Prova Biomolecular IFSP

Prévia do material em texto

1 
 
 
 
 
 
Exame de Ingresso 
Física Aplicada ‐ Física Biomolecular 
Primeiro Semestre de 2017 
 
Instruções: A prova  contém  16 questões  sendo  8 questões básica  da  área  de 
Física e 8 questões básicas da área de Ciências Biológicas e Bioquímica. Das 8 
questões em cada área 5 são de múltipla escolha e 3 discursivas. 
ATENÇÃO: As 16 questões deverão ser respondidas. 
 
 
Código do(a) Candidato(a): 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
 
 
 
 
 
 
QUESTÕES DA ÁREA DE FÍSICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
 
5 
 
1) Uma partícula é  lançada obliquamente  com  velocidade  v0 e ângulo   como descrito na  figura 
abaixo. As colisões com a superfície são tais que a velocidade da partícula é refletida com mesmo 
ângulo  de  incidência  .  Entretanto,  a  velocidade  é  diminuída  em módulo  por  um  fator α  (onde 
0<α<1).  Sendo g=10 m/s2  a  aceleração da  gravidade,  v0=5 m/s, =30o e α = 0,8,  calcule quantas 
vezes a partícula colidirá com a superfície até que seu deslocamento horizontal ultrapasse 3 m? 
 
 
a) Entre a segunda e terceira colisão 
b) Entre a terceira e quarta colisão 
c) Entre a quarta e quinta colisão 
d) Entre a quinta e sexta colisão 
e) Entre a sexta e sétima colisão 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
2) A figura abaixo ilustra uma montanha‐russa onde se quer usar uma mola de constante elástica k 
para  impulsionar um bloco de massa M  além da montanha de  altura h.    Supondo que não haja 
forças de atrito, de quanto a mola deve ser comprimida (x) para completar essa tarefa? 
 
 
 
a)ݔ ൌ ටଶெ௚௛௞  
b)  ݔ ൌ ටସெ௚௛௞  
c) ݔ ൌ ටெ௚௛௞  
d) ݔ ൌ ටଶ௚௛௞  
e) ݔ ൌ ඥ4ܯ݄݃ 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
3) Um rádio telescópio está situado em cima de uma montanha de altitude y e olha sobre o mar. O 
telescópio foi projetado para detectar luz com comprimento de onda de . O telescópio mede a luz 
direta vindo de uma estrela  (caminho AT) e mede  também a  reflexão da onda no mar  (caminho 
BCT). A onda refletida pelo mar está  fora de fase em relação a onda incidente no mar.  
Uma estrela emissora de ondas de radio nasce no horizonte e está sendo medida pelo telescópio. A 
intensidade do sinal medido pelo telescópio depende da posição da estrela. Quando a estrela está  
acima do horizonte o telescópio mede um mínimo na intensidade do sinal detectado. Determine a 
altura (y) da montanha. 
 
 
 
 
 
 
 
a)  y=/(sen(2)) 
b)  y=2/(sen()) 
c)  y=/(2sen()) 
d)  y=/(sen()/2) 
e)  y=/(sen()) 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
   
11 
 
4) Marque a alternativa verdadeira nas afirmações abaixo. 
O Princípio de Incerteza de Heinsenberg ߂ݔ߂݌ ⩾ ԰ଶ: 
 
a) Está relacionado com uma limitação dos instrumentos de medida 
b) Revela uma visão sofisticada da Conservação do Momento Linear 
c) Está relacionado com a velocidade máxima da luz 
d) Está relacionado com a flutuação estatística das medidas realizadas 
e) Está relacionado com a interpretação dual da natureza: dualidade onda‐partícula 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
5) Considere o desenho abaixo de um sifão representado pelo tubo que  liga os dois copos. O tubo 
ABC está cheio de aguá. Assinale a alternativa correta: 
a) a água escorrerá pelo sifão até que o reservatório inferior esteja cheio até o ponto C 
b) a água escorrerá pelo sifão até que o reservatório superior tenha água acima do ponto A 
c) a água não escorrerá pelo sifão  
d) a água que está inicialmente no sifão escorrerá para o reservatório inferior, o sifão se esvaziará, e 
o fluxo de água cessará antes que a água do reservatório superior seja transferida para o inferior 
e) a água escorrerá completamente pelo sifão deixando o reservatório superior vazio 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
   
