Unesp 2021 - 1ª fase - dia 1

Mutações são alterações na sequência de bases nitrogenadas do DNA (ácido desoxirribonucleico) que ocorrem, na maioria das vezes, de forma espontânea, mas que podem ser facilitadas pela presença de agentes mutagênicos. O DNA, molécula que compõe o material genético dos seres vivos, é formado por inúmeros trechos denominados genes. Os genes são trechos da molécula de DNA que, geralmente, contêm informação genética para produção de proteínas. Por exemplo: o gene da melanina (pigmento presente na pele, olhos e pelos humanos) trata de um trecho correspondente a uma sequência de bases nitrogenadas que irá determinar a produção da proteína melanina. Caso este gene possua uma mutação, a mensagem referente à produção da melanina pode ser afetada, e a melanina resultante pode ser anômala ou até mesmo não ser produzida, resultante em alterações na pigmentação do indivíduo portador da mutação.

Para entender como um gene leva à produção de uma proteína, é fundamental lembrar o dogma central da biologia que mostra a relação entre DNA e proteína. Veja o esquema a seguir:

Imagem: Imagem: REECE, J. B. et al. Biologia de Campbell. 10. Ed. 2015.

A transcrição de um gene produz uma molécula de RNAm (RNA mensageiro) complementar ao DNA que serviu como molde. Em seguida, a molécula de RNAm será traduzida pelos ribossomos que irão catalisar a incorporação e ligação de aminoácidos formando a  proteína final. Dessa forma, conclui-se que as proteínas que um organismo produz são determinadas pela sequência de DNA de cada indivíduo.

A síndrome de Laron interfere na ação hormônio GH (growth hormone) também chamado de hormônio somatotrópico ou somatotropina. Este hormônio é produzido e secretado por células da adeno-hipófise, e os efeitos deste hormônio nos diversos tecidos-alvo incluem o alongamento e crescimento ósseo, além de alterações no metabolismo de lipídios. Hormônios são moléculas que circulam pelo sangue e possuem efeito apenas nos tecidos onde existem os receptores específicos para eles. Na referida síndrome, os receptores estão ausentes, o que impede a ação do GH sobre os tecidos-alvo. Tais receptores são moléculas proteicas sintetizadas por ribossomos que, em seguida, são encaminhados para o complexo golgiense, organela que irá secretar vesículas com os receptores e permitirá que estes receptores estejam localizados na face externa da membrana plasmática. Na síndrome de Laron, o gene responsável pela síntese do receptor possui uma mutação que inviabiliza a ação do receptor na face externa da membrana, impedindo o efeito hormonal.

a) Incorreta. As informações dadas no enunciado não permitem concluir e afirmar que a mutação provoca alterações no pH intracelular. Além disso, caso ocorresse a alteração do pH do meio intracelular, a maioria das proteínas (e não apenas os receptores) sofreria desnaturação e perderia a capacidade funcional, o que levaria a um colapso do funcionamento celular.

b) Incorreta. Embora o transporte dos receptores até a membrana seja dependente de vesículas do complexo golgiense, o enunciado afirma que pessoas com a síndrome possuem “mutação no gene que determina a produção de uma proteína”. Dessa forma, a mutação afeta a proteína receptora, portanto, não é possível afirmar que a mutação interfira no complexo golgiense.

c) Incorreta. Os ribossomos, organelas responsáveis pela síntese proteica, catalisam a adição de aminoácidos que resultarão na proteína final. Caso existisse alguma mutação que inviabilizasse a polimerização adequada dos aminoácidos, seria esperado que a produção de todas as proteínas daquela célula também sofresse prejuízo, o que seria inviável para manutenção da integridade e bom funcionamento celular.

d) Incorreta. Embora RNAm seja responsável pela informação da produção das proteínas do receptor do hormônio, a mutação ocorre no trecho de DNA, e a alteração carregada pelo RNA é apenas resultado da transcrição feita a partir de um trecho de DNA mutante que serviu como molde. Além disso, caso a mutação afetasse a transcrição, todos os tipos de RNAm gerados por aquela célula sofreriam prejuízo.

