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  • 2012 – 1ª Fase – Prova Escrita de Biologia e Geologia

    • Prova Escrita de Biologia e Geologia – versão 1
    • Prova 715: 1.ª Fase – 2012

    GRUPO I


    Supercontinentes anteriores à Pangeia

    Rodínia é o nome dado a um supercontinente existente durante o Pré-Câmbrico, há aproximadamente 1000 milhões de anos (M.a.). De acordo com um dos vários modelos propostos para a reconstituição das posições paleogeográficas dos escudos e dos terrenos tectónicos pré-câmbricos, a Rodínia ter-se-á formado por acreção e colisão de fragmentos de placas litosféricas, essencialmente resultantes das massas continentais constituintes de um supercontinente ainda mais antigo, a Colúmbia. A Rodínia fragmentou-se nos finais do Pré-Câmbrico, como se evidencia na Figura 1, e os blocos continentais voltaram a juntar-se, há 300 M.a., no supercontinente Pangeia.

    Em contraste com o volume atual de conhecimento sobre a Pangeia, pouco se sabe sobre a configuração exata e a história geodinâmica da Rodínia, uma vez que a reconstrução da morfologia e das posições das placas litosféricas durante o Pré-Câmbrico é dificultada pela ausência de correlações litológicas ao longo das margens continentais, pelo desconhecimento da forma dos continentes nessa época, pela falta de dados paleomagnéticos e pela quase inexistência de registo fóssil. A reconstituição paleogeográfica e tectónica da Rodínia é importante do ponto de vista científico, uma vez que o extremo arrefecimento do clima global há cerca de 700 M.a. e a rápida evolução da vida no final do Pré-Câmbrico e durante o Câmbrico têm vindo a ser considerados como efeitos da fragmentação do supercontinente Rodínia.

    Baseado em www.camelclimatechange.org

    (consultado em outubro de 2011)



    Na resposta a cada um dos itens de 1. a 6., selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta. Escreva, na folha de respostas, o número do item e a letra que identifica a opção escolhida.

    1. A fragmentação da Rodínia iniciou-se com a instalação de um rifte intracontinental, no qual ocorreram fenómenos de

    (A) espessamento crustal e de formação de crosta.

    (B) estiramento crustal e de magmatismo.

    (C) compressão tectónica e de orogénese.

    (D) distensão tectónica e de destruição de crosta.

    Critérios

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

    • Opção (B) ——— 5 pontos 


    2. A identificação das posições paleogeográficas das placas litosféricas durante o Pré-Câmbrico é dificultada pela

    (A) inatividade das margens continentais ao longo do Paleozoico.

    (B) variação do campo magnético terrestre ao longo do Paleozoico.

    (C) abundância do registo fóssil ao longo do Paleozoico.

    (D) reciclagem dos materiais crustais ao longo do Paleozoico.

    Critérios

    • Opção (D) ——— 5 pontos 


    3. Os escudos correspondem a áreas tectonicamente

    (A) estáveis, constituídas por rochas de idade anterior ao Paleozoico.

    (B) estáveis, constituídas por rochas de idade posterior ao Mesozoico.

    (C) instáveis, associadas a limites divergentes entre placas litosféricas.

    (D) instáveis, associadas a limites convergentes entre placas litosféricas.

    Critérios

    • Opção (A) ——— 5 pontos 


    4. As correntes de convecção do interior da Terra, associadas aos movimentos das placas litosféricas, resultam do facto de

    (A) o estado físico dos materiais mantélicos variar com a profundidade.

    (B) o calor interno se distribuir uniformemente por todo o planeta.

    (C) a densidade dos materiais mantélicos diminuir com o aumento da temperatura.

    (D) a composição mineralógica influenciar a rigidez das rochas.

    Critérios

    • Opção (C) ——— 5 pontos 


    5. Os contextos tectónicos de formação de montanhas provocam espessamento crustal, favorável   formação de rochas

    (A) sedimentares, por diminuição de pressão e de temperatura.

    (B) metamórficas, por aumento de pressão e de temperatura.

