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ANO LECTIVO: 2011/12
                                                   CURSO: Ciências e Tecnologias
                                                       BIOLOGIA – 12ºANO                               Turma: A e B
DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA E
    CIÊNCIAS EXPERIMENTAIS                                                                           Data: Janeiro 2012
   Sub Departamento Curricular
                                                           Ficha de trabalho                         Duração: 90 min
        Biologia e Geologia

                                                       GRUPO I
   1. O controlo da expressão da informação genética nos procariontes é menos complexo que nos eucariontes.

   1.1. Considere as seguintes afirmações relativas à localização da informação génica.
   1) As células procarióticas e eucarióticas possuem uma quantidade de DNA semelhante.
   2) As histonas são as principais proteínas da cromatina dos eucariontes.
   3) O estado de condensação da cromatina varia ao longo do ciclo celular.


        (A) As afirmações 1 e 2 são verdadeiras; a afirmação 3 é falsa.
        (B) A afirmação 1 é verdadeira; as afirmações 2 e 3 são falsas.
        (C) A afirmação 3 é verdadeira; as afirmações 1 e 2 são falsas
        (D) As afirmações 2 e 3 são verdadeiras; a afirmação 1 é falsa.                      Assinale a opção correcta.

   1.2. Seleccione a alternativa que completa correctamente a afirmação seguinte.
        A regulação da expressão génica nos procariontes...
       (A) verifica-se, essencialmente ao nível da tradução.
       (B) permite ajustar o metabolismo às condições do meio ambiente.
       (C) torna possível a especialização de diferentes tipos celulares.
       (D) é um processo lento e irreversível.·


   1.3. Explique a relação entre o grau de condensação de cromatina que existe nas células eucarióticas e o processo
   de regulação da expressão dos genes.

   2.Analise o texto e a figura 1.
             No Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC), foi desenvolvida uma nova técnica de manipulação genética que
   tira partido de um sistema de defesa de Escherichia coli contra antibióticos. Quando a bactéria é confrontada com
   tetraciclina, activa um sistema genético – o operão da tetraciclina (operão tet – figura 1) – que leva à produção de
   proteínas que provocam a saída do antibiótico da célula, garantindo, desse modo, a sua sobrevivência.
   Investigadores do IGC inseriram componentes do operão da tetraciclina no genoma de ratinho, de modo a
   controlarem a expressão de genes do animal. Assim, para estudar a função de um gene do ratinho que esteja
   inactivo desde a fertilização, basta administrar tetraciclina à mãe, ou ao ratinho depois de nascer, para o gene ser
   «ligado» e se tornar activo; se o investigador quiser voltar a «desligar» o gene, basta suspender a administração de
   tetraciclina. O processo é, portanto, reversível. Vários processos biológicos complexos, como o cancro, têm sido
   estudados e compreendidos desta forma.




                                                                                          Figura 1
   Ficha de trabalho Biologia 12º                                                                                 1
2.1. Faça corresponder a cada um dos números de 1 a 5 da Figura 1 um dos números (de I a VIII) a chave, que se
referem a intervenientes na expressão dos genes do operão da tetraciclina.


Chave:
        I-         aminoácido
        II-        operador
        III-       mRNA
        IV-        repressor activo
        V-         repressor inactivo
        VI-        ribossoma
        VII-       tetraciclina
        VIII-      DNA


2.2. Seleccione a alternativa que permite preencher os espaços, de modo a obter uma afirmação correcta.
Na _____ de tetraciclina, o repressor fica inactivo, e _____ transcrição do gene estrutural.
(A) ausência […] ocorre
(B) presença […] não ocorre
(C) presença […] ocorre
(D) ausência […] não ocorre


2.3.Seleccione a alternativa que completa correctamente a afirmação seguinte.
Para extrair os componentes genéticos de Escherichia coli a transferir para o genoma de ratinhos é necessário
submeter o DNA bacteriano à acção de uma…
(A) … transcriptase reversa.
(B) … DNA polimerase.
(C) … RNA polimerase.
(D) … enzima de restrição.


