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CIÊNCIAS BIOLÓGICAS MATERIAL INSTRUCIONAL ESPECÍFICO Disciplina Ciências Biológicas Integrada UNIDADE 1 QUESTÃO 3 - TOMO 2 (Enade 2005-questão 9). Hemácias humanas foram imersas em duas soluções das substâncias I e II, marcadas com um elemento radioativo, para estudar a dinâmica de entrada dessas substâncias na célula. Os resultados estão apresentados no gráfico abaixo. Com base nesses resultados, pode-se concluir que as substâncias I e II foram transportadas para dentro da célula, respectivamente, por A. transporte ativo e difusão passiva. B. difusão facilitada e transporte ativo. C. difusão passiva e transporte ativo. D. fagocitose e pinocitose. E. osmose e difusão facilitada. 1. Introdução teórica Transporte de substâncias pela membrana plasmática A membrana plasmática é a estrutura celular que se encontra diretamente em contato com o meio externo. Sendo assim, a entrada e a saída de substâncias celulares ocorrem através da membrana. A passagem das diversas substâncias pela membrana plasmática ocorre por mecanismos diferentes, que variam conforme as propriedades das substâncias consideradas, tais como polaridade e tamanho molecular. Outros fatores que definem o movimento através da membrana são a concentração da substância e o gasto energético. A melhor compreensão dos mecanismos de transporte de substâncias pela membrana plasmática passa pelo conhecimento de sua estrutura em mosaico-fluido. Essa estrutura é composta, basicamente, por duas camadas de fosfolipídios (bicamada lipídica), nas quais se encontram imersas várias moléculas proteicas (figura 1). Figura 1. Estrutura em mosaico-fluido da membrana plasmática. Disponível em <http://www.ufmt.br/bionet/dicas/15.09.04/memb_plasm.htm>. Acesso em 08 fev. 2011. A membrana plasmática apresenta permeabilidade seletiva, uma vez que essa estrutura permite a passagem de certas substâncias e impede a de outras. Nas situações em que as substâncias atravessam a membrana, essa passagem (ou transporte) pode ocorrer sem gasto energético, fenômeno denominado transporte passivo. Por outro lado, há certas substâncias que requerem gasto energético para que ocorra sua passagem pela membrana, e, nesse caso, o processo é denominado transporte ativo. No caso de transporte passivo, a passagem de substâncias através da membrana ocorre seguindo o gradiente de concentração, ou seja, no sentido da região de maior concentração da substância para o de menor concentração. No transporte ativo, entretanto, ocorre o oposto: a substância move-se da região de menor concentração para a de maior concentração, contrariando a tendência natural de movimentação passiva, e, por isso, há gasto energético. As modalidades de transporte passivo são basicamente as duas descritas a seguir. Difusão simples ou passiva: corresponde à passagem de substâncias através da bicamada lipídica, não havendo, portanto, interferência de proteínas de membrana (figura 2). Moléculas hidrofóbicas, gases e pequenas moléculas polares não carregadas ionicamente (água, etanol etc.) atravessam a bicamada lipídica da membrana por difusão simples, seguindo o gradiente de concentração (maior concentração menor concentração). Difusão facilitada: é o tipo de difusão que ocorre com o auxílio de proteínas de membrana, que podem ser de dois tipos, proteína carreadora e canal proteico (figura 2). Moléculas polares carregadas ionicamente, tais como carboidratos, aminoácidos e íons, requerem a intervenção dessas proteínas para atravessar a membrana, mesmo fluindo de acordo com o gradiente de concentração. As proteínas carreadoras ligam-se especificamente a determinadas moléculas, ao passo que os canais protéicos formam pequenos poros na membrana e permitem a difusão, pelo seu interior, de quaisquer moléculas de tamanho e carga apropriados. O transporte ativo também é um fenômeno que requer a participação de proteínas específicas de membrana. No entanto, tais proteínas, por realizarem o transporte de moléculas contra o seu gradiente de concentração, consomem energia, o que não ocorre no caso da atuação das proteínas que participam da difusão facilitada. Um exemplo típico de transporte ativo é observado na bomba de sódio e potássio, que corresponde a um sistema cujo funcionamento tem como agente principal uma proteína de membrana que muda sua conformação e afinidade aos íons Na+ e K+ em função da hidrólise do ATP (figura 2). Graças ao funcionamento desse sistema, as células conseguem manter a diferença de concentração dos íons Na+ e K+ entre os meios intra e extracelular (Na+ muito concentrado no meio extracelular e K+, no meio intracelular). Figura 2. Modalidades de transporte de moléculas (passivo e ativo) através da membrana plasmática. Em cada modalidade, o gradiente de concentração está representado pelo diferente tamanho das letras usadas para representar as respectivas moléculas (tamanho maior = maior concentração; tamanho menor = menor concentração). As setas indicam o sentido de movimentação de cada molécula através da membrana. Disponível em <//hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/biology/actran.html> (com adaptações). Acesso em 08 fev. 2011. Em certas ocasiões, é necessário que as células englobem ou eliminem grande quantidade de material. De acordo com a direção em que é encaminhado esse material, o processo recebe denominação específica: endocitose (entrada de material) ou exocitose (saída de material). Para realizar endocitose, a célula forma projeções de membrana plasmática de modo a englobar o material a ser incorporado, o qual será armazenado no interior da célula em vesículas membranosas (figura 3A). O processo que ocorre quando grandes partículas inespecíficas ou até mesmo células inteiras são englobadas recebe a denominação de fagocitose. Por outro lado, quando o material englobado corresponde a fluidos diversos, o fenômeno é chamado de pinocitose. Em certos casos, o material a ser englobado é específico, como, por exemplo, a lipoproteína à qual está interligado o colesterol. Nesse caso, é necessário primeiramente reconhecê-lo antes de englobá-lo. Esse reconhecimento ocorre por intermédio de receptores específicos de membrana, motivo pelo qual esse processo é conhecido como endocitose mediada por receptor. A exocitose é o processo pelo qual a célula libera no meio exterior certa quantidade de material empacotado em vesículas membranosas citoplasmáticas (figura 3B). Esse material pode ter sido fabricado pela própria célula ou ser resultante da digestão intracelular. De qualquer modo, as vesículas são encaminhadas à superfície da célula e fundem-se à membrana plasmática, liberando para fora o conteúdo armazenado. A B Figura 3. Exocitose (A) e endocitose (B), processos pelos quais as células efetuam transporte de grande quantidade de material. Disponível em <http://legacy.owensboro.kctcs.edu/gcaplan/anat/notes/API%20Notes%20E%20%20Movement%20Across%20A%20Membrane.htm>. Acesso em 08 fev. 2011. 2. Indicações bibliográficas ALBERTS, B.; BRAY, D.; LEWIS, J. Biologia molecular da célula. 5 ed. Porto Alegre: Artmed, 2009. COOPER, G. M.; HAUSMAN, R. E. A célula: uma abordagem molecular. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2007. JUNQUEIRA, L. C. U.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 8. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2005. SADAVA, S.; HELLER, H. C.; ORIANS, G. H.; PURVES, W. K.; HILLIS, D. M. Vida: A Ciência da Biologia. 8. ed. Porto Alegre: Artmed, 2009. 3. Análise do gráfico e das alternativas O gráfico fornecido estabelece uma forma de comparação entre as concentrações das referidas substâncias no meio externo e no meio interno (após incorporação). Esse gráfico foi desmembrado em dois outros gráficos, de modo a facilitar a análise isolada dos fenômenos ocorridos durante a exposição a cada uma das substâncias. Essa análise é apresentada a seguir. Substância II – A reta que representa o ocorrido com a substância II indica uma perfeita correlação entre a concentração da referida substância no meio externo e sua taxa de incorporação celular: quando a concentração no meio externo é baixa, a incorporação é baixa; quando a concentração extracelular é alta, a incorporação é igualmente elevada. Isso revela que a substância II tem livre passagem do meio externo para o meio interno através da membrana plasmática das células e segue o gradiente de concentração. Essa passagem sem restrições sugere que o mecanismo pelo qual a substância II é incorporada à célula é a difusão simples ou passiva, ocorrida através da bicamada lipídica. Nas demais modalidades de transporte, há a participação de proteínas de membrana, as quais atuam como carreadoras de substâncias ou formadoras de canais, o que impõe limitações de diversos graus à passagem de substâncias. Substância I – A