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BIOLOGIA E GEOLOGIA 10 Osório Matias | Pedro Martins Guerner Dias | Paula Guimarães | Paulo Rocha
Prova-Tipo Exame | 10.º ANO Nome Turma
N.º
Data
Grupo I Neve num sistema planetário bebé Um marco gelado na formação planetária e cometária Uma equipa internacional de astrónomos obteve pela primeira vez a imagem de uma linha de neve num sistema planetário recém-nascido distante. A linha de neve, situada no disco que rodeia a estrela TW Hydrae, do tipo solar, promete ensinar-nos algo mais sobre a formação de planetas e cometas, incluindo os fatores que determinam a sua composição e, consequentemente, sobre a história do nosso Sistema Solar. Os astrónomos usaram o Atacama Large Millimeter Array (ALMA) para obterem a primeira imagem dessa linha de neve num sistema planetário recém-nascido.
Figura 1 – 1 – ALMA (infraestrutura (infraestrutu ra astronómica internacional situada no Chile).
Na Terra, as linhas de neve formam-se a altitudes elevadas, onde as temperaturas baixas transformam a humidade do ar em neve. Esta linha é claramente visível numa montanha, no local onde o pico coberto de neve termina e a face rochosa descoberta começa. As linhas de neve em torno das estrelas jovens formam-se de maneira semelhante, nas regiões distantes e frias dos discos de poeira, a partir dos quais se formam os sistemas planetários. Partindo da estrela em direção ao exterior, a água (H2O) é a primeira a congelar congela r, formando a primeira linha de neve. Mais longe da estrela, à medida que as temperaturas descem, as moléculas mais exóticas podem gelar e transformar-se em neve, tais como o dióxido de carbono (CO 2), o metano (CH4) e o monóxido de carbono (CO). Estes diferentes tipos de neve tornam “pegajosa” e dúctil a camada exterior dos grãos de poeira cósmica, desempenhando um papel importante: permitem que os grãos não se fragmentem por meio de colisões podendo, assim, tornar-se nos blocos constituintes de planetas e cometas. 1
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a Cada uma destas diferentes linhas de neve – de água, dióxido de carbono, metano e monóxido de carbono – podem estar ligadas à formação de tipos particulares de planetas. Em torno de uma estrela do tipo solar, num sistema planetário como o nosso, a linha de neve de água corresponderia à distância entre as órbitas de Marte e Júpiter, e a linha de neve de monóxido de carbono corresponderia à órbita de Neptuno. A linha de neve de monóxido de carbono pode ter outras consequências para além da formação de planetas. O gelo de monóxido de carbono é necessário à formação de metanol (CH4O), que é um dos blocos constituintes das moléculas orgânicas essenciais à vida. Se os cometas levarem estas moléculas para planetas recém-formados, do tipo da Terra, estes poderão ficar equipados com os ingredientes necessários à Vida. Fonte: www.eso.org (consultado em abril de 2014) http://www.almaobservatory.org/ (consultado em abril de 2014)
Nas questões 1. a 6., selecione a única alternativa que permite obter uma afirmação correta.
1.
Segundo a Teoria Nebular, o arrefecimento da nuvem protoplanetária que deu origem ao Sistema Solar ocorreu
(A) da periferia para o centro.
(B) do centro para a periferia. (C) unicamente na zona central. (D) unicamente na zona periférica.
2.
No caso do Sistema Solar, a linha de neve de água separa
(A) os planetas gigantes dos planetas anões.
(B) os planetas secundários dos planetas anões. (C) os planetas telúricos dos planetas gasosos. (D) os planetas dos cometas.
3.
A linha de neve de monóxido de carbono poderá assinalar a fronteira onde corpos gelados mais pequenos se poderão formar, tais como
(A) asteroides e planetas anões. (B) cometas e asteroides. (C) asteroides e meteoritos. (D) cometas e planetas anões.
2
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a 4.
A concentração de gases e de poeiras no plano central de uma nuvem protoplanetária é importante para isolar as áreas mais distantes da radiação estelar e desta forma permitir que o monóxido de carbono e outros gases possam
(A) aquecer e sublimar. (B) arrefecer e congelar. (C) aquecer e evaporar. (D) arrefecer e gasificar.
5.
O processo de .
