IX OBB - Primeira fase

Teste seus conhecimentos em biologia resolvendo as excelentes questões da primeira fase da IX Olimpíada Brasileira de biologia.

PROVA

GABARITO

Sistemática filogenética - slides

Confiram a apresentação em powerpoint elaborada pelo meu parceiro Professor Moabe Pina sobre sistemática filogenética em 

Evolução biológica humana

Click na imagem abaixo e dê uma olhadinha nos slides apresentados durante a aula sobre evolução biológica humana:

Agora, leia atentamente o texto sobre evolução biológica humana

Como e quando surgiu o homem? Quais foram as pressões seletivas que induziram mudanças físicas no homem? Por que passamos a andar em pé? O que nos levou ao descomunal aumento do cérebro?

O homem como primata

Como e por que o homem adquiriu suas características únicas, tão distintas dos outros animais, pode ser respondido através de dois tipos básicos de fatores seletivos: as mudanças no meio ambiente e as modificações no comportamento.

As principais mudanças no ambiente foram provocadas pela criação das cadeias de montanhas no Rift Valley. Essa barreira natural passou a reter os ventos e nuvens e modificaram o clima no leste da África há 8 milhões de anos. Enquanto o lado oeste não sofreu grandes mudanças climáticas e suas florestas tropicais permaneceram abrigando os ancestrais dos gorilas e chimpanzés, o lado leste caracterizou-se por um aumento gradativo de aridez nas áreas habitadas pelos hominídeos (ancestrais do homem), causando a criação de um novo habitat que variava desde as savanas florestadas até as áreas muito áridas, quase desérticas. A ocupação e sobrevivência nesse novo habitat forçou as mudanças no comportamento. E diversos fatores intimamente correlacionados, descritos a seguir, favoreceram e explicam essas modificações no comportamento.

A Locomoção Bípede

Frequentemente diz-se que os nossos ancestrais adotaram posição ereta e locomoção bípede quando passaram da vida arbórea para a vida no chão. Contudo, essa correlação não é necessária. Nenhum dos outros grandes primatas terrestres adotou o bipedalismo. Gorilas e chimpanzés andam no chão com as articulações dos dedos e os babuínos são estritamente quadrúpedes. Como não sabemos exatamente como isso ocorreu, podemos apenas sugerir que alguma peculiaridade dos ancestrais arborícolas dos hominídeos primitivos, como braços mais curtos, assim como alguma pré-adaptação anatômica, tenha favorecido o bipedalismo.

A locomoção bipedal, em especial nos seus estágios primordiais, deve ter sido uma forma muito ineficiente de locomoção para um mamífero de quatro membros. Porém, só evoluiu nessa direção porque fornecia vantagens. E, presumivelmente, suas maiores vantagens seletivas foram permitir uma melhor visão das redondezas (prevenção de predadores e visualização de alimento), liberar os membros anteriores para problemas novos de comportamento (possibilitou um melhor aproveitamento e utilização das mãos na manipulação de ferramentas e no transporte de alimento) e diminuir a área do corpo que sofria a incidência da radiação solar em campo aberto (possibilitou a procura de alimento nos horários mais quentes, quando os outros animais, especialmente os predadores, estavam inativos).

O início do bipedalismo se encontra nos primórdios da linhagem hominídea, mas seu aperfeiçoamento deve ter ocupado a maior parte do tempo subsequente. As diferenças de pélvis e extremidades posteriores entre os gêneros Australopithecus e Homo mostram que foram necessários cerca de 2 milhões de anos para aperfeiçoar o bipedalismo.

A Utilização de Ferramentas

Acreditava-se antigamente que o uso e a fabricação de ferramentas fosse o fator fundamental para o aumento dramático no tamanho do cérebro no estágio Homo erectus. No entanto, sabe-se hoje que o uso e a confecção de ferramentas é muito comum no reino animal - os chimpanzés são exímios no uso de ferramentas e capacitados a adaptar apetrechos naturais aos seus propósitos.
A confecção de ferramentas simples no estágio Australopithecus e Homo habilis aparentemente não provocou uma pressão seletiva forte para o aumento no tamanho do cérebro e não exigiu uma reconstrução mais profunda das extremidades anteriores. As ferramentas só se tornaram cruciais para a evolução humana, com maior significado seletivo, somente na passagem do estágio Homo erectus para Homo sapiens, quando a sobrevivência passou a depender do aumento na capacidade de criar e usar novas e melhores ferramentas de trabalho e de luta.

O Aumento no Tamanho do Cérebro

O caráter diferencial mais importante entre o homem e os demais antropoides é certamente o descomunal aumento do cérebro, acompanhado pelas faculdades permitidas por essa nova massa encefálica. O aumento dramático de tamanho do cérebro humano no espaço de tempo compreendido entre 1,3 e 0,3 milhão de anos atrás, ou seja, 1 milhão de anos, é a modificação evolutiva mais rápida que se tem conhecimento – dos primeiros macacos hominoides aos primeiros hominídeos, cerca de 12 milhões de anos se passaram sem grandes aumentos na capacidade endocraniana média.

Qualquer tentativa de descobrir o que teria sido responsável por este acontecimento evolutivo dramático é sempre hipotética. Certamente, o responsável foi uma combinação de pressões seletivas sobre a mudança do homem para uma zona adaptativa inteiramente nova. Entre os fatores causais, três parecem ter sido particularmente importantes. Antes de descrevê-los, cabe um esclarecimento quanto à suposição de que a introdução de uma dieta mais rica em carne (proteína) foi uma das principais causas do rápido crescimento do cérebro. Sabemos hoje que uma dieta rica em proteína animal é muito importante para o desenvolvimento da criança. No entanto, não se pode atribuir a esse fato tamanha distinção, haja vista que nenhum dos grandes mamíferos carnívoros evoluiu para um considerável aumento do cérebro simplesmente porque comia carne. Como será visto adiante, o mais importante foi a mudança na dieta e não a dieta em si. Em outras palavras, a busca de soluções mais eficientes para a obtenção da carne (captura da presa) foi mais importante do que comê-la simplesmente. A dieta mais rica em proteínas pode, isto sim, ser considerada como um fator adicional concomitante que forneceu as condições nutritivas favoráveis ao crescimento do cérebro.

A Reconstrução do Crânio

O aumento do tamanho do cérebro foi o mais importante fator responsável pela reconstrução completa do crânio. Duas pressões seletivas adicionais também favoreceram esta reconstrução. Uma foi o deslocamento do suporte do crânio para frente, resultante da posição ereta. A outra foi a diminuição da pressão seletiva favorável a mandíbulas fortes e dentes grandes, desnecessários para alimentos mais macios (mudança na dieta), pré-cortados (ferramentas) ou preparados (fogo). Tudo isso possibilitou a redução das mandíbulas, dentes e a parte facial do crânio – com a redução dos músculos faciais e de todas as cristas e elevações ósseas às quais se prendiam esses músculos – e a simultânea ampliação da parte cerebral.

O Papel do Comportamento

O comportamento (e suas mudanças) é uma das mais fortes pressões seletivas no reino animal. A evolução dos hominídeos foi extremamente rica em transformações: arborícola para terrestre, dieta vegetariana para aumento da dieta de carne, uso de ferramentas para confecção de ferramentas, e outras mais. Um dos aspectos mais significativos do comportamento hominídeo foi o aumento gradual do tempo dispendido para os cuidados com a prole.

Cuidado com a prole: a instituição dos cuidados com a prole, marcante em todos os mamíferos, permitiu um decréscimo da mortalidade ao acaso (acidental). A sobrevivência da prole passou a depender cada vez mais da qualidade do cuidado dado pelos pais. O aumento do tamanho do cérebro foi acompanhado por um aumento do tempo de desenvolvimento do filhote e, consequentemente, um aumento do período durante o qual é necessário o cuidado materno. Esse desenvolvimento reforça o valor seletivo do cuidado com a prole e provoca pressão seletiva mais intensa em favor de um aumento do cérebro dos pais.

  

O homem e seus ancestrais

Adaptado de: http://portaldomeioambiente.org.br/contribuicoes-de-nao-colunistas/3580-origem-e-evolucao-humana.html

Evolução biológica - vídeo

Assistam a um vídeo bem legal sobre evolução biológica:

Apresentações sobre evolução

O meu amigo, professor Moabe Pina, elaborou em powerpoint três apresentações sobre evolução, confiram:

EVOLUÇÃO 1

EVOLUÇÃO 2

EVOLUÇÃO 3

SEGUNDA LEI DE MENDEL, LINKAGE E MAPEAMENTO DO CROMOSSOMO

 1. (UFPB) Na mosca de fruta (Drosophila melanogaster), existe um par de alelos que determina o formato da asa (normal ou vestigial) e outro que determina a cor dos olhos (marrom ou sépia). O cruzamento, entre moscas puras de asas normais e olhos de cor marrom com moscas puras de asas vestigiais e olhos de cor sépia, produziu uma geração F1, em que 100% dos descendentes tinham asas normais e olhos marrons. Um casal de moscas da geração F1 foi cruzado entre si e produziu:

• 137 moscas de asas normais e olhos de cor marrom.

