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Enem 2022 - dia 2 - Matemática e Ciências da natureza


Questão 91 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Hemácias

    Diversas substâncias são empregadas com a intenção de incrementar o desempenho esportivo de atletas de alto nível. O chamado doping sanguíneo, por exemplo, pela utilização da eritropoietina, é proibido pelas principais federações de esportes no mundo. A eritropoietina é um hormônio produzido pelos rins e fígado e sua principal ação é regular o processo de eritropoiese. Seu uso administrado intravenosamente em quantidades superiores àquelas presentes naturalmente no organismo permite que o indivíduo aumente a sua capacidade de realização de exercícios físicos.


Esse tipo de doping está diretamente relacionado ao aumento da



a)

frequência cardíaca.

b)

capacidade pulmonar.

c)

massa muscular do indivíduo.

d)

atividade anaeróbica da musculatura.

e)

taxa de transporte de oxigênio pelo sangue.

Resolução

A eritropoietina (EPO) é o hormônio responsável pela síntese de novas hemácias na medula óssea vermelha. As hemácias, também chamadas de eritrócitos, são células anucleadas em cujo citoplasma encontram-se moléculas de hemoglobina, pigmento proteico responsável pelo transporte de O2 pelos tecidos. Ao aumentar a quantidade de EPO no organismo, haverá aumento na quantidade de hemácias do indivíduo, contribuindo para o incremento na capacidade de transporte de O2, gás necessário para ocorrência da respiração celular aeróbica, processo no qual há formação de moléculas de ATP que fornecem energia para a atividade celular.

a) Incorreta. A frequência cardíaca não é diretamente influenciada pelo aumento de EPO no organismo. Usualmente, o aumento da frequência cardíaca ocorre em decorrência da presença de moléculas estimulantes como o hormônio adrenalina liberado em resposta à atividade do sistema nervoso autônomo.

b) Incorreta. A capacidade pulmonar se refere à capacidade de ar que os pulmões conseguem reter, e a presença de EPO não influencia nas vias respiratórias e tampouco na capacidade pulmonar.

c) Incorreta. A massa muscular de um indivíduo aumenta como consequência da atividade física e incremento na quantidade de fibras musculares. O uso de EPO melhora a capacidade da musculatura em obter O2, porém não aumenta a massa muscular. 

d) Incorreta. A atividade anaeróbica, representada pela fermentação láctica que ocorre na musculatura em decorrência do baixo suprimento de O2, será reduzida na realização do doping citado no enunciado, já que o suprimento de O2 será aumentado. Com isso, a musculatura esquelética irá realizar mais respiração celular aeróbica e terá menor atividade anaeróbica.

e) Correta. Conforme explicação prévia.

Questão 92 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Impulso e Quantidade de Movimento Sistemas Não-Conservativos na Dinâmica

Em um autódromo, os carros podem derrapar em uma curva e bater na parede de proteção. Para diminuir o impacto de uma batida, pode-se colocar na parede uma barreira de pneus, isso faz com que a colisão seja mais demorada e o carro retorne com velocidade reduzida. Outra opção é colocar uma barreira de blocos de um material que se deforma, tornando-a tão demorada quanto a colisão com os pneus, mas que não permite a volta do carro após a colisão.

Comparando as duas situações, como ficam a força média exercida sobre o carro e a energia mecânica dissipada?



a)

A força é maior na colisão com a barreira de pneus, e a energia dissipada é maior na colisão com a barreira de blocos.

b)

A força é maior na colisão com a barreira de blocos, e a energia dissipada é maior na colisão com a barreira de pneus.

c)

A força é maior na colisão com a barreira de blocos, e a energia dissipada é a mesma nas duas situações.

d)

A força é maior na colisão com a barreira de pneus, e a energia dissipada é maior na colisão com a barreira de pneus.

e)

A força é maior na colisão com a barreira de blocos, e a energia dissipada é maior na colisão com a barreira de blocos.

Resolução

Vamos analisar as duas variáveis em questão para ambos os casos (colisão com parede de pneus e de blocos), ou seja, vamos analisar a força trocada pelo carro e os obstáculos e a energia dissipada neste processo. 

1.  Força trocada na colisão. 

Lembre que o Impulso dado ao carro corresponde a variação da sua Quantidade de Movimento e, lembre também, que ambas são vetoriais (Impulso e Quantidade de Movimento). 

