Unesp 2020 - 2ª fase - dia 1 - Humanas, Natureza e Matemática

a) A Estética é o campo de discussão filosófica geralmente associado às discussões sobre o belo. Desta forma, ela se desenvolve em torno de  explicitar os critérios pelos quais julgamos a aparência das coisas, ou seja, como formulamos juízos favoráveis ou desfavoráveis a partir do que se apresenta  aos nossos sentidos. Assim, faz parte da história do pensamento que seja associada à sensibilidade, ou seja, à faculdade de recepção das impressões dos sentidos.

b) Segundo o texto 2, as duas partes do conhecimento são a sensibilidade e o entendimento. A estética investiga justamente a faculdade da sensibilidade, que é responsável por oferecer objetos ao pensamento.

a) O etanol (C₂H₅OH) é um dos produtos da fermentação alcoólica feita a partir da glicose, um monossacarídeo formado pela fotossíntese, processo que promove a fixação do CO₂ da atmosfera pela ação da enzima RuBisCO. Portanto, quando o etanol é utilizado como combustível, há a devolução de CO₂ para a atmosfera. Diferentemente da combustão do etanol, quando a combustão é feita a partir de combustíveis fósseis (petróleo, carvão mineral e gás natural), há a liberação de CO₂ a partir de moléculas orgânicas que estavam aprisionadas no subsolo há milhões de anos, o que contribui significativamente para o aumento da concentração desse gás na atmosfera atual. Assim, o uso de etanol como combustível devolve o CO₂ que havia sido removido da atmosfera há pouco tempo, visto que o ciclo do carbono no cultivo de cana-de-açúcar é bem mais curto do que o ciclo do carbono na formação de combustíveis fósseis.

A palha e o bagaço da cana-de-açúcar podem ser usados para a geração de bioeletricidade, uma vez que essas estruturas vegetais são combustíveis orgânicos ricos em celulose, polissacarídeo estrutural constituído por muitas moléculas de glicose unidas por ligações β (1 → 4). Quando a celulose é queimada, libera-se a energia armazenada nas ligações glicosídicas desse polissacarídeo na forma de calor, que é empregado para aquecer a água em caldeiras industriais, cujo vapor liberado é utilizado para movimentar turbinas que geram energia elétrica. Considerando o que foi solicitado na segunda parte da alternativa a, ou seja, se haverá aumento ou diminuição do CO₂, entendemos que essa queima libera, além de energia, gás carbônico (CO₂), o que aumenta a concentração desse gás na atmosfera. Porém, analisando-se o processo de forma global, como o carbono contido na celulose foi obtido do gás carbônico presente na atmosfera, durante a queima da palha e do bagaço, esse carbono é apenas devolvido à atmosfera, de onde será novamente retirado por outras plantas durante o processo de fotossíntese. Assim sendo, a concentração de CO₂ na atmosfera tende a permanecer constante, uma vez que o carbono acrescentado pela combustão é o mesmo carbono que foi retirado da atmosfera pela fotossíntese meses antes. Caso a bioeletricidade venha a substituir a geração de energia elétrica a partir da queima de combustíveis fósseis (como, por exemplo, em usinas termelétricas), então deixa-se de acrescentar carbono extra à atmosfera, o que contribui para uma menor concentração de CO₂ no ar a longo prazo.

b) O caldo de cana ou garapa é originado a partir da compactação do caule da cana-de-açúcar que, ao ser esmagado, libera a seiva elaborada que estava contida em seus vasos condutores. O teor adocicado desta bebida é garantido, principalmente, pela sacarose presente na seiva elaborada contida nos vasos condutores do floema. A sacarose é um dissacarídeo que contém, em sua composição, a glicose que será oxidada pelo processo de fermentação alcoólica realizado por organismos como as leveduras (pertencentes ao reino Fungi). A fermentação é um processo citoplasmático simples que independe da presença de gás O₂ e promove a oxidação parcial das moléculas de glicose, resultando em um saldo de 2 moléculas de ATP por molécula de glicose oxidada. A equação resumida da fermentação alcoólica é dada abaixo:

glicose $\to$ 2 etanol + 2 dióxido de carbono

ou, mais especificamente,

C₆H₁₂O₆ $\to$ 2 C₂H₅OH + 2 CO₂

Munidos destas informações, pode-se afirmar que o processo biológico que origina o etanol é a fermentação alcoólica e que, além do etanol, o gás formado neste processo é o CO₂ (gás carbônico).

