atividades - Pessoa (Franca/SP)

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ATIVIDADES
9
Relacione cada conceito com sua respectiva definição:
( c ) Herança ligada ao sexo
( b ) Daltonismo
( e ) Porção não homóloga
( d ) Holândrico
( a ) Hemofilia
a) Tendência hereditária a hemorragias causada pela
deficiência de um dos fatores da coagulação.
b) Incapacidade geneticamente determinada de se
distinguirem cores (geralmente verde e vermelho).
c) Relacionada com genes da porção não homóloga do
cromossomo X.
d) Alelo da porção não homóloga do cromossomo Y.
e) Região dos cromossomos sexuais em que os genes de
X não ocorrem em Y, e vice-versa.
10
(Vunesp) Marcos e Paulo são filhos do mesmo pai, mas
de mães diferentes. Com relação aos tipos sanguíneos
dos sistemas ABO e Rh, Marcos é um “doador universal”.
Contudo, ao invés de doar sangue, Marcos é obrigado a
recebê-lo por doação, pois tem hemofilia tipo A, uma
característica ligada ao sexo. Nas vezes em que recebeu
transfusão sanguínea, Marcos teve por doadores Paulo e
a mãe de Paulo. Sua mãe e seu pai não puderam doar
sangue, embora fossem compatíveis pelo sistema Rh,
mas não o eram pelo sistema ABO. Já adultos, Marcos e
Paulo casaram-se com mulheres em cujas famílias não
havia histórico de hemofilia, e ambos os casais esperam
um bebê do sexo masculino. Contudo, estão receosos de
que seus filhos possam vir a ter hemofilia. O heredograma
representa as famílias de Marcos e de Paulo. O indivíduo
apontado pela seta é Marcos.
11
(Vunesp) O daltonismo é comumente entendido como a
incapacidade de enxergar as cores verde e/ou vermelha.
A percepção de cores é devida à presença de diferentes
tipos do pigmento retinol nos cones da retina. Nos indivíduos daltônicos, alguns desses pigmentos não estão
presentes, alterando-se a percepção das cores. Os genes
que participam da síntese desses pigmentos localizam-se
no cromossomo X. O daltonismo é um caráter recessivo.
Um homem daltônico casou-se com uma mulher de visão normal em cuja família não havia relatos de casos de
daltonismo. Este casal teve dois filhos: João e Maria.
a) Qual a probabilidade de João ter herdado do pai o
alelo para daltonismo? Qual a probabilidade de Maria
ter herdado do pai o alelo para daltonismo?
A probabilidade de João ter herdado do pai o alelo para daltonismo é
nula, porque ele recebe do pai o cromossomo Y. Para Maria, é 100%,
porque ela recebe o cromossomo Xd do pai, que é daltônico (XdY).
b) Por que é mais frequente encontrarmos homens
daltônicos que mulheres daltônicas?
O homem é daltônico quando apresenta o genótipo XdY. Sendo homozigota, a mulher daltônica possui genótipo XdXd. Para ter a anomalia, a
mulher precisa de dois alelos e o homem de apenas um.
I
1
2
3
12
II
1
2
3
4
III
1
2
Considerando o histórico, qual o provável tipo sanguíneo
da mãe e do pai de Marcos e qual a probabilidade de
que os filhos de Marcos e de Paulo sejam hemofílicos?
Justifique suas respostas.
Se Marcos é doador universal em relação aos tipos sanguíneos dos
sistemas ABO e Rh, ele é O (ii) e Rh negativo (dd) e, sendo hemofílico,
é XhY. Se os pais de Marcos eram compatíveis em relação ao sistema
Rh, mas não puderam lhe doar sangue em razão de incompatibilidade
no sistema ABO, então possuem tipo sanguíneo A ou B e Rh negativo.
Se a mulher de Marcos e a de Paulo não possuem histórico de hemofilia em suas famílias, elas provavelmente são XHXH. Sendo assim,
a probabilidade de os filhos de Marcos e Paulo serem portadores de
hemofilia é nula, pois terão genótipo XHY, ao herdarem o XH da mãe
e o Y do pai.
(Fuvest-SP) Uma mulher é portadora de um alelo letal
ligado ao sexo que causa aborto espontâneo. Supondo
que 15 de suas gestações se completem, qual o número
esperado para crianças do sexo masculino entre as que
nascerem? Justifique sua resposta.
O fato de existirem mulheres portadoras do alelo letal implica que ele
é recessivo, pois, se fosse dominante, as mulheres não sobreviveriam.
No caso, a mulher tem genótipo XAXa, e o homem possui genótipo XAY,
pois, sendo ele hemizigoto, não pode portar o alelo. A descendência
seria: XAXA, XAXa, XAY, XaY (este não sobrevive). A proporção esperada
é de 2 meninas para 1 menino, ou, em 15 crianças, 10 meninas e 5
meninos.
33
13
(Fuvest-SP) Um homem afetado por uma doença genética muito rara, de herança dominante, casa-se com uma
mulher não consanguínea. Imagine que o casal tenha
doze descendentes, seis filhos e seis filhas. Responda,
justificando sua resposta, qual será a proporção esperada de filhas e de filhos afetados pela doença do pai, no
caso de o alelo em questão estar localizado:
a) em um autossomo;
d) dois genes, um localizado em um autossomo e o
outro no cromossomo X.
e) um gene ligado ao cromossomo X, em que o alelo
para olho vermelho é dominante sobre o branco.
15
(U. E. Londrina-PR) A hemofilia é uma doença hereditária
recessiva ligada ao cromossomo sexual X, presente em
todos os grupos étnicos e em todas as regiões geográficas
do mundo. Caracteriza-se por um defeito na coagulação
sanguínea, manifestando-se por meio de sangramentos
espontâneos que vão de simples manchas roxas (equimoses) até hemorragias abundantes. Com base no enunciado
e nos conhecimentos sobre o tema, é correto afirmar:
a) Casamento de consanguíneos diminui a probabilidade
de nascimento de mulheres hemofílicas.
b) Pais saudáveis de filhos que apresentam hemofilia
são heterozigotos.
c) A hemofilia ocorre com a mesma frequência entre
homens e mulheres.
d) As crianças do sexo masculino herdam o gene da
hemofilia do seu pai.
e) Mulheres hemofílicas são filhas de pai hemofílico e
mãe heterozigota para este gene.
16
(UFMG) Observe a figura, em que está representado o
cromossomo X.
Os alelos podem ser assim representados: A condiciona a doença, e a
determina o fenótipo normal. É provável que o homem doente seja
heterozigoto (Aa), pois a doença é muito rara. O cruzamento com uma
mulher normal (aa) produz uma descendência com 50% de doentes
(Aa) e 50% de normais (aa), independentemente do sexo. Portanto, a
proporção esperada de filhas e de filhos será: 3 filhas doentes e 3 filhos
doentes; 3 filhas normais e 3 filhos normais.
b) no cromossomo X.
Nesse caso, a representação dos alelos será: XA para a doença e Xa
para o fenótipo normal. O cruzamento de um homem doente (XAY)
com uma mulher normal (XaXa) produzirá a seguinte descendência:
XAXa (filha doente) e XaY (filho normal). Logo, serão 6 filhas doentes e
6 filhos normais.
Exercícios complementares
14
(Unifesp) O cruzamento de moscas-do-vinagre de olhos
vermelhos originou 100% de descendentes machos e fêmeas de olhos vermelhos. O cruzamento de moscas-do-vinagre de olhos brancos originou 100% de descendentes machos e fêmeas de olhos brancos. Quando fêmeas
de olhos brancos foram cruzadas com machos de olhos
vermelhos, a descendência obtida foi 100% de fêmeas de
olhos vermelhos e 100% de machos de olhos brancos.
Com base nesses resultados, podemos afirmar que o
caráter cor de olho da mosca-do-vinagre é determinado
por:
a) um gene autossômico, em que o alelo para olho
vermelho é dominante sobre o branco.
b) um gene ligado ao cromossomo X, em que o alelo
para olho branco é dominante sobre o vermelho.
c) dois genes, cada um com dois alelos, ambos responsáveis pelo mesmo fenótipo.
Alelo dominante para
visão em cores
Alelo dominante para
síntese de G-6-PD
Mutação
Mutação + ambiente favorável
Daltonismo
Crise hemolítica (anemia)
A enzima G-6-PD (glicose seis fosfato desidrogenase),
presente nas hemácias, está envolvida no metabolismo da glicose. Sabe-se que a deficiência dessa enzima
torna a hemácia sensível a certas drogas — por exemplo, alguns tipos de analgésicos. Considerando essas
informações e outros conhecimentos sobre o assunto,
argumente a favor de ou contra cada uma das afirmativas que se seguem.
a) O número de mulheres e de homens que podem
desenvolver crises hemolíticas é igual.
b) Indivíduos com o mesmo genótipo mutante para a
síntese da enzima G-6-PD podem apresentar fenótipos diferentes.
c) Os alelos para o daltonismo e para a síntese de G-6-PD
segregam-se independentemente.
TAREFA PROPOSTA 13-24
34
ATIVIDADES
1
2
( e ) Mutação
( f ) Mutação gênica
( a ) Aberração cromossômica
( c ) Euploidia
( b ) Aneuploidia
( d ) Agentes mutagênicos
a) Mutação que afeta fragmentos de cromossomos,
cromossomos inteiros ou lotes de cromossomos.
b) Aberração cromossômica numérica que afeta um
número de cromossomos menor que um lote.
c) Aberração cromossômica que afeta um lote de cromossomos.
d) Agentes físicos e químicos capazes de promover
alterações genéticas.
e) Alteração súbita do material genético.
f) Mutação que afeta apenas um loco gênico.
Normalmente os seres humanos apresentam 46 cromossomos em pares de cromossomos homólogos, um paterno e
outro materno. A síndrome de Down é determinada pela
presença de três cromossomos (trissomia), em vez do par
usual de cromossomos homólogos no genoma humano.
a) Qual par cromossômico apresenta a trissomia na
síndrome de Down?
O par número 21.
b) Escreva o cariótipo do portador da síndrome de
Down.
47, XX + 21 e 47, XY + 21
c) Cite o nome e escreva o cariótipo de uma aberração
cromossômica numérica de cromossomos sexuais.
Síndrome de Klinefelter (47, XXY), trissomia X (47, XXX), síndrome do
duplo-Y (47, XYY).
(PUC-MG) “Quanto maior for a variabilidade genética
de uma população, maior será a capacidade de ela se
adaptar às adversidades do ambiente.” Analise a validade dessa afirmativa, discutindo se há diferenças entre o
papel individual e o populacional da variabilidade intraespecífica.
d) Na síndrome de Edwards temos uma trissomia do
cromossomo 18. Suponha que um gene A esteja
localizado neste cromossomo e que um indivíduo
portador desta síndrome seja homozigoto para este
loco. Qual seria o número de cópias deste gene na
metáfase mitótica de uma célula deste indivíduo?
Quanto maior a variabilidade genética, maior probabilidade de existirem variações fenotípicas favoráveis, as quais aumentam a chance
de manutenção da população em caso de mudanças adversas do
ambiente. Tal efeito manifesta-se predominantemente em nível populacional, uma vez que é a espécie que se perpetua, quando alguns
de seus membros resistem às mudanças ambientais, sobrevivem e se
reproduzem.
3
Se o indivíduo possui três cromossomos 18 em cada célula somática,
durante a metáfase mitótica, uma célula apresentará 6 cópias do gene A,
pois os cromossomos estarão duplicados.
e) Suponha que no cromossomo 18 existam dois genes
denominados A e B. Um indivíduo de genótipo AaBb
produz gametas na seguinte proporção: AB: 40%;
Ab: 10%; aB: 10% e ab: 40%. Qual seria a distância
aproximada destes genes no cromossomo?
(UFSC) Leia atentamente o trecho a seguir.
[…] o que ele quer resolver agora não é o problema
da criança, mas o espaço que ela ocupa na sua vida.
E esses contatos medonhos do dia a dia: explicar. Já
viu na enciclopédia que o nome da síndrome se deve
a John Haydon Down (1828-1896), médico inglês.
À maneira da melhor ciência do império britânico,
descreveu pela primeira vez a síndrome frisando
a semelhança da vítima com a expressão facial dos
mongóis, lá nos confins da Ásia; daí “mongoloides”.
Que tipo de mentalidade define uma síndrome pela
semelhança com os traços de uma etnia? […]
TEZZA, Cristóvão. O filho eterno. 8. ed.
Rio de Janeiro/São Paulo: Record, 2009. p. 42-43.
