Superlista Bioenergética

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1 Superlista Bioenergética 1. (Uerj) O ciclo dos ácidos tricarboxílicos, ou ciclo de Krebs, é realizado na matriz mitocondrial. Nesse ciclo, a acetilcoenzima A, proveniente do catabolismo de carboidratos, lipídios e proteínas, é oxidada. Cite um monossacarídeo e duas substâncias derivadas da hidrólise de um tipo de lipídio que podem gerar acetilcoenzima A. Em seguida, nomeie o derivado do catabolismo de monossacarídeos que, por reações de desidrogenação e descarboxilação, é o precursor imediato da acetilcoenzima A. 2. (Uerj) A irisina, um hormônio recentemente descoberto, é produzida por células musculares durante a atividade física. Ela atua sobre as mitocôndrias de certos tipos de células adiposas, acelerando a oxidação dos lipídios e liberando energia sob a forma de calor. Identifique a alteração provocada pela ação da irisina sobre o metabolismo energético das mitocôndrias dessas células adiposas. Nomeie um outro hormônio conhecido cuja atuação seja semelhante à da irisina nas células do organismo. 3. (Unb) Considerando a figura acima, que mostra, de forma simplificada, a ação gênica em uma célula, julgue os itens a seguir. a) O gene 1 codifica uma proteína para exportação, e o gene 2, uma proteína para ser utilizada no citoplasma. b) O gene 3 codifica uma proteína que será utilizada por uma organela que, em humanos, é transmitida à prole somente pelo pai.

2 c) O gene 4 está ou em uma estrutura que é responsável pela produção de energia, ou em uma estrutura que pode estar envolvida em processos metabólicos responsáveis pela captação de CO 2 atmosférico. d) A figura ilustra a ação gênica em uma célula procariótica. 4. (Uerj) Uma amostra de mitocôndrias e outra de cloroplastos foram colocadas em meios de incubação adequados ao metabolismo normal de cada organela. As amostras, preparadas na ausência de luz, foram iluminadas do início até o final do experimento. Os gráficos abaixo indicam os resultados obtidos, para cada uma das organelas, nos quatro parâmetros medidos no experimento. Identifique, por seus números, as curvas que correspondem às amostras de mitocôndrias e as que correspondem às amostras de cloroplastos, justificando sua resposta. 5. (Uerj) Na fosforilação oxidativa, a passagem de elétrons através da cadeia respiratória mitocondrial libera a energia utilizada no bombeamento de prótons da matriz para o espaço entre as duas membranas da mitocôndria. O gradiente de prótons formado na membrana interna, por sua vez, é a fonte de energia para a formação de ATP, por fosforilação do ADP. Algumas substâncias tóxicas, como o dinitrofenol (DNF), podem desfazer o gradiente de prótons, sem interferirem no fluxo de elétrons ao longo da cadeia respiratória. Em um experimento, uma preparação de mitocôndrias foi incubada com substrato, O 2, ADP e fosfato, mantidos em concentrações elevadas durante todo o tempo considerado. Após alguns minutos de incubação, adicionou-se ao meio a droga DNF. Observe os gráficos a seguir: Indique o gráfico que representa a variação do quociente Q durante o tempo de incubação no experimento realizado. Justifique sua resposta. 6. (Uerj) Uma célula está abastecida de energia quando a concentração de ATP está mais elevada do que as concentrações de ADP-AMP. Ao contrário, concentrações maiores de ADP-AMP indicam um nível energético baixo. Portanto, são as concentrações intracelulares

