Questões Sobre Respiração celular e fermentação - Biologia - concurso

O processo de fabricação da cerveja é um exemplo fascinante de como a biologia e a química se unem para criar uma bebida apreciada há séculos. Conforme descrito no texto, diversas etapas são necessárias para transformar ingredientes simples como cevada, lúpulo e água em cerveja. No entanto, entre essas etapas, a atividade biológica desempenha um papel fundamental em um momento específico: a fermentação.

A fermentação é o processo no qual as leveduras, microrganismos vivos, convertem os açúcares presentes no mosto – maltose e glicose – em álcool e dióxido de carbono. Essa etapa é essencial para o desenvolvimento do sabor, aroma e teor alcoólico da cerveja. Enquanto outras fases, como a filtração, o resfriamento ou a pasteurização, envolvem processos físicos ou químicos, a fermentação é claramente um fenômeno biológico, mediado pela ação metabólica das leveduras.

Portanto, a alternativa correta é a D) fermentação da maltose e da glicose, pois é nesse momento que ocorre a atividade biológica propriamente dita, diferenciando-se das demais etapas do processo de fabricação da cerveja.

O incêndio na boate Kiss, ocorrido em 2013, deixou um trágico legado de vidas perdidas devido à inalação de gases tóxicos, conforme revelado pelos laudos de necropsia. Entre os compostos letais identificados, o cianeto destacou-se como um dos principais responsáveis pelas mortes, atuando em conjunto com a fuligem e o monóxido de carbono. Sua ação extremamente nociva está relacionada à capacidade de interromper os processos celulares vitais, especificamente aqueles que ocorrem no interior das mitocôndrias, conforme apontado pela alternativa correta (B).

O cianeto atua bloqueando a cadeia respiratória mitocondrial, impedindo a produção de ATP, molécula essencial para o funcionamento celular. Ao se ligar à enzima citocromo c oxidase, ele paralisa o transporte de elétrons, processo fundamental para a fosforilação oxidativa. Dessa forma, mesmo na presença de oxigênio, as células são incapazes de utilizá-lo para gerar energia, levando rapidamente à falência dos órgãos e, consequentemente, à morte. Esse mecanismo explica por que a inalação de cianeto em ambientes com incêndios, como no caso da boate Kiss, é tão letal.

A tragédia da Kiss evidenciou os riscos associados aos materiais combustíveis utilizados em construções, especialmente em locais com grande aglomeração de pessoas. A liberação de cianeto e outros gases tóxicos durante o incêndio não apenas acelerou as mortes, mas também destacou a necessidade de regulamentações mais rígidas sobre materiais de revestimento e medidas de segurança em ambientes públicos. O conhecimento sobre a ação do cianeto nas mitocôndrias, portanto, vai além da bioquímica, servindo como alerta para a prevenção de futuras catástrofes.

A respiração celular é um processo fundamental para a geração de energia nos seres vivos, envolvendo a quebra da glicose em etapas bioquímicas complexas. No entanto, algumas afirmações sobre esse mecanismo podem conter equívocos, como demonstra a alternativa C) do questionamento apresentado.

Enquanto as demais alternativas descrevem corretamente aspectos da respiração celular – como a glicólise anaeróbica (A), o armazenamento de energia em ATP (B) e a fosforilação oxidativa (D) –, a alternativa C) apresenta um erro ao incluir o oxigênio gasoso como produto final. Na realidade, o oxigênio atua como aceptor final de elétrons na cadeia respiratória, sendo consumido e convertido em água, enquanto o gás carbônico é liberado como subproduto.

Esse equívoco revela uma confusão comum entre os produtos da fotossíntese (que gera oxigênio) e os da respiração celular. O entendimento preciso desses processos é essencial para a compreensão do fluxo energético nos sistemas biológicos, destacando como os organismos transformam matéria em energia utilizável para suas funções vitais.

O ciclo de Krebs, também conhecido como ciclo do ácido cítrico, é uma etapa fundamental da respiração celular, ocorrendo na matriz mitocondrial. Esse processo metabólico é responsável pela oxidação completa do piruvato, derivado da glicólise, gerando energia na forma de moléculas de alta energia, como NADH, FADH2 e GTP, além de liberar dióxido de carbono (CO2) como subproduto.

Para cada molécula de piruvato processada no ciclo de Krebs, ocorre a formação de três moléculas de NADH + H+, uma molécula de FADH2, duas moléculas de CO2 e uma molécula de GTP. Essa produção é essencial para a geração de ATP na cadeia transportadora de elétrons, etapa subsequente da respiração celular.