I = Q

O impulso pode ser expresso como o produto da força média Fm pelo intervalo de tempo que dura a colisão e podemos escrever a variação na quantidade de movimento como a diferença entre o valor da quantidade de movimento após a colisão e o seu valor antes. 

Fm·t = Qapós - QantesFm = Qapós - Qantest

Como os tempos de colisão são considerados iguais, quanto maior a variação da quantidade de movimento, maior também será a força sobre o carro. 

Na colisão com a barreira de pneus, o carro bate e volta com uma velocidade menor (menor quantidade de movimento), de maneira que o impulso sobre o carro é dado pela diferença entre os vetores quantidade de movimento antes e após a colisão, conforme a imagem abaixo:

Na colisão com a parede de blocos, o carro não volta no sentido contrário após a colisão e, por isso, pára após colidir com a parede. Neste caso, o impulso sobre o carro é apenas o suficiente para fazer com que a quantidade de movimento final seja nula, ou seja, tem mesmo módulo que a quantidade de movimento antes da colisão, conforme imagem abaixo:

Desta maneira, a força sobre o carro é maior na colisão com a barreira de pneus do que com a barreira de tijolos. 

 

2. Energia dissipada

A energia dissipada corresponde a diferença entre a energia cinética antes da colisão e a energia cinética após a colisão:

Edissipada = Eantes - Eapós

Na colisão com a barreira de pneus o carro retorna com uma velocidade menor do que tinha antes da colisão, mas tal velocidade não é nula. 

Já no caso da colisão com a barreira de blocos, o carro não retorna e, portanto, termina a colisão com velocidade nula. 

Assim, para uma mesma quantidade de energia cinética antes da colisão (mesma velocidade de colisão), a maior dissipação de de energia ocorre quando a energia cinética se anula após a colisão, ou seja, a dissipação de energia é maior na colisão com a barreira de blocos. 

 

Portanto, a alternativa correta é a letra A. 

Questão 93 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Teorias Modernas Ácidos Carboxílicos

A penicilamina é um medicamento de uso oral utilizado no tratamento de várias doenças. Esse composto é excretado na urina, cujo pH se situa entre 5 e 7. A penicilamina, cuja fórmula estrutural plana está apresentada, possui três grupos funcionais que podem ser ionizados:

  • carboxila: -COOH, cujo pKa. é igual a 1,8;
  • amino: -NH2 , que pode ser convertido em amínio (-NH3+, cujo pKa é igual a 7,9);
  • tiol: -SH, cujo pKa é igual a 10,5.

Sabe-se que pKa = - log Ka.


Qual estrutura derivada da penicilamina é predominantemente encontrada na urina?



a)

b)

c)

d)

e)

Resolução

O pKa de um grupo funcional é um parâmetro que sugere sua acidez de modo que, quanto maior o valor de pKa do grupo, menor o caráter ácido da estrutura.     
De acordo com a teoria ácido-base de Brönsted-Lowry, os grupos podem se apresentar em suas formas protonada e desprotonada a depender do pH do meio de modo que, se o valor de pH maior que o pKa, o meio apresenta disponibilidade de íons OH- suficiente para que o grupo funcional esteja em sua forma desprotonada na maior parte das moléculas, ou seja, tenha atuado como doador de H+.     
Da mesma forma, se o pH do meio é menor que o pKa, o grupo apresenta-se em sua forma protonada na maior parte das moléculas, ou seja, o meio é suficientemente ácido para que o grupo funcional atue como aceptor de H+.     
A tabela abaixo ilustra as formas protonada e desprotonada para os grupos funcionais presentes na estrutura da penicilamina: 


Considerando os valores de pKa fornecidos, na urina, (5 < pHurina < 7), a penicilamina tem seus grupos com valores de pKa tais que: 

pKa,tiol10,5 > pKa, amínio7,9> pHurina > pKa,carboxila1,8

Assim, espera-se que os grupos tiol e amínio estejam em suas formas protonadas e o grupo carboxila esteja em sua forma desprotonada. Logo, espera-se que a estrutura da maior parte das moléculas de penicilamina nesse meio seja:

Questão 94 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Protozooses Respostas específicas (Imunologia) Tipos de imunização

O protozoário Trypanosoma cruzi, causador da doença de Chagas, pode ser a nova arma da medicina contra o câncer. Pesquisadores brasileiros conseguiram criar uma vacina contra a doença usando uma variação do protozoário incapaz de desencadear a patologia (não patogênico). Para isso, realizaram uma modificação genética criando um T. cruzi capaz de produzir também moléculas fabricadas pelas células tumorais. Quando o organismo inicia o combate ao protozoário, entra em contato também com a molécula tumoral, que passa a ser vista também pelo sistema imune como um indicador de células do protozoário. Depois de induzidas as defesas, estas passam a destruir todas as células com a molécula
tumoral, como se lutassem apenas contra o protozoário.


