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Lista de Exercícios – Biologia Origem da vida e evolução RESUMO______________________________________________________________________ Origem da vida Estudos e dúvidas de como surgiu a vida na Terra são feitos até hoje. Durante muitos anos, a justificativa para o aparecimento dos seres vivos foi pela geração espontânea, a partir da abiogênese. Na abiogênese os seres vivos surgem a partir da matéria bruta (material não vivo). Jan Baptista van Helmont foi um pesquisador que defendia a abiogênese, seguindo a teoria de Aristóteles de que a matéria bruta apresentava um “princípio ativo” que poderia dar origem aos seres vivos. Uma das explicações para corroborar a abiogênese era colocar roupas sujas e trigo. Em alguns dias, essa combinação fazia surgir, por geração espontânea, ratos. Na verdade, sabemos que a camiseta suja serve de proteção e o trigo de alimento, fazendo com que ratos já nascidos que passavam pelo local ficassem ali se alimentando. Porém, com o avanço científico e surgimento de novas tecnologias, puderam-se realizar novos experimentos que forneceram evidências de que seres vivos só surgem pela reprodução de seres de sua própria espécie, ou seja, pela biogênese. Diversos pesquisadores realizaram experimentos e tiveram dificuldades para ter suas ideias aceitas na sociedade, porém no final a metodologia científica se provou válida e a biogênese passou a ser reconhecida como verdadeira. Dentre os principais pesquisadores, podemos citar Francesco Redi, entre os primeiros cientistas a tentar derrubar a abiogênese, e Louis Pasteur, que comprovou de vez a biogênese. • Experimento de Redi: Francesco Redi foi um dos primeiros a realizar experimentos para questionar a geração espontânea. Ele fez um experimento simples: colocou um pedaço de carne dentro diferentes frascos, abertos, fechados ou com uma gaze (como uma tela). O pote aberto e o com gaze atraíam moscas, porém o fechado não. No pote aberto nasceram larvas de moscas, porém o fechado e o com gaze não apresentaram larvas de moscas na carne. Isso provou que não é da carne que surgem larvas, mas sim dos ovos que as moscas colocam na carne. Quando as moscas não chegam na carne, ela não apresenta larvas. Esquema do experimentode Redi. A carne não é uma matéria que da origem à novas formas de vida, mas sim um meio ideal para alimentação de moscas adultas e para o desenvolvimento das larvas. Como a ideia da abiogênese era bastante difundida, foi difícil para as pessoas da época aceitarem a biogênese. Com o surgimento do microscópio, surgiu a dificuldade de explicar de onde os microorganismos apareciam, e a abiogênese voltou a se fortalecer. Um dos responsáveis por esse retorno da abiogênese foi John Needham. • Experimento de Needham: John Needham fez experimentos utilizando um líquido com nutrientes (chamado de caldo nutritivo). Ele pegou frascos abertos e fechados e aqueceu os potes. Depois de um tempo, ambos os potes estavam contaminados com microorganismos. Projeto Aprovação ENEM e Vestibulares & Clique Vestibular - Unidos pela Educação ● @pa_enem ● cliquevestibular.com.br ● Lista de Exercícios – Biologia Origem da vida e evolução Needham disse que aquecer o caldo já seria suficiente para matar os seres vivos no frasco, então a matéria bruta, junto com nutrientes, podem apresentar uma “força vital” e originar a vida por abiogênese. Esquema do experimento de Needham. No último momento, os dois frascos apresentavam o caldo nutritivo opaco pela presença dos microorganismos. O pesquisador Lazzaro Spallanzani percebeu alguns erros no experimento de Needham, afinal ele tinha apenas aquecido o caldo nutritivo, e não fervido ele. Para Spallanzani, surgiam microorganismos nos dois frascos por Needham não havia tido cuidado para esterelizar o material corretamente. • Experimento de Spallanzani: Lazzaro Spallanzani refez o experimento de Needham com algumas alterações: ao invés de apenas aquecer o caldo nutritivo, ele ferveu o líquido nos frascos, mantendo-os totalmente fechados durante todo o tempo. Depois disso, nenhum dos frascos apresentava desenvolvimento de microorganismos. Needham discutia dizendo que ao ferver o caldo nutritivo, Spallanzani havia destruido a “força vital” dos nutrientes. Esquema do experimento de Spallanzani, onde após a fervura do caldo, não se desenvolviam microorganismos. Apesar do experimento de Spallanzani ter corroborado a biogênese, a discussão dele com Needham gerava dúvidas entre outros cientistas, e junto com o conhecimento científico da época, a abiogênese se manteve como verdade. Apenas quando Louis Pasteur realizou seu experimento a biogênese passou a ser aceita como verdade. • Experimento de Pasteur: Louis Pasteur fez o experimento do pescoço de cisne para dar mais força a hipótese da biogênese, visto que alguns outros pesquisadores ainda acreditavam na abiogênese. Um