Bio.

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Semana 9

Rubens Oda(Rebeca Khouri)

04/04

07/04

11/04

05/04

12/04

CRONOGRAMAExercícios: bioquímica

15:00

Revisão

13:30

Tipos celulares e membranas

15:00

Citoplasma e organelas

15:00

Respiração e fermentação

13:30

18/04 Fotossíntese e quimiossíntese

15:00

19/04 Exercícios: membrana e citoplasma

15:00

25/04 Anabolismo nuclear e síntese protéica

13:30

26/04 Mitose e meiose

15:00

28/04 Exercícios: síntese protéica, núcleo e divisão

15:00

01. Resumo

02. Exercício de Aula

03. Exercício de Casa

04. Questão Contexto

Respiração e fermentação

12abr

6Bi

o.

RESUMOA respiração celular e a fermentação são reações do

metabolismo energético dos organismos, que tem

como objetivo a obtenção de energia na forma de

ATP.

Os processos da respiração celular ocorrem no cito-

plasma e nas mitocôndrias. As três etapas da respi-

ração são:

✓ Glicólise: A glicólise ocorre no citosol da célula

e não utiliza o oxigênio. Nela, ocorre a quebra inicial

da glicose, gerando duas moléculas de piruvato (áci-

do pirúvico);

✓ Ciclo de Krebs: Ocorre a descarboxilação e desi-

drogenação completa dos piruvatos, e é liberado gás

carbônico e elétrons, que são capturados por acep-

tores intermediários, o NAD e o FAD.

✓ Cadeia respiratória: Os elétrons levados pelo

NAD e FAD passam por diversos transportadores,

sendo os mais importantes os citocromos, e a ener-

gia do elétron é utilizada para bombear prótons para

o espaço intermembranas da membrana. Com o au-

mento da concentração de H+ dentro da mitocôn-

dria, para evitar a acidez da organela, os elétrons se

ligam ao oxigênio, que é o último aceptor de elétrons,

formando água. A cadeia respiratória tem como pro-

duto final 34 ATP.

A fermentação é um processo anaeróbico de obten-

ção de energia, e pode ser pode ser alcoólica ou lá-

tica.

A etapa inicial da fermentação é a mesma da respira-

ção celular: a glicólise. O rendimento energético da

fermentação é apenas do 2 ATP, porém é um proces-

so mais rápido que a respiração aeróbica.

Na fermentação alcoólica, após a glicólise o piruvato

perde o gás carbônico, formando um aldeído (acetal-

deído ou etanal), e quando ele recebe os hidrogênios

do NAD forma o etanol.

Na fermentação lática, após a glicólise, o NAD reo-

xida o piruvato, que se transforma em ácido lático.

7Bi

o.

EXERCÍCIOS DE AULA

1. (PUC) Analise as afirmações abaixo, relativas ao processo do metabolismo ener-

gético:

I. Fermentação, respiração aeróbica e respiração anaeróbica são processos de

degradação das moléculas orgânicas em compostos mais simples, liberando

energia.

II. Todos os processos de obtenção de energia ocorrem na presença do oxigênio.

III. A energia liberada nos processos do metabolismo energético é armazenada

nas moléculas de ATP.

IV. No processo de fermentação, não existe uma cadeia de aceptores de hidro-

gênio que está presente na respiração aeróbica e anaeróbica.

V. Na respiração aeróbica, o último aceptor de hidrogênio é o oxigênio, enquanto

na respiração anaeróbica, é outra substância inorgânica.

VI. Na fermentação, a energia liberada nas reações de degradação é armazena-

da em 38 ATPs, enquanto na respiração aeróbica e anaeróbica é armazenada em

2 ATPs.

Estão corretas:

a) I, III, IV, V

b) I, III, V, VI

c) I, IV, V, VI

d) I, II, IV, V

e) I, II, III, IV

2. (UFPB) O esquema a seguir mostra parte das reações da cadeia respiratória que

ocorre nas membranas internas das mitocôndrias, com detalhe para a produção

de ATP (adenosina trifosfato), de acordo com a teoria quimiosmótica. Conside-

rando a estrutura mitocondrial, o processo destacado na figura e a utilização do

ATP pelas células, identifique as afirmativas corretas:

8Bi

o.