    (C) sedimentares, por aumento de pressão e de temperatura.

    (D) metamórficas, por diminuição de pressão e de temperatura.

    Critérios

    • Opção (B) ——— 5 pontos 


    6. Após a fragmentação da Rodínia, entre a Austrália e a Laurência, terão sido emitidos materiais que originaram rochas

    (A) melanocráticas, especialmente ricas em minerais ferromagnesianos.

    (B) leucocráticas, especialmente ricas em minerais ferromagnesianos.

    (C) melanocráticas, especialmente ricas em aluminossilicatos de potássio.

    (D) leucocráticas, especialmente ricas em aluminossilicatos de potássio.

    Critérios

    • Opção (A) ——— 5 pontos 


    7. Um ciclo oceânico completo implica o processo de abertura e fecho de um oceano, com a consequente formação de uma cadeia orogénica.

    Ordene as letras de A a E, de modo a reconstituir a sequência cronológica dos acontecimentos associados a este ciclo.

    Escreva, na folha de respostas, apenas a sequência de letras.

    A. Início do alargamento de um oceano primitivo.

    B. Estiramento de crosta continental.

    C. Início de subdução de crosta oceânica, geralmente mais antiga e mais densa.

    D. Formação de cadeias montanhosas de colisão.

    E. Instalação de vulcanismo andes ítico em margens continentais ativas.

    Critérios

    • BACED  ——— 5 pontos 


    8. A abertura de bacias oceânicas está associada à génese de plataformas continentais, por vezes de grande extensão.

    Explique de que modo a abertura das bacias oceânicas e o aparecimento de formas de vida possuidoras de exosqueletos rígidos contribuíram para a relativa abundância do registo fóssil em rochas do período Câmbrico.

    Critérios

    A resposta deve apresentar os seguintes tópicos:

    ⇒  relação entre o alargamento das bacias oceânicas / a transgressão marinha e a formação de ambientes sedimentares pouco profundos, com condições favoráveis à fossilização;

    ⇒  relação entre o aparecimento de formas de vida com estruturas anatómicas facilitadoras da fossilização e a maior abundância do registo fóssil no Câmbrico.



    GRUPO II


    Evolução por fusão

    A representação da história evolutiva dos seres vivos pode aparecer sob a forma de árvores filogenéticas. A árvore representada na Figura 2 mostra a formação de novos taxa, que implicam a fusão de materiais genéticos provenientes de espécies diferentes, através de fenómenos como a endossimbiose, a hibridação e a transferência de genes. Por exemplo, a maior parte das plantas com flor evoluiu a partir de cruzamentos entre espécies diferentes (hibridação); algumas bactérias possuem genes de vírus que as infetaram; genes de uma bactéria podem circular para outra, através de pontes celulares (transferências horizontais de genes).

    Elysia chlorotica, animal marinho do filo dos moluscos, consome uma alga cujos cloroplastos conserva apenas durante dez meses. A maior parte das proteínas destes cloroplastos é codificada por genes que se encontram no genoma nuclear da alga. O núcleo das células do molusco adquiriu alguns destes genes. Assim, para que os cloroplastos neste molusco se possam manter funcionais, têm de contar com proteínas que são codificadas pelo genoma do molusco, permitindo, desta forma, a síntese de clorofila. Elysia chlorotica transforma-se num «vegetal transitório».

    Lynn Margulis afirmava que certas partes das células eucarióticas são, de facto, bactérias.

    As células de numerosos eucariontes contêm bactérias, por vezes de várias espécies, que são transmitidas através das divisões celulares.

    Estes exemplos permitem inferir que a simbiose é uma das forças primárias da evolução, dando origem a fusões de genomas e ao aparecimento de novas espécies (simbiogénese). Esta possibilidade de evolução por fusão constitui um novo mecanismo que se junta aos restantes mecanismos que constituem a teoria neodarwinista, com implicações quer no aparecimento de novas espécies, quer no ritmo da evolução biológica. Na realidade, a evolução por fusão e a evolução por divergência não se excluem: são ambas mecanismos de inovação biológica, criando uma diversidade sobre a qual atua a seleção natural.