é prova de que, num passado distante, a Terra comportou-se como um sistema
(A) acreção (…) fechado (B) acreção (…) aberto (C) acreção (…) isolado (D) diferenciação (…) fechado
6.
Os diferentes tipos de neve fornecem proteção à poeira da nuvem protoplanetária e podem, ainda, acelerar drasticamente o processo de
(A) acreção estelar. (B) acreção planetária. (C) diferenciação estelar. (D) diferenciação planetária.
7.
Ordene as frases identificadas de A a E, de modo a reconstituir a sequência cronológica dos acontecimentos relacionados com a origem e evolução de planetas telúricos formados em sistemas protoplanetários semelhantes ao da estrela TW Hydrae.
A. Acreção dos planetesimais em protoplanetas. B. Rotação de uma nuvem primitiva de gases e poeiras. C. Formação de planetesimais por aglutinação de poeiras protegidas por uma película de gelo. D. Formação de atmosferas planetárias primitivas. E. Os materiais mais densos migram para as zonas mais internas dos planetas.
8.
3
Explique de que modo o estudo do metanol e outros compostos orgânicos presentes na constituição química dos cometas pode contribuir para compreender a formação do planeta Terra e fornecer pistas para o aparecimento da vida na Terra.
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a Grupo II Há uma enorme rã nas Caraíbas que come tarântulas e serpentes Na escuridão da noite nas florestas das Caraíbas, a galinha-da-montanha – uma das maiores rãs do mundo – foi surpreendida a comer tarântulas e serpentes. No mundo animal, as tarântulas e as serpentes estão entre os maiores predadores das rãs. Mas, desta vez, a história acontece ao contrário. Gonçalo M. Rosa, do Centro de Biologia Ambiental da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, e outros investigadores que trabalharam na ilha de Montserrat, no mar das Caraíbas, em 2009, descobriram grandes rãs de tons acastanhados – as galinhas-da-montanha (Leptodactylus fallax ) – a comer tarântulas-de-montserrat (Cyrtopholis femoralis), espécie endémica daquela ilha. Na verdade, aquela rã é o primeiro predador confirmado da tarântula-de-montserrat, dizem os autores do estudo publicado esta semana na revista Tropical Zoology . A rã de hábitos noturnos, que passa o dia escondida em buracos e reentrâncias nas rochas, alimenta-se sobretudo de pequenos grilos e pequenas aranhas que encontra no chão da floresta. Mas o seu menu é mais diversificado. A 9 de setembro de 2009, às 20 horas, uma tarântula dirigiu-se devagar na direção de uma rã quando foi subitamente capturada. Desta vez foram precisos seis minutos para a galinha-da-montanha acabar de comer a tarântula. Estas observações foram feitas durante uma expedição coordenada pelo Zoo de Jersey, e da qual Gonçalo M. Rosa fez parte, para tentar travar a progressão do fungo Batrachochytrium dendrobatidis, que ameaça a galinha-da-montanha. Segundo Gonçalo M. Rosa, "as rãs não serão propriamente imunes ao veneno das tarântulas. Mas as rãs abocanham, mordem e mastigam as tarântulas de tal forma que não lhes dão oportunidade de espalhar o veneno", explicou. Mais tarde, em outubro de 2011 e na ilha de Dominica, investigadores encontraram restos de serpente-de-julia (Liophis juliae) nas fezes da mesma espécie de rã. Na opinião do biólogo, este estudo "dá-nos uma perspetiva que não é tão usual: a maioria dos relatos de interação de rãs e tarântulas mostram estes aracnídeos como predadores vorazes das indefesas rãs. Aqui assistimos ao oposto: uma rã a ingerir sem problemas uma tarântula". Além disso, a rã apresenta uma dieta da qual também fazem parte serpentes. Contudo, as capacidades predatórias da rã não lhe garantem a sobrevivência. Hoje, a galinha-da-montanha está classificada como Criticamente Ameaçada pela União Mundial de Conservação da Natureza (UICN). Esta espécie existia em pelo menos seis ilhas das Caraíbas mas hoje já só existe em duas: Montserrat e Dominica. Segundo os investigadores, o declínio deste anfíbio deve-se à perda de habitat, sobrecaça para consumo e espécies exóticas invasoras. “A recente introdução do fungo Batrachochytrium dendrobatidis naquelas duas ilhas causou um declínio dramático nas populações que ainda restavam", acrescentam os investigadores. A população de Dominica foi quase extirpada na sua totalidade e a de Montserrat foi afetada pelo fungo mais tarde. Em muitos ribeiros da ilha, os números baixaram também drasticamente. Vários programas têm juntado esforços para proteger esta espécie de outro obstáculo à rã – o vulcão da ilha de Montserrat. Este tem tido uma atividade muito intensa e um terço da ilha está inacessível, sob as cinzas. Muitas áreas de floresta desapareceram. Fonte: Público, 22 de setembro de 2012 (adaptado)
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a Nas questões 1. a 5. selecione a única alternativa que permite obter uma afirmação correta.
