Questões Sobre Metabolismo energético - Biologia - concurso

O metabolismo celular é fundamental para a sobrevivência dos organismos, pois engloba os processos bioquímicos que garantem a obtenção e o uso de energia. Neste ensaio, analisaremos os conceitos apresentados no texto e sua correlação com os processos metabólicos descritos, demonstrando por que a alternativa B) é a correta.

O primeiro conceito (I) descreve um processo catabólico em que a glicose é oxidada na presença de oxigênio, liberando energia na forma de ATP. Essa reação corresponde à respiração celular, um mecanismo essencial para a maioria dos organismos aeróbicos. A equação apresentada (C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O) é característica desse processo, confirmando que I está associado à respiração.

O segundo conceito (II) refere-se à síntese de moléculas orgânicas complexas, como a glicose, a partir de CO₂ e H₂O, utilizando energia luminosa. Essa descrição claramente define a fotossíntese, realizada por plantas, algas e algumas bactérias. A reação apresentada (6CO₂ + 12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O) é típica desse processo, confirmando a correlação de II com a fotossíntese.

Por fim, o terceiro conceito (III) aborda a síntese de compostos orgânicos a partir de substâncias inorgânicas, sem a necessidade de luz. Esse processo é conhecido como quimiossíntese, realizado por certas bactérias que obtêm energia a partir da oxidação de compostos inorgânicos, como amônia ou enxofre. Portanto, III está corretamente associado à quimiossíntese.

Dessa forma, a sequência correta é: I. Respiração; II. Fotossíntese; III. Quimiossíntese, correspondendo à alternativa B). Essa correlação destaca a diversidade de estratégias metabólicas empregadas pelos organismos para garantir sua sobrevivência e manutenção energética.

Acerca de vias metabólicas, julgue o próximo item.

Nos seres eucariontes, o ciclo de Krebs, ou ciclo dos ácidos tricarboxílicos, ocorre nos ribossomos livres no citosol.

• C) CERTO
• E) ERRADO

O gabarito correto é E).

O processo de digestão dos carboidratos é essencial para a obtenção de energia pelo organismo humano. Conforme mencionado no texto, a digestão começa na boca, onde a enzima α-amilase salivar quebra as moléculas de amido em unidades menores. Essas moléculas, como a glicose (C₆H₁₂O₆), são posteriormente metabolizadas em reações bioquímicas que produzem dióxido de carbono (CO₂) e água (H₂O), conforme a equação global apresentada.

Para resolver o problema proposto, é necessário calcular a massa de CO₂ produzida a partir da ingestão de 536g de glicose. Primeiramente, deve-se considerar a estequiometria da reação: 1 mol de glicose (180g) produz 6 mols de CO₂ (6 × 44g = 264g). Utilizando uma regra de três simples, temos:

180g de glicose — 264g de CO₂
536g de glicose — x

Resolvendo para x, obtemos x = (536 × 264) / 180 ≈ 786g de CO₂. Convertendo para notação científica, o resultado é 7,86 × 10²g de CO₂, o que corresponde à alternativa D) do gabarito.

Portanto, a resposta correta é D) 7,86 × 10²g CO₂, conforme indicado no enunciado. Esse cálculo demonstra a importância da estequiometria na compreensão das reações bioquímicas e no metabolismo energético humano.

As reações químicas estão presentes em praticamente todos os aspectos do nosso cotidiano, desde processos biológicos como a respiração até situações industriais, como a formação de óxidos em superfícies metálicas. No exemplo citado, a reação entre o alumínio (Al) e o oxigênio (O₂) resulta na formação de óxido de alumínio (Al₂O₃), que age como uma camada protetora contra a corrosão. Essa reação é representada pela equação química Al + O₂ → Al₂O₃.

Ao analisar essa equação, percebe-se que ela não está balanceada, pois há um desequilíbrio entre os átomos dos reagentes e dos produtos. Para balanceá-la corretamente, seria necessário ajustar os coeficientes estequiométricos, resultando em: 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃.

Além disso, essa reação é classificada como irreversível, uma vez que o óxido de alumínio formado não se decompõe espontaneamente em alumínio e oxigênio nas condições ambientais normais. A irreversibilidade é uma característica comum em reações que formam produtos estáveis, como é o caso do Al₂O₃.

Portanto, considerando o tipo de reação e o balanceamento da equação, a alternativa correta é a D) A reação é irreversível e a equação não balanceada, pois a equação apresentada não obedece à lei da conservação das massas e o processo ocorre em apenas uma direção.

O metabolismo humano é composto por uma complexa rede de vias bioquímicas que garantem a produção de energia e a síntese de moléculas essenciais para o funcionamento celular. Entre essas vias, destaca-se o processo de fosforilação oxidativa, que corresponde à alternativa correta (C) da questão apresentada. Essa via metabólica ocorre na membrana interna das mitocôndrias e é responsável pela geração da maior parte do ATP nas células, utilizando os elétrons liberados durante a oxidação da glicose e do acetil-CoA.

Enquanto a glicólise (A) é a etapa inicial da degradação da glicose no citoplasma, e o Ciclo de Krebs (B) ocorre na matriz mitocondrial para oxidar o acetil-CoA, a fosforilação oxidativa representa a etapa final da respiração celular. Nela, os elétrons transportados por moléculas como NADH e FADH₂ passam por uma cadeia transportadora, criando um gradiente de prótons que impulsiona a síntese de ATP. Esse mecanismo é fundamental para a produção eficiente de energia, diferentemente do Ciclo da ureia (D), relacionado à detoxificação de amônia, ou da Via das pentoses-fosfato (E), que atua na geração de NADPH e ribose-5-fosfato.

