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  • 2015 – 1ª Fase – Prova Escrita de Biologia e Geologia

    • Prova Escrita de Biologia e Geologia – versão 1
    • Prova 715: 1.ª Fase – 2015

    GRUPO I


              Ao longo do arco vulcânico do mar Egeu, cujo contexto tectónico se representa de forma simplificada na Figura 1, verifica-se um alinhamento de sismos com focos  entre 150 km e 170 km de profundidade. O sector mais ativo do arco vulcânico é o complexo de Santorini, numa zona onde a espessura da crusta continental terá cerca de 25 km. A atividade vulcânica tem consistido na extrusão de lava e em eventos explosivos menores, verificando-se, raramente, grandes erupções explosivas, como a Minoica (cerca de 1600 a.C.), que parece ter resultado de um processo complexo de ascensão e mistura de magmas. Aquela erupção levou ao colapso parcial de uma ilha, formando-se o pequeno arquipélago de Santorini, cujas ilhas ficaram cobertas de cinzas e de pedra-pomes. As análises químicas e de microscópio petrográfico de amostras da pedra-pomes de Santorini revelaram um teor em sílica superior a 70% e a presença de cristais de plagióclases cujo núcleo central contém um teor de 58% a 88% de anortite (plagióclase cálcica).

    Baseado em T. H. Druitt et al., «Decadal to monthly timescales of magma transfer and reservoir growth at a caldera volcano», Nature, Vol. 482, 2012 e K. I. Konstantinou, «Crustal rheology of the Santorini – Amorgos zone: Implications for the nucleation depth and rupture extent of the 9 July 1956 Amorgos earthquake, southern Aegean», Journal of Geodynamics, Vol. 50, 2010


     

    1. Os sismos que ocorrem na zona entre as placas africana e euro-asiática apresentam, tendencialmente, hipocentros mais profundos de _______ e estão relacionados com o processo que levará a um progressivo _______ da área do mar Mediterrâneo.

    (A) norte para sul … decréscimo

    (B) norte para sul … acréscimo

    (C) sul para norte … decréscimo

    (D) sul para norte … acréscimo

    Critérios

    —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————

    • Opção (C) ——— 5 pontos 


    2. Na crusta continental superior, as rochas magmáticas são predominantemente _______, com elevada percentagem _______.

    (A) leucocráticas … de ferro e de magnésio

    (B) leucocráticas … de sílica e de alumínio

    (C) melanocráticas … de sílica e de alumínio

    (D) melanocráticas … de ferro e de magnésio

    Critérios

    • Opção (B) ——— 5 pontos 


    3. A composição dos cristais de plagióclase contidos nas amostras de pedra-pomes de Santorini permite inferir que o magma

    (A) consolidou em diferentes momentos.

    (B) possuía uma baixa viscosidade.

    (C) solidificou muito rapidamente.

    (D) era pobre em compostos gasosos.

    Critérios

    • Opção (A) ——— 5 pontos 


    4. Os sismos que ocorrem no mar Egeu com focos entre 150 km e 170 km são considerados _______ e estão relacionados com um limite de placas _______.

    (A) intermédios … destrutivo

    (B) superficiais … construtivo

    (C) superficiais … destrutivo

    (D) intermédios … construtivo

    Critérios

    • Opção (A) ——— 5 pontos 


    5. Quando ocorre um sismo, as estações sismográficas situadas na zona de sombra não registam ondas P diretas, porque estas

    (A) foram refratadas ao atravessarem a litosfera.

    (B) diminuíram a velocidade ao atingirem a astenosfera.

    (C) sofreram refrações ao atingirem o núcleo externo.

    (D) aumentaram a velocidade ao atravessarem o manto.

    Critérios

    • Opção (C) ——— 5 pontos 


    6. Considere as seguintes afirmações, referentes à propagação de ondas sísmicas.

    I. As ondas S provocam a vibração das partículas rochosas perpendicularmente à sua direção de propagação.

    II. A velocidade de propagação das ondas S tende a aumentar quando os materiais atravessados apresentam menor rigidez.

    III. A propagação das ondas S na atmosfera provoca o ruído de fundo ouvido durante a ocorrência de um sismo.

    (A) III é verdadeira; I e II são falsas.

    (B) I e II são verdadeiras; III é falsa.

    (C) II e III são verdadeiras; I é falsa.

    (D) I é verdadeira; II e III são falsas.

    Critérios

    • Opção (D) ——— 5 pontos 


    7. Explique, de acordo com os dados do texto, a formação da pedra-pomes de Santorini.


    Critérios

    Tópicos de resposta:

    ⇒  referência à formação de pedra-pomes a partir de um magma rico em sílica (ou de um magma ácido, ou de um magma com 70% de sílica, ou de um magma riolítico, ou de lava rica em sílica) (ver nota 1);

    ⇒  referência à formação de cristais com elevada percentagem de anortite (ou de plagióclase cálcica, ou de cristais de anortite) a partir de um magma pobre em sílica (ou de um magma básico, ou de um magma basáltico, ou de um magma mantélico, ou de um magma andesítico, ou de um magma intermédio) (ver notas 2 e 3);

    ⇒  relação entre a existência de pedra-pomes com cristais com elevada percentagem de anortite (ou de plagióclase cálcica) e a possível mistura de magmas (ver notas 4, 5 e 6).

    Notas:

    1 – A referência a «magma viscoso», ou a «magma rico em gases», em vez de a «magma rico em sílica», deve ser considerada falha na utilização da linguagem científica.

    2 – A referência a «magma pouco viscoso», ou a «magma fluido», ou a «magma pobre em gases», ou a «magma que solidifica a elevada temperatura», em vez de a «magma pobre em sílica», deve ser considerada falha na utilização da linguagem científica.

    3 – A referência a «lava», em vez de a «magma», deve ser considerada falha na utilização da linguagem científica.

    4 – Se a resposta apresentar os tópicos um e dois, aceita-se a referência a «mistura de magmas». Caso contrário, é obrigatório o estabelecimento da relação referida no tópico três.

    5 – Aceita-se a referência a «diferenciação magmática», ou a «assimilação magmática», em vez de a «mistura de magmas», considerando-se a resposta com falhas na organização de conteúdos.

    6 – Não se aceita a referência a «cristalização fracionada», em vez de a «mistura de magmas».


    GRUPO II


               A fermentação de vegetais contribui para a sua conservação e para a obtenção de produtos com interesse nutricional. A fermentação láctica pode ocorrer por duas vias: a via homoláctica, cujo produto final é o ácido láctico, e a via heteroláctica, que origina, entre outros, ácido láctico e ácido acético. As culturas bacterianas de arranque (culturas previamente selecionadas e cultivadas em laboratório) constituem uma alternativa à «flora microbiana» indígena (que ocorre de forma natural nos vegetais). Entre outros aspetos, a utilização dessas culturas possibilita o início mais rápido da fermentação, conduzindo a acidificações mais rápidas, que evitam a deterioração dos vegetais por diminuírem a ação de micro-organismos deteriorantes. Com o objetivo de avaliar o efeito de diversas bactérias ácido-lácticas na fermentação de uma mistura de vegetais, foi desenvolvida a investigação seguinte.

    Métodos e resultados

    1 – Produziu-se uma mistura de vegetais contendo 45% de couve, 20% de cenoura, 10% de cebola, 2% de sal e 23% de água.

    2 – A mistura de vegetais, não sujeita a esterilização, foi submetida a três tratamentos: A – sem inoculação; B – inoculação com uma cultura bacteriana de arranque mista (contendo mais do que uma espécie bacteriana) denominada COOP; C – inoculação com uma cultura bacteriana de arranque mista denominada F3.

    3 – Cada um dos ensaios foi incubado a 20 °C, durante 72 h, e posteriormente armazenado a 4 °C.

    4 – Em cada ensaio, avaliou-se a produção de ácido láctico e de ácido acético aos 0, 1, 3, 7 e 30 dias. Os resultados constam dos gráficos A, B e C, apresentados na Figura 2.



