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Resolução das questões de Biologia da 2ª Fase da Fuvest 2020

Data 07/01/2020

A prova de 2ª Fase da FUVEST 2020 seis questões: uma de citologia, levando em conta mecanismos de síntese proteica, três de ecologia (sendo uma de cadeia trófica, uma de sucessão biológica e uma de desequilíbrio ambiental), uma de fisiologia (comparada e humana) e uma de fisiologia vegetal (metabolismo energético).

Não foi uma prova difícil e os alunos que realizaram os simulados do Estratégia Vestibulares tiveram contato com todos esses temas! 😊

As questões a seguir estão comentadas para que você entenda o raciocínio por trás da resolução. No entanto, o gabarito é mais sucinto e representa aquilo que deveria conter na sua resposta para a banca.

Qualquer dúvida, entre em contato comigo através do Fórum de Dúvidas ou das redes sociais.

Vamos à correção!

Questão 01

Indivíduos intolerantes à lactose não conseguem digerir esse açúcar presente no leite. A principal causa da intolerância à lactose é a diminuição da produção da enzima lactase, especialmente na idade adulta. A indústria de laticínios beneficia‐se da biotecnologia para incluir uma lactase de levedura nos alimentos, fazendo com que a lactose seja digerida antes de ser consumida, gerando, assim, os produtos lácteos sem lactose.

a) Considerando que o pH ótimo para funcionamento da lactase é de aproximadamente 7,5, em que região do sistema digestório humano ocorre a atividade dessa enzima?

b) A região codificadora dos genes é precedida e controlada por uma região regulatória. Uma mutação (C para T) na região destacada na tabela aconteceu há cerca de 10 mil anos em pessoas do norte europeu e foi conservada, resultando em manutenção da expressão do gene na idade adulta e consequente permanência da habilidade de digerir a lactose. Essa mutação aconteceu em que região do gene? Baseado nessa mutação, qual é o padrão de herança da característica “Tolerância à lactose na idade adulta”?

c) Bactérias transgênicas que expressam o gene da lactase de levedura (organismo eucariótico) são utilizadas para a produção dessa enzima em larga escala. Cite uma manipulação em laboratório necessária no gene da lactase de levedura para que ele possa ser expresso em bactérias. Justifique sua resposta.

Comentários

Essa é uma questão clássica de segunda fase da Fuvest.

Na primeira alternativa, é necessário lembrar da fisiologia do sistema digestório, considerando os meios ótimos para a atividade das diferentes enzimas. No caso da enzima lactase, que atua em meio 7,5 (básico), a região do sistema digestório é o intestino delgado.

Na segunda alternativa, precisaríamos lembrar da estrutura de um gene, que apresenta tanto regiões codificantes (éxons) quanto regiões não-codificantes (íntrons). Assim, a mutação genética responsável pela codificação da enzima lactase encontra-se na região de éxon do gene.

Com base na mutação, é possível perceber o único indivíduo intolerante à lactose não apresenta a mutação em nenhum dos alelos, ou seja, essa característica é determinada por gene recessivo. Assim, o padrão de herança da característica “Tolerância à lactose na idade adulta” é dominante. Observe que indivíduos homozigotos (indivíduo 1) e heterozigotos (indivíduos 2 e 3) são tolerantes à lactose na fase adulta.

Gabarito

a) Intestino delgado.

b) Região codificante, também conhecida como éxon.

O padrão de herança da característica “tolerância à lactose” é dominante.

c) Antes de inserir o gene da levedura na bactéria, seria necessário retirar os íntrons, uma vez que as bactérias não possuem a maquinaria responsável para realização do splicing (remoção das regiões não codificantes).

Questão 02

Em um cerrado campestre bem preservado, ocorre a teia trófica representada no esquema.

a) Cite uma espécie dessa teia alimentar que ocupa mais de um nível trófico, especificando quais são eles.

b) Cite cinco espécies de uma cadeia alimentar que faça parte dessa teia. Desenhe um esquema da pirâmide de energia desse ambiente.

c) Com relação à dinâmica dessa teia alimentar, descreva o efeito indireto da extinção local do bem‐te‐vi sobre a população do predador de topo dessa teia (ou seja, aquele que preda sem ser predado por nenhum outro componente da teia). Caso o capim‐cabelo‐de‐porco venha a sofrer uma grande queda em sua biomassa, qual interação biológica seria esperada entre os consumidores primários que se alimentam desse recurso?

Comentários

Para responder a essa questão, bastava uma análise atenta das diferentes cadeias alimentares presentes na teia.

A jararaca-pintada pode ocupar tanto o quarto nível trófico (na cadeia capim (1) → à gafanhoto (2) → à rã (3) → à jararaca (4)) quanto o terceiro nível trófico (na cadeia capim (1) à ratinho (2) à jararaca (3)). Você poderia apontar também o lobo-guará, que ocupa vários níveis tróficos, dependendo da cadeia alimentar que se considere.