Disponivel em: www.estadao.com.br. Acesso em: 1 mar. 2012 (adaptado).

Qual o mecanismo utilizado no experimento para enganar as células de defesa, fazendo com que ataquem o tumor?
 



a)

Autoimunidade.

b)

Hipersensibilidade.

c)

Ativação da resposta inata.

d)

Apresentação de antígeno específico.

e)

Desencadeamento de processo anti-inflamatório.

Resolução

O protozoário flagelado Trypanosoma cruzi (Figura 1) é o causador da doença de Chagas, enfermidade transmitida pelo barbeiro (Figura 2), inseto hemíptero (percevejo) que se alimenta de sangue (hematófago). Quando o inseto pica uma pessoa, geralmente em sua face, ele defeca no local, de modo que os protozoários liberados junto com as fezes serão levados para a corrente sanguínea devido ao ato de coçar a pele da pessoa picada. Uma vez no organismo humano, o T. cruzi infecta células de defesa na fase aguda da doença, e células do coração, esôfago e intestino grosso na fase crônica.

Figura 1: protozoários T. cruzi no sangue de um indivíduo infectado.

 

Figura 2: barbeiro (gênero Rhodnius), vetor da doença de Chagas.

A vacina convencional é uma solução que contém um ou mais antígenos (proteínas ou carboidratos estranhos ao organismo) de um determinado patógeno que serão reconhecidos pelo sistema imune do indivíduo vacinado. Após o reconhecimento pelas células de defesa, o sistema imune irá produzir linfócitos B e T que se encarregarão da destruição do patógeno que expressa, em sua superfície, os antígenos. Enquanto os linfócitos B produzem anticorpos para a neutralização de patógenos localizados no meio extracelular, os linfócitos T são capazes de causar a morte celular de células infectadas por vírus ou de células tumorais (cancerosas).

A vacina desenvolvida por pesquisadores brasileiros é constituída por antígenos próprios de células tumorais. Porém, tais antígenos são produzidos por protozoários T. cruzi modificados, os quais são incapazes de causar a doença de Chagas nas pessoas infectadas. Assim, quando os protozoários entram no organismo do indivíduo vacinado, eles induzem uma resposta imune devido à presença de proteínas específicas do T. cruzi, mas também devido à presença de proteínas tumorais que são expressas em sua superfície.

As proteínas de superfície são inicialmente reconhecidas por macrófagos, células que fagocitam corpos estranhos e restos celulares. Os macrófagos, após a fagocitose do patógeno, irão apresentar os antígenos do T. cruzi, juntamente com os antígenos das células tumorais, para linfócitos T auxiliares (CD4+), os quais, por sua vez, irão ativar os linfócitos B (produtores de anticorpos) e os linfócitos T citotóxicos (CD8+) capazes de destruir células tumorais.

Portanto, a presença de antígenos próprios do patógeno, aliada à presença de proteínas características de células cancerosas, amplifica a capacidade do organismo vacinado em gerar células de memória contra as moléculas fabricadas pelas células tumorais.

a) Incorreta. A autoimunidade é uma resposta imune contra os próprios antígenos decorrente de falhas no sistema de auto tolerância. Com isso, são desencadeadas doenças autoimunes que causam a destruição das células saudáveis do próprio corpo. No mecanismo de funcionamento da vacina, não há qualquer alteração fisiológica que desencadeie mecanismos de autoimunidade.

b) Incorreta. Hipersensibilidade consiste em reações imunes lesivas ou patológicas causadas por respostas inflamatórias exacerbadas ou aberrantes contra determinados antígenos. Trata-se de uma resposta vinculada ao sistema imune inato que pode ocorrer em decorrência da ação contra antígenos exógenos, e também, respostas imunes dirigidas contra antígenos próprios.

c) Incorreta. A resposta imune inata consiste em mecanismos de defesa básicos presentes desde o nascimento do indivíduo e pode ser representada por mecanismos de barreiras (como a pele), secreções (como o muco) e células fagocitárias (como os neutrófilos). A vacinação induz a ativação de células do sistema imune adaptativo (específico), um mecanismo adquirido ao longo da vida do indivíduo e que ativa mecanismos de defesa mais refinados envolvendo os linfócitos B e T.

