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Teste de avaliação 4 2020- Biologia e Geologia 10.º anoGrupo IAs abelhas são dos agentes polinizadores mais importantes e o inseto mais amplamente utilizado pelo ser humano. As técnicas de criação de abelhas que dariam origem à apicultura surgiram no século XVII e XVIII e, mais recentemente, a comer...

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2020-2021

Teste de avaliação 4 Biologia e Geologia 10.º ano

Grupo I As abelhas são dos agentes polinizadores mais importantes e o inseto mais amplamente utilizado pelo ser humano. As técnicas de criação de abelhas que dariam origem à apicultura surgiram no século XVII e XVIII e, mais recentemente, a comercialização de rainhas e a seleção artificial de determinados comportamentos favoráveis à produção de mel tornaram-se práticas comuns, o que poderá ter alterado os processos naturais e afetado a diversidade genética destas espécies. Consequentemente, torna-se importante conhecer e compreender alterações na variabilidade genética de populações naturais ou seminaturais e como estas podem ser influenciadas pela domesticação e/ou pela seleção artificial. Um estudo publicado na revista Scientific Reports indica que, no último século, terá havido um declínio na diversidade genética nas populações de abelha-europeia (Apis mellifera), que, segundo os autores, poderá estar relacionado com práticas de gestão das colónias domésticas de abelhas, com objetivos de aumentar da produção de mel ou de criar abelhas menos agressivas. Esta alteração da diversidade genética da espécie poderá acarretar consequências na suscetibilidade a doenças e outras ameaças. O estudo centrou-se em cinco linhagens de A. mellifera (M, C, O, Y e A), com recurso a indivíduos nascidos entre 1850 e 2000, de forma a comparar a variabilidade genética em populações históricas e em populações modernas (muitas amostras de material genético foram recolhidas em museus, a partir do revestimento de quitina dos insetos). As maiores diferenças entre populações históricas e populações modernas estão relacionadas com (1) a produção de geleia real, (2) a menor propensão para comportamentos agressivos ou (3) a função de “limpeza” da colónia (menos larvas doentes a serem retiradas das colmeias). Os resultados estão representados na figura 1.

Figura 1 – Diversidade genética para amostras de diferentes linhagens (M, C, O, Y e A). As populações históricas estão representadas a laranja e as populações modernas a azul. Baseado em Themudo, G. E. et al. (2020) Declining genetic diversity of european honeybees along the twentieth century. Scientific Reports

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Nas questões de 1. a 6., selecione a opção que completa corretamente as afirmações. 1. As abelhas têm um importante papel nos ecossistemas terrestres (A) pois facilitam a polinização cruzada de várias espécies de plantas com flor. (B) na manutenção das populações dos primeiros seres humanos. (C) pois, como produtores, constituem a base das cadeias tróficas. (D) na medida em que garantem a reciclagem da matéria. 2. A apicultura moderna (A) é um conjunto de técnicas que há milhares de anos selecionam determinadas características. (B) não apresenta qualquer efeito na diversidade das populações de abelhas. (C) consiste exclusivamente na comercialização de rainhas e seleção artificial das abelhas. (D) permite aumentar a frequência de comportamentos associados à produção de mel. 3. As tentativas de obter abelhas com determinado comportamento (A) poderão aumentar a frequência de algumas doenças em abelhas. (B) contribuem para a diminuição da produção de mel. (C) estão restritas a espécies não produtoras de mel. (D) deverão conduzir ao aumento da reprodução das plantas com flor. 4. A nível molecular, o revestimento de insetos como as abelhas enquadra-se no grupo (A) dos lípidos, com função energética. (B) dos glícidos, com função estrutural. (C) das proteínas, com função energética. (D) dos lípidos, com função estrutural. 5. As abelhas e as plantas têm em comum a (A) presença de células anucleadas. (B) substância de reserva de natureza lipídica. (C) presença de uma fronteira rígida com o exterior, que previne a lise celular. (D) transformação de energia em organelos membranares. 6. Estudos como o referido no texto são importantes pois (A) permitem determinar quais as populações de abelhas mais produtivas. (B) poderão contribuir para a conservação da biodiversidade animal e vegetal. (C) são realizados com espécies animais pouco vulneráveis à extinção. (D) contribuem para aumentar o conhecimento sobre as relações entre animais e o ser humano. 7. Refira o nome dado ao conjunto de abelhas e espécies com as quais se relacionam num determinado ecossistema.

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8. Faça a correspondência entre as afirmações da coluna A e os conceitos da coluna B. Coluna A Coluna B (A) Polímero de aminoácidos com estrutura quaternária. (1) Proteína (B) Molécula anfipática com função estrutural. (2) Amido (C) Unidade básica das moléculas da hereditariedade. (3) Nucleótido (4) Fosfolípido (5) Monossacarídeo 9. Considere as seguintes afirmações, relativas aos dados do texto e da figura 1. I – O estudo utilizou dados genéticos de populações de abelhas mortas. II –Quanto menos larvas doentes forem retiradas das colmeias, maior a probabilidade de sobrevivência da colmeia. III – O objetivo do estudo foi identificar possíveis diferenças na diversidade de populações modernas. Selecione a opção que permite classificar corretamente as afirmações. (A) A afirmação III é verdadeira, as afirmações I e II são falsas. (B) A afirmação I é verdadeira, as afirmações II e III são falsas. (C) As afirmações I e III são falsas, a afirmação II é verdadeira. (D) As afirmações I e III são verdadeiras, a afirmações II é falsa 10. Explique em que medida os resultados parecem apoiar a hipótese apresentada pelos autores do estudo. 11. O estudo realizado baseou-se na análise genética de 40 indivíduos históricos e 40 indivíduos modernos. Relacione este facto com as cautelas com que o grupo apresentou as conclusões desta investigação.

Grupo II

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As micorrizas são simbioses obrigatórias comuns entre várias espécies de plantas e alguns fungos. Por regra, são relações mutualistas, em que planta e fungo partilham compostos resultantes da fotossíntese e minerais do solo: em alguns casos, cerca de 30% do carbono fixado e a maioria ou mesmo a totalidade dos compostos nitrogenados do solo. Estas simbioses estão disseminadas a nível mundial e são consideradas essenciais para o funcionamento de todos os ecossistemas terrestres. Em alguns ambientes, onde os fatores essenciais à fotossíntese poderão ser limitantes, inúmeras plantas evoluíram no sentido de usarem redes de micorrizas ou fungos de vida livre para obterem matéria orgânica – são designadas plantas mico-heterotróficas, que obtêm o seu alimento de fungos, sem qualquer benefício para estes organismos. Nem todas as plantas nãofotossintéticas são mico-heterotróficas, pois existem plantas que parasitam outras espécies vegetais; as plantas mico-heterotróficas podem ser classificadas em “iniciais” (apenas durante a germinação), “parciais” (capacidade fotossintética limitada quando maduras) e “completas” (sem capacidade fotossintética durante todo o ciclo de vida). Existirão mais de 400 espécie de espécies de plantas “mico-heterotróficas completas” (a maioria restrita aos trópicos) e cerca de 20 000 espécies de plantas “mico-heterotróficas parciais”. Historicamente, assumiu-se que as plantas não-fotossintéticas teriam capacidade de degradar matéria orgânica do solo. Alguns autores defendem que as plantas “mico-heterotróficas completas” poderão estar envolvidas em simbioses que incluem um fungo micorrízico e uma planta autotrófica adjacente, o que poderá significar que esta relação evoluiu a partir de grupos de plantas autotróficas que partilhavam micorrizas mutualistas. Sabe-se que algumas plantas mico-heterotróficas não germinam ou não se desenvolvem na ausência de determinado fungo simbionte, ou, ainda que germinem, as plântulas1 podem não sobreviver aos primeiros estádios de desenvolvimento. O conhecimento sobre estas relações poderá ter impacto na conservação e gestão da biodiversidade. 1

plântulas – plantas jovens, em germinação.

Baseado em Merckx, V. et al (2009) Myco-heterotrophy: when fungi host plants. Annals of Botany 104: 1255–1261

Nas questões de 1. a 7., selecione a opção que completa corretamente as afirmações. 1. As relações entre seres vivos podem (A) ser interespecíficas, quando envolvem seres da mesma espécie. (B) trazer benefícios para todos os organismos envolvidos, como no caso do comensalismo e mutualismo. (C) aumentar ou diminuir a probabilidade de sobrevivência dos indivíduos. (D) ser prejudiciais para organismos comensais.