passagem dessa substância para o interior celular (incorporação) pode ser analisada em dois momentos distintos: (1) quando a concentração do meio externo é inferior a 2 dpm.10-3/cm3 e (2) quando essa concentração é superior a esse valor. No momento 1, a taxa de incorporação acompanha proporcionalmente a elevação da concentração da substância I no meio externo, o que indica que, até que seja atingida a concentração exterior de 2 dpm.10-3/cm3, a entrada da referida substância nas células ocorre sem nenhum tipo de impedimento, um padrão semelhante ao descrito anteriormente para a substância II. No entanto, a partir da concentração de 2 dpm.10-3/cm3, a taxa de incorporação da substância estabiliza-se em torno de 500 dpm/106cel/h, permanecendo nesse patamar mesmo nas mais elevadas concentrações externas da substância. Portanto, no momento 2, passa a existir uma restrição à entrada da substância I, que continua a ser incorporada, porém a uma taxa limitada e constante. Se considerássemos apenas o momento 1 da curva, poderíamos afirmar que o fenômeno ocorrido era a difusão simples, na qual a elevação da concentração externa da substância gera uma incorporação equivalente (transporte desimpedido, seguindo o gradiente de concentração). Porém, a limitação verificada no momento 2 da curva sugere que a passagem da substância I não ocorre de modo desimpedido, o que nos permite deduzir que essa substância não atravessa a membrana plasmática pela bicamada lipídica, apesar do caráter passivo do transporte registrado no primeiro momento do gráfico. Desse modo, a explicação mais plausível é a de que o transporte da referida substância ocorre com o auxílio de proteínas. Logo, trata- se de um fenômeno de difusão facilitada, uma vez que é um fenômeno passivo e executado por proteínas carreadoras de membrana. Sendo assim, o comportamento da curva apresentada no gráfico pode ser explicado da seguinte forma: antes de a concentração exterior da substância I atingir o valor de 2 dpm.10-3/cm3, havia uma quantidade livre de carreadores suficiente para promover a passagem dessa substância pela membrana de modo eficiente. Entretanto, quando a concentração tornou-se muito elevada, todos os carreadores ficaram ocupados por moléculas da substância I, fazendo com que a taxa de incorporação dessa substância atingisse um valor máximo e constante, registrado pelo platô que marca o momento 2 do gráfico. Nesse caso, costuma-se dizer que a proteína carreadora está saturada. Considerando os comentários feitos acima, em que se afirmou que a substância I foi transportada por difusão facilitada e a substância II, por difusão simples ou passiva, a alternativa correta desta questão deveria conter as palavras difusão facilitada e difusão passiva, nesta ordem. No entanto, a resposta não se encontra contemplada por nenhuma das alternativas apresentadas, o que deixa a questão sem resposta. O gabarito oficial fornecido pelo INEP considera correta a alternativa “A”: transporte ativo (substância I) e difusão passiva (substância II). Porém, não se pode considerar que o transporte da substância I seja ativo, pois ela move-se seguindo o gradiente de concentração, ou seja, do meio mais concentrado (extracelular, no caso) para o menos concentrado (intracelular). Essa movimentação é mais evidente no momento 1 do gráfico, que registra a incorporação celular dessa substância. Se esse transporte fosse ativo, a movimentação da referida substância deveria ocorrer no sentido contrário ao gradiente de concentração, ou seja, do meio menos concentrado para o de maior concentração, e esse movimento contragradiente não se encontra registrado em nenhum momento do gráfico fornecido. Um gráfico muito similar ao apresentado na questão pode ser encontrado em ALBERTS et al (2009), em que os autores discutem o fenômeno da saturação dos carreadores de membrana no processo de difusão facilitada e estabelecem uma analogia entre a cinética da difusão facilitada e a cinética enzimática. QUESTÃO 8 - TOMO 2 (Enade 2008-questão 38) É como se tivesse mil roupas e máscaras. A cada dois dias, quando se reproduz no interior das células vermelhas do sangue, o protozoário causador da malária consegue gerar novas combinações de seu material genético e assim produzir proteínas extremamente diversificadas que lhe permitem escapar das defesas do organismo humano. Também faz com que os sintomas possam variar de pessoa para pessoa, dificultando a sua detecção num primeiro momento. Pesquisa FAPESP, nov./2006, no 109, p. 46-9 (com adaptações). A partir do texto acima, assinale a opção correta. A. A produção de proteínas muito diversificadas por parte do protozoário é o resultado do uso de drogas, para o tratamento da doença, que induzem a resistência microbiana. B. A diversidade de sintomas exibidos por pessoas infectadas resulta da grande diversidade de tipos de células vermelhas encontradas no sangue humano. C. A grande capacidade de recombinação genética demonstrada pelo protozoário dificulta muito o desenvolvimento de vacinas contra a malária. D. O fato de se ter o diagnóstico dificultado num primeiro momento não representa maior dificuldade devido à atual disponibilidade de antibióticos. E. A possibilidade de desenvolvimento da doença sem os sintomas habituais é um aspecto positivo, pois indica que há uma atenuação do parasita e que as pessoas estão em melhores condições. 1. Introdução teóricaA malária é a doença parasitária tropical que atinge o maior número de pessoas no mundo inteiro. Cerca de 40% da população mundial estão sob risco de adquirir a doença, o que se explica pelo fato de a doença constituir um problema de saúde pública em mais de 90 países. No Brasil, a região amazônica é a que registra o maior número de casos, mais de 500 mil por ano, embora somente uma pequena parcela desse número nacional resulte em morte, ao contrário do que ocorre na África, onde morre, anualmente, cerca de um milhão de pessoas. Os protozoários causadores da malária pertencem ao gênero Plasmodium, da família Plasmodiidae. As quatro espécies que infectam humanos são Plasmodium vivax, P. malariae, P. falciparum e P. ovale (a última espécie é restrita ao continente africano). A transmissão do parasita é mediada por insetos vetores. No Brasil, o principal vetor pertence à espécie Anopheles darlingi, daí a denominação de “anofelinos” atribuída a esses insetos, popularmente conhecidos como mosquitos-prego. Apenas as fêmeas desses insetos são hematófagas e apresentam pico de atividade noturno (após o entardecer até as primeiras horas do dia). Os plasmódios apresentam diversas fases evolutivas em seu ciclo biológico. Por meio da picada, o mosquito transfere ao ser humano uma forma ativa do parasita, denominada esporozoíto. Esses esporozoítos instalam-se no fígado da pessoa infectada e, no interior dos hepatócitos, multiplicam-se e originam uma nova forma parasitária, denominada merozoíto. Boa parte desses merozoítos cai na corrente sanguínea e adentra as hemácias, dando prosseguimento ao processo reprodutivo. As hemácias parasitadas são destruídas, liberando novos merozoítos e também gametócitos, os quais serão transmitidos ao inseto vetor no momento de uma nova picada. No organismo do inseto, os gametócitos tornam-se gametas, fecundam-se e originam o oocisto, a partir do qual serão liberados novos esporozoítos, que migram para as glândulas salivares do inseto e podem, assim, ser inoculados em outra pessoa (figura 1 Fiigura 1. Ciclo biológico do Plasmodium. Disponível em <http://www.niaid.nih.gov/topics/malaria/pages/lifecycle.aspx> (com adaptações). Acesso em 11 mai. 2011. Nos humanos (e outros hospedeiros vertebrados), a reprodução do parasita é assexuada, enquanto que no vetor ocorre a fase sexuada do ciclo. A fase assexuada do parasita pode ser subdividida em eritrocítica (ou eritrocitária) e exoeritrocítica (hepática). As manifestações clínicas e patológicas da doença resultam apenas dos eventos ocorridos durante a fase eritrocítica. A fase exoeritrocítica, caracterizada pela passagem do Plasmodium pelo fígado, não determina nenhum sintoma da doença. O quadro clínico da doença inclui cefaléias, febre, fraqueza, calafrio e dores no corpo, dentre outros sintomas. Uma das principais características clínicas da doença é o chamado ataque paroxístico agudo, ou acesso malárico, quando o paciente apresenta picos de febre elevada associados à intensa sudorese e calafrio. A febre assume um caráter intermitente, determinado pelo tempo que o ciclo eritrocítico leva para gerar novos merozoítos, o que varia conforme a espécie de Plasmodium (48 horas para P.vivax, P. falciparum e P. ovale – febre terçã; 72 horas para P. malariae – febre quartã). A profilaxia da malária inclui medidas como o tratamento dos doentes (com substâncias antimaláricas, tais como quinina, cloroquina, primaquina etc.), 46 o uso de repelentes, de telas nas janelas e de mosquiteiros, além do combate químico e biológico ao vetor adulto e a suas formas larvais. 