d) Correta. Conforme explicação prévia.

e) Incorreta. A inflamação é um processo inato que provoca acúmulo e ativação de glóbulos brancos e proteínas plasmáticas nos locais de infecção e/ou lesão do tecido. Estas células e proteínas atuam para destruir, principalmente, microrganismos extracelulares e eliminar tecidos que tenham sofrido danos. Processos anti-inflamatórios não são causados pela vacinação, uma vez que esta forma de imunização induz a produção de células de defesa específicas contra determinado antígeno, e não se trata de um mecanismo inato.

Questão 95 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Movimento Uniforme

O sinal sonoro oriundo da queda de um grande bloco de gelo de uma geleira é detectado por dois dispositivos situados em um barco, sendo que o detector A está imerso em água e o B, na proa da embarcação. Sabe-se que a velocidade do som na água é de 1540 ms e no ar é de 340 ms.

Os gráficos indicam, em tempo real, o sinal sonoro detectado pelos dois dispositivos, os quais foram ligados simultaneamente em um instante anterior à queda do bloco de gelo. Ao comparar pontos correspondentes desse sinal em cada dispositivo, é possível obter informações sobre a onda sonora.

A distância L, em metro, entre o barco e a geleira é mais próxima de



a)

339 000

b)

78 900

c)

14 400

d)

5 240

e)

100

Resolução

O enunciado nos fala que a velocidade de propagação do som na água é maior que no barco. Isso significa que o sinal sonoro emitido quando o bloco de gelo cai chegará antes ao dispositivo A, que se encontra na água, que no dispositivo B, que se encontra no ar. Os gráficos apresentados no exercício mostram exatamente isso: o sinal é detectado por A antes de ser detectado por B. Ao compararmos os dois gráficos veremos que ambos têm o mesmo formato e se compararmos pontos correspondentes nos sinais veremos que em B ele acontece aproximadamente 12 segundos depois do detectado em A.

No caso do ponto demarcado pela linha rosa sólida, por exemplo, ele ocorre em A aproximadamente no instante 220 s e em B aproximadamente em 232 s, que seria 12 s depois. Como outro exemplo temos o ponto demarcado pela linha verde pontilhada: ele acontece em A aproximadamente em 114 s e em B em 226 s, que são 12 s depois. Ou seja, o sinal demora cerca de 12 s a mais para chegar em B.

Chamemos de T o tempo entre a queda do gelo e a chegada do sinal em A. Este seria o tempo necessário para que a onda sonora percorresse a distância L entre a geleira e o detector A:

vágua·T=L

1540·T = L     (1)

O tempo necessário para a onda sonora atingir o detector B seria T+12 s, portanto:

var·(T+12)=L

340·(T+12) = L     (2)

Unindo (1) e (2) teremos:

1540·T=340·(T+12)

T = 3,4 s.

Usando a equação 1 encontramos:

1540·3,4=L

L=5236 m.  

Como é pedido que se selecione a alternativa mais próxima desse resultado a alternativa correta é a (D), com resposta 5240m.

Questão 96 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Refração da Luz

Em 2002, um mecânico da cidade mineira de Uberaba (MG) teve uma ideia para economizar o consumo de energia elétrica e iluminar a própria casa num dia de sol. Para isso, ele utilizou garrafas plásticas PET com água e cloro, conforme ilustram as figuras. Cada garrafa foi fixada ao telhado de sua casa em um buraco com diâmetro igual ao da garrafa, muito maior que o comprimento de onda da luz. Nos últimos dois anos, sua ideia já alcançou diversas partes do mundo e deve atingir a marca de 1 milhão de casas utilizando a "luz engarrafada".


Que fenômeno óptico explica o funcionamento da "luz engarrafada"?



a)

Difração.

b)

Absorção.

c)

Polarização.

d)

Reflexão.

e)

Refração.