3 desses três nucleotídeos que controlam o metabolismo energético celular, por meio da ativação ou inibição de enzimas. O esquema a seguir mostra resumidamente o metabolismo da glicose em uma célula muscular. Nele estão ressaltadas as etapas geradoras de ATP, além da regulação desse sistema por duas importantes enzimas: a glicogênio fosforilase b e a fosfofrutoquinase. Descreva como as atividades das duas enzimas reguladoras citadas são controladas por ATP e por ADP-AMP para a manutenção de níveis ideais de ATP intracelular. 7. (Uerj) Em um experimento, os tubos I, II, III e IV, cujas aberturas estão totalmente vedadas, são iluminados por luzes de mesma potência, durante o mesmo intervalo de tempo, mas com cores diferentes. Além da mesma solução aquosa, cada tubo possui os seguintes conteúdos: A solução aquosa presente nos quatro tubos tem, inicialmente, cor vermelha. Observe, na escala abaixo, a relação entre a cor da solução e a concentração de dióxido de carbono no tubo. Os tubos I e III são iluminados por luz amarela, e os tubos II e IV por luz azul. Admita que a espécie de alga utilizada no experimento apresente um único pigmento fotossintetizante. O gráfico a seguir relaciona a taxa de fotossíntese desse pigmento em função dos comprimentos de onda da luz.

4 Após o experimento, o tubo no qual a cor da solução se modificou mais rapidamente de vermelha para roxa é o representado pelo seguinte número: a) I b) II c) III d) IV 8. (G1 - cftmg) As reações químicas representadas no esquema podem ocorrer em uma mesma célula. Sobre essas reações químicas, é INCORRETO afirmar que a(o) a) oxigênio origina-se da molécula de água. b) fase luminosa é independente da fase química. c) carboidrato produzido gera outras substâncias. d) luz é fundamental para a excitação dos elétrons. 9. (Uel) Leia o texto a seguir. O químico estadunidense Daniel Nocera anunciou o desenvolvimento de um dispositivo conhecido como folha artificial, capaz de produzir energia elétrica a partir de luz solar e água sem gerar poluentes. A folha artificial utiliza a luz solar para quebrar moléculas de água (H 2 O), de forma semelhante ao que ocorre nas plantas durante o processo de fotossíntese. Entretanto, na folha artificial, os átomos de hidrogênio e de oxigênio são armazenados em uma célula combustível que poderá produzir energia elétrica

5 imediatamente ou ser utilizada mais tarde. Nunca uma fonte de energia limpa esteve tão associada ao termo verde. (Adaptado de: Ciência Hoje. abr Disponível em: <http://cienciahoje.uol.com.br/noticias/2011/04/fotossintese-sintetica>. Acesso em: 18 maio 2013.) a) No processo realizado pela folha artificial, são formados átomos de hidrogênio e de oxigênio. Cite os produtos formados ao final da fase fotoquímica (fase clara) da fotossíntese vegetal. b) O principal objetivo do desenvolvimento da folha artificial é a produção de energia elétrica. Qual a principal utilização da energia armazenada ao final da fase fotoquímica, no caso da fotossíntese vegetal? 10. (Uel) Leia o texto a seguir. Elysia chlorotica (um tipo de lesma-do-mar) é um molusco híbrido de animal e vegetal, considerado o primeiro animal autotrófico. Cientistas identificaram que o Elysia incorporou o gene das algas Vaucheria litorea o psbo das quais ele se alimentava, por isso desenvolveu a capacidade de fazer fotossíntese por aproximadamente nove meses. Os últimos estudos revelam que o molusco marinho também desenvolveu capacidades químicas, permitindo-lhe sintetizar clorofila, produzindo, assim, seu alimento. Essa capacidade é a mais nova proeza do Elysia, cujas habilidades evolutivas têm chamado a atenção da comunidade científica. (Adaptado de: Super Interessante. mar Disponível em: <http://super.abril.com.br/mundo-animal/criatura-fusao-animal-vegetal shtml>. Acesso em: 20 jun ) a) Explique a função da clorofila na fotossíntese. b) Pelo fato de realizar fotossíntese, qual seria uma possível vantagem adaptativa do Elysia chlorotica em relação a outros moluscos que são heterotróficos? 11. (Uepb) Em regiões tropicais, como nosso país, certas plantas apresentam adaptações às condições ambientais, tais como alta intensidade luminosa, altas temperaturas e baixa disponibilidade de água. Nessas condições, os estômatos podem permanecer fechados por muito tempo durante o dia, o que reduz a transpiração da planta, mas também restringe a entrada de gás carbônico, fundamental para o processo de fotossíntese. Assim, nessas regiões, foram identificadas plantas com diferentes estratégias adaptativas, no que diz respeito ao processo fotossintético. Sobre o tema acima exposto são apresentadas as proposições a seguir. Relacione as colunas com o tipo de planta que as apresenta. I. Plantas C 3 II. Plantas C 4 III. Plantas CAM (A) O milho e a cana-de-açúcar são exemplos de plantas. (B) Nessas plantas, o ciclo C 4 ocorre durante a noite e, durante o dia, o ácido málico, formado no citosol e armazenado no vacúolo de suco celular, é liberado e origina CO 2,que entra no Ciclo de Calvin. (C) Nessas plantas, os ciclos C 3 e C 4 ocorrem em células distintas e podem ser concomitantes, (D) Nessas plantas, o CO 2, entra no Ciclo de Calvin e se une à ribulose bifosfato (RuBP); o produto de seis carbonos resultante é instável e, por ação da rubisco, formam-se duas moléculas de ácido fosfoglicérico (PGA).