2. Indicações bibliográficas AGÊNCIA FIOCRUZ DE NOTÍCIAS. Glossário de doenças: Malária. Disponível em <http://www.fiocruz.br/ccs/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?infoid=191&sid=6&tpl =printerview>. Acesso em 28 de out. 2010. FIORAVANTI, C. Mestre em disfarces: variabilidade genética permite ao Plasmodium driblar as defesas do organismo. Pesquisa FAPESP online, no 129, 2006. Disponível em <http://revistapesquisa.fapesp.br/?art=3093&bd=1&pg=1&lg=>. Acesso em 28 out. 2010. NEVES, D. P. Parasitologia humana. 11. ed. Rio de Janeiro: Atheneu, 2005. REY, L. Parasitologia: parasitos e doenças parasitárias. 4. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. 3. Análise das alternativas A – Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. O uso de drogas no combate a parasitas microbianos leva frequentemente ao estabelecimento de linhagens resistentes aos medicamentos. Essa resistência resulta de um processo adaptativo. Logo, ao contrário do que diz a alternativa, o uso de drogas não induz a resistência microbiana, muito menos a produção de proteínas diversificadas. As drogas atuam apenas como agentes de seleção natural em um grupo de organismos que já apresentava variabilidade genética prévia, que incluía indivíduos mutantes naturalmente resistentes ao fármaco. B – Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. A alternativa afirma que há grande diversidade de tipos de células vermelhas encontradas no sangue, o que está incorreto. As células vermelhas, também denominadas hemácias ou eritrócitos, são de apenas um 47 tipo no sangue humano, caracterizadas por serem anucleadas e repletas de hemoglobina. A variabilidade de tipos celulares é encontrada apenas nos leucócitos, ou glóbulos brancos. Portanto, a diversidade de sintomas, mencionada na alternativa, certamente tem outra explicação. C – Alternativa correta. JUSTIFICATIVA. As novas combinações do material genético do protozoário causador da malária são o fator responsável pela geração de proteínas diversificadas. Como a produção de anticorpos pelas células do sistema imunológico depende do reconhecimento de proteínas antigênicas na superfície celular de um parasita invasor e o Plasmodium muda, com frequência, o seu conjunto de proteínas, fica difícil de o sistema imunológico combatê-lo com eficácia. Essa constante inovação antigênica promovida pelas recombinações genéticas do Plasmodium também dificulta a produção de uma vacina eficiente no combate ao parasita, já que a vacina, que teria em sua composição antígenos do parasita, estimularia o sistema imunológico a produzir um conjunto limitado de anticorpos. D – Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. São poucos os antibióticos que podem ser empregados no combate à malária. Alguns deles são a tetraciclina, a doxiciclina e a clindamicina. Os demais medicamentos utilizados não são considerados antibióticos, e sim medicamentos de ação específica antimalárica: quinina, primaquina, cloroquina etc. Portanto, a afirmação contida na alternativa de que a atual disponibilidade de antibióticos é um fator de segurança no combate à malária, mesmo que diagnosticada tardiamente, é errônea. Outro erro que também existente na alternativa é o de sugerir que o diagnóstico dificultado num primeiro momento não representa maior dificuldade. Em alguns casos mais graves de malária, como aqueles provocados por Plasmodium falciparum, a doença evolui rapidamente para uma condição patológica potencialmente letal. Portanto, quanto mais precoce o diagnóstico, menores as chances de progressão da doença. 48 E – Alternativaincorreta. JUSTIFICATIVA. O próprio texto fornecido afirma que os sintomas variam de pessoa para pessoa por causa da variabilidade proteica causada pelas recombinações do parasita. Além disso, o texto não afirma que as recombinações genéticas ocorridas no parasita estejam associadas a alguma forma de atenuação e também não afirma que a variação do quadro sintomático de uma pessoa para outra esteja associada ao surgimento de sintomas mais brandos. QUESTÃO 12 - TOMO 2 (Enade 2008-questão 45) A construção da usina hidrelétrica de Balbina, no Amazonas, foi acompanhada de uma série de polêmicas, dado que o reservatório formado reteve muita matéria orgânica. Com a degradação anaeróbica da matéria orgânica, considerável quantidade de metano (CH4) é produzida. Como o metano tem grande contribuição para o efeito estufa, muito maior do que o gás carbônico (CO2), têm- se estudado alternativas para minimizar os efeitos ambientais da hidrelétrica. Qual é a alternativa mais adequada para minimizar os problemas causados pela produção de metano? A. O metano poderia ser queimado, o que levaria à produção de gás carbônico e água, produtos que reduziriam os danos ambientais. B. O metano poderia ser queimado, o que provocaria a formação de ácido sulfúrico e água, base da chuva ácida. C. O metano poderia ser queimado, o que daria origem ao ozônio, que, em pequenas concentrações, protege o planeta dos efeitos da radiação ultravioleta. D. O metano poderia ser solubilizado em água, o que resultaria na formação de ácido carbônico, composto capaz de neutralizar o pH dos rios e lagos amazônicos. E. O metano poderia ser oxidado, o que poderia gerar amônia, importante matéria-prima para a produção de adubo. 49 1. Introdução teórica Usinas hidrelétricas e impacto ambiental Já são conhecidos os efeitos deletérios da liberação excessiva de CO2 por atividades humanas sobre o efeito estufa, em especial a queima de combustíveis fósseis para geração de energia. Nesse contexto, muito se tem comentado a respeito da importância da implementação de fontes energéticas pouco impactantes. Há quem argumente a favor das usinas hidrelétricas como fontes energéticas “limpas”. No entanto, estudos têm promovido uma desmistificação deste ponto de vista ao revelar que os reservatórios de água associados a essas usinas são grandes emissores de gás metano (CH4), um gás de efeito estufa resultante da degradação anaeróbica de matéria orgânica. O CH4 é o principal componente do chamado biogás e é gerado por bactérias metanogênicas, que, para se desenvolverem, necessitam de CO2, de + um substrato oxidável e de uma fonte de nitrogênio (que pode ser NH3 ou N2 atmosférico), dentre outros fatores ambientais. Todas as espécies conhecidas de bactérias metanogênicas requerem, obrigatoriamente, condições anaeróbicas para efetuarem o metabolismo energético. Em usinas hidrelétricas, a formação do gás metano está associada à decomposição anaeróbica de plantas macrófitas no fundo do reservatório de água. Essas plantas herbáceas crescem com facilidade no lamaçal nas chamadas “zonas de deplecionamento” do reservatório. Essas zonas correspondem aos locais do reservatório onde o fundo fica exposto em função da redução do volume da represa quando ela atinge um nível mínimo operacional de água. A vegetação herbácea que cresce nessas regiões expostas ficará submersa quando houver novo aumento no volume de água do reservatório, o que favorece sua decomposição por bactérias metanogênicas e a consequente liberação de metano. Na hidrelétrica de Balbina, situada no Estado do Amazonas, a área de deplecionamento corresponde a 22% do total da área inundada pelo represamento do rio Uatumã (figura 1). Em virtude da constante flutuação no nível de água da represa, há a produção intensa e constante de gás metano, que será liberado na atmosfera e contribuirá para o agravamento do efeito estufa. 50 Figura 1. Mapa da região da hidrelétrica de Balbina, com base em técnica de sensoriamento remoto. As áreas de deplecionamento são as principais geradoras de metano. Fonte: Feitosa e cols., 2007. É importante lembrar que o efeito estufa é o nome dado ao fenômeno atmosférico em que uma camada de gases, tais como metano e gás carbônico, e impede que o calor irradiado pela superfície do planeta, ao ser aquecido pelo sol, seja dissipado para as camadas mais superiores da atmosfera. Essa intensa retenção de calor é um mecanismo natural e responsável por manter a temperatura da Terra em níveis compatíveis com a vida. No entanto, o excesso de calor retido leva ao superaquecimento do planeta e, como consequência, ao degelo dos polos, à elevação dos níveis dos oceanos, a mudanças climáticas imprevisíveis, dentre outros efeitos indesejáveis. 51 2. Indicações bibliográficas CHANG, R. Química geral: conceitos essenciais. 