Exercícios - Mitocôndria e Respiração Celular

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MITOCÔNDRIA E 
RESPIRAÇÃO CELULAR
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64
(UEMA 2016) As células são unidades morfofisiológicas 
dos seres vivos e da sua complexidade depende a vida, 
possuindo organelas especializadas na realização de 
determinadas funções. Construindo um paralelo, a 
ilha de São Luís do Maranhão é limitada pelas Baías 
de São Marcos e São José, incluindo os municípios 
de São Luís, São José de Ribamar, Paço do Lumiar e 
Raposa, e é alimentada energeticamente pela estação 
do Sacavém. Além disso, possui um complexo sistema 
de circulação de produtos e de pessoas. 
Relacione os elementos apontados na caracterização da 
ilha com os componentes celulares denominados: retículo 
endoplasmático, mitocôndrias e membrana plasmática.
A seguir, explique suas respectivas funções. 
(UFPR 2015) Embora a célula eucariota seja altamente 
compartimentalizada, os processos necessários para 
a vida estão integrados em redes. Por exemplo, 
apenas uma parte do ATP sintetizado numa organela 
conversora de energia é utilizada na própria organela, 
sendo o restante do ATP exportado da organela e 
utilizado por outros compartimentos celulares, como 
os especializados na biossíntese, processamento e 
distribuição de proteínas.
Quais são as organelas indicadas em B, C e D?
Qual processo celular está indicado em A?
Qual processo bioquímico está representado em E?
Por qual mecanismo o CO2 sai da célula? 
1
2
(UFSC 2014) As células apresentam grande variedade 
de formas e funções, as quais são relacionadas 
ao seu repertório de organelas. Nas micrografias 
eletrônicas abaixo, é possível observar o citoplasma 
de uma célula da glândula parótida de um hamster, 
bem como o detalhamento de algumas organelas nas 
imagens menores à direita. 
Indique a soma da(s) proposição(ões) CORRETA(S).
3
A organela C está vinculada à função de respiração celular 
anaeróbica. Esta organela está presente em grandes 
quantidades em espermatozoides. 
As células intestinais que produzem enzimas apresentam 
grandes quantidades da organela D em seu citoplasma. 
A organela B está presente em grandes quantidades em 
células do fígado, onde desempenha importante função 
de destoxificação, e por isso tem seu volume aumentado 
quando há ingestão excessiva de substâncias como o álcool. 
A organela A está presente em grandes quantidades em 
células pancreáticas. Esta organela tem importante papel 
na tradução daquelas proteínas não secretadas pela célula. 
Proteínas do citoesqueleto participam da sustentação e 
manutenção da forma das células. 
Ribossomos livres, não vinculados à organela A, são os 
responsáveis pela tradução de proteínas transmembrana. 
Os cromossomos não são visíveis no núcleo devido ao 
pequeno aumento utilizado para o estudo da célula 
apresentada na Figura 1. 
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(UNIFESP 2014) Obter energia é vital para todos os 
seres vivos, tais como as bactérias, os protozoários, 
as algas, os fungos, as plantas e os animais. Nesse 
processo, a energia é armazenada na forma de ATP, 
a partir de doadores e de aceptores de elétrons. Em 
certos casos, organelas como as mitocôndrias são 
fundamentais para o processo.
Dos organismos citados, quais são os que possuem 
mitocôndrias?
É correto afirmar que, tanto na fermentação quanto na 
respiração aeróbica, o doador inicial e o aceptor final de 
elétrons são moléculas orgânicas? Justifique. 
(UERJ 2014) 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. 
(UERJ 2013) A entrada de água nas sementes é essencial 
para desencadear sua germinação. Essa hidratação, 
reativando tanto enzimas que hidrolisam moléculas 
de carboidratos como enzimas envolvidas no ciclo de 
Krebs e na cadeia de transporte de elétrons, ocasiona 
um nítido aumento do consumo de O2 e da produção 
de ATP.
Aponte as duas principais funções dos carboidratos 
hidrolisados para o desenvolvimento do embrião.
Indique, ainda, a organela reativada responsável pelo 
aumento do consumo de O2 e da produção de ATP 
com o processo de hidratação. 
(UNB 2012) 
(UEM 2013) A liberação de energia a partir da quebra 
de moléculas orgânicas complexas compreende 
basicamente três fases: glicólise, ciclo de Krebs e 
cadeia respiratória. Sobre esse assunto, assinale o 
que for correto. 