    1. De acordo com o objetivo da investigação descrita, uma das variáveis dependentes em estudo é

    (A) a variedade de vegetais usados.

    (B) a temperatura de incubação.

    (C) a cultura de arranque utilizada.

    (D) a concentração de ácido láctico.

    Critérios

    • Opção (D) ——— 5 pontos 


    2. O controlo desta investigação implicou

    (A) a presença de «flora indígena» em todos os ensaios.

    (B) a exposição de cada um dos ensaios a diferentes temperaturas.

    (C) a avaliação de diferentes parâmetros em cada um dos ensaios.

    (D) a esterilização dos vegetais em todos os ensaios.

    Critérios

    • Opção (A) ——— 5 pontos 


    3. De acordo com os resultados apresentados,

    (A) no ensaio sem inoculação, a concentração de ácido acético estabilizou a partir do 2.º dia.

    (B) a produção de ácido láctico atingiu um valor máximo quando se utilizou a cultura bacteriana F3.

    (C) no ensaio com a cultura COOP, a concentração de ácidos aumentou continuamente.

    (D) a diminuição da concentração de ácido láctico, nos ensaios B e C, ocorreu ao mesmo tempo.

    Critérios

    • Opção (D) ——— 5 pontos 


    4. Lactobacillus plantarum integra a cultura COOP e a cultura F3.

    As bactérias do grupo taxonómico Lactobacillus pertencem à mesma _______, apresentando _______ diversidade de características entre si do que as bactérias incluídas na ordem Lactobacillales.

    (A) espécie … menor

    (B) família … maior

    (C) família … menor

    (D) espécie … maior

    Critérios

    • Opção (C) ——— 5 pontos 


    5. A acumulação de sais nos vacúolos de células vegetais provoca _______ da pressão osmótica nos vacúolos e, consequentemente, a _______.

    (A) o aumento … saída de água da célula

    (B) o aumento … entrada de água na célula

    (C) a diminuição … entrada de água na célula

    (D) a diminuição … saída de água da célula

    Critérios

    • Opção (B) ——— 5 pontos 


    6. Durante a fase fotoquímica de produção de matéria orgânica pelas células vegetais, ocorre

    (A) fixação de CO2.

    (B) fosforilação de ADP.

    (C) oxidação de NADP+.

    (D) redução de O2.

    Critérios

    • Opção (B) ——— 5 pontos 


    7. Ordene as expressões identificadas pelas letras de A a E, de modo a reconstituir a sequência cronológica de acontecimentos que ocorrem durante a fermentação.

    A. Formação de ácido pirúvico.

    B. Produção de ATP.

    C. Utilização de ATP.

    D. Formação de ácido láctico.

    E. Desdobramento da molécula de glucose.

    Critérios

    • CEBAD  ——— 5 pontos 


    8. De acordo com alguns investigadores, a otimização da fermentação industrial de uma mistura de vegetais é atingida quando, além da produção de ácido láctico, ocorre também a produção moderada de ácido acético.

    Fundamente a escolha de um dos processos (A, B ou C), em detrimento dos outros, para aplicação na fermentação industrial de misturas de vegetais, considerando os resultados obtidos nos três ensaios.


    Critérios

    Tópicos de resposta:

    ⇒ A – referência à produção de ácido acético no ensaio sem inoculação e no ensaio com a cultura F3 (ou à não produção de ácido acético no ensaio com a cultura COOP);

    ⇒ B – relação entre o facto de a fermentação (ou a produção de ácidos) se iniciar mais cedo no ensaio com a cultura F3 (por comparação com o ensaio sem inoculação) e a maior rapidez de acidificação do meio (ou a melhor conservação dos vegetais) (ver nota 1);

    OU

    – relação entre a maior rapidez de acidificação no ensaio com a cultura F3 e a melhor conservação dos alimentos (ver nota 1);

     C – referência à escolha da cultura bacteriana F3 (ver notas 2 e 3).

    Notas:

    1 – A referência a «maior acidificação», em vez de a «maior rapidez de acidificação», deve ser considerada falha na utilização da linguagem científica.