4 ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. COMASTRI FILHO, J. A. Biogás: Independência Energética do Pantanal Mato-Grossense. Corumbá: Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA), Circular Técnica 9, 1981. FEARNSIDE, P. M. Hidrelétricas como “fábricas de metano”: o papel dos reservatórios em áreas de floresta tropical na emissão de gases de efeito estufa. Oecol. Bras., 12 (1): 100-115, 2008. FEARNSIDE, P. M. Impactos ambientais da barragem de Tucuruí: lições ainda não aprendidas para o desenvolvimento hidrelétrico na Amazônia. Manaus: Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA), 2002. Disponível em <http://philip.inpa.gov.br/publ_livres/mss%20and%20in%20press/tuc- ambientais.pdf>. Acesso em 15 mar. 2011. FEITOSA, G. S.; GRAÇA, P. M. L. A.; FEARNSIDE, P. M. Estimativa da zona de deplecionamento da hidrelétrica de Balbina por técnica de sensoriamento remoto. Anais do XIII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto. Florianópolis: INPE, p. 6713-6720, 2007. Disponível em <http://marte.dpi.inpe.br/rep/dpi.inpe.br/sbsr@80/2006/11.13.15.55? language button=en>. Acesso em 15 mar. 2011. ROSA, L. P.; SCHAEFFER, R.; DOS SANTOS, M. A. Emissões de metano e dióxido de carbono de hidrelétricas na Amazônia comparadas às termelétricas equivalentes. Cadernos de Energia, 9: 109-157, 1996. TEIXEIRA, C. E. et al. Estudos sobre a oxidação aeróbia do metano na cobertura de três aterros sanitários no Brasil. Eng. Sanit. Ambient., 14 (1): 99- 108, 2009. 3. Análise das alternativas A - Alternativa correta. JUSTIFICATIVA. A combustão completa do metano produz gás carbônico e água, como pode ser visualizado na reação representada a seguir. 52 CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O (l) (há liberação de 802 kJ/mol de energia nessa combustão) Dessa forma, podemos dizer que é preferível queimar o metano e liberar CO2 na atmosfera do que liberar diretamente o metano na atmosfera, uma vez que, como diz o enunciado da questão, o metano contribui mais para o agravamento do efeito estufa do que o gás carbônico. B - Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. Não faz sentido afirmar que a queima do metano, um composto de carbono (CH4), libere ácido sulfúrico, um composto sulfurado (H2SO4). Em qualquer tipo de combustão, não hátransformação de um elemento químico em outro, e sim um rearranjo molecular dos elementos presentes nos reagentes. C - Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. Durante a combustão, há consumo de moléculas de oxigênio (O2), e não a produção desse tipo de molécula, mesmo que na forma de ozônio (O3). Além disso, a alternativa também comete um erro ao afirmar que o ozônio protege o planeta dos efeitos da radiação ultravioleta quando em pequenas concentrações. Na verdade, a camada de ozônio, protetora da Terra, é caracterizada por agregar grandes concentrações desse gás. A redução na concentração de ozônio nessa camada, provocada pela ação de clorofluorcarbonetos (CFC), torna menos eficiente a proteção conferida pela camada. D - Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. A solubilização do metano em água não forma ácido carbônico. Na verdade, esse ácido é formado após a solubilização do gás carbônico em água, conforme representado a seguir: Além disso, a alternativa comete outro erro ao afirmar que o ácido carbônico é capaz de neutralizar a água de rios e lagos. O ácido carbônico, por ser um ácido, apresenta valor de pH abaixo de 7, que é o valor neutro. Um argumento 53 que conta a favor desse raciocínio é o fato de que o pH da água da chuva, quando em equilíbrio com o gás carbônico atmosférico, apresenta valor igual a 5,6 (ácido, portanto). E - Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. A oxidação do metano (CH4) não gera amônia (NH3) pelos mesmos motivos apresentados na justificativa da alternativa B. A oxidação do metano, realizada por bactérias metanotróficas, gera metanol (CH3OH), um composto químico que mantém o carbono antes encontrado na molécula do metano. Não há como haver a transformação de carbono (do metano) em nitrogênio (da amônia) por meio de uma reação de oxidação. QUESTÃO 1 - TOMO 3 (Enade 2008-questão 11) A Lei no 6.684/1979 regulamenta as profissões de Biólogo e Biomédico e, em seu capítulo I, estabelece o seguinte. Art. 1o O exercício da profissão de Biólogo é privativo dos portadores de diploma: I – devidamente registrado, de bacharel ou licenciado em curso de História Natural, ou de Ciências Biológicas, em todas as suas especialidades, ou licenciado em Ciências, com habilitação em Biologia, expedido por instituição brasileira oficialmente reconhecida; II – expedido por instituições estrangeiras de ensino superior, regularizado na forma da lei, cujos cursos forem considerados equivalentes aos mencionados no inciso I. Art. 2o Sem prejuízo do exercício das mesmas atividades por outros profissionais igualmente habilitados na forma da legislação específica, o Biólogo poderá: I – formular e elaborar estudo, projeto ou pesquisa científica básica e aplicada, nos vários setores da Biologia ou a ela ligados, bem como os que se relacionem à preservação, saneamento e melhoria do meio ambiente, executando direta ou indiretamente as atividades resultantes desses trabalhos; II – orientar, dirigir, assessorar e prestar consultoria a empresas, fundações, sociedades e associações de classe, entidades autárquicas, privadas ou do poder público, no âmbito de sua especialidade; III – realizar perícias, emitir e assinar laudos técnicos e pareceres de acordo com o currículo efetivamente realizado. Antônio foi morar no exterior e, aproveitando uma oportunidade, matriculou- se em uma universidade estrangeira. Depois de 5 anos, voltou ao Brasil na condição de portador de diploma de licenciatura em História Natural emitido por essa universidade. Recebeu, então, oferta de trabalho em empresa que desenvolve projeto cujos objetivos são implantar infra-estrutura de saneamento básico em área 54 urbana, recuperar áreas degradadas e definir áreas adequadas para conservação e preservação da biodiversidade, e que conta com equipe multidisciplinar que inclui engenheiros agrônomos, engenheiros florestais e profissionais da saúde. Acerca da situação hipotética descrita, e com base no disposto na Lei n.o 6.684/1979, é correto afirmar que Antônio A. deve validar o diploma que trouxe da universidade estrangeira, comprovando que os cursos que fez são equivalentes aos de universidades brasileiras, antes de atuar na empresa. B. não poderia atuar nas atividades da empresa, pois, por ser licenciado, deve restringir suas atividades como biólogo a ministrar aulas de ciências físicas e biológicas para alunos do ensino fundamental. C. estaria impedido de elaborar projeto dirigido à criação de área de preservação da biodiversidade, pois a equipe da empresa conta com engenheiros florestais. D. poderia atuar como consultor, mas estaria impedido de assumir cargos de direção da empresa, pois sua formação inicial foi História Natural. E. poderia exercer, no projeto, atividades específicas de profissionais da saúde, como as de médico, desde que tivesse em seu currículo disciplinas próprias da Medicina. 1. Introdução teórica Regulamentação da profissão de biólogo Até 1979, o biólogo foi um profissional que atuou sem um conjunto de normas específicas que regulamentasse a profissão no Brasil. Em 3 de setembro de 1979, foi sancionada a Lei n° 6.684, que passou a regulamentar as profissões de biólogo e de biomédico e criou o denominado Conselho Federal de Biologia e Biomedicina (CFBB) e os Conselhos Regionais de Biologia e Biomedicina (CRBB). Por esse motivo, ficou estabelecido pelas associações de biólogos que a data de 3 de setembro passaria a ser considerada o Dia Nacional do Biólogo. Assim, nasceram simultaneamente as profissões regulamentadas de biólogo e biomédico sob a tutela de um único Conselho, mas não tardou muito para que se criasse uma legislação específica para cada uma dessas profissões. O desmembramento oficial veio com a Lei n° 7.017, de 30 de agosto de 1982, cujos 55 Artigos 1° e 2° são citados a seguir. Art. 1° - Os Conselhos Federal e Regionais de Biomedicina e de Biologia, criados pela Lei n° 6.684 (1), de 3 de setembro de 1979, ficam desmembrados em Conselhos Federal e Regionais de Biomedicina e Conselhos Federal e Regionais de Biologia, passando a constituir entidades autárquicas autônomas. Art. 2° - Aplicam-se a cada um dos Conselhos Federais e respectivos Conselhos Regionais desmembrados por esta Lei as normas previstas no Capítulo III da Lei n° 6.684, de 3 de setembro de 1979, que não contrariem o caráter de autonomia dessas autarquias. Em 28 de Junho de 1983, foi sancionado o Decreto n° 88.438, que dispõe sobre a regulamentação específica da profissão de biólogo, tomando por base as disposições já apresentadas previamente na Lei n° 6.684 e em conformidade com o desmembramento estabelecido pela Lei n° 7.017. É importante salientar que a regulamentação da profissão de biólogo, assim como a existência dos Conselhos Federal e Regionais de Biologia (CFBio e CRBios), permitiram ampliar a imagem do profissional atuante em diversos setores de relevância social, como meio ambiente, agricultura, saúde e educação. 