Teste de avaliação Ano letivo 2017 - 2018 Biologia e Geologia – 11.º ano __________________ ___________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ _____________ ___ Grupo I
Durante a década de 50 do século XX, realizaram-se importantes avanços no estudo do DNA. Um dos mais proeminentes cientistas foi o americano Arthur Kornberg, que caracterizou a replicação do DNA num artigo publicado em 1956, tendo obtido um Prémio Nobel, em 1959, pelas suas descobertas. Arthur Kornberg foi o primeiro a isolar a DNA polimerase e a estudar a sua atividade in vitro. Para tal, realizou o seguinte protocolo experimental: experimental: Procedimento experimental 1. Obteve extratos celulares, a partir da lise de uma cultura da bactéria E. coli . Depois de purificados, obteve um novo extrato rico em proteínas e sem DNA, que dividiu em dois tubos – tubo A e tubo B. 2. Aos extratos bacterianos bacterianos dos tubos A e B adicionou nucleótidos nucleótidos marcados marcados radioativamente radioativamente 32 com fósforo-32 ( P). 3. No tubo B adicionou uma molécula de DNA não marcada radioativamente. 4. A mistura foi incubada incubada a 37 °C, durante durante 30 minutos, minutos, o tempo necessário necessário para a síntese de novas cadeias de DNA. 5. A incubação foi interrompida interrompida com com a adição de ácido, ácido, que precipita precipita as moléculas moléculas longas de DNA. DNA. 6. A centrifugação da mistura permitiu recolher as moléculas de DNA no fundo dos tubos, havendo nucleótidos livres em suspensão no sobrenadante. Resultados
Após a centrifugação, Arthur Kornberg mediu os valores de radioatividade radioatividade do material depositado no fundo dos tubos, tendo obtido os valores representados representados na tabela I. Tabela I
Tubo
Quantidade de DNA marcado radioativamente radioativamente (picomoles de DNA marcado com 32P)
A
0
B
3300
Após garantir que ocorria a síntese de DNA in vitro, Arthur Kornberg começou a testar frações mais puras do extrato bacteriano, até ter conseguido obter uma fração pura de uma proteína capaz de sintetizar novo DNA.
1
Nos itens de 1. a 4., selecione a letra da opção correta. 1. Relativamente à experiência de Kornberg, é possível afirmar que (A) a hipótese de trabalho foi de que apenas os nucleótidos radioativos eram usados na síntese do DNA. (B) a síntese de DNA pode ocorrer in vitro na presença de nucleótidos e de DNA. (C) a variável independente foi a quantidade de DNA marcado radioativamente no fundo dos tubos, após centrifugação. (D) não implicou o uso de uma variável dependente. 2. Os nucleótidos presentes no sobrenadante, no final da centrifugação, (A) não foram incorporados na nova molécula de DNA. (B) não possuem sinal radioativo. (C) correspondem a ribonucleótidos. (D) foram usados na replicação. 3. O elemento marcado radioativamente encontra-se _____ e os nucleótidos usados possuem uma _____. (A) nas bases azotadas … ribose (B) no grupo fosfato … ribose (C) nas bases azotadas … desoxirribose (D) no grupo fosfato … desoxirribose 4. Considere as seguintes afirmações, referentes à experiência. I. O tubo A contém, no início da experiência, extrato de bactérias E. coli , DNA não marcado radioativamente e nucleótidos com 32P. II. A experiência de Kornberg, cujos resultados estão representados na tabela I, permite detetar e medir a síntese de DNA in vitro. III. O controlo corresponde ao tubo A. (A) (B) (C) (D)
I é verdadeira; II e III são falsas. II é verdadeira; I e III são falsas. II e III são verdadeiras; I é falsa. I e III são verdadeiras; II é falsa.
5. Ordene as letras de A a E, de modo a reconstituir a sequência cronológica dos acontecimentos relacionados com a replicação do DNA. A. B. C. D. E.
Ocorre a quebra das pontes de hidrogénio estabelecidas entre as bases complementares. A molécula de DNA é desenrolada. A DNA polimerase desliga-se do DNA. Forma-se uma dupla cadeia de DNA que sofre enrolamento e empacotamento. A DNA polimerase adiciona nucleótidos na extremidade 3 ’ da cadeia em formação.
6. Explique a importância, para a validade dos resultados, de no tubo A não ser detetada radioatividade no sedimento que se formou após a centrifugação.
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Grupo II
A quantificação dos ácidos nucleicos e das proteínas pode ser efetuada laboratorialmente de forma relativamente simples e rápida. Amostras de material podem ser analisadas por espetrofotometria, em que a amostra é sujeita a radiações com diferentes comprimentos de onda e em que se determina a quantidade de radiação absorvida pela amostra. Observe o gráfico da figura 1, que representa a absorção da radiação por parte dos ácidos nucleicos e das proteínas.
Figura 1.