    2 – O tópico C só pode ser considerado se os tópicos A e B estiverem presentes.

    3 – Em alternativa, poderá aceitar-se o tópico C, se o tópico A estiver presente e for feita referência ao facto de «a fermentação se iniciar mais cedo no ensaio com a cultura F3» ou ao facto de ocorrer «maior rapidez de acidificação do meio no ensaio com a cultura F3». Nesta situação, serão considerados dois tópicos (A e C).


    GRUPO III


            A região onde hoje se situa a cidade de Valongo, no norte de Portugal, encontrava-se coberta pelo mar no início do Paleozoico, há cerca de 542 Ma. Serão aproximadamente desta idade as rochas mais antigas que ali afloram e que se encontram interestratificadas com escoadas de lava de idade câmbrica (de 541 a 485 Ma) e, talvez, também pré-câmbrica. A Figura 3 representa um corte geológico da região. No início do Ordovícico (há aproximadamente 485 Ma), formou-se um rifte que conduziu à instalação de um mar onde viveram trilobites. Durante o Devónico (de 419 a 359 Ma), a região onde se insere Valongo deslocou-se para norte, desde a região do polo sul, onde então se encontrava, até próximo do equador, colidindo com um outro continente e provocando um recuo do mar e o dobramento das rochas. Daqui resultou a deformação assinalada na Figura 3 com a letra A. Este último contexto paleogeográfico, que levou à formação de bacias sedimentares continentais lacustres, ocorreu no Carbonífero (de 359 a 299 Ma). Atualmente, destacam-se na paisagem as cristas quartzíticas do Ordovícico, que constituem as serras de Santa Justa e de Pias, entre as quais corre o rio Ferreira.

    Baseado em H. Couto e A. Lourenço, «História Geológica do Anticlinal de Valongo. Evolução da Terra e da Vida», U. Porto, 1.ª edição, novembro de 2011



    1. A falha assinalada na Figura 3 com a letra Y é uma falha _______, que resultou de um regime de forças _______.

    (A) normal … compressivo

    (B) inversa … compressivo

    (C) normal … distensivo

    (D) inversa … distensivo

    Critérios

    • Opção (B) ——— 5 pontos 


    2. Os dados permitem inferir que, durante o Câmbrico, a atividade vulcânica _______ originou rochas vulcânicas que se interestratificaram com rochas _______.

    (A) subaérea … sedimentares

    (B) submarina … metamórficas

    (C) submarina … sedimentares

    (D) subaérea … metamórficas

    Critérios

    • Opção (C) ——— 5 pontos 


    3. A estrutura assinalada na Figura 3 com a letra A corresponde a um _______, cujo núcleo é formado por rochas mais _______.

    (A) antiforma … recentes

    (B) antiforma … antigas

    (C) sinforma … recentes

    (D) sinforma … antigas

    Critérios

    • Opção (B) ——— 5 pontos 


    4. O vale do rio Ferreira é mais _______ nos locais onde o rio atravessa as cristas quartzíticas do que nos locais onde atravessa as formações xistentas, devido a uma _______ resistência dos quartzitos à erosão.

    (A) estreito … maior

    (B) largo … maior

    (C) estreito … menor

    (D) largo … menor

    Critérios

    • Opção (A) ——— 5 pontos 


    5. Ao longo do Ordovícico, verificaram-se oscilações do nível do mar.

    Durante as _______, a profundidade do mar aumentou, favorecendo a formação de _______.

    (A) transgressões … conglomerados

    (B) regressões … argilitos

    (C) transgressões … argilitos

    (D) regressões … conglomerados

    Critérios

    • Opção (C) ——— 5 pontos 


    6. A presença de fósseis de trilobites em estratos sedimentares do Ordovícico permite determinar a idade _______ dessas rochas se esses fósseis apresentarem uma reduzida distribuição _______.

    (A) absoluta … geográfica

    (B) relativa … geográfica

    (C) absoluta … estratigráfica

    (D) relativa … estratigráfica

    Critérios

    • Opção (D) ——— 5 pontos 


    7. Ordene as expressões identificadas pelas letras de A a E, de modo a sequenciar os acontecimentos relativos à evolução geotectónica da região de Valongo.