2. Indicações bibliográficas BRASIL. Lei nº 6.684, de 3 de setembro de 1979. Regulamenta as profissões de Biólogo e de Biomédico, cria o Conselho Federal e os Conselhos Regionais de Biologia e Biomedicina, e dá outras providências. Diário Oficial da União, Brasília, DF, 04 set. 1979. BRASIL. Lei nº 7.017, de 30 de agosto de 1982. Dispõe sobre o demembramento dos Conselhos Federal e Regionais de Biomedicina e deBiologia. Diário Oficial da União, Brasília, DF, 31 ago. 1982. BRASIL. Decreto nº 88.438, de 28 de junho de 1983. Dispõe sobre a regulamentação do exercício da profissão de Biólogo, de acordo com a Lei n° 6.684, de 3 de setembro de 1979 e de conformidade com a alteração estabelecida pela Lei n° 7.017, de 30 de agosto de 1982. Diário Oficial da União, Brasília, DF, 29 jun. 1983. CRBio-01. Conselho Regional de Biologia – 1ª Região (SP, MT, MS). Disponível em <http://www.crbio01.org.br/cms/index.php>. Acesso em 05 ago. 2011. 56 3. Análise das alternativas A – Alternativa correta. JUSTIFICATIVA. Considerando que Antônio obteve um diploma emitido por uma universidade estrangeira, ele pode exercer a profissão de biólogo desde que obedeça ao inciso II do Art. 1° citado no enunciado, ou seja, seu diploma será válido se “regularizado na forma da lei”, ou seja, se os “cursos forem considerados equivalentes ao mencionados no inciso I”. Havendo equivalência com um diploma “expedido por instituição brasileira oficialmente reconhecida”, poderá assumir o trabalho a ele oferecido pela empresa. B – Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. O Art. 1° afirma que tanto bacharéis quanto licenciados podem exercer a profissão de biólogo, cujas atividades encontram-se descritas no Art. 2°. Portanto, não existe na Lei n° 6.684 nenhuma restrição de exercício da profissão por parte dos licenciados e muito menos uma indicação explícita de que licenciados devem apenas dar aulas de ciências físicas e biológicas para alunos do ensino fundamental. C – Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. De acordo com o inciso I do Art. 2°, o biólogo pode “formular e elaborar estudo, projeto ou pesquisa científica básica e aplicada, nos vários setores da Biologia ou a ela ligados, bem como os que se relacionem à preservação, saneamento e melhoria do meio ambiente [...]”. Como se pode notar pelos trechos grifados, é permitido ao biólogo elaborar projeto dirigido à preservação da biodiversidade. No entanto, o texto do Art. 2° faz a ressalva de que o biólogo pode executar a atividade “sem prejuízo do exercício das mesmas atividades por outros profissionais igualmente habilitados na forma da legislação específica”. Portanto, se a elaboração de projetos para a criação de áreas de preservação da biodiversidade for uma atividade específica de engenheiros florestais (e esta informação não consta da questão), ela não poderia ser desempenhada por biólogos, havendo ou não engenheiros florestais na equipe multidisciplinar. 57 D – Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. O inciso II do Art. 2° afirma que o biólogo pode “orientar, dirigir, assessorar e prestar consultoria” e o inciso I do Art. 1° afirma que podem exercer a profissão de biólogo os portadores de diploma “de bacharel ou licenciado em curso de História Natural, ou de Ciências Biológicas, em todas as suas especialidades, ou licenciado em Ciências, com habilitação em Biologia”. Portanto, aos diplomados em História Natural não é atribuída nenhuma limitação do exercício de biólogo, como sugere a alternativa. E – Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. Novamente deve ser considerada a ressalva presente no Art. 2°: “Sem prejuízo do exercício das mesmas atividades por outros profissionais igualmente habilitados na forma da legislação específica, o Biólogo poderá [...]”. Assim, se as atividades em questão são específicas de profissionais da saúde, sejam eles médicos, enfermeiros ou nutricionistas, não cabe ao biólogo executar tais atividades. QUESTÃO 2 - TOMO 3 (Enade 2008-questão 19) Há sete anos, em uma cidade da região rural do sul do país, foi registrado o desaparecimento de uma criança de dois anos de idade que brincava no quintal de sua casa. Durante as investigações, foram encontrados vestígios biológicos no local do desaparecimento, que foram coletados e submetidos a análises de biologia forense, que revelaram a presença de sangue humano contendo vários tipos celulares, como hemácias, neutrófilos e linfócitos, além de contaminação com células animais de outra espécie. Além desses exames, foram realizados estudos de vínculo genético entre as amostras de sangue humano encontradas no local do desaparecimento e as dos pais biológicos da criança desaparecida. Recentemente, foi encontrada uma criança de nove anos de idade que apresenta um sinal na pele muito semelhante ao da criança desaparecida. Foram colhidas amostras de sangue e realizadas análises comparativas com o material obtido sete anos atrás, que confirmaram tratar-se da mesma pessoa. Considerando-se o texto acima, qual das opções abaixo traz uma afirmação correta acerca das aplicações do DNA como marcador para estudos taxonômico- sistemáticos? A. Para que se possa identificar a espécie à qual pertencem as células contaminantes coletadas no local do desaparecimento, é necessário realizar o 58 sequenciamento completo do genoma de tais células. B. Caso as células contaminantes encontradas sejam de uma espécie animal que pertença, como os seres humanos, à família dos hominídeos, a alta similaridade entre os genomas impedirá a identificação mais detalhada das células contaminantes. C. A obtenção de perfil genético baseado na análise de STR (repetições curtas em série) é uma das estratégias utilizadas para a identificação de indivíduos, e pode ser aplicada mesmo na presença de células contaminantes. D. Para que se possa determinar a distância evolutiva entre amostras obtidas de dois organismos, de forma a se determinar se são de espécies diferentes, é necessário analisar os tipos de bases nitrogenadas encontradas no DNA, independentemente de sua distribuição no polímero. 59 E. A identificação da criança com base em padrões de DNA é baseada no fenômeno de deriva genética, um tipo de variação que é atribuída a pressões seletivas e a eventos dependentes de características hereditárias. 1. Introdução teórica O DNA como marcador molecular para estudos em taxonomia e sistemática A sistemática é a ciência que se ocupa da classificação dos organismos, visando a estabelecer padrões de evolução biológica. A identificação dos organismos é o principal objetivo da taxonomia. Por muito tempo, taxonomistas e sistematas apegaram-se a atributos essencialmente morfológicos para efetuar identificações e classificações de grupos de organismos. No entanto, os últimos anos foram marcados pelo uso intensivo de ferramentas moleculares, graças ao desenvolvimento de métodos de análise baseados na identificação de marcadores de DNA. Esses métodos permitem identificar táxons diferentes e caracterizar as relações genético- evolutivas existentes entre táxons distintos, o que, em se tratando de classificação biológica e dimensionamento da biodiversidade, representa um grande avanço. O uso de marcadores moleculares permite que se identifiquem e se efetuem comparações diretas entre genótipos individuais, enquanto que as comparações morfológicas, por se basearem em atributos fenotípicos, estão sujeitas a dificuldades decorrentes de influências ambientais. Além disso, a quantidade de variação genética identificável por essa metodologia é maior do que aquela acessível apenas por análises morfológicas. Existem diversos tipos de marcadores moleculares empregados em análises taxonômico-sistemáticas. Alguns deles correspondem a trechos de DNA quenão codificam proteínas e, portanto, suas variações, resultantes de mutação, não são convertidas em modificações fenotípicas. Por outro lado, alguns marcadores são trechos de DNA ou RNA que codificam proteínas e exercem influência fenotípica mensurável. A escolha do melhor tipo de marcador molecular depende dos propósitos do estudo. Para efetuar comparações entre categorias taxonômicas mais próximas do ponto de vista evolutivo, como a categoria de espécie, é preferível selecionar 9 marcadores que correspondam a trechos de DNA não codificadores, pois a taxa de mutação desses trechos é elevada e as mudanças ao longo do tempo são rápidas o suficiente para diferenciar uma espécie da outra. No caso de comparações entre grupos evolutivamente distantes, como famílias, filos ou até mesmo reinos, são empregados marcadores moleculares de evolução lenta, como, por exemplo, trechos de DNA que codificam proteínas ou que transcrevem RNA ribossômico. Vale ressaltar que, desde 2004, existe o Conselho Internacional de Códigos de Barras, que visa à criação de um banco de dados de DNA que permita identificar cada espécie do planeta. Essa modalidade de taxonomia, batizada de taxonomia molecular, pretende armazenar informações peculiares do DNA das diferentes espécies como se fossem códigos de barra moleculares, o que certamente irá acelerar o processo de identificação dos organismos e será uma ferramenta muito útil na conservação da biodiversidade global. 