exemplo foi Félix Archimède Pouchet, um biólogo francês que discutia frequentemente a favor da abiogênese, e chegou a ter desentendimentos com Pasteur e seu trabalho. Para provar de vez a biogênese, Pasteur colocou dentro de um frasco contorcido um caldo nutritivo e depois o ferveu, com objetivo de eliminar os microrganismos. Projeto Aprovação ENEM e Vestibulares & Clique Vestibular - Unidos pela Educação ● @pa_enem ● cliquevestibular.com.br ● Lista de Exercícios – Biologia Origem da vida e evolução Esquema e etapas do experimento de Pasteur, que antes de qualquer etapa fervia o caldo nutritivo para estereliza-lo. No primeiro caso, vemos que, se não tiver contato com o ambiente externo, não há aparecimento de bactérias, já que os microorganismos estão presos na parte curva do vidro. Quando se quebra o vidro há contato dos microorganismos com o caldo. O frasco apresentava uma torção que impedia que microrganismos caíssem no caldo. Após a fervura, não havia contaminação do caldo com o pescoço de cisne íntegro. Porém caso fosse quebrado havia contaminação e proliferação dos microrganismos. Isso prova que os seres são oriundos de outros seres pré-existentes, refutando a ideia de que haveria uma “força vital” no ar e reforçando a hipótese da biogênese. Após entender que a vida surge a partir de outros seres vivos, através da reprodução, começaram as hipóteses e experimentos para tentar explicar como haveria surgido o primeiro ser vivo. Hipótese heterotrófica Pela hipótese heterotrófica, os primeiros seres vivos seriam muito simples e não possuíam a capacidade de produzir seu alimento, se alimentando de substâncias presentes no meio. Acredita-se que esses seres extraíam energia das moléculas orgânicas por meio de mecanismos mais simples que a fermentação, já que não havia oxigênio disponível na atmosfera. Oparin foi um dos principais pesquisadores a defender esta hipótese. • Hipótese de Oparin e Haldane: As condições atmosféricas da Terra eram diferentes das atuais. Aleksander Oparin, a partir dessas informações, hipotetizou que, com a variação de temperatura, condensação de água e as descargas elétricas presentes na atmosfera primitiva, formaram-se moléculas orgânicas como aminoácidos, que se uniam e formavam moléculas complexas, como as proteínas. A associação dessas proteínas com as moléculas de água formaram os coacervatos. Coacervatos são formados com aglomerações de aminoácidos e moléculas de água. Projeto Aprovação ENEM e Vestibulares & Clique Vestibular - Unidos pela Educação ● @pa_enem ● cliquevestibular.com.br ● Lista de Exercícios – Biologia Origem da vida e evolução Os coacervatos ficariam isolados do meio ambiente devido a uma película de água que se forma como uma membrana, protegendo as proteínas no seu interior. No momento em que os isolados moleculares adquiriram a capacidade de crescer e se reproduzir, houve a possibilidade de surgimento de um ser vivo. Este ser vivo seria unicelular procarionte, anaeróbico, heterotrófico e fermentador. Terra primitiva e moléculas presentes no ambiente. Após muitos anos, teriam se formados os coacervatos nos maresprimitivos. • Experimento de Miller e Urey: Estes experimentos foram feitos para corroborar a hipótese de Oparin, onde Miller criou um ambiente com gases semelhantes à Terra primitiva, e a partir de descargas elétricas, conseguiu formar aminoácidos. Hipótese Autotrófica Nesta hipótese, os primeiros seres vivos eram quimiolitoautotróficos (produziam seu alimento a partir da energia liberada por reações químicas com componentes da crosta terrestre). Esses seres podiam viver em fendas vulcânicas submersas, onde ocorria liberação de gás sulfídrico (H2S). A partir destes organismos houve a possibilidade de conquistar novos ambientes e teriam surgido os organismos fermentadores, depois os fotossintetizantes e por fim os aeróbicos (que utilizam o oxigênio). Um argumento a favor desta hipótese é a presença, atualmente, de arqueobactérias, que conseguem viver em fontes de água quente e ambiente bastante ácidos. • Panspermia: A teoria da panspermia diz que partículas essenciais para o surgimento da vida, ou mesmo microorganismos vivos teriam caído na Terra através de meteoros ou outros corpos celestes, e esses seres então colonizaram e deram origem à vida na Terra. Apesar de algumas evidências a favor do transporte de substâncias e compostos por meteoros, não há evidências de seres vivos sendo transportados. Além disso, esta teoria não responde como a vida se originou, apenas indica que a vida surgiu em outro lugar porém sem explicar como. Projeto Aprovação ENEM e Vestibulares & Clique Vestibular - Unidos pela Educação ● @pa_enem ● cliquevestibular.com.br ● Lista de Exercícios – Biologia Origem da vida e evolução Conceitos básicos em evolução Evolução é o processo através no qual ocorrem as mudanças ou transformações nos seres vivos ao longo do tempo, dando