30 Exercícios Resolvidos — Genética e DNA
30 exercicios aprofundados sobre genetica e DNA: estrutura do DNA, leis de Mendel e padroes hereditarios. Cada questao com solucao detalhada e gabarito.
30 Exercícios Resolvidos — Genética e DNA
Pratique com 30 exercicios aprofundados sobre estrutura do DNA, leis de Mendel e padroes hereditarios. Cada questao com solucao detalhada e gabarito.
Estrutura dos Exercícios:
- Questoes 1-10: Estrutura e Funcao do DNA
- Questoes 11-20: Leis de Mendel e Cruzamentos
- Questoes 21-30: Padroes Hereditarios e Aplicacoes
Questoes 1-10: Estrutura e Funcao do DNA
1. Quantos cromossomos tem uma celula somatica humana normal?
Solucao: Alternativa C
Uma celula somatica humana normal contem 46 cromossomos, organizados em 23 pares: 22 pares de autossomos (numerados de 1 a 22) e 1 par de cromossomos sexuais (XX no sexo feminino, XY no masculino). Cada par possui um cromossomo herdado do pai e outro da mae. Gametas (espermatozoides e ovulos) contem metade: 23 cromossomos (haploides). Apos a fecundacao, o zigoto volta a ter 46 (diploide).
2. Qual e a estrutura tridimensional do DNA descoberta por Watson e Crick?
Solucao: Alternativa C
Em 1953, James Watson e Francis Crick propuseram que o DNA possui estrutura de dupla hélice — duas cadeias antiparalelas de nucleotideos entrelaçadas em espiral. Cada cadeia e formada por nucleotideos (acucar desoxirribose + grupo fosfato + base nitrogenada) unidos por ligações fosfodiester. As duas cadeias sao mantidas juntas por ligações de hidrogenio entre bases complementares (A-T e G-C).
3. Quantas ligações de hidrogenio existem entre guanina e citosina no DNA?
Solucao: Alternativa C
A guanina (G) e citosina (C) se unem por TRES ligações de hidrogenio. A adenina (A) e timina (T) se unem por DUAS ligações de hidrogenio. Essa diferenca faz com que regioes ricas em G-C sejam mais termoestaveis (mais dificeis de separar) que regioes ricas em A-T. Isso e util em tecnicas como PCR, onde a temperatura de "derretimento" do DNA depende do conteudo de G-C.
4. Qual e a função dos ribossomos na celula?
Solucao: Alternativa B
Os ribossomos sao os "fabricas de proteinas" da celula. Eles leem o RNA mensageiro (mRNA) codon por codon e constroem a proteína correspondente, adicionando aminoacidos na ordem correta com a ajuda dos tRNAs. Podem estar livres no citoplasma (produzindo proteinas para uso interno) ou aderidos ao RE rugoso (produzindo proteinas para exportacao). Uma celula humana contem cerca de 10 milhoes de ribossomos.
5. Qual organela produz a maioria do ATP (energia) da celula?
Solucao: Alternativa C
As mitocondrias realizam a respiracao celular aerobia, produzindo a maior parte do ATP da celula. O processo envolve tres etapas: glicolise (no citoplasma, produz 2 ATP), ciclo de Krebs (na matriz mitocondrial, produz 2 ATP) e cadeia transportadora de eletrons (na membrana interna mitocondrial, produz 34 ATP). Total: ~38 ATP por molécula de glicose. Uma celula muscular pode ter ate 5.000 mitocondrias.
6. O RNA mensageiro (mRNA) diferencia-se do DNA porque:
Solucao: Alternativa B
O mRNA diferencia-se do DNA em tres pontos principais: (1) contém uracila (U) em vez de timina (T); (2) e de cadeia simples (nao dupla hélice); (3) contém ribose como acúcar (nao desoxirribose). O mRNA e produzido por transcricao no nucleo e vai ate o citoplasma para ser lido pelos ribossomos. Cada trio de bases no mRNA (codon) codifica um aminoacido.
7. Quantos codons existem no codigo genetico (considerando que ha 4 bases e codons de 3)?
Solucao: Alternativa C
Com 4 bases nitrogenadas (A, T/U, G, C) e codons de 3 bases, existem 4³ = 64 combinacoes possiveis. Dessas 64, 61 codificam aminoacidos e 3 sao codons de parada (UAA, UAG, UGA). Como ha apenas 20 aminoacidos, o codigo e degenerado — varios codons podem codificar o mesmo aminoacido. Por exemplo, CUU, CUC, CUA e CUC todos codificam leucina.