2. Indicações bibliográficas AGÊNCIA FAPESP. Taxonomia molecular. São Paulo, 2005. Disponível em <http://www.agencia.fapesp.br/4325>. Acesso em: 25 mai. 2011. AMORIM, D. S. Fundamentos de Sistemática Filogenética. Ribeirão Preto: Holos, 2002. KOCH, A.; ANDRADE, F. M. A utilização de técnicas de biologia molecular na genética forense: uma revisão RBAC, 40(1): 17-23, 2008. MATIOLI, S.R. Biologia Molecular e Evolução. Ribeirão Preto: Holos, 2001. MINAS FAZ CIÊNCIA. Decodificando a vida: método baseado em DNA possibilita identificação rápida de espécies da fauna e da flora. Belo Horizonte, 2006. Disponível em <http://revista.fapemig.br/materia.php?id=408>. Acesso em 25 mai. 2011. RIDLEY, M. Evolução. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2006. 3. Análise das alternativas A – Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. Sequenciar um genoma significa identificar as sequências de bases nitrogenadas (A, T, C, G) de DNA tais como elas são encontradas nos cromossomos da espécie estudada. De maneira geral, os genomas de diferentes espécies 10 apresentam grande número de bases nitrogenadas (entre 105 e 1012 pares de bases). O sequenciamento do genoma de certa espécie é um processo que demanda tempo e requer a participação de muitos pesquisadores, que, normalmente, executam trabalhos parciais de sequenciamento em seus países de origem. Esse consórcio internacional de pesquisadores, ao finalizar os trabalhos parciais, publica em conjunto o sequenciamento total da espécie estudada. Uma espécie apresenta determinadas sequências de bases nitrogenadas que lhe são exclusivas. A partir da identificação, descrição e publicação dessas sequências, é possível empregá-las como ferramenta taxonômica. Portanto, ao contrário do que afirma a alternativa, a identificação de uma espécie com base em uma amostra de DNA não requer o sequenciamento de todo o genoma contido em tal amostra, e sim a determinação da existência ou não de certas sequências de DNA já descritas anteriormente. B – Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. A alternativa menciona a existência de outro animal pertencente à família dos hominídeos, além dos humanos. É uma afirmação errônea, pois o único representante atual da família de primatas é a espécie humana. Além disso, a alta similaridade entre genomas de espécies diferentes não é empecilho para a correta identificação de cada espécie, desde que já tenham sido descritas as respectivas sequências exclusivas de DNA. C – Alternativa correta. JUSTIFICATIVA. A técnica de STR (do inglês Short Tandem Repeats; repetições curtas em série) consiste em identificar pequenas sequências de DNA, não superiores a 200 pares de bases nitrogenadas, que contenham repetição em série de pequenos trechos formados de 2 a 7 nucleotídeos. Por exemplo, um STR humano denominado D7S280 possui como unidade repetitiva a sequência “GATA”. O número de repetições em série dessa sequência é bastante variável (“GATAGATAGATAGATA...”) entre os indivíduos de uma espécie. O genoma de qualquer espécie possui grande abundância de STR e cada STR tem grande variação no número de repetições da unidade repetitiva. Portanto, a análise de STR permite identificar com bastante precisão os indivíduos de certa espécie. Como as composições de STR são diferentes nas espécies distintas, esse tipo de análise é 11 eficiente na identificação individual, mesmo na presença de células contaminantes oriundas de outra espécie. D – Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. Não há diferença na composição de bases nitrogenadas em moléculas de DNA pertencentes a organismos de espécies distintas. Qualquer que seja o DNA, de amebas a seres humanos, as bases nitrogenadas sempre serão adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G). Portanto, a identificação de espécies diferentes não pode ser baseada nos tipos de bases existentes no DNA, e sim na distribuição destas bases, ao contrário do que afirma a alternativa. E – Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. Deriva genética é um fenômeno populacional caracterizado pela oscilação aleatória de frequências alélicas de uma geração para outra. Essa oscilação é decorrente do pequeno número de indivíduos intercruzantes em uma população, e não das pressões seletivas às quais uma população está submetida, como afirma a alternativa. De qualquer modo, a deriva genética é uma possível explicação para as variações genéticas ocorridas em uma população, e, por ser um fenômeno populacional, não se aplica ao contexto da identificação das características individuais do DNA de uma pessoa ou de qualquer outro organismo. QUESTÃO 4 - TOMO 3 (Enade 2008-questão 32) A figura abaixo apresenta índices de diversidade para três regiões hipotéticas, cada uma com três montanhas, calculados a partir da distribuição de espécies (identificadas pelas letras de A a G) observada em cada montanha. Algumas espécies estão isoladas em apenas uma montanha por região, enquanto outras estão em duas ou três montanhas. 12 Considerando esses dados, selecione quais deveriam ser as escolhas do tomador de decisões sobre medidas de conservação, no sentido de proteger a maior riqueza de espécies, nas seguintes situações: (a) se houver recursos financeiros para proteger apenas uma das regiões; e (b) se os recursos permitirem proteger apenas uma das montanhas. A. Para se proteger apenas uma região, esta deveria ser a região 1, que apresenta a maior riqueza de espécies por montanha (diversidade alfa); para se proteger apenas uma montanha, deveria ser escolhida a terceira montanha da região 2, a única que tem a espécie J. B. Para se proteger apenas uma região, esta deveria ser a região 3, que apresenta a maior diferenciação de espécies entre as três montanhas (diversidade beta); para se proteger apenas uma montanha, deveria serescolhida qualquer montanha da região 3, pois, como há menos espécies por montanha, estas vivem com menor competição. 13 C. Para se proteger apenas uma região, esta deveria ser a região 1, que apresenta o maior número de espécies por montanha (diversidade alfa); para se proteger apenas uma montanha, deveria ser escolhida a terceira montanha da região 1, que tem a maior riqueza local (diversidade alfa). D. Para se proteger apenas uma região, esta deveria ser a região 2, a que apresenta a maior diversidade total (diversidade gama); para se proteger apenas uma montanha, deveria ser escolhida a terceira montanha da região 2, que é a única que tem a espécie J. E. Para se proteger apenas uma região, esta deveria ser a região 2, que apresenta a maior diversidade total (diversidade gama); para proteger apenas uma montanha, deveria ser escolhida a terceira montanha da região 1, que tem a maior riqueza local (diversidade alfa). 1. Introdução teórica Tipos de diversidade biológica e sua importância no contexto conservacionista A diversidade biológica ou biodiversidade é um conceito relativamente complexo, uma vez que inclui a variação genética das populações, as diferenças morfológicas e funcionais entre espécies e a variação na estrutura e nos processos ecossistêmicos. Dada a complexidade do tema, procura-se caracterizar qualitativa e quantitativamente a biodiversidade por meio de índices numéricos. Dentre eles, destacam-se são a riqueza e a abundância de espécies. A riqueza pode ser definida como o número de espécies diferentes encontradas em uma área. Algumas delas exercem grande influência no ecossistema, outras nem tanto; algumas são abundantes, outras raras. Uma das formas de dimensionar a diversidade biológica é por meio da abundância relativa, que é a representação proporcional de uma espécie numa amostra ou comunidade. É importante ressaltar que a diversidade biológica tem componentes regionais e locais, que recebem diferentes designações. A diversidade local é denominada diversidade alfa, enquanto a diversidade regional é conhecida como diversidade gama. A alfa corresponde ao número de espécies em uma pequena área de hábitat 14 homogêneo, e a gama é o número total de espécies em todos os hábitats dentro de uma área geográfica. As diversidades alfa e gama seriam as mesmas se em todos os hábitats de uma região fossem encontradas as mesmas espécies. No entanto, se cada hábitat abrigar uma biota única, então a diversidade gama corresponde à soma das diversidades alfa, que caracterizam especificamente cada hábitat da região. A diferença entre a composição de espécies entre os hábitats de uma mesma região é denominada diversidade beta. Logo, quanto mais diferentes os hábitats com relação à composição de espécies, maior a diversidade beta da região. 