Para responder à esta questão, primeiramente, o aluno deve atentar à leitura do enunciado: os cariótipos de 1 a 3 são referentes à espécie humana, cães e gatos. Sabendo que a espécie humana possui cariótipo diploide formado por 46 cromossomos, sendo 22 pares de cromossomos autossômicos e um par de cromossomos sexuais, é possível identificar o cariótipo da figura 2 como pertencente à espécie humana, afinal é o único cariótipo formado por 46 cromossomos, ou seja, 23 pares. Sendo a figura 2 correspondente à espécie humana, as figuras 1 e 3 são referentes ao gato e cão, o que pode ser identificado a partir de informações adicionais fornecidas pelo enunciado. O texto afirma que o gato possui número cromossômico menor que o do cão, logo, pode-se concluir que o cariótipo do gato é representado na figura 3, enquanto o cariótipo do cão é representado na figura 1. Cientes destas observações e conclusões, os itens podem ser respondidos.

a) Homo sapiens – identificado pela figura 2 – possui número diploide igual a 46, ou seja, 2n = 46. A célula somática representada possui dois conjuntos cromossômicos de 23 cromossomos, totalizando 46 cromossomos. É importante ressaltar que, embora não sejam identificados através de números, os cromossomos sexuais X e Y, típicos da caracterização sexual de mamíferos, também devem ser contabilizados na determinação do número diploide. Assim, embora a imagem mostre cromossomos identificados até o número 22, os cromossomos sexuais correspondem ao 23º par cromossômico.

Canis familiaris – identificado pela figura 1 – possui número diploide igual a 78, ou seja, 2n = 78. A célula somática representada possui dois conjuntos cromossômicos de 39 cromossomos, totalizando 78 cromossomos.

Felis catus – identificado pela figura 3 – possui número diploide igual a 38, ou seja, 2n = 38. A célula somática representada possui dois conjuntos cromossômicos de 19 cromossomos, totalizando 38 cromossomos.  

As divisões celulares são divididas em fases identificadas como prófase, metáfase, anáfase e telófase. A metáfase é a segunda fase da divisão celular caracterizada pelo posicionamento dos cromossomos na placa equatorial (ou seja, na porção mediana na célula) e pelo máximo grau de condensação apresentado pelos cromossomos. Assim, o cromossomo metafásico é caracterizado por ser aquele com maior nível de compactação da cromatina, o que torna os cromossomos mais fáceis de serem analisados, pois estão estruturalmente bem delimitados e definidos.

Antes de qualquer divisão celular, a célula se encontra em interfase, caracterizada pela presença de núcleo bem definido e material genético na forma de cromatina, uma massa difusa, sem formato definido, composta de DNA e proteínas, como as histonas. Ao iniciar a divisão celular, o envoltório nuclear é desfeito e a cromatina sofre compactação de modo progressivo, sendo que o máximo grau de compactação é atingido na segunda fase, a metáfase. A imagem a seguir, mostra esquematicamente, como ocorre a progressiva organização e compactação da cromatina.

Imagem: Lopes, Sônia. BIO 3: Conect live. 3. Ed. São Paulo: Saraiva, 2018.

b) Cromossomos são unidades individualizadas e compactadas de cromatina, e, portanto, um cromossomo é formado por DNA e proteínas. Alguns trechos de DNA codificam proteínas ou outras moléculas como RNAt, e à estes trechos dá-se o nome de “genes”. Um gene consiste em um segmento de sequência de bases nitrogenadas de DNA capaz de codificar a produção de um determinado produto detectável, como por exemplo, as proteínas que determinam fenótipos. Assim sendo, um cromossomo é formado por inúmeros genes de dimensões submicroscópicas, não detectáveis pela metodologia empregada no exercício. Com base nas imagens fornecidas pelo exercício, os cariótipos são formados por cromossomos morfologicamente semelhantes, porém, os tipos e a sequência de genes que formam estes cromossomos são distintos, uma vez que os animais são de espécies diferentes. Outro ponto importante a ser considerado é o fato de que mesmo que alguns genes sejam compartilhados entre bois e cabras, a expressão destes genes pode diferir nas espécies em questão: um gene pode estar ativo em uma espécie e inativo em outra, contribuindo também para caracterização de fenótipos diferentes. Um último aspecto que vale ser mencionado é que, além de genes, os cromossomos também possuem sequências de DNA não codificantes, que embora não sejam detectáveis pela imagem, podem divergir entre as espécies. Portanto, mesmo sendo morfologicamente semelhantes, do ponto de vista molecular, os cromossomos são formados por sequências de bases diferentes, genes diferentes, além de apresentar expressão gênica diferencial e proporção de DNA não codificante distintas.

a) As quatro imagens mostradas na questão representam artrópodes (filo Arthropoda) vetores de quatro importantes doenças humanas:

• A imagem 1 representa o carrapato-estrela (Amblyomma cajennense), artrópode da classe Arachnida (subclasse Acari) e vetor da febre maculosa.
• A imagem 2 representa uma pulga, artrópode da classe Insecta (ordem Siphonaptera) e vetor da peste bubônica.
• A imagem 3 representa o barbeiro (Triatoma infestans), artrópode da classe Insecta (ordem Hemiptera) e vetor da doença de Chagas.
• A imagem 4 representa o mosquito-palha (Lutzomyia longipalpis), artrópode da classe Insecta (ordem Diptera) e vetor da leishmaniose.

A febre maculosa é transmitida pela picada do carrapato-estrela, o qual inocula a bactéria da espécie Rickettsia rickettsii na corrente sanguínea do hospedeiro. Essa doença causa sintomas como febre, dor de cabeça intensa, vômito, dor muscular e manchas vermelhas nos pulsos e tornozelos. Ela pode ser evitada adotando-se medidas que impeçam a picada do carrapato, como usar roupas claras e que cubram todo o corpo, evitar andar em locais com vegetação alta e uso de repelentes.

A peste bubônica é transmitida pela picada de pulgas, as quais inoculam a bactéria da espécie Yersinia pestis na corrente sanguínea do hospedeiro. Essa doença causa sintomas semelhantes aos da gripe, como febre, dor de cabeça e vômito, podendo ser evitada pela adoção de medidas de saúde pública, como não manusear animais mortos em áreas onde a doença é comum.

A doença de Chagas é transmitida pelas fezes do barbeiro, as quais contêm o protozoário flagelado da espécie Trypanosoma cruzi. O inseto barbeiro pica as pessoas geralmente na face, onde também deposita suas fezes. O ato de coçar o rosto acaba conduzindo as fezes do barbeiro para a lesão da picada ou para a conjuntiva ocular, de onde o protozoário atinge a corrente sanguínea. A doença de Chagas causa sintomas como febre e linfonodos inchados (fase aguda) e aumento do coração, esôfago e intestino grosso (fase crônica). Ela pode ser evitada pelo uso de inseticidas para combater o vetor, pela construção de casas alvenaria e pelo uso de repelentes e mosquiteiros nas camas.

A leishmaniose é transmitida pela picada do mosquito-palha, o qual inocula o protozoário flagelado da espécie Leishmania braziliensis (leishmaniose tegumentar americana) ou das espécies L. donovani, L. infantum e L. chagasi (leishmaniose visceral) na corrente sanguínea do hospedeiro. A leishmaniose causa sintomas como úlceras na pele (forma cutânea), úlceras nas mucosas das vias aéreas superiores (forma mucocutânea) e febre, hepatoesplenomegalia, diarreia, perda de peso, fraqueza e anemia (forma visceral). Essa doença pode ser evitada pelo combate ao vetor, pelo uso de repelentes e mosquiteiros, evitando se expor nos horários de maior atividade do vetor e vacinando ou tratando os cães domésticos.

Portanto, das doenças indicadas na questão, somente a doença de Chagas não é transmitida pela picada do respectivo vetor.

b) Se a letra B corresponde ao artrópode representado na figura 3, as imagens que correspondem, respectivamente, as letras A, C e D são 1, 2 e 4 ou 1, 4 e 2, pois é possível que as letras C e D sejam ocupadas tanto pela pulga quanto pelo mosquito-palha, mantendo-se assim a mesma hipótese de relação de parentesco (Figura 1)

Figura 1: cladograma que representa as relações de parentesco evolutivo entre os vetores da doença de Chagas, da peste bubônica, da leishmaniose e da febre maculosa.

Como o inseto barbeiro corresponde à letra B, os outros dois insetos vetores representados nas figuras (Imagem 2 e Imagem 4) devem corresponder às letras C e D. Isso se justifica porque os grupos C e D compartilham com o grupo B um ancestral comum mais recente do que aquele compartilhado com o grupo A. Portanto, pode-se afirmar que os grupos B, C e D compartilham entre si um maior número de sinapomorfias e, assim, possuem um parentesco evolutivo mais próximo.

O artrópode que corresponde à letra A é o carrapato-estrela, pois, sendo o grupo A o táxon basal do cladograma, ou seja, o táxon que se separa primeiro do tronco evolutivo principal, ele é filogeneticamente menos próximo dos demais grupos (B, C e D). Isso se justifica porque o carrapato-estrela é um aracnídeo (subfilo Chelicerata), enquanto o barbeiro, a pulga e o mosquito-palha são insetos (subfilo Hexapoda). Podemos relacionar o cladograma mostrado na questão com o cladograma que representa a hipótese mais aceita atualmente para as relações de parentesco evolutivo entre os artrópodes (Figura 2).

Figura 2: Cladograma que representa as relações de parentesco evolutivo do filo Arthropoda.

a) Para que uma sistema apresente condutividade elétrica é necessário que haja cargas livres se movimentando. Considerando os sólidos apresentados, os metais magnésio e alumínio são bons condutores de eletricidade, visto que a estrutura molecular da ligação metálica consiste em um átomo fixo com elétrons de valência deslocalizados (mar de elétrons), isto é, movimentando-se livremente, conforme a representação a seguir:

(https://s3-us-west-2.amazonaws.com/courses-images/wp-content/uploads/sites/752/2016/09/26194950/cizwibqlq1ekvk6xr0d5.png acessado em 15/12/2019 às 19:50).

Os compostos NaHCO₃ e MgCO₃ são iônicos e suas estruturas cristalinas consistem em cátions e ânions intercalados e em posições fixas, portanto, não são capazes de conduzir corrente elétrica neste estado de agregação.

Apesar dos compostos apresentarem ligação metálica (Mg e Al) e ligação iônica (NaHCO₃ e MgCO₃), temos a presença de ligação covalente no ânion de cada um dos compostos iônicos. Fazendo a dissociação dos compostos identificamos os ânions hidrogenocarbonato (HCO₃^-) e carbonato (CO₃^2-):

NaHCO₃ → Na⁺ + HCO₃^-

MgCO₃ → Mg⁺ + CO₃^2-

Tais ânions são formados pela ligação entre ametais, que por terem pouca diferença de eletronegatividade estabelecem ligação covalente. A fórmula estrutural de ambos os ânions com as respectivas ligações covalentes representadas por traços são:

Sendo assim, os compostos NaHCO₃ e MgCO₃ apresentam ligações covalentes em suas estruturas.

b) Nos tubos de ensaio 1 e 2 temos a reação de um metal com ácido, portanto, caracteriza uma reação de deslocamento entre o íon hidrogênio e o metal, sendo que o primeiro reduzirá para gás hidrogênio (H₂), ao passo que o segundo oxidará formando um sal.

Já nos tubos 3 e 4 teremos uma reação de dupla troca que ocorrerá devido a formação de um ácido fraco, o H₂CO₃ (vide reações a seguir), o qual possui um equilíbrio de decomposição que gera o gás carbônico que sairá do sistema. Equacionando genericamente cada uma das reações e considerando uma mesma quantidade n para os reagentes temos:

Tubo 1:  $n M{g}_{\left(s\right)} + 2n HC{l}_{\left(aq\right)}\to n MgC{l}_{2\left(aq\right)}+n H_{2\left(g\right)}$

Tubo 2: $n A{l}_{\left(s\right)} + 3n HC{l}_{\left(aq\right)}\to n AlC{l}_{3\left(aq\right)}+\raisebox{1ex}{$3n$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$2$}\right. H_{2\left(g\right)}$

Tubo 3: $n NaHC{O}_{3 \left(s\right)} +\hspace{0.17em}n HC{l}_{\left(aq\right)}\to n NaCl + n H_2{O}_{\left(l\right)} +\hspace{0.17em}n C{O}_{2\left(g\right)}$

Tubo 4: $n MgC{O}_{3 \left(s\right)} +\hspace{0.17em}2n HC{l}_{\left(aq\right)}\to n MgC{l}_{2\left(aq\right)} + n H_2{O}_{\left(l\right)} +\hspace{0.17em}n C{O}_{2\left(g\right)}$

Pela análise das equações químicas podemos concluir que o tubo de ensaio 2 liberou mais gás, pois para cada n mols da sustância houve liberação de 1,5n mols de gás, enquanto que para os demais a proporção foi de n mols da substância para n mols de gás.

A) O nome do processo utilizado para separar as partes escuras (óxidos de ferro magnéticos associados a minerais não magnéticos) das partes claras (quartzo, silicatos agregados e monazitas) é separação magnética, que consiste na separação de uma mistura heterogênea (geralmente de sólidos) sendo que um dos sólidos presentes é atraído por um imã.

Considerando a carga elétrica de cada íon e as quantidades de cada um dos íons presentes de acordo com a fórmula química fornecida no enunciado, temos:

Carga positiva total:$\underset{ Ce}{\underbrace{(+3)·0,494}}+\underset{La}{\underbrace{(+3)·0,24}}+\underset{Nd}{\underbrace{(+3)·0,20}}+\underset{Th}{\underbrace{(+4)·0,05}}\cong +3$

Carga negativa total: $\underset{P{O_4}^{3-}}{\underbrace{(-3)·1}}=-3$

Portanto, a soma das cargas positivas e negativas é zero, indicando que a monazita é eletricamente neutra.

B) Na emissão de uma partícula alfa, o número de massa do nuclídeo emissor diminui em 4 unidades e seu número atômico diminui em 2 unidades. Logo, a equação que representa a emissão de uma partícula alfa pelo decaimento radioativo do tório-232 é a seguinte:

${}_{90}{}^{232}Th\to {}_{88}{}^{228}Ra+{}_2{}^4\alpha$

O número de massa (A) é a soma do número atômico (Z) com o número de nêutrons (N). Assim, podemos calcular o número de nêutrons do nuclídeo formado:

$$\begin{gathered} A=Z+N \\ N=A-Z \\ N=228-88 \\ N=140 \end{gathered}$$

a) O carbono quiral é o átomo de carbono que faz quatro ligações simples e está ligado a quatro grupos diferentes. Ele está identificado na estrutura do triptofano (representada mais abaixo) por um asterisco vermelho.

As aminas podem ser caracterizadas como compostos orgânicos derivados da amônia ($N{H}_3$), nas quais os hidrogênios foram substituídos por cadeias carbônicas. Uma amina é caracterizada como primária quando apenas um dos hidrogênios da amônia é substituído por uma cadeia carbônica; numa amina secundária, dois hidrogênios são substituídos por duas cadeias carbônicas; e numa amina terciária, os três hidrogênios são substituídos por cadeias carbônicas. A função amina primária está identificada na fórmula estrutural do triptofano pelo círculo vermelho.