    Baseado em Selosse, M., «L’ volution par fusion», Pour la Science, n.º 400, fevereiro de 2011


    Na resposta a cada um dos itens de 1. a 8., selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta.

    Escreva, na folha de respostas, o número do item e a letra que identifica a opção escolhida.


    1. A representação da filogenia através de árvores pode basear-se em caracteres

    (A) homólogos que resultam de pressões seletivas diferentes.

    (B) homólogos que resultam de pressões seletivas semelhantes.

    (C) análogos que resultam de pressões seletivas diferentes.

    (D) análogos que resultam de pressões seletivas semelhantes.

    Critérios

    • Opção (A) ——— 5 pontos 


    2. Na Figura 2, as bifurcações significam que

    (A) membros de duas espécies diferentes podem cruzar-se livremente na natureza.

    (B) é sempre possível uma convergência num grupo filogenético.

    (C) se verificam fenómenos de convergência e de divergência ao longo da evolução.

    (D) espécies com características diferentes partilham planos anatómicos semelhantes.

    Critérios

    • Opção (D) ——— 5 pontos 


    3. A análise da Figura 2 permite-nos afirmar que

    (A) as espécies D e K apresentam um ancestral comum mais recente do que as espécies A e C.

    (B) a espécie D partilha mais informação genética com a espécie E do que com a espécie B.

    (C) a espécie J partilha mais informação genética com a espécie G do que com a espécie K.

    (D) as espécies G e I apresentam um ancestral comum mais recente do que as espécies A e B.

    Critérios

    • Opção (B) ——— 5 pontos 


    4. De acordo com uma interpretação darwinista, Elysia chlorotica

    (A) adquire cloroplastos, pela necessidade de produzir alimento.

    (B) produz matéria orgânica, por possuir cloroplastos.

    (C) realiza a fotossíntese, em cloroplastos, por indução do meio ambiente.

    (D) perde os cloroplastos, por deixar de realizar a fotossíntese.

    Critérios

    • Opção (B) ——— 5 pontos 


    5. O molusco marinho Elysia chlorotica

    (A) produz pigmentos fotossintéticos a partir do genoma do cloroplasto.

    (B) metaboliza compostos orgânicos que a alga produz depois de ingerida.

    (C) utiliza temporariamente matéria inorgânica como fonte de carbono.

    (D) mantém a capacidade fotossintética depois de ter perdido os cloroplastos.

    Critérios

    • Opção (C) ——— 5 pontos 


    6. Segundo o modelo endossimbiótico, os ancestrais dos cloroplastos e das mitocôndrias seriam, respetivamente, procariontes

    (A) fotossintéticos e heterotróficos aeróbios.

    (B) fotossintéticos e heterotróficos fermentativos.

    (C) quimiossintéticos e heterotróficos fermentativos.

    (D) quimiossintéticos e heterotróficos aeróbios.

    Critérios

    • Opção (A) ——— 5 pontos 


    7. Segundo Lynn Margulis, a rápida aquisição de novas funções provenientes de espécies filogeneticamente distantes pode relacionar-se com

    (A) combinações genéticas resultantes da fusão de gâmetas.

    (B) genomas resultantes da fusão de células somáticas.

    (C) pressões seletivas do meio ambiente.

    (D) processos de reprodução assexuada.

    Critérios

    • Opção (B) ——— 5 pontos 


    8. Segundo o sistema de classificação de Whittaker, as algas verdes e as plantas pertencem a reinos diferentes pelo facto de não apresentarem o mesmo

    (A) nível de organização celular.

    (B) modo de nutrição.

    (C) grau de diferenciação.

    (D) tipo de interação nos ecossistemas.

    Critérios

    • Opção (C) ——— 5 pontos 


    9. Explique em que medida a simbiog nese, perante um ambiente em mudança, constitui um mecanismo evolutivo complementar dos mecanismos reconhecidos pela teoria neodarwinista.