2. Indicações bibliográficas BEGON, M.; TOWNSEND, C. R.; HARPER, J. L. Ecologia: de Indivíduos a Ecossistemas. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2007. ODUM, E. P., BARRETT, G. W. Fundamentos da Ecologia. São Paulo: Cengage Learning, 2008. RICKLEFS, R. E. A Economia da Natureza. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2010. 3. Análise das alternativas Para analisar as alternativas, é importante definir o perfil da região e da montanha que melhor se adéquam ao propósito conservacionista. No caso, o programa de conservação proposto no enunciado tem por objetivo proteger a maior riqueza de espécies. A diversidade gama caracteriza a biodiversidade regional e a diversidade alfa refere-se à biodiversidade encontrada em um hábitat da região. No caso, esses hábitats são as montanhas. Para cada região, foi apresentado, na tabela, um único valor de diversidade alfa, que corresponde ao valor médio das diversidades alfa das três montanhas de cada região. Portanto, deve-se selecionar a região com maior diversidade gama e a montanha com maior diversidade alfa. A – Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. De fato, a região 1 é aquela que apresenta o maior valor médio de diversidade alfa (valor igual a 6). No entanto, a maioria das espécies se repete nas 15 três montanhas, o que explica o baixo valor de diversidade gama da região. Portanto, a 1 não é a mais indicada para o propósito de conservação mencionado no enunciado. Além disso, a alternativa sugere a proteção de uma das montanhas pelo fato de que ela é a única que contém a espécie J. Se o objetivo do programa conservacionista fosse evitar a extinção da espécie J, a ideia estaria correta. Mas o propósito é proteger a maior riqueza de espécies. B - Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. A região 3 é aquela que realmente apresenta a maior diferenciação de espécies entre as montanhas (valor igual a 3), mas não é a que apresenta a maior riqueza de espécies. Além disso, a alternativa sugere como critério para a proteção de uma montanha a menor competição entre espécies. Entretanto, não é possível afirmar com certeza que as espécies dessa montanha obrigatoriamente competem umas com as outras. E, mesmo se houvesse competição entre as espécies, isso não implica necessariamente risco de extinção de uma ou outra. C – Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. Novamente há a sugestão de que seja protegida a região 1 pelo mesmo motivo mencionado na alternativa A (maior diversidade alfa), o que não é condizente com o objetivo do programa conservacionista proposto no enunciado. D – Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. Novamente há a sugestão de que seja protegida a terceira montanha da região 2 pelo mesmo motivo mencionado da alternativa A (presença da espécie J), o que foge do contexto conservacionista, como comentado na justificativa dessa alternativa. E – Alternativa correta. JUSTIFICATIVA. Como comentado anteriormente, a região a ser conservada é aquela de maior biodiversidade (diversidade gama). No caso, deve-se conservar a região 2, que apresenta valor de diversidade gama igual a 10. Do mesmo modo, a montanha de maior diversidade alfa é aquela que apresenta maior diversidade local e, por esse motivo, deve ser protegida. A maior diversidade alfa é apresentada pela 16 terceira montanha da região 1, que apresenta, ao todo, sete espécies. QUESTÃO 5 - TOMO 3 (Enade 2008-questão 33) Um biólogo foi incumbido de definir um plano de reflorestamento de uma área de caatinga utilizando uma planta nativa que se encontra na lista de espécies ameaçadas de extinção do IBAMA: Myracrodruon urundeuva Allemão (aroeira). Interessado em informações técnicas que dessem suporte para a produção rápida e econômica de mudas, fez uma rápida busca na literatura científica e encontrou um trabalho que avaliava o efeito de diferentes tratamentos sobre o comportamento germinativo das sementes da espécie. Os dados estão sintetizados nos gráficos abaixo. A) germinação total (com as barras de erro padrão). B) porcentagem média diária de germinação de sementes de Myracrodruon urundeuva (aroeira) submetidas a diferentes tratamentos de escarificação. NUNES, Y. R. F. et al. Revista Árvore, v. 32, 2008, p. 233-43 (com adaptações). Com base nesses resultados, é correto concluir que A. as sementes de aroeira apresentam dormência tegumentar, e faz-se necessário adotar tratamento de escarificação para melhorar a germinação. Portanto, o biólogo poderá adotar qualquer tratamento entreos que foram testados no experimento. B. a escarificação química demonstrou ser o melhor tratamento, pois, além de exibir as maiores taxas de germinação nos primeiros dias do experimento, resultou em boa porcentagem média de germinação. Portanto, o biólogo deve adotar tal procedimento, mesmo que envolva o uso de um produto tóxico. C. o grupo controle exibiu o melhor desempenho germinativo, apesar de as 17 sementes de aroeira apresentarem dormência tegumentar. Portanto, não é necessário realizar qualquer tratamento ou efetuar gastos adicionais na produção de mudas. D. não houve variação no desempenho germinativo durante os primeiros três dias de avaliação do experimento, independentemente do tratamento a que foram submetidas as sementes. Portanto, o biólogo pode adotar qualquer dos métodos testados. E. as sementes não escarificadas apresentaram potencial de germinação semelhante ao daquelas submetidas à escarificação térmica, mas exibiram maior velocidade de germinação. Portanto, o biólogo não precisa usar qualquer tratamento para estimular a germinação das sementes. 1. Introdução teórica Quebra de dormência e germinação de sementes A germinação é o momento em que o embrião contido no interior da semente começa efetivamente a se desenvolver em uma plântula e é um fenômeno cujo início depende da interação entre a semente e as condições ambientais do entorno. Um dos principais estímulos ambientais para a germinação é a disponibilidade de água e, para algumas espécies vegetais, esse é o único estímulo necessário. Porém, para muitas espécies de plantas, o embrião maduro necessita de outros estímulos para iniciar seu desenvolvimento e ele permanece dormente até que tais estímulos estejam presentes. Normalmente, a presença de estímulos ambientais específicos é um indício de que as condições ecológicas do ambiente são favoráveis à germinação. Sendo assim, a dormência é um fenômeno que suspende o desenvolvimento embrionário, evitando que a germinação ocorra em condições ambientais que poderiam ser desfavoráveis à formação da plântula. A dormência da semente pode ser garantida por fatores isolados, como tegumento impermeável, presença de substâncias inibidoras e temperatura inadequada, ou pode resultar de uma combinação desses fatores. 24 Os estímulos ambientais que favorecem a quebra da dormência das sementes variam conforme a espécie considerada. Em alguns casos, a dormência pode ser quebrada por baixas temperaturas, em outros, por exposição à luminosidade. Há também as sementes que só têm a dormência quebrada quando o tegumento é rompido por ação química ou mecânica, o que permite não só a entrada de água e oxigênio, mas também a remoção de substâncias inibidoras. O conhecimento dos diversos mecanismos de quebra de dormência é útil quando se pretende, por vários motivos, acelerar o processo de germinação. Por exemplo, as sementes de muitas plantas ornamentais podem ter a dormência quebrada quando expostas a baixas temperaturas por muitos dias seguidos, procedimento chamado de estratificação. Já as sementes de tegumento duro têm a dormência quebrada por técnicas de abrasão mecânica, que utilizam facas, limas ou lixas para romper o tegumento, ou por exposição aos efeitos corrosivos de ácidos concentrados. Nesses casos, o procedimento recebe o nome de escarificação. Para algumas sementes de tegumentos impermeáveis, recomenda-se a imersão das mesmas em água quente por um determinado período de tempo. 2. Indicações bibliográficas RAVEN, P. H.; EVERT, R. F.; EICHHORN, S. E. Biologia Vegetal. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007. SADAVA, S.; HELLER, H. C.; ORIANS, G. H.; PURVES, W. K.; HILLIS, D. M. Vida: A Ciência da Biologia. 8. Ed. Porto Alegre: Artmed, 2009. VIEIRA, I. G.; FERNANDES, G. D. Métodos de quebra de dormência de sementes. Informativo Sementes IPEF, 1997. Disponível em <http://www.ipef.br/tecsementes/dormencia.asp>. Acesso em 04 ago. 2011. 