Na cadeia respiratória, que ocorre nas cristas mitocondriais, 
o NADH e o FADH2 funcionam como transportadores de 
íons H+. 
A glicólise é um processo metabólico que só ocorre em 
condições aeróbicas, enquanto o ciclo de Krebs ocorre 
também nos processos anaeróbicos. 
Nas células eucarióticas, a glicólise ocorre no citoplasma, 
enquanto o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória ocorrem 
no interior das mitocôndrias. 
No ciclo de Krebs, uma molécula de glicose é quebrada em 
duas moléculas de ácido pirúvico. 
A utilização de O2 se dá no citoplasma, durante a glicólise. 
4
5
6
8
7
a
b
Considerando a figura acima, que mostra, de forma 
simplificada, a ação gênica em uma célula, julgue os 
itens a seguir. 
O gene 1 codifica uma proteína para exportação, e o gene 2, 
uma proteína para ser utilizada no citoplasma.
O gene 3 codifica uma proteína que será utilizada por uma 
organela que, em humanos, é transmitida à prole somente 
pelo pai.
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 CO2 atmosférico.
A figura ilustra a ação gênica em uma célula procariótica.
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(UFG 2012) As funções das células estão relacionadas 
com sua estrutura e com sua atividade metabólica. 
Apresenta-se abaixo uma tabela em que estão 
discriminadas, em porcentagens, as extensões de 
membranas de algumas organelas de duas células, A 
e B, provenientes de dois órgãos diferentes. 
Compare os dados das células A e B e indique em qual 
delas predomina a atividade de destoxificação e em qual 
predomina a atividade de secreção. Justifique. 
Experimentos bioquímicos realizados com os dois 
tipos celulares mostraram que a célula A apresentava 
metabolismo energético mais elevado do que o da célula B. 
Como o resultado desses experimentos pode ser confirmado 
a partir dos dados fornecidos pela tabela?
(UFSC 2012) Utilizando-se Microscopia Eletrônica de 
Transmissão foram obtidas as imagens abaixo. Na 
Figura A, observa-se um plasmócito obtido da medula 
óssea de cobaia (aumento de 25.000 X). Na Figura 
B, observa-se uma célula pancreática de um morcego 
(aumento de 95.000 X).
(UFJF 2012) Sobre as mitocôndrias, responda:
Através da análise de DNA, demonstrou-se que muitos 
genes da bactéria Rickettsia prowazekii, que causa um tipo 
de febre, são parecidos com os genes das mitocôndrias. 
Explique a teoria da biologia que reforça essa relação entre 
genes bacterianos e mitocondriais.
As miopatias e as encefalopatias mitocondriais são 
doenças causadas por mutações em genes mitocondriais 
relacionados à produção da energia. Explique por que a 
herança mitocondrial, como as doenças supracitadas, tem 
apenas transmissão materna.
A degradação da glicose na respiração celular ocorre em 
3 (três) etapas metabólicas. Cite o nome dessas 3 (três) 
etapas da respiração celular e cite o(s) local(is) onde cada 
uma delas ocorre dentro da célula eucariota.9
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Tipo de membrana Porcentagem de área de membrana
Célula A Célula B
Membrana de retículo 
endoplasmático rugoso 35 60
Membrana de retículo 
endoplasmático liso 16 < 1
Membrana do 
complexo de Golgi 7 10
Membrana externa da 
mitocôndria 7 4
Membrana interna da 
mitocôndria 32 17
Com relação às estruturas apontadas pelas setas, 
assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 
A estrutura indicada pelo número 2 é a menos condensada 
do núcleo e corresponde ao nucleoplasma. 
A estrutura indicada pelo número 3 é o retículo 
endoplasmático liso. 
A estrutura indicada pelo número 1 corresponde aos 
lisossomos responsáveis pela digestão celular. 
Nas regiões escuras no núcleo, indicada pelo número 2, 
encontra-se a maior concentração de DNA. 
A estrutura indicada pelo número 4 corresponde a um 
cloroplasto, pois se visualiza nitidamente a estrutura 
lamelar do granum. 
As organelas presentes nas Figuras A e B não apresentam 
membranas de separação com o citoplasma. 
Dentro da estrutura indicada pelo número 4 ocorrem etapas 
da cadeia respiratória e do ciclo de Krebs. 
(UEPG 2011) No que se refere às organelas 
citoplasmáticas, assinale o que for correto. 
Os plastos são organelas membranosas, e arredondadas 
que