15 
 
6) Deseja‐se  calcular  o  espaço  percorrido  por  um  carro  durante  a  frenagem.  Esse  exercício  é 
importante para saber dos riscos de acidentes e colisões de  trânsito. Considere um carro a v0=15 
m/s  (54 km/h).  Inesperadamente um obstáculo é posto à  frente. Em média, um motorista atento 
leva era de tr=0,8 s para reagir e acionar os freios. Considere que a máxima desaceleração imposta 
pelos  freios sem que o motorista pera o controle do veículo seja de a=4 m/s2    (quase metade da 
magnitude da aceleração da gravidade).  
(a)  Quanto  o  carro  percorre  desde  o  instante  em  que  o  obstáculo  é  avistado  até  sua  parada 
completa?  
(b) Repita o item (a) considerando agora que a velocidade inicial do veículo é de 30 m/s (108 km/h) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
7) Um bloco de massa M=2 kg sobre um plano horizontal está em sendo puxado do repouso por 
uma  força F que  faz um ângulo de  = π/6 com a horizontal. Sendo   μ=0,2 o coeficiente de atrito 
cinético entre o bloco e o plano, 
(a)  qual  deve  ser  o módulo  da  força  F  para  que  a  aceleração  do  bloco  seja  de  a=1  m/s2  na 
horizontal?  
(b) Após  ∆t=5 s, qual é a variação da energia cinética do bloco?  
(c) Quanto é o trabalho da força de atrito durante esse mesmo tempo?  
(d) Quanto é o trabalho da força F?  
(e) Relacione os resultados dos itens (b), (c) e (d).(Use que a aceleração da gravidade é g=10 m/s2) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 
 
8) Um bloco de massa 4 kg é suspenso por uma mola de constante de mola de 500 N/m. Uma bala 
de revolver de 50 g é disparada em direção ao bloco de baixo para cima com uma velocidade de 150 
m/s. Considere que a bala sofre uma colisão inelástica e fica presa no bloco.  
(a) Encontre a frequência de oscilação do bloco. 
(b) Encontre a amplitude de oscilação do bloco. 
(c) Qual a fração de energia cinética da bala que é transferida para a energia mecânica do sistema 
massa‐mola? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
20 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
21 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
QUESTÕES DAS ÁREAS DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E BIOQUIMICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
22 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
23 
 
Dados R = 8.3144598 J K‐1 mol‐1 = 1.9872036 cal K‐1 mol‐1 = 0.082057338 L atm K‐1 mol‐1. 
1) A estrutura proteica de código de acesso no PDB 4GA2, quando analisada quanto aos seus ângulos 
de torção φ e ψ, gera o gráfico mostrado na figura abaixo.  
 
Sobre o principal motivo de estrutura secundária presente nesta estrutura é correto afirmar que: 
a) Esta proteína é composta primariamente por um mesmo tipo de estrutura secundária regular 
caracterizada pela estrutura planar, estendida e em zigue‐zague. 
b) Esta proteína é composta primariamente por um mesmo tipo de estrutura secundária regular 
caracterizada pela formação de ligação de hidrogênio entre um aminoácido (i) e o quarto aminoácido 
amino (i+4). Este tipo de estrutura secundária é mais usualmente observado em macromoléculas 
biológicas com giro de mão esquerda. 
c) Esta proteína é caracterizada pela ausência de um uma estrutura secundária regular. 
d) Esta proteína é composta por um conjunto misto de estruturassecundárias regulares. 
e) nda 
 