8. Qual e o Central Dogma da biologia molecular?
Solucao: Alternativa C
O Central Dogma da biologia molecular, proposto por Francis Crick, afirma que a informação flui de DNA para RNA (transcrição) e de RNA para Proteína (traduzir). O DNA e transcrito em mRNA no nucleo, que vai ate os ribossomos no citoplasma para ser traduzido em proteína. Retrotranscriptases (em virus como HIV) podem reverter o fluxo: RNA → DNA. Mas o fluxo normal e DNA → RNA → Proteína.
9. As mitocondrias possuem DNA proprio. De quem esse DNA e herdado?
Solucao: Alternativa C
O DNA mitocondrial (mtDNA) e herdado exclusivamente da mae, pois o ovulo contem mitocondrias e o espermatozoide praticamente nao contribui com mitocondrias para o zigoto (as mitocondrias do espermatozoide sao destruidas apos a fecundação). Essa herança materna e util em estudos de genealogia genetica e antropologia, permitindo rastrear linhagens maternas ao longo de milhares de geracoes.
10. Qual e a função do nucleolo dentro do nucleo celular?
Solucao: Alternativa B
O nucleolo e uma regiao densa dentro do nucleo onde e produzido o RNA ribossomal (rRNA), que e o componente estrutural dos ribossomos. Os ribossomos sao compostos por rRNA e proteinas, e sao os responsaveis pela sintese de proteinas na celula. Cada nucleo pode conter multiplos nucleolos. Células metabolicamente ativas (que produzem muitas proteinas) tem nucleolos maiores e mais numerosos.
Questoes 11-20: Leis de Mendel e Cruzamentos
11. Qual proporção fenotipica e esperada na F2 de um cruzamento monohibrido entre dois heterozigotos (Aa × Aa)?
Solucao: Alternativa C
Cruzamento Aa × Aa: Quadro de Punnett mostra 1 AA : 2 Aa : 1 aa. Fenótipo: 3 dominante (AA + Aa) : 1 recessivo (aa) = proporção 3:1. A proporção genotipica e 1:2:1. A 3:1 e a "assinatura" da Primeira Lei de Mendel (Lei da Segregação): os alleles se separam na formação dos gametas e se recombinam aleatoriamente na fecundação.
12. Em um cruzamento dihibrido AaBb × AaBb, qual a proporção fenotipica esperada (genes em cromossomos diferentes)?
Solucao: Alternativa D
Cruzamento AaBb × AaBb (Segunda Lei de Mendel — Assortação Independente): Produz 16 combinacoes no quadro de Punnett. Fenótipo: 9 dominante-dominante (A_B_) : 3 dominante-recessivo (A_bb) : 3 recessivo-dominante (aaB_) : 1 recessivo-recessivo (aabb) = 9:3:3:1. Essa proporção so vale para genes em cromossomos diferentes (independentes).
13. Se um cruzamento Aa × aa produz 50% dominante e 50% recessivo, isso exemplifica:
Solucao: Alternativa B
O cruzamento de testes e um cruzamento entre um individuo de fenótipo dominante (mas genótipo desconhecido — pode ser AA ou Aa) com um individuo homozigoto recessivo (aa). Se 50% dos filhos forem recessivos, o individuo testado era heterozigoto (Aa). Se 100% forem dominantes, era homozigoto dominante (AA). E uma ferramenta classica da genetica para determinar o genótipo.
14. Um individuo com o genótipo AaBb (genes independentes) pode produzir quantos tipos diferentes de gametas?
Solucao: Alternativa B
Para n pares de alleles heterozigotos em cromossomos diferentes, o numero de tipos de gametas e 2^n. Com 2 pares (AaBb): 2² = 4 tipos de gametas: AB, Ab, aB, ab. Cada gameta recebe um allele de cada par por segregação independente. Se fosse AaBbCc (3 pares), seriam 2³ = 8 tipos de gametas.
15. Se A = dominante (preto) e a = recessivo (branco), qual o genóximo de um individuo de cor preta que teve um filho branco com outro preto?
Solucao: Alternativa B
Para ter um filho aa (branco), cada pai deve contribuir com um allele "a". Se o individuo em questao e preto (fenótipo dominante), mas contribuiu com um "a", ele necessariamente e heterozigoto (Aa). O outro pai tambem deve ser Aa para contribuir com o outro "a". O cruzamento Aa × Aa pode produzir: 25% AA (preto), 50% Aa (preto), 25% aa (branco).