A descarboxilação consiste na remoção de um grupo carboxílico na forma de $C{O}_2$. Podemos notar que o grupo carboxílico do triptofano, destacado pelo círculo azul, é removido quando a molécula de triptofano é transformada em serotonina, como mostrado a seguir:

b) Como podemos observar pelo gráfico, às 8 horas da manhã, a concentração de melatonina no plasma é 25 pg/mL:

Considerando a massa molar da melatonina, podemos calcular a quantidade de mol de melatonina presente em 25 pg:

$\begin{array}{ccc}1 mol de melatonina& —& 232 g de melatonina\\ n& —& 25·{10}^{-12} g de melatonina\end{array}$

$\boxed{n\cong 1,08·{10}^{-13} mol de melatonina}$

Agora, utilizando a constante de Avogadro, obtemos o número de moléculas de melatonina:

$\begin{array}{ccc}232 g de melatonina& —& 6·{10}^{23} moléculas de melatonina\\ 25·{10}^{-12} g de melatonina& —& N\end{array}$

$\boxed{N\cong 6,5·{10}^{10} moléculas de melatonina}$

a) As forças que atuam sobre a barra são: Tração ($\overrightarrow{T}$); a força devido ao peso da placa (${\overrightarrow{P}}_{placa}$) de massa 30 kg e a força de contato da articulação ($\overrightarrow{F}$). Estas forças estão dispostas da seguinte maneira

Sabemos que a força $\overrightarrow{F}$ deve ser vertical, pois uma das condições de equilíbrio estático é a de que a força resultante sobre o sistema seja nula.

A outra condição de equilíbrio estático é que o momento resultante seja nulo. Dessa forma, temos

$M_F+M_P+M_T=0$

escolhendo o ponto da articulação como referência, temos

$F·0-P·4+T·6=0\Rightarrow$

$-300·4+T·6=0\Rightarrow$

b) Na situação da figura 2, temos

Da mesma relação de momento que utilizamos no item anterior, temos

$M_F+M_P+M_T=0\Rightarrow$

$F_y·0-P·4+T·6·\mathrm{sen}30º=0\Rightarrow$

$-300·4+T·6·0,5=0\Rightarrow$

$T=400 \mathrm{N}$

Sendo a força resultante nula, temos

$\left\{\begin{array}{l}{F}_y+T_y=P\\ F_x=T_x\end{array}\right.\Rightarrow$

$\left\{\begin{array}{l}{F}_y+400·\mathrm{sen}30°=300\\ F_x=400·\cos 30°\end{array}\right.\Rightarrow$

$\left\{\begin{array}{l}{F}_y=100 \mathrm{N}\\ F_x=200·\sqrt{3} \mathrm{N}\end{array}\right.$

Sendo

$F=\sqrt{{F_x}^2+{F_y}^2}\Rightarrow$

$F=\sqrt{{100}^2+{\left(200·\sqrt{3}\right)}^2}\Rightarrow$

a) Fazendo a construção geométrica dos raios notáveis na figura do campo de resposta, temos:

1) Raio intercepta o espelho paralelamente ao eixo principal e retorna passando pelo foco.

2) Raio intercepta o espelho passando pelo foco e retorna paralelamente ao eixo principal.

Assim, a imagem é real pois se encontra em frente ao espelho e é formada pelos raios de luz e não por seus prolongamentos. Podemos notar, também, que pe uma imagem invertida e maior que o objeto.

b)

Como se observa na imagem acima, a distância focal do espelho é de f = 80 cm e, para o lado PS da placa, a distância ao espelho é de p = 120 cm. Para calcular então a posição de P'S' utilizamos a lei de Gauss conforme abaixo:

$\frac{1}{80} = \frac{{\displaystyle 1}}{120} + \frac{{\displaystyle 1}}{p\text{'}} \Rightarrow \frac{1}{p\text{'}} = \frac{1}{80} - \frac{1}{120}\Rightarrow p\text{'} = 240 cm$

Para o lado QR, por se encontrar sobre o centro de curvatura do espelho, sua imagem se formará também sobre o centro de curvatura, porém com direção invertida para baixo. Desta maneira, o lado Q'R' da imagem da placa está sobre o centro de curvatura do espelho e, por isso, sua posição é de p'₂ = 160 cm. 

Assim, a distância entre as imagens P'S' e Q'R' é dada por:

$d=240 - 160 \Rightarrow \boxed{d= 80 cm}$