 
24 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
25 
 
2) A interação entre proteínas e substratos, ligantes ou cofatores é, em muitos casos, essencial para a 
função biológica. Um modelo para a interação do oxigênio em n sítios de ligação da hemoglobina foi 
proposto por Archibald Hill em 1910 a partir do equilíbrio descrito pela equação abaixo: 
ܲ ൅ ݊ܮ ⇔ ܲܮ௡ 
Definindo uma grandeza θ como a fração de sítios de ligação que estão ocupados pelo ligante, o 
gráfico de Hill pode ser representado como mostrado na figura abaixo. Neste caso, a concentração do 
ligante (oxigênio) é dada pela pressão parcial de O2 (pO2). Neste cenário, é correto afirmar que: 
 
a) Em termos práticos, no coeficiente de Hill será sempre positivo. 
b) O coeficiente angular do gráfico de Hill fornece a afinidade do ligante pela proteína. 
c) O coeficiente linear do gráfico de Hill fornece a afinidade do ligante pela proteína. 
d) Por ser baseada na relação de equilíbrio dada pela função acima, a análise através do gráfico de Hill 
é inútil para a análise de alosterismo em sistemas biológicos. 
e) nda 
 
 
Figura 1. Adaptado de David L. Nelson, Michael M. Cox, Lehninger princípios de bioquímica 4. edição, 
São Paulo: Sarvier, 2006. As curvas mostram dois exemplos de proteínas diferentes representadas no 
gráfico de Hill. 
 
 
26 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
27 
 
3) A equação de Michaelis‐Menten para a descrição da cinética enzimática pode ser escrita como 
଴ܸ ൌ ௏೘áೣሾௌሿ௄೘ାሾௌሿ, onde V0 é a velocidade inicial, Vmáx a máxima velocidade, [S] é a concentração inicial de 
substrato e Km é a constante de Michaelis. Sobre este assunto, é correto afirmar que: 
 
a) A  constante  de Michaelis  (Km)  pode  ser  determinada  facilmente  através  do  coeficiente  linear  na 
representação de Lineweaver‐Burk, ou duplo recíproco. 
b)  A  constante  de  viração  (kcat),  ou  turnover,  de  uma  determinada  enzima  pode  ser  determinada 
através  da  normalização  da  velocidade máxima  com  a  concentração  de  enzima,  na  forma  ݇௖௔௧ ൌ
௠ܸ௔௫ ⋅ ሾܧሿ. 
c) A inibição de uma enzima por um inibidor competitivo deve resultar em curvas que se cruzam no eixo 
horizontal  do  gráfico  duplo  recíproco  quando  a  reação  enzimática  é  avaliada  em  diferentes 
concentrações do inibidor. 
d) Se representarmos graficamente os dados de uma reação catalisada enzimaticamente na presença 
de  diferentes  concentrações  de  um  inibidor  competitivo  em  um  gráfico  de V0  em  função  de V0/[S], 
devemos esperar uma mudança no  coeficiente angular  sem alterar, no entanto, o  coeficiente  linear 
quando o gráfico da enzima  livre de  inibidor é comparado com o gráfico da enzima na presença do 
inibidor. 
e) nda 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
28 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
29 
 
4) Sobre os carboidratos, é correto afirmar que: 
a) Podem existir na  forma  linear ou  cíclica. As piranoses,  como a glicose,  são usualmente  formadas 
pela reação de condensação entre a hidroxila ligada ao carbono 6 e o grupo acetal no carbono 1. 
b)  Ao  formar  a  ligação  glicosídica,  um  dissacarídeo  sempre mantém  um  carbono  anomérico  livre, 
havendo sempre, portanto, um terminal redutor. 
c) Como os  anômeros  α  e  β  de D‐glicose  sofrem  interconversão  em  solução,  a  composição de  um 
polissacarídeo em termos de anômeros é irrelevante em termos funcionais. 
d) Aldoses com seis carbonos podem formar anéis furanosídicos (anéis com cinco membros). 
e) nda. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
30 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
31 
 
