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Uma população é a reunião de famílias com diferentes genótipos. A estrutura da população é definida pela freqüência dos alelos que compõem os diferentes genótipos das diferentes famílias. Considerando apenas o gene A/a, define-se uma população de tamanho n como sendo aquela constituída de n1 indivíduos AA, n2 Aa e n3 aa, tal como ilustrado no quadro a seguir: Genótipos Nº de indivíduos Frequência AA n1 D = n1/n Aa n2 H = n2/n aa n3 R = n3/n Total n 1 n = n1 + n2 + n3 D + H + R = 1,0 As frequências dos alelos A e a, na população, podem ser obtidas por meio das expressões: f(A) = p = (2n1 + n2)/2n = D + ½H f(a) = q = (2n3 + n2)/2n = R + ½H p + q = 1,0 Como exemplo, será considerada a seguinte população: Genótipos Nº de indivíduos Frequência AA 200 D =0,2 Aa 400 H = 0,4 aa 400 R = 0,4 Total 1000 1 A partir destes valores, obtém-se: p = f(A) = 0,2 + ½ (0,4) = 0,4 q = f(a) = 0,4 + ½ (0.4) = 0,6 Os seguintes fatores podem ser utilizados para alterar a frequência gênica de uma população: Processos Sistemáticos São aqueles cuja alteração na freqüência gênica podem ser conhecidas, tanto em termos de magnitude quanto em direção. Considera-se como processos sistemático a seleção, migração e mutação. Processos Dispersivos São aqueles em que é possível conhecer apenas a magnitude da alteração da freqüência, mas não a direção em que ela foi alterada. Como processo dispersivo é considerado a oscilação genética ou amostragem. Este teorema, formulado em 1908 pelos cientistas Hardy e Weinberg, tem o seguinte enunciado: Em uma população infinitamente grande, em que os cruzamentos ocorrem ao acaso e sobre o qual não há atuação de fatores evolutivos, as frequências gênicas e genotípicas permanecem constantes ao longo das gerações. Este teorema, então, só é válido para populações: • Infinitamente grandes; • Com cruzamentos ao acaso; • Isentas de fatores evolutivos, tais como, mutação, seleção natural e migrações. Uma população assim caracterizada encontra-se em equilíbrio genético. Na natureza, entretanto, não existem populações sujeitas rigorosamente a essas condições. A importância do teorema de Hardy-Weinberg para as populações naturais está no fato de ele estabelecer um modelo para o comportamento dos genes. Desse modo, é possível estimar frequências gênicas e genotípicas ao longo das gerações e compará-las com as obtidas na prática. Se os valores observados são significativamente diferentes dos valores esperados, pode-se concluir que fatores evolutivos estão atuando sobre essa população e que ela está evoluindo. Se os valores não diferem significativamente, pode-se concluir que a população estão equilíbrio e que, portanto, não está evoluindo. Para demonstrar esse teorema, vamos supor uma população com as características por ele pressupostas. Nessa população, chamaremos de p a frequência de gametas portadores do alelo A e de q a frequência de gametas portadores do alelo a. Desta forma temos: Freqüência alélica (A) = p Freqüência alélica (a) = q Considerando os cruzamentos, temos: Freqüência genotípica (AA) = p2 Freqüência genotípica (aa) = q2 Freqüência genotípica (Aa) = pq Hardy e Weinberg compreenderam que esse resultado nada mais era do que o desenvolvimento do binômio (A+B) elevado à Segunda potência, aprendido em álgebra elementar: (A + B)2 = A2 + 2AB + B2 Chamando de p a freqüência de um gene e de q a freqüência de seu alelo e sabendo-se que p+q=1, obtem-se a fórmula de Hardy-Weinberg: (p + q)2 = p2 + 2pq + q2 Para facilitar o entendimento deste teorema, analise o exemplo a seguir: EXEMPLO 1: Vamos supor uma população com as seguintes frequências gênicas: p = freqüência do gene B = 0,9 q = freqüência do gene b = 0,1 Pode-se estimar a freqüência genotípica dos descendentes utilizando a fórmula de Hardy- Weinberg: Se a população estiver em equilíbrio, a freqüência será sempre mantida constante ao longo das gerações. Se, no entanto, verificarmos que os valores obtidos na prática são significativamente diferentes desses esperados pela fórmula de Hardy-Weinberg, a população não se encontra em equilíbrio genético e, portanto, está evoluindo. A frequência de cada gene também não sofrerá alteração ao longo das gerações, se essa população estiver em equilíbrio genético. Fatores evolutivos Na prática vários fatores interferem nas frequências gênicas das populações, determinando o processo evolutivo. Entre eles podemos citar: - Mutações Diferentes genes podem surgir por mutações ao acaso, um gene mutante que determine maior viabilidade dos indivíduos vai aumentar a sua frequência no conjunto gênico da população. - Seleção natural Nas populações os diferentes genótipos não têm a mesma viabilidade, a eliminação ou redução dos genótipos menos viáveis provoca alteração nas freqüências gênicas de uma geração a outra. - Migrações Movimentos migratórios introduzem ou retiram genes das populações, provocando mudanças nas freqüências gênicas e genotípicas. - Oscilação gênica A estabilidade das frequências gênicas varia conforme o tamanho das populações. Nas grandes populações, a estabilidade pode manter-se constante, mas, nas pequenas, as frequências sofrem desvios. A oscilação gênica pode ocorrer em populações que variam de tamanho em função da estação do ano, da predação, do parasitismo e de outros fatores. 