                                                        GRUPO II

1. Considere os dados seguintes acerca de uma mutação.

                                  Gene normal -AATCGTTGGCCTAAGGCTAGGGTTCCAAGTC-

                                  Gene mutado -AATCGTTGGCCTAAGGCTAGGTTCCAAGTC-

1.1. Classifique a mutação.
1.2. Transcreva o codogene (tripleto de DNA) mutado.
1.3. Apresente um dado observável na sequência do gene mutado que explique o facto de esta mutação não ser
silenciosa.
2. Uma mulher após sofrer cinco abortos espontâneos, recorreu a uma clínica de infertilidade. O cariótipo da
                                mulher revelou uma alteração nos cromossomas 7 e 8 que está representada na
                                Figura 2.

                                        2.1. Identifique a alteração cromossómica representada.

                                        2.2. Explique porque razão a mulher apresenta um fenótipo normal, apesar da
                                        alteração cromossómica que possui.


                                        Figura 2

Ficha de trabalho Biologia 12º                                                                                2
3. A anemia falciforme resulta de uma mutação de um gene localizada no cromossoma 11, tal como ilustra a figura 3.
Essa mutação origina hemoglobina com características diferentes da hemoglobina normal (hemoglobina A). A
hemoglobina anormal tomou a designação de hemoglobina S (do inglês sickle = foice). Analise com atenção a fig. 3.

                                                                                 3.1. Esta mutação ocorreu por…

                                                                                 (A) inserção de uma base azotada.
                                                                                 (B) substituição de uma base azotada.
                                                                                 (C) delecção de uma base azotada.
                                                                                 (D) substituição de um codão.
                                                                                 (E) inserção de um codão.
                                                                                          Transcreva a opção correcta.




                                                                             Figura 3




    3.2. Esta mutação …
    (A)       não provocou qualquer alteração significativa devido à redundância do código genético.
    (B)        provocou o aparecimento de um codão STOP.
    (C)        alterou a mensagem genética.
    (D)        alterou o modo de leitura dos restantes codões.
    (E)        impediu a síntese de qualquer proteína.
                                                                                         Transcreva a opção correcta.

    4. Observe os cariótipos A e B apresentados na figura 4.




                                     A                                                                   B

                                                             Figura 4

     4.1. Identifique as síndromes que estão associadas a cada um dos cariótipos.

    4.2. Apresente duas características fenotípicas dos indivíduos portadores destas síndromes.

    4.3. Classifique o tipo de mutação de que fazem parte.

    4.4. Explique de forma muito sucinta o aparecimento destes cariótipos.



    5. Analise os documentos que se seguem.

    Documento 1

    A doença de Gaucher é uma patologia de ordem genética, de carácter autossómico recessivo, resultante de uma
    mutação no gene (q21-q31) no cromossoma 1. Esta alteração origina uma deficiência na enzima glicocerebrosidase
    Ficha de trabalho Biologia 12º                                                                                3
relacionada com o metabolismo dos lípidos. Pode ser considerada uma doença multissistémica devido ao seu
carácter abrangente no sentido de atingir vários órgãos e sistemas

Documento 2

Espermatogénese de um individuo da espécie humana na qual se ilustram os cromossomas do par 18 ao longo das
divisões celulares.




5.1. Indique, justificando, se um erro genético semelhante ao ilustrado no documento 2 poderia estar na origem
da Doença de Gaucher.

5.2. Da fecundação da célula 4, do documento 2, com um oócito normal, pode dar origem a um indivíduo....

     (A) aneuplóide trissómico.   (B) euplóide monossómico.   (C) aneuplóide monossómico.
    (D) aneuplóide nulissómico.       (E) poliplóide.
                                                                                    Transcreva a opção correcta.