Analisando as alternativas apresentadas, a opção C é a correta, pois descreve com precisão os produtos formados por molécula de piruvato no ciclo de Krebs. As demais alternativas apresentam combinações incorretas desses produtos, seja em quantidade ou tipo de molécula.

Portanto, compreender o balanço energético e os produtos do ciclo de Krebs é crucial para o estudo do metabolismo energético celular, sendo a alternativa C a representação fiel desse processo bioquímico.

A levedura Saccharomyces cerevisiae é um organismo amplamente utilizado em processos industriais devido à sua capacidade de metabolizar a glicose mesmo na ausência de oxigênio, um fenômeno conhecido como fermentação alcoólica. A equação química apresentada demonstra claramente a conversão da glicose (C₆H₁₂O₆) em dióxido de carbono (CO₂), etanol (CH₃CH₂OH) e ATP, evidenciando a produção de energia nesse processo anaeróbico.

Esse tipo de fermentação ocorre no citosol da levedura, e não nas mitocôndrias, já que esta última organela está mais associada à respiração celular aeróbica. Além disso, os produtos dessa reação—etanol e CO₂—são essenciais para a produção de cerveja (onde o etanol confere o teor alcoólico e o CO₂ contribui para a carbonatação) e pão (no qual o CO₂ é responsável pelo crescimento da massa).

Portanto, a alternativa correta é a C), que indica corretamente o local do processo (citosol) e os produtos industriais associados (cerveja e pão). Outras opções mencionam mitocôndrias ou produtos como iogurte e vinagre, que estão relacionados a outros microrganismos ou processos metabólicos distintos.

O processo de fotossíntese e respiração celular aeróbica são fundamentais para a vida das plantas, estabelecendo um equilíbrio dinâmico entre a produção e o consumo de energia. Analisando as afirmativas apresentadas, é possível compreender melhor como esses processos se relacionam.

A primeira afirmativa é verdadeira (V), pois quando a taxa de fotossíntese supera a da respiração celular, a planta acumula carboidratos, que podem ser utilizados para crescimento, armazenamento ou outras funções metabólicas. Isso ocorre porque a fotossíntese produz mais glicose do que a respiração consome.

A segunda afirmativa é falsa (F), já que a taxa de fotossíntese nem sempre é superior à da respiração. Em condições de baixa luminosidade, por exemplo, a respiração pode predominar, especialmente à noite, quando a fotossíntese não ocorre.

A terceira afirmativa é verdadeira (V), pois existe um ponto de equilíbrio, conhecido como ponto de compensação fótico, em que as taxas de fotossíntese e respiração se igualam. Nesse caso, todo o CO₂ liberado na respiração é reutilizado na fotossíntese, sem acúmulo ou déficit de carboidratos.

A quarta afirmativa também é verdadeira (V), uma vez que a fotossíntese e a respiração celular formam um ciclo interdependente. Os carboidratos produzidos na fotossíntese são quebrados na respiração para gerar energia, liberando CO₂, que, por sua vez, é reutilizado na fotossíntese.

Portanto, a sequência correta é V – F – V – V, correspondente à alternativa B).

A exploração espacial e a possibilidade de colonização de Marte representam um dos desafios mais complexos já enfrentados pela humanidade. O projeto Mars One, embora ambicioso, traz à tona questões fundamentais sobre a sobrevivência humana em um ambiente hostil como o planeta vermelho. A proposta da empresa Paragon, com seu Sistema de Controle Ambiental do Habitat de Superfície e Suporte à Vida (ECLSS), demonstra avanços significativos na produção de recursos vitais como água e oxigênio a partir dos elementos disponíveis em Marte.

O processo de eletrólise da água para obtenção de oxigênio, associado à extração de componentes do solo marciano para produção de água, ilustra a capacidade humana de adaptar tecnologias terrestres a condições extremas. No entanto, a questão proposta no fragmento levanta uma hipótese intrigante: e se, em vez de oxigênio, fosse produzido um elemento análogo capaz de ser utilizado pelo corpo humano?

No contexto da respiração celular, a cadeia respiratória (alternativa D) é o local onde o oxigênio atua como aceptor final de elétrons, permitindo a formação de água e a produção de energia na forma de ATP. Caso um elemento análogo ao oxigênio fosse utilizado nesse processo, ele seria detectado justamente nessa etapa da respiração celular, pois é ali que ocorre a redução do oxigênio para formação de água. As outras alternativas apresentadas – ciclo de Krebs, glicólise, ciclo de Calvin e fase de Hill – referem-se a processos metabólicos distintos que não envolvem o consumo direto de oxigênio.

Essa reflexão reforça a importância de compreendermos não apenas os desafios tecnológicos da colonização espacial, mas também as adaptações biológicas necessárias para garantir a sobrevivência humana em ambientes extraterrestres. A interação entre tecnologia e biologia será fundamental para transformar a ficção científica em realidade.

As enzimas envolvidas na glicólise são essenciais para o processo de quebra da glicose em piruvato, uma etapa fundamental do metabolismo energético celular. Entre as principais enzimas desse processo estão a fosfofrutoquinase e a piruvato-quinase, que correspondem à alternativa correta (A).

A fosfofrutoquinase é uma enzima regulatória chave da glicólise, responsável pela fosforilação da frutose-6-fosfato, convertendo-a em frutose-1,6-bifosfato. Essa reação é um ponto de controle importante do metabolismo glicolítico. Já a piruvato-quinase atua na etapa final da via, transferindo um grupo fosfato do fosfoenolpiruvato (PEP) para o ADP, gerando piruvato e ATP.

As demais alternativas apresentam enzimas que não participam da glicólise: a opção B inclui enzimas do ciclo de Krebs (piruvato-desidrogenase e citrato-sintase); a C menciona enzimas da gliconeogênese (piruvato-carboxilase e frutose-1,6-bifosfatase); e a D apresenta enzimas também do ciclo de Krebs (isocitrato-desidrogenase e α-cetoglutarato-desidrogenase).

A mitocôndria é uma organela essencial para a célula, desempenhando um papel central no metabolismo energético, principalmente através da respiração celular aeróbia. Seu interior é preenchido por uma solução gelatinosa composta por enzimas, substratos, cofatores e íons, que são fundamentais para as reações bioquímicas que ocorrem nesse compartimento.

Essa solução gelatinosa, conhecida como matriz mitocondrial, é o local onde acontecem etapas cruciais do ciclo de Krebs e da beta-oxidação de ácidos graxos. Além disso, a matriz contém DNA mitocondrial, ribossomos e outras moléculas necessárias para a síntese proteica específica da organela.

Das opções apresentadas:

• A) Crista - Incorreto. As cristas são dobras da membrana interna que aumentam a superfície para as reações da cadeia transportadora de elétrons.
• B) Membrana interna - Incorreto. A membrana interna é uma barreira seletiva onde ocorre a fosforilação oxidativa.
• C) Matriz - Correto. A matriz é de fato a solução gelatinosa que preenche o interior da mitocôndria.
• D) Membrana externa - Incorreto. A membrana externa é porosa e envolve toda a organela.
• E) Espaço intermembranoso - Incorreto. Este é o compartimento entre as membranas interna e externa.

Portanto, a alternativa correta é C) Matriz, que corresponde à solução gelatinosa descrita no enunciado.

Microrganismos desempenham um papel fundamental em diversos processos industriais, contribuindo para a produção de alimentos, bebidas e outros produtos essenciais. Sua capacidade de transformar substâncias através de processos fermentativos e metabólicos é amplamente explorada em setores como o alimentício e o farmacêutico.

No contexto apresentado, a questão aborda a utilização de microrganismos em diferentes aplicações industriais, destacando quatro exemplos corretos e uma exceção. Analisando as alternativas:

• Acetobacter é de fato utilizado na produção de vinagre, convertendo etanol em ácido acético.
• Lactobacillus casei participa da fermentação láctica, sendo essencial na produção de coalhada.
• Saccharomyces cerevisiae, um fungo, é amplamente empregado na fermentação alcoólica, inclusive na produção de saquê.
• Streptococcus thermophilus atua na fermentação do iogurte, em conjunto com outras bactérias lácteas.

A alternativa B), que menciona Humulus lupulus, está incorreta porque este não é um microrganismo, mas sim o nome científico do lúpulo, uma planta utilizada para conferir amargor e aroma à cerveja. Os microrganismos responsáveis pela fermentação da cerveja são leveduras, como a própria Saccharomyces cerevisiae. Portanto, o gabarito correto é B), por ser a única opção que não se refere a um microrganismo.