    A. Compressão das rochas no Devónico.

    B. Formação de um rifte no Ordovícico.

    C. Instalação de bacias sedimentares continentais.

    D. Instalação do vale do rio Ferreira.

    E. Formação de leitos de carvão.

    Critérios

    • BACED  ——— 5 pontos 


    8. Durante o Ordovícico ocorreu uma glaciação responsável pelo declínio das trilobites, não diretamente relacionado com a variação da temperatura da água.

    Explique de que forma a glaciação contribuiu para o declínio das trilobites.


    Critérios

    Tópicos de resposta:

    ⇒  relação entre a glaciação do Ordovícico e a diminuição do nível médio da água do mar;

    ⇒  relação entre a redução de habitat (ou a redução da área de ocupação marinha, ou a perturbação da cadeia alimentar) e o declínio das trilobites.


    9. A oeste da deformação de Valongo, formou-se, no Carbonífero, uma bacia sedimentar continental, nas margens da qual se desenvolveu uma importante flora.

    Explique a formação de carvão na referida bacia, tendo em conta os contextos paleogeográfico e paleoclimático da região.


    Critérios

    Tópicos de resposta:

    ⇒ relação entre a localização da região junto ao equador e a existência de um clima quente e húmido (ou clima tropical húmido, ou clima equatorial) (ver nota 1);

    ⇒ referência à acumulação de restos vegetais que foram sendo cobertos por sedimentos finos (ou por sedimentos que proporcionam condições anaeróbias, ou por sedimentos não permeáveis, ou por sedimentos que dificultam a decomposição dos restos vegetais) (ver notas 2 e 3);

    ⇒ relação do aumento da pressão e da temperatura (ou do afundimento, ou da subsidência, ou da diagénese) com o processo de incarbonização (ou a perda de água e o enriquecimento em carbono, ou a perda de voláteis e o enriquecimento em carbono) (ver notas 4 e 5).

    Notas:

    1 – A referência a «clima tropical», em vez de a «clima quente e húmido», deve ser considerada falha na utilização da linguagem científica.

    2 – A referência a «restos de seres vivos», ou a «detritos orgânicos», em vez de a «restos vegetais», deve ser considerada falha na utilização da linguagem científica.

    3 – A referência a «sedimentos», em vez de a «sedimentos finos», deve ser considerada falha na utilização da linguagem científica.

    4 – A referência apenas a «pressão», ou apenas a «temperatura», em vez de a «pressão e temperatura», deve ser considerada falha na utilização da linguagem científica.

    5 – A referência apenas a «perda de água», ou apenas a «enriquecimento em carbono», em vez de a «perda de água e enriquecimento em carbono», deve ser considerada falha na utilização da linguagem científica.


    GRUPO IV


           Em 2012, um grupo de cientistas conseguiu produzir um par de bases nucleotídicas sintéticas, complementares entre si, diferentes das que se encontram na natureza. Em 2014, os mesmos cientistas adicionaram estas bases a um meio de cultura. Este meio de cultura foi inoculado com uma estirpe da bactéria E. coli, que expressa um transportador membranar capaz de incorporar estas bases nas células bacterianas. Uma vez dentro da célula, as bases teriam de ser reconhecidas e aceites pelas enzimas que copiam o DNA e pelas enzimas envolvidas na transcrição dos genes. Os cientistas comprovaram que as bactérias se multiplicaram, sintetizaram cópias de DNA artificial com seis tipos de bases e, em 99,4% dos casos, transmitiram o novo par de bases à descendência. Para que as bactérias identifiquem este novo código, os cientistas têm ainda de modificar os mecanismos de tradução, garantindo o reconhecimento das bases artificiais introduzidas nos ácidos nucleicos e a incorporação de aminoácidos sintéticos específicos nas proteínas, tornando, deste modo, possível a produção de proteínas inexistentes na natureza.