2. Existem várias relações bióticas que incluem plantas, estando geralmente envolvidas trocas de

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(A) matéria orgânica e água e minerais. (B) oxigénio e dióxido de carbono. (C) nitrogénio do solo e oxigénio. (D) proteínas e lípidos resultantes da fotossíntese e nitrogénio do solo. 3. Em alguns casos, são adicionados aos solos compostos nitrogenados sob a forma de fertilizantes. O nitrogénio é um elemento importante para a formação de (A) proteínas e ácidos nucleicos. (B) lípidos e proteínas. (C) macromoléculas que permitem obter energia sob a forma de calor. (D) moléculas formadas por cadeias de monossacarídeos. 4. As micorrizas são relações __________ que favorecem os organismos envolvidos ao nível da sua __________. (A) interespecíficas (...) nutrição (C) facultativas (...) nutrição (B) interespecíficas (...) proteção (D) obrigatórias (...) proteção 5. Alguns fatores que influenciam a taxa fotossintética de uma planta são (A) a quantidade de oxigénio, a quantidade de dióxido de carbono e a disponibilidade de água. (B) a quantidade de oxigénio, a disponibilidade de água e a luz. (C) a luz, a disponibilidade de água e a quantidade de dióxido de carbono. (D) a luz e a disponibilidade de água. 6. As plantas não-fotossintéticas foram inicialmente classificadas como saprófitas, pois acreditava-se que degradavam matéria orgânica do solo. A contrário das plantas, os organismos que degradam a matéria orgânica do solo (A) são classificados como produtores. (B) são seres heterotróficos, que disponibilizam matéria sob a forma mineral. (C) podem ser eucariontes ou procariontes, mas são obrigatoriamente pluricelulares. (D) desempenham um papel fundamental na recirculação de energia nos ecossistemas. 7. Os dados permitem afirmar que as plantas mico-heterotróficas (A) completas são mais comuns do que as plantas mico-heterotróficas parciais. (B) completas apresentam cloroplastos, pois dependem da matéria obtida dos fungos simbiontes. (C) parciais são mais comuns do que as plantas mico-heterotróficas iniciais. (D) parciais apresentam cloroplastos, ainda que dependam em parte da matéria obtida dos fungos simbiontes.

8. Classifique em verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das afirmações.

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(A) Na mico-heterotrofia, o fluxo de carbono ocorre do fungo para a planta. (B) Para algumas plantas mico-heterotróficas, a simbiose com o fungo é essencial para a sua sobrevivência. (C) O estudo da biologia, da evolução e da conservação de várias espécies de plantas mico-heterotróficas não se relaciona com o estudo dos fungos que constituem as micorrizas. 9. Explique em que medida se poderá afirmar que as relações entre plantas e fungos poderão evoluir de mutualismo para parasitismo.

Grupo III

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Os vermes tubulares da espécie Riftia pachyptila (figura 1) pertencem ao grupo dos anelídeos, tal como as minhocas, e foram descobertos no final dos anos 1970 nas Galápagos: vivem em fontes hidrotermais, nas planícies abissais, e não apresentam boca, tubo digestivo ou ânus, no estado adulto. As suas plumas de cor vermelho forte são ricas em hemoglobina, uma proteína que permite o transporte de oxigénio, não sendo inibida pela presença de sulfuretos, como a maioria das moléculas deste grupo. O conhecimento de outros vermes sem boca ou intestino é anterior à descoberta desta espécie, mas os cientistas acreditavam que a nutrição destes animais passava pela recolha de compostos orgânicos dissolvidos, através dos tentáculos ou da parede do corpo. Estudos posteriores confirmaram que R. pachyptila estabelece relações de simbiose com seres quimioautotróficos, que oxidam sulfuretos presentes nos fluidos termais, utilizados como dadores de eletrões e fixam dióxido de carbono para a síntese de compostos orgânicos. Até esta descoberta, apenas eram conhecidos simbiontes fototróficos (como no caso dos corais que estabelecem relações com algas) e heterotróficos (como no caso das bactérias do intestino de ruminantes). Desde esta descoberta, muitas outras simbioses envolvendo quimiossíntese foram identificadas: estas estão disseminadas globalmente e numa grande diversidade de habitats, incluindo carcaças de baleias, madeira afundada, emanações frias1, ou sedimentos de águas costeiras pouco profundas. A procura destas associações intensificou-se, em particular nos ambientes com concentrações de sulfuretos semelhantes às das fontes hidrotermais, como descargas de esgotos e planícies de lamas ricas em substâncias orgânicas. Os habitats mais estudados relativamente a simbioses deste tipo são os fundos marinhos, tendo sido necessários alguns anos para se descobrirem comunidades semelhantes em emanações frias, no Golfo do México. Estes habitats são caracterizados por elevadas concentrações de sulfuretos e metano, na presença de oxidantes, como oxigénio, nitratos e sulfatos (figura 2). 1

emanação fria – área do fundo oceânico onde ocorrem fluidos ricos em sulfureto de hidrogénio, metano e outros hidrocarbonetos (“fria” por apresentar temperatura inferior à das fontes hidrotermais)

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Figura 1 – Estrutura anatómica de R. pachyptila.