1. (UFPE 2012) O princípio de Hardy-Weinberg tem sido utilizado pelos evolucionistas como uma importante ferramenta para compreender as frequências gênicas nas populações dos seres vivos. Sobre esse assunto, considere as afirmativas a seguir. ( ) A quantidade de indivíduos ou o isolamento reprodutivo de uma parte da população não interferem no equilíbrio gênico. ( ) Em uma população sob influência de processos evolutivos, tais como migração e deriva gênica, as frequências de alelos nos descendentes permanecem inalteradas. ( ) Como são fenômenos raros, as mutações não provocam alteração nas frequências de alelos de uma população com inúmeros tipos de cruzamentos possíveis. ( ) Na hipótese de prevalecerem na população cruzamentos entre indivíduos com características fenotípicas vantajosas, a mesma tende a permanecer em equilíbrio gênico. ( ) Supondo que as frequências dos alelos “A” e “a”, não ligados ao sexo, numa população em equilíbrio gênico, sejam, respectivamente, “0,7” e “0,3”, a probabilidade de se formar na população indivíduos “AA” é de 49 %. 2. (UFG 2012) Considere que a cor dos olhos seja determinada por um par de alelos em que o gene para a cor preta é dominante e para a cor azul, recessivo. Admitindo-se que, em uma comunidade de 5000 indivíduos, 450 tenham olhos azuis e que essa população esteja em equilíbrio de Hardy- Weinberg, o número de heterozigotos, nessa população, é de: a) 1050 b) 1500 c) 1900 d) 2100 e) 3500 3. (UFSC 2012) Em uma população hipotética em equilíbrio de Hardy-Weinberg, um gene possui dois alelos. Sabe-se que a frequência do alelo recessivo é de 0,4. Calcule o percentual esperado de indivíduos heterozigotos nesta população. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ __________________________________________________________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 4. (UFJF 2012) Sabe-se que a Fibrose Cística (CF) é uma doença autossômica recessiva causada por mutações no gene CFTR, e que os pacientes apresentam, principalmente, insuficiência pancreática e infecções pulmonares recorrentes. As pessoas brancas constituem o grupo étnico mais frequentemente acometido pela CF na proporção de 1 para cada 2.500 nativivos e que o gene se encontra em equilíbrio de Hardy e Weinberg. Joana, portadora de uma mutação no gene CFTR, pretende se casar com Antônio, 28 anos. Sabendo- se que ambos os indivíduos não são consanguíneos, responda: a) Qual a probabilidade de Antônio não ser portador de mutações no gene CFTR e seu risco ser igual a qualquer outro homem da população? _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ b) Qual será a probabilidade de Antônio ser portador de uma mutação em qualquer alelo do gene CFTR? _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ c) Qual a probabilidade de Joana e Antônio virem a ter uma criança afetada por Fibrose Cística por essa mesma condição? _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 5. (FGV 2010) Um pesquisador observou que certa espécie de planta (espécie A) apresentava uma grande variação de produtividade conforme a altitude onde a planta se desenvolvia. Em grandes altitudes, a produtividade era muito baixa e, à medida que a altitude se aproximava do nível do mar, a produtividade aumentava. O mesmo pesquisador observou que outra espécie (espécie B) apresentava resultados diametralmente opostos daqueles observados para a espécie A. Esse pesquisador, então, realizou um experimento no qual sementes de ambas as espécies, coletadas em diferentes altitudes, foram plantadas no nível do mar, em idênticas condições ambientais. Após algum tempo, a produtividade dessas plantas foi medida e observou-se que a espécie A se mostrava mais produtiva quanto menor a altitude de origem da semente. Em relação à espécie B, quanto menor a altitude de origem da semente, menor a produtividade da planta. Sabendo-se que o fenótipo (no caso, a produtividade da planta) é resultado da interação do genótipo com o ambiente, pode-se dizer que o componente que predomina na expressão do fenótipo dessas plantas é o componente: a) ambiental para a planta da espécie A e genético para a planta da espécie B. b) genético para a planta da espécie A e ambiental para a planta da espécie B. c) ambiental tanto para a planta da espécie A quanto para aquela da espécie B. d) genético tanto para a planta da espécie A quanto para aquela da espécie B. e) genético e ambiental para as plantas de ambas as espécies, sem que haja predomínio de um desses componentes. 