6 (E) Os cactos e o abacaxi são exemplos de plantas. Assinale a opção que apresenta a relação correta entre as colunas. a) II D; III E; II C; I A; III B. b) li E; III C; II D; I B; III A. c) II A; III B; II E; l C; III D. d) li C; III D; II A; I E; III B. e) II A; III B; II C; I D; III E. 12. (Uepg) Com relação ao processo de fotossíntese esquematizado abaixo, assinale o que for correto. 01) A fase escura da fotossíntese, também denominada de ciclo de Calvin, está representada na Fase II e ocorre nos tilacoides dos cloroplastos. 02) Na Fase I, os átomos de hidrogênio provenientes da água e os carbonos obtidos a partir do gás carbônico ocasionam a produção de glicose. 04) Na Fase I, há à produção de hidrogênio e gás carbônico, os quais são imediatamente liberados pela planta ao ambiente. 08) Nos eucariotos, a fotossíntese ocorre nos cloroplastos. Já nas cianobactérias (seres procariotos), a fotossíntese ocorre em um conjunto de membranas, semelhantes às membranas dos tilacoides, localizadas no citossol. 16) A fase clara da fotossíntese, ou etapa fotoquímica, está representada na Fase I e ocorre na presença de energia luminosa, que é absorvida pela clorofila e armazenada na forma de ATP.