e) Correta. Proteínas são polímeros de aminoácidos que podem variar quanto ao tipo, quantidade e sequência de aminoácidos presentes em sua estrutura. As informações quanto a estes parâmetros são determinadas pelo gene que codifica a proteína. Assim, se o gene possuir uma mutação, a proteína formada poderá sofrer perda, adição ou substituição de aminoácidos, o que irá alterar a estrutura primária da proteína comprometendo toda a conformação estrutural, que inclui as estruturas secundária, terciária e quaternária, fundamentais para o bom funcionamento proteico.

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

Para cada um dos compostos contendo carbono na sequência de reações bioquímicas descrita, o NOx médio do elemento é:

Avaliando o ∆NOx do carbono em cada uma das reações, tem-se:

Portanto, a reação de redução com menor transferência de elétrons, ou seja, com menor módulo de ∆NOx é a de fermentação alcoólica.

O vírus influenza é um vírus de RNA, envelopado, conforme esquema abaixo:

Imagem: https://www.cdc.gov/flu/about/viruses/types.htm

Como ocorre em outras infecções virais, a administração de vacina é efetiva como método preventivo, pois induz produção de anticorpos antes do organismo ser contaminado, gerando desta forma uma alta capacidade de resposta imune quando necessário.

A administração de soro é eficaz quando a doença já está instalada, pois os anticorpos já prontos poderão agir sobre o causador da patologia, amenizando sintomas e acelerando o processo de cura. É importante citar que, no momento, além da vacinação, a administração de soro começa a ser testada no Brasil para a Covid-19.

No quadro exposto na questão, a cobaia foi inoculada com o vírus influenza, e pode ter recebido diferentes produtos, na tentativa de tratar o quadro, como exposto e discutido abaixo:

a) Incorreta. Antibióticos podem realmente ser produzidos por alguns fungos, mas nenhum antibiótico seria eficaz contra o vírus influenza, uma vez que estes produtos se destinam a tratar infecções bacterianas.

b) Incorreta. A suspensão de vírus inativados seria uma forma de induzir a produção de anticorpos, mas esta produção alcançaria capacidade efetiva de proteção em dias ou semanas depois da aplicação. Esta é uma das formas tradicionais de se produzir uma vacina, atualmente.

c) Correta. O plasma sanguíneo proveniente de um organismo que já teve a mesma doença e estaria recuperado certamente vai conter os anticorpos contra esta doença. Seria o tratamento de ação análoga ao soro e mais indicado neste caso já que os anticorpos da cobaia recuperada irão neutralizar o vírus presente nas cobaias adoecidas.

d) Incorreta. Plaquetas são fragmentos celulares envolvidos nos processos de coagulação sanguínea, não tendo neste caso nenhum efeito sobre o doente já que não tem papel na imunidade.

e) Incorreta. O vírus influenza é do tipo ribovírus, e estes vírus não apresentam a enzima transcriptase reversa. Esta enzima catalisa a produção de DNA utilizando moléculas de RNA como molde, e é encontrada nos retrovírus, como o HIV.

A fotossíntese é um importante processo realizado por organismos autotróficos e é essencial para manutenção da vida na Terra. Este processo é complexo e, de forma resumida, compreende em duas fases (fase fotoquímica e fase química), que incluem inúmeras reações químicas dependentes de proteínas. As proteínas são moléculas orgânicas com diversas funções, incluindo a função de pigmentação e absorção de luz (como é o caso da clorofila) e a função de enzimas que catalisam reações das duas etapas da fotossíntese. Formadas pela união de diversos aminoácidos que interagem entre si, as proteínas são muito sensíveis a variações na temperatura. Quando a temperatura ultrapassa valores específicos, a proteína sofre desnaturação, uma alteração estrutural de efeito catastrófico que inviabiliza a atividade proteica. Analisando-se, mais especificamente, as proteínas que atuam como enzimas, verifica-se que estas moléculas possuem atividade catalítica elevada em valores de temperatura denominadas “temperatura ótima”. Quando a temperatura do meio ultrapassa a temperatura ótima, verifica-se declínio na atividade enzimática, decorrente da desnaturação da enzima, conforme é possível verificar na imagem abaixo.