origem a espécies novas. A evolução é suportada por diferentes evidências, chamadas de evidências da evolução, que são como por exemplo: • Registo fóssil: Fósseis mostram que organismos que viveram no passado são diferentes de organismos atuais, indicando que houve uma mudança nos seres vivos ao longo do tempo, ou seja, houve evolução. • Bioquímica: Ao comparar características moleculares, podemos observar similaridades entre metabolismo, substâncias produzidas e sequências de DNA e bases nitrogenadas entre organismos. O DNA de humanos difere em apenas 1% do DNA de chimpanzé, indicando grande proximidade evolutiva. • Citologia: Todos os seres vivos apresentam células, e a similaridade entre elas nos diferentes grupos de seres vivos indica parentesco entre organismos. • Embriologia comparada: Ao observar características semelhantes ao longo do desenvolvimento dos organismos, podemos inferir que eles apresentam um ancestral em comum. • Órgãos vestigiais: São estruturas presentes nos ancestrais, porém não apresentam função nos organismos viventes autalmente. Características físicas também são importantes para o reconhecimento evolutivo. Os órgãos podem ser classificados em homólogos ou análogos, dependendo da sua relação evolutiva, como explicado a seguir. • Órgãos homólogos e Homologia: Estruturas em diferentes organismos apresentam a mesma origem embriológica, sendo que essas estruturas podem ter ou não a mesma função. As estruturas homólogas sugerem ancestralidade comum. Estruturas homólogas podem ou não apresentar a mesma função, porém todas apresentam mesma ancestralidade. No caso da imagem, todos os animais apresentam um ancestral mamífero. Projeto Aprovação ENEM e Vestibulares & Clique Vestibular - Unidos pela Educação ● @pa_enem ● cliquevestibular.com.br ● Lista de Exercícios – Biologia Origem da vida e evolução • Órgãos análogos e Analogia: Há semelhança morfológica entre estruturas, dada pela função e adaptação do organismo ao ambiente onde vive. Não apresentam mesma origem evolutiva. Estruturas análogas apresentam mesma função, porém origens evolutivas diferentes. Insetos são invertebrados artrópodes, enquanto aves são vertebrados, porém ambos possuem asas para voar. As características dos seres podem surgir de duas maneiras: por convergência evolutiva ou por irradiação araptativa. • Convergência evolutiva: Também chamada de convergência adaptativa. Espécies evolutivamente distintas apresentam características semelhantes. As características são selecionadas para a melhor sobrevivência no meio ambiente. Nestes casos, podem apresentar órgãos análogos. • Irradiação adaptativa: Também chamada de radiação adaptativa. Um mesmo ancestral em comum, ao longo do tempo evolutivo, sofreu com diferentes processos de especiação (formação de novas espécies). Esses processos usualmente envolvem a conquista de novos ambientes, e por conta disso acaba gerando descendentes com uma grande diversidade. Costumam apresentar órgãos homólogos. Teorias evolutivas Antes da Teoria da Evolução, acreditava-se no fixismo, onde todas as espécies surgiram no mundo da mesma forma como elas são hoje em dia, não sofrendo nenhuma modificação ao longo do tempo. Porém após estudos de classificação biológica e a descoberta de diversos tipos de fósseis e outras evidências da evolução fizeram com que os pesquisadores percebessem que a ideia do fixismo é inválida, e os seres vivos se modificam ao longo do tempo. Lamarckismo Jean-Baptiste Lamarck foi um dos primeiros cientistas a ir contra a ideia de fixismo, sendo muito importante para a ciência por introduzir a idéia da evolução como verdade. Porém a argumentação utilizada por ele era cientificamente incorreta. Dentre as hipóteses propostas no lamarckismo podemos citar: • Uso e desuso: o uso de determinadas partes do corpo do organismo faz com que elas se desenvolvam, e o desuso faz com que se atrofiem. Isso faz com que os organismos se modifiquem para se adaptar e sobreviver ao meio. Projeto Aprovação ENEM e Vestibulares & Clique Vestibular - Unidos pela Educação ● @pa_enem ● cliquevestibular.com.br ● Lista de Exercícios – Biologia Origem da vida e evolução • Transmissão dos caracteres adquiridos: alterações no corpo do organismo provocadas pelo uso ou desuso são transmitidas aos descendentes Exemplo do lamarckismo. Girafas que “usam” mais o pescoço, alongando-o, aumentam essa característica (uso e desuso). Como ela foi adquirida ao longo da vida, é transmitida ao longo das gerações (transmissão dos caracteres adquiridos). Darwinismo Charles Darwin que formulou a seleção natural em seu livro “A Origem das Espécies”, para explicar a evolução dos seres. Ele criou a teoria da seleção natural, que dizia que as características dos seres vivos são selecionadas pelo meio ambiente. Características favoráveis se mantém na população pois garantem a sobrevivência do indivíduo, fazendo com que ele