    Critérios

    A resposta deve apresentar os seguintes tópicos:

    ⇒  referência à existência de variabilidade por mutações e por recombinação génica entre os seres vivos de uma população, de acordo com o neodarwinismo;

    ⇒ referência à existência de variabilidade entre os seres vivos, promovida por processos de endossimbiose / transferência de genes / fusão de genomas, segundo Lynn Margulis;

    ⇒  relação entre a maior variabilidade genética na população e a maior capacidade de adaptação ao ambiente em mudança.



    GRUPO III


    Hidrogeologia da serra da Estrela

    Na serra da Estrela, as condições geológicas constituem uma parte fundamental do sistema hidrogeológico regional, uma vez que controlam os processos de infiltração e de recarga dos aquíferos, o tipo de meio de circulação da água (poroso vs. fissurado), os trajetos de fluxo subterrâneo e a hidrogeoquímica.

    Na bacia do rio Zêzere a montante de Manteigas (BZMM), foram estabelecidas várias unidades hidrogeológicas. Nesta região, estão presentes três tipos de aquíferos inter-relacionados, que constam da Figura 3.

    (i) Aquíferos superficiais, com circulação de águas subterrâneas normais, constituídos por depósitos de cobertura e por rochas graníticas mais intensamente meteorizadas e/ou tectonizadas sobre rochas graníticas menos meteorizadas e/ou tectonizadas.

    (ii) Aquíferos intermédios, com circulação de águas subterrâneas normais, constituídos por rochas graníticas fissuradas.

    (iii) Aquíferos profundos, com circulação de águas termominerais, constituídos por rochas graníticas fissuradas.

    Segundo este modelo, o sistema hidrogeológico da BZMM pode ser dividido em dois subsistemas interligados: o das águas subterrâneas normais e o das águas termominerais. As primeiras são águas cuja temperatura de emergência se encontra diretamente condicionada pela temperatura do ar, com resíduo seco inferior a 60 mg L–1. As águas minerais são hipertérmicas (com temperatura máxima registada de 46 ºC), com resíduo seco inferior a 170 mg L–1 e com teor em sílica (SiO2) superior a 45 mg L–1.



    Na resposta a cada um dos itens de 1. a 5., selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta.

    Escreva, na folha de respostas, o número do item e a letra que identifica a opção escolhida.


    1. Os granitos da BZMM sofreram descompressão no processo que conduziu ao afloramento do maciço, formando-se diaclases que

    (A) favorecem a resistência da rocha à erosão.

    (B) aumentam a superfície de meteorização da rocha.

    (C) dificultam a génese de depósitos de cobertura.

    (D) diminuem a permeabilidade da rocha.

    Critérios

    • Opção (B) ——— 5 pontos 


    2. Do ponto de vista químico, as águas subterrâneas normais, consideradas neste estudo, distinguem-se das águas termominerais pelo facto de as primeiras apresentarem uma concentração de resíduo seco

    (A) maior e um teor em sílica menor.

    (B) maior e um teor em sílica maior.

    (C) menor e um teor em sílica menor.

    (D) menor e um teor em sílica maior.

    Critérios

    • Opção (C) ——— 5 pontos 


    3. Grande parte da zona não saturada do sistema hidrogeológico da BZMM, onde ocorre fluxo lateral, apresenta uma camada

    (A) de reduzida permeabilidade sobrejacente a uma camada de rocha granítica muito fissurada.

    (B) constituída por rocha granítica alterada sobrejacente a uma camada de permeabilidade reduzida.

    (C) de elevada permeabilidade sobrejacente a uma camada de rocha sedimentar não consolidada.

    (D) constituída por depósito sedimentar sobrejacente a uma camada de elevada permeabilidade.

    Critérios

    • Opção (B) ——— 5 pontos 


    4. Na BZMM, a recarga do aquífero termomineral é feita preferencialmente pela

    (A) infiltração dos fluidos através das estruturas tectónicas regionais.

    (B) infiltração dos fluidos através das rochas do aquífero superficial.

    (C) circulação dos fluidos nos granitos fissurados do aquífero superficial.