16. Na dominancia incompleta, o cruzamento de flores vermelhas (RR) com brancas (rr) produz:
Solucao: Alternativa D
Na dominancia incompleta, o heterozigoto (Rr) apresenta um fenotipo intermediario entre os dois homozigotos. RR = vermelho, rr = branco, Rr = ROSA (intermediario). Diferente da dominancia completa (Rr = vermelho, como na 3a Lei de Mendel) e da codominancia (Rr = manchas vermelhas e brancas simultaneamente, como o grupo sanguineo AB).
17. Em cruzamentos de-testes com um individuo de fenótipo dominante, se 100% dos filhos forem dominantes, qual o genóximo do individuo?
Solucao: Alternativa B
No cruzamento de testes, o individuo de fenótipo dominante (AA ou Aa) e cruzado com aa. Se AA × aa → 100% Aa (dominante). Se Aa × aa → 50% Aa (dominante) + 50% aa (recessivo). Se todos os filhos sao dominantes, o individuo so pode ser AA — pois se fosse Aa, estatisticamente metade dos filhos seria recessiva. Em amostras grandes, isso e quase certo.
18. Qual e a probabilidade de um casal AaBb × AaBb (genes independentes) ter um filho aabb?
Solucao: Alternativa C
Para genes independentes, multiplicamos as probabilidades: P(aa) de Aa × Aa = 1/4; P(bb) de Bb × Bb = 1/4. P(aabb) = 1/4 × 1/4 = 1/16. Isso tambem pode ser visto no quadro de Punnett de 4×4 = 16 combinacoes, onde apenas uma resulta em aabb. A probabilidade de ser preto-preto (A_B_) e 9/16, preto-branco (A_bb) e 3/16, branco-preto (aaB_) e 3/16.
19. A lei da segregação de Mendel afirma que:
Solucao: Alternativa B
A Primeira Lei de Mendel (Lei da Segregação) afirma que cada individuo possui dois alleles para cada gene, e que esses dois alleles se separam (segregam) durante a formação dos gametas, de modo que cada gameta recebe apenas um allele. Quando dois gametas se encontram na fecundação, o zigoto recebe um allele de cada progenitor. Isso explica a proporção 3:1 na F2.
20. Se um casal ambos heterozigotos para olhos castanhos (Bb) tem 4 filhos, qual a probabilidade de todos terem olhos castanhos?
Solucao: Alternativa C
P(olhos castanhos em Bb × Bb) = 3/4 (75%). Para 4 filhos independentes: (3/4)⁴ = 81/256 ≈ 31,6%. Porem, se a questao se refere a "todos com olhos castanhos" (e nao "pelo menos um"), a probabilidade e (3/4)⁴ = 81/256. Cada filho e um evento independente — o genóximo de um nao afeta o do outro.
Questoes 21-30: Padroes Hereditarios e Aplicacoes
21. O daltonismo e uma doenca recessiva ligada ao X. Qual a probabilidade de uma mulher normal (XDXD) e um homem daltônico (XdY) terem um filho daltônico?
Solucao: Alternativa A
Mae: XDXD (normal homozigota); Pai: XdY (daltônico). Filhos homens recebem X da mae: XDY = 100% normais. Filhas recebem XD do pai: XDXd = 100% normais (portadoras). Nenhum filho sera daltônico, pois a mae so tem alleles normais para doar. Para ter filho daltônico, a mae precisaria ser portadora (XDXd) ou daltônica (XdXd).
22. Um homem daltônico (XdY) e uma mulher portadora (XDXd) podem ter filhas daltônicas?
Solucao: Alternativa B
Pai: XdY; Mae: XDXd. Filhas recebem Xd do pai e XD ou Xd da mae: 50% XDXd (portadora normal) e 50% XdXd (daltônica). Sim, podem ter filhas daltônicas — 50% das filhas serao daltônicas. Isso e diferente do caso anterior (onde a mae era XDXD), mostrando que a herança ligada ao sexo depende do genóximo de ambos os progenitores.
23. Na codominancia, o grupo sanguíneo AB é resultado de:
Solucao: Alternativa B
No sistema ABO, alleles IA e IB sao codominantes (ambos sao expressos) e sao dominantes sobre i (recessivo). IAIA ou IAi = tipo A; IBIB ou IBi = tipo B; IAIB = tipo AB (codominancia — antigenos A e B ambos presentes na membrana); ii = tipo O. A codominancia e diferente da dominancia incompleta: em codominancia, AMBOS os fenotipos sao completamente expressos.