No texto, é citado o nome do médico que descreveu
uma síndrome, hoje chamada de síndrome de Down, e
a razão de se usar (erroneamente) o termo mongolismo.
As síndromes cromossômicas são ocasionadas por alterações
no número de cromossomos (aneuploidias) ou por alterações na sua estrutura (deleções, inversões, entre outras).
Os gametas produzidos em menor quantidade são os recombinantes.
Se a frequência de gametas recombinantes é de 20%, então a taxa de
recombinação é de 20% e, consequentemente, a distância entre os
genes A e B é de 20 unidades de recombinação.
4
(U. E. Ponta Grossa-PR) A permutação é um processo que
permite a recombinação entre os genes, aumentando a variabilidade genética nas populações. O aumento da variabilidade genética pode ocorrer por mudanças estruturais
nos cromossomos, chamadas mutações cromossômicas
estruturais. A respeito dessas mutações, julgue (V ou F).
(01) A deficiência ou deleção ocorre quando um cromossomo perde um segmento em razão de quebras.
Deficiências muito acentuadas podem ser letais,
uma vez que a perda de muitos genes altera profundamente as condições do indivíduo.
45
(02) As mutações cromossômicas estruturais apresentam
alteração no número de cromossomos, além
da alteração estrutural.
(04) A translocação ocorre quando dois cromossomos
homólogos se quebram simultaneamente e trocam
seus segmentos. Na meiose, os dois pares de cromossomos homólogos emparelham-se lado a lado
em razão da translocação.
(08) A inversão ocorre quando um cromossomo sofre
quebra em dois pontos e o segmento entre as quebras
apresenta um giro de 180 graus, soldando-se invertido no cromossomo. A sequência de genes apresenta-se, assim, invertida em relação à anterior.
(16) A duplicação corresponde à ocorrência de um ou
mais segmentos em dose dupla, em um mesmo
cromossomo, e nem sempre reduz a viabilidade do
organismo. Naqueles que toleram duplicações, um
dos trechos em duplicata pode sofrer mutação sem
que isso interfira na adaptabilidade do organismo,
pois o outro trecho não alterado pode continuar a
atuar normalmente.
Dê a soma dos números dos itens corretos.
6
(U. F. Uberlândia-MG) “O DNA possui capacidade de duplicação. Durante esse processo, uma cópia pode eventualmente diferir do modelo original. O DNA assim formado
passa então a se duplicar segundo a forma modificada.”
a) Identifique o fenômeno conceituado no texto.
b) Relacione-o com a adaptação e a evolução dos seres
vivos.
7
(Unicamp-SP) No cariótipo humano figurado a seguir,
existe uma dada alteração cromossômica. Identifique-a e
explique um mecanismo que pode levar à sua formação.
6
(02) As aberrações cromossômicas estruturais não modificam o número
de cromossomos de uma célula.
(04) A translocação deve-se à transferência de fragmentos entre
cromossomos não homólogos e não deve ser confundida com
permutação.
Soma = 25 (01 + 08 + 16)
13
(Unicamp-SP) Os animais podem sofrer mutações gênicas,
que são alterações na sequência de bases nitrogenadas
do DNA. As mutações podem ser espontâneas, como resultado de funções celulares normais, ou induzidas, pela
ação de agentes mutagênicos, como os raios X. As mutações são consideradas importantes fatores evolutivos.
a) Como as mutações gênicas estão relacionadas com a
evolução biológica?
As mutações gênicas originam novas versões de genes, que podem
determinar novas características, sobre as quais atua a seleção natural.
Portanto, são responsáveis por modificações sofridas pelos seres vivos
ao longo da evolução biológica.
b) Os especialistas afirmam que se deve evitar a excessiva exposição de crianças e de jovens em fase
reprodutiva aos raios X, por seu possível efeito sobre
os descendentes. Explique por quê.
Os raios X podem alterar geneticamente as células da linhagem germinativa, a partir das quais são formados os ovócitos e os espermatozoides,
ocasionando problemas genéticos que poderão ser transmitidos para
os descendentes.
3
7
8
14
15
21
8
5
2
1
4
9
16
22
10
17
18
5
11
19
20
x
(UFCE) A Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa)
proibiu a venda e a utilização de equipamentos para
bronzeamento artificial no Brasil. A Sociedade Brasileira
de Dermatologia solicitava a proibição, alertando sobre
o risco de câncer de pele. Responda aos itens a seguir,
relacionados ao tema.
a) Que células produzem o bronzeamento quando
estimuladas pela radiação ultravioleta tipo A (UVA),
emitida pelo equipamento? A que tecido pertencem
essas células?
b) A radiação UVA absorvida pela timina no DNA pode
causar a formação de ligações covalentes entre bases
de nucleotídios adjacentes. Por que essas ligações
covalentes podem induzir mutações?
c) Existem nas células mecanismos moleculares de reparo do DNA. Esses mecanismos, porém, nem sempre
funcionam em células somáticas que se dividem
com elevada frequência. No tecido em questão, que
células apresentam essa característica?
d) As células somáticas que sofreram mutação podem
tornar-se malignas (cancerosas). Elas perdem o controle sobre a divisão celular e passam a expressar o
gene da telomerase. Qual a consequência da ativação
dessa enzima na reprodução dessas células?
46
12
ATIVIDADES
9
10
( d ) Pool gênico
( c ) Cruzamento consanguíneo
( a ) Seleção natural
( e ) Princípio de Hardy-Weinberg
( b ) População pan-mítica
a) Ação do ambiente sobre a variabilidade de uma
população, selecionando os indivíduos mais aptos.
b) População em que os cruzamentos ocorrem ao acaso.
c) Situação em que os participantes de um cruzamento
possuem ancestral comum.
d) Conjunto de genes de uma população.
e) “Em uma população, sob certas condições, as frequências dos alelos e dos fenótipos que determinam
permanecem constantes, geração após geração.”
a) Cite duas das condições propostas por Hardy e Weinberg
para que o equilíbrio possa ser atingido.
Para que as frequências dos alelos se mantenham constantes, é
necessário: ausência de ação da seleção natural, não ocorrência de
mutações, ausência de migrações, ocorrência de cruzamentos casuais
e populações suficientemente grandes.
b) Defina o conceito de evolução com base na frequência dos genes de uma população e indique de que
forma a diminuição da população afetou a evolução
dos jabutis gigantes.
A evolução é a consequência da alteração progressiva das frequências
gênicas em uma população. A diminuição da população de jabutis
pode torná-la mais sujeita, por exemplo, a variações gênicas aleatórias,
fenômeno conhecido como deriva genética ou oscilação genética.
12
(UFRJ) O gráfico a seguir mostra as frequências dos genótipos de um loco que pode ser ocupado por dois alelos
A e a. No gráfico, p representa a frequência do alelo A.
1,0
0,8
População 1: considerando 220 alelos A (180 nos 90 indivíduos AA e 40
nos 40 indivíduos Aa) num total de 400 alelos, então f(A) = 220/400 = 0,55.
Sendo assim, a f (a) = 0,45.
População 2: considerando 220 alelos A (90 nos 45 indivíduos AA e 130
nos 130 indivíduos Aa) num total de 400 alelos, então f(A) = 220/400 = 0,55.
Sendo assim, a f (a) = 0,45.
0,6
0,4
0,2
p
0,0
0,0
0,1
0,2
AA
0,3
0,4
0,5
aa
0,6
0,7
0,8
0,9
Aa
Considerando p (frequência do alelo A) igual a 0,6, então q (frequência
do alelo a) é igual a 0,4, pois p + q = 1. Considerando-se a população
em equilíbrio:
tf (AA) = p2 = 0,6 · 0,6 = 0,36 ou 36%
tf (Aa) = 2pq = 2 · 0,6 · 0,4 = 0,48 ou 48%
tf (aa) = q2 = 0,4 · 0,4 = 0,16 ou 16%
54
b) Qual delas tem a maioria dos indivíduos homozigotos? Explique.
1,0
Calcule a frequência dos genótipos AA, Aa, aa nos pontos determinados pela linha pontilhada. Justifique sua
resposta.
11
(Vunesp) Considere duas populações diferentes, 1 e
2, cada uma com 200 indivíduos diploides, portanto
com 400 alelos. A população 1 apresenta 90 indivíduos
com genótipo AA, 40 indivíduos com genótipo Aa e
70 indivíduos com genótipo aa. A população 2 apresenta 45 indivíduos com genótipo AA, 130 indivíduos com
genótipo Aa e 25 indivíduos com genótipo aa.
a) Qual a frequência dos alelos A e a em cada uma das
populações?
(UERJ) Segundo o teorema de Hardy-Weinberg, uma população ideal deve atingir o equilíbrio, ou estado estático, sem grandes alterações de seu reservatório genético.
Em uma das ilhas do arquipélago de Galápagos, uma
das condições estabelecidas por Hardy e Weinberg para
populações ideais foi seriamente afetada por uma erupção vulcânica ocorrida há cerca de cem mil anos. Esta
erupção teria diminuído drasticamente a população de
jabutis gigantes da ilha.
A população 1 apresenta 160 homozigotos (90 AA e 70 aa) e a população
2 apresenta 70 homozigotos (45 AA e 25 aa).
13
(UFRJ) As frequências de dois alelos em uma população,
numa dada geração, foram: A = 80% e a = 20%. Na geração seguinte, observaram-se frequências de A = 60%
e a = 40%. Alguns mecanismos evolutivos que alteram
a frequência dos alelos são:
I. seleção natural;
II. mutação gênica;
III. deriva ao acaso da frequência gênica, principalmente
em populações pequenas.
Qual das três hipóteses apresentadas não pode ser aceita
para explicar a variação da frequência dos alelos citados?
Justifique sua resposta.
Não pode ser aceita a hipótese II, porque as mutações são eventos raros
e dificilmente aumentariam a frequência de um alelo de uma geração
para a outra. As demais hipóteses são válidas, pois tanto a seleção
natural como a deriva genética poderiam eliminar preferencialmente
os indivíduos portadores do alelo A, cuja frequência diminuiria, aumentando a participação relativa do alelo a na população.
14
15
(Unirio) Uma característica fenotípica de uma população,
como a cor amarela, é determinada por um gene dominante. O alelo recessivo não produz essa característica.
Um estudo dessa população determinou que a frequência
do fenótipo amarelo era de 50% e não se sabe se essa população está em equilíbrio de Hardy-Weinberg. Com base
nessas informações, não é possível saber a frequência do
alelo para a cor amarela. Explique.
a)
b)
c)
d)
e)
16
(UFPR) Em mexilhões, as cores externas das conchas são
determinadas por dois alelos de um gene, sendo a cor
azulada determinada por um alelo recessivo e a cor castanha, por um dominante. Em uma população de cem
animais, foram encontrados 16 azuis. Com relação a essa
população, considere as seguintes afirmativas:
I. Ela não pode estar em equilíbrio de Hardy-Weinberg.
II. Se houver 48 heterozigotos, ela estará em equilíbrio
de Hardy-Weinberg.
III. Se houver 30 heterozigotos, é possível que a seleção
natural seja a causa do aumento do número de heterozigotos.
IV. A endogamia pode ser a causa do desvio em relação
ao equilíbrio de Hardy-Weinberg, se houver 76 animais castanhos.
Assinale a alternativa correta.
Somente a afirmativa I é verdadeira.
Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.
Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras.
Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras.
(PUC-MG) No heredograma adiante, os indivíduos 3 e 5
são afetados por uma anomalia genética recessiva.
1
3
4
2
5
6
7
8
Considerando-se que a família representada faz parte
de uma população em equilíbrio de Hardy-Weinberg,
na qual a frequência de indivíduos afetados é de 1%, é
correto afirmar, exceto:
a) A segunda geração pode ser composta apenas por
indivíduos homozigotos.
b) O indivíduo 8 apresenta o mesmo fenótipo e o mesmo
genótipo do avô para o caráter em questão.
c) A probabilidade de o indivíduo 7 ser heterozigoto é
de 18%.
d) O caráter em estudo pode ser ligado ao sexo.
TAREFA PROPOSTA
1
(UFRJ) O gráfico representa a taxa de pares de alelos em
heterozigose em três espécies diferentes de animais.
b)
c)
d)
e)
Seres humanos
Cães
Guepardos
0
2
4
6
8
10
12
Pares de alelos em heterozigose (em porcentagem)
Qual das três espécies terá maior probabilidade de sobreviver se o ambiente em que vive for alterado? Justifique sua resposta.
2
(UFPA) Um dos problemas decorrentes do melhoramento
genético é a perda de variabilidade genética nas linhagens produzidas, deixando-as muito vulneráveis a mudanças no ambiente. Sabe-se que as espécies evoluem
graças à variabilidade genética, que é garantida por dois
processos básicos. São eles:
a) mutação gênica e adaptação.
3
mutação gênica e seleção natural.
seleção natural e recombinação gênica.
seleção natural e fluxo gênico.
recombinação gênica e mutação gênica.
(Mackenzie-SP) Uma das causas possíveis de abortamentos espontâneos são as aneuploidias. A respeito
de aneuploidias, assinale a alternativa correta.
a) São alterações nas quais a ploidia das células se
apresenta alterada.
b) Sempre são causadas por erros na meiose, durante
a gametogênese, não sendo possível sua ocorrência
após a fecundação.
c) Há casos em que um indivíduo aneuploide pode
sobreviver.
d) Em todos os casos, o indivíduo apresenta cromossomos a mais.
e) A exposição a radiações não constitui fator de risco
para a ocorrência desse tipo de situação.
55
Darwin explicava que, dentro de cada espécie, ocorre grande diversidade, ou seja, os indivíduos são diferentes uns
dos outros; essa diversidade é transmitida e vai se acentuando ao longo de gerações (descendência com modificação).
Em cada grupo, alguns indivíduos sobrevivem, enquanto outros são eliminados, sendo a “escolha” realizada pelo ambiente, por meio da seleção natural.
Suas ideias eram compartilhadas apenas com poucas pessoas, até que, em 1858, Alfred R. Wallace enviou cópia de um trabalho
a Darwin solicitando sua apreciação. Quando Darwin o leu, percebeu que as ideias de Wallace sobre evolução das espécies eram
muito semelhantes às suas. Os dois publicaram conjuntamente seus trabalhos em uma mesma revista científica, sem despertar
a atenção dos leitores. A partir de então, Darwin iniciou a produção de sua maior obra, A origem das espécies, publicada em 1859.
Uma das grandes críticas à obra de Darwin foi a falta de exemplos concretos e atuais de evolução. Outro motivo de
críticas foi a ausência de uma explicação convincente sobre as causas da diversidade intraespecífica. Apenas no início do
século XX, com a redescoberta dos trabalhos de Mendel e os conhecimentos a respeito da variabilidade genética, até mesmo das mutações, as ideias de Darwin puderam ser mais bem explicadas.
Tanto Darwin como Lamarck foram evolucionistas que procuraram explicar as adaptações como resultado de mudanças nos
seres vivos. Para Darwin, o ambiente funciona como agente de seleção natural, atuando sobre a diversidade da espécie. Lamarck,
por outro lado, considerava o ambiente como elemento estimulador de mudanças adaptativas e herdáveis nos seres vivos. Esses
dois estudiosos explicavam de maneiras diferentes o tamanho atual do pescoço das girafas, por exemplo.
Figura 9 (A) De acordo com
a explicação lamarckista, para
alcançar o alimento no alto
das árvores, as girafas tinham
necessidade de esticar o pescoço,
que cresceu ao longo do tempo
(lei do uso e desuso). Essa
característica foi sendo passada
para a descendência, geração
após geração (lei da transmissão
das características adquiridas).
(B) Conforme a explicação
darwinista, entre as girafas,
havia diversidade, que podia
ser transmitida para a prole
(descendência com modificação).
Animais com pescoço longo tinham
mais facilidade para conseguir
o alimento no alto das árvores, o
que favorecia a sua sobrevivência
e reprodução (seleção natural).
Em consequência, passaram
a predominar na população,
resultando nas girafas atuais.
A
B
ATIVIDADES
1
( c ) Criacionismo
( g ) Evolucionismo
( b ) Paleontologia
( f ) Lei do uso e desuso
( a ) Lei da transmissão das características adquiridas
( d ) Seleção natural
( e ) Taxa diferencial de reprodução
a) Transferência, de um organismo a seus descendentes,
das mudanças ocorridas em decorrência de imposições ambientais.
b) Estudo dos fósseis.
64
c) Afirma que os seres vivos foram criados perfeitamente
adaptados aos ambientes, permanecendo inalterados
desde sua criação.
d) Ação do ambiente sobre a diversidade intraespecífica, a qual elimina os indivíduos menos adaptados e
seleciona os mais aptos.
e) Organismos bem-adaptados têm maior probabilidade de gerar descendentes, que herdarão suas
características.
f) Desenvolvimento de estruturas do corpo frequentemente utilizadas e atrofia daquelas de pouco uso.
g) Afirma que os seres vivos se modificam, adaptando-se
de forma contínua e dinâmica ao ambiente.
3
(U. E. Ponta Grossa-PR) Há um número muito grande de
fatos que comprovam que a evolução realmente ocorreu e continua ocorrendo. Sobre tal assunto, analise as
afirmações a seguir e assinale (V ou F).
( V ) Semelhança quase sempre sugere parentesco. Foi
observando essa constante que o estudo intensivo
da anatomia comparada acabou por reforçar a
ideia da evolução.
( V ) Órgãos que possuem a mesma origem evolutiva,
embora suas funções sejam diferentes, são denominados homólogos. É o caso do esqueleto dos
membros anteriores dos vertebrados.
( V ) A embriologia comparada evidencia a evolução
quando se estudam embriões e percebe-se que,
quanto mais precoce a fase embrionária observada, mais parecidos são os embriões de grupos
diferentes dentro de uma mesma classificação.
( V ) Nas últimas décadas foram desenvolvidas algumas
técnicas bioquímicas que permitem o estudo da
evolução. Todos os métodos baseiam-se na ideia
de que espécies muito próximas evolutivamente,
que descendem de um ancestral comum, têm
maior semelhança na sua composição química
do que espécies mais distantes.
( V ) Quanto maior a semelhança entre DNAs de espécies cujo parentesco evolutivo se quer determinar,
mais relacionadas estarão as espécies. Um dos
métodos mais simples de fazer essa comparação
consiste em “hibridizar”, em tubos de ensaio, as
fitas isoladas de seus DNAs. Determina-se em
que medida houve pareamento entre os DNAs
diferentes. Quanto maior a taxa de pareamento,
maior a semelhança entre as sequências do DNA
e mais próximas, portanto, estarão as espécies
em termos evolutivos.
(UERJ) Considere as proposições a seguir, relacionadas ao
conceito de evolução das espécies.
I. O filósofo grego Anaximandro, que viveu por volta
de 500 a.C., acreditava que os humanos evoluíram
a partir de seres aquáticos parecidos com peixes.
Esses seres teriam abandonado a água para se
adaptar à vida terrestre por encontrarem melhores
condições neste ambiente.
II. Em 400 a.C., outro grego, Empédocles, propunha que
seres humanos e animais não surgiram como indivíduos completos, mas como partes de um corpo que
se juntaram ao acaso, formando criaturas estranhas e
fantásticas. Algumas delas, incapazes de se reproduzir, foram extintas, enquanto outras prosperaram.
III. Sabe-se que mutações neutras, ou seja, aquelas que
não alteram substancialmente a atividade biológica
da proteína modificada, tendem a se acumular naturalmente a intervalos de tempo longos, porém estatisticamente regulares.
a) Aponte, para cada proposição dos primeiros evolucionistas citados, Anaximandro e Empédocles, a
teoria evolutiva formulada no século XIX que a ela
mais se assemelha e justifique sua resposta.
A proposição de Anaximandro pode ser genericamente comparável à de
Lamarck: os órgãos e estruturas dos seres vivos se desenvolvem ou se
atrofiam em razão da influência ambiental e do uso ou desuso desses
órgãos. A proposição de Empédocles antecipou os princípios fundamentais da teoria da seleção natural de Darwin: ocorrem alterações
nos seres vivos, mas apenas os organismos modificados que são mais
aptos sobrevivem e se reproduzem.
b) Explique a aplicação do conhecimento das estruturas
primárias de um mesmo tipo de proteína, encontrada
em diferentes espécies de seres vivos, em estudos
evolutivos.
Uma maior ou menor diferença entre as estruturas primárias de um
tipo de proteína encontrada em várias espécies indica um maior ou
menor número de mutações ocorridas. A quantidade de mutações, por
sua vez, é proporcional ao tempo decorrido desde que tais espécies se
originaram de um ancestral comum.
4
(Unicamp-SP) O gráfico a seguir mostra a variação ao longo do tempo na frequência de dois fenótipos, relativos à
forma do bico de uma espécie de ave. Os pesquisadores
notaram uma relação dessa variação fenotípica com uma
alteração na disponibilidade de diferentes tipos de organismos predados por essas aves e atribuíram a variação
observada à seleção natural.
100
Frequência de indivíduos
2
90
Bico largo
80
Bico fino
70
60
50
40
30
20
10
0
0
1
2
3
4
5
6
Tempo
7
8
9
10
65
a) Explique como a variação em populações de presas
pode causar as mudanças nas frequências dos fenótipos mostradas no gráfico.
b) Como a teoria de Darwin poderia explicar a situação
relacionada com a altura da girafa?
De acordo com a explicação darwinista, entre as girafas, havia diversidade, que podia ser transmitida para a prole (descendência com
modificação). Animais com pescoço longo tinham mais facilidade para
conseguir o alimento no alto das árvores, o que favorecia a sua sobrevivência e reprodução (seleção natural). Em consequência, passaram a
predominar na população, resultando nas girafas atuais.
Inicialmente, as populações de presas tinham determinadas características que favoreciam os predadores com o fenótipo bico largo, e essas
aves eram mais numerosas. Com o passar do tempo, as populações de
presas mudaram e suas características passaram a favorecer o bico fino,
e esse fenótipo passou a ser o mais frequente entre as aves.
b) Como o darwinismo explica o mecanismo de adaptação como parte do processo evolutivo?
De acordo com a teoria de Darwin, o processo evolutivo relaciona-se
com a forma de adaptação dos seres vivos aos ambientes, que resulta
da seleção natural de características vantajosas em determinado
ambiente. Os indivíduos portadores dessas características têm mais
chance de sobreviver e de deixar descendentes, aos quais transmitem
suas características.
5
(Unicamp-SP) A evolução biológica é tema amplamente
debatido e as teorias evolucionistas mais conhecidas são
as de Lamarck e Darwin, a que remete a tira do Calvin a
seguir.
6
(UFPB) Sabendo que os fósseis constituem uma das principais evidências da evolução biológica:
a) explique o que são fósseis;
b) cite uma informação, importante para o entendimento da evolução, que pode ser obtida por meio
do estudo dos fósseis.
7
(UFBA) Como, de cada espécie, nascem muito mais
indivíduos do que o número capaz de sobreviver, e,
como, consequentemente, ocorre uma frequente retomada da luta pela existência, segue-se daí que qualquer
ser que sofra uma variação, mínima que seja, capaz de
lhe conferir alguma vantagem sobre os demais, dentro
das complexas e eventualmente variáveis condições
de vida, terá maior condição de sobreviver […]. E,
em virtude do poderoso princípio da hereditariedade,
qualquer variedade que tenha sido selecionada tenderá
a propagar sua nova forma modificada.
DARWIN, 1985. p. 45.
Com base nessas informações:
a) identifique o processo sugerido por Darwin que relaciona condições vantajosas a maiores chances de
sobrevivência e reprodução;
b) explique, no contexto da biologia contemporânea, o
significado da expressão “poderoso princípio da hereditariedade”, destacando as duas propriedades sugeridas
no texto que são inerentes à sua natureza molecular.
a) Como a altura da girafa, lembrada pela tira do Calvin,
foi utilizada para explicar a teoria de Lamarck?
De acordo com a explicação lamarckista, para alcançar o alimento no
alto das árvores, as girafas tinham necessidade de esticar o pescoço,
que cresceu ao longo do tempo (lei do uso e desuso). Essa característica
foi sendo passada para a descendência, geração após geração (lei da
transmissão das características adquiridas).
8
(Vunesp) Aquecimento já provoca mudança em gene
animal. Algumas espécies animais estão se modificando geneticamente para se adaptar às rápidas mudanças climáticas no espaço de apenas algumas gerações,
afirmam cientistas.
Folha de S.Paulo, 9 maio 2006.
O texto pressupõe uma interpretação darwinista ou
lamarckista do processo evolutivo? Justifique.
66
4 Teoria sintética da evolução
Variabilidade da espécie
Os fundamentos da teoria sintética da evolução (ou neodarwinismo)
incluem as principais ideias de Darwin, complementadas pelos conhecimentos relativos à genética clássica e às mutações. Leia a seguir.
t0TTFSFTWJWPTEFVNBNFTNBFTQÏDJFBQSFTFOUBNdiversidade intraespecífica, isto é, diferem entre si em aspectos como acuidade
visual, cor, tamanho, resistência a doenças e outros. A variabilidade genética de uma espécie é determinada pelas mutações e pela
recombinação genética (proporcionada pela segregação independente dos cromossomos homólogos e pelas permutações).
Seleção natural
Indivíduos
adaptados
t0BNCJFOUFBUVBTPCSFBEJWFSTJEBEFJOUSBFTQFDÓåDBTFMFDJPOBOdo os mais adaptados, que sobrevivem e se reproduzem. Esse
processo é denominado seleção natural.
A evolução pode ser entendida como o conjunto de mudanças das frequências dos alelos com o passar do tempo. As mutações acrescentam alelos ao pool
gênico das espécies; a segregação independente e as permutações recombinam
esses alelos, aumentando a variabilidade. A seleção natural tende a eliminar
os indivíduos menos adaptados, diminuindo a variabilidade e direcionando a
evolução.
A evolução também pode ser entendida como um conjunto de mudanças
cumulativas que ocorrem ao longo do tempo em uma população, como forma de
adaptação dos seres vivos. A adaptação é o ajuste de uma espécie ao ambiente,
possibilitada por um conjunto de características que permitem a sobrevivência
e a reprodução.
Figura 10 Representação
esquemática da ação da seleção
natural.
Exemplos de evolução
O acúmulo de variações favoráveis dentro das espécies constitui a microevolução, que pode ser exemplificada por diversos casos bem estudados.
Insetos e inseticidas
O DDT é um inseticida que começou a ser usado em larga escala na Segunda
Guerra Mundial. Inicialmente, ocorria a morte da quase totalidade dos insetos
que combatia; depois de algum tempo, contudo, a eficácia do inseticida diminuiu.
Os insetos que morriam eram sensíveis, e os que sobreviviam eram resistentes.
Os insetos sensíveis e resistentes diferiam geneticamente: ser resistente ou não
ao DDT depende de genótipos diferentes, e o DDT foi o agente de seleção (figura 11).
Apenas os indivíduos resistentes ao DDT sobreviveram, tratando-se de um caso de
seleção natural decorrente de ação humana.
A
B
Observação
As variações adaptativas aumentam a probabilidade de
sobrevivência e de reprodução
em determinado hábitat ou
nicho ecológico. Os seres vivos
bem-adaptados têm maior
probabilidade de sobreviver
e de gerar descendentes, que
herdarão suas características.
Assim, a seleção natural estabelece uma taxa diferencial
de reprodução.
C
Figura 11 (A) Havia insetos
sensíveis (assinalados em preto) e
insetos resistentes (assinalados em
azul), mesmo antes do início das
pulverizações. (B) O DDT eliminou
indivíduos sensíveis, permitindo a
sobrevivência dos resistentes, que
se reproduziram (C) e passaram a
predominar na população.
67
ATIVIDADES
9
10
( c ) Irradiação adaptativa
( e ) Convergência adaptativa
( d ) Homologia
( f ) Analogia
( a ) Isolamento geográfico
( g ) Isolamento reprodutivo
( b ) Raça
a) Separação de uma população em duas ou mais por
uma barreira física, como oceano, rio, cordilheira
ou vale.
b) Subconjunto ou variedade genética de uma espécie.
c) Formação de espécies a partir de uma espécie ancestral comum.
d) Semelhança, quanto à estrutura, entre órgãos de
espécies diferentes que têm ancestral comum.
e) Desenvolvimento de características adaptativas semelhantes em diferentes organismos que ocupam o
mesmo tipo de ambiente e que foram submetidos à
mesma pressão seletiva.
f) Semelhança, quanto à função, entre órgãos de espécies diferentes.
g) Incapacidade de organismos de espécies diferentes
produzirem descendentes férteis.
11
Logo após a introdução do vírus causador da mixomatose, ocorreu a
seleção natural dos coelhos resistentes, e a população declinou rapidamente porque os coelhos sensíveis à doença morreram. No entanto,
os poucos resistentes que sobreviveram produziram descendentes com
as mesmas características, o que determinou o novo crescimento da
população de coelhos, agora resistentes à ação do vírus.
12
(UEGO) O planeta Terra abriga uma diversidade biológica
que ocupa diferentes hábitats. As teorias evolucionistas
tentam explicar os mecanismos que propiciaram essa
variedade de seres vivos. Um exemplo clássico, explicado
pelas diferentes teorias, é o da chamada “guerra microscópica”, descrita quando se diz que os diversos microrganismos, como as bactérias, desenvolvem resistência aos
antibióticos por causa do uso abusivo dessas substâncias
na tentativa da cura de determinadas infecções. Sobre
este exemplo, responda ao que se pede:
a) Da forma como está descrito, ele faz referência a qual
teoria evolucionista?
b) Que pressão seletiva deve ter determinado a presença
de aves com bicos diferentes em diferentes ilhas?
Tipo de alimento disponível.
c) Qual seria o procedimento para confirmar que as aves
encontradas nas diferentes ilhas são, de fato, espécies
diferentes?
O procedimento mais simples é verificar se o cruzamento entre os
membros das duas populações produz descendentes férteis. Se isso não
acontecer, estará caracterizado o isolamento reprodutivo, tratando-se
de espécies distintas.
b) Explique como se dá a resistência bacteriana segundo
a teoria sintética da evolução.
74
(Unicamp-SP) Em um arquipélago oceânico, todas as ilhas
são habitadas por aves de um mesmo gênero. Cada ilha
possui uma única espécie desse gênero, e as diferenças
morfológicas principais entre elas são o tamanho e o
formato do bico.
a) Qual foi a primeira etapa desse processo de especiação?
Isolamento geográfico.
O exemplo faz referência à teoria lamarckista, pois da forma como está
escrito, as bactérias desenvolvem resistência, posteriormente transferida aos descendentes, para se adaptarem aos antibióticos.
De acordo com a teoria sintética da evolução ou neodarwinismo, os
antibióticos apenas selecionam as bactérias resistentes aos antibióticos,
pois, em meio à população bacteriana, algumas já possuem essa capacidade, graças a determinados genes. Na presença dos antibióticos, as
formas sensíveis morrem e as formas resistentes sobrevivem e geram
descendentes igualmente resistentes.
(UFPR) A população de coelhos da Austrália descende
quase exclusivamente de 24 indivíduos trazidos da Inglaterra em 1859. A multiplicação desses animais foi
tão rápida que em 1950 atingia proporções calamitosas,
constituindo um problema sério para os agricultores.
Nesse mesmo ano, o governo australiano resolveu introduzir no país um vírus causador da mixomatose, uma
infecção letal para os coelhos europeus e australianos.
Em pouco tempo, a população de coelhos reduziu-se a
cerca de um por cento do seu tamanho anterior. Em 1958,
no entanto, a população de coelhos começou a crescer
novamente e, nos primeiros anos da década de 1960, já
se apresentava novamente em proporções alarmantes.
Explique esse fato à luz da teoria da evolução.
13
(UFES) As estruturas corporais de diferentes animais podem indicar que essas espécies descendem de um ancestral comum, dependendo da organização anatômica e da
origem embrionária dessas estruturas e independentemente de suas funções. As figuras a seguir representam
a asa de um inseto, a asa de uma ave e a nadadeira anterior de um golfinho.
Carpos e
Metacarpos
Rádio
Úmero
Rádio
no litoral do estado de Santa Catarina. Os dois se corresponderam por 17 anos, até a morte de Darwin em 1882.
a) De acordo com o proposto por Darwin e reforçado pelos estudos de Müller, qual o papel da seleção natural
no processo de evolução?
b) Os crustáceos, estudados por Müller, são classificados
como pertencentes ao filo Arthropoda, o filo animal
com maior número de espécies descritas. Cite duas características desse filo e relacione-as às vantagens evolutivas que estas características trouxeram para este grupo.
Carpo
Falanges
Falanges
Úmero
Ulna
Ulna
Metacarpos
CHAPMAN, R. F. The insects: structure and function. 3. ed. Cambridge:
Harvard University Press, 1982. p. 919. AMABIS, J. M. e MARTHO, G. R.
Biologia das populações. 2. ed. São Paulo: Moderna, 2004.
15
Com base no exposto, faça o que se pede.
a) Compare a asa do inseto com a da ave, em relação
a suas origens evolutivas e suas funções. Explique o
evento evolutivo envolvido no surgimento de estruturas com essas condições.
A
A asa do inseto e a da ave são órgãos análogos, pois têm origem embrionária e plano estrutural diferentes, mas desempenham a mesma
função. O evento evolutivo envolvido é a convergência adaptativa, ou
seja, descendentes de ancestrais diferentes que ocuparam o mesmo tipo
de ambiente foram submetidos aos mesmos fatores de seleção natural e,
com o tempo, desenvolveram características adaptativas semelhantes.
b) Compare a asa da ave com a nadadeira do golfinho,
em relação a suas origens evolutivas e suas funções.
Explique o evento evolutivo envolvido no surgimento
de estruturas com essas condições.
A hipótese de Lamarck não é considerada correta, pois apenas alguns
tecidos, como os musculares, se modificam em decorrência de seu uso
ou desuso. Além disso, essas modificações não podem ser transmitidas
aos descendentes.
14
(U. F. São Carlos-SP) Em 2009, comemorou-se o bicentenário
do nascimento de Charles Darwin e os 150 anos da publicação da primeira edição do livro A origem das espécies. O que
pouca gente sabe é que Darwin teve a colaboração de um
alemão naturalizado brasileiro, Fritz Müller, que forneceu
evidências empíricas da consistência da teoria da seleção
natural por meio de seus estudos com crustáceos, realizados
B
C
Área
de
sobreposição
Adaptado de PURVES, W. K. e col. Vida, a ciência da biologia. Porto Alegre:
Artmed, 2005. p. 416.
a) Qual é o tipo de especiação representado nas figuras?
Explique.
b) Se o nível do mar voltar a baixar e as duas populações
mostradas em B recolonizarem a área de sobreposição (figura C), como poderia ser evidenciado que
realmente houve especiação? Explique.
A asa da ave e a nadadeira do golfinho são órgãos homólogos, pois têm
a mesma origem embrionária e plano estrutural semelhante. O evento
evolutivo envolvido é a irradiação adaptativa, ou seja, descendentes do
mesmo ancestral que ocuparam diferentes tipos de ambiente foram
submetidos a fatores de seleção natural distintos e, com o tempo,
desenvolveram características adaptativas próprias.
c) Para Lamarck, o surgimento de uma nadadeira do tipo da
do golfinho seria em decorrência do desenvolvimento de
um outro tipo de apêndice, que, progressivamente, em
cada indivíduo, ao longo de gerações, iria se modificando em decorrência do seu uso para o nado. As modificações adquiridas em cada indivíduo seriam transmitidas
para seus descendentes, até que, ao longo de gerações,
o apêndice se transformasse em uma nadadeira. Diga se
essa hipótese é correta ou não e justifique sua resposta.
(Unicamp-SP) As figuras a seguir mostram o isolamento, por
um longo período de tempo, de duas populações de uma
mesma espécie de planta em consequência do aumento
do nível do mar por derretimento de uma geleira.
16
(U. F. Juiz de Fora-MG) A teoria da seleção natural foi apelidada “um longo argumento” porque Darwin escreveu um
livro com mais de 500 páginas para demonstrar a realidade desse processo, atualmente resumido a um ou dois
parágrafos nos livros de ensino médio. Todavia, a crítica
mais séria à sua ideia é que a seleção, por ser simplificadora, não poderia ser responsável pela diversidade de
organismos, nem mesmo pela origem de novas espécies;
apenas poderia selecionar a espécie mais bem adaptada entre as já existentes. Somente com o avanço da genética e da biogeografia foram identificados os fatores
evolutivos que atuam sobre a variabilidade originada
pela mutação, que são a recombinação gênica, a deriva
genética e a migração. Defina cada um destes fatores:
a) Recombinação gênica.
b) Deriva genética.
c) Migração.
d) Por que, geralmente, uma espécie invasora se torna
dominante no ambiente invadido, se ela nunca participou do processo de seleção natural que permitiu
a existência das espécies nativas?
75
BIOLOGIA
VARIABILIDADE E EVOLUÇÃO
CAPÍTULO 1
LIGAÇÃO GÊNICA E MAPA
CROMOSSÔMICO
Conexões
F–F–V–V–F
I. O experimento do cientista Craig Venter não confirma a
teoria da geração espontânea. O experimento mostrou ser
possível sintetizar material genético a partir de informações
digitalizadas.
II. A bactéria criada é sintética, pois é controlada por um genoma montado a partir de pedaços de uma síntese química
de DNA, mas não deixa de ser um organismo vivo.
III. A pesquisa é um trabalho de engenharia genética de alto
nível, mais um passo na substituição de parte de DNA, mas
na realidade não se criou vida.
IV. As características descritas são típicas dos seres vivos e devem
estar presentes na bactéria gerada artificialmente.
V. O criacionismo atribui o surgimento da vida a causas sobrenaturais ou religiosas, o que não é o caso no experimento
descrito.
8. O caso 2, que ocorre quando os dois loci estão no mesmo
cromossomo, com permuta gênica entre eles, produzindo
fenótipos parentais em proporção maior do que fenótipos
recombinantes. A proporção fenotípica 9 : 3 : 3 : 1 (caso 1)
corresponde à segunda lei de Mendel e ocorre quando os dois
loci estão em cromossomos diferentes.
25 UR
14. a)
M
N
15 UR
6. a) Dizer que dois genes se segregam independentemente na
formação dos gametas significa que estão localizados em
cromossomos diferentes.
b
B
A
7. a) O cruzamento de VvRr com vvrr deveria produzir, de acordo
com a segunda lei de Mendel, quatro fenótipos na frequência de 25% cada, ou seja:
40 com flores púrpura e grãos de pólen longos;
40 com flores vermelhas e grãos de pólen redondos;
40 com flores púrpura e grãos de pólen redondos;
40 com flores vermelhas e grãos de pólen longos.
b) As diferenças entre as frequências esperadas e as observadas
devem-se ao fato de os genes que determinam a cor das flores
e a forma dos grãos de pólen estarem ligados no mesmo
cromossomo, ou seja, em linkage.
a
b) Dizer que dois genes estão ligados significa que estão em
linkage, ou seja, localizados no mesmo cromossomo.
A
a
B
b
O
10 UR
b) O alelo P não permutou com M porque, provavelmente, se
localiza muito próximo a ele, à sua direita ou à esquerda
(MPNO ou PMNO). Quanto maior a distância entre dois genes, maior será a probabilidade de ocorrer permuta entre
eles. Entre genes muito próximos, a probabilidade de ocorrer
permuta é menor.
15. b
O gene x está a 45 UR do gene z. Se o gene y, distante 15 UR
do gene x, não estivesse entre x e z, distaria 60 UR de z. Como
a distância entre os genes y e z é de 30 UR, pode-se dizer que
o gene y se encontra entre os genes x e z.
16. a) Há diversas respostas corretas possíveis. É importante que
o emparelhamento de bases (A com T e C com G) esteja
correto.
b) Depende da sequência construída na resposta ao item a.
c) São diversos os potenciais benefícios: melhor compreensão
do funcionamento do material genético e dos mecanismos
da hereditariedade, determinação das causas de doenças
hereditárias e predição de doenças, o que pode melhorar as
estratégias de prevenção. Com os resultados do PGH, pode
ser possível conhecer os fatores de predisposição das principais doenças e, dependendo dos resultados, os indivíduos
poderão se precaver.
1
Tarefa proposta
1. c
A situação I é um caso de segregação independente, ou seja,
os genes estão em cromossomos diferentes. A situação II é
um caso de ligação gênica sem crossing-over, e a situação III
é um caso de ligação gênica com crossing-over.
2. e
Todos os conceitos escritos pelo aluno estão corretos.
3. d
As células em que ocorre crossing-over (40%) formam os gametas AB
(10%), Ab (10%), aB (10%) e ab (10%). As células em que não ocorre
crossing-over (60%) formam apenas os gametas AB (30%) e ab (30%).
4. a) Os descendentes mais numerosos (Aabb e aaBb) são os que
surgem dos gametas parentais (Ab e aB), formados em maior
proporção. Dessa forma, o genitor heterozigoto apresenta
genótipo do tipo trans: Ab/aB.
b) Os gametas recombinantes, que se formam por permutação,
aparecem em menor proporção e originam os descendentes
menos numerosos (AaBb e aabb). A frequência de tipos
recombinantes (80 indivíduos de um total de 400) reflete
a proporção de gametas recombinantes e permite calcular
uma taxa de recombinação de 20% (ou 0,2).
5. a
A ocorrência de descendentes com quatro genótipos em frequências diferentes sugere que os genes estão ligados e há
permuta entre eles. O indivíduo heterozigoto é trans (De/dE)
e forma gametas parentais De e dE e recombinantes DE e de.
O indivíduo recessivo é de/de e forma gametas de. A taxa de
recombinação é de 20%.
6. b
As células em que ocorre permutação (80%) formam gametas
nas seguintes proporções: 20% AB, 20% Ab, 20% aB e 20% ab. As
células em que não ocorre permutação (20%) formam apenas
gametas AB (10%) e ab (10%). Dessa forma, a porcentagem
esperada de gametas Ab é de 20%.
7. b
Na ausência de permutação, uma célula com genótipo heterozigoto na posição trans (Ab/aB) produz apenas gametas parentais,
ou seja, 50% Ab e 50% aB.
8. V – V – V – F – F
I. Os descendentes recombinantes somam 397, num total de
2.300. Portanto, a frequência de recombinação entre os loci
A e B é de aproximadamente 17%.
II. A frequência dos descendentes parentais é de 83%, sendo
aproximadamente 41,5% AB/ab.
III. Se ocorrer permutação em 100% das células germinativas,
a proporção será de 50% de gametas parentais e 50% de
gametas recombinantes.
2
IV. Se, em 50% das células produtoras de gametas, ocorrer
permutação entre os loci A e B, os gametas parentais serão
75% e os recombinantes, 25%.
V. Considerando-se o cruzamento ilustrado na figura, pode-se
inferir que ocorreu permutação (ou crossing-over) em aproximadamente 34% das células formadoras de gametas.
9. c
O indivíduo AB/ab produzirá 10% de gametas recombinantes
(5% Ab e 5% aB) e 90% de gametas parentais (45% AB e 45% ab).
O indivíduo ab/ab produzirá 100% de gametas ab. Portanto, a
porcentagem de descendentes AB/ab esperada é de 45%.
10. a
De acordo com os resultados obtidos, os indivíduos F1 eram
heterozigotos na posição trans (Ea/eA), e a taxa de recombinação é de 20%, pois foram produzidos 80 descendentes
recombinantes, num total de 400 descendentes. Portanto,
os indivíduos Ea/eA produziram gametas EA (10%), Ea (40%),
eA (40%) e ea (10%).
11. a) Conclui-se que ocorre segregação independente entre os dois
pares de alelos se o indivíduo formar quatro tipos de gametas
(AB, ab, aB e ab) nas mesmas proporções (25% de cada tipo).
b) Se estiverem ligados e não ocorrer permutação, serão
formados apenas dois tipos de gametas (AB e ab ou
Ab e aB), nas mesmas proporções (50% de cada tipo).
c) Se estiverem ligados e ocorrer permutação, serão formados
quatro tipos de gametas (AB, Ab, aB e ab), mas as proporções
não serão as mesmas, uma vez que os gametas parentais
serão formados em maior porcentagem que os gametas
recombinantes.
12. É o cromossomo Y, que, durante a meiose, se emparelha apenas
parcialmente com o cromossomo X. Além disso, esse emparelhamento acontece apenas nos indivíduos do sexo masculino
(cariótipo XY), pois as mulheres possuem dois cromossomos
X (cariótipo XX).
13. Se a distância entre os genes é de 17 UR, a frequência de
recombinação é de 17%. Isso significa que 17% dos gametas
produzidos pelo duplo-heterozigoto serão recombinantes,
enquanto 83% serão parentais. As proporções entre os gametas
serão: 41,5% AB, 8,5% aB, 8,5% Ab e 41,5% ab.
14. d
A proporção de gametas recombinantes, nesse caso 3% (Br e bR),
equivale à taxa de recombinação, que, por sua vez, corresponde
à distância entre os genes B e R, ou seja, 3 morganídeos.
15. d
O resultado do cruzamento sugere que o indivíduo colorido liso
possui genótipo heterozigoto na posição trans (Br/bR), pois os
descendentes recombinantes (150 BR/br e 150 br/br), menos
frequentes, resultam da fusão de gametas recombinantes.
Como há 300 indivíduos recombinantes numa prole de 800
indivíduos, a frequência de recombinação é de 37,5%. Portanto,
a distância entre os genes é de 37,5 UR.
16. a) Observe que a maioria dos descendentes (480 em 500) tem
asas onduladas e cerdas normais ou asas normais e cerdas
desfiadas. Os descendentes mais numerosos refletem a distribuição dos alelos no par de cromossomos homólogos do
genitor heterozigoto, que, portanto, é do tipo trans (Od/oD).
b) A taxa de recombinação entre os genes é igual a
20
= 0,04 (4%); portanto, a distância entre eles é de 4 UR.
500
17. a) Os gametas do indivíduo heterozigoto determinam as frequências dos genótipos na prole, uma vez que o indivíduo
homozigoto gera sempre o mesmo tipo de gameta (ab). Os
gametas parentais surgem em maior proporção e refletem
a distribuição dos alelos nos cromossomos do indivíduo.
São mais frequentes os descendentes aaBb e Aabb, formados a partir dos gametas parentais, que são aB e Ab. Dessa
forma, o genitor heterozigoto tem genótipo Ab/aB (posição
trans).
b) Como os tipos recombinantes (que aparecem nas menores
proporções) representam 4% do total de descendentes,
refletem a porcentagem de gametas recombinantes, que é
de 4%. Logo, a distância relativa entre os genes é de 4 UR.
18. a
O cruzamento ocorre entre indivíduos duplamente heterozigotos (Ee/Aa) e indivíduos homozigotos recessivos (ee/aa), como
mostra a análise da descendência. As diferentes frequências
entre os tipos de descendentes devem-se aos gametas gerados
pelos indivíduos EeAa, nos quais os alelos estão ligados, mas
com ocorrência de permutação. Os tipos recombinantes são
menos frequentes e resultam da fusão de gametas recombinantes. Há 40 indivíduos recombinantes em uma prole de 200
indivíduos, o que resulta em uma frequência de recombinação
de 20% e, em consequência, uma distância de 20 unidades de
recombinação entre os alelos.
19. c
O tamanho do genoma não é diretamente proporcional ao
número de proteínas produzidas pelo organismo, pois a análise
das informações da tabela mostra que espécies com maior tamanho estimado do genoma, como o arroz, produzem menos
proteínas do que espécies com menor tamanho estimado do
genoma, como o camundongo e o ser humano.
20. d
A região não codificante do genoma pode conter informações
que, apesar de não serem traduzidas em sequências de aminoácidos, interferem no fenótipo. A região não codificante do
DNA não codifica proteínas. Os genes não são formados por
sequência de aminoácidos, mas, sim, por nucleotídios.
21. d
O sequenciamento dos nucleotídios do DNA, recentemente
concluído, foi apenas um passo no conhecimento do genoma
humano.
22. c
Um projeto genoma consiste no sequenciamento dos
nucleotídios do DNA, presentes no material genético do
organismo.
23. a) Um potencial benefício é o maior desenvolvimento da medicina preditiva, com a possibilidade de diagnóstico mais
preciso de doenças genéticas antes de sua manifestação,
conduzindo a tratamentos preventivos.
b) O diagnóstico precoce de doenças poderá trazer dificuldades psicológicas para o paciente, que antecipadamente passará de “sadio” a “doente”. É possível que os
planos de saúde passem a recusar pessoas predispostas
a desenvolver certas moléstias identificadas por testes
genéticos. O mesmo tipo de preconceito poderá ser
adotado por empresas como critério para efetivar contratações.
c) Existe o temor de que esses conhecimentos possam ser
usados para favorecer a discriminação ainda durante a
gestação ou para modificar e até catalogar os seres humanos,
com base em um determinismo genético desvinculado de
influências ambientais favoráveis.
24. a) Genoma é o material genético de qualquer organismo,
representado geralmente pela sequência de nucleotídios
do DNA. O conhecimento do genoma da Xylella fastidiosa
permitirá a identificação de genes causadores da doença,
bem como o seu mecanismo de ação na infecção. O efeito
nocivo da bactéria poderá ser eliminado, melhorando a
produção agrícola.
b) O bloqueio do xilema impede a ascensão da seiva bruta,
constituída por água e sais minerais, absorvida do solo pelas
raízes. Com isso, reduz-se a produção de matéria orgânica
por meio da fotossíntese.