    (D) circulação dos fluidos nos granitos meteorizados da zona não saturada.

    Critérios

    • Opção (A) ——— 5 pontos 


    5. Nos aquíferos livres, em períodos de elevada precipitação, verifica-se

    (A) uma diminuição da espessura da zona de aeração, sendo o nível freático mais superficial.

    (B) um aumento da espessura da zona de aeração, sendo o nível freático menos superficial.

    (C) uma diminuição da espessura da zona de saturação, sendo o nível freático mais superficial.

    (D) um aumento da espessura da zona de saturação, sendo o nível freático menos superficial.

    Critérios

    • Opção (A) ——— 5 pontos 


    6. Faça corresponder cada uma das descrições de rochas da coluna A à respetiva designação, que consta da coluna B.

    Escreva, na folha de respostas, apenas as letras e os números correspondentes.

    Utilize cada letra e cada número apenas uma vez.



    Critérios

    • (a) – (3); (b) – (7); (c) – (6); (d) – (2); (e) – (1)  ——— 10 pontos 


    7. A água que circula para as zonas mais profundas do maciço granítico atinge o reservatório hidromineral da BZMM, situado a 3,1 km de profundidade.

    O tempo de residência dos fluidos no aquífero é bastante longo, havendo um desfasamento de 10 500 anos entre a infiltração nas áreas de recarga e a emergência nas Caldas de Manteigas.

    Explique de que modo a profundidade do aquífero e o tempo de permanência dos fluidos no reservatório hidromineral contribuem para a mineralização das águas termominerais da serra da Estrela.


    Critérios

    A resposta deve apresentar os seguintes tópicos:

    ⇒  relação entre a maior profundidade do reservatório hidromineral e a temperatura atingida pelos fluidos;

    ⇒  relação entre o aumento da temperatura e o aumento do poder solvente dos fluidos / da gua;

    ⇒  relação entre o tempo de permanência das águas termominerais no aquífero e o aumento de mineralização dos fluidos.



    GRUPO IV


    Produção de β-caroteno em larga escala por algas unicelulares

    Dunaliella salina é uma alga unicelular que, em resposta a condições de stress severo de sal, de luz e de nutrientes, acumula elevadas concentrações de β-caroteno. As numerosas gotículas de óleo que se acumulam no cloroplasto desempenham um papel fundamental na captação de luz e protegem a alga de danos foto-oxidativos.

    Com o objetivo de promover a produção de β-caroteno em larga escala recorrendo à utilização de D. salina, os investigadores estudaram a influência de vários fatores, entre os quais o choque hipersalino, a disponibilidade de nutrientes e a intensidade luminosa.

    Para este estudo, foi realizado o seguinte procedimento experimental:

    Método:

    1 – Cultivou-se, durante várias semanas, a uma temperatura de 23 ºC e a uma iluminação de 120 μmol m–2 s–1, uma estirpe de D. salina em dois meios de cultura, um com concentração de NaCl ajustada a 4% e um outro meio com concentração de NaCl ajustada a 9%.

    2 – Para estudar a resposta de D. salina a um súbito aumento da concentração de NaCl, as células em crescimento, pré-adaptadas num meio de cultura contendo NaCl a 4%, foram transferidas para um meio fresco contendo NaCl a 4%, a 9%, a 18% e a 27%, tendo sido medida a acumulação de carotenoides durante 15 dias (Gr fico 1A).

    3 – Para observar se a aclimatação a altas salinidades faz decrescer a suscetibilidade desta microalga a stress salino severo, as células de D. salina pré-adaptadas a 9% foram transferidas para um meio fresco contendo NaCl a 9%, a 18% e a 27%, tendo sido medida a acumulação de carotenoides durante 15 dias (Gráfico 1B).

    4 – A influência de suplementos de nutrientes e da luminosidade no crescimento celular e na acumulação de carotenoides está traduzida, respetivamente, nos Gráficos 2A e 2B.