5.3. Seleccione a alternativa que permite preencher os espaços, de modo a obter uma afirmação correcta.
Há dois tipos de genes que podem causar cancro quando mutados. O primeiro tipo chama-se_____, ou genes
_______de crescimento, cuja actividade normal na célula está relacionada com o crescimento celular. O segundo
grupo de genes é o de genes______. A função normal destes genes está em prevenir que as células se multipliquem
descontroladamente.
             (A) oncogene […] supressores […] promotores de tumor
             (B) proto-oncogene […] supressores […]supressores de tumor
             (C) proto-oncogene […]promotores […]supressores de tumor
             (D) oncogene […] promotores […] supressores de tumor


6.As gramíneas do género Spartina são plantas que vivem em zonas costeiras húmidas, havendo várias espécies com
um número variável de cromossomas, conforme se indica na tabela I.

6.1. Seleccione a alternativa que permite obter a opção correcta.

6.1.1. A espécie Spartina townsendii provavelmente é:
                                                                                              Tabela I
(A) um poliplóide da Spartina marítima                                                            Nº somático de
                                                                          Nome da espécie
(B) um poliplóide do híbrido resultante de                                                        Cromossomas
Spartina marítima X Spartina alterniflora                             Spartina alterniflora       2n = 70
(C) um poliplóide do híbrido resultante de                            Spartina anglica            4n = 122
Spartina stricta X Spartina alterniflora                              Spartina marítima           2n = 60
(D) Um híbrido de Spartina stricta X Spartina marítima                Spartina stricta            2n = 56
                                                                      Spartina townsendii         4n = 126


Ficha de trabalho Biologia 12º                                                                                  4
6.1.2. O processo de formação da Spartina townsendii implicou:
(A) mutação cromossómica estrutural
(B) autopoliploidia por isolamento geográfico
(C) mutação cromossómica numérica
(D) mutações genéticas


6.1.3. A formação da espécie Spartina towsendii aconteceu devido a:
(A) mutação somática no híbrido com 2n=63
(B) autofecundação no híbrido com 2n=63
(C) duplicação cromossómica no híbrido com 2n=63
(D) replicação de DNA no híbrido com 2n=63


6.1.4. A variabilidade genética da população Spartina towsendii resulta, da presença:
(A) da totalidade dos cromossomas das espécies que lhe deram origem
(B) do crossing-over e da segregação dos homólogos.
(C) de mutações e de crossing-over.
(D) do dobro da metade dos cromossomas das espécies que lhe deram origem



6.2. A espécie Spartina towsendii resultou de um híbrido estéril. Explique a razão da esterilidade desse híbrido.




                                                     GRUPO III

     1.   Observe atentamente a figura 5.




                                                                                               Figura 5
1.1. Identifique o processo que está evidenciado na figura 5.
1.2. Explique as vantagens desta técnica.
1.3. Classifique como Verdadeira ou Falsa cada uma das seguintes afirmações, relativas à figura 5:

    A – As bactérias clonadas são OGMs.
    B – Para realizar a técnica referida são necessárias ligases.
    C – A técnica da figura só é possível realizar recorrendo a plasmídeos.
    D – A produção de hormonas através da técnica apresenta algumas desvantagens pois estas são mais
          susceptíveis de provocar uma resposta imunitária no receptor do que as que eram produzidas por animais.
    E – A enzima transcriptase reversa é imprescindível para a realização da técnica.
    F – A enzima de restrição é apenas aplicada no plasmídeo.
Ficha de trabalho Biologia 12º                                                                                5
2.Clones genómicos de DNA contendo o gene glu2 de milho foram cortados com a enzima de restrição HindIII em
2 fragmentos, enquanto os clones de cDNA referentes ao mesmo gene glu2 não foram clivados com esta mesma
enzima.
          2.1. Apresente uma explicação daria para estes resultados.


