprodução assexuada de vegetais, sendo a estaquia um dos métodos utilizados para essa finalidade. Nesse processo, pequenos pedaços (estacas) de caule, folhas ou raízes são plantados para a formação de novas plantas, que serão clones, ou seja, geneticamente idênticas à planta utilizada na produção das estacas.

Imagem: Lopes, Sonia; Rosso, Sergio. Bio: Conect live. 3ª ed. São Paulo: Saraiva, 2018.

Para que haja o desenvolvimento do novo vegetal é necessário que ocorra a formação de raízes, que serão responsáveis pela fixação e nutrição inorgânica da planta. Assim, para essa finalidade podem ser utilizados hormônios vegetais como a auxina, que quando aplicados na porção inferior do caule são capazes de induzir a formação de raízes adventícias conforme mostra imagem abaixo.

Imagem: Lopes, Sonia; Rosso, Sergio. Bio: Conect live. 3ª ed. São Paulo: Saraiva, 2018.

As auxinas são hormônios vegetais, na planta adulta são produzidos nas gemas apicais (principalmente caulinares) e se deslocam para os locais de ação por meio de células parenquimáticas. Esses hormônios são fundamentais para o crescimento da planta por distensão celular, já que as auxinas induzem a síntese de enzimas que promovem o amolecimento da parede celular vegetal. Além da atuação no crescimento e enraizamento de estacas, a auxina apresenta outros efeitos como a dominância apical, indução da formação de frutos partenocárpicos (sem sementes) e atuação como herbicida (2,4-diclorofenoxiacético). 

a) Incorreta. O principal hormônio responsável pela indução da floração das plantas é a giberelina. Além disso, a floração não se relaciona com a propagação vegetativa da planta e não seria induzida na porção inferior do caule, local onde a auxina foi aplicada.
b) Incorreta. A auxina produzida principalmente na gema apical do caule possui ação inibitória sobre as gemas laterais, o que leva à dominância apical. Assim, a utilização da auxina não contribuiria para o desenvolvimento das gemas laterais.
c) Incorreta. Apesar da auxina ser importante para o crescimento do vegetal, o local da aplicação (parte inferior do caule) não justificaria a indução da formação de folhas maiores. 
d) Correta. A aplicação de auxinas sobre a superfície do caule promove a formação de raízes adventícias, sendo uma técnica muito utilizada na propagação vegetativa de plantas. A aplicação da auxina nas estacas antes de colocá-las no solo aumentam o enraizamento. 
e) Incorreta. A produção de compostos energéticos ocorre por meio do processo de fotossíntese nas células do parênquima clorofiliano das folhas. Não há relação entre a auxina e o aumento da fotossíntese, que levaria à produção de carboidratos como a glicose.  
 

Originados pelo complexo golgiense, os lisossomos são organelas membranosas em cujo interior estão presentes enzimas digestivas denominadas hidrolases ácidas. As enzimas são tipos proteicos traduzidas por ribossomos a partir de uma molécula de RNAm (mensageiro) transcrita a partir de uma sequência de bases nitrogenadas de um determinado gene. Quando o gene sofre uma mutação, ou seja, uma alteração na sequência de bases nitrogenadas, a proteína resultante poderá ser alterada, ocasionando sintomas que causam uma doença, como a deficiência de lipase ácida citada pelo enunciado. Presente no cromossomo 10, o gene causador da doença tem mecanismo de herança autossômica, ou seja, sua transmissão independe do sexo dos pais e dos filhos.

a) Correta. O trecho do enunciado “os pais dos pacientes podem não saber que são portadores dos genes da doença até o nascimento do primeiro filho afetado” revela que os pais seriam indivíduos sem doença, porém, portadores do alelo causador da doença. Considerando que nos pais a doença não se manifesta, é possível concluir tratar-se de um caso de herança recessiva, na qual os pais são indivíduos heterozigotos (Aa) e não apresentam a doença devido à presença de um alelo "A" dominante que encobre a presença do alelo recessivo "a". No filho, formado a partir destes pais, a presença do alelo "a" recessivo em homozigose (aa) leva à ocorrência da doença, isso é justificado pela transmissão do alelo recessivo a através do ovócito da mãe e espermatozoide do pai, conforme esquema abaixo.

b) Incorreta. Caso a herança fosse dominante, tanto o pai quanto a mãe, portadores do alelo, deveriam manifestar a doença, já que na herança dominante, basta um alelo para manifestação do fenótipo. Dessa forma, esta alternativa não é uma possibilidade.

c) Incorreta. A codominância é um padrão de manifestação no qual a presença de alelos em heterozigose promove a manifestação simultânea de fenótipos, como ocorre, por exemplo na determinação dos tipos sanguíneos do sistema ABO.

genótipo I^AI^A: hemácias com aglutinogênio tipo A

genótipo I^BI^B: hemácias com aglutinogênio tipo B

genótipo I^AI^B: hemácias com aglutinogênios tipo A e tipo B simultaneamente

Diante das informações fornecidas pelo enunciado, a heterozigose dos pais não leva a um quadro de expressão da doença, o que permite excluir essa possibilidade.

d) Incorreta. A poligenia é um tipo de interação gênica também chamada de herança quantitativa na qual o fenótipo é resultado da ação de vários genes que atuam em um mesmo caráter, o que não ocorre na deficiência da lipase lisossômica visto que a doença é causada por apenas um gene presente no cromossomo 10.

e) Incorreta. A polialelia, também chamada de alelos múltiplos, é uma condição na qual um mesmo gene pode manifestar de várias maneiras, devido à existência de diferentes alelos surgidos através de mutações. O fato de afirmar que existe a polialelia em um determinado gene não é suficiente para saber sobre as relações de dominância estabelecidas entre os diferentes alelos e, por isso, a afirmação também não é válida para responder à questão.

No funcionamento da pilha de lítio-iodo ocorre a redução do $I_2$, por apresentar maior potencial de redução (Eº), e a oxidação do Li, de menor potencial de redução:

$$\begin{gathered} Redução: I_2 +\cancel{ 2 e^{-}} \to 2 I^{-} Cátodo(+) \\ \underline{Oxidação: 2 Li \to 2 L{i}^{+} + \cancel{2 e^{-}} Ânodo (-)} \\ Reação global: 2 Li + I_2 \to 2 L{i}^{+} + 2 I^{-} \end{gathered}$$

A força eletromotriz padrão da pilha de lítio-iodo pode ser calculada como:

$$\begin{gathered} ∆E^0=E_{Red}^0\left(cátodo\right) - E_{Red}^0\left(ânodo\right) \\ ∆E^0=0,54 -(-3,04) \to \boxed{∆E^0=+3,59 V} \end{gathered}$$

Na associação de pilhas em série, a tensão (força eletromotriz ou ddp) deve ser somada. Portanto, por essa bateria ser formada por três pilhas em série, a força eletromotriz total ($∆E_{total}$) é:

$∆E_{total}^0 = 3 . 3,59 V \to \boxed{∆E_{total}^0=+10,77 V}$

Observando a tabela, o único dispositivo eletrônico que tem um intervalo de valores de força eletromotriz que engloba o 10,77 V é o IV.

a) Incorreta. A dissociação da água, dada pela reação de autoprotólise (também chamada de autoionização) dessa substância (apresentada abaixo) de fato é influenciada pela variação de temperatura já que, o valor da constante de equilíbrio associada à transformação, K_w, é função da temperatura. Entretanto, as alterações na constante de equilíbrio de autoprotólise, não interferem na densidade. 