consiga chegar a idade adulta e se reproduzir. Já características desfavoráveis são perdidas ao longo das gerações, normalmente por conta da não sobrevivência daqueles que as portam. Durante a mesma época da publicação de “A Origem das Espécies”, o cientista Alfred Russel Wallace também estava escrevendo um trabalho com a mesma teoria que Darwin, sobre a seleção de características pelo meio ambiente. Porém o trabalho de Darwin ganhou maior visibilidade. Apesar disso, podemos encontrar a seleção natural sendo chamada de Teoria de Darwin-Wallace. Exemplo da atuação da seleção natural sobre uma população de indivíduos com diferentes tons de cinza. Por conta da seleção, as cores mais escuras conseguem sobreviver e se reproduzir, deixando descententes. Neoarwinismo ou Teoria sintética da evolução Apesar de seu importante trabalho, Darwin não conseguiu explicar de onde as características surgiam e como elas eram transmitidas através das gerações. Para isso, formulou-se a teoria sintética da evolução, também conhecida como Neodarwinismo. Esta teoria inclui e relaciona a genética e a variabilidade com as características físicas observadas. Projeto Aprovação ENEM e Vestibulares & Clique Vestibular - Unidos pela Educação ● @pa_enem ● cliquevestibular.com.br ●Lista de Exercícios – Biologia Origem da vida e evolução • Fatores que aumentam a variabilidade: a mutação (alteração aleatória nas bases nitrogenadas do DNA) e o crossing-over (também conhecido como permutação, é a troca de partes dos cromossomos durante a meiose). • Fatores que diminuem a variabilidade: seleção natural e a deriva gênica (há morte aleatória de diferentes indivíduos em uma população, causando a perda destas características também). Ainda sobre evolução, é importante conhecer outros conceitos: • Seleção artificial: O ser humano que seleciona e reproduz organismos com as melhores características, ou com as características desejadas, mesmo que em um ambiente natual elas fossem negativas para sobrevivência. • Tipos de seleção natural: Direcional: Apenas uma das características extremas é selecionada positivamente; Disruptiva: Ambas as características extremas são selecionadas positivamente; Estabilizadora: Apenas a característica intermediária é selecionada positivamente. Exemplos gráficos dos tipos de seleção natural Projeto Aprovação ENEM e Vestibulares & Clique Vestibular - Unidos pela Educação ● @pa_enem ● cliquevestibular.com.br ● Lista de Exercícios – Biologia Origem da vida e evolução EXERCÍCIOS___________________________________________________________________ 1. Em certos locais, larvas de moscas, criadas em arroz cozido, são utilizadas como iscas para pesca. Alguns criadores, no entanto, acreditam que essas larvas surgem espontaneamente do arroz cozido, tal como preconizado pela teoria da geração espontânea. Essa teoria começou a ser refutada pelos cientistas ainda no século XVII, a partir dos estudos de Redi e Pasteur, que mostraram experimentalmente que a) seres vivos podem ser criados em laboratório. b) a vida se originou no planeta a partir de microrganismos. c) o ser vivo é oriundo da reprodução de outro ser vivo pré-existente. d) seres vermiformes e microrganismos são evolutivamente aparentados. e) vermes e microrganismos são gerados pela matéria existente nos cadáveres e nos caldos nutritivos, respectivamente. 2. Charles Darwin, além de postular que os organismos vivos evoluíam pela ação da seleção natural, também considerou a possibilidade de as primeiras formas de vida terem surgido em algum lago tépido do nosso Planeta. Entretanto, existem outras teorias que tentam explicar como e onde a vida surgiu. Uma delas, a panspermia, sustenta que: a) As primeiras formas de vida podem ter surgido nas regiões mais inóspitas da Terra, como as fontes hidrotermais do fundo dos oceanos. b) Compostos orgânicos simples, como os aminoácidos, podem ter sido produzidos de maneira abiótica em vários pontos do planeta Terra. c) Bactérias ancestrais podem ter surgido por toda a Terra, em função dos requisitos mínimos necessários para a sua formação e subsistência. d) A capacidade de replicação das primeiras moléculas orgânicas foi o que permitiu que elas se difundissem pelos oceanos primitivos da Terra. e) A vida se originou fora do Planeta Terra, tendo sido trazida por meteoritos, cometas ou então pela poeira espacial. Projeto Aprovação ENEM e Vestibulares & Clique Vestibular - Unidos pela Educação ● @pa_enem ● cliquevestibular.com.br ● Lista de Exercícios – Biologia Origem da vida e evolução 3. A determinação de um ambiente propício à origem da vida na Terra divide as opiniões dos cientistas. Uns defendem que o surgimento da vida teria ocorrido, por exemplo, na sopa primitiva dos oceanos, em superfícies de minerais de argila, ou então em sistemas hidrotermais, solos, atmosfera, lagos e ilhas vulcânicas. Vale a ressalva de que a presença de determinados