Imagem: Imagem: REECE, J. B. et al. Biologia de Campbell. 10. Ed. 2015.

Assim, se enzimas da fotossíntese sofrem desnaturação, a realização deste processo energético está comprometida, e resultará na redução na produção de glicose, produto da fotossíntese que atua como fonte de energia para o vegetal. Com redução na produção de glicose, o vegetal poderá não ter fornecimento energético adequado, comprometendo sua sobrevivência, crescimento e reprodução.

A análise das imagens do enunciado revela que

- na temperatura de 10°C, a planta A predomina e a planta B apresenta crescimento também, porém, menor que o crescimento da planta A. Dessa forma, é possível concluir que as enzimas da planta A devem possuir temperatura ótima menor, o que permitiu grande ocupação da planta A. A planta B manteve-se viva e proliferou em 10°C, e, portanto, as enzimas estavam atuantes, porém, de forma reduzida quando comparada à temperatura de 40°C.

- na temperatura de 40°C, a planta B predomina e a planta A apresenta crescimento também, porém, menor que o crescimento da planta B. Dessa forma, é possível concluir que as enzimas da planta B devem possuir temperatura ótima maior, o que permitiu grande ocupação da planta B. A planta A manteve-se viva e proliferou em 40°C, e, portanto, as enzimas estavam atuantes, porém, de forma reduzida quando comparada à temperatura de 10°C.

Dessa forma, é possível concluir que: a planta A possui maior atividade fotossintética em temperaturas menores que a planta B. A planta B possui maior atividade fotossintética em temperaturas maiores que a planta A.

a) Incorreta. De acordo com este gráfico, a fotossíntese se mantém constante mesmo com aumento da temperatura, informação que é incorreta já que a atividade reduz quando a temperatura ultrapassa o valor ótimo.

b) Incorreta. De acordo com este gráfico, a taxa fotossintética da planta B seria muito pequena na faixa dos 10°C, e a taxa fotossintética da planta A seria muito pequena na faixa dos 40°C, o que é incompatível com a imagem fornecida no enunciado.

c) Incorreta. De acordo com este gráfico, a fotossíntese se mantém constante mesmo com aumento da temperatura, informação que é incorreta já que a atividade reduz quando a temperatura ultrapassa o valor ótimo.

d) Correta. De acordo com este gráfico, a planta A possui maior atividade fotossintética em temperaturas menores que a planta B enquanto a planta B possui maior atividade fotossintética em temperaturas maiores que a planta A.

e) Incorreta. De acordo com este gráfico, a fotossíntese se mantém constante mesmo com aumento da temperatura, informação que é incorreta já que a atividade reduz quando a temperatura ultrapassa o valor ótimo.

Identificando matematicamente cada gráfico:

• gráfico em verde: função constante de expressão $y=320$;
• gráfico em vermelho: função afim de expressão $y=31·x+10$;
• gráfico em azul: função exponencial de expressão $y=20·2^x$.

Biologicamente, temos:

• gráfico em verde: carga biótica máxima do ambiente, também conhecida como capacidade de suporte. Este valor representa o máximo que um dado ambiente consegue suportar, em número de indivíduos de uma determinada espécie.
• gráfico em vermelho: curva de crescimento real dos microrganismos.
• gráfico em azul: potencial biótico que mostra o crescimento teórico da população de microrganismos levando em consideração apenas a capacidade reprodutiva dos organismos em condições ideiais, o que geralmente é alcançado apenas experimentalmente e por pouco tempo, uma vez que a resistência ambiental (como a falta de alimentos e presença de competição) acaba por se impor, limitando o crescimento e reduzindo sua velocidade.

A resistência ambiental é imposta geralmente por fatores como falta de água, de alimento, espaço, competição por recursos, presença de parasitas, predação ou outros fatores que podem afetar negativamente o crescimento do organismo em questão.

Assim, para que a população de microorganismos, que cresce segundo a função de expressão  $y=31·x+10$, atinja a carga biótica máxima do ambiente (320), fazemos:

$31·x+10=320\iff 31·x=310\iff \boxed{x=10\text{ horas}}$

A segunda lei de Mendel, também conhecida como lei da segregação independente, é baseada na separação de genes durante a meiose que antecede a formação de gametas. Quando dois genes segregam de forma independente, significa que estes genes estão localizados em cromossomos distintos e a separação destes genes durante e anáfase ocorrerá de maneira independente já que estes genes não estão fisicamente ligados.

Nas ervilhas-de-cheiro, os fenótipos cor e textura são determinados por dois genes distintos que se segregam de forma independente. Nos esporófitos diploides (2n) de ervilhas-de-cheiro, cada tipo de cromossomo apresenta-se em pares equivalentes no conteúdo gênico. Cada cromossomo do par carrega uma versão do gene denominada alelo, normalmente identificados por letras diferenciadas em maiúsculas e minúsculas. 

Analisando o esquema acima e cientes de que textura e cor são determinadas por genes distintos localizados em cromossomos diferentes, é possível concluir que devem ser investigados dois pares de cromossomos, dois genes (gene da textura e gene da cor) e quatro alelos.

Os organismos que apresentam em sua composição estruturas chamadas espículas são os membros do filo Porifera. Estas espículas podem ser compostas de espongina, que por sua vez tem natureza proteica, ou podem ter estrutura calcárea ou silicosa. O calcário apresenta carbonato de cálcio ou de magnésio, o que o torna adequado para a composição da parte mineral que poderia substituir o tecido ósseo dos cordados, filo no qual os humanos estão inseridos. Nos poríferos, as espículas são importantes para dar forma, resistência e proteção ao corpo destes animais. É importante ressaltar que os membros do grupo Cnidaria, também citados nas alternativas, são os organismos conhecidos como anêmonas, quando fixos, ou medusas, quando móveis. Estes animais possuem corpo gelatinoso e não apresentem estruturas de sustentação ou resistência semelhantes às dos poríferos

a) Correta. Os poríferos são os organismos nos quais a espongina associada à sílica ocorre como estrutura esquelética para sustentação, resistência ou flexibilidade. O fêmur é o osso da coxa, e apresenta estrutura com hidroxiapatita associada a proteínas estruturais de resistência, como o colágeno. Devido à semelhança na composição, esta associação experimental poderia ser utilizada como material para enxertos.

b) Incorreta. Os cnidários não apresentam estruturas semelhantes às espículas dos poríferos. Assim, não poderiam ser fonte deste material.

c) Incorreta. Os poríferos realmente são os organismos nos quais a espongina associada à sílica ocorre como estrutura esquelética para sustentação, resistência ou flexibilidade. No entanto, o disco intervertebral é constituído de tecido cartilaginoso fibroso (fibrocartilagem), que apresenta resistência e certa flexibilidade. Ao contrário dos ossos, não apresenta matriz sólida, com biossilicato, e sim matriz cartilaginosa, com glicoproteínas.

d) Incorreta. Os cnidários não apresentam estruturas semelhantes às espículas dos poríferos. A pele não apresenta estruturas sólidas semelhantes aos ossos.

e) Incorreta. Os cnidários não apresentam estruturas semelhantes às espículas dos poríferos. O bíceps é um músculo, e portanto não apresenta estruturas sólidas semelhantes aos ossos.

A molécula de água é essencial para vida de qualquer organismo. Além de atuar em mecanismos de transporte, regulação térmica, reações químicas, é também considerada solvente universal, uma vez que a maioria das reações ocorrem dissolvidas na substância.

