Questões Sobre Metabolismo energético - Biologia - concurso

A teoria quimiosmótica proposta por Peter Mitchell revolucionou o entendimento da bioenergética celular ao explicar como os gradientes de prótons geram ATP. Sua ideia unificou os mecanismos de fosforilação oxidativa na mitocôndria e fotofosforilação nos cloroplastos, demonstrando que ambos compartilham o mesmo princípio fundamental: a conversão da energia de gradientes protônicos em energia química através da ATP sintase.

A alternativa D está correta porque reflete precisamente a contribuição seminal de Mitchell. Ele demonstrou que a ATP sintase, uma enzima rotacional presente nas membranas internas tanto de mitocôndrias quanto de cloroplastos, utiliza o fluxo de prótons através do gradiente eletroquímico para catalisar a síntese de ATP. Esse mecanismo unificado explica a produção energética nos dois principais processos bioenergéticos das células eucarióticas.

As demais alternativas apresentam incorreções conceituais. A difusão facilitada (A) não explica o transporte ativo de prótons, os NAD e FAD reduzidos (B) atuam na cadeia transportadora de elétrons, não no ciclo de Krebs, as bombas de prótons (C) estão nas membranas internas mitocondriais e não são ativadas na glicólise, e a energia luminosa (E) só se aplica à fotossíntese, não à respiração celular.

Referência: LANE, Nick. Questão Vital: porque a vida é como é? e.1. Rio de Janeiro: Rocco, 2017, p.125.

O metabolismo microbiano refere-se ao conjunto de processos bioquímicos essenciais para a sobrevivência e reprodução dos microrganismos. Esses processos incluem tanto o catabolismo, que envolve a quebra de moléculas complexas para obtenção de energia, quanto o anabolismo, responsável pela síntese de componentes celulares a partir de moléculas mais simples. Ambos os processos são mediados por enzimas, que atuam reduzindo a energia de ativação necessária para que as reações ocorram.

O metabolismo primário, como mencionado no texto, é fundamental para a manutenção da vida microbiana, pois engloba as reações catabólicas e anabólicas necessárias para a produção de componentes celulares e obtenção de energia. Portanto, a afirmação de que "O metabolismo primário envolve as reações de catabolismo e anabolismo para que a célula possa produzir os componentes celulares e sobreviver" está correta, conforme indicado pelo gabarito (C) CERTO.

Esses processos metabólicos não apenas garantem a sobrevivência dos microrganismos, mas também desempenham um papel crucial em diversos ambientes, como na decomposição de matéria orgânica, ciclagem de nutrientes e até mesmo em aplicações biotecnológicas. Assim, compreender o metabolismo microbiano é essencial para áreas como microbiologia, medicina e biotecnologia.

A evolução dos sistemas vivos é marcada por eventos cruciais, como a endossimbiose, que desempenhou um papel fundamental na origem de estruturas complexas, como os cloroplastos. Conforme descrito por Margulis (1997), a relação simbiótica entre células aquáticas ancestrais e cianobactérias resultou na formação de organismos fotossintetizantes, como as algas e, posteriormente, as plantas. Esse processo não apenas permitiu a sobrevivência das cianobactérias dentro de células hospedeiras, mas também estabeleceu uma nova forma de vida, integrando a capacidade fotossintética ao metabolismo eucarionte.

Entre as alternativas apresentadas, a afirmação correta é a letra C, pois destaca que a fotossíntese nos eucariontes surgiu a partir da simbiose entre células aeróbias ancestrais e cianobactérias. Essa relação permitiu que as cianobactérias, resistindo à digestão, se tornassem organelas especializadas — os cloroplastos —, transformando a célula hospedeira em um organismo autotrófico. As outras alternativas apresentam imprecisões, como a associação incorreta entre fagocitose e origem das mitocôndrias (B) ou a ideia equivocada de uma relação parasitária (D). Portanto, a endossimbiose foi um marco evolutivo que possibilitou a diversificação metabólica e estrutural dos eucariontes, consolidando a fotossíntese como um processo vital para a vida na Terra.

O capim-elefante se destaca como uma fonte de energia renovável com múltiplas aplicações, desde a produção de energia térmica até a geração de etanol celulósico. Sua versatilidade e adaptabilidade a solos menos férteis o tornam uma opção viável para a matriz energética sustentável. No entanto, sua baixa relação carbono/nitrogênio representa um desafio para seu uso como combustível, o que tem motivado pesquisas em modificações genéticas para melhorar suas propriedades energéticas.

O poder calorífico do capim-elefante, aliado à sua alta produção de biomassa e elevado teor de fibras e lignina, reforça seu potencial como matéria-prima para geração de energia. Essas características o colocam como uma alternativa promissora frente aos combustíveis fósseis, contribuindo para a redução de emissões de carbono e para a diversificação das fontes de energia.

Em relação ao processo de formação do etanol celulósico, a alternativa correta é a letra A, que afirma que o processo ocorre no citoplasma sem necessidade de compartimentação citoplasmática. Isso se deve ao fato de que a fermentação, etapa crucial na produção do etanol celulósico, é um processo anaeróbico que acontece no citosol das células, onde enzimas específicas convertem os açúcares derivados da celulose em etanol. Essa característica simplifica o processo em comparação com outras rotas metabólicas que exigem organelas especializadas.