3. (VUNESP)

“PELO PAN, TENISTAS SÃO AVALIADAS EM SELEÇÃO PERMANENTE. – Com o objetivo de participar do PanAmericano no Rio de Janeiro, as oito

melhores tenistas brasileiras estão sendo avaliadas pelo coordenador da

Equipe Feminina Nacional Permanente, (...). Neste sábado, por exemplo,

as tenistas fizeram testes de fadiga muscular. A proposta da Confederação

Brasileira de Tênis (CBT), aliás, é que esse exame seja realizado em todos os

tenistas profissionais do Brasil.”

(www.gazetaesportiva.net, 03.03.2007.)

Abordando o metabolismo celular, relacione o fenômeno da fadiga muscular

com a prática esportiva das tenistas citadas no texto.

4. (VUNESP) Os esquemas representam três rotas metabólicas possíveis, pelas

quais a glicose é utilizada como fonte de energia.

a) Quais rotas ocorrem em ambiente totalmente anaeróbico?

b) Cite dois grupos de organismos nos quais se verificam as rotas 1 e 2. Cite dois

produtos da indústria alimentícia fabricados a partir dos processos representa-

dos nessas rotas

( ) O ADP é transformado em ATP, a partir da energia resultante de um gradiente

de prótons, liberada durante as reações da cadeia respiratória.

( ) A síntese de ATP é maior em células que realizam intenso trabalho, como as

células da musculatura cardíaca.

( ) O ATP é a moeda universal de transferência de energia entre os produtores

de bens (respiração celular) e os consumidores de bens (trabalho celular).

( ) A quantidade de invaginações (cristas) da membrana interna é inversamente

proporcional à atividade celular.

( ) O cianeto, um veneno de ação rápida que bloqueia o transporte de elétrons,

não altera a síntese do ATP.

9Bi

o.

EXERCÍCIOS DE CASA1. (UFF) Dois microrganismos, X e Y, mantidos em meio de cultura sob condições

adequadas, receberam a mesma quantidade de glicose como único substrato

energético. Após terem consumido toda a glicose recebida, verificou-se que o

microrganismo X produziu três vezes mais CO2 do que o Y. Considerando-se es-

sas informações, concluiu-se ter ocorrido:

a) Fermentação alcoólica no microorganismo X.

b) Fermentação lática no microorganismo X.

c) Respiração aeróbica no microorganismo Y.

d) Fermentação alcoólica no microorganismo Y.

e) Fermentação lática no microorganismo Y.

2. (FATEC) Os esquemas, a seguir, evidenciam três maneiras diferentes através das

quais a glicose pode ser utilizada como fonte de energia necessária à manuten-

ção da vida.

Assinale a alternativa correta sobre esses esquemas.

a) Os esquemas 1 e 3 ocorrem em ambientes totalmente anaeróbios para a pro-

dução de pães e bolos.

b) O esquema 1 exibe a fermentação alcoólica realizada nas mitocôndrias de le-

veduras com consumo de oxigênio.

c) O esquema 2 revela um processo aeróbio realizado nas mitocôndrias de lacto-

bacilos e de células musculares humanas.

d) O esquema 3 demonstra um processo aeróbio em que o gás oxigênio atua

como agente oxidante de moléculas orgânicas.

e) Os esquemas 1, 2 e 3 evidenciam processos aeróbios de obtenção de energia

que ocorrem em plantas e animais em geral.

3. (PUC) Observe atentamente o esquema abaixo.

10Bi

o.

Com base no esquema e em seus conhecimentos sobre o assunto, assinale a al-

ternativa incorreta.

a) Glicose e ácidos graxos são substratos importantes para iniciar as vias das re-

ações químicas que acontecem dentro das mitocôndrias, porém a glicose não

entra nessa organela.

b) A cadeia respiratória, que ocorre nas mitocôndrias, depende de oxigênio para

produção de ATP e água, representada por B.

c) O Ciclo de Krebs é uma etapa comum para a oxidação completa de carboi-

dratos e de lipídeos como os triglicerídeos ou fosfolipídios representados por A.

d) A oxidação de componentes orgânicos para a produção de NADH2 não ocorre

fora da matriz mitocondrial.

4. No gráfico a seguir, observa-se a produção de CO2 e ácido lático no músculo de

um atleta que está realizando atividade física.

Sobre a variação da produção de CO2 e ácido lático em A e B, analise as seguin-

tes afirmativas.

I. A partir de T1 o suprimento de O2 no músculo é insuficiente para as células mus-

culares realizarem respiração aeróbica.

II. O CO2 produzido em A é um dos produtos da respiração aeróbica, durante o

processo de produção de ATP pelas células musculares.