No organismo humano, o hormônio anti-diurético (ADH), também conhecido como vasopressina, é um neuro-hormônio produzido por células nervosas no hipotálamo, sendo depois armazenado e liberado pela hipófise posterior quando ocorre diminuição da quantidade de água no organismo. Assim, trata-se de uma substância química que pode preservar água no corpo, agindo nos néfrons onde aumenta a permeabilidade à agua nos túbulos renais, favorecendo que está molécula seja mantida no corpo em maior quantidade. Além disso, também tem ação vasoconstritora nas arteríolas, podendo assim elevar a pressão arterial através do aumento da resistência vascular periférica.

A tiroxina é também conhecida como tetraiodotironina ou simplesmente T4. É um hormônio produzido pela tireoide e que tem ação estimulante sobre o metabolismo de uma forma geral. Assim sendo, não tem efeito direto sobre a preservação ou perda de água no organismo.

Nas plantas, o ácido abscísico (ABA) é produzido nas raízes toda vez que estas se encontram sob estresse hídrico. O hormônio é transportado por todo o corpo da planta, e ao chegar nas folhas induz fechamento dos estômatos, acarretando assim economia de água, uma vez que a evapotranspiração estomática ficará fortemente diminuída.

O pleonasmo é a figura de linguagem que carrega redundância, uso de termos dispensáveis para a compreensão do enunciado. Nos versos da canção não se verifica o uso dessa figura, uma vez que a linguagem empregada é bastante clara e precisa.

A hipérbole caracteriza-se pelo exagero, usado como recurso para ampliar uma sensação ou descrição. Na canção, verifica-se o uso da hipérbole quando o eu-lírico afirma que pode morrer de sede caso não seja levado a ele um copo d’água ou caso não receba o amor que deseja.

Desta forma, as alternativas são:

a) Incorreta. Vasopressina e ácido abscísico estão corretos, mas não aparece pleonasmo no texto.

b) Correta.

c) Incorreta. Tiroxina e giberelina estão incorretas. Hipérbole realmente aparece no texto.

d) Incorreta. Tiroxina, giberelina e pleonasmo estão incorretas.

e) Incorreta. Vasopressina está correta. Giberelina e pleonasmo estão incorretas.

a) Incorreto.  Tanto a reação de fotossíntese natural como a artificial são reações endotérmicas visto que necessitam absorver energia solar para que as reações ocorram.

b) Incorreto. A molécula de clorofila é produzida nas células vegetais, e fica localizada nas membranas dos tilacoides dos cloroplastos. Nestas estruturas, é responsável por captar a energia luminosa, liberando elétrons que depois serão deslocados pelo sistema de transporte destas membranas.
Em células fotovoltaicas, diversas moléculas podem atuar na captura de energia luminosa, podendo ser tanto moléculas orgânicas (por exemplo, corantes) como compostos inorgânicos específicos. Dessa forma, as folhas artificais não dependem da clorofila. 

c) Incorreto. As pilhas eletroquímicas são dispositivos no qual uma reação química de oxirredução é utilizada para gerar corrente elétrica. Na reações de fotossíntese natural e artificial temos a conversão de energia eletromagnética (luz) em energia química, portanto, não se trata de uma pilha eletroquímica.

d) Incorreto. Na fotossíntese natural temos como produto glicose e gás oxigênio, conforme a reação:

$6 C{O}_{2\left(g\right)} + 12 H_2{O}_{\left(\ell \right) }➝ C_6{H}_{12}{O}_6 + 6 O_{2\left(g\right)} + 6 H_2{O}_{\left(\ell \right)}$

Ou, simplificando as moléculas de água:

$6 C{O}_{2\left(g\right)} + 6 H_2{O}_{\left(\ell \right) }➝ C_6{H}_{12}{O}_6 + 6 O_{2\left(g\right)}$