Portanto, a fosforilação oxidativa é a via metabólica central para a eliminação dos elétrons derivados da oxidação de substratos energéticos, consolidando-se como a resposta correta. Sua compreensão é essencial para entender como as células convertem nutrientes em energia utilizável, sustentando processos vitais no organismo.

A teoria endossimbiótica, proposta por Lynn Margulis em 1981, revolucionou a compreensão sobre a evolução das células eucarióticas. Segundo essa hipótese, mitocôndrias e cloroplastos teriam se originado de bactérias primitivas que estabeleceram uma relação simbiótica com células hospedeiras. A semelhança estrutural e genética entre essas organelas e os procariontes modernos fornece fortes evidências para essa teoria.

A capacidade de autoduplicação dessas organelas é um dos aspectos mais fascinantes dessa relação simbiótica. Essa característica está diretamente ligada à presença de DNA próprio nas mitocôndrias e cloroplastos, que lhes permite replicar-se independentemente do núcleo celular. Esse DNA circular, semelhante ao bacteriano, contém genes essenciais para sua função e reprodução.

Entre as alternativas apresentadas, a que corretamente explica a capacidade de multiplicação dessas organelas é a DNA próprio (alternativa A). Embora outras características como ribossomos próprios e membrana duplicada sejam importantes, é o material genético independente que permite a replicação autônoma dessas estruturas celulares, sustentando a teoria endossimbiótica.

A fisiologia humana é um campo fascinante que estuda como os sistemas vitais trabalham em harmonia para manter as condições necessárias à vida. Conforme destacado por Albert Lester Lehninger em "Fundamentos de Bioquímica", o metabolismo não se resume apenas a reações bioquímicas isoladas, mas envolve uma complexa rede de interações que garantem o equilíbrio interno do organismo.

Lehninger aponta que a definição simplista de metabolismo como um mero conjunto de reações químicas é insuficiente, pois ignora um aspecto crucial: a integração sistêmica. A alternativa correta (E) destaca justamente essa visão holística, ao mencionar a "integração obrigatória existente entre todos os diferentes tecidos e órgãos que proporciona a manutenção da homeostasia interna". Essa perspectiva reforça que o metabolismo não ocorre de forma isolada, mas sim como parte de um sistema coordenado.

As outras alternativas, embora contenham elementos relevantes da biologia, não capturam a essência do conceito ampliado de metabolismo proposto por Lehninger. Processos evolutivos (A), hereditários (B) ou interações populacionais (C) são importantes, mas pertencem a outros níveis de organização biológica. Já a opção (D), ao focar em microrganismos, desvia-se do cerne da questão, que é a integração entre tecidos e órgãos do próprio organismo.

Portanto, a resposta E é a que melhor representa a visão apresentada por Lehninger, destacando a homeostase como resultado da cooperação entre todos os sistemas do corpo humano. Essa compreensão é fundamental para a medicina e áreas afins, pois revela como desequilíbrios em um sistema podem afetar todo o organismo.

O metabolismo celular é um conjunto de reações químicas essenciais para a manutenção da vida, envolvendo processos como a fotossíntese e a respiração celular. Analisando as afirmativas apresentadas, é possível identificar quais estão corretas e quais contêm equívocos.

A afirmativa I está correta, pois descreve com precisão as etapas da fotossíntese: a fase fotoquímica ocorre nos tilacoides, onde a luz é capturada, enquanto a fase química (Ciclo de Calvin) acontece no estroma, convertendo CO₂ em carboidratos.

A afirmativa II também está correta, já que a enzima ribulose bifosfato carboxilase (RuBisCO) é fundamental para a fixação do carbono atmosférico durante a fotossíntese, catalisando a formação de duas moléculas de 3-fosfoglicerato (3-PGA).

A afirmativa III está igualmente correta, uma vez que a respiração celular aeróbia ocorre nas mitocôndrias de organismos que utilizam oxigênio, sendo responsável pela produção de ATP.

Por outro lado, a afirmativa IV está incorreta, pois inverte os conceitos de catabolismo (degradação de moléculas para liberar energia) e anabolismo (síntese de moléculas complexas a partir de substâncias mais simples).

Portanto, as afirmativas corretas são I, II e III, correspondendo à alternativa B) do gabarito. No entanto, conforme indicado, a resposta considerada oficial é a A), o que sugere uma possível divergência na interpretação ou um erro no enunciado original.

O ATP (trifosfato de adenosina) é uma molécula fundamental para os processos energéticos das células, atuando como uma "moeda energética" que armazena e libera energia conforme a necessidade metabólica. Sua estrutura e função são essenciais para a compreensão da bioenergética celular.

A afirmação I está correta, pois o ATP é de fato um nucleotídeo formado por três componentes: uma base nitrogenada (adenina), um açúcar (ribose) e um grupo trifosfato. Essa estrutura química permite que o ATP armazene energia em suas ligações fosfato, especialmente na ligação entre o segundo e o terceiro fosfato.

A afirmação II também está correta, já que a hidrólise do ATP (quebra da molécula em ADP + fosfato) libera energia livre utilizada em diversos processos celulares, incluindo o transporte ativo, que requer energia para mover substâncias contra um gradiente de concentração.

Por fim, a afirmação III está igualmente correta, pois a síntese de ATP pode ocorrer em condições anaeróbicas, como na glicólise seguida de fermentação. Embora esse processo gere menos ATP do que a respiração aeróbica, ele demonstra a versatilidade da produção energética em diferentes condições.

Portanto, todas as afirmações (I, II e III) estão corretas, conforme indicado pelo gabarito E). O ATP é uma molécula versátil e indispensável para a vida, desempenhando papéis cruciais tanto na liberação quanto no armazenamento de energia celular.