A descoberta das fontes termais submarinas revolucionou nossa compreensão sobre as origens da vida na Terra. Esses ambientes extremos, protegidos das condições hostis da superfície primitiva, apresentam características que os tornam candidatos ideais para o surgimento dos primeiros organismos vivos. A energia necessária para o metabolismo desses seres pioneiros não dependia da luz solar, como na fotossíntese, mas sim de reações químicas inorgânicas - um processo conhecido como quimiossíntese.

Entre as alternativas apresentadas, a quimiossíntese (opção D) destaca-se como o mecanismo autotrófico mais plausível para esses ambientes. Diferentemente da fermentação ou respiração, que dependem de compostos orgânicos pré-existentes, a quimiossíntese permite a síntese de matéria orgânica a partir de substâncias inorgânicas, utilizando a energia liberada por reações químicas entre minerais presentes nas fontes hidrotermais. Esse processo teria sido fundamental para sustentar os ecossistemas primordiais antes do desenvolvimento da fotossíntese.

A escolha da alternativa D como correta está alinhada com as evidências científicas atuais sobre a origem da vida. As fontes hidrotermais ofereciam não apenas a energia química necessária, mas também um ambiente estável, rico em minerais e protegido da radiação ultravioleta intensa da Terra primitiva, criando o cenário perfeito para o surgimento dos primeiros organismos quimioautotróficos.

Os cloroplastos e as mitocôndrias desempenham papéis fundamentais nos processos energéticos das células. Enquanto os cloroplastos são responsáveis pela fotossíntese, convertendo energia luminosa em energia química, as mitocôndrias atuam na respiração celular, transformando nutrientes em ATP, a moeda energética das células. Portanto, a alternativa correta é a C) respiração e fotossíntese, pois essas organelas estão diretamente envolvidas nesses dois processos essenciais para a vida.

O texto apresentado aborda um aspecto fundamental da biologia celular, especificamente em relação ao metabolismo energético e ao papel das mitocôndrias. A afirmação em questão sugere que as mitocôndrias são responsáveis pelos processos de oxidação intracelular derivados da metabolização de nutrientes e que produzem adenosina-difosfato (ADP) como resultado dessas reações. No entanto, essa afirmação contém um erro conceitual significativo.

As mitocôndrias são, de fato, organelas essenciais no processo de respiração celular, onde ocorre a oxidação de nutrientes para a produção de energia. Dentro delas, enzimas participam de reações que compõem o ciclo de Krebs e a cadeia transportadora de elétrons, culminando na síntese de adenosina-trifosfato (ATP), e não de ADP. O ATP é a principal molécula energética da célula, enquanto o ADP é um subproduto da hidrólise do ATP, quando este libera energia para as atividades celulares.

Portanto, a afirmação está incorreta ao atribuir às mitocôndrias a produção de ADP como resultado final das reações de oxidação. O correto seria destacar a síntese de ATP, que é a molécula energética primária. Dessa forma, o gabarito E) ERRADO está correto, pois a descrição fornecida no item apresenta uma imprecisão bioquímica relevante.

O conceito de homeostase é fundamental para compreender como os organismos vivos mantêm seu equilíbrio interno diante das constantes mudanças do ambiente externo. Apesar das transformações metabólicas e das variações na composição química e nas características físicas, os seres vivos possuem mecanismos sofisticados para preservar a estabilidade de suas funções vitais.

A homeostase, representada pela alternativa D), refere-se justamente a essa capacidade de autorregulação, onde o organismo ajusta processos fisiológicos para manter condições internas estáveis. Esse equilíbrio dinâmico envolve sistemas complexos de feedback que atuam em diversas escalas, desde o nível celular até o funcionamento de órgãos inteiros.

Embora as outras alternativas apresentem conceitos relacionados - como anabolismo (A), catabolismo (B) e metabolismo (E), que são processos bioquímicos - ou a ideia geral de equilíbrio (C) -, apenas a homeostase (D) descreve especificamente o mecanismo regulador que mantém a constância do meio interno.

Portanto, o gabarito correto é de fato D) homeostase, pois este termo define precisamente a propriedade essencial dos seres vivos de preservar seu equilíbrio interno frente às variações externas, garantindo assim sua sobrevivência e funcionamento adequado.

A organela citoplasmática responsável pela síntese de quase todo o ATP necessário à sobrevivência de uma célula animal é a mitocôndria. Essa estrutura desempenha um papel fundamental no metabolismo energético, convertendo nutrientes em energia utilizável pela célula por meio do processo de respiração celular. Enquanto o aparelho de Golgi está envolvido no processamento e secreção de proteínas, o lisossomo atua na digestão intracelular, o peroxissomo na detoxificação e o ribossomo na síntese proteica, apenas a mitocôndria é especializada na produção de ATP, tornando a alternativa B a correta.

São carboidratos com função de armazenamento de energia nas células:

• A) insulina e colesterol.
• B) amido e glicogênio.
• C) triacilglicerol e amido.
• D) glicose e insulina.

O gabarito correto é B) amido e glicogênio.