compostos químicos em meteoritos aponta ainda uma contrariedade em relação à concepção de que o universo é pobre em matéria orgânica. (Adaptado de: FERREIRA, S; ALVES, M, I, C; SIMÕES, P. P . Ambientes e Vida na Terra – os primeiros 4.0 Ga. Estudos do Quaternário, 5, APEC, Porto, 2008, p. 99–116.) Com base no texto e nos conhecimentos sobre teorias da origem da vida, assinale a alternativa correta a) A teoria da geração espontânea, ou biogênese, por considerar a multiplicidade de formas de vida existente, defende a concepção atualmente aceita, segundo a qual seres vivos podem surgir por mecanismos que não sejam através da reprodução. b) Para a Panspermia, a vida na Terra é resultado de processos químicos em que compostos orgânicos se combinaram formando moléculas inorgânicas complexas, as quais deram origem aos seres vivos com capacidade de reprodução. c) Segundo a hipótese autotrófica, os primeiros seres vivos, por serem muito simples, não teriam mecanismos celulares desenvolvidos para capacitá-los a produzir substâncias alimentares, obrigando-os a utilizar as substâncias disponíveis no meio. d) É preconizado pela hipótese heterotrófica que a partir da energia consumida por reações químicas entre componentes orgânicos da crosta terrestre, os primeiros seres vivos produziam suas próprias substâncias alimentares. e) Para a hipótese autotrófica, com a formação da camada de ozônio na estratosfera, por consequência da presença do gás oxigênio na atmosfera terrestre, os seres vivos, antes restritos aos ambientes aquáticos, passaram a colonizar ambientes de terra firme. 4. As mudanças evolutivas dos organismos resultam de alguns processos comuns à maioria dos seres vivos. É um processo evolutivo comum a plantas e animais vertebrados: a) movimento de indivíduos ou de material genético entre populações, o que reduz a diversidade de genes e cromossomos. b) sobrevivência de indivíduos portadores de determinadas características genéticas em ambientes específicos. c) aparecimento, por geração espontânea, de novos indivíduos adaptados ao ambiente. d) aquisição de características genéticas transmitidas aos descendentes em resposta a mudanças ambientais. e) recombinação de genes presentes em cromossomos do mesmo tipo durante a fase da esporulação. 5. A partir da teoria da evolução, é aceito que os organismos são aparentados e descendem de um ancestral comum. Com relação às evidências da evolução, assinale o que for correto. a) Os órgãos de mesma origem embrionária e com semelhanças anatômicas são chamados de homólogos. b) As comparações de DNA entre as diferentes espécies não têm revelado grau de semelhança entre os genes e não podem ser utilizados em estudos evolutivos. c) Órgãos análogos são aqueles que têm a mesma origem embrionária e funções semelhantes. d) Os órgãos vestigiais não são utilizados nos estudos de evolução por, em nenhum momento, indicarem relações evolutivas. e) O braço humano, a nadadeira do golfinho e a asa de um inseto são estruturas homólogas. Projeto Aprovação ENEM e Vestibulares & Clique Vestibular - Unidos pela Educação ● @pa_enem ● cliquevestibular.com.br ● Lista de Exercícios – Biologia Origem da vida e evolução 6. Observe a figura abaixo: Sobre as estruturas locomotoras acima representadas, podemos afirmar que são: a) Homólogas, porque têm a mesma função e a mesma origem. b) Homólogas, porque têm a mesma função e origens diferentes. c) Análogas, porque têm a mesma função e a mesma origem. d) Análogas, porque têm a mesma função, mas possuem origens diferentes. e) Homólogas, porque têm funções diferentes, mas possuem a mesma origem. 7. As cobras estão entre os animais peçonhentos que mais causam acidentes no Brasil, principalmente na área rural. As cascavéis (Crotalus), apesar de extremamente venenosas, são cobras que, em relação a outras espécies, causam poucos acidentes a humanos. Isso se deve ao ruído de seu "chocalho", que faz com que suas vítimas percebam sua presença e as evitem. Esses animais só atacam os seres humanos para sua defesa e se alimentam de pequenos roedores e aves. Apesar disso, elas têm sido caçadas continuamente, por serem facilmente detectadas. Ultimamente os cientistas observaram que essas cobras têm ficado mais silenciosas, o que passa a ser um problema, pois, se as pessoas não as percebem, aumentamos riscos de acidentes. A explicação darwinista para o fato de a cascavel estar ficando mais silenciosa é que a) a necessidade de não ser descoberta e morta mudou seu comportamento. b) as alterações no seu código genético surgiram para aperfeiçoá-la. c) as mutações sucessivas foram acontecendo para que ela pudesse adaptar-se. d) as variedades mais silenciosas foram selecionadas positivamente. e) as variedades sofreram mutações para se adaptarem à presença de seres humanos. Projeto Aprovação ENEM e Vestibulares & Clique Vestibular - Unidos pela Educação ● @pa_enem ● cliquevestibular.com.br ● Lista de Exercícios – Biologia Origem da vida e evolução 8. Os ratos Peromyscus polionotus encontram-se distribuídos em ampla região na América do Norte. A pelagem de ratos dessa espécie varia do marrom claro até o escuro, sendo que os ratos de uma mesma população têm coloração muito semelhante. Em geral, a coloração da pelagem também é muito parecida à cor do solo da região em que se encontram, que também apresenta a mesma variação de cor, distribuída ao longo de um gradiente sul norte. Na figura, encontram-se representadas sete diferentes populações de P. polionotus. Cada população é representada pela pelagem do rato, por uma amostra de solo e por sua posição geográfica no mapa. O mecanismo evolutivo envolvido na associação entre cores de pelagem e de substrato é a) a alimentação, pois pigmentos de terra são absorvidos e alteram a cor da pelagem dos roedores. b) o fluxo gênico entre as diferentes populações, que mantém constante a grande diversidade interpopulacional. c) a seleção natural, que, nesse caso, poderia ser entendida como a sobrevivência diferenciada de indivíduos com características distintas. d) a mutação genética, que, em certos ambientes, como os de solo mais escuro, têm maior ocorrência e capacidade de alterar significativamente a cor da pelagem dos animais. e) a herança de caracteres adquiridos, capacidade de organismos se adaptarem a diferentes ambientes e transmitirem suas características genéticas aos descendentes. 9. Sobre o processo evolutivo, é correto afirmar: a) As mutações genéticas ocorrem com o objetivo de promover adaptação dos organismos ao ambiente. b) Alterações na sequência de aminoácidos do DNA dos organismos podem ser vantajosas, neutras ou desvantajosas para seus portadores. c) Em uma população, uma característica vantajosa tende a aumentar de frequência na geração seguinte pela ação da seleção natural. d) Os organismos de uma população biológica são idênticos entre si, potencializando a ação da seleção natural. Projeto Aprovação ENEM e Vestibulares & Clique Vestibular - Unidos pela Educação ● @pa_enem ● cliquevestibular.com.br ● Lista de Exercícios – Biologia Origem da vida e evolução e) Os organismos atuais estão se modificando geneticamente para se adaptar às mudanças climáticas, como o aquecimento global. 10. “Nada na biologia faz sentido, a não ser sob a luz da evolução”, escreveu Theodosius Dobzhansky, em 1973. “A biologia só se consolidou como ciência após a teoria da evolução”, diz o biólogo Diogo Meyer, da USP. Se estivesse vivo, Charles Darwin faria 200 anos em 2009. E foi ele que elaborou a teoria da seleção natural, que explica a evolução dos seres vivos. Estado de S.Paulo, 08.02.2009. Adaptado Segundo a teoria proposta por Charles Darwin, os seres vivos: a) São imutáveis, e isso significa que seus descendentes mantêm suas características por várias gerações. b) São induzidos a mudar quando o ambiente se altera, deixando mais descendentes adaptados. c) Mais fortes sempre sobrevivem e deixam descendentes mais fortes, sendo desnecessária a influência ambiental e genética. d) Tendem a se aperfeiçoar, independentemente das mudanças do meio ambiente, e a cada geração formam descendentes modificados. e) Mais adaptados apresentam maiores chances de sobrevivência e reprodução, passando aos descendentes suas características vantajosas. 11. O gráfico abaixo representa a evolução da quantidade de oxigênio na atmosfera no curso dos tempos geológicos. O número 100 sugere a quantidade atual de oxigênio na atmosfera, e os demais valores indicam diferentes porcentagens dessa quantidade. De acordo com o gráfico é correto afirmar que a) as primeiras formas de vida surgiram na ausência de O2. b) a atmosfera primitiva apresentava 1% de teor de oxigênio. c) após o início da fotossíntese, o teor de oxigênio na atmosfera mantém-se estável. d) desde o Pré-cambriano, a atmosfera mantém os mesmos níveis de teor de oxigênio. Projeto Aprovação ENEM e Vestibulares & Clique Vestibular - Unidos pela Educação ● @pa_enem ● cliquevestibular.com.br ● Lista de Exercícios – Biologia Origem da vida e evolução e) na escala evolutiva da vida, quando surgiram os anfíbios, o teor de oxigênio atmosférico já se havia estabilizado. 12. Nas recentes expedições espaciais que chegaram ao solo de Marte, e através dos sinais fornecidos por diferentes sondas e formas de análise, vem sendo investigada a possibilidade da existência de água naquele planeta. A motivação principal dessas investigações, que ocupam frequentemente o noticiário sobre Marte, deve-se ao fato de que a presença de água indicaria, naquele planeta, a) a existência de um solo rico em nutrientes e com potencial para a agricultura. b) a existência de ventos, com possibilidade de erosão e formação de canais. c) a possibilidade de existir ou ter existido alguma forma de vida semelhante à da Terra. d) a possibilidade de extração de água visando ao seu aproveitamento futuro na Terra. e) a viabilidade, em futuro próximo, do estabelecimento de colônias humanas em Marte. 