1.
A quitina é uma substância que pode ser encontrada
(A) nas membranas das células das galinhas-da-montanha (Leptodactylus fallax ). (B) na parede celular do fungo Batrachochytrium dendrobatidis e no exoesqueleto das tarântulas-de-montserrat. (C) no esqueleto da serpente-de-julia (Liophis juliae). (D) na parede celular do fungo Batrachochytrium dendrobatidis e no esqueleto da serpente-de-julia (Liophis juliae).
2.
Os grilos e as aranhas que servem de alimento às galinhas-da-montanha
(A) possuem dois fluidos circulatórios distintos, o sangue e a linfa. (B) apresentam um sistema circulatório duplo e incompleto. (C) possuem nos vasos o mesmo fluido que preenche as lacunas. (D) apresentam pigmentos respiratórios nos seus fluidos circulantes.
3.
As células musculares da galinha-da-montanha obtêm a maior quantidade de ATP, necessária para a sua atividade
(A) em consequência da redução de moléculas de NADH que ocorre no citoplasma. (B) por processos anabólicos que ocorrem no interior das mitocôndrias. (C) por processos catabólicos que ocorrem no citoplasma. (D) em consequência da oxidação de moléculas de NADH.
4.
A galinha-da-montanha, ao alimentar-se de tarântulas
(A) ocupa o 2.º nível trófico da cadeia alimentar. (B) é um consumidor de 1.ª ordem. (C) é considerado um macroconsumidor. (D) transforma matéria inorgânica em matéria orgânica.
5.
As rãs, para se movimentarem de forma eficaz, necessitam de uma rápida condução de impulsos nervosos. A elevada velocidade dos impulsos nervosos, que ocorre nos neurónios motores das rãs, é assegurado pela
(A) existência de mielina em torno dos axónios. (B) existência de um potencial de repouso. (C) despolarização da membrana dos neurónios. (D) existência de um potencial de ação.
5
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a 6.
Explique em que medida a atividade do vulcão da ilha de Montserrat contribui para a ameaça à sobrevivência das galinhas-da-montanha (Leptodactylus fallax ).
7.
Faça corresponder cada uma das descrições relativas a processos envolvidos na nutrição dos vertebrados expressos na coluna A à respetiva designação, presente na coluna B. Utilize cada letra e cada número apenas uma vez.
COLUNA A
COLUNA B
(a) Pequenas gotículas lipídicas são captadas por vesículas endocíticas das células da parede intestinal.
(1) Fagocitose
(b) Entrada de água da linfa intersticial para o interior das células.
(3) Transporte ativo
(c) Entrada de glicose para as células, a favor do gradiente de concentração, com intervenção de uma proteína transmembranar específica (GLUT).
(4) Exocitose
(d) Células glandulares liber tam enzimas, contidas no interior de vesículas, para o tubo digestivo.
(6) Difusão facilitada
(e) Libertação de iões Ca 2+ do interior das células para o lúmen intestinal com consumo d e ATP.