CAPÍTULO 2
SEXO E HERANÇA
Conexões
1. b
Por meio de manipulação genética, uma população de machos criados em laboratório recebeu um gene modificado
que produz uma proteína que mata a prole do cruzamento
com fêmeas normais existentes em qualquer ambiente. Essa
estratégia pode levar à diminuição do número de indivíduos
dessa espécie e, consequentemente, diminuir a incidência da
doença entre seres humanos.
3
2. c
As fêmeas geneticamente modificadas se desenvolvem normalmente até a fase de larva, mas, ao se tornarem adultas,
são incapazes de voar. Por causa disso, elas não conseguem
sair da água e morrem, sem se reproduzir e se alimentar de
sangue. Assim, não deixam descendentes nem transmitem a
dengue. Os machos transgênicos conseguem voar, mas isso
não causa problemas. Eles não se alimentam de sangue, e
sim de néctar e sucos vegetais. Também continuam ativos
sexualmente e cruzam com as fêmeas selvagens, passando à
sua descendência o gene que impede os mosquitos do sexo
feminino de voar.
6. a) Leucócito (neutrófilo) relacionado com a defesa orgânica.
b) Corpúsculo de Barr ou cromatina sexual, que corresponde a
um dos cromossomos X que se condensa e se torna inativo,
observada em células somáticas de mulheres.
c) Normal: mulher 2A + XX; síndrome de Klinefelter: homem
2A + XXY.
d) Síndrome de Turner: mulher 2A + X0.
7. Rainha: 2n = 32, fêmea fértil e produzida a partir de larva de
fêmea alimentada com geleia real.
Operária: 2n = 32, fêmea estéril e produzida a partir de larva
de fêmea alimentada com mel e pólen.
Zangão: n = 16, macho fértil e produzido por partenogênese,
ou seja, formação de um indivíduo a partir de um óvulo não
fecundado.
8. Nos aligatores, as porcentagens de machos na ninhada aumentam com a elevação da temperatura do ambiente, sobretudo
acima de 30 °C. Na maioria das tartarugas, ocorre o contrário,
ou seja, com o aumento da temperatura, as porcentagens de
machos se reduzem na ninhada. Pode-se concluir que, em
aligatores e tartarugas, a temperatura tem grande influência
sobre a determinação do sexo. Mas, nos lagartos, a temperatura
do ambiente não exerce influência sobre a determinação do
sexo, uma vez que a porcentagem dos machos é sempre de
50%, qualquer que seja a temperatura.
14. e
A ocorrência de apenas dois fenótipos, vermelho e branco,
sugere tratar-se de herança monogênica, ou seja, determinada
por apenas um gene. O cruzamento de fêmeas de olhos brancos
com machos de olhos vermelhos, produzindo descendência de
100% de fêmeas de olhos vermelhos e 100% de machos de olhos
brancos, sugere tratar-se de herança ligada ao sexo, sendo o
alelo para olho vermelho dominante sobre o branco.
Fêmea de olhos brancos (XbXb) × macho de olhos vermelhos (XBY)
m
100% fêmeas de olhos vermelhos (XBXb) e 100% machos de olhos
brancos (XbY)
4
15. e
Para o nascimento de uma mulher hemofílica (XhXh), é necessário o pai ser hemofílico (XhY) e a mãe ser, no mínimo, portadora
do alelo (X–Xh).
16. A análise da figura permite concluir que o alelo para a síntese
de G-6-PD é exclusivo do cromossomo X, pois, assim como o
alelo para o daltonismo, ocorre na porção não homóloga do
cromossomo. Sendo assim:
a) é incorreta, pois a probabilidade de homens desenvolverem
crises hemolíticas é maior, já que apresentam apenas um
cromossomo X.
b) é correta, pois o fenótipo depende da interação entre genótipo e ambiente.
c) é incorreta, pois estão ligados ao mesmo cromossomo, ou
seja, estão em linkage.
Tarefa proposta
1. Soma = 3 (01 + 02)
(04) Nem todos os genes dos cromossomos sexuais determinam
características relacionadas ao sexo.
(08) O cromossomo Y tem genes que determinam a diferenciação sexual masculina.
(16) Nem todos os genes do cromossomo Y determinam características relacionadas ao sexo.
(32) O sistema XY ocorre na maioria dos mamíferos, em alguns
invertebrados e em certas plantas.
(64) Os nomes dados aos cromossomos são apenas uma convenção.
2. Como os alelos que determinam a cor da pelagem estão localizados
no cromossomo X, os machos só apresentam dois tipos de genótipos: XPY (macho malhado de branco e preto) e XAY (macho malhado
de branco e amarelo). Os machos só possuem um cromossomo X
e, por essa razão, não existe macho malhado de branco, preto e
amarelo. Entre as fêmeas, há três possíveis genótipos: XPXP (fêmea
malhada de branco e preto), XPXA (fêmea malhada de branco,
preto e amarelo) e XAXA (fêmea malhada de branco e amarelo).
3. d
Se o gene SRY do cromossomo Y dos mamíferos determina a
formação dos testículos, os indivíduos 46, XY com deleção desse
gene não terão os testículos.
4. a
Na espécie humana, o sexo masculino possui no cromossomo
Y um gene que determina a formação dos testículos. A progesterona atua no desenvolvimento de órgãos genitais típicos
do sexo feminino. Os núcleos das células somáticas possuem
44 autossomos e 2 cromossomos X, na mulher, ou um cromossomo X e um Y, no homem. A testosterona é o principal
hormônio sexual masculino produzido nos testículos. As células
femininas apresentam cromatina sexual.
5. a
O sexo genético do indivíduo é determinado no momento da
união dos gametas: XX desenvolverá ovários, e XY, testículos.
Os cromossomos sexuais (X e Y) são responsáveis pela determinação
do sexo em humanos. A probabilidade de produzir espermatozoides com o cromossomo X ou com o Y é a mesma (50%).
6. P: (galo carijó) ZBZB r ZbW (galinha branca)
F1: ZBZb (galo carijó) r ZBW (galinha carijó)
F2: 25% ZBZB, 25% ZBZb, 25% ZBW e 25% ZbW, ou seja, 50% galo
carijó, 25% galinha carijó e 25% galinha branca.
7. e
Se os gêmeos são monozigóticos, formaram-se a partir do mesmo zigoto. Sendo um deles menino, o zigoto era XY. Portanto,
no momento da divisão mitótica do zigoto, o cromossomo Y se
perdeu, e a criança formada a partir da célula alterada é uma
menina com síndrome de Turner (45, X0).
8. d
Na gametogênese de machos de mamíferos, após a metáfase II, a célula que possui o cromossomo X irá formar dois
gametas X, e a célula que possui o cromossomo Y irá formar
dois gametas Y.
X
X
Y
Metáfase I
X
X
Y
Metáfase II
Y
Y
Gametas
9. a
O óvulo da abelha possui 5,0 · 10–14 gramas ou 5,0 · 10–11 miligramas. A célula somática do zangão, formado por partenogênese,
também possui 5,0 · 10–11 miligramas. Na prófase da mitose,
os cromossomos estão duplicados, portanto a quantidade de
DNA é de 10,0 · 10–11 miligramas ou 1,0 · 10–10 miligramas.
10. b
Sendo exclusivamente masculino, o cromossomo Y só existe
em espermatozoides, nunca em ovócitos.
11. d
O clone tem material genético idêntico ao do indivíduo clonado.
No caso em questão, Rainbow e Copy Cat são geneticamente
idênticas. No entanto, a inativação aleatória de um dos cromossomos X, durante o desenvolvimento embrionário de Copy
Cat, resultou em padrão de pelagem diferente em relação à
Rainbow.
12. a) A mulher tem três cromossomos X: um não condensado,
portanto ativo, e dois condensados, logo inativos, constituindo as cromatinas sexuais que a análise revelou.
b) Se a mulher XXX, que produz gametas X e XX, se casar com
um homem XY, que forma gametas X e Y, os genótipos da
descendência poderão ser XX, XXX, XY e XXY. Assim, a probabilidade de ter uma criança com constituição cromossômica
igual a sua é de
1
ou 25%.
4
13. c
I. A diferenciação sexual em mamíferos é determinada por
um gene localizado no cromossomo masculinizante Y.
IV. O fenótipo recessivo ligado ao cromossomo X é mais
frequente em machos do que em fêmeas, porque nos
machos o gene que determina essa característica atua
isoladamente.
14. c
III. O homem 9 não pode ter recebido o alelo para a hemofilia de
sua avó paterna, pois seu pai lhe transfere o cromossomo Y.
IV. A probabilidade de a filha da mulher 10 ter o genótipo XHXh
é 100%, pois o pai, homem 11, é XhY.
1
ou 25%. O III-1 recebeu da mãe
4
o alelo que determina sua hemofilia (Xh), uma vez que
recebeu do pai o cromossomo Y. Assim, o casal em questão
tem genótipos XHXh e XHY. Sua descendência pode ser: XHXH
(mulher normal), XHXh (mulher normal portadora), XHY
(homem normal) e XhY (homem hemofílico).
b) O indivíduo II-3 recebeu o alelo Xh de sua mãe: por isso,
o casal I-1 × I-2 tem genótipos XHY e XHXh. A mulher II-2
certamente recebeu de seu pai o lelo XH. De sua mãe pode
receber o alelo XH ou o alelo Xh, o qual a tornaria portadora
do alelo para a hemofilia. Dessa forma, a probabilidade é
15. a) A probabilidade é de
de
1
ou 50%.
2
16. A mulher não tem razão, porque o alelo que condiciona a
hemofilia é recessivo e ligado ao sexo, ou seja, está localizado
no cromossomo X (Xh). É a mãe que transmite tal alelo para
seus descendentes do sexo masculino, uma vez que, do pai,
eles recebem sempre o cromossomo Y.
17. d
Homem daltônico com pigmentação de pele normal (cujo pai
era albino): XdYAa
Mulher duplamente heterozigota: XDXdAa
P(A_ e XdXd) =
3 1 3
4 4 16
18. e
O genótipo do homem 1 é XDY P_ e o da mulher 2 é XdXd pp.
Sendo assim, o genótipo da mulher 4 é XDXd Pp. O homem 3 é
XdY pp. Então, a probabilidade de o casal 3 × 4 ter uma filha
XDXd pp é
1 1 1
.
4 2 8
5
CAPÍTULO 3
19. a
I. O daltonismo é uma característica determinada geneticamente
e não pode ser prevenido por meio de medicação específica.
II. O alelo para daltonismo se localiza na porção não homóloga
do cromossomo sexual X.
IV. O daltonismo ainda não tem tratamento e cura.
20. a
A mulher I-2 é normal portadora do alelo para o daltonismo
(XDXd), pois o filho II-4 é daltônico (XdY), e ele, certamente, recebeu o alelo para o daltonismo de sua mãe. Casais como I-1 e
I-2 (XdY e XDXd) têm a mesma probabilidade de terem filhos ou
filhas daltônicas. Os filhos da mulher II-2 só serão daltônicos
se ela lhes transferir o alelo Xd.
21. d
A análise do heredograma permite afirmar que a doença é causada por alelo recessivo, pois se fosse dominante, o homem 1
seria XAY e certamente teria todas as filhas afetadas. Portanto, o
homem 1 é XaY, a mulher 7 é XAXa, a mulher 12 é XAX–, o homem
13 é XAY. Sendo assim, a probabilidade de serem portadores do
alelo mutante é, respectivamente, um, meio e zero.
22. e
O cruzamento de machos pretos com fêmeas cinza, ambos puros,
gerando machos e fêmeas pretas em F1 sugere que o caráter preto
é dominante. O cruzamento de machos cinza e fêmeas pretas, ambos puros, gerando machos pretos e fêmeas cinza em F1 e machos
e fêmeas pretos e cinza na mesma proporção em F2 sugere que o
caráter está ligado ao sexo e a fêmea é o sexo heterogamético (ZW).
P
cinza ×
Z aZ a
F1
preto ×
Z AZ a
F2
preta
Z AW
cinza
Z aW
50%
50%
50%
50%
preto – Z AZ a
cinza – Z aZ a
preta – Z AW
cinza – Z aW
23. Se forem cruzados machos uniformes (ZbZb) com fêmeas barradas (ZBW), todos os descendentes uniformes serão fêmeas (ZbW)
e todos os barrados serão machos (ZBZb).
24. a
I. O homem não calvo e de visão normal é C2C2 XDY e a mulher
não calva e de visão normal é C1C2 XDXd, pois o casal tem um
filho calvo (C1C2) e daltônico (XdY).