Figura 2 – Distribuição global de nascentes hidrotermais. Baseado em www.whoi.edu, https://divediscover.whoi.edu/ (consultados em fevereiro 2021), Torres, M.E., Bohrmann, G. (2016) Cold Seeps. In: Harff J., Meschede M., Petersen S., Thiede J. (eds) Encyclopedia of Marine Geosciences. Encyclopedia of Earth Sciences Series. Springer, Dordrecht., Dubilier, N., Bergin, C., Lott, C. (2008) Symbiotic diversity in marine animals: the art of harnessing chemosynthesis. Nature Reviews, volume 6, 725-740

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Nas questões de 1. a 6., selecione a opção que completa corretamente as afirmações. 1. Quanto ao papel nos ecossistemas, o verme Riftia pachyptila pode ser considerado (A) produtor, pois sintetiza matéria orgânica por quimiossíntese. (B) consumidor secundário, pertencendo ao terceiro nível trófico. (C) consumidor primário, pertencendo ao segundo nível trófico. (D) heterotrófico, devolvendo ao meio matéria sob a forma mineral. 2. As bactérias quimiossintéticas estabelecem simbioses com Riftia pachyptila, parente evolutivo da minhoca, mas podem ser encontradas também em carcaças de baleias. Poderá afirmar-se que organismos como a minhoca ou a baleia apresentam (A) células eucarióticas e cavidade gastrovascular. (B) digestão extracelular e tubo digestivo completo. (C) digestão intracelular e extracelular, mas não apresentam boca ou ânus. (D) células com parede celular e o corpo dividido em segmentos. 3. A fotossíntese e a quimiossíntese apresentam de comum e de distinto, respetivamente, (A) a fonte de carbono e a fonte de energia. (B) a fonte de energia e a fonte de carbono. (C) a ocorrência de reações de oxidação-redução e a molécula orgânica sintetizada. (D) a molécula orgânica sintetizada e a ocorrência de reações de oxidação-redução. 4. Os seres quimioautotróficos (A) são uma evidência de que apenas poderá existir vida na presença de água líquida. (B) são produtores, pelo que utilizam matéria orgânica para produzir matéria inorgânica. (C) são unicelulares ou multicelulares, com enzimas que lhes permitem oxidar compostos inorgânicos. (D) não apresentam pigmentos fotossintéticos, mas produzem compostos orgânicos através do ciclo de Calvin. 5. Tendo em conta exclusivamente os dados fornecidos, para albergar populações de bactérias quimioautotróficas, um ecossistema deverá apresentar (A) cadáveres de animais, como baleias, ou restos de plantas. (B) elevadas concentrações de compostos químicos ricos em enxofre. (C) reduzida concentração de dióxido de carbono mas elevada concentração de oxigénio. (D) temperaturas semelhantes às das fontes hidrotermais. 6. Tendo em conta a distribuição mundial de fontes hidrotermais é possível afirmar que (A) as emanações de sulfuretos parecem estar associadas a regiões geologicamente ativas. (B) apenas é possível encontrar simbioses quimioautotróficas nos limites tectónicos. (C) não serão encontradas em limites conservativos. (D) a maioria já terá sido descoberta, fruto do extenso conhecimento dos fundos oceânicos.

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7. Complete o texto seguinte com a opção adequada a cada espaço. Transcreva para a folha de respostas cada uma das letras, seguida do número que corresponde à opção selecionada. A cada letra corresponde um só algarismo. O trofossoma corresponderá à região do corpo do verme onde ocorre ____a)_____, enquanto que os vasos sanguíneos transportam oxigénio ____b)_____. Nos seres fotossintéticos, a primeira fase, designada ____c)_____, caracteriza-se pela oxidação ____d)_____, e o dióxido de carbono é ____e)_____.

a)

b)

1. expulsão de produtos da 1. captado na pluma digestão branquial 2. com origem nas 2. a captação de oxigénio bactérias quimiossintéticas 3. a síntese de matéria 3. libertado no fundo oceânico orgânica d)

c) 1. não diretamente dependente da luz 2. diretamente dependente da luz 3. ciclo de Calvin

e)

1. da luz

1. fixado no estroma do cloroplasto

2. de sulfuretos

2. libertado nos estomas

3. da água

3. a fonte de eletrões

8. Os avanços das ferramentas moleculares permitiram a sequenciação do RNA dos simbiontes de R. pachyptila, aumentando o conhecimento sobre a sua fisiologia e evolução. Indique três diferenças entre os ácidos nucleicos que conhece. 9. Os animais de vida livre apenas toleram a ausência de oxigénio por períodos muito limitados. Explique por que razão se poderá afirmar que os ecossistemas dos fundos marinhos não são completamente independentes da fotossíntese que se realiza, nomeadamente, nas zonas mais superficiais dos oceanos.

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