    Baseado em E. Abdoun, «Code de la Vie», Science & Vie, 1163, agosto de 2014


    1. Os novos nucleótidos manterão a configuração em dupla hélice do DNA se tiverem

    (A) bases nitrogenadas que se unam por ligações de hidrogénio.

    (B) moléculas de desoxirribose que se liguem entre si.

    (C) grupos fosfato unidos por ligações de hidrogénio.

    (D) bases nitrogenadas ligadas a grupos fosfato.

    Critérios

    • Opção (A) ——— 5 pontos 


    2. A importação das bases artificiais para a célula ocorreu através _______, por meio de um mecanismo de transporte _______.

    (A) da bicamada fosfolipídica … mediado

    (B) da bicamada fosfolipídica … não mediado

    (C) de proteínas … mediado

    (D) de proteínas … não mediado

    Critérios

    • Opção (C) ——— 5 pontos 


    3. A incorporação de novas bases em E. coli conduziu à

    (A) alteração dos mecanismos de tradução.

    (B) formação de novos aminoácidos.

    (C) alteração da expressão dos genes.

    (D) formação de novas moléculas de DNA.

    Critérios

    • Opção (D) ——— 5 pontos 


    4. Suponha que, no DNA da estirpe de E. coli resultante do estudo descrito, 23% dos nucleótidos são nucleótidos de timina e 25% são nucleótidos de citosina. A soma das percentagens das bases do novo par será de

    (A) 52%.

    (B) 26%.

    (C) 4%.

    (D) 2%.

    Critérios

    • Opção (C) ——— 5 pontos 


    5. De acordo com o sistema de classificação de Whittaker modificado, E. coli deve ser integrada no reino _______, pois é um ser _______.

    (A) Protista … unicelular

    (B) Monera … procarionte

    (C) Protista … procarionte

    (D) Monera … unicelular

    Critérios

    • Opção (B) ——— 5 pontos 


    6. O código genético ______ ambíguo, porque _______.

    (A) é … um codão codifica sempre o mesmo aminoácido

    (B) não é … um aminoácido é codificado apenas por um codão

    (C) é … um aminoácido é codificado apenas por um codão

    (D) não é … um codão codifica sempre o mesmo aminoácido

    Critérios

    • Opção (D) ——— 5 pontos 


    7. Faça corresponder cada uma das descrições de processos de reprodução assexuada, expressas na coluna A, à respetiva designação, que consta da coluna B.



    Critérios

    • (a) – 5 ; (b) – ; (c) – ——— 5 pontos 


    8. O processo apresentado no texto pode constituir um mecanismo de seleção artificial capaz de conduzir à evolução de E. coli.

    Explique, numa perspetiva neodarwinista, como poderá ocorrer essa evolução.


    Critérios

    Tópicos de resposta:

    ⇒  referência à correspondência entre as novas bases e as mutações (ou as alterações no DNA, ou os novos genes);

    ⇒  referência à variabilidade (ou às novas características, ou à maior diversidade) introduzida pelas novas bases (ou à variabilidade introduzida pelas mutações, desde que a resposta apresente o tópico anterior) (ver notas 1 e 2);

    ⇒  relação entre a seleção dos indivíduos que possuem a nova característica (ou a possibilidade de maior adaptação ao meio ambiente das bactérias com as novas características) e a sua reprodução diferencial (ou a preponderância da sua descendência em relação às bactérias que não sofreram mutações, ou a sobrevivência diferencial);

    ⇒  relação entre a alteração do fundo genético da população (ou a alteração da frequência de determinados genes na população) e a evolução da espécie (ver notas 3, 4 e 5).

    Notas:

    1 – Admite-se a referência a «recombinação génica».

    2 – A referência a «meiose» ou a «reprodução sexuada» inviabiliza o tópico.

    3 – A referência a «espécie», em vez de a «população», deve ser considerada falha na utilização da linguagem científica.

    4 – Na resposta, pode não estar explícita a referência a «evolução da espécie».

    5 – O incumprimento das normas de nomenclatura binominal deve ser considerado falha na utilização da linguagem científica.


    FIM

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