Resolução

O dispositivo descrito no enunciado, também conhecido como "lâmpada de Moser", funciona com base na refração da luz que incide na metade que está exposta ao Sol, acima do telhado. Com a mudança na velocidade de propagação da luz, os raios luminosos acabam sofrendo um desvio na sua direção de propagação e, assim, penetram no interior da garrafa de água. Veja imagem abaixo:

Podemos, também, analisar as alternativas e, por exclusão, chegar na resposta correta:

a) Incorreta. Não ocorre difração pois tal fenômenos apenas ocorre quando o buraco ou obstáculo no qual a luz incide possui mesma ordem de grandeza que o comprimento de onda da luz e o enunciado do problema é explícito no seguinte trecho "Cada garrafa foi fixada ao telhado de sua casa em um buraco com diâmetro igual ao da garrafa, muito maior que o comprimento de onda da luz."

b) Incorreta. A absorção é responsável pela porção de luz que incide na água, mas que não sai na extremidade oposta, ou seja, a absorção contribui para que a luz não consiga atravessar a água na garrafa, exatamente o oposto do efeito desejado. 

c) Incorreta. A polarização da luz corresponde a seleção de uma direção preferencial de vibração dos campos elétrico e magnético que formam a radiação eletromagnética. Com a polarização da luz, uma porção da luz incidente não seria capaz de atravessar a garrafa com água e teríamos uma menor capacidade de iluminação, o oposto do efeito desejado. 

d) Incorreta. A reflexão faria com que a luz, ao incidir na superfície da água, voltasse para o meio de origem, não atravessando a garrada e, portanto, não permitindo uma boa iluminação do ambiente. 

e) Correta. A refração que os raios luminosos sofrem acaba desviando-os da sua direção de propagação e faz com que penetrem no interior da garrafa de água e, assim, iluminem o interior do cômodo. 

Questão 97 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Fracionamento

A água bruta coletada de mananciais apresenta alto índice de sólidos suspensos, o que a deixa com um aspecto turvo. Para se obter uma água límpida e potável, ela deve passar por um processo de purificação numa estação de tratamento de água. Nesse processo, as principais etapas são, nesta ordem: coagulação, decantação, filtração, desinfecção e fluoretação.

Qual é a etapa de retirada de grande parte desses sólidos?



a)

Coagulação.

b)

Decantação.

c)

Filtração.

d)

Desinfecção.

e)

Fluoretação.

Resolução

a) Incorreta. A coagulação envolve a aplicação de um agente coagulante, normalmente hidróxido de Al(OH)3, que é obtido pela adição de cal CaO e sulfato de alumínio Al2(SO4)3, responsável por aglutinar partículas em suspensão, formando flocos. Também pode ser utilizado o cloreto de ferro III ou cloreto férrico FeCl3.

b) Correta. Decantação é o processo em que a mistura é deixada em repouso para que os flocos mais densos que a água se depositem no fundo do recipiente por ação da gravidade. É nessa etapa que a maior parte das partículas em suspensão, responsáveis pelo aspecto turvo, é retirada.

c) Incorreta. A filtração é a etapa em que a água passa por um filtro de camadas (areia, cascalho e carvão ativado) para a remoção de partículas que não foram retiradas na etapa anterior (decantação). A quantidade de partículas retiradas na filtração é menor do que na fase de decantação.

d) Incorreta. Desinfecção é realizada pela adição de hipoclorito ClO-, podendo também ser utilizado ozônio O3,  luz ultravioleta ou íons de prata, que são agentes responsáveis por destruir microorganismos patogênicos.

e) Incorreta. A fluoretação consiste na adição de fluoreto F- com o objetivo de prevenir cáries.

Questão 98 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Fases da respiração celular aeróbica

Os ursos, por não apresentarem uma hibernação verdadeira, acordam por causa da presença de termogenina, uma proteína mitocondrial que impede a chegada dos prótons até a ATP sintetase, gerando calor. Esse calor é importante para aquecer o organismo, permitindo seu despertar.

SADAVA, O. et ai. Vida: a ciência da biologia. Porto Alegre: Artmed, 2009 (adaptado).

 


Em qual etapa do metabolismo energético celular a termogenina interfere?



a)

Glicólise.

b)

Fermentação lática.

c)

Ciclo do ácido cítrico.

d)

Oxidação do piruvato.

e)

Fosforilação oxidativa.

Resolução

A questão exige conhecimentos sobre o processo de respiração celular aeróbica, que pode ser dividido em quatro etapas: glicólise, oxidação do piruvato, ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico) e fosforilação oxidativa. Dessas etapas, a glicólise ocorre no citosol, enquanto as outras são realizadas no interior da mitocôndria, sendo que a oxidação do piruvato e o ciclo do ácido cítrico ocorrem na matriz mitocondrial e a fosforilação oxidativa na crista mitocondrial (membrana interna da mitocôndria).