3. Análise das alternativas A – Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. O gráfico A demonstra que não há diferença entre a germinação média das sementes do grupo controle (sem nenhum tratamento) e daquelas submetidas às escarificações térmica (água quente) e mecânica (lixa). No gráfico B, o mesmo tipo de resultado é observado para o grupo controle e o de escarificação 25 mecânica. Isso permite concluir que não há dormência tegumentar, ao contrário do que afirma a alternativa. B – Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. Tanto no gráfico A quanto no B, o tratamento com ácido sulfúrico rendeu os piores resultados germinativos. Logo, a escarificação química é o pior dos três tratamentos empregados. C – Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. Não se pode afirmar que o controle exibiu o melhor desempenho germinativo. Como já mencionado na justificativa da alternativa A, as sementes do grupo controle e do grupo de escarificação mecânica (lixa) apresentaram exatamente os mesmos resultados, tanto para germinação total (gráfico A) quanto para a taxa diária de germinação (gráfico B). D – Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. Ao contrário do que afirma a alternativa, o desempenho germinativo nos três primeiros dias de avaliação do experimento variou de modo significativo entre os tratamentos empregados, o que pode ser constatado na comparação dos dados apresentados no gráfico B. Nesse período, as sementes escarificadas por método químico (ácido sulfúrico) apresentaram baixa taxa de germinação, ao passo que a escarificação mecânica rendeu bons resultados. Isso não significa que a escarificação mecânica seja recomendável, pois a ausência de tratamento (grupo controle) resultou no mesmo desempenho. E – Alternativa correta. JUSTIFICATIVA. De fato, tanto o grupo controle (sementes não-escarificadas) quanto o de escarificação térmica (água quente) apresentaram potencial de germinação muito semelhante, como pode ser verificado pelas barras de germinação média apresentadas no gráfico A. No entanto, o gráfico B revela que a germinação média das sementes do grupo controle atinge maiores valores nos três primeiros dias, sendo, portanto, de germinação mais rápida que aquelas escarificadas termicamente. 26 QUESTÃO 7 - TOMO 3 (Enade 2008-questão 43) A elaboração de planos de aula de Ciências e Biologia decorre do planejamento curricular da disciplina, a qual deve articular-se com o projeto pedagógico da escola. Isso implica reconhecer o geral e o particular em cada ação do cotidiano escolar, desde os grandes valores abstratos até as atividades mais concretas, como atividades experimentais em sala de aula e correção de exercícios realizados em casa. De acordo com as ideias apresentadas no texto, os planos de aula de Ciências e Biologia A. devem materializar, em termos práticos, ações de sala de aula em sintonia com grandes objetivos gerais que extrapolam a própria disciplina escolar. B. devem obrigatoriamente ser definidos no planejamento curricular, pois devem estar articulados com linhas gerais e específicas do projeto pedagógico. C. podem ser flexíveis, pois os valores abstratos admitem muitas traduções em termos de atividades mais concretas, como a correção de exercícios. D. podem ser variáveis em relação às atividades concretas, contanto que não transijam em relação aos valores maiores da instituiçãoescolar. E. devem definir objetivos gerais e específicos para as atividades de sala de aula, desde a correção de exercícios até a discussão do projeto pedagógico. 1. Introdução teórica Planejamento educacional Planejamento é um processo reflexivo em que se procura estabelecer fins e meios para a concretização de objetivos pré-definidos. Em outras palavras, o planejamento é um ato complexo que se apoia na elaboração de múltiplas previsões sobre a adoção de estratégias e a aquisição de material adequado para concretizá- las em um momento futuro. Em educação, há necessidade de efetuar planejamento nos mais variados contextos e abrangências. Segue uma descrição breve de alguns planejamentos relevantes na área. Planejamento Escolar: é o momento reflexivo em que aspectos globais da instituição escolar são definidos, como, por exemplo, qual proposta pedagógica será adotada. No planejamento escolar, procura-se articular as atividades escolares a serem 27 exercidas e as dimensões do contexto social em que se insere a escola. Do planejamento resulta a elaboração do Projeto Político-Pedagógico (PPP), um documento que resume a identidade da escola enquanto instituição. Planejamento Curricular: por meio desse planejamento, a escola estabelece um eixo norteador de suas atividades que têm como foco o aluno. Em linhas gerais, o currículo prevê a aprendizagem de conteúdos e habilidades específicas, assim como de formas de integração desses conhecimentos. Planejamento de Ensino: é a fase em que o professor define os aspectos concretos de sua ação pedagógica, com base em resultados desejáveis e condizentes com o planejamento curricular e com o seu envolvimento no processo ensino- aprendizagem. Esse planejamento resulta no plano de aula. É importante salientar que o planejamento, no contexto educacional, é etapa indispensável para se atingirem com qualidade os objetivos do processo ensino- aprendizagem. Além disso, as experiências educacionais resultantes do planejamento atual, qualificadas e quantificadas quanto à eficácia por meio de avaliações, servirão de referência para planejamentos futuros. 2. Indicações bibliográficas BAFFI, M. A. T. O planejamento em educação: revisando conceitos para mudar concepções e práticas. In: BELLO, José Luiz de Paiva. Pedagogia em Foco, Petropólis, 2002. Disponível em <http://www.pedagogiaemfoco.pro.br/fundam02.htm>. Acesso em 26 abr. 2011. KLOSOUSKI, S. S.; REALI, K.M. Planejamento de ensino como ferramenta básica do processo ensino-aprendizagem. Revista Eletrônica Lato Sensu, ed. 5, 2008. MARQUES, L. R. O projeto político-pedagógico e a construção da autonomia e da democracia nas representações dos conselheiros. Educação e Sociedade, 83(24): 577-97, 2003. Material Específico – Ciências Biológicas – Tomo III – CQA/UNIP 32 NOVA ESCOLA ONLINE. O planejamento deve ser flexível. Disponível em < http://revistaescola.abril.com.br/planejamento-e- avaliacao/planejamento/planejamento-flexivel-427866.shtml>. Acesso em 26 abr. 2011. 3. Análise das alternativas A – Alternativa correta. JUSTIFICATIVA. O texto afirma que o plano de aula decorre do planejamento curricular, que deve estar articulado com o PPP da escola. Sendo assim, as ações pedagógicas mais concretas, previstas no plano de aula, devem estar afinadas com objetivos educacionais mais amplos previsto no plano curricular e no PPP. B – Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. O planejamento curricular define, sem entrar em especificidades, os conteúdos e habilidades que irão nortear as atividades educacionais. No entanto, a elaboração de planos de aula não é etapa obrigatória a ser cumprida durante o planejamento curricular, e sim uma ação específica do planejamento de ensino de cada disciplina, apesar deste decorrer daquele. C – Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. A flexibilidade de um plano de aula é um atributo diretamente relacionado à ocorrência de imprevistos que demandam a necessidade de pequenos ajustes. A flexibilidade é desejável, até mesmo porque o plano de aula foi concebido antes que o professor conhecesse os alunos. Duas turmas diferentes podem requerer ritmos de aulas diferentes, bem como podem diferir quanto à necessidade de revisões periódicas de conteúdos. No entanto, a alternativa define plano de aula flexível como aquele que se utiliza de diversos artifícios concretos para traduzir valores abstratos, o que não condiz com a ideia de flexibilidade discutida acima. D – Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. A alternativa afirma que os planos de aula de Ciências e Biologia podem ser variáveis, o que está correto quando se está comparando instituições diferentes. No entanto, a afirmação existente na alternativa diz respeito à 33 possibilidade de o professor elaborar vários planos de aula da mesma disciplina em uma mesma instituição escolar, o que é impraticável. O procedimento usual corresponde à elaboração de um único plano de aula que seja flexível, conforme já discutido na justificativa da alternativa C. E – Alternativa incorreta. JUSTIFICATIVA. O plano de aula propõe-se a concretizar atividades específicas de uma única disciplina e deve se pautar nos valores abstratos constantes do PPP da escola. No entanto, o plano de aula não se ocupa em definir quais serão esses valores, e sim em determinar as atividades executadas em classe ou extraclasse pelos alunos.
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