13. Os raios ultravioleta, presentes na luz solar, são filtrados pelo ozônio na estratosfera. A camada de ozônio, formada há cerca de 450 milhões de anos, ocorreu por causa da evolução de organismos a) heterótrofos, que produziam gás carbônico como produto da respiração. b) decompositores anaeróbios, que reciclavam a matéria orgânica. c) eucariotos, que utilizavam matéria orgânica produzida pelos autótrofos. d) procariotos, que consumiam oxigênio no processo respiratório. e) autótrofos, que produziam oxigênio no processo fotossintético 14. Segundo a teoria de Oparin, a vida na Terra poderia ter sido originada a partir de substâncias orgânicas formadas pela combinação de moléculas, como metano, amônia, hidrogênio e vapor d’água, que compunham a atmosfera primitiva da Terra. A esse processo seguiram-se a síntese protéica nos mares primitivos, a formação dos coacervados e o surgimento das primeiras células. Considerando os processos de formação e as formas de utilização dos gases oxigênio e dióxido de carbono, a seqüência mais provável dos primeiros seres vivos na Terra foi: a) autotróficos, heterotróficos anaeróbicos e heterotróficos aeróbicos. b) heterotróficos anaeróbicos, heterotróficos aeróbicos e autotróficos. c) autotróficos, heterotróficos aeróbicos e heterotróficos anaeróbicos. d) heterotróficos anaeróbicos, autotróficos e heterotróficos aeróbicos. e) heterotróficos aeróbicos, autotróficos e heterotróficos anaeróbicos. Projeto Aprovação ENEM e Vestibulares & Clique Vestibular - Unidos pela Educação ● @pa_enem ● cliquevestibular.com.br ● Lista de Exercícios – Biologia Origem da vida e evolução 15. Na solução aquosa das substâncias orgânicas pré-bióticas (antes da vida), a catálise produziu a síntese de moléculas complexas de toda classe, inclusive proteínas e ácidos nucléicos. A natureza dos catalisadores primitivos que agiam antes não é conhecida. É quase certo que as argilas desempenharam papel importante: cadeias de aminoácidos podem ser produzidas no tubo de ensaio mediante a presença de certos tipos de argila. (...) Mas o avanço verdadeiramente criativo que pode, na realidade, ter ocorrido apenas uma vez ocorreu quando uma molécula de ácido nucleico "aprendeu" a orientar a reunião de uma proteína, que, por sua vez, ajudou a copiar o próprio ácido nucleico. Em outrostermos, um ácido nucleico serviu como modelo para a reunião de uma enzima que poderia então auxiliar na produção de mais ácido nucleico. Com este desenvolvimento apareceu o primeiro mecanismo potente de realização. A vida tinha começado. Adaptado de: LURIA, S.E. Vida: experiência inacabada. Belo Horizonte: Editora Itatiaia; São Paulo: EDUSP, 1979. Considere o esquema abaixo: O "avanço verdadeiramente criativo" citado no texto deve ter ocorrido no período (em bilhões de anos) compreendido aproximadamente entre a) 5,0 e 4,5. b) 4,5 e 3,5. c) 3,5 e 2,0. d) 2,0 e 1,5. e) 1,0 e 0,5. 16. Um dos temas mais controversos da história da ciência diz respeito à origem da vida, pois existia a dúvida se ela teria surgido pela abiogênese (geração espontânea) ou pela biogênese. Por séculos, inúmeros pesquisadores propuseram e desenvolveram explicações, por meio de experimentos, como consequência de diferentes olhares. Com base nos conhecimentos sobre abiogênese e biogênese, assinale a alternativa que relaciona, corretamente, o pesquisador, a hipótese por ele defendida e o experimento que deu sustentação para sua defesa. a) John Tuberville Needham defendeu a abiogênese por meio de experimentos que demonstraram o surgimento de microrganismos em um caldo de carne aquecido e mantido em recipientes fechados. b) Jean-Baptiste van Helmont defendeu a biogênese por meio de experimentos que demonstraram o surgimento de larvas em pedaços de carne em putrefação. Projeto Aprovação ENEM e Vestibulares & Clique Vestibular - Unidos pela Educação ● @pa_enem ● cliquevestibular.com.br ● Lista de Exercícios – Biologia Origem da vida e evolução c) Lazzaro Spallanzani defendeu a biogênese por meio de estudos que demonstraram a origem da matéria que permitia o crescimento das plantas em vasos. d) Felix Pouchet defendeu a biogênese por meio de experimentos a partir dos quais surgiam microrganismos pela fervura de um caldo nutritivo em frascos de vidro. e) Louis Pasteur defendeu a abiogênese por meio de experimentos com uma mistura aquecida de água, feno e gás oxigênio (O2), a partir da qual surgiam microrganismos. 