Questões de Ciências da Natureza do ENEM

A energia solar desempenha papel substancial nas soluções energéticas de desenvolvimento sustentável: além de fazer uso de tecnologia pouco agressiva ao ambiente, é uma enorme fonte de energia renovável. 

A área de um painel solar que gera uma potência elétrica P = 462 W é A = 2,5 m2 . A intensidade da radiação solar que incide no painel, ou seja, a potência da radiação solar por unidade de área do painel, é Isolar = 924 W/m2 . Qual é a eficiência do painel solar, ou seja, qual é a razão entre a energia elétrica gerada e a energia solar que incide no painel num dado intervalo de tempo?

O cartum é um gênero de texto que apresenta uma visão crítica sobre a realidade por meio da articulação entre diferentes elementos, tais como exagero, humor, ironia, expressões faciais, imagens e cores. Além disso, o humor do cartum pode se construir com base em incongruências entre elementos que o compõem. O cartum a seguir foi adaptado. Na sua versão original, a cor cinza e a cor verde foram usadas.

Partindo-se do pressuposto de que, do ponto de vista ambiental, a cor cinza denota uma condição desfavorável e a cor verde denota uma condição favorável, assinale a alternativa correta.

O percentual da energia metabólica de um macronutriente em um alimento pode ser obtido levando em conta tanto o percentual em massa desse macronutriente quanto a sua respectiva energia metabólica por massa. Dos macronutrientes que nos interessam, os principais são proteínas, carboidratos e gorduras; as fibras só entram nesses cálculos quando são digeríveis. As gorduras apresentam um valor de energia metabólica por massa cerca de 2,25 vezes o valor da energia metabólica associada a carboidratos ou a proteínas.

Considere uma barra de chocolate cujos percentuais de energia sejam os apresentados conforme a tabela a seguir.

A partir dessas informações, pode-se afirmar que, em comparação com os respectivos percentuais em energia, os percentuais em massa de

Para a safra de 2023/2024, prevê-se uma produção de 34 bilhões de litros de etanol, com geração de 408 bilhões de litros de vinhaça, subproduto de alto teor de matéria orgânica. Nas últimas décadas, visando à sustentabilidade, o emprego da vinhaça in natura  evoluiu: seu descarte direto em rios e em áreas de sacrifício deu lugar à fertirrigação direta (devido ao alto teor de potássio do subproduto). A partir de 2015, empregando biodigestores anaeróbicos, a vinhaça in natura  passou a ser convertida em biogás, o qual, após purificação, é denominado gás natural renovável. Em média, 1 m3 de vinhaça produz até 14 m3 de biogás, e o subproduto desse processo é a vinhaça líquida biodigerida, que continua sendo utilizada na fertirrigação.

Em vista dessas informações, pode-se concluir que a sustentabilidade do processo de biodigestão da vinhaça in natura é devida à geração de energia renovável a partir da queima do

Os submarinos nucleares conseguem submergir por longos períodos, pois geram uma quantidade enorme de energia elétrica para ser usada internamente. Um dos desafios a serem enfrentados diz respeito à manutenção da atmosfera interna da embarcação, o que garantiria condições respiráveis. Para tanto, controlam-se as concentrações de oxigênio e gás carbônico. Em vista dessa descrição, você, como responsável por essa manutenção, sugeriria a combinação das seguintes ações: 

A bula do medicamento genérico “cloridrato de venlafaxina” informa apresentações de cápsulas de liberação controlada, cada uma contendo 42,4 mg dessa substância, o que corresponde a 37,5 mg de venlafaxina neutra. O cloridrato de venlafaxina corresponde à molécula venlafaxina neutra associada ao HCl. Isso confere ao cloridrato de venlafaxina uma massa molar e uma solubilidade maiores em água (quando comparado com a venlafaxina neutra). Considerando essas informações, pode-se afirmar que a cada molécula de venlafaxina neutra se associa(m)

Dado: massa molar do HCl = 36,5 g/mol.

No combate a arboviroses – tais como dengue, zika e chicungunha –, a ação de possíveis fármacos antivirais tem sido avaliada por pesquisadores brasileiros. Um aspecto fundamental nesse estudo é verificar o tempo que esses fármacos permanecem ativos no organismo, porque se um fármaco funciona bem com uma estrutura química, e se essa se modifica rapidamente, então o fármaco pode deixar de ser ativo. Compostos de platina que se mostraram eficazes contra arboviroses foram, então, avaliados quanto à velocidade de troca de moléculas de dimetilsulfóxido (DMSO) – presentes em suas estruturas originais – por moléculas de DMSO deuterado (DMSO-d6), em solução. Os resultados de concentrações em função do tempo para as diferentes espécies em solução são apresentados na figura a seguir. Cada traçado corresponde a uma espécie (não identificada na figura).