Nos itens de 1. a 8., selecione a letra da opção correta. 1. Considere as seguintes afirmações, referentes a um investigador que analisou amostras de DNA que suspeitava estarem contaminadas com proteínas. Verificou que ocorria um pico de absorção da radiação com 260 nm e outro pico na radiação com 280 nm de comprimento de onda. I. É possível quantificar o DNA na amostra. II. Se uma amostra de DNA apresentar um pico de absorção aos 280 nm de comprimento de onda, então podemos concluir que a amostra não tinha proteínas. III. A amostra analisada não continha proteínas. (A) (B) (C) (D)
I é verdadeira; II e III são falsas. II é verdadeira; I e III são falsas. II e III são verdadeiras; I é falsa. I e III são verdadeiras; II é falsa.
2. As bases azotadas do DNA podem ser modificadas pela ação dos raios ultravioleta, sendo possível afirmar que (A) a radiação ultravioleta não provoca mutações. (B) as radiações UV são agentes mutagénicos. (C) o DNA não absorve radiação ultravioleta. (D) as radiações UV com 280 nm têm potencial para provocar menos mutações nas proteínas. 3
3. Relativamente ao DNA, é possível afirmar que (A) é formado por uma cadeia de nucleótidos que se enrola e adquire uma estrutura secundária. (B) pode incluir nucleótidos de adenina, timina, citosina e uracilo. (C) caracteriza-se por uma dupla cadeia paralela, enrolada em hélice. (D) nas células eucarióticas encontra-se essencialmente no núcleo. 4. O RNA distingue-se do DNA por (A) não incorporar timina. (B) ser um polímero. (C) ser formado por nucleótidos. (D) estar envolvido na síntese de proteínas. 5. Para ocorrer a transcrição, são necessários (A) aminoácidos e tRNA. (B) DNA e ribonucleótidos. (C) ribossomas e tRNA. (D) RNA e desoxirribonucleótidos. 6. As proteínas formam-se por _____ do mRNA, por exemplo, no _____. (A) tradução … retículo endoplasmático rugoso (B) transcrição … retículo endoplasmático rugoso (C) tradução … complexo de Golgi (D) transcrição … complexo de Golgi 7. Relativamente às proteínas, é possível afirmar que (A) são polímeros formados em reações de catabolismo. (B) possuem uma estrutura secundária que resulta da associação de várias subunidades. (C) apresentam fósforo na sua composição. (D) são polímeros que resultam da formação de ligações peptídicas entre os aminoácidos. 8. Durante a tradução, o tRNA (A) é degradado. (B) transporta os aminoácidos até aos ribossomas. (C) liga-se a qualquer aminoácido no citoplasma e transporta-o para os ribossomas. (D) é produzido a partir do DNA. 9. A transcrição e tradução nas células procarióticas são consideradas quase simultâneas com a formação de polirribossomas. Explique em que medida estes aspetos conferem vantagens para estas células.
4
Grupo III
O código genético contém a informação que permite descodificar a mensagem presente nos nucleótidos para aminoácidos. Existem pelo menos 20 aminoácidos e 64 codões cuja associação compõe o código genético. Todavia, existem algumas exceções que têm vindo a ser caracterizadas pelos investigadores, destacando-se a selenocisteína, considerada o 21.º aminoácido. Este aminoácido deriva da cisteína, no qual o selénio, um oligonutriente presente em quantidades muito reduzidas nos organismos, está a substituir um enxofre. O aminoácido selenocisteína pode ligar-se ao tRNA contendo o anticodão ACU, que corresponde a um codão de finalização para a maioria dos mRNA. Contudo, para a selenocisteína ser incorporada na cadeia polipeptídica em formação, tem que haver sequências nucleotídicas específicas na extremidade 3´ do mRNA. Estas sequências, que não são traduzidas, formam uma ansa, que atrai fatores de tradução que permitem, por sua vez, a ligação do tRNA que transporta a selenocisteína (figura 2). Baseado em Snustad, D. P. & Simmons, M. J. (2013). Fundamentos de genética, 6.o ed., Brasil: Guanabara Koogan.
A
B
Figura 2.
Tabela II. Código genético parcial. Os tripletos são referentes a sequências de mRNA.
Metionina Serina Triptofano Tirosina
AUG UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC UGG UAU, UAC
Isoleucina
AUU, AUC, AUA
STOP
UAG, UAA, UGA
5
Nos itens de 1. a 5., selecione a letra da opção correta. 1. A formação de pontes de hidrogénio no final da sequência 3` do mRNA da figura 2 ocorre (A) por emparelhamento de bases azotadas, envolvendo, por exemplo, a adenina e o uracilo. (B) por formação de ligações do tipo fosfodiéster. (C) entre o açúcar e a base azotada. (D) por emparelhamento de bases azotadas, envolvendo, por exemplo, a adenina e a citosina. 2. Ao contrário de outros aminoácidos, a selenocisteína (A) não é transportada por um tRNA específico. (B) não pode ser incorporada numa proteína. (C) não é codificada diretamente no código genético. (D) pode ser codificada por vários aminoácidos. 3. Uma molécula de DNA que contenha 16% de nucleótidos de adenina (A) terá 16% de guanina. (C) não obedece às regras de Chargaff. (B) terá 16% de timina. (D) terá 16% de citosina. 4. O anticodão presente no tRNA (A) é complementar a tripletos presentes no rRNA. (B) liga-se de forma específica ao correspondente aminoácido. (C) pode ser codificado por vários aminoácidos. (D) tem a mesma sequência do codogene, em que a timina é substituída pelo uracilo. 5. No código genético, o terceiro nucleótido de cada codão (A) tende a ser mais específico. (B) tende a ser menos específico. (C) é excluído durante a tradução. (D) não é importante na determinação do aminoácido a ser incorporado. 6. Faça corresponder cada uma das afirmações expressas na coluna A à respetiva característica do código genético, na coluna B. Utilize cada letra e cada número apenas uma vez. COLUNA A (a) Um codão apenas especifica um aminoácido. (b) Um aminoácido pode ser codificado por um ou mais codões. (c) Um mRNA humano injetado numa bactéria originará um polipeptídeo com estrutura primária igual a um formado numa célula humana.