    (+ Nutrientes = com suplemento de nutrientes; – Nutrientes = sem suplemento de nutrientes; BL = baixa luminosidade de 65 μmol m–2 s–1; AL = alta luminosidade de 150 μmol m–2 s–1).

    Resultados: os resultados das observações efetuadas encontram-se registados nos gráficos.



    Na resposta a cada um dos itens de 1. a 5., selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta.

    Escreva, na folha de respostas, o número do item e a letra que identifica a opção escolhida.


    1. Na experiência cujos resultados estão traduzidos no Gráfico 1A, o controlo contém células pré‑adaptadas a NaCl a 4% que foram transferidas para um meio com

    (A) NaCl a 4%.

    (B) NaCl a 9%.

    (C) NaCl a 18%.

    (D) NaCl a 27%.

    Critérios

    • Opção (A) ——— 5 pontos 


    2. As células que melhor respondem ao choque hipersalino, acumulando carotenoides, são as células pré‑adaptadas a

    (A) NaCl a 4% que foram transferidas para um meio de NaCl a 18%.

    (B) NaCl a 4% que foram transferidas para um meio de NaCl a 27%.

    (C) NaCl a 9% que foram transferidas para um meio de NaCl a 18%.

    (D) NaCl a 9% que foram transferidas para um meio de NaCl a 27%.

    Critérios

    • Opção (C) ——— 5 pontos 


    3. Relativamente ao crescimento das algas e à acumulação de carotenoides (Gráficos 2A e 2B), a análise dos resultados da investigação permite concluir que

    (A) o fator limitante é, em ambos os processos, a baixa intensidade luminosa.

    (B) os fatores limitantes são, respetivamente, a baixa intensidade luminosa e a elevada intensidade luminosa.

    (C) o fator limitante é, em ambos os processos, o meio sem suplemento de nutrientes.

    (D) os fatores limitantes são, respetivamente, o meio sem suplemento de nutrientes e o meio com suplemento de nutrientes.

    Critérios

    • Opção (D) ——— 5 pontos 


    4. Durante a fotossíntese, na fase diretamente dependente da luz, ocorre

    (A) oxidação de NADP+.

    (B) fosforilação de ADP.

    (C) descarboxilação de compostos orgânicos.

    (D) redução de CO2.

    Critérios

    • Opção (B) ——— 5 pontos 


    5. Em Dunaliella salina, a proteção contra danos foto-oxidativos requer a mobilização de dióxido de carbono nos cloroplastos, em vias

    (A) catabólicas, através da acumulação de gotículas lipídicas.

    (B) catabólicas, através da acumulação de grânulos de amido.

    (C) anabólicas, através da acumulação de gotículas lipídicas.

    (D) anabólicas, através da acumulação de grânulos de amido.

    Critérios

    • Opção (C) ——— 5 pontos 


    6. Ordene as letras de A a E, de modo a reconstituir a sequência cronológica dos acontecimentos durante um ciclo celular.

    Escreva, na folha de respostas, apenas a sequência de letras.

    A. Alinhamento dos cromossomas na placa equatorial.

    B. Replicação do DNA.

    C. Formação do fuso acromático.

    D. Reaparecimento do nucléolo.

    E. Ascensão polar dos cromatídeos irmãos.

    Critérios

    • BCAED  ——— 10 pontos 


    7. No decurso da investigação, houve dificuldade em compatibilizar o aumento da biomassa (crescimento das algas) com a acumulação dos carotenoides, o que foi ultrapassado com a separação da fase de aumento da biomassa da fase de produção do β-caroteno.

    Explique, com base nos resultados traduzidos nos gráficos 2A e 2B, que condições devem ser criadas em cada fase do processo para otimizar a produção do β-caroteno em larga escala.


    Critérios

    A resposta deve apresentar os seguintes tópicos:

    ⇒  relação entre as condições de alta luminosidade com suplemento de nutrientes, numa primeira fase, e o crescimento/criação da biomassa;

    ⇒ relação entre as condições de alta luminosidade sem suplemento de nutrientes, numa segunda fase, e a acumulação dos carotenoides.



     

    FIM


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