$H_{2}O \rightleftharpoons H^{+}+O{H}^{-}$

b) Incorreta. A densidade (d) de uma mistura é dada por: 

$d = \frac{m}{V}$

em que "m" é a massa da mistura e "V" o volume desta. Ao aquecer o sistema, não ocorre variação de massa mas, devido ao fenômeno da dilatação térmica, o volume ocupado pelo sistema aumenta linearmente com o aumento da temperatura. Dessa maneira, como densidade e volume são inversamente proporcionais, o aumento da temperatura, leva a um aumento de volume e, consequentemente, a uma diminuição da densidade da mistura.

c) Correta. A dilatação térmica consiste na variação das dimensões de um corpo pela variação de temperatura. Assim, conforme indicado na justificativa de "b", o aumento de temperatura de um sistema leva ao aumento das dimensões deste sem alteração de massa. Assim, como a densidade consiste na relação entre massa e volume do sistema, ao alterar o volume de uma solução sem alterar sua massa (fenômeno de dilatação térmica), ocorre diferença no valor de densidade medido, o que justifica a necessidade da correção. 

d) Incorreta. A variação da temperatura não leva a alterações na composição da solução. 

e) Incorreta. A variação de temperatura não leva a alterações nas propriedades químicas da mistura a menos que tal mudança promova reação entre os componentes ou degradação de algum destes, o que não é o caso para a mistura água e etanol no intervalo de temperatura descrito. 

Conforme o enunciado, o polímero condutor precisa ter ligações duplas conjugadas, ou seja, ligações duplas alternadas com ligações simples, ao longo da cadeia principal.

a) Incorreta. Só há ligações duplas conjugadas no anel aromático, que é uma ramificação da cadeia principal do polímero.

b) Incorreta. Não há ligações duplas na cadeia principal.

c) Incorreta. Há ligação dupla na cadeia principal, porém ela não está alternada.

d) Correta. A cadeia principal do polímero tem ligações duplas conjugadas, que podem ser melhor identificadas ao reproduzir dois monômeros na sequência:

e) Incorreta. Há ligação dupla na cadeia principal, porém ela não está alternada.

Os tecidos vegetais apresentam funções específicas em uma planta e apresentam graus de desenvolvimento bem variados entre as diferentes espécies, tornando algumas destas mais indicadas para fornecer a matéria-prima necessária para o aproveitamento econômico almejado. A questão cita espécies diferentes de plantas (identificadas de 1 a 5) e o grau de desenvolvimento de cada tecido vegetal.
A periderme, mais externa, é um tecido misto, formado pela união do feloderma, felogênio e súber que exercem um papel protetor para a planta, conferindo proteção térmica e mecânica. Embora possa contribuir com a resistência do vegetal, a periderme não é essencial para sustentação da planta, já que o súber, mais desenvolvido, frequentemente se renova e separa da planta e, por isso, não tem as características adequadas para o uso pretendido.

O esclerênquima, também citado no quadro, é um clássico tecido com função de sustentação, apresentando células intensamente lignificadas, fato que contribui para sua rigidez. A presença expressiva desse tecido é um indicativo favorável do potencial para aproveitamento como madeira de construção.

O floema é um tecido de condução, formado por células vivas e responsável por conduzir a seiva elaborada da região da copa das árvores até as suas raízes. Sua presença não pode ser diretamente ligada ao uso como madeira aproveitável, pois não é constituído de substâncias que conferem resistência extra, além da celulose de suas paredes.

O xilema é um tecido de condução, porém, diferente do floema, é morto e mais resistente, devido ao acúmulo de lignina em suas células. Devido a essa característica, também contribui com a sustentação do vegetal. Esse tecido é encontrado na região mais interna do caule e apresenta duas camadas distintas: alburno e cerne. O alburno, mais novo e periférico, é ativo e funcional, responsável direto pela condução da seiva bruta das raízes em direção à copa. Já o cerne é o xilema mais antigo, localizado mais internamente, encontra-se em um estado não funcional, pois o acúmulo gradual de lignina, óleos e resinas entopem os seus ductos. São justamente essas duas últimas substâncias que conferem o odor característico da madeira e fornecem proteção contra a ação degradante de agentes decompositores.

Com essas considerações, é possível concluir que a espécie que apresenta a maior quantidade de cerne será aquela mais indicada para se obter a madeira para construção. A espécie 1, entre as citadas, é a que melhor se enquadra para o uso desejado.