Na fotossíntese artificial, o texto relata que há a conversão de $C{O}_2$ em combustível (carboidrato) e a decomposição da água em $H_2$ e $O_2$, portanto, teremos:

$$\begin{gathered} 6 C{O}_{2\left(g\right) }+ 12 H_2{O}_{\left(\ell \right) }➝ C_6{H}_{12}{O}_6 + 6 O_{2\left(g\right) }+ \cancel{6 H_2{O}_{\left(\ell \right)}} \\ \underline{ \cancel{ 6 H_2{O}_{\left(\ell \right)}} ➝ 3 O_{2\left(g\right)} + 6 H_{2\left(g\right)} } \\ 6 C{O}_{2\left(g\right)} + 12 H_2{O}_{\left(\ell \right) }➝ C_6{H}_{12}{O}_6 + 9 O_{2\left(g\right)} + 6 H_{2\left(g\right)} \end{gathered}$$

Apesar dos reagentes serem os mesmos (gás carbônico e água), os produtos são diferentes já que na fotossítese artificial há formação de gás hidrogênio.

e) Correto. Em ambos os processos temos a conversão de $C{O}_2$ e $H_{2}O$ em carboidratos e gás oxigênio.

No $C{O}_2$, o nox do carbono é +4 enquanto no carboidrato, o nox médio do carbono é zero, indicando um processo de redução:

Glicose: $C_6{H}_{12}{O}_6$ (molécula neutra)

$$\begin{gathered} 6.nox\left(C\right) + 12.nox\left(H\right) + 6.nox\left(O\right) = 0 \\ 6.nox\left(C\right) + 12 .(+1) + 6.(-2) = 0 \\ nox\left(C\right) = \frac{(-12 +12)}{6} \\ \boxed{nox\left(C\right) = 0} \end{gathered}$$

Os átomos de oxigênio nos reagentes ($H_{2}O$ e $C{O}_2$) apresentam nox -2 enquanto no produto, $O_2$, substância simples, o nox é zero (processo de oxidação).

Visto que nesses processos o número de oxidação do carbono e do oxigênio se alteram, as reações são de oxirredução, logo, envolvem a transferência de elétrons entre as espécies.

O calcário é constituído majoritariamente de carbonato de cálcio, de fórmula $CaC{O}_3$. Os carbonatos são substâncias que apresentam o ânion $C{O}_3^{2-}$ e os sais que contém esse ânion sofrem decomposição térmica, liberando gás carbônico e gerando um óxido do cátion presente.

A decomposição térmica do carbonato de cálcio ocorre formando o óxido de cálcio ($CaO$), que é conhecido usualmente como cal viva ou cal virgem, e gás carbônico ($C{O}_2$) segundo a equação:

_{$CaC{O}_{3\left(s\right)} ➝ Ca{O}_{\left(s\right) } + C{O}_{2\left(g\right)}$}

A Lei de Hess diz que a variação de entalpia de uma reação química depende apenas dos estados inicial e final de um sistema, sendo assim, podemos rearranjar as equações fornecidas no texto para determinar a variação de entalpia da reação de decomposição mostrada anteriormente:

$$\begin{gathered} 1ªEq. \left(invertida\right) CaC{O}_{3 \left(s\right)} \to \cancel{ C{a}_{\left(s\right)}} + \bcancel{\raisebox{1ex}{$3$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$2$}\right. O_2{ }_{\left(g\right)}} + \sout{C_{ \left(s\right)}} ∆H=+1207 kJ/mol \\ 2ª Eq. (mantida ) \sout{C_{ \left(s\right)}} +\bcancel{ O_2{ }_{\left(g\right)}} \to C{O}_{2 \left(g\right)} ∆H=-394 kJ/mol \\ \underline{3ª Eq. \left(mantida\right) \cancel{C{a}_{\left(s\right)}} + \bcancel{\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$2$}\right. O_2} \to Ca{O}_{\left(s\right)} ∆H=-634 kJ/mol} \\ Equação Global: CaC{O}_{3 \left(s\right)} \to Ca{O}_{\left(s\right)} + C{O}_{2 \left(g\right)} ∆H=(+1207-394-634) kJ/mol \end{gathered}$$

Portanto, a variação de entalpia da reação de decomposição do carbonato de cálcio será:

$$\begin{gathered} ∆H=(+1207-394-634) kJ/mol \\ \boxed{∆H=+179 kJ/mol} \end{gathered}$$