3. Analise com atenção a figura 6 seguinte que representa a técnica usada actualmente para produzir insulina
humana.




                                                        Figura 6

3.1. Faça a legenda da figura 6 para as letras B e C.
3.2. Para de A se obter B é necessário a acção de determinadas enzimas. Identifique-as referindo o seu papel.
3.3. Justifique o facto de se inserir a estrutura representada pela letra C numa bactéria.


                                                         FIM!!!!




Ficha de trabalho Biologia 12º                                                                              6

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  • 1. ANO LECTIVO: 2011/12 CURSO: Ciências e Tecnologias BIOLOGIA – 12ºANO Turma: A e B DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA E CIÊNCIAS EXPERIMENTAIS Data: Janeiro 2012 Sub Departamento Curricular Ficha de trabalho Duração: 90 min Biologia e Geologia GRUPO I 1. O controlo da expressão da informação genética nos procariontes é menos complexo que nos eucariontes. 1.1. Considere as seguintes afirmações relativas à localização da informação génica. 1) As células procarióticas e eucarióticas possuem uma quantidade de DNA semelhante. 2) As histonas são as principais proteínas da cromatina dos eucariontes. 3) O estado de condensação da cromatina varia ao longo do ciclo celular. (A) As afirmações 1 e 2 são verdadeiras; a afirmação 3 é falsa. (B) A afirmação 1 é verdadeira; as afirmações 2 e 3 são falsas. (C) A afirmação 3 é verdadeira; as afirmações 1 e 2 são falsas (D) As afirmações 2 e 3 são verdadeiras; a afirmação 1 é falsa. Assinale a opção correcta. 1.2. Seleccione a alternativa que completa correctamente a afirmação seguinte. A regulação da expressão génica nos procariontes... (A) verifica-se, essencialmente ao nível da tradução. (B) permite ajustar o metabolismo às condições do meio ambiente. (C) torna possível a especialização de diferentes tipos celulares. (D) é um processo lento e irreversível.· 1.3. Explique a relação entre o grau de condensação de cromatina que existe nas células eucarióticas e o processo de regulação da expressão dos genes. 2.Analise o texto e a figura 1. No Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC), foi desenvolvida uma nova técnica de manipulação genética que tira partido de um sistema de defesa de Escherichia coli contra antibióticos. Quando a bactéria é confrontada com tetraciclina, activa um sistema genético – o operão da tetraciclina (operão tet – figura 1) – que leva à produção de proteínas que provocam a saída do antibiótico da célula, garantindo, desse modo, a sua sobrevivência. Investigadores do IGC inseriram componentes do operão da tetraciclina no genoma de ratinho, de modo a controlarem a expressão de genes do animal. Assim, para estudar a função de um gene do ratinho que esteja inactivo desde a fertilização, basta administrar tetraciclina à mãe, ou ao ratinho depois de nascer, para o gene ser «ligado» e se tornar activo; se o investigador quiser voltar a «desligar» o gene, basta suspender a administração de tetraciclina. O processo é, portanto, reversível. Vários processos biológicos complexos, como o cancro, têm sido estudados e compreendidos desta forma. Figura 1 Ficha de trabalho Biologia 12º 1