7 Gabarito: Resposta da questão 1: A hidrólise de tricerídeos produz o glicerol (3C) e ácidos graxos. O glicerol pode ser descarboxilado e originar o composto acetilcoenzima A, o qual inicia o ciclo dos ácidos tricarboxílicos (ciclo de Krebs). O derivado do catabolismo de monossacarídeos que sofreu desidrogenação e descarboxilação é o ácido acético (íon acetil) que é o precursor imediato da acetilcoenzima A. Resposta da questão 2: Desacoplamento da fosforilação oxidativa. Hormônios tireoidianos. Resposta da questão 3: a) Correta. b) Incorreta. As mitocôndrias apresentam herança materna porque são herdadas por meio do citoplasma do óvulo. Durante a fecundação, apenas o núcleo e os centríolos do espermatozoide penetram no óvulo. c) Correta. d) Incorreta. A figura ilustra a ação gênica em uma célula eucariótica por apresentar envoltório nuclear e organelas membranosas como o complexo golgiense, mitocôndrias, etc. Resposta da questão 4: Mitocôndrias: 2, 3, 5 e 8. As mitocôndrias não produzem oxigênio e mantêm inalteradas as taxas de produção de gás carbônico e ATP, independentemente da luminosidade. Cloroplastos: 1, 4, 6 e 7. Os cloroplastos não produzem oxigênio e ATP na ausência de luz e também não produzem gás carbônico. Eles consomem CO 2 ao realizarem a fotossíntese na presença de luz. Resposta da questão 5: Gráfico I: o DNF, desfazendo o gradiente de prótons, inibe a síntese de ATP, mas não atua na cadeia respiratória. Consequentemente, o quociente entre a taxa de síntese de ATP e a taxa de consumo de O 2 deverá ser menor, após a adição do DNF. Resposta da questão 6: O ATP funciona como inibidor das enzimas quando sua concentração está alta, já que não há necessidade de gerá-lo. O ADP e o AMP funcionam como ativadores das enzimas, já que altos níveis dessas moléculas indicam que a concentração de ATP está baixa, sendo necessário acelerar sua produção. Resposta da questão 7: [B] [Resposta do ponto de vista da disciplina de Química] A partir do gráfico verifica-se maior taxa de fotossíntese no comprimento de onda azul, neste caso ocorre maior consumo de gás carbônico (CO 2) e diminuição de sua concentração (cor da solução tendendo à roxa).

8 Conclusão: o tubo no qual a cor da solução se modificou mais rapidamente de vermelha para roxa é aquele no qual encontramos apenas algas, ou seja, o tubo número II. [Resposta do ponto de vista da disciplina de Biologia] Ao absorver o comprimento de luz equivalente ao azul, o pigmento fotossintetizante da alga apresenta a maior eficiência na fixação do CO 2 como matéria orgânica. No tubo II, a cor da solução deve ficar roxa devido ao consumo de CO 2 durante a fotossíntese realizada pela alga. No tubo IV, os caramujos respiram e liberam CO 2 para a solução. Resposta da questão 8: [B] A fase luminosa é dependente da fase química porque o ATP é formado a partir do ADP + Pi, e a redução do NADPH 2 só acontece se houver disponibilidade de NADP. Resposta da questão 9: a) Ao final da fase fotoquímica da fotossíntese vegetal, têm-se como produtos NADPH, ATP e gás oxigênio (O 2 ). b) A energia armazenada ao final da fase fotoquímica na forma de ATP e NADPH é utilizada principalmente para a síntese de carboidratos a partir de CO 2 durante a etapa química da fotossíntese. Resposta da questão 10: a) A clorofila é o pigmento que absorve energia luminosa e a transforma em energia química presente nas moléculas de glicose. b) De acordo com o texto, a espécie Elysia chlorotica por incorporar o gene das algas desenvolveu a capacidade de realizar fotossíntese, desta forma apenas como água e gás carbônico, na presença de luz, será capaz de produzir seu próprio alimento (autótrofo) não dependendo de fontes externas para sua sobrevivência como outros moluscos heterotróficos. Resposta da questão 11: [E] O milho e a cana de açúcar são exemplos de plantas C 4, porque fixam, inicialmente, o CO 2 em um ácido com quatro carbonos, o ácido málico. Em plantas CAM, como os cactos e o abacaxi, o CO 2 é fixado em ácido málico durante a noite. De dia, os estômatos dessas plantas ficam fechados para evitar a transpiração excessiva. Em plantas C 3, o CO 2 é fixado

9 pela enzima rubisco (ribulose bifosfato carboxilase oxidase), formando um composto instável que é degradado, originando duas moléculas de ácido fosfoglicérico (PGA). Resposta da questão 12: = 24. O item [01] está incorreto. O ciclo de Calvin ocorre no estroma do cloroplasto. O item [02] está incorreto. Os hidrogênios provenientes da água serão utilizados para formar o NADPH e somente na fase escura (fase II) será utilizado o carbono obtido a partir do gás carbônico para a formação da glicose. O item [04] está incorreto. Na fase I é produzido o NADPH e o ATP.

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