24. Se a frequencia do allele recessivo (a) em uma populacao e 0,3, qual a frequencia dos individuos heterozigotos (Aa) segundo Hardy-Weinberg?
Solucao: Alternativa C
Hardy-Weinberg: p² (AA) + 2pq (Aa) + q² (aa) = 1, onde p = freq(A) e q = freq(a). Se q = 0,3, entao p = 1 - 0,3 = 0,7. Freq(Aa) = 2pq = 2 × 0,7 × 0,3 = 0,42 (42%). Freq(AA) = p² = 0,49 (49%). Freq(aa) = q² = 0,09 (9%). Verificacao: 0,49 + 0,42 + 0,09 = 1,00. A Lei de Hardy-Weinberg assume populacao grande, random mating, sem mutação, seleção ou migracao.
25. Um individuo tem os genótipos AaBbCc (todos independentes). Quantos tipos de gametas pode produzir?
Solucao: Alternativa C
Para n pares de alleles heterozigotos independentes, o numero de tipos de gametas e 2^n. Com 3 pares (Aa, Bb, Cc): 2³ = 8 tipos de gametas: ABC, ABc, AbC, AbC, aBC, aBc, abC, abc. Cada par se segrega independentemente dos outros, gerando todas as combinacoes possiveis.
26. A anemia falciforme e causada por uma mutação que substitui qual aminoacido na hemoglobina?
Solucao: Alternativa B
A anemia falciforme e causada por uma mutação pontual no 6.° códon do gene da globina-beta: GAG (glutamato) → GTG (valina). Essa troca faz com que, em condicoes de baixa oxigenação, a hemoglobina S se polimerize e os globulos vermelhos ganhem forma de foice, obstruindo vasos sanguíneos. É um exemplo clássico de como uma unica mutação pontual pode causar uma doenca grave.
27. Qual afirmacao sobre genes dominantes e CORRETA?
Solucao: Alternativa C
Um allele dominante e sempre expresso no fenótipo quando presente (mesmo em heterozigoto — Aa). Porem, dominancia NAO implica: (1) frequencia alta na populacao (o allele para polydactilia — dedos extras — e dominante mas raro); (2) ser benefico (a sindroma de Down nao e "dominante" mas causa problemas); (3) ser mais "forte" — dominancia e sobre expressão, nao sobre forca ou importancia.
28. Se a frequencia do fenótipo recessivo (aa) em uma populacao e 16%, qual a frequencia do allele recessivo (a)?
Solucao: Alternativa D
Pela Lei de Hardy-Weinberg: q² = freq(aa) = 0,16. Logo, q = √0,16 = 0,4 (40%). A frequencia do allele recessivo (a) e 40%. A frequencia do allele dominante (A): p = 1 - q = 0,6 (60%). Freq(AA) = p² = 0,36; Freq(Aa) = 2pq = 0,48; Freq(aa) = q² = 0,16. Verificacao: 0,36 + 0,48 + 0,16 = 1,00.
29. O que e crossing-over na meiose?
Solucao: Alternativa B
O crossing-over (recombinacao genetica) ocorre na profase I da meiose: cromossomos homologos trocam trechos de DNA entre si, criando novas combinacoes de alleles. Isso aumenta a diversidade genetica dos gametas — cada gameta fica com uma combinacao unica de alleles dos dois progenitores. O crossing-over e uma das fontes de variabilidade genetica na reprodução sexuada (juntamente com a segregação independente).
30. Um casal Aa x Aa tem 6 filhos. Qual a probabilidade de exatamente 4 serem dominantes e 2 recessivos?
Solucao: Alternativa C
Isso e um problema de distribuição binomial. P(dominante) = 3/4, P(recessivo) = 1/4. P(exatamente 4 dominantes em 6 filhos) = C(6,4) × (3/4)⁴ × (1/4)² = 15 × (81/256) × (1/16) = 15 × 81/4096 = 1215/4096 ≈ 0,297. Simplificando: 15/64. C(6,4) = 6!/(4!×2!) = 15 combinacoes possiveis de posicionar os 4 dominantes entre 6 filhos.
Gabarito
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"Reprovar aluno no Fundamental 1 ajuda ou afunda a criança?"
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