Uma cadeia com cinco níveis tróficos é representada por: capim → à gafanhoto → à rã à → jararaca à lobo. A pirâmide de energia dessa cadeia, assim como toda pirâmide de energia, é direta, uma vez que o fluxo de energia é sempre decrescente e unidirecional.

Com a extinção do bem-te-vi, haveria um aumento da população de gafanhoto-verde, que ocasionaria em uma diminuição da população do arbusto. Dessa forma, de maneira indireta, a população de lobo-guará poderia diminuir.

Caso o capim‐cabelo‐de‐porco venha a sofrer uma grande queda em sua biomassa, espera-se que os consumidores primários compitam pelo recurso alimentar (arbusto) escasso. Logo, seria estabelecida uma relação de competição interespecífica.

Gabarito

a) A jararaca-pintada pode ocupar tanto o terceiro quanto o quarto nível trófico, dependendo da cadeia alimentar que se considere.

b) Capim-cabelo-de-porco, gafanhoto-verde, rã-manteiga, jararaca-pintada e lobo-guará.

A pirâmide de energia seria a seguinte:

c) Com a extinção do bem-te-vi, haveria um aumento da população de gafanhoto-verde, que ocasionaria em uma diminuição da população do arbusto. Dessa forma, de maneira indireta, a população de lobo-guará poderia diminuir.

A interação biológica esperada entre os consumidores primários seria competição interespecífica.

Questão 03

O catabolismo de proteínas e ácidos nucleicos gera grupos aminos que, quando acumulados no organismo, são tóxicos e precisam ser excretados na forma de ácido úrico, amônia ou ureia.

a) Ordene ácido úrico, amônia e ureia do mais para o menos tóxico, considerando os animais em geral.

b) Dentre os três compostos, qual é o mais abundante na excreção de um peixe ósseo de água doce e qual é o mais abundante na urina do ser humano?

c) Há uma relação entre a osmolaridade sanguínea (i), a secreção do hormônio antidiurético (ADH) (ii), o volume reabsorvido de água (iii) e o volume de urina (iv).

O que ocorre com os itens (i) a (iv) quando uma pessoa bebe água excessivamente? Responda diretamente na tabela da Folha de Respostas se cada item “aumenta” (↑), “diminui” (↓) ou “permanece inalterado” (=).    

Comentários

O composto nitrogenado mais tóxico é a amônia, que deve ser eliminada diluída em grande quantidade de água. Por isso, ela é a excreta que aparece nos peixes ósseos de água doce. O composto nitrogenado menos tóxico é o ácido úrico, presente nos répteis e aves. Já mamíferos e anfíbios adultos excretam ureia, um composto nitrogenado de toxicidade intermediária.

Osmolaridade é o número de partículas osmoticamente ativa de soluto presente em 1 kg de solvente. Logo, diz respeito à concentração de solutos em uma solução. Assim, se a pessoa bebe água excessivamente, a concentração de seu sangue diminui, o que ocasiona também a diminuição da secreção do hormônio ADH. Logo, o volume de água que será reabsorvido diminui, pois a maior parte dessa água é eliminada em grande quantidade de urina.

Gabarito

a) Ordem de toxicidade decrescente: amônia, ureia e ácido úrico.

b) Peixe ósseo: amônia

Humano: ureia

c)

Questão 04

Analise os gráficos relativos ao comportamento de plantas sujeitas a diferentes condições ambientais:

a) Em relação ao gráfico I, em que horário aproximado do dia se espera maior quantidade de estômatos abertos?

b) Considerando os gráficos II e III, como representativos de indivíduos da mesma espécie, indique aquele associado a plantas em estresse hídrico e aquele associado à maior taxa de fotossíntese no período de maior luminosidade.

c) Pela análise do gráfico IV, qual planta cresce melhor na sombra? Qual é a intensidade mínima de luz, aproximadamente, para que a planta B consuma mais CO2 do que produza?

Comentários

O gráfico I mostra que a absorção de água é grande no período entre 12 e 13 horas. Assim, nesse intervalo espera-se que maior quantidade de estômatos permaneça aberta, facilitando a transpiração da planta.

O gráfico II mostra que ocorrem muitos estômatos abertos 12 e 16 horas (período de maior luminosidade), indicando alta taxa fotossintética. Já o gráfico III mostra que ao longo do dia, a quantidade de estômatos que se abrem é mínima, evidenciando um ambiente com condições de estresse hídrico. A planta não abre seus estômatos para evitar a perda d’água.

No gráfico IV é possível perceber que para uma baixa intensidade luminosa, a planta A é mais eficiente, isto é, realiza mais fotossíntese que a espécie B. Logo ela apresenta maior crescimento em condições de sombreamento.

Para que a espécie B consuma mais CO2 do que ela consome em seu processo de respiração, é necessário que a taxa luminosa esteja entre 2,5 e 3, momento em que a fotossíntese ultrapassa o ponto de compensação fótico.

