Questões Sobre Metabolismo energético - Biologia - concurso

O texto em questão aborda um aspecto fundamental da biologia celular, relacionado ao funcionamento do citoesqueleto, movimento celular e processos energéticos após a morte de um indivíduo. O item afirma que, com a morte, a produção de ATP cessa, os estoques citoplasmáticos são consumidos e, consequentemente, processos como a polimerização da actina e o deslizamento da miosina durante a contração muscular são impedidos.

No entanto, o gabarito indica que a afirmação está incorreta (E). Isso se deve ao fato de que, embora a produção de ATP de fato seja interrompida após a morte, os estoques de ATP não são imediatamente esgotados. Por um breve período, ainda há ATP disponível no citoplasma, permitindo que certos processos celulares, como a contração muscular, ocorram temporariamente. Esse fenômeno é observado, por exemplo, no rigor mortis, estado em que os músculos se enrijecem devido à interação entre actina e miosina em ausência de ATP para desfazer as pontes cruzadas.

Portanto, a afirmação de que a polimerização da actina e o deslizamento da miosina são imediatamente impedidos após a morte está incorreta, pois esses processos ainda podem ocorrer enquanto houver ATP residual nas células. A cessação completa só acontece quando os estoques são depletados, o que justifica a resposta E) ERRADO.

O processo de fotossíntese e respiração das plantas é fundamental para a manutenção da vida na Terra, desempenhando funções complementares no metabolismo vegetal. A alternativa correta, conforme o gabarito, é a letra A, que afirma que durante a fotossíntese a planta utiliza a energia luminosa para gerar energia a ser utilizada na fabricação do seu próprio alimento. Essa afirmação está correta, pois a fotossíntese é um processo bioquímico no qual as plantas, algas e algumas bactérias convertem luz solar, água e dióxido de carbono em glicose e oxigênio, armazenando energia química na forma de carboidratos.

As demais alternativas apresentam equívocos sobre esses processos. A alternativa B está incorreta porque a respiração ocorre continuamente, tanto de dia quanto à noite, enquanto a fotossíntese depende da luz solar e, portanto, acontece apenas durante o dia. A alternativa C também está errada, pois a glicose produzida na fotossíntese não é convertida em ácido lático nas plantas — esse processo ocorre em alguns organismos anaeróbicos durante a fermentação, não sendo parte da fotossíntese.

Já a alternativa D comete um erro ao atribuir à mitocôndria a conversão de energia luminosa em energia química. Na realidade, essa conversão ocorre nos cloroplastos, organelas especializadas na fotossíntese. Por fim, a alternativa E também está incorreta, pois a respiração celular está relacionada ao consumo de oxigênio e liberação de gás carbônico, enquanto a captação de CO₂ pelas folhas ocorre durante a fotossíntese.

Portanto, a alternativa A é a única que descreve corretamente um aspecto essencial da fotossíntese, destacando a transformação da energia luminosa em energia química para a síntese de nutrientes.

O metabolismo energético de células musculares e leveduras apresenta paralelos interessantes, especialmente no que diz respeito ao uso da glicose como fonte de energia. Ambas as células possuem a capacidade de realizar tanto a respiração aeróbica quanto a fermentação, adaptando-se às condições de disponibilidade de oxigênio no ambiente.

Em condições aeróbicas, tanto as células musculares quanto as leveduras realizam a respiração celular completa, que envolve a glicólise, o ciclo de Krebs e a cadeia transportadora de elétrons. Esse processo resulta na produção de gás carbônico (CO₂) como subproduto, além de uma grande quantidade de ATP. Esta é uma característica comum a ambos os tipos celulares quando há oxigênio disponível.

Já em condições anaeróbicas, ocorre uma divergência nos processos metabólicos. As células musculares realizam a fermentação lática, convertendo o piruvato em ácido láctico como forma de regenerar NAD⁺ para continuar a glicólise. Por outro lado, as leveduras realizam a fermentação alcoólica, onde o piruvato é convertido em etanol e CO₂, igualmente para regenerar NAD⁺. Esta diferença fundamental explica por que a alternativa A) é a correta.

As outras alternativas apresentam incorreções: a B) ignora a diferença entre os produtos da fermentação em leveduras, a C) sugere erroneamente que células musculares produzem CO₂ em anaerobiose, e a D) afirma que leveduras produzem etanol em aerobiose, o que não ocorre. Portanto, apenas a alternativa A) descreve com precisão os processos metabólicos em ambas as condições.

Os metabólitos secundários, também conhecidos como produtos naturais, são compostos orgânicos sintetizados por organismos vivos que não estão diretamente envolvidos no crescimento, desenvolvimento ou reprodução, mas desempenham funções ecológicas importantes. Essas moléculas derivam de duas principais vias metabólicas, conforme indicado no questionamento.

A alternativa correta é a E), que menciona a via do ácido pirúvico e acético e a via do ácido chiquímico. A primeira está relacionada à síntese de ácidos graxos e policetídeos, enquanto a segunda é crucial para a produção de aminoácidos aromáticos e diversos compostos fenólicos em plantas e microrganismos.

As demais alternativas apresentam combinações incorretas ou vias que não são as principais para a biossíntese de metabólitos secundários. Por exemplo, a via do acetil-CoA (alternativa A) e a via do ácido mevalômico (alternativa B e C) estão associadas a outros processos metabólicos, mas não representam as duas vias centrais para esses compostos. Já a via do ácido aspártico (alternativa C) não é relevante nesse contexto.

Portanto, a resposta correta reforça a importância do conhecimento das vias metabólicas específicas que originam os produtos naturais, essenciais para a compreensão da diversidade química na natureza e suas aplicações farmacológicas e industriais.

Nos processos energéticos celulares, a gliconeogênese desempenha um papel fundamental, especialmente em situações de jejum prolongado. Esse processo metabólico permite a síntese de glicose a partir de precursores não carboidratos, como lactato, glicerol e aminoácidos, garantindo assim o suprimento energético para órgãos vitais, como o cérebro, que depende prioritariamente da glicose como fonte de energia.

A alternativa correta (C) destaca corretamente a importância da gliconeogênese na manutenção da homeostase glicêmica durante períodos de privação de alimentos. Enquanto outras vias metabólicas apresentam características distintas - como a glicogenólise (alternativa A) que envolve a quebra de glicogênio, ou a β-oxidação de ácidos graxos (alternativa B) que remove unidades de dois carbonos - é a gliconeogênese que se mostra essencial para a produção de glicose quando as reservas estão esgotadas.

Vale ressaltar que a fosforilação oxidativa (alternativa D), embora seja crucial para a produção de ATP, não está relacionada com a síntese de glicose, mas sim com a geração de energia a partir da cadeia transportadora de elétrons. Portanto, a compreensão desses processos metabólicos distintos é fundamental para o entendimento da bioenergética celular e das estratégias do organismo para manter o equilíbrio energético em diferentes condições fisiológicas.

O metabolismo celular é um conjunto de reações bioquímicas essenciais para a manutenção da vida, envolvendo processos como a fotossíntese e a respiração celular. Analisando as alternativas apresentadas, a correta é a letra A, que afirma que o ATP e o NADPH₂, produzidos na etapa fotoquímica, são utilizados na etapa química da fotossíntese. Essa afirmação está correta, pois esses compostos são fundamentais para a fixação do carbono no ciclo de Calvin, etapa química da fotossíntese.

As demais alternativas contêm informações incorretas. A alternativa B está errada porque a formação de água ocorre na cadeia transportadora de elétrons, não no Ciclo de Krebs. A alternativa C descreve incorretamente a etapa química, já que a quebra da água (fotólise) ocorre na fase fotoquímica. A alternativa D está equivocada porque a glicólise acontece no citoplasma, não nas mitocôndrias, e não produz CO₂. Por fim, a alternativa E inverte os locais das fases da fotossíntese: a fase clara ocorre nas lamelas e grana, enquanto a fase escura acontece no estroma.

Portanto, a resposta correta é mesmo a alternativa A, que descreve com precisão o papel do ATP e do NADPH₂ na fotossíntese.

A presença dos elementos químicos hidrogênio e oxigênio é fundamental para a vida, pois estão envolvidos em processos essenciais nos seres vivos. A água, formada pela combinação desses elementos, é indispensável para as reações bioquímicas, enquanto a água oxigenada, apesar de sua toxicidade celular, também desempenha um papel em certos processos metabólicos.

As reações químicas apresentadas ilustram diferentes transformações que ocorrem em organelas específicas das células. A primeira reação, que converte água em oxigênio e íons de hidrogênio, ocorre nos cloroplastos durante a fotossíntese. A segunda reação, que decompõe a água oxigenada em água e gás oxigênio, acontece nos peroxissomos, organelas especializadas em neutralizar substâncias tóxicas. Já a terceira reação, que combina oxigênio com íons de hidrogênio para formar água, é característica do processo de respiração celular nas mitocôndrias.

Portanto, a sequência correta de organelas onde essas reações ocorrem é: cloroplastos (reação 1), peroxissomos (reação 2) e mitocôndrias (reação 3), conforme indicado na alternativa A. Essa distribuição de processos bioquímicos em organelas específicas demonstra a complexa organização das células e a especialização de suas estruturas internas.

O experimento analisou a relação entre a taxa de oxigênio dissolvido na água, a presença de macrófitas aquáticas e diferentes condições de insolação, simulando climas distintos. Os resultados demonstraram que a luminosidade influencia diretamente a produção de oxigênio, sendo maior nas condições equivalentes ao inverno de Manaus (AM), onde a insolação é mais intensa, em comparação com o inverno de Buenos Aires (Argentina), que apresenta menor incidência solar. O gabarito correto indica que a alternativa C) representa adequadamente essa relação, mostrando um aumento na concentração de oxigênio dissolvido conforme a luminosidade aumenta, enquanto a alternativa E), marcada inicialmente, não reflete os dados obtidos no estudo.

O papel dos carboidratos e lipídios no metabolismo energético

Os carboidratos são as moléculas mais utilizadas pelas células para a produção de ATP, a principal moeda energética dos organismos vivos. No entanto, as reservas de carboidratos no corpo humano são relativamente limitadas, durando em média apenas um dia. Em contraste, os lipídios possuem uma capacidade de armazenamento energético muito superior, podendo sustentar o organismo por cerca de um mês.

A vantagem dos lipídios como reserva energética está diretamente relacionada com sua natureza química. A alternativa correta (D) aponta para a característica mais relevante: os lipídios são majoritariamente hidrofóbicos. Esta propriedade permite que sejam armazenados de forma mais compacta, já que não retêm água em sua estrutura, ao contrário dos carboidratos que são hidrofílicos.

Além disso, a hidrofobicidade dos lipídios confere outras vantagens metabólicas:

• Maior eficiência energética por grama (9 kcal/g contra 4 kcal/g dos carboidratos)
• Menor peso molecular facilitando o armazenamento
• Formação de gotículas lipídicas sem interferência com o meio aquoso celular

Embora as outras alternativas apresentem características verdadeiras sobre os lipídios (como seu papel como componentes de membranas ou propriedades isolantes), a característica fundamental que explica sua vantagem como reserva energética é sua natureza hidrofóbica, que permite um armazenamento mais eficiente em termos de espaço e peso.

As organelas celulares desempenham funções essenciais para o metabolismo dos eucariotos, e a associação correta entre suas atividades e suas estruturas é fundamental para a compreensão da biologia celular. Analisando as afirmativas apresentadas, podemos identificar a organela correspondente a cada processo metabólico:

A afirmativa I descreve processos como o ciclo do ácido cítrico, a cadeia transportadora de elétrons e a fosforilação oxidativa, que são características da mitocôndria, organela responsável pela produção de energia na célula. A oxidação de ácidos graxos e a degradação de aminoácidos também ocorrem nela.

A afirmativa II menciona a biossíntese de lipídeos e esteroides, função atribuída ao retículo endoplasmático liso, que atua na síntese de lipídios e na detoxificação celular.

Já a afirmativa III refere-se à síntese de proteínas ligadas à membrana e de proteínas de secreção, processos realizados pelo retículo endoplasmático rugoso, que possui ribossomos aderidos à sua superfície.

A afirmativa IV aborda a replicação e transcrição do DNA, além do processamento do RNA, funções nucleares que ocorrem no núcleo, centro de controle genético da célula.

Por fim, a afirmativa V descreve reações de oxidação catalisadas por aminoácido-oxidases e catalase, processos típicos dos peroxissomos, organelas especializadas na detoxificação e no metabolismo de espécies reativas de oxigênio.

Portanto, a alternativa correta é a E, que associa corretamente cada função metabólica à organela correspondente: I – Mitocôndria; II – Retículo endoplasmático liso; III – Retículo endoplasmático rugoso; IV – Núcleo; V – Peroxissomos.