(8) Endocitose mediada por recetores
(2) Pinocitose
(5) Difusão simples
(7) Osmose
Grupo III Estrutura interna da Terra – contributos para o seu conhecimento Para os primeiros estudos da estrutura interna da Terra contribuíram os grandes sismos, que permitiram estabelecer, entre 1906 e 1936, um modelo base em camadas concêntricas – a crusta, o manto e o núcleo. Mais tarde, as ondas sísmicas geradas por ensaios nucleares e pelas bombas atómicas permitiram definir com mais precisão a estrutura do modelo, dado permitirem conhecer, com rigor, o foco e a quantidade de energia libertada. Por outro lado, o desenvolvimento de métodos de prospeção sísmica, no âmbito da atividade mineira, petrolífera, hidrogeológica,..., proporcionou um conhecimento cada vez mais pormenorizado da estrutura da crusta e do manto superior. Estes métodos baseiam-se na produção de sismos artificiais, cujas ondas são detetadas por geofones. Por si só, estes métodos não permitem o conhecimento da toda a estrutura interna da Terra, na medida em que as ondas geradas artificialmente para a sua aplicação apenas permitem o estudo dos níveis estruturais superficiais, dado serem ondas de baixa energia e, portanto, com baixa capacidade de penetração no globo terrestre. Já os sismos naturais de grande magnitude produzem ondas com energia suficiente para atravessar todo o planeta, o qual reage vibrando como um todo. A representação gráfica dos tempos de trajeto das ondas sísmicas, às respetivas distâncias dos sismógrafos, designa-se por curva tempo-distância ou, abreviadamente, curva t-x (figura 2). Fonte: GUIMARÃES, P., 2000, Estrutura Interna da Terra – contributos da sismologia 6
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a Distância epicentral (km) 4450
8900
11 459 15 798 13 340 17 790
45
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40
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35
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0 20
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103
140
160
180
142
Distância epicentral (º) Fonte:OLROYD, D., 1996, Thinking about the Earth: A History of Ideas in Geology (adaptado)
Figura 2 – Curva t-x de um sismo de foco superficial
Nas questões 1. a 4. selecione a única alternativa que permite obter uma afirmação correta.
1.
Um método direto para investigar a estrutura interna da geosfera é o estudo
(A) do paleomagnetismo dos fundos oceânicos. (B) de rochas da litosfera. (C) das anomalias gravimétricas na superfície geosférica. (D) do comportamento das ondas sísmicas.
2.
As ondas sísmicas P geradas por grandes sismos naturais atravessam todo o planeta porque são
(A) de grande magnitude. (B) elásticas. (C) de elevada intensidade. (D) longitudinais. 7
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a 3.
A 5150 km de profundidade, sensivelmente, as ondas sísmicas aumentam a sua velocidade de propagação porque são transmitidas para um meio
(A) fluido. (B) de maior densidade.
(C) com maior temperatura.
(D) sólido.
4.
Selecione a única alternativa que classifica corretamente as afirmações 1, 2 e 3, relativas à estrutura interna da geosfera.
1. O limite entre a litosfera e a astenosfera é assinalado pela descontinuidade de Mohorovicic. 2. A zona de sombra é uma faixa da superfície terrestre onde não se propagam ondas sísmicas internas. 3. Uma das zonas de baixa velocidade das ondas sísmicas internas situa-se no manto superior. (A) 1 é verdadeira; 2 e 3 são falsas. (B) 1 e 2 são falsas; 3 é verdadeira. (C) 2 é verdadeira; 1 e 3 são falsas. (D) 1 é falsa; 2 e 3 são verdadeiras.
5.
Faça corresponder V (afirmação verdadeira) ou F (afirmação falsa) a cada uma das letras das afirmações que se seguem, relativas à estrutura interna da geosfera.
(A) A pressão aumenta com a profundidade gerando um gradiente geobárico. (B) A astenosfera – zona de baixa velocidade sísmica – localiza-se no manto inferior.
(C) A velocidade de propagação das ondas sísmicas diminui em profundidade função do aumento da densidade. (D) O estudo da composição de alguns meteoritos apoia a hipótese de uma composição ferroniquélica para o núcleo. (E) A propagação das ondas sísmicas internas atinge a sua velocidade máxima no manto. (F) A litosfera é a camada da geosfera constituída pela crusta e pelo manto superior. (G) A velocidade de propagação das ondas sísmicas superficiais, a partir do foco sísmico, é sensivelmente constante. (H) A análise comparativa da densidade média do planeta e da crusta indicia a existência, no interior da geosfera, de materiais muito densos.
6.
8
Com base nos dados da curva t-x da figura 2, explique a ausência de atividade sísmica expressiva na zona de sombra.