• 45 moscas de asas normais e olhos de cor sépia.

• 44 moscas de asas vestigiais e olhos de cor marrom.

• 15 moscas de asas vestigiais e olhos de cor sépia.

De acordo com as informações fornecidas, é correto afirmar que os alelos que determinam o formato da asa e os que determinam a cor dos olhos das drosófilas estão localizados

a) em um mesmo par de cromossomos e apresentam

ligação completa entre si.

b) em um mesmo par de cromossomos homólogos.

c) no par de cromossomos sexuais.

d) em diferentes pares de cromossomos homólogos.

e) em um dos cromossomos sexuais.

2. (UFPB) Em ervilhas, a característica caule longo é condicionada pelo alelo L, dominante em relação ao alelo l, que condiciona caule curto.  A característica cor verde das vagens é condicionada pelo alelo V, dominante em relação ao alelo v, que condiciona cor amarela das vagens. Foi feito um cruzamento de uma planta duplo homozigótica de caule longo e vagens amarelas com uma planta, também duplo homozigótica de caule curto e vagens verdes, originando a geração F₁. Indivíduos da geração F₁ foram cruzados com plantas duplo homozigóticas recessivas e produziram a seguinte descendência:

• 170 plantas de caules longos e vagens verdes;

• 169 plantas de caules longos e vagens amarelas;

• 168 plantas de caules curtos e vagens verdes;

• 171 plantas de caules curtos e vagens amarelas.

De acordo com os resultados obtidos nos cruzamentos, identifique as afirmativas corretas:

I. Os alelos para as duas características em questão apresentam segregação independente.

II. Os alelos para as duas características em questão estão localizados em diferentes pares de cromossomos.

III. Na formação dos gametas dos indivíduos parentais do último cruzamento realizado, ocorreu permutação entre os alelos para altura do caule e cor da vagem.

IV. As características altura do caule e cor da vagem são condicionadas por dois pares de alelos que apresentam segregação independente, o que evidencia um caso de epistasia recessiva.

V. As características altura do caule e cor das vagens são condicionadas por dois pares de alelos que apresentam segregação independente, mas que interagem entre si.

3. (Fund. Carlos Chagas) De acordo com a 2º Lei de Mendel, se dois indivíduos de genótipos TtRrSs forem cruzados, a proporção de descendentes de genótipos ttRrSS será:

a) 27:64   d) 2:64

b) 9:64                    e) 1:64

c) 3:64

4. (OSEC) O indivíduo de genótipo AaBBCcDdee produz:

a) 2 tipos de gametas

b) 4 tipos de gametas

c) 6 tipos de gametas

d) 8 tipos de gametas

e) 12 tipos de gametas

5. (UGF) Certo tipo de miopia é um caráter condicionado por um gene recessivo m. A adontia hereditária é determinada por um gene dominante D. Um homem com adontia e visão normal casa-se com uma mulher míope e com dentes, tendo o casal um filho míope e com dentes. Se o casal tiver mais um filho, qual a probabilidade de ele ser homem e normal para ambos os caracteres?

a) 1/8                     d) 1/32

b) ¼                        e) 0%

c) 1/16

6. (Unirio) Um indivíduo com o genótipo AaBb produz gametas nas seguintes proporções: 25% AB, 25% Ab, 25% aB e 25% ab. Outro indivíduo, com o genótipo DdEe, produz gametas nas seguintes proporções: 50% DE e 50% de. Podemos concluir que:

a) os genes D e E estão ligados e entre eles não ocorre crossing-over.

b) os genes D e E estão ligados e entre eles ocorre crossing-over.

c) os genes D e E segregam-se independentemente e entre eles não ocorre crossing-over.

d) os genes A e B estão ligados e entre eles não ocorre crossing-over.

e) os genes A e B segregam-se independentemente e entre eles ocorre crossing-over.

7. (UFRGS) O esquema abaixo representa determinados genes alelos, localizados no mesmo par de homólogos:

a) Em I, a frequência de crossing-over é mais significativa.

b) Em II, é maior a probabilidade de ligação.

c) Em II, a probabilidade de recombinação gênica é menor.

d) Em I, a ligação é menos frequente.

e) Em II, a probabilidade de recombinação é maior.

8. (UFPB) Em drosófilas, o gene para asas normais O é dominante sobre seu alelo o, que condiciona asas onduladas. E o gene para cerdas normais D é dominante sobre seu alelo recessivo d, que condiciona cerdas desfiadas. Esses dois pares de genes estão no mesmo par de cromossomos homólogos. Do cruzamento de uma fêmea duplo heterozigota com um macho duplo recessivo, obtiveram-se 500 descendentes, caracterizados da seguinte maneira:

240 moscas, com asas onduladas e cerdas normais

240 moscas com asas normais e cerdas desfiadas

10 moscas com asas e cerdas normais

10 moscas com asas onduladas e cerdas desfiadas

a) Qual a posição dos genes citados, nos cromossomos da mosca fêmea (posição cis ou trans )?

b) Qual a distância entre esses genes?

9. (UFPB) Um estudante solicitou ao professor de Biologia que o auxiliasse na resolução do seguinte problema: “Um indivíduo é heterozigoto quanto a dois pares de alelos, Aa e Bb. Em relação a esses alelos, que tipos de gametas esse indivíduo formará e em que proporção?” O professor explicou que, para a correta resolução do problema, faltava, no enunciado, uma informação importante.

a) Qual informação falta ao enunciado do problema e deve ser acrescentada para possibilitar sua resolução, sem que seja considerada a segunda lei de Mendel? Justifique sua resposta.

b) Após complementar o enunciado conforme solicitado no item anterior, apresente as soluções possíveis para o problema, desconsiderando a possibilidade de ocorrer permutação na divisão meiótica.

10. (UFRJ) Em uma raça de cachorros, a cor do pelo negro é determinada pelo gene dominante A, enquanto seu alelo a determina a cor branca. O tamanho do pelo também é controlado por um par de genes, sendo o alelo dominante B para pelo curto e o alelo recessivo b para pelo longo. A tabela a seguir apresenta os fenótipos dos pais e os fenótipos das respectivas proles, após vários cruzamentos.

a) Os genes para cor e tamanho de pelo estão no mesmo par de cromossomos? Justifique sua resposta.

b) Quais são os genótipos mais prováveis dos pais, em cada casal? Justifique sua resposta.

11. (FEI) Analise os resultados obtidos nos dois cruzamentos abaixo e responda:

a) Em qual dos dois cruzamentos ocorreu distribuição independente dos genes, obedecendo à Segunda Lei de Mendel?

b) Qual a frequência de crossing no cruzamento onde dois pares de genes alelos ocupavam o mesmo par de cromossomos homólogos?

12. (Cesgranrio) No órgão reprodutor de um animal, há 1000 células em cujos núcleos estão os cromossomos, como mostra o desenho abaixo. Se em todas as células ocorre crossing-over entre os genes A e B, e se cada uma origina 4 gametas, podemos afirmar que:

a) todos os gametas formados conterão combinações resultantes do crossing.

b) a proporção de gametas com a forma não crossing seria maior do que a de gametas com as formas crossing.

c) a ocorrência de crossing não altera a sequência dos genes nos cromossomos porque só as cromátides-irmãs são envolvidas.

d) as proporções entre os tipos de gametas seriam iguais às que ocorrem quando os genes estão em cromossomos diferentes.

e) não é possível calcular essas proporções porque os gametas recebem cromossomos ao acaso.

13. (OBB) Em uma espécie de inseto, o alelo dominante C condiciona olhos marrom-avermelhados e o alelo recessivo c, olhos vermelho-claro. O alelo dominante V determina a forma das asas normais e o alelo recessivo v, asas vestigiais. Sabe-se que os locos para esses dois genes estão no mesmo cromossomo autossômico a uma distancia de 10 UR (unidades de recombinação ou centimorgans). Em relação a esses dois genes, considere o cruzamento de uma fêmea duplo-heterozigótica (fêmea A) com um macho duplo-homozigótico recessivo. Sabe-se que a mãe da fêmea A é homozigótica recessiva (cv/cv). Em uma amostra de 1600 indivíduos desse cruzamento, quantos indivíduos seriam esperados com olhos marrom-avermelhados e asas vestigiais?

a) 100                     d) 80

b) 300                     e) 900

c) 160

14. (Fuvest) Em determinada espécie, os locos dos genes A e B situam-se no mesmo cromossomo. Na meiose de um indivíduo duplo-heterozigoto AB/ab ocorre permutação entre esses locos em 80% das células. A porcentagem esperada de gametas Ab que o indivíduo formará é

a) 10%                    d) 40%

b) 20%                    e) 80%

c) 30%

15. (UFPB) Em um cromossomo, a distância entre os locos gênicos A e B é 16 unidades de recombinação. Nessa situação, a freqüência dos gametas dos tipos AB, ab, Ab e aB, produzidos pelo indivíduo de genótipo AB//ab, será respectivamente:

 INFORMAÇÕES PARA AS QUESTÕES 16 E 17

A alcaptonúria é uma disfunção extremamente rara do metabolismo humano. Os indivíduos afetados apresentam a cor da urina vermelho pardacenta devido a uma alteração no metabolismo normal da fenilalanina. O gene determinante dessa disfunção está localizado no cromossomo 9, onde também encontramos os genes que determinam os grupos sangüíneos ABO ( IA; IB; i ).

O heredograma a seguir foi montado para se estudar a disfunção em uma determinada família, para a qual o tipo sangüíneo de cada um dos membros está indicado.

16. (PUC-MG) Analisando-se o heredograma, é possível afirmar, EXCETO:

a) A alcaptonúria é um caráter determinado por gene autossômico recessivo.

b) O indivíduo 3 pode ter recebido um gameta recombinante de sua mãe.

c) O indivíduo 6 certamente não recebeu um gameta recombinante da sua mãe ou do seu pai.

d) A chance de o indivíduo 9 ser heterozigoto para o caráter alcaptonúria é de 2/3.

17. (PUC-MG) A posição ocupada pelos alelos que determinam grupo sangüíneo e alcapatonúria, no par de cromossomos 9, está representada para o indivíduo 7 ao lado do heredograma. A freqüência de recombinação entre os dois loci gênicos é de 10%. São freqüências esperadas de descendentes para o cruzamento 6 X 7, EXCETO:

a) 22,5% AB normais.            b) 45% de A normais.

c) 50% de afetados.                d) 50% B normais ou afetados.

18. (UFPE) Analise as proposições abaixo, considerando a seguinte situação: Em uma amostra de 100 (cem) espermatogônias, de um organismo genotipicamente (AB//ab), ocorreu permutação meiótica entre os locos A e B, em 20 (vinte) espermatogônias, tendo sido observada uma segregação gamética como ilustrado na figura abaixo.

I. O número de gametas AB deverá ser idêntico ao de gametas ab.

II. A freqüência de gametas recombinantes deverá ser igual a de gametas não-recombinantes.

III. Trezentos e sessenta gametas não- recombinantes são esperados.

IV. Vinte gametas recombinantes são esperados no caso descrito.

V. A taxa de recombinação no caso citado é de 10%; logo, os locos A e B distam de 10 unidades de mapa.

19. (UFPE) Dois fenótipos de interesse econômico, em milho, são determinados, respectivamente, pelos locos A e B, ambos com dominância completa. Plantas homozigóticas, fenotipicamente (AB), foram cruzadas com plantas de fenótipo (ab). A F1, fenotipicamente (AB), foi retrocruzada com o pai duplo-recessivo, obtendo-se uma F2 como mostrado no quadro. Analise as proposições a seguir quanto à correção.

I. Trata-se de um caso de ligação gênica. A geração P é genotipicamente (AB//AB) x (ab//ab).

II. Em 60% das células formadoras de gametas da F1, ocorreu permutação entre os locos A e B.

III. A taxa de recombinação no caso mostrado é de 30%.

IV Os locos A e B distam entre si de 35 unidades de mapa.

V. Em 35% das células gaméticas da F1 ocorreu recombinação.

20. (PUC-SP) As distâncias entre cinco genes localizados num grupo de ligação de um determinado organismo estão contidas na figura abaixo. Identifique o mapeamento correto para tal grupo de ligação:

a) CBADE.                             d) ABCDE.

b) EABCD.                            e) EDCBA.

c) DEABC.

GABARITO:

1D;

2VVFFF;

3D;

4D;

5A;

6A;

7E;

8 a) trans,

   b) 4M;

9 a) Se há ou não permutação,

   b) posição cis = gametas AB (50%) e ab (50%), posição trans= gametas Ab (50%) e aB             (50%);

10 a) Não, pois as proporções obtidas na descendência do cruzamento 1 (9:3:3:1) estão            conforme a segunda lei de Mendel.

     b)1 - AaBb x AaBb, 2 - aaBb x aaBb

11 a) cruzamento 1

     b) 20%

12D;

13D;

14B;

15C;

16C;

17B;

18VFVFV

19VVVFF

20C