Considerando que quanto menor a velocidade de troca, maior é a eficiência do fármaco, pode-se concluir que

Os repelentes tópicos para a pele foram projetados para proteger – por contato ou à pequena distância – contra picadas de insetos. Além desses, há os repelentes ditos “espaciais”, compostos cuja ação repelente é garantida para distâncias um pouco maiores. Um repelente espacial cria uma zona livre de mosquitos causadores de arboviroses. Óleo de cravo, icaridina e transflutrina foram então testados para a prevenção contra fêmeas do mosquito Aedes aegypti, que são as responsáveis pela transmissão dessas doenças. Os resultados desses testes são mostrados na figura a seguir.

Com base nos resultados experimentais, é correto afirmar que, na faixa considerada,

Rosana Paulino é uma artista visual brasileira e suas obras têm foco nas questões sociais, étnicas e de gênero. A obra a seguir foi exposta na 35ª Bienal de São Paulo (2023) e promove a integração da arte com a natureza brasileira, retratando um importante ecossistema costeiro.

Tendo em vista seus conhecimentos sobre biologia e considerando a obra apresentada, é correto afirmar que

Em mulheres, ocorre a compactação e a inativação de um cromossomo X, formando uma estrutura pequena e densa, chamada de corpúsculo de Barr. Sabe-se que a inativação de um dos cromossomos X em embriões humanos é um processo fundamental para sua viabilidade.

(Adaptado de https://agencia.fapesp.br/inativacao-do-cromossomo-x-ocorre-mais-cedo- -em-humanos. Acesso em 02/04/2024.)

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas no excerto a seguir.

Em humanos, o sexo é determinado pela presença dos cromossomos sexuais X e Y, que são considerados parcialmente (i) _________. A inativação de um cromossomo X é um processo aleatório e foi demonstrado que os (ii) _________ no corpúsculo de Barr são inativos, o que significa que eles não serão (iii) _________. A inativação do cromossomo X é um processo de controle epigenético, que molda o funcionamento do (iv) _________ sem alterá-lo, e iguala a atividade gênica das mulheres à dos homens.

A infecção por Covid-19 (SARS-CoV-2) resulta em maior acúmulo de muco nas vias aéreas, o que pode facilitar infecções fúngicas ou bacterianas em humanos, contribuindo para o aumento da severidade da doença e da mortalidade. A figura I ilustra o epitélio respiratório normal; a seta aponta uma importante estrutura. O funcionamento dessa estrutura é definido pela amplitude do movimento em função do tempo. A figura II demonstra os efeitos da infecção viral e suas alterações estruturais e funcionais nas células epiteliais.

É correto afirmar que as setas indicam

A floração é um processo sensível ao fotoperíodo (período de luz em um dia) em algumas espécies, que podem ser classificadas como espécies de dia longo e espécies de dia curto. Há ainda as espécies neutras em relação ao fotoperíodo; no caso, a floração delas é independente dele.

Na figura a seguir, quatro condições de luminosidade são apresentadas, com as horas de luz indicadas pelas barras brancas e as horas de escuro indicadas pelas barras pretas: I) 8 horas de luz e 16 horas de escuro; II) 12 horas de luz e 12 horas de escuro; III) 16 horas de luz e 8 horas de escuro; e IV) 10 horas de luz e 14 horas de escuro. Para essa última condição (IV), há interrupção do período de escuro pelo fornecimento de luz por 2 horas.

Considerando uma espécie vegetal de dia longo, assinale a alternativa que indica as condições em que haverá floração.

Considera-se que a evolução cria e sustenta a biodiversidade via mudanças adaptativas em características ecologicamente relevantes. A especiação é um processo contínuo que dá origem à diversidade biológica, e está intimamente associada a mudanças no fenótipo e à adaptação ao ambiente ecológico.

Assinale a alternativa correta.

Estima-se que mais de dois milhões de espécies habitem os oceanos; entretanto, somente 10% da vida oceânica é conhecida. Em janeiro de 2024, uma expedição na costa do Chile avaliou um trecho de 2.900 km2 de montanhas subaquáticas criadas por atividade vulcânica, o que resultou em uma região única com correntes marítimas e baixo teor de oxigênio, gerando um nível elevado de endemismo.