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a Grupo IV Efeito de bicarbonato de potássio sobre a severidade do oídio em plantas de soja Na cultura da soja, dezenas de doenças são causadas por fungos, bactérias, nematoides e vírus. De entre as doenças, o oídio, causado pelo fungo Erysiphe diffusa, requer, em algumas condições, a utilização de fungicidas para garantir a produção, caso contrário as perdas podem atingir até 40%. O oídio da soja, causado por Erysiphe diffusa, é considerado uma doença esporádica podendo ocasionar perdas quando atinge proporções epidémicas. No contexto da procura de tratamentos alternativos, foi realizado um estudo em ambiente de estufa, tendo-se utilizado uma variedade de soja suscetível de ser infetada pelo oídio. Em vasos plásticos de 5 litros de volume, contendo uma mistura de solo vermelho e substrato de casca de pinheiro (80%:20%, respetivamente), foram semeadas quatro sementes, mas deixando desenvolver apenas duas plantas por vaso. Foram realizados seis tratamentos diferentes com cinco repetições, totalizando 30 vasos. As plantas foram mantidas na estufa e no 30.° dia foi realizada a primeira aplicação dos produtos. Os tratamentos semanais consistiram na pulverização das plantas com concentrações de 0%, 0,25%, 0,50%, 0,75% e 1% (p/v) de bicarbonato de potássio, princípio ativo do produto Kaligreen®, e um fungicida (piraclostrobina + epoxiconazole) na dosagem recomendada. A inoculação do oídio foi feita através de dispersão, colocando na estufa plantas já infetadas, sobre as quais foi aplicada ventilação forçada. As avaliações da severidade da doença foram realizadas semanalmente, antes das pulverizações, sempre no período da manhã. Paralelamente, verificou-se que as plantas que receberam 0,5%, 0,75% e 1% do produto apresentaram sinais de fitotoxicidade, traduzidos pelo reduzido desenvolvimento e alteração morfológica da área foliar (Tabela 1).
Tabela 1 – Efeito do bicarbonato de potássio (Kaligreen®) sobre a percentagem de área foliar afetada por Erysiphe diffusa em plantas de soja mantidas em estufa. Tratamento
1.ª avaliação 30 dias após
2.ª avaliação 38 dias após
3.ª avaliação 44 dias após
4.ª avaliação 51 dias após
5.ª avaliação 58 dias após
0
20,85* a D
31,50 a C
41,67 a B
86,25 a A
84,17 a A
0,25%
9,08 b B
11,30 b B
23,25 b A
28,08 b A
31,33 b A
0,50%
3,43 b A
4,65 b A
10,75 c A
7,43 c A
10,55 c A
0,75%
4.22 b A
5,23 b A
2,50 c A
2,75 c A
0,60 d A
1,00%
2,98 b A
4,13 b A
6,33 c A
0,62 c A
0,10 d A
Fungicida
0,98 b A
0,95 b A
2,21 c A
2,63 c A
1,63 d A
*Médias seguidas de mesma letra minúscula na coluna e pela mesma letra maiúscula na linha não diferem estatisticamente. A primeira avaliação foi realizada no 30.º dia após a emergência e as demais no 38.º, 44.º, 51.º e 58.º dia após a emergência.
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Figura 3 – Efeito do bicarbonato de potássio (Kaligreen®) nas concentrações de 0,25% (A), 0,5% (B), 0,75% (C) e 1% (D) no controle de Erysiphe diffusa de soja. Fonte: Medice, R.; Bettiol, W.; Altéa, U.Q.M. Efeito de bicarbonato de potássio sobre a severidade do oídio em plantas de soja. Summa Phytopathologica , v.39, n.1, p.35-39, 2013. (adaptado)
Nas questões 1. a 5., selecione a única alternativa que permite obter uma afirmação correta.
1.
O bicarbonato de potássio mostrou-se capaz de controlar o oídio da soja
(A) apenas em concentrações superiores a 0,50%. (B) apenas em concentrações inferiores 0,75%.
(C) em todas as concentrações em que o produto foi aplicado.
(D) de forma inversamente proporcional ao aumento da sua concentração.
2.