Gabarito

a) Aproximadamente 12h – 12h30.

b) Gráfico II: relaciona-se à maior taxa fotossintética.

Gráfico III: relaciona-se à condição de estresse hídrico.

c) A planta A apresenta maior eficiência na realização da fotossíntese, e, portanto, cresce melhor na sombra. A intensidade mínima de luz para que a planta B consuma mais CO2 do que produz (ou seja, realize mais fotossíntese do que respiração) está em torno de 2,5 – 3.

Questão 05

A curva do gráfico mostra a variação da altura média de plantas durante a sucessão primária, em uma área na qual a vegetação nativa, de floresta tropical úmida, foi totalmente destruída pelo derrame de lava de um vulcão. No início da sucessão, o solo era composto por rocha nua (lava consolidada). Na parte superior do gráfico, estão representadas três fases da sucessão (1, 2 e 3).

a) Cite um grupo de organismos pioneiros que possa ter predominado na fase 1 da sucessão.

b) No gráfico de sua Folha de Respostas, desenhe uma curva que represente a tendência quanto à biomassa da comunidade vegetal em relação ao tempo decorrido durante essa sucessão, indicando sua fase climáxica.

c) A que se deve o aumento na altura média das plantas na fase 2 e sua estabilização na fase 3? Em qual(is) fase(s) da sucessão apresentada(s) no gráfico a quantidade de oxigênio liberado pelas plantas por meio da fotossíntese é semelhante à quantidade de oxigênio utilizado por elas na respiração?

Comentários

Comunidades pioneiras de ambientes terrestres são caracterizadas por liquens, gramíneas e ervas de pequeno porte. Em uma sucessão biológica, a produtividade primária de uma comunidade pioneira é alta, ou seja, a matéria orgânica por ela produzida (resultado direto da fotossíntese) é elevada, já que o número de espécies ainda é baixo.

À medida que essas espécies pioneiras modificam as condições ambientais iniciais, elas tornam o ecossistema mais propício para o aparecimento de espécies intermediárias. Assim, a produtividade primária bruta aumenta, porém a taxa de respiração também (já que agora o número e diversidade de espécies é maior naquele ambiente).

Por fim, quando a sucessão atinge sua diversidade máxima (comunidade clímax), toda a matéria orgânica produzida na fotossíntese é consumida pela própria comunidade, na respiração, para sua manutenção. Assim, a produtividade primária líquida iguala-se à produtividade primária bruta.

Gabarito

a) Líquen ou gramíneas.

b)

c) O aumento na altura média das plantas na fase 2 deve-se à alta produtividade primária líquida. A estabilização da altura média das plantas na fase 3 deve-se à equivalência da produtividade primária bruta à taxa respiratória, resultando em uma produtividade primária líquida nula (PPB=R).

A quantidade de oxigênio liberado pelas plantas por meio da fotossíntese é semelhante à quantidade de oxigênio utilizado por elas na respiração na fase 3, na comunidade clímax.

Questão 06

Ao investigarem as razões para um evento de maré vermelha que ocorreu em uma região costeira do Brasil, os cientistas e técnicos encontraram uma relação entre a pluviosidade na área, o tratamento e destino de esgotos domésticos nos municípios vizinhos e a abundância de algumas espécies de microalgas com toxinas (nocivas à saúde humana) do grupo dos dinoflagelados, segundo o gráfico abaixo.

a) Qual é o mês de ocorrência da maré vermelha?

b) Como esse aumento da concentração de dinoflagelados chega na dieta de uma pessoa e como ela pode evitar uma intoxicação?

c) Pelo demonstrado no gráfico, qual a razão para o rápido aumento na abundância de dinoflagelados no evento de maré vermelha? E para seu rápido declínio?

Gabarito

a) Março.

b) Os dinoflagelados chegam na dieta de uma pessoa através da cadeia alimentar, servindo como alimento para outros organismos marinhos, dos quais o homem se alimenta. Assim, uma pessoa pode evitar a intoxicação evitando se alimentar de organismos oriundos dessa local contaminado pela maré vermelha.

c) O rápido aumento de dinoflagelados deve-se ao aumento do despejo de esgoto doméstico, resultando em maior quantidade de matéria orgânica no corpo d’água.

O rápido declínio deve-se à diminuição da concentração de oxigênio, ocasionado pela floração de algas (que reduz a taxa de fotossíntese), que acarreta a morte dos organismos marinhos.

Então é isso, pessoal. Espero que vocês tenham gostado desse artigo. Qualquer dúvida, deixe seu comentário ou entre em contato através do Fórum de Dúvidas ou através das redes sociais.

Abraço,

Professora Bruna Klassa.

Instagram: @profbrunaklassa

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Prof. Bruna Klassa

Prof. Bruna Klassa

Graduada em Biologia pela Universidade Estadual de São Paulo, Unesp. Especialista em Evolução, Sistemática, Biogeografia e Conservação Ambiental, é também Mestra e Doutora em Biologia pela Universidade Federal do ABC.

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