II. O casal pode ter filhas não calvas (C1C2) e de visão normal em
um dos olhos, mas daltônicas do outro. Sendo heterozigotas
(XDXd), isso pode acontecer por causa da cromatina sexual,
ou seja, a inativação aleatória do cromossomo X nas células
do corpo da mulher, ficando o XD ativo nas células do olho
normal e o Xd ativo nas células do olho daltônico.
III. O casal não pode ter filhas daltônicas, pois o homem é normal.
6
BASES GENÉTICAS DA EVOLUÇÃO
Conexões
1. Exames de ultrassonografia, aspiração e análise citogenética e
bioquímica do líquido amniótico e de células que ele contém.
2. Ultrassonografia: má-formação do sistema nervoso central
(como anencefalia); análise citogenética de células do líquido
amniótico: síndrome de Down (pela análise do cariótipo).
3. Colchicina é uma substância química de origem vegetal,
extraída de plantas do gênero Colchicum. Como promove a
despolimerização de moléculas da proteína tubulina, provoca
a desagregação de microtúbulos, que são importantes na
divisão celular. Células tratadas com colchicina têm a divisão
celular interrompida na fase em que os cromossomos estão
mais condensados (metáfase) e, portanto, mais visíveis.
4. Colocados em solução hipotônica, os leucócitos absorvem água
e “incham”, o que separa os cromossomos uns dos outros e
facilita sua visualização ao microscópio.
6. a) Mutação gênica.
b) As mutações gênicas são a fonte de novos alelos —
que determinam variações nas populações — e fator
primário da variabilidade intraespecífica. Sobre tal variabilidade age o ambiente (seleção natural), mantendo
as variações favoráveis e eliminando as desfavoráveis,
o que contribui para modificar gradualmente as características da espécie.
7. É a síndrome de Down, trissomia do 21o par de cromossomos,
decorrente da não disjunção dos cromossomos do par durante
a meiose, quando são formados os gametas, ou, o que é mais
raro, durante as primeiras divisões celulares, por mitose, do
desenvolvimento embrionário.
8. a) As células estimuladas são os melanócitos, localizados na
camada basal da epiderme, um tipo de tecido epitelial.
b) As ligações covalentes entre as bases de nucleotídios adjacentes levam a distorções na molécula de DNA, causando
problemas na sua replicação.
c) As células da camada basal da epiderme dividem-se com
elevada frequência, garantindo a renovação da pele.
d) A telomerase é uma enzima que tem como função
adicionar sequências definidas e repetitivas de DNA, os
telômeros, à extremidade dos cromossomos. A ativação
da telomerase nas células cancerosas evita que seus cromossomos encolham ao perderem seus telômeros em cada
duplicação, permitindo que continuem a se reproduzir de
forma indefinida.
14. O fenótipo cor amarela engloba os genótipos AA e Aa, e o outro
fenótipo corresponde ao genótipo aa. Se a população estivesse
em equilíbrio, teríamos que a frequência do genótipo recessivo
(aa) seria de 50% ou 0,5. Sendo assim, a frequência do alelo a
seria aproximadamente 0,7 e, consequentemente, a do alelo para
cor amarela (A) seria 0,3. Para calcular a frequência do alelo
para cor amarela sem saber se a população está em equilíbrio,
seria necessário saber a proporção de indivíduos AA e Aa.
15. d
I. As informações fornecidas são insuficientes para desconsiderar a população em equilíbrio de Hardy-Weinberg.
II. Se houver 48 heterozigotos, além dos 16 recessivos, serão
36 homozigotos dominantes. Sendo assim, a população está
em equilíbrio, com f(A) = 0,6 e f(a) = 0,4.
III. O esperado para a população em equilíbrio é de 48 heterozigotos. Se houver 30 heterozigotos, é possível que a
seleção natural seja a causa da diminuição do número de
heterozigotos.
IV. A endogamia é o acasalamento entre indivíduos aparentados. Tem como efeito genético a diminuição da
heterozigose e o aumento da homozigose e, como efeito
fenotípico, uma maior manifestação de alelos recessivos,
que acabam resultando em diminuição de vigor, assim
como a redução da variância, à medida que aumenta o
parentesco.
16. d
O caráter em estudo não pode ser ligado ao sexo, pois a
mulher 3, sendo afetada, teria genótipo XaXa e só poderia
gerar filhos afetados (XaY). Se a frequência de indivíduos aa
é de 1%, então a f(a) = 0,1 e, consequentemente, a f(A) = 0,9.
Assim, f(AA) = 81% e f(Aa) = 18%.
Tarefa proposta
1. A espécie humana, que apresenta maior variabilidade genética
e, portanto, maior diversidade fenotípica. Diante de alterações
ambientais, é a que possui maior probabilidade de exibir variações fenotípicas favoráveis à sobrevivência.
2. e
A variabilidade genética de uma espécie é determinada pelas
mutações e pela recombinação genética, resultante da segregação independente dos cromossomos homólogos e das
permutações.
3. c
As aneuploidias são aberrações em que a alteração do número de cromossomos é inferior a um lote cromossômico e
resultam de defeitos na separação dos cromossomos na meiose
ou na mitose. Na espécie humana, são exemplos de aneuploidias compatíveis com a vida as síndromes de Down (2n + 1),
Klinefelter (2n + 1) e Turner (2n – 1).
4. d
II. A síndrome de Down é uma aneuploidia autossômica, pois
afeta o cromossomo 21, que não é um cromossomo sexual.
5. Soma = 68 (04 + 64)
(01) Ocorrem ao acaso, por causa de erro na ovulogênese ou
na espermatogênese.
(02) É uma aberração cromossômica numérica e não problema
de transcrição gênica.
(08) Ocorrem igualmente em meninos e meninas.
(16) Ocorre em filhos e filhas de mulheres em qualquer idade,
porém a incidência aumenta com a idade materna.
(32) Ocorre independentemente de fatores socioeconômicos.
6. A não disjunção foi pós-zigótica, decorrente de uma divisão
mitótica anômala. Se a não disjunção tivesse ocorrido antes
da fecundação, o cariótipo anormal seria detectado em todas
as células pesquisadas.
7. a) Aneuploidias são aberrações cromossômicas numéricas
caracterizadas por ganho ou perda de um ou mais cromossomos. Surgem por causa da não disjunção cromossômica
na meiose. O gato de José apresenta uma trissomia XXY.
b) O gato malhado de preto e amarelo apresenta ambos os alelos
(A e P), ligados ao sexo; por isso, essa característica fenotípica
só costuma aparecer em fêmeas. O gato de José é trissômico
quanto aos cromossomos sexuais, apresentando genótipo
XAXPY, o que possibilita a manifestação das duas cores.
8. d
As plantas da geração F1 possuíam dois lotes cromossômicos
diferentes, ou seja, 14 cromossomos de uma gramínea e 14 cromossomos da outra. Sendo assim, não era possível a ocorrência
de meiose, já que não se formavam pares de cromossomos
homólogos ou bivalentes. A duplicação dos lotes cromossômicos, com o uso da colchicina, levou à formação de 28 pares de
cromossomos homólogos, permitindo a ocorrência de meiose
normal, que resultou na formação de gametas e, posteriormente,
na produção de sementes.
9. c
A transferência de fragmentos entre cromossomos não homólogos é a translocação e não deve ser confundida com permutação
ou crossing-over.
10. a) A radiação provoca alteração da sequência de nucleotídios
nas moléculas de DNA (mutações), afetando o ciclo normal
de divisão celular e causando diversas formas de câncer,
como a leucemia e o câncer ósseo.
b) As alterações genéticas que afetam células da linhagem germinativa (responsável pela formação dos gametas) podem
ser transmitidas dos portadores para seus descendentes.
c) Porque materiais contaminados com produtos radioativos
(até mesmo o solo) podem permanecer emitindo radiações
durante centenas ou milhares de anos.
7
11. a) Os agentes mutagênicos são fatores físicos, químicos ou
biológicos que provocam as mutações gênicas, alterações
no DNA que podem levar ao descontrole dos mecanismos
de divisão celular e, consequentemente, à proliferação descontrolada de células, formando tumores, como o câncer.
b) As radiações nucleares e os vírus são agentes mutagênicos
de natureza física e biológica, respectivamente.
12. Os raios X e outras radiações ionizantes, como o ultravioleta e
os raios gama, são agentes mutagênicos, ou seja, são capazes de
induzir mutações genéticas, que podem causar doenças como
o câncer. Deve-se evitar seu uso em crianças e jovens em idade
reprodutiva, pois, se as mutações atingirem as células germinativas, elas poderão ser passadas para os descendentes.
13. e
Sendo a frequência do alelo recessivo 0,3, a do alelo dominante
é 0,7. Dessa forma, a frequência de homozigotos dominantes é
(0,7)2 = 0,49 ou 49%, e a de heterozigotos é 2 · 0,7 · 0,3 = 0,42
ou 42%.
14. e
Em 20.000 plantas, 12.800 desenvolveram raízes brancas (fenótipo dominante); logo, 7.200 tinham raízes amarelas (fenótipo
7.200
recessivo), correspondendo a uma frequência de 0,36
.
20.000
Dessa forma, a frequência do alelo a é 0,6 (60%), e a do alelo A,
consequentemente, é 0,4 (40%). A frequência de heterozigotos
é dada por 2 0,4 0,6 = 0,48. Se os heterozigotos são 48% da
população, os homozigotos correspondem a 52%.
15. a) Em 100 indivíduos, 36 exibem o genótipo dd, o que corresponde a uma frequência de 0,36. Dessa forma, a frequência
do alelo d é 0,6 (60%), e a do alelo D, que condiciona o
fenótipo normal, é 0,4 (40%).
b) Os homozigotos têm genótipo DD ou dd. A frequência de DD
é (0,4)2 = 0,16, e a de dd, já fornecida, é 0,36. A frequência
de homozigotos é, portanto, 0,16 + 0,36 = 0,52 (52%), o que
representa, na população em questão, 52 indivíduos.
c) Indivíduos com fenótipo dominante têm genótipo DD ou
Dd. A frequência de DD, já calculada, é 0,16, enquanto a de
Dd é 2 · 0,4 · 0,6 = 0,48. Assim, a frequência de indivíduos
com fenótipo dominante é 0,16 + 0,48 = 0,64 ou 64%.
16. Como a frequência de fenilcetonúricos (genótipo ff) é de
a frequência do alelo f é de
1
,
10.000
1
. Portanto, a frequência de he100
terozigotos é determinada por 2 · 0,99 · 0,01 = 0,0198 (1,98%).
17. a) Em um total de 500 indivíduos, há 1.000 alelos, sendo 800
alelos V e 200 alelos v. Portanto, a frequência do alelo V é
0,8 (80%) e a do alelo v é 0,2 (20%).
b) A frequência do genótipo homozigoto vv é determinada pelo
quadrado da frequência do alelo v. Logo: (0,2)2 = 0,04 (4%)
8
18. Na população de europeus do norte, a frequência do alelo
M é de 0,4 (40%); entre os europeus do sul, é de 0,6 (60%).
A população do norte da Europa é pan-mítica, pois obedece ao
princípio de Hardy-Weinberg (p2 + 2pq + q2 = 1).
19. b
A chegada de grande quantidade de indivíduos homozigotos
dominantes acrescenta muitos alelos dominantes à população, levando à redução proporcional dos alelos recessivos.
O aumento (alternativa e) ou a redução (alternativa a) global da
população não reduziriam a frequência de indivíduos homozigotos
recessivos, pois todos os genótipos seriam afetados. O nascimento
de 48 afetados entre 300 nascidos (alternativa c) representa exatamente a frequência de 0,16 (48/300). Um casamento de heterozigotos
(alternativa d) produziria, teoricamente, 25% dos descendentes
com a anomalia e, portanto, não haveria redução da frequência.