III. Em A, as células musculares estão realizando respiração aeróbica e, em B, um

tipo de fermentação.

IV. A partir de T1, a produção de ATP pelas células musculares deverá aumentar.

Das afirmativas acima, estão corretas:

a) Apenas I e II.

b) Apenas III e IV.

c) Apenas I, II e III.

d) Apenas I, II e IV.

e) Apenas II, III e IV.

5. (UNIRIO)

Além do ácido lático, as bactérias geram vários produtos importantes atra-

vés da fermentação. O queijo suíço, por exemplo, é fabricado pela fermenta-

ção de uma bactéria que forma ácido propiônico e gás carbônico. Esse gás

forma as bolhas que se transformam nos famosos buracos do queijo suíço.

Outra bactéria forma ácido acético, fermentando a sidra (vinho da maçã) ou

vinho da uva, produzindo vinagre. O ranço da manteiga se deve ao ácido bu-

tírico, que também é produto da fermentação de bactérias. O álcool usado

como combustível e como solvente, além de outros solventes como a aceto-

11Bi

o.

6. (UERJ) Muitas bactérias aeróbicas apresentam um mecanismo de geração de

ATP parecido com o que é encontrado em células eucariotas. O esquema abaixo

mostra a localização, nas bactérias aeróbicas, da cadeia respiratória, da enzima

ATP-sintase e das etapas do metabolismo energético da glicose.

a) Cite em que estruturas se localizam, nas células eucariotas, os elementos indi-

cados na legenda do esquema apresentado.

b) Admita que a bactéria considerada seja aeróbica facultativa e que, em anaero-

biose, produza ácido lático. Nessas condições, explique o processo de geração

de ATP e de produção de ácido lático.

na e o álcool isopropílico, também é produto da fermentação.

LINHARES, Sérgio e GEWANDSNAJDER, Fernando. Biologia Hoje. São

Paulo, Editora Ática, 1997. Volume 1, p. 166.

A origem dos diversos resíduos da fermentação, como os citados no texto, de-

pende da:

a) Variação de temperatura em que ocorrem as reações do processo.

b) Quantidade de energia produzida na forma de ATP ao longo da reação.

c) Forma de devolução dos hidrogênios capturados pelo NAD ao ácido pirúvico,

formando diferentes compostos orgânicos.

d) Natureza química da molécula utilizada como matéria-prima na reação.

e) Disponibilidade de água como aceptor final de hidrogênios.

7. (UERJ) Considere o metabolismo oxidativo da glicose em células musculares car-

díacas. Descreva as características desse processo metabólico após a instalação

de deficiência de suprimento sanguíneo no coração.

8. (FUVEST) A tabela abaixo apresenta algumas características de dois tipos de fi-

bras musculares do corpo humano.

12Bi

o.

9. (UNICAMP) Um grupo de camundongos recebeu para inalação uma mistura de

ar e cádmio (Cd), metal pesado normalmente encontrado na fumaça do cigarro.

Um outro grupo recebeu apenas ar, sem Cd. A tabela abaixo mostra o resultado

da análise das mitocôndrias das células presentes nos testículos desses animais.

Tabela - Porcentagem (%) de mitocôndrias com membrana interna e cristas da-

nificadas:

a) Qual a conseqüência no consumo de O2 nas mitocôndrias de animais do grupo

que inalou cádmio? Por que isso ocorre?

b) O que se pode esperar sobre a mobilidade dos espermatozóides dos animais

expostos a Cd em relação ao grupo controle? Por quê?

a) Em suas respectivas provas, um velocista corre 200m, com velocidade aproxi-

mada de 36km/h, e um maratonista corre 42km, com velocidade aproximada de

18km/h. Que tipo de fibra muscular se espera encontrar, em maior abundância,

nos músculos do corpo de cada um desses atletas?

b) Em que tipo de fibra muscular deve ser observado o maior número de mito-

côndrias? Justifique.

10. (UFSCAR) Há cerca de um século, o químico e microbiologista Louis Pasteur,

estudando leveduras, verificou que esses organismos eram anaeróbicos faculta-

tivos, uma vez que podiam viver tanto na presença quanto na ausência de oxigê-

nio. Pasteur verificou que a taxa de consumo de açúcar por leveduras crescen-

do em ambientes anaeróbicos era maior que aquela apresentada por leveduras

crescendo em meio aeróbico.

a) Que processos são utilizados pelas leveduras para a obtenção de energia a

partir de glicose, na presença e na ausência de oxigênio?

b) Explique as diferenças na utilização do açúcar nesses processos.

13Bi

o.

QUESTÃO CONTEXTO“Você já experimentou pães fermentados naturalmente? A fermentação na-

tural deixa o pão com textura e sabor bem característicos, mas é mais de-

morada.”

<Fonte do texto e da imagem: https://cbncuritiba.com/2016/09/28/cbn-

-curitiba-honesta-5-lugares-quem-fazem-pao-com-fermentacao-natural-

-em-curitiba/; data de acesso: 04/03/2017>

Se quiser fazer um pão gostoso e macio, ao utilizar o fermento natural, deve-se

apertar bem a massa e deixar “o pão crescer”. Diga porque isso é necessário e

que parte da reação está envolvida no “crescimento” do pão.

14Bi

o.

01.Exercício de aula1. a

2. V V V F F

3. O teste de fadiga muscular mede a concen-

tração de ácido láctico na corrente sanguínea das

atletas logo após o treino e durante as horas subse-

quentes, avaliando o preparo físico desses atletas.

Em atividades físicas intensas e prolongadas, muitas

vezes o fornecimento de oxigênio ao tecido muscu-

lar não é suficiente, assim as células musculares re-

alizam a fermentação láctica para suprir a demanda

energética durante a atividade. Quanto maior for o

preparo físico das atletas melhor o aporte de oxigê-

nio para o tecido muscular e menor a quantidade de

ácido láctico produzido via fermentação.

4. a) As rotas 1 e 2, correspondentes a proces-

sos de fermentação, ocorrem em condições anaeró-

bicas.

b) Rota 1: fungos. Rota 2: bactérias. No caso da rota

1, a produção de pães e de bebidas alcoólicas. Na

rota 2, iogurtes e certos queijos.

02.Exercício de casa1. d

2. d

3. d

4. c

5. c

6. a) Cadeia respiratória: membrana interna

da mitocôndria ATP-sintase: membrana interna da

mitocôndria Ciclo de Krebs: matriz mitocondrial Gli-

cólise: citosol

b) Em anaerobiose, a geração de ATP será exclu-

sivamente feita durante a glicólise, já que a cadeia

respiratória e, consequentemente, o ciclo de Krebs

estarão inativos. Para que haja continuidade na ati-

vidade glicolítica, é preciso que o NADH produzido

seja reoxidado a NAD+ , o que é possível por meio

da redução do ácido pirúvico formado na glicólise

em ácido lático.

7. Na situação de irrigação sanguínea defi-

ciente, devido à condição anaeróbica, o piruvato

não é oxidado no ciclo dos ácidos tricarboxílicos,

sendo reduzido a lactato, promovendo dores mus-

culares

8. a) Nos músculos do velocista haverá maior

abundância de fibras do tipo IIB; nos do maratonista,

de fibras tipo I.

b) O maior número de mitocôndrias deverá ser en-

contrado nas fibras do tipo I, já que estas obtêm a

maior parte de sua energia por meio da respiração

aeróbia — processo que depende de alta concen-

tração de enzimas oxidativas.

9. a) Nas mitocôndrias dos animais que ina-

laram Cd, há uma diminuição no consumo de oxi-

gênio, pois a transferência de elétrons que se dá na

membrana interna e nas cristas da mitocôndria vai

ocorrer mais lentamente.

b) A mobilidade do flagelo do espermatozóide irá di-

minuir, pois as mitocôndrias com as membranas in-

ternas danificadas produzirão menos ATP, fonte de

energia para a mobilidade do espermatozóide.

10. a) Na presença de oxigênio, as leveduras

obtêm energia por meio da respiração aeróbica; na

ausência de oxigênio, esses microorganismos reali-

zam a fermentação alcoólica.

b) No processo da respiração celular, as moléculas

de glicose são “quebradas”, deixando como resíduos

gás carbônico e água e liberando grande quantida-

de de energia (ATP). Na fermentação, a “quebra” da

glicose é parcial, resultando, no final do processo,

moléculas de gás carbônico e álcool etílico (etanol),

com uma menor liberação de energia.

03. Questão ContextoA fermentação é uma forma de obtenção de ener-

gia anaeróbica, e ao apertar bem a massa, tira-se o

oxigênio do meio, fazendo com que a fermentação

ocorra com maior eficiência. O “crescimento” do

pão se dá pela liberação do gás carbônico, que for-

mam bolhas e deixam a massa maior e mais macia.

GABARITO