5) Sobre a estrutura do DNA, é correto afirmar que: 
a) O modelo de Watson e Crick para a estrutura do DNA  refere‐se a uma das  três  formas possíveis, 
forma Z, de diâmetro mais curto (~18Å) e 12 pares de base por volta de hélice. 
b) A  variabilidade na estrutura do DNA é oriunda da  flexibilidade  torcional na  ligação da  cadeia da 
fosfodesoxirribose,  da  flexibilidade  na  conformação  da  própria  desoxirribose  e  da  flexibilidade  de 
disposição das fitas de DNA, podendo ocorrer de forma paralela e anti‐paralela. 
c) Embora haja evidências da ocorrência de DNA na forma Z e na forma B, a ocorrência da forma A em 
células ainda é incerta. 
d) A disposição planar das bases (inclinação < 20° em relação ao eixo da hélice) é observada em todas 
as  formas  de DNA  e  necessária  para  a  formação  da  ligação  de  hidrogênio  entre  as  bases  de  fitas 
paralelas complementares. 
e) nda. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
32 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
33 
 
6) Quando dois ambientes aquosos de concentrações diferentes  são  separados por uma membrana 
semipermeável  (permeável  somente  à  água),  moléculas  de  água  difundem  da  região  de  maior 
concentração de água para a região de menor concentração de água, produzindo pressão osmótica. A 
pressão necessária para resistir o movimento da água pode ser expressa quantitativamente através da 
relação de van’t Hoff. Sabendo que a água do mar contém sais dissolvido em uma concentração iônica 
total de 1,13 mol L‐1, que pressão deve ser aplicada para prevenir o fluxo osmótico de água pura para a 
água do mar por uma membrana permeável somente a moléculas de água? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
34 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
35 
 
7) A figura abaixo mostra uma curva de titulação de uma solução (pura) de um aminoácido.  
i) Descreva os equilíbrios que são observados nos pontos de inflexão do gráfico. 
ii) Com base no gráfico, é possível inferir que aminoácido foi utilizado no experimento? Se sim, que 
aminoácido foi utilizado? Por que 
 
 
Figura 2. Adaptado de David L. Nelson, Michael M. Cox, Lehninger princípios de bioquímica 4. edição, 
São Paulo: Sarvier, 2006. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
36 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
37 
 
8) O  gráfico  abaixo mostra  dados  obtidos  da  reação  de  uma  enzima  na  ausência  de  inibidor  e  na 
presença de um inibidor em concentração de 8, 15 e 20 uM. Sabendo que, para este tipo de inibição, 
podemos  descrever  a  velocidade  inicial  da  reação,  V0,  como  ଴ܸ ൌ ௏೘áೣሾௌሿఈ௄೘ାሾௌሿ	,  onde  ߙ ൌ 1 ൅
ሾூሿ
௄೔  ,  
determine  o  valor  da  constante  Ki  para  este  inibidor  empregando,  para  isto,  os  dados  fornecidos 
abaixo. Observe que a tabela traz os dados na forma 1/V0 em função de 1/[S] para a reação enzimática 
na  ausência  (V0)  e  presença  do  inibidor  (Vi)  em  concentração  de  15  uM.  Observe  ainda  que  as 
inclinações para estas retas são dadas na última linha da tabela. 
 
1/uM  Min/uM 
  [I]=0uM  [I]=15uM 
1/[S]  1/V0  1/VI 
10.0000  0.1533  0.5933 
2.0000  0.0360  0.1240 
1.0000  0.0213  0.0653 
0.5000  0.0140  0.0360 
0.3333  0.0116  0.0262 
0.2500  0.0103  0.0213 
0.2000  0.0096  0.0184 
0.1667  0.0091  0.0164 
0.1429  0.0088  0.0150 
0.1250  0.0085  0.0140 
0.1111  0.0083  0.0132 
0.1000  0.0081  0.0125 
0.0833  0.0079  0.0116 
0.0667  0.0076  0.0106 
0.0500  0.0074  0.0096 
0.0400  0.0073  0.0090 
0.0200  0.0070  0.0078 
0.0100  0.0068  0.0073 
Inclinação  0.0147  0.0587 
 
38