6. (UNESP 2009) Suponha que em determinado lugar haja oito casais de pássaros e apenas quatro pares deles procriem, por ano, produzindo somente quatro descendentes, e que estes continuem procriando a sua prole na mesma proporção; então, ao final de sete anos (uma vida curta, excluindo mortes violentas, para qualquer pássaro) haverá 2048 pássaros ao invés dos dezesseis originais. Como este aumento é quase impossível, devemos concluir que ou esses pássaros não criam nem metade da sua prole, ou a média de vida de um pássaro não chega, devido a acidentes, a sete anos. Ambas as formas de controle provavelmente ocorrem. Esse texto está nas páginas iniciais do manuscrito de Charles Darwin, A Respeito da Variação de Seres Orgânicos na Natureza, lido em reunião da Sociedade Lineana, em Londres, no dia 1º de julho de 1858. No texto, Darwin utiliza-se da hipótese de: a) Malthus sobre a velocidade de crescimento das populações, e demonstra que essa hipótese está errada, pois nas populações de animais silvestres a seleção natural impede o crescimento populacional. b) Malthus sobre a velocidade de crescimento das populações, e conclui que a tendência ao crescimento exponencial das populações não se aplica às populações de animais silvestres. c) Malthus sobre a velocidade de crescimento das populações e conclui que, apesar da tendência ao crescimento exponencial, fatores que causam a morte de filhotes e adultos controlam o crescimento populacional. d) Hardy e Weinberg, segundo a qual o tamanho da população mantém-se constante ao longo das gerações, uma vez que é controlado por fatores como a morte acidental ou não sobrevivência da prole. e) Hardy e Weinberg, segundo a qual, na ausência de fatores como seleção e mutação, a população manter- se-á em equilíbrio, uma vez que a taxa de natalidade será igual à de mortalidade. 7. (UFPI 2009) A evolução biológica consiste em modificações da composição genética de uma população ao longo do tempo. Os fatores evolutivos, tais como: mutações, fluxo gênico, deriva genética, cruzamento preferencial e seleção natural, modificam as frequências alélicas e genotípicas em uma população. Analise as proposições sobre as mudanças na estrutura genética de populações e marque a alternativa que está totalmente correta. a) As taxas de mutações são geralmente bastante baixas e são tão lentas que a mutação, sozinha, não pode responder pelas rápidas mudanças genéticas das populações e espécies. As taxas de mutações espontâneas são baixas, e, mesmo que fossem duplicadas, por ação de mutágenos, ainda seriam baixas, e, em populações bastante grandes, seus efeitos são tão pequenos, que podem ser ignorados. b) A migração, mesmo sem cruzamentos, pode ocasionar o fluxo gênico e acrescentar novos alelos ao pool genético da população a ponto de modificar as frequências de alelos já presentes, caso venham de populações com frequências alélicas diferentes. Entretanto, a taxa de migração, assim como a de mutação, é sempre pequena e não altera as características genéticas da população receptora. c) A deriva genética só provoca grandes modificações e só compete com a seleção natural em populações grandes, pois, em populações pequenas, seus efeitos são minimizados pelo fato de que esse processo ocorre em poucos loci das populações e não influi na direção da mudança das frequências alélicas, mesmo na presença de outro fator evolutivo. Por causa da ação da deriva genética, alelos deletérios têm sua frequência diminuída e alelos vantajosos, em frequências altas, podem ser perdidos. d) Os cruzamentos, no equilíbrio de Hardy-Weinberg, não podem acontecer ao acaso, e as frequências dos genótipos homo e heterozigotos são alteradas pela seleção natural, logo ocorrem mudanças na estrutura genética de uma geração para outra. e) A seleção natural é o único fator evolutivo que adapta as populações aos seus ambientes e atua sempre mantendo constantes as frequências alélicas ao longo do tempo. Como resultado, a seleção natural tende a diminuir a variação genética da população. 8. (UNIRIO 2009) A característica de ter covinha nas bochechas é determinada por um par de gens, seguindo a primeira lei mendeliana. Imagine que, numa população de 500 indivíduos, 84% daspessoas possuem covinhas (CC e Cc). Admitindo que essa população esteja em equilíbrio de Hardy- Weinberg, determine, respectivamente, qual é a frequência do gen “c” e qual é o número esperado de heterozigotos nessa população. a) 0,4 – 420 indivíduos. b) 0,16 – 180 indivíduos. c) 0,6 – 240 indivíduos. d) 0,4 – 240 indivíduos. e) 0,6 – 180 indivíduos. 