Prova de 2023: Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) — questões com gabarito

A natureza semiconservativa do processo de duplicação do DNA foi demonstrada experimentalmente pelos biólogos Matthew Meselson e Franklin Stahl. Esse experimento foi realizado em duas etapas, descritas a seguir.

Etapa 1: amostras de uma bactéria foram cultivadas em um meio de cultura onde a única fonte de nitrogênio era o isótopo pesado 15N.

Etapa 2: bactérias resultantes da etapa 1 foram cultivadas durante três gerações em um novo meio contendo apenas o isótopo leve 14N.

Observe o esquema que representa o início da etapa 2, quando ocorreu duplicação do DNA das bactérias da geração parental até a primeira geração. Os filamentos em vermelho são formados por 15N e os em azul, por 14N.

Na terceira geração das bactérias cultivadas na etapa 2, o percentual de moléculas de DNA que apresentam apenas filamentos compostos por 14N é igual a:  

Para a produção de uma solução antisséptica à base de iodo, foram empregados 0,02 mol de I2, 0,06 mol de KI e determinada quantidade de água.

A massa total de iodo, em gramas, presente nessa solução é igual a:

Quadros de pneumonia podem ocorrer quando, além do ar, algum corpo estranho entra nas vias respiratórias.

Uma explicação para a possibilidade de entrada desses corpos estranhos é a comunicação entre o sistema respiratório e o seguinte sistema:

Para aumentar a eficiência energética de uma caldeira industrial, pesquisadores realizaram um teste que verificou a expansão volumétrica de uma amostra de gás ideal em função da temperatura. Observe os resultados no gráfico:  

Admita que o processo de expansão volumétrica ocorre à pressão constante de 8 atm e que a constante universal dos gases ideais é de 0,08 atm.L/mol.K.

Ao atingir a temperatura máxima, o número de mols da amostra de gás corresponderá a:

Em determinadas condições, nanopartículas podem ser impulsionadas como um foguete pela simples interação com o meio. Admita que, em um dado instante, uma dessas partículas, com massa de 9,0 × 10−26 kg, adquire velocidade de 2,0 × 102 m/s.

Com base nessas informações, a ordem de grandeza da quantidade de movimento dessa partícula é igual a: 

Observe a equação química que representa a hidrólise do carbeto de cálcio.

CaC2 (s) + 2 H2 O (l) → Ca(OH)2 (aq) + C2 H2 (g)

O nome do composto orgânico obtido nessa reação é:

Durante uma ventania, uma árvore sofreu certa inclinação e, depois, retornou à posição inicial. Nesse processo, um de seus frutos foi projetado e submetido à ação exclusiva da gravidade, descrevendo um arco de parábola. Observe no esquema a trajetória do fruto e as setas I, II, III e IV, que representam possíveis vetores de velocidade resultante na altura máxima.

Sabe-se que a altura máxima é alcançada pelo fruto alguns instantes após seu lançamento.

Nesse caso, o vetor velocidade resultante do fruto é representado pela seguinte seta:

Os manguezais têm a capacidade de armazenar carbono, pois a ausência de oxigênio no solo desse ecossistema retarda, ou até impede, a decomposição da matéria orgânica soterrada.

Tendo em vista essa característica, a destruição dos manguezais pode contribuir, significativamente, para o seguinte fenômeno:

Da energia liberada por um raio, só uma pequena fração é convertida em energia elétrica; a maior parte se transforma em calor, luz, som e ondas de rádio. A fração convertida em energia elétrica é da ordem de 360 quilowatts-hora (kWh), aproximadamente o mesmo que consumiria uma lâmpada de LED de 100 watts (W) acesa durante alguns meses.

Adaptado de ciênciahoje.org.br.

Considere que um mês dura 30 dias e que uma lâmpada de LED funciona com a potência de 25 watts. Essa lâmpada consumirá a fração convertida em energia elétrica mencionada no texto em x meses.

O valor de x é igual a: 

Ao anoitecer, as células da retina envolvidas na percepção da luminosidade disparam sinais que estimulam a glândula pineal a produzir e secretar melatonina, hormônio responsável por preparar o organismo para o repouso. Por ser composta por uma porção hidrofílica e outra hidrofóbica, a melatonina penetra facilmente a membrana plasmática de diferentes tipos de células.

Essa facilidade de penetração da melatonina deve-se à composição da membrana plasmática, que contém moléculas dos seguintes tipos:

Dentre os elementos químicos do quinto período da tabela de classificação periódica, sabe-se que apenas o xenônio é encontrado no estado gasoso sob condições ambientes. Isso se explica pela alta estabilidade desse elemento, o que resulta em fracas interações interatômicas.

A característica do xenônio que justifica essa estabilidade é:

Os chamados radicais livres, que resultam de reações de oxidação no interior das células eucariontes, podem produzir mutações gênicas, contribuindo, por exemplo, para o envelhecimento dos tecidos ao longo do tempo. Esses radicais são degradados pela enzima superóxido dismutase, processo que gera uma substância tóxica. Essa substância, por sua vez, é decomposta pela catalase no interior de uma estrutura celular específica.

O ânion superóxido é uma espécie química oxidante que possui dois átomos de oxigênio e carga -1, sendo capaz de formar compostos binários com metais alcalinos e alcalino-terrosos. Sabendo que o cálcio é um metal alcalino-terroso, a fórmula química do superóxido de cálcio corresponde a:

Os chamados radicais livres, que resultam de reações de oxidação no interior das células eucariontes, podem produzir mutações gênicas, contribuindo, por exemplo, para o envelhecimento dos tecidos ao longo do tempo. Esses radicais são degradados pela enzima superóxido dismutase, processo que gera uma substância tóxica. Essa substância, por sua vez, é decomposta pela catalase no interior de uma estrutura celular específica.

A estrutura celular onde ocorre a decomposição da substância tóxica referida no texto é denominada:

O menor tempo medido em laboratório ocorreu na escala de zeptossegundos e corresponde ao intervalo ∆t em que uma partícula de luz percorre a distância que separa os centros atômicos de uma única molécula de hidrogênio. Uma unidade de zeptossegundo equivale a 10–21 segundo. Admita que a velocidade da luz seja de 3 × 108 m/s e que a distância entre os centros atômicos de uma molécula de hidrogênio seja de 7,2 × 10–11 metro.

Nessas condições, no referencial da partícula de luz, o valor de ∆t, em zeptossegundos, é igual a: