Questões Sobre Metabolismo energético - Biologia - concurso

A quimiosmose é um processo fundamental na bioenergética celular, relacionado à produção de ATP. O gabarito correto para a questão apresentada é a alternativa E), que descreve o acoplamento entre a síntese de ATP e a dissipação da força próton-motriz.

Esse mecanismo ocorre nas membranas mitocondriais e em bactérias, onde a ATP sintase utiliza o gradiente de prótons (força próton-motriz) gerado pela cadeia transportadora de elétrons para fosforilar ADP, produzindo ATP. A dissipação desse gradiente, portanto, está diretamente acoplada à síntese de energia celular.

Embora as outras alternativas mencionem processos relacionados à produção de ATP (como fosforilação oxidativa e respiração aeróbia), apenas a alternativa E) descreve com precisão o conceito de quimiosmose, que é justamente o aproveitamento do gradiente de prótons para impulsionar a síntese de ATP.

A Teoria de Endossimbiose Serial proposta por Lynn Margulis é uma das explicações mais robustas para a origem das mitocôndrias e cloroplastos em células eucarióticas. Essa teoria sugere que essas organelas teriam surgido a partir da incorporação simbiótica de procariontes por células eucarióticas ancestrais. As evidências que sustentam essa hipótese são fundamentais para compreender sua validade.

A afirmativa I está correta, pois estudos genômicos demonstram que boa parte do material genético original das mitocôndrias foi transferido para o núcleo celular ao longo da evolução, especialmente em animais. Isso explica por que o genoma mitocondrial de plantas, que retiveram mais genes, é geralmente maior.

A afirmativa II, no entanto, está incorreta. A fotossíntese não é resultado de eventos homoplásticos independentes, mas sim de um processo de endossimbiose primária envolvendo cianobactérias, que deu origem aos cloroplastos em algas e plantas. Eventos posteriores de endossimbiose secundária ocorreram em outros grupos, mas todos remetem a uma origem comum.

Por fim, a afirmativa III está correta, pois tanto o genoma próprio quanto a dupla membrana das mitocôndrias e cloroplastos são características que reforçam sua origem procariótica. A membrana dupla, em particular, pode ser interpretada como o resultado do processo de fagocitose do procarionte ancestral pela célula hospedeira.

Portanto, apenas as afirmativas I e III estão corretas, tornando a alternativa A a resposta adequada.

As vias Hexose-Monofosfato e Hexose-Difosfato são vias metabólicas fundamentais para a oxidação da glicose, desempenhando papéis distintos no metabolismo energético e na produção de intermediários essenciais para a célula. A resposta correta para a questão apresentada é a alternativa A) Pentose-fosfato e Embden-Meyerhof-Parnas, que identifica corretamente as duas vias mencionadas.

A via das Hexose-Monofosfato, também conhecida como via das Pentoses-Fosfato, é uma rota metabólica que não apenas gera NADPH, essencial para processos redutores nas células, mas também produz ribose-5-fosfato, um componente crucial para a síntese de nucleotídeos e ácidos nucleicos. Essa via é particularmente ativa em tecidos que demandam alta atividade de biossíntese, como fígado, glândulas adrenais e tecido adiposo.

Por outro lado, a via das Hexose-Difosfato, mais comumente referida como via de Embden-Meyerhof-Parnas (ou glicólise), é a principal rota catabólica para a degradação da glicose, gerando ATP e piruvato. O piruvato pode, então, ser direcionado para o ciclo de Krebs sob condições aeróbicas ou fermentado em condições anaeróbicas, garantindo a produção contínua de energia mesmo na ausência de oxigênio.

As demais alternativas apresentam combinações incorretas das vias metabólicas, como a via de Entner-Doudoroff, que é uma rota alternativa de degradação da glicose encontrada principalmente em algumas bactérias, mas não está relacionada às vias Hexose-Monofosfato ou Hexose-Difosfato em eucariotos. Portanto, a alternativa A é a única que associa corretamente as nomenclaturas das vias metabólicas em questão.

As subunidades e coenzimas para biossíntese podem se originar de um número relativamente pequeno de precursores, denominados metabólitos focais. Esses compostos desempenham um papel central no metabolismo, servindo como pontos de partida para diversas vias biossintéticas. Entre os exemplos de metabólitos focais, temos o α-cetoglutarato, a glicose-6-fosfato, o oxaloacetato e o fosfoenolpiruvato, que participam ativamente de processos como o ciclo de Krebs, a glicólise e outras rotas metabólicas essenciais.

No entanto, o 2-fosfoglicerato não é considerado um metabólito focal. Embora seja um intermediário importante da glicólise, ele não serve como precursor direto para a síntese de outras biomoléculas da mesma forma que os outros compostos listados. Sua função está mais relacionada ao fluxo energético e à produção de piruvato, em vez de atuar como um ponto de ramificação para biossíntese.

Portanto, a alternativa D) 2-fosfoglicerato é a correta, pois representa a exceção entre as opções apresentadas. Essa distinção é fundamental para compreender a organização do metabolismo e como as células utilizam diferentes moléculas para sustentar suas funções vitais.

A β-oxidação mitocondrial é um processo bioquímico fundamental para a geração de energia em diversos organismos, como animais, protistas e bactérias. Esse mecanismo envolve a quebra sequencial de ácidos graxos em unidades de acetil-CoA, que posteriormente entram no ciclo de Krebs para produção de ATP.

Analisando as alternativas sobre a oxidação de ácidos graxos, podemos identificar que a opção A) está incorreta. Isso porque a primeira etapa da β-oxidação não é uma redução, mas sim uma oxidação catalisada pela acil-CoA desidrogenase, que remove átomos de hidrogênio da cadeia de ácido graxo, formando uma dupla ligação trans-Δ².

As demais alternativas apresentam informações corretas sobre o processo:

• B) descreve adequadamente a primeira etapa (desidrogenação)
• C) caracteriza corretamente o segundo passo (hidratação)
• D) explica precisamente a terceira etapa (nova desidrogenação)
• E) aborda corretamente a necessidade de enzimas adicionais para oxidar ácidos graxos insaturados

Portanto, a afirmação incorreta é realmente a alternativa A), que inverte o sentido redox da primeira etapa do processo de β-oxidação. Essa etapa inicial é oxidativa, não redutiva, como erroneamente sugerido na opção.

A glicólise é um processo metabólico fundamental para a obtenção de energia nas células, envolvendo a quebra da glicose em moléculas menores. Entre as alternativas apresentadas, a afirmação incorreta é a letra D), que sugere que o piruvato pode originar lactato em meio aeróbio com elevada tensão de oxigênio.

Em condições aeróbias, o piruvato normalmente segue para a mitocôndria, onde sofre descarboxilação oxidativa e é convertido em Acetil Coenzima A, entrando no ciclo de Krebs para produção de energia. A formação de lactato ocorre principalmente em condições anaeróbias, quando há falta de oxigênio e a célula precisa regenerar NAD+ para continuar a glicólise. Portanto, a afirmação de que o piruvato origina lactato em meio aeróbio é incorreta.

As demais alternativas estão corretas:

• A) A glicólise realmente degrada uma molécula de glicose em duas de piruvato.
• B) O piruvato pode ser convertido em etanol e CO₂ na fermentação alcoólica, comum em leveduras.
• C) Em condições aeróbicas, o piruvato é descarboxilado oxidativamente até Acetil CoA.
• E) A Acetil CoA produzida é oxidada no ciclo de Krebs para gerar energia.

Assim, a resposta correta é D), pois a produção de lactato em meio aeróbio não é um processo esperado no metabolismo celular.

Os microrganismos e a degradação de compostos no esgoto: um ensaio sobre os processos bioquímicos

A degradação dos compostos presentes no esgoto é um processo fundamental para o tratamento de águas residuais, sendo realizado principalmente por microrganismos heterotróficos. Esses seres vivos utilizam os compostos de carbono como fonte de energia e alimento, garantindo sua sobrevivência e atividade biológica. O processo ocorre em diferentes condições ambientais, cada uma com suas particularidades bioquímicas.

Em condições aeróbias, onde há presença de oxigênio dissolvido, os microrganismos realizam a degradação da matéria orgânica por meio da respiração celular, convertendo-a em dióxido de carbono, água e biomassa microbiana. Esse é um dos processos mais eficientes para a remoção de poluentes orgânicos.

Já em condições anóxicas, com ausência de oxigênio mas presença de nitrato, ocorre o processo de desnitrificação. Nesse caso, os microrganismos utilizam os nitratos como aceptores finais de elétrons, convertendo-os em nitrogênio gasoso, que é liberado para a atmosfera. Esse processo é essencial para a remoção de nutrientes, prevenindo a eutrofização de corpos d'água.

Por fim, em condições anaeróbias, completamente desprovidas de oxigênio, outros grupos de microrganismos realizam a degradação da matéria orgânica por meio de processos como a fermentação e a metanogênese. Embora mais lento que o processo aeróbio, o tratamento anaeróbio tem a vantagem de produzir biogás, uma fonte de energia renovável.

Portanto, todas as afirmativas apresentadas estão corretas, pois representam diferentes vias metabólicas que os microrganismos utilizam para degradar os compostos presentes no esgoto, cada uma ocorrendo em condições ambientais específicas. Esses processos são complementares e muitas vezes são combinados em sistemas de tratamento de esgoto para obter máxima eficiência na remoção de poluentes.

Constituem formas de armazenamento de energia nos mamíferos:

• A) depósitos de moléculas de glicogênio, que são moléculas instáveis e, por isso, com energia de fácil acesso.
• B) moléculas de adenosina trifosfato, que são muito estáveis e de difícil degradação por enzimas específicas.
• C) moléculas de triose-fosfato, que são convertidas em amido, com energia concentrada e difícil acesso.
• D) depósitos de moléculas de triacilglicerol, que têm muita energia concentrada de difícil acesso.

O gabarito correto é D).

O arroz e a batata são alimentos essenciais na dieta humana, ricos em carboidratos e outros compostos orgânicos, como proteínas e lipídios. Para que esses vegetais produzam tais substâncias, suas células clorofiladas desempenham processos bioquímicos fundamentais, como a fotossíntese e a respiração celular.

A alternativa correta, conforme o gabarito, é a D), que descreve com precisão esses mecanismos. A fotossíntese permite a produção de glicose, que é convertida em celulose para o crescimento da planta e em amido, uma reserva energética. Paralelamente, a respiração celular fornece a energia necessária para a síntese de diversos compostos orgânicos.

As outras alternativas apresentam equívocos. A opção A) ignora a dependência da luz para a fotossíntese, enquanto a B) sugere um equilíbrio inexistente entre fotossíntese e respiração. A alternativa C) inverte as organelas responsáveis por cada processo, e a E) propõe uma dinâmica de crescimento e reserva que não condiz com a realidade fisiológica desses vegetais.

Portanto, a resposta correta é D), pois reflete adequadamente os processos metabólicos que garantem o desenvolvimento do arroz e da batata, bem como a produção dos nutrientes que os tornam tão importantes na alimentação humana.

Os processos metabólicos para obtenção de energia nos seres vivos são fundamentais para sua sobrevivência. Entre eles, destacam-se a respiração aeróbica, realizada por organismos complexos, e a fermentação, comum em microrganismos como bactérias e fungos. Analisando as afirmativas apresentadas, podemos concluir o seguinte:

I. Correta. A glicose é, de fato, a molécula inicial tanto na respiração aeróbica quanto na fermentação, servindo como substrato energético para ambos os processos.

II. Incorreta. Os vegetais realizam fotossíntese durante o dia, mas também respiram continuamente, tanto de dia quanto à noite, pois a respiração é essencial para a produção de ATP em todas as células.

III. Incorreta. As leveduras fermentam açúcares, porém produzem etanol e CO₂, e não ácido lático, que é um produto característico da fermentação láctica realizada por algumas bactérias.

IV. Incorreta. A fermentação é um processo menos eficiente energeticamente do que a respiração aeróbia, pois gera menos ATP por molécula de glicose. Sua vantagem está na velocidade e na independência do oxigênio, não no balanço energético.

Portanto, apenas a afirmativa I está correta, conforme indicado no gabarito B).