  • 2. 2.1. Faça corresponder a cada um dos números de 1 a 5 da Figura 1 um dos números (de I a VIII) a chave, que se referem a intervenientes na expressão dos genes do operão da tetraciclina. Chave: I- aminoácido II- operador III- mRNA IV- repressor activo V- repressor inactivo VI- ribossoma VII- tetraciclina VIII- DNA 2.2. Seleccione a alternativa que permite preencher os espaços, de modo a obter uma afirmação correcta. Na _____ de tetraciclina, o repressor fica inactivo, e _____ transcrição do gene estrutural. (A) ausência […] ocorre (B) presença […] não ocorre (C) presença […] ocorre (D) ausência […] não ocorre 2.3.Seleccione a alternativa que completa correctamente a afirmação seguinte. Para extrair os componentes genéticos de Escherichia coli a transferir para o genoma de ratinhos é necessário submeter o DNA bacteriano à acção de uma… (A) … transcriptase reversa. (B) … DNA polimerase. (C) … RNA polimerase. (D) … enzima de restrição. GRUPO II 1. Considere os dados seguintes acerca de uma mutação. Gene normal -AATCGTTGGCCTAAGGCTAGGGTTCCAAGTC- Gene mutado -AATCGTTGGCCTAAGGCTAGGTTCCAAGTC- 1.1. Classifique a mutação. 1.2. Transcreva o codogene (tripleto de DNA) mutado. 1.3. Apresente um dado observável na sequência do gene mutado que explique o facto de esta mutação não ser silenciosa. 2. Uma mulher após sofrer cinco abortos espontâneos, recorreu a uma clínica de infertilidade. O cariótipo da mulher revelou uma alteração nos cromossomas 7 e 8 que está representada na Figura 2. 2.1. Identifique a alteração cromossómica representada. 2.2. Explique porque razão a mulher apresenta um fenótipo normal, apesar da alteração cromossómica que possui. Figura 2 Ficha de trabalho Biologia 12º 2
  • 3. 3. A anemia falciforme resulta de uma mutação de um gene localizada no cromossoma 11, tal como ilustra a figura 3. Essa mutação origina hemoglobina com características diferentes da hemoglobina normal (hemoglobina A). A hemoglobina anormal tomou a designação de hemoglobina S (do inglês sickle = foice). Analise com atenção a fig. 3. 3.1. Esta mutação ocorreu por… (A) inserção de uma base azotada. (B) substituição de uma base azotada. (C) delecção de uma base azotada. (D) substituição de um codão. (E) inserção de um codão. Transcreva a opção correcta. Figura 3 3.2. Esta mutação … (A) não provocou qualquer alteração significativa devido à redundância do código genético. (B) provocou o aparecimento de um codão STOP. (C) alterou a mensagem genética. (D) alterou o modo de leitura dos restantes codões. (E) impediu a síntese de qualquer proteína. Transcreva a opção correcta. 4. Observe os cariótipos A e B apresentados na figura 4. A B Figura 4 4.1. Identifique as síndromes que estão associadas a cada um dos cariótipos. 4.2. Apresente duas características fenotípicas dos indivíduos portadores destas síndromes. 4.3. Classifique o tipo de mutação de que fazem parte. 4.4. Explique de forma muito sucinta o aparecimento destes cariótipos. 5. Analise os documentos que se seguem. Documento 1 A doença de Gaucher é uma patologia de ordem genética, de carácter autossómico recessivo, resultante de uma mutação no gene (q21-q31) no cromossoma 1. Esta alteração origina uma deficiência na enzima glicocerebrosidase Ficha de trabalho Biologia 12º 3
  • 4. relacionada com o metabolismo dos lípidos. Pode ser considerada uma doença multissistémica devido ao seu carácter abrangente no sentido de atingir vários órgãos e sistemas Documento 2 Espermatogénese de um individuo da espécie humana na qual se ilustram os cromossomas do par 18 ao longo das divisões celulares. 5.1. Indique, justificando, se um erro genético semelhante ao ilustrado no documento 2 poderia estar na origem da Doença de Gaucher. 5.2. Da fecundação da célula 4, do documento 2, com um oócito normal, pode dar origem a um indivíduo.... (A) aneuplóide trissómico. (B) euplóide monossómico. (C) aneuplóide monossómico. (D) aneuplóide nulissómico. (E) poliplóide. Transcreva a opção correcta. 5.3. Seleccione a alternativa que permite preencher os espaços, de modo a obter uma afirmação correcta. Há dois tipos de genes que podem causar cancro quando mutados. O primeiro tipo chama-se_____, ou genes _______de crescimento, cuja actividade normal na célula está relacionada com o crescimento celular. O segundo grupo de genes é o de genes______. A função normal destes genes está em prevenir que as células se multipliquem descontroladamente. (A) oncogene […] supressores […] promotores de tumor (B) proto-oncogene […] supressores […]supressores de tumor (C) proto-oncogene […]promotores […]supressores de tumor (D) oncogene […] promotores […] supressores de tumor 6.As gramíneas do género Spartina são plantas que vivem em zonas costeiras húmidas, havendo várias espécies com um número variável de cromossomas, conforme se indica na tabela I. 6.1. Seleccione a alternativa que permite obter a opção correcta. 6.1.1. A espécie Spartina townsendii provavelmente é: Tabela I (A) um poliplóide da Spartina marítima Nº somático de Nome da espécie (B) um poliplóide do híbrido resultante de Cromossomas Spartina marítima X Spartina alterniflora Spartina alterniflora 2n = 70 (C) um poliplóide do híbrido resultante de Spartina anglica 4n = 122 Spartina stricta X Spartina alterniflora Spartina marítima 2n = 60 (D) Um híbrido de Spartina stricta X Spartina marítima Spartina stricta 2n = 56 Spartina townsendii 4n = 126 Ficha de trabalho Biologia 12º 4
  • 5. 6.1.2. O processo de formação da Spartina townsendii implicou: (A) mutação cromossómica estrutural (B) autopoliploidia por isolamento geográfico (C) mutação cromossómica numérica (D) mutações genéticas 6.1.3. A formação da espécie Spartina towsendii aconteceu devido a: (A) mutação somática no híbrido com 2n=63 (B) autofecundação no híbrido com 2n=63 (C) duplicação cromossómica no híbrido com 2n=63 (D) replicação de DNA no híbrido com 2n=63 6.1.4. A variabilidade genética da população Spartina towsendii resulta, da presença: (A) da totalidade dos cromossomas das espécies que lhe deram origem (B) do crossing-over e da segregação dos homólogos. (C) de mutações e de crossing-over. (D) do dobro da metade dos cromossomas das espécies que lhe deram origem 6.2. A espécie Spartina towsendii resultou de um híbrido estéril. Explique a razão da esterilidade desse híbrido. GRUPO III 1. Observe atentamente a figura 5. Figura 5 1.1. Identifique o processo que está evidenciado na figura 5. 1.2. Explique as vantagens desta técnica. 1.3. Classifique como Verdadeira ou Falsa cada uma das seguintes afirmações, relativas à figura 5: A – As bactérias clonadas são OGMs. B – Para realizar a técnica referida são necessárias ligases. C – A técnica da figura só é possível realizar recorrendo a plasmídeos. D – A produção de hormonas através da técnica apresenta algumas desvantagens pois estas são mais susceptíveis de provocar uma resposta imunitária no receptor do que as que eram produzidas por animais. E – A enzima transcriptase reversa é imprescindível para a realização da técnica. F – A enzima de restrição é apenas aplicada no plasmídeo. Ficha de trabalho Biologia 12º 5
  • 6. 2.Clones genómicos de DNA contendo o gene glu2 de milho foram cortados com a enzima de restrição HindIII em 2 fragmentos, enquanto os clones de cDNA referentes ao mesmo gene glu2 não foram clivados com esta mesma enzima. 2.1. Apresente uma explicação daria para estes resultados. 3. Analise com atenção a figura 6 seguinte que representa a técnica usada actualmente para produzir insulina humana. Figura 6 3.1. Faça a legenda da figura 6 para as letras B e C. 3.2. Para de A se obter B é necessário a acção de determinadas enzimas. Identifique-as referindo o seu papel. 3.3. Justifique o facto de se inserir a estrutura representada pela letra C numa bactéria. FIM!!!! Ficha de trabalho Biologia 12º 6