17. No início da década de 1950, o químico americano Stanley L. Miller desenvolveu um experimento que ainda hoje é considerado um dos suportes da hipótese da origem da vida na Terra. Miller construiu um aparelho que simulava as condições da Terra primitiva. Nesse aparelho, submeteu uma mistura dos gases, dentre eles a amônia, a descargas elétricas. Ao final do experimento, obteve a formação de moléculas orgânicas, entre elas alguns aminoácidos. Os dados obtidos por Miller poderiam ser representados por uma das seguintes figuras: Dados: Eixo X = Concentração de amônia (unidade arbitrária) Eixo Y = Tempo (h) Eixo Z = Concentração de aminoácidos (unidade arbitrária em relação à concentração de amônia). No que se refere à amônia e aos aminoácidos, dentre as figuras, aquela que melhor representa os resultados obtidos por Miller é a a) figura 1. b) figura 2. c) figura 3. d) figura 4. e) figura 5. Projeto Aprovação ENEM e Vestibulares & Clique Vestibular - Unidos pela Educação ● @pa_enem ● cliquevestibular.com.br ● Lista de Exercícios – Biologia Origem da vida e evolução GABARITO____________________________________________________________________ 1. C A teoria da biogênese foi comprovada experimentalmente pelos experimentos de Redi e Pasteur, que mostraram que um ser vivo se origina de outro ser vivo já existente. 2. E A panspermia é a hipótese de que seres poderiam ter se originado fora do planeta terra, sendo transportados até aqui em meteoros, encontrando um ambiente propício para a colonização. 3. E Sem a camada de ozônio, os seres vivos ficavam restritos ao ambiente aquático para evitar sofrerem com o excesso de radiação. Com a mudança dos componentes da atmosfera primitiva, foi possível a conquista de novos ambientes, assimcomo novas formas de metabolismo. 4. B Os seres vivos que apresentarem características aptas a sobrevivência em um dado ambiente, conseguirão se reproduzir e evoluir com o passar do tempo. 5. A Órgãos com mesma origem embrionária são chamados de órgãos homólogos, independente deles apresentarem mesma função ou não no final de seu desenvolvimento. 6. D Neste caso, apesar de terem a mesma função (voar), elas possuem origens diferentes, pois um é um artrópode e o outro é um cordado. 7. D A seleção natural permite selecionar as espécies mais aptas a sobreviverem em um dado ambiente. Assim, neste caso as espécies silenciosas foram as mais aptas. 8. C A seleção natural permitiu a sobrevivência de indivíduos com pelagem que se pareciam com o solo, ou seja, eles foram selecionados positivamente em relação aos que tinham pelagem que se contrastavam com o ambiente. 9. C Uma característica que é vantajosa faz com que o indivíduo consiga sobreviver e se reproduzir, gerando descendentes que também poderão portar essa característica. Com isso, a frequência dela pode aumentar na população. 10. E A informação dada pelo aluno vai de encontro ao proposto por Lamarck, na qual quanto mais é utilizada uma dada característica, mais ele se desenvolve. 11. A A concentração de oxigênio na atmosfera, a ponto de sustentar seres aeróbios, aumentou depois do surgimento de seres fotossintetizantes. Assim, os primeiros seres viviam em um ambiente com baixíssima quantidade de oxigênio. 12. C A água é o solvente universal e faz parte de diversas reações bioquímicas fundamentais para a vida assim como conhecemos na terra. A descoberta de água em marte indica a possibilidade de já ter existido ou existir vida nesse local. 13. E Projeto Aprovação ENEM e Vestibulares & Clique Vestibular - Unidos pela Educação ● @pa_enem ● cliquevestibular.com.br ● Lista de Exercícios – Biologia Origem da vida e evolução Só foi possível desenvolver a camada de ozônio, formada por oxigênio (ozônio = O3), após o surgimento de organismos autotróficos, que liberam oxigênio no final de seus processos metabólicos. 14. D De acordo com a teoria de Oparin, os primeiros seres eram heterotróficos fermentadores, por terem um metabolismo e uma estrutura mais simples. Ao longo do tempo, surgiram seres autotróficos, mais complexos. Com o metabolismo autotrófico, houve a liberação de oxigênio para a atmosfera, permitindo o desenvolvimento e o aparecimento de um metabolismo aeróbico. 15. B O aparecimento dos ácidos nucleicos possibilitou a transmissão das informações dos seres vivos e diferentes combinações do código genético deu esse “avanço verdadeiramente criativo” dito no texto. Analisando-se a linha do tempo, os primeiros ácidos nucleicos surgiram entre 5 e 4,5 bilhões de anos. 16. A John Needham foi um pesquisador que defendia a abiogênese com experimentos onde ele aquecia caldos nutritivos, porém sem ferve-los, e tanto em frascos abertos quanto fechados era possível observar microorganismos. 17. B No experimento, houve a formação de aminoácidos. Os aminoácidos são moléculas que apresentam nitrogênio em sua composição, e esse nitrogênio é proveniente da amônia disponível no ambiente. Logo, com o tempo, a concentração de amônia vai reduzindo conforme a concentração de aminoácidos aumenta. Projeto Aprovação ENEM e Vestibulares & Clique Vestibular - Unidos pela Educação ● @pa_enem ● cliquevestibular.com.br ●
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