9. (UFPI 2009) Duas populações diferentes de borboletas, em equilíbrio de Hardy-Weinberg, contam, cada uma, com 400 indivíduos diploides. A população 1 é constituída principalmente de indivíduos homozigotos (180 AA, 80 Aa e 140 aa) e a população 2 é composta majoritariamente de indivíduos heterozigotos (90 AA, 260 Aa e 50 aa). Analise o que se declara a respeito dessas populações nas afirmativas a seguir e assinale V, para as verdadeiras, ou F, para as falsas: ( ) O pool genético e as frequências alélicas são iguais para ambas as populações, mas os alelos estão distribuídos de forma diferente entre genótipos homo e heterozigotos. ( ) As frequências genotípicas, na população 1, para os genótipos AA, Aa e aa, são respectivamente, 0,45; 0,2 e 0,35. Na população 2, as frequências genotípicas são de 0,22 AA; 0,65 Aa e 0,12 aa. ( ) O pool genético e as frequências alélicas são diferentes para ambas as populações, mas os alelos estão distribuídos de forma igual entre genótipos homo e heterozigotos. ( ) A possibilidade de que dois gametas, carregando o alelo A, fertilizem-se é de 0,2025; e a probabilidade de fertilização, entre os gametas que carregam o alelo a, é de 0,3025. 10. (UFRJ 2007) O valor adaptativo de um indivíduo varia entre 0 e 1,0. Os valores extremos 0 e 1,0 indicam, respectivamente, indivíduos eliminados pela seleção natural sem deixar descendentes e indivíduos que contribuem com o maior número de descendentes para a geração seguinte. Medições do valor adaptativo de indivíduos portadores de seis genótipos, em duas populações diferentes, revelaram os seguintes resultados: Dos genes "A2" e "B2", qual deveria apresentar maior frequência? Justifique sua resposta. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 11. (UFPR 2007) Em mexilhões, as cores externas das conchas são determinadas por dois alelos de um gene, sendo a cor azulada determinada por um alelo recessivo e a cor castanha, por um dominante. Em uma população de cem animais, foram encontrados 16 azuis. Com relação a essa população, considere as seguintes afirmativas: 1. Ela não pode estar em equilíbrio de Hardy- Weinberg. 2. Se houver 48 heterozigotos, ela estará em equilíbrio de Hardy-Weinberg. 3. Se houver 30 heterozigotos, é possível que a seleção natural seja a causa do aumento do número de heterozigotos. 4. A endogamia pode ser a causa do desvio em relação ao equilíbrio de Hardy-Weinberg, se houver 76 animais castanhos. Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira. b) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras. c) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. d) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras. e) Somente as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras. 12. (FGV 2006) É sabido que a leitura dos trabalhos de Thomas Malthus sobre o crescimento das populações humanas influenciou Charles Darwin quando este propôs os mecanismos da evolução biológica. Contudo, alguns historiadores admitem que também as teorias econômicas de Adam Smith poderiam ter influenciado Darwin em alguns aspectos da Teoria da Evolução. No livro "A Riqueza das Nações", de 1776, Smith propõe que os indivíduos, seguindo seus interesses particulares, promoviam, no conjunto, a ordem e o progresso da nação. Por analogia, pode-se dizer que o proposto por Adam Smith se assemelha em mecanismo e resultados: a) à seleção natural. b) à convergência adaptativa. c) à irradiação adaptativa. d) à origem de novas espécies. e) ao equilíbrio de Hardy-Weinberg. 13. (UFSC 2004) Os fatores evolutivos são aqueles que levam ao desequilíbrio das frequências gênicas das populações. Com relação a esse assunto é CORRETO afirmar que: 01) Alterações destas frequências, devidas a fatores casuais, são mais sentidas em populações pequenas, sendo este fenômeno conhecido como oscilação ou deriva genética. 02) A migração, entrada e/ou saída de genes das populações, é um destes fatores evolutivos. 04) A mutação gênica, apesar de ocorrer em frequências normalmente muito baixas, é um fator gerador de variabilidade genética. 08) A seleção natural é um importante fator evolutivo, responsável pela adaptação dos tipos fenotípicos às condições a que eles são expostos, eliminando os tipos mal adaptados. 16) Ao contrário da deriva genética, fator em que não se consegue prever a direção das alterações nas frequências gênicas, a migração, a seleção natural e a mutação são fatores cujos resultados são previsíveis. 32) Caso as mutações deixem de ocorrer nas populações, o processo evolutivo ficará estagnado, podendo, no máximo, haver a extinção de espécies já existentes. 14. (UFRGS 2004) Leia o texto abaixo. Várias pesquisas de caráter genético estão sendo realizadas com o objetivo de estabelecer as rotas de migração das primeiras populações humanas que deixaram a África. Em uma delas, foram comparadas sequências de DNA de 1.056 voluntários de 52 regiões do planeta. Os resultados revelaram diferenças muito pequenas entre elas. A conclusão é que a humanidade descende de uma população reduzida, composta por não mais de 2.000 indivíduos que viveram na África há 70.000 anos. Os cientistas acreditam que deve ter ocorrido algum tipo de catástrofe ecológica que, por pouco, não causou a extinção da espécie. Adaptado de: "Veja", 18 jun. 2003. O processo evolutivo ilustrado no texto, que atua quando uma população é quase extinta, resultando numa redução da variação genética nos descendentes, é designado: a) deriva genética. b) mutação. c) seleção natural. d) migração. e) recombinação. 15. (UERJ 2004) Segundo o Teorema de Hardy Weinberg, uma população ideal deve atingir o equilíbrio, ou estado estático, sem grandes alterações de seu reservatório genético. Em uma das ilhas do arquipelago de Galápagos, uma das condições estabelecidas por Hardy e Weinberg para populações ideais foi seriamente afetada por uma erupção vulcânica ocorrida há cerca de cem mil anos. Esta erupção teria diminuído drasticamente a população de jabutis gigantes da ilha. a) Cite duas das condições propostas por Hardy e Weinberg para que o equilíbrio possa ser atingido. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ b) Defina o conceito de evolução em função da frequência dos genes de uma população e indique de que forma a diminuição da população afetou a evolução dos jabutis gigantes. _____________________________________________ __________________________________________________________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 16. (UEM 2004) Uma população de roedor está sendo estudada quanto ao equilíbrio de Hardy- Weinberg para uma característica determinada por um locus autossômico. O alelo dominante A condiciona o fenótipo D e ocorre com a frequência p. O alelo recessivo a é responsável pelo fenótipo R e tem frequência q. Então, para essa característica, assinale o que for correto. 01) A população está em equilíbrio se estiver ocorrendo seleção natural há, pelo menos, uma geração. 02) No equilíbrio, os genótipos AA, Aa e aa são encontrados com as frequências p2, 2pq e q2, respectivamente. 04) Em uma amostra de 1000 indivíduos de uma população em equilíbrio, com p=0,6, são esperados 160 indivíduos com o fenótipo R. 08) Com informações sobre os valores das frequências gênicas, p e q, e das frequências fenotípicas, é possível determinar se a população está ou não em equilíbrio. 16) O conhecimento das frequências genotípicas é suficiente para se determinar a condição da população quanto ao equilíbrio. 32) Quando todas as frequências genotípicas são iguais, a população não está em equilíbrio. 64) A população está em equilíbrio apenas quando 75% dos indivíduos apresentam o fenótipo D e 25% apresentam o fenótipo R. 17. (UNESP 2003) No estudo da genética de populações, utiliza-se a fórmula p2 + 2pq + q2 = 1, na qual p indica a frequência do alelo dominante e q indica a frequência do alelo recessivo. Em uma população em equilíbrio de Hardy-Weinberg espera- se que: a) o genótipo homozigoto dominante tenha frequência p2=0,25, o genótipo heterozigoto tenha frequência 2pq=0,5 e o genótipo homozigoto recessivo tenha frequência q2=0,25. b) haja manutenção do tamanho da população ao longo das gerações. c) os alelos que expressam fenótipos mais adaptativos sejam favorecidos por seleção natural. d) a somatória da frequência dos diferentes alelos, ou dos diferentes genótipos, seja igual a 1. e) ocorra manutenção das mesmas frequências genotípicas ao longo das gerações. 18. (PUCRS 2003) Para responder à questão, considere a informação a seguir. Um levantamento nos prontuários médicos de um importante hospital brasileiro identificou o grupo sanguíneo MN de 10.000 indivíduos revelando os dados apresentados no quadro abaixo. A análise da população estudada concluiu que a mesma se encontra em equilíbrio de Hardy-Weinberg. Nesta população, as frequências dos alelos M e N são, respectivamente, a) 0,16 e 0,84. b) 0,24 e 0,48. c) 0,36 e 0,16. d) 0,48 e 0,24. e) 0,60 e 0,40. 19. (UFES 2002) Um par de genes determina resistência a um fungo que ataca a cana-de-açúcar e os indivíduos suscetíveis (aa) apresentam frequência de 0,25. Em uma população que está em equilíbrio de Hardy-Weinberg, a frequência de heterozigotos será: a) 15% b) 25% c) 50% d) 75% e) 100% 20. (UNIRIO 2002) Uma característica fenotípica de uma população, como a cor amarela, é determinada por um gene dominante. Esse gene tem um alelo que não produz essa característica. Um estudo dessa população determinou que a frequência do fenótipo amarelo era de 50% e NÃO SE SABE se essa população está em equilíbrio de Hardy- Weinberg. Com base nessas informações, não é possível saber a frequência do gene para cor amarela. Explique. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 21. (UFRJ 2001) Dois 'loci' de uma população, cada um com dois gens alelos, sofrem a ação da seleção natural por muitas gerações, como é mostrado nas tabelas abaixo. O coeficiente de seleção (S) indica os valores com que a seleção natural atua contra o genótipo. O valor adaptativo (W) representa os valores com que a seleção natural favorece o genótipo. Note que (W+S)=1. Qual dos gens, A2 ou B2, apresentará a maior frequência na população? Explique. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 22. (FUVEST 2001) Um determinado gene de herança autossômica recessiva causa a morte das pessoas homozigóticas aa ainda na infância. As pessoas heterozigóticas Aa são resistentes a uma doença infecciosa causada por um protozoário, a qual é letal para as pessoas homozigóticas AA. Considere regiões geográficas em que a doença infecciosa é endêmica e regiões livres dessa infecção. Espera-se encontrar diferença na frequência de nascimento de crianças aa entre essas regiões? Por quê? _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 23. (UFC 2001) Descobertas recentes na medicina e na saúde pública, se aplicadas consistentemente, terão algum impacto no curso da evolução humana. Qualquer resistência às doenças infecciosas (de caráter hereditário), como o sarampo e a difteria, conferiria vantagem seletiva a uma família. Assinale a alternativa que mostra, corretamente, os efeitos da imunização em massa sobre a frequência da resistência ou susceptibilidade inata às doenças. a) A frequência dos alelos que conferem resistência inata às doenças seria aumentada. b) Os genótipos que produzem pouca ou nenhuma resistência se tornariam comuns. c) A longo prazo, mais pessoas se tornariam independentes de procedimentos médicos. d) A longo prazo, haveria adaptação genética a resistência a muitas doenças. e) Não haveria alteração alguma na frequência desses alelos. 24. (UFG 2001) Com base na análise dos gráficos a seguir, julgue as afirmativas. Sônia Lopes. "Bio: genética, evolução", ecologia, São Paulo: Saraiva, 1997. ( ) A seleção forte restringe a variabilidade genética e elimina os fenótipos desviantes. ( ) A seleção fraca atua permanentemente sobre todas as populações, mesmo em ambientes estáveis e constantes. ( ) A ação da seleção forte consiste em excluir genótipos menos adaptados a uma determinada condição ecológica. ( ) A seleção fraca atua da seguinte forma: evita a eliminação de determinados genes em uma população constante e estável. 25. (UFF 2001) Determinadas plantas para se protegerem de predadores produzem inibidoresde proteases que dificultam a digestão de proteínas pelos insetos. Por outro lado, alguns insetos desenvolvem a capacidade de sintetizar enzimas digestivas resistentes à ação desses inibidores. O processo evolutivo dos insetos que desenvolveram a capacidade referida acima é mais bem explicado pela: a) Teoria da Oscilação Gênica b) Teoria de Darwin c) Teoria de Malthus d) Teoria de Lamarck e) Teoria de Hardy-Weinberg 26. (UFPI 2001) Em 1908, os cientistas Hardy e Weinberg formularam um teorema cuja importância está no fato dele estabelecer um modelo para o comportamento dos genes nas populações naturais. Se os valores das frequências gênicas de uma população, observada ao longo de gerações, forem significativamente diferentes dos valores esperados através da aplicação do teorema, pode-se concluir corretamente que: a) a população estudada é infinitamente grande, inviabilizando a aplicação do teorema. b) não houve a atuação dos fatores evolutivos sobre a população. c) a população encontra-se em equilíbrio genético. d) a população está evoluindo, uma vez que as frequências gênicas foram alteradas. e) os cruzamentos nessa população ocorrem ao acaso. 27. (UFU 2001) De acordo com a Teoria de Hardy- Weimberg, em uma população em equilíbrio genético as frequências gênicas e genotípicas permanecem constantes ao longo das gerações. Para tanto, é necessário que a) a população seria infinitamente grande, os cruzamentos ocorram ao acaso e esteja isenta de fatores evolutivos, tais como mutação, seleção natural e migrações. b) o tamanho da população seja reduzido, os cruzamentos ocorram ao acaso e esteja sujeita a fatores evolutivos, tais como mutação, seleção natural e migrações. c) a população seria infinitamente grande, os cruzamentos ocorram de modo preferencial e esteja isenta de fatores evolutivos, tais como mutação, seleção natural e migrações. d) a população seja de tamanho reduzido, os cruzamentos ocorram de modo preferencial e esteja sujeita a fatores evolutivos, tais como mutação, seleção natural e migrações. 28. (PUCRJ 2000) Leia as afirmativas abaixo, com relação à evolução dos seres vivos. I - O mecanismo da evolução caracteriza-se basicamente por uma mudança na frequência de certos genes na população, causada por mutação, seleção natural, isolamento geográfico e reprodutivo ou deriva genética. II - Quando através do isolamento geográfico, uma população se torna diferente da população original e atinge um isolamento reprodutivo, dizemos que surgiu uma nova espécie. III - A mutação é uma alteração na sequência de bases do DNA, podendo ser espontânea ou provocada por agentes ambientais. Somente as mutações que ocorrem nas células reprodutoras têm importância evolutiva. IV - Segundo Darwin, através da seleção natural, as espécies serão representadas por indivíduos cada vez mais adaptados ao ambiente em que vivem. Dessas afirmativas, admitem-se como verdadeiras as indicadas na opção: a) Afirmativas I, II, III e IV b) Apenas I, II e IV c) Apenas II e III d) Apenas I, II e III e) Apenas I, III e IV. 29. (UFPR 2000) Nos estudos antropogenéticos que vêm sendo realizados por Petzl-Erler, do Departamento de Genética da UFPR, e colaboradores, em populações indígenas Caingangue e Guarani, tem-se observado a predominância da ENDOGAMIA nesses grupos ameríndios do sul do Brasil. Além disso, certos genes investigados apresentam um POLIMORFISMO discreto (apenas três alelos), talvez consequência de um ou mais fatores, como baixo grau de miscigenação, pequena população fundadora, DERIVA GENÉTICA ou alguma VANTAGEM SELETIVA dos alelos presentes nas populações consideradas. (Entende-se por população fundadora aquela que origina uma nova população e que, por ser geralmente pequena, tem sua variabilidade genética diminuída.) Com relação aos termos destacados no texto acima, é correto afirmar: 01) Endogamia é uma situação em que os casamentos acontecem entre indivíduos consanguíneos ou geneticamente aparentados. 