O objetivo do estudo foi
(A) avaliar a eficiência do bicarbonato de potássio no controle do oídio da soja. (B) avaliar a eficiência do fungicida no controle do oídio da soja. (C) determinar a concentração que produzia toxicidade. (D) determinar a concentração mínima de bicarbonato de potássio capaz de controlar o oídio da soja. 10
a 3.
A translocação floémica que ocorre nas plantas da soja implica
(A) diminuição da pressão de turgescência nas células dos tubos crivosos que se encontram nas zonas de produção de compostos orgânicos. (B) consumo de ATP por parte das células dos tubos crivosos. (C) um gradiente de concentração entre os locais de produção e os de armazenamento de compostos orgânicos. (D) uma diminuição da pressão osmótica nas células dos tubos crivosos que se encontram nas zonas de produção de compostos orgânicos.
4.
Durante a fase química, ocorre
(A) fixação do CO2 e redução do NADPH. (B) consumo de ATP e redução de NADPH. (C) fixação de CO2 e libertação de O2. (D) consumo de ATP e oxidação de NADPH.
5.
Em situações de stresse hídrico (carência de água), nas células estomáticas das plantas de soja, ocorre
(A) diminuição do volume dos vacúolos. (B) aumento da pressão de turgescência. (C) entrada de iões K+. (D) aumento do volume dos vacúolos.
6.
Os fungos do género Fusicoccum produzem uma toxina – a fusicocina – que tem a capacidade de estimular as bombas de protões, presentes nas membranas celulares, a bombear iões H+ para o interior das células. Em condições extremas, as plantas morrem por desidratação. Explique o processo que provoca a morte das plantas quando as células-de-guarda são infetadas por este fungo.
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a Critérios de correção GRUPO I 1.
(A).
2.
(C).
3.
(D).
4.
(B).
5.
(B).
6.
(B).
7.
B–C–A–E–D
8.
A resposta deve contemplar os tópicos seguintes: – o metanol poderá formar-se a partir de neve de monóxido de carbono, o que reforça a ideia que a maioria dos cometas provém de uma zona exterior à órbita de Neptuno; – os cometas poderão corresponder a materiais primitivos que não terão sido objeto de alterações posteriores a nível da composição, o que possibilitará o estudo das condições físicas e químicas da formação do nosso planeta; – a presença de metanol e outros compostos ricos em carbono, hidrogénio e oxigénio poderá reforçar a hipótese que as moléculas complexas essenciais à vida terão tido uma origem exterior ao nosso planeta.
GRUPO II 1.
(B).
2.
(C).
3.
(D).
4.
(C).
5.
(A).
6.
A resposta deve contemplar os tópicos seguintes: – a relação entre a atividade vulcânica com libertação de cinzas e o desaparecimento de áreas florestais (por limitar as trocas gasosas/a fotossíntese); – a relação entre o desaparecimento de áreas florestais e a perda do habitat desta espécie com a limitação da sua proliferação/sobrevivência.
7.
12
(a) – 2; (b) – 7; (c) – 6; (d) – 4; (e) – 3.
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a GRUPO III 1.
(B).
2.
(B).
3.
(D).
4.
(B).
5.
Afirmações verdadeiras: A, D, E e H. Afirmações falsas: B, C, F e G.
6.
A resposta deve contemplar os tópicos seguintes: – a zona de sombra sísmica é a região da superfície da geosfera, situada entre os 11 459 km/103º e os 15 798 km/142º de distância do epicentro, onde não se propagam ondas sísmicas internas de elevada energia devido ao ângulo de refração/reflexão que lhes é imposto pela presença do núcleo externo metálico e fluido; – nesta zona e como evidencia a curva t-x, propagam-se inúmeras ondas, sendo, contudo, ondas que sofreram reflexões/refrações múltiplas, razão pela qual são ondas de baixa energia que não geram atividade sísmica significativa.
GRUPO IV 1.
(C).
2.
(A).
3.
(C).
4.
(D).
5.
(A).
6.
A resposta deve contemplar os tópicos seguintes: – a relação entre o aumento da atividade das bombas de protões e o aumento da pressão de turgescência/aumento da pressão osmótica seguida da entrada de água; – a relação entre o aumento da pressão de turgescência e a abertura dos estomas; – a relação entre a abertura dos estomas e a perda de água, provocando a morte da planta por desidratação.
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