COLUNA B (1) (2) (3) (4) (5)
Codão de finalização Universalidade Não ambíguo Redundância Codão de iniciação
7. As células procarióticas ou eucarióticas utilizam o aminoácido selenocisteína em diversas proteínas, designadas por selenoproteínas. Estas células podem crescer em meios de cultura laboratoriais contendo selénio. 7.1. As células procarióticas distinguem-se das eucarióticas por (A) possuírem um cromossoma linear. (B) terem DNA organelar. (C) terem o seu DNA no citoplasma. (D) apresentarem um núcleo individualizado, onde se localiza a maioria do material genético. 6
7.2. Considere a seguinte sequência de DNA que codifica parte de uma selenoproteína: 3’ ACCAGAATATAA 5’ Para modificar um aminoácido por mutação do DNA, seria necessário substituir o nucleótido na posição _____, passando a ser um nucleótido de _____. (A) 6 … citosina (C) 9 … guanina (B) 6 … timina (D) 9 … citosina 7.3. Quando as células são cultivadas num meio sem selénio, verifica-se a formação de selenoproteínas não funcionais, com uma estrutura primária alterada. Explique este facto tendo por base o código genético.
Grupo IV
As células eucarióticas podem passar por um conjunto de processos que permitem a sua divisão por mitose. Observe a figura 3 com dados respeitantes a experiências sobre a mitose. Na figura 3A está representado o número de células de tecido do ápice de raiz de cebola em cada fase do ciclo. Na figura 3B está representada a variação da massa de DNA na massa das células de cultura laboratorial ao longo do tempo. Os valores apresentados são relativos.
A
B
Figura 3.
Nos itens de 1. a 3., selecione a letra da opção correta. 1. Considere que uma célula acabou de se dividir. As fases do ciclo celular que se seguem por ordem temporal são (A) G1, S, G2 e mitose. (C) G2, S, G1 e mitose. (B) mitose, S, G1 e G2. (D) S, G1, G2 e mitose. 2. De acordo com os dados da figura 3A, (A) as células não entram em anafase. (B) a fase mais longa do ciclo celular é a interfase. (C) a profase ocorre depois da interfase. (D) não existem células a replicar o seu material genético. 7
3. Da análise da figura 3B, e considerando que todas as células se dividiram, é possível afirmar que (A) a replicação do material genético ocorre de forma contínua e gradual ao longo do tempo. (B) um ciclo celular demora cerca de 36 horas a ser completado. (C) após 48 horas formaram-se duas células a partir de uma célula inicial. (D) a primeira fase G1 ocorreu nas primeiras 12 horas do estudo. 4. Explique, de forma sucinta, as diferenças nas curvas de variação da massa do DNA e das células com base nos processos que ocorrem na interfase. 5. Faça corresponder cada uma das afirmações expressas na coluna A ao respetivo termo, na coluna B. Utilize cada letra e cada número apenas uma vez. COLUNA A
COLUNA B
(a) Os cromossomas atingem o máximo de condensação. (b) A DNA polimerase replica de forma semiconservativa as moléculas de DNA. (c) Os cromatídios iniciam a migração para polos opostos. (d) Divisão dos organelos e intensa atividade metabólica, em que a célula contém cromossomas formados por um cromatídio. (e) Constrição do citoplasma nas células animais.
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)
Citocinese Fase G1 Profase Fase S Metafase Telofase Fase G2 Anafase
6. O ciclo celular é controlado nos seguintes momentos, que não se encontram ordenados de forma sequencial: Momento A: Verificação do alinhamento correto dos cromossomas. Momento B: Verificação da correta replicação do DNA. Momento C: Verificação do tamanho celular.
Os momentos A, B e C devem ocorrer na (A) mitose, fase G1 e fase G2. (B) fase G2, mitose e fase G1.
Grupo I II III IV
1 5 1 5 1 5 1 15
2 5 2 5 2 5 2 5
3 5 3 5 3 5 3 5
4 5 4 5 4 5 4 15
(C) fase G2, fase G1 e mitose. (D) mitose, fase G2 e fase G1.
COTAÇÕES Item Cotação (pontos) 5 6 5 15 5 6 7 5 5 5 5 6 7.1. 5 10 5 5 6 10 5
40 8 5 7.2. 5
9 15 7.3. 15
55 60 45
TOTAL
200
8