02) A consequência biológica dos casamentos endogâmicos é o aumento na proporção de genótipos e caracteres heterozigóticos na descendência. 04) Entende-se por polimorfismo a ocorrência de fenótipos distintos numa população intercruzante, resultado de alelos diferentes cuja frequência nunca ultrapassa 99%. 08) A deriva genética reduz a variabilidade genética nas pequenas populações, devido a flutuações aleatórias na frequência de alelos, independentemente de seu valor adaptativo. 16) A seleção natural tende a não manter os alelos que conferem melhor adaptação ao meio. 30. (UEL 2000) Tamanho ...(I)..., cruzamentos ...(2)... e fatores evolutivos ...(3)... são condições para que, numa população, as frequências gênicas e genotípicas se mantenham constantes ao longo das gerações, de acordo com Hardy e Weinberg. Preenchem correta e respectivamente as lacunas (1), (2) e (3): a) Infinitamente grande, ao acaso, atuantes b) Infinitamente grande, direcionados, atuantes c) Infinitamente grande, ao acaso, ausentes d) Pequena, direcionados, ausentes e) Pequena, ao acaso, atuantes 31. (UNB 2000) Em uma população, um determinado gene apresenta-se em duas formas, a dominante e a recessiva, sendo 36% dos indivíduos recessivos. Considerando que tal população se encontre em equilíbrio genético, podendo-se, portanto, aplicar o Princípio de Hardy-Weimberg, calcule, EM PORCENTAGEM, a frequência do referido gene na população. Despreze a parte fracionária de seu resultado, caso exista. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 32. (UFAL 2000) Na espécie humana, o albinismo é determinado por um alelo autossômico recessivo. Se em uma dada população em equilíbrio de Hardy- Weinberg 9% dos indivíduos são albinos, a frequência esperada de heterozigotos normais é: a) 91 % b) 75% c) 49% d) 42% e) 21% TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: O texto que se segue foi extraído de Xadrez, truco e outras guerras, de José Roberto Torero. Servimo- nos de algumas de suas estruturas para introduzir a(s) questão(ões) seguintes. "Os abutres, sábios animais que se alimentavam do mais farto dos pastos, já começavam a sobrevoar a ala dos estropiados quando o General mandou que acampassem. Naquela tarde assaram trinta bois, quantidade ínfima para abastecer os homens que ainda sobravam... O plano dos comandantes era assaltar fazendas da região e tomar-lhes o gado... À noite a ração foi ainda mais escassa, e, para enganar a fome, fizeram-se fogueiras para assar as últimas batatas e umas poucas raízes colhidas pelo caminho. Como o frio também aumentava, surgiu um impasse: quem ficaria perto do fogo: os coléricos, que logo morreriam, ou os sãos, que precisavam recuperar as forças para a luta?" TORERO, J. Roberto. Xadrez, truco e outras guerras 33. (UFG 2000) "O plano dos comandantes era assaltar fazendas da região e tomar-lhes o gado (...)" Em algumas fazendas são introduzidas novas espécies, sem uma avaliação da capacidade adaptativa da espécie ao local. a) Cite e explique 3 consequências positivas da introdução de novas espécies num determinado ambiente. __________________________________________________________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ b) Explique a relação existente entre desequilíbrios ambientais e mutação. Exemplifique. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 34. (UNB 1999) Nos últimos anos, os Bálcãs têm sido agitados por uma série de conflitos étnicos, dos quais o mais recente foi a guerra no Kosovo. Os conflitos chamam a atenção, entre tantos outros aspectos, para a questão das etnias humanas, Julgue os itens a seguir, relacionados a conceitos de evolução e genética de populações. (1) Antes dos atuais conflitos, na década de 80, a distribuição de genes na população da Iugoslávia seguia o equilíbrio de Hardy-Weinberg. (2) Além do isolamento geográfico, aspectos culturais como os costumes e a religião influem na evolução das etnias humanas. (3) Os Bálcãs exemplificam bem que a migração aumenta a variabilidade genética. (4) É provável que a frequência de heterozigose seja semelhante na população brasileira e na população sérvia. ( ) I, II, III e IV. ( ) I, III, IV e II. ( ) IV, III, II e I. ( ) II, IV, I e III. ( ) II, III, I e IV. 35. (UFRJ 1999) Uma população vegetal que NÃO está em equilíbrio de Hardy-Weinberg, é composta por 500 indivíduos. Desses, 420 são de flores vermelhas (fenótipo dominante) e 80 são de flores brancas (fenótipo recessivo). Dos 420 indivíduos de flores vermelhas, 380 são homozigóticos (VV) e 40 são heterozigóticos (Vv). Determine a frequência dos genes V e a frequência dos genes v nessa população. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ Gabarito 1:F - F - F - F - V. Em populações geneticamente equilibradas, as frequências gênicas e genotípicas permanecem constantes ao longo das gerações, devido à ausência estatística de fatores evolutivos, tais como mutação, seleção natural, migração e derivação genética. 2:[D] 450 correspondem a 9% de 5000, portanto q2 = 9/100, temos q = 3/10 (recessivo) e P = 7/10 (dominante). 2pq = 2.(3/10).(7/10) = 42/100. Logo, 42% de 5000 = 2100. 3:Alelos: A e a. f(a) 0,4 f(A) 1 0,4 0,6 f(Aa) 2 0,6 0,4 0,48 48% = = − = = × × = = 4: a) 2q 1 2.500,= assim q 1 50.= Sendo p q 1 p 1 50 49 50+ = ∴ + = ( )2p 49 50 2= ou 2p 2.401 2.500= Resposta: A probabilidade é de 2.401 2.500 b) 2pq 2 49 50 1 50 98 2.500× × = Resposta: 98 2.500 C) 1 2 98 2.500 1 2 98 10.000× × = Resposta: 98 10.000 5:[D] Os resultados do experimento demonstram que mesmo plantadas em condições iguais de altitude, plantas da espécie A e da espécie B mantêm seus fenótipos (produtividade) originais, mostrando que o componente genético determina seus fenótipos. 6: [C] No texto de Darwin, percebe-se a hipótese de que existem fatores naturais que evitam o crescimento exponencial das populações de seres vivos. Esses fatores fundamentam a teoria da evolução por seleção de variação favoráveis. 7: [A] A variabilidade genética observada em populações naturais é resultante de mutações espontâneas e casuais e de processos de recombinação gênica; tais como o crossing over, a segregação independente, a fecundação de gametas recombinados e as migrações. 8: [D] f(cc) 100 84 16% 0,16 f(c) 0,16 0,4 f(C) 1 0,4 0,6 f(Cc) 2 0,6 0,4 0,48 48NºCc 500 240 100 f(c) 0,4 e NºCc 240 = − = = = = = − = = ⋅ ⋅ = = ⋅ = = = 9: V – V – F – F. O pool genético e as frequências alélicas são iguais para as duas populações. A possibilidade de ocorrência da fecundação de dois gametas carregando o alelo A é igual a 0,3025 e a probabilidade da formação de um zigoto aa é igual a 0,2025. 10: O gene B2 da população 2. O gene B2 fica protegido da seleção nos heterozigotos e, por isso, sua frequência é maior que zero. Na população 1, todos os genes A1 são eliminados a cada geração, logo sua frequência será zero. 11: [D] 12: [A] 13: 01 + 02 + 04 + 08 + 16 + 32 = 63 14: [A] 15:a) Duas dentre as condições: - não-ocorrência de migrações - não-ocorrência de mutações que introduzam novos genes - probabilidades iguais na escolha dos parceiros no processo de reprodução sexuada - número de indivíduos grande o suficiente para que eventos aleatórios não afetem as proporções estatísticas - não-sujeição dos genes alelos à seleção natural, tendo todos os indivíduos a mesma possibilidade de sobrevivência b) Alteração progressiva das frequências gênicas em uma população. A população de jabutis ficou mais sujeita a variações gênicas aleatórias (deriva genética). 16: 54 17: [E] 18: [E] 19: [C] 20: O fenótipo cor amarela engloba os genótipo AA e Aa. Se a população estiver em equilíbrio podemos assumir que AA = p2, mas se a população não estiver em equilíbrio não se pode assumir essa igualdade, e como não conhecemos a proporção de indivíduos Aa, não se pode saber a frequência do gene A. 21: O gene A2, pois é um letal recessivo, ficando protegido da seleção natural quando em heterozigose, enquanto o gene B2 e um letal dominante, sendo eliminado mesmo em dose simples. 22: A frequência de nascimentos de crianças aa será maior nas regiões em que a doença é endêmica. Nessas regiões haverá uma maior taxa de indivíduos heterozigotos, selecionados favoravelmente em relação aos indivíduos AA, pela presença do protozoário patogênico. Cruzamentos subsequentes entre heterozigotos produzirão maior taxa de indivíduos aa. 23: [B] 24: V V V V 25: [B] 26: [D] 27: [A] 28: [B] 29: 01 + 04 + 08 = 13 30: [C] 31: f(A) = 40% f (a) = 60% 32:[D] 33:a) A espécie introduzida e adaptada ao novo ambiente ocupará determinado nicho ecológico. Se predador, atuará no controle do número de presas. Sendo presa, pode alimentar um número maior de predadores. Caso seja um produtor, poderá servir de alimento aos consumidores primários. b) Desequilíbrios ambientais podem favorecer o aumento de variações produzidas casualmente por mutações. Exemplo: mariposas melânicas adaptadas emregiões cujas árvores acham-se cobertas pela fuligem produzida pela atividade industrial. 34: F V F F 35: Nessa população temos 500 indivíduos e, consequentemente, 1.000 genes (2 genes para cada indivíduo). A quantidade de genes v é 80×2=160 nos indivíduos vv e 40×1=40 nos indivíduos Vv. O total de genes v é, portanto, de 160+40=200. Como, no total, há 1.000 genes, a frequência de v é de 20%. A frequência de genes V é, então, de 80%.