20. c
1
, então a
25.000
, pois, como homens
Se a frequência de homens hemofílicos (XhY) é
1
25.000
são hemizigotos para alelos ligados ao cromossomo X, a frequência de alelos ligados ao cromossomo X é igual à frequência de
homens com a característica determinada por tais alelos.
frequência do alelo Xh na população é
21. e
1
Se a frequência de homens daltônicos (XdY) é de
, então a fre30
1
d
quência do alelo X na população é . Sendo assim, a frequência
30
1 1
1
·
, ou seja,
.
de mulheres daltônicas (XdXd) será de
30 30
900
22. a) Todas as pessoas possuem alelos em heterozigose, e muitos alelos deletérios (ou seja, que podem causar doenças) recessivos
não se manifestam por estarem em dose única. Caso duas
pessoas apresentem ancestrais comuns, há possibilidade de
que tenham recebido deles os mesmos alelos deletérios recessivos. Portanto, aumenta a probabilidade de que esses alelos
venham a se encontrar em homozigose, expressando-se.
b)
A
a
A
AA
Aa
a
Aa
aa
Doente
23. Nas mulheres, o alelo que condiciona a calvície é recessivo; logo,
mulheres calvas são homozigotas (C1C1) e representam 4% (0,04)
da população. A frequência do alelo C1, que determina a calvície,
é 0,2 (20%), e a do alelo C2, que condiciona fenótipo normal, é 0,8
(80%). Homens calvos podem ser homozigotos (C1C1) ou heterozigotos (C1C2). A frequência do genótipo C1C1 é (0,2)2 = 0,04, e a do
genótipo C1C2 é 2 0,2 0,8 = 0,32. A frequência de homens calvos,
portanto, é 0,04 + 0,32 = 0,36 ou 36%.
24. c
A análise da genealogia permite concluir que a anomalia é
condicionada por alelo autossômico recessivo. A probabilidade
de o casal gerar uma criança com a anomalia, se ambos forem
1
. A probabilidade de o homem III-1 ser Aa
4
1
, pois não há nenhuma informação sobre seus pais.
é de
20
2
de ser Aa, pois
Já a mulher III-2 tem uma probabilidade de
3
seus pais são heterozigotos. Assim, a probabilidade final é de
heterozigotos, é de
1 1 2
2
1
.
4 20 3 240 120
CAPÍTULO 4
EVOLUÇÃO: EVIDÊNCIAS E TEORIAS
Conexões
e
Os estudos em epigenética têm mostrado que, além de selecionarem modificações em organismos, os fatores ambientais
têm o poder de causá-las.
6. a) Quando um animal morre, normalmente é devorado
por necrófagos, como abutres e hienas. Suas partes moles, como músculos, vísceras e nervos, são atacadas por
decompositores, os fungos e as bactérias. Normalmente,
restam as partes duras, como ossos, cascos e dentes. Se
esses materiais ficarem expostos, poderão ser pisoteados
por outros animais e ainda sofrer a ação do sol, da chuva
e do vento. Com o tempo, serão totalmente desagregados e,
do animal morto, não restará mais nada intacto. No entanto,
sob determinadas condições, pode ocorrer a preservação
de restos de seres vivos, constituindo os fósseis. Também
podem ser considerados fósseis outros vestígios de seres
vivos, como pegadas e restos de alimentos.
b) A cronologia do surgimento de espécies, que pode ser determinada pela estimativa da idade do material estudado.
Essa análise geralmente é feita pela técnica do decaimento
de isótopos radioativos.
7. a) O processo sugerido por Darwin é a seleção natural.
b) O “poderoso princípio da hereditariedade” corresponde ao
DNA, o material genético dos seres vivos. As duas propriedades sugeridas no texto — sofrer variação e propagar sua
forma modificada — são a mutação e a replicação (duplicação).
8. A interpretação do processo evolutivo é lamarckista, pois sugere que o animal se modifique para se adaptar às mudanças
ambientais.
14. a) A seleção natural atua sobre a variabilidade, reduzindo a
frequência dos alelos que não favorecem a adaptação e
favorecendo a sobrevivência e reprodução dos indivíduos
mais adaptados.
b) Exoesqueleto quitinoso: fornece sustentação e protege contra desidratação e ação de predadores. Patas e apêndices
articulados: promovem maior mobilidade, favorecendo a
captura de alimento e defesa.
15. a) As figuras representam a especiação por isolamento geográfico, processo de formação de novas espécies a partir da
separação de uma população ancestral em duas ou mais
por uma barreira física.
b) A especiação pode ser evidenciada pelo isolamento reprodutivo, ou seja, pela impossibilidade de troca de genes entre
as duas populações.
16. a) A recombinação gênica é a combinação aleatória de material genético durante a meiose, que origina novos arranjos
gênicos, sobre os quais a seleção natural atua.
b) Deriva genética é a mudança drástica na frequência de
certos alelos devida a fatores climáticos (como chuvas
torrenciais, nevascas, granizo, vendavais etc.), terremotos, predação diferencial intensa e outros fatores não
previsíveis.
c) A migração é a entrada e a saída de indivíduos, o que pode
transferir alelos de uma população para a outra.
d) Porque geralmente, no ambiente invadido, não há
predadores, competidores ou parasitas tão capazes de
controlar a espécie invasora como são para as espécies
nativas.
Tarefa proposta
1. c
A teoria criacionista ou fixista (figura II) propõe que os seres
vivos foram criados ao mesmo tempo, perfeitamente adaptados
a seu ambiente, tendo permanecido inalterados desde então.
A teoria transformista ou lamarckista (figura I) propõe a transformação e a evolução dos organismos ao longo do tempo.
A teoria darwinista (figura III) propõe que a seleção natural
conduziria à divergência dos caracteres, o que, em longo prazo,
pode levar à formação de novas espécies e à extinção completa
das formas não adaptadas.
2. Pela análise de fósseis e da composição bioquímica dos seres
vivos e também pelas modernas técnicas da genômica.
3. c
São fósseis de animais que possuem esqueleto interno: ictiólitos, carapaça de gliptodonte, pseudomorfos de ouriço, dente
de tubarão e escamas de peixes. São fósseis de animais que
possuem esqueleto externo: insetos carbonizados, conchas de
bivalves e conchas de gastrópodes.
9
4. e
Nas ideias de Lamarck, há dois aspectos principais: a lei do uso
e desuso e a lei da transmissão das características adquiridas.
A lei do uso e desuso é válida para alguns órgãos, como os
músculos, que se desenvolvem com exercícios e se atrofiam
com a inatividade. Entretanto, o desenvolvimento do órgão
ou sua atrofia não são herdados pelos descendentes.
5. Uma maneira seria provocar, artificialmente, o aparecimento
de certa característica em um organismo (cortar a cauda de um
camundongo, por exemplo). Geração após geração, os animais
seriam submetidos ao mesmo procedimento, verificando-se o
aparecimento ou não dessa característica (no caso, a ausência
da cauda) entre os descendentes.
6. A proposição I é lamarckista, pois sugere que, por viver na grama, o gafanhoto desenvolveu a cor verde, em resposta a uma
exigência ambiental, e passou a transmitir essa característica
aos descendentes. A proposição II é darwinista, pois indica
que o ambiente verde selecionou os gafanhotos com essa cor, que
passaram a predominar e a gerar mais descendentes.
7. c
Darwin propôs que entre os indivíduos existe variabilidade genética e que o meio atua sobre esta, selecionando os mais aptos,
que, por sua vez, têm mais chances de deixar descendentes.
8. e
A teoria evolutiva de Darwin baseia-se na seleção natural de
indivíduos com características que favorecem a sobrevivência
e a reprodução no meio em que vivem e, consequentemente,
a geração de descendentes que possuem as mesmas características adaptativas.
9. a
O comportamento materno é transmitido de geração a geração,
pois é determinado geneticamente. A seleção natural atua favorecendo esse comportamento porque as fêmeas capazes de
coletar alimentos e proteger sua prole, em ambientes onde os
filhotes podem ser atacados e predados, são mais bem-sucedidas
em termos reprodutivos.
10. V – F – F – F
II. Na época em que Darwin viveu ainda não se conheciam as
mutações.
III. O fortalecimento de um órgão pelo uso e sua atrofia pela falta
de uso é um processo conhecido como lei do uso e desuso.
IV. Darwin utilizou as espécies que viviam nas ilhas Galápagos,
como aves e répteis, em defesa de suas ideias.
11. A frase I é a mais adequada. A frase II expressa o pensamento
lamarckista de que os indivíduos se modificam em resposta a exigências ambientais. A frase III é inadequada, porque os organismos
que vencem a “luta pela sobrevivência” só ditarão o rumo da evolução se gerarem descendentes que herdem suas características.
10
12. I. a) Mandíbula: fornece informação sobre o tipo de alimentação.
b) Pelve: fornece informação sobre postura e locomoção.
II. a) Um marcador que pode ser usado para se estudar a
ancestralidade materna é o DNA mitocondrial, pois
as mitocôndrias presentes na célula-ovo ou zigoto são
aquelas presentes no ovócito materno.
b) Os dados sugerem que ocorreram cruzamentos entre o
homem de Neandertal e a linhagem que originou o ser
humano moderno.
13. a) Mutações e seleção natural.
b) As mutações geram variabilidade, sobre a qual age a seleção
natural.
14. a) Mutações.
b) A recombinação gênica decorre da segregação independente
dos pares de cromossomos homólogos (durante a formação dos
gametas) e da troca de fragmentos entre suas cromátides
(permutação ou crossing-over).
c) Seleção natural.
15. c
A melhor explicação para a semelhança entre a cor da pelagem e a cor do solo é a seleção natural. Os indivíduos de
pelagem clara são favorecidos em ambientes com substrato
claro, enquanto os de pelagem escura são favorecidos em
ambiente com substrato escuro.
16. d
A explicação darwinista para o fato de a cascavel estar ficando
mais silenciosa é a seleção natural, pois as cascavéis barulhentas
são mais facilmente localizadas e acabam sendo mortas. Com
o passar do tempo, as cascavéis silenciosas estão passando a
predominar no ambiente.
17. O fenômeno geológico responsável pela separação dos continentes é a deriva continental, ocasionada pela movimentação das placas tectônicas. As diferenças entre as espécies
hoje encontradas na África e na América do Sul devem-se ao
isolamento geográfico, que impediu as duas populações de
realizar um intercâmbio gênico. Mutações e seleção natural
diferenciadas propiciaram um aumento nas diferenças entre as
duas populações, o que culminou num isolamento reprodutivo
e na consequente formação de duas espécies distintas.
18. a) A sequência é: III – I – II
b) Diferentes mutações em cada população e seleção natural.
c) O isolamento reprodutivo impede o fluxo gênico entre as
populações, que se tornam progressivamente diferentes.
19. a) Pode-se concluir que, entre essas populações, o fluxo gênico
é perfeitamente viável, o que define as populações A, B e
D como componentes da mesma espécie. O fator inicial
que poderia ter dado origem às populações A, B, C e D é o
isolamento geográfico.
b) Égua e jumento, que produzem descendentes estéreis, o
burro e a mula.
20. e
Podem-se considerar as três hipóteses corretas.
I. Se indivíduos das duas populações se encontram, cruzam e
geram descendentes férteis, eles continuam pertencendo à
mesma espécie, podendo ou não ser de raças diferentes.
II. A formação de novas espécies normalmente se inicia com
a separação da espécie em duas ou mais populações.
III. As populações A e B, como raças, possuem sequências de
bases nitrogenadas de DNA semelhantes.
21. a) Convergência adaptativa.
b) Nadadeiras de peixes, asas de pinguins, nadadeiras de
baleias, de focas e de golfinhos. Todos esses órgãos estão
adaptados ao deslocamento na água e resultam de convergência adaptativa.
22. d
O processo evolutivo envolvido é a irradiação adaptativa, ou
seja, descendentes do mesmo ancestral que ocuparam diferentes tipos de ambientes foram submetidos a fatores de seleção
natural distintos e, com o tempo, desenvolveram características
adaptativas próprias.
23. a
A presença de estruturas semelhantes em organismos sem
parentesco evolutivo próximo pode ser resultado do processo
de convergência adaptativa, ou seja, descendentes de ancestrais diferentes que ocuparam o mesmo tipo de ambiente
foram submetidos aos mesmos fatores de seleção natural
e, com o tempo, desenvolveram características adaptativas
semelhantes.
24. a) A presença de folhas modificadas de maneira semelhante
em plantas sem parentesco evolutivo próximo pode ser
resultado do processo de convergência adaptativa, ou seja,
descendentes de ancestrais diferentes que ocuparam o
mesmo tipo de ambiente foram submetidos aos mesmos
fatores de seleção natural e, com o tempo, desenvolveram
características adaptativas semelhantes.
b) As características descritas são típicas de plantas encontradas em florestas tropicais, bioma representado no Brasil
pela mata atlântica e pela floresta amazônica. Esse tipo
de bioma apresenta elevada pluviosidade, alta umidade
do ar e pequena penetração de luz, o que pode explicar as
características observadas no arbusto, como as folhas largas,
os estômatos em suas duas faces e a alta concentração de
clorofila.
11

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