Em menos de um mês, a expedição documentou cem novas espécies animais de profundidade, incluindo corais, esponjas, lagostas, polvos, caravelas, águas-vivas, peixes, camarões, entre outros.

(Adaptado de https://www.nytimes.com/2024/03/10/science/new-species-sea-discove ry.html. Acesso em 02/04/2024.)

Sobre essa expedição marinha, é correto afirmar que os animais

Em 1913, Alfred Sturtevant – em seu estudo com Drosophila melanogaster (mosca-das-frutas) – estabeleceu o primeiro mapa genético capaz de determinar a posição relativa e a ordem de genes nessa espécie. O mapa genético do terceiro cromossomo da mosca mostra que os alelos da cor dos olhos (A/a), da cor do corpo (B/b) e das cerdas (C/c) estão ligados nessa sequência. Na figura a seguir, encontram-se as quantidades de gametas produzidos por uma mosca macho, considerando apenas o terceiro cromossomo.

Em vista das informações apresentadas, é correto afirmar que os cromossomos recombinantes apresentam 

Muitas pessoas ainda se espantam com o fato de um passageiro sair ileso de um acidente de carro enquanto o veículo onde estava teve perda total. Essas pessoas talvez considerem, equivocadamente, que os carros mais seguros são os que têm as estruturas mais rígidas, ou seja, estruturas, que durante uma colisão, apresentam menor deformação. Na verdade, o que ocorre é o contrário. Por isso, a partir de 1958, passaram a ser produzidos carros com partes que se deformam facilmente.

DAY, C. Crumple Zones. Disponível em: https://pubs.aip.org. Acesso em: 2 jul. 2024 (adaptado).

Assim, além dos cintos de segurança e dos airbags, os carros modernos passaram a contar com o dispositivo de segurança conhecido como crumple zone (região deformável, em inglês), conforme a figura.

Considerando o carro, seus ocupantes e o muro da figura como um sistema isolado, o crumple zone aumenta a segurança dos passageiros porque, durante uma colisão, a deformação da estrutura do carro

Células a combustível microbianas (CCM) são capazes de gerar eletricidade a partir de águas residuárias urbanas e agroindustriais. As CCM são compostas de duas câmaras. Numa delas, onde ocorre o tratamento da matéria orgânica, as bactérias eletrogênicas crescem formando um biofilme e se alimentam dos poluentes presentes no efluente. Ao se alimentarem, essas bactérias geram uma corrente elétrica que percorre o material sobre o qual elas formaram o biofilme. Um fio condutor externo possibilita a migração dessa corrente para uma segunda câmara, promovendo uma reação química. A figura esquematiza uma CCM e as reações envolvidas.

CH3COO− (aq) + 2 H2O (I) → 2 CO2 (g) + 7 H+ (aq) + 8 e−

4 H+ (aq) + O2 (g) + 4 e− → 2 H2O (I)

QUINTO, A. C. Biobaterias geram eletricidade a partir de esgoto sanitário e efluentes agroindustriais. Disponível em: https://jornal.usp.br. Acesso em: 1 dez. 2021 (adaptado).

Qual das equações representa a reação global que ocorre durante o funcionamento dessa CCM?

No senso comum, considera-se, ainda hoje, que compostos orgânicos são substâncias presentes nos seres vivos. Na Química, a expressão “compostos orgânicos” tem um uso histórico de mais de 200 anos, adquirindo diferentes conotações ao longo do desenvolvimento dessa ciência. Atualmente, atribui-se a essa expressão outro significado.

A concepção científica atual define esses compostos como substâncias

A nimesulida é um fármaco pouco solúvel em água, utilizado como anti-inflamatório, analgésico e antitérmico. Essa substância pode ser convertida em uma espécie eletricamente carregada, de maior solubilidade em água, mediante o tratamento com uma base de Brönsted-Lowry, isto é, uma espécie química capaz de capturar um próton (H+). Na figura são apresentados os grupamentos presentes na estrutura química da nimesulida.

Na estrutura desse fármaco, o grupamento capaz de reagir com a base de Brönsted-Lowry é o grupo

O desenvolvimento da biotecnologia e da clonagem gênica em procariotos fez com que a produção de proteínas se tornasse mais intensa, rápida e econômica. Para a produção de hormônios, enzimas e proteínas de resistência a drogas, uma variação da técnica de reação em cadeia pela polimerase (PCR, na sigla em inglês) utiliza a enzima transcriptase reversa (RT-PCR), que sintetiza moléculas de DNA complementares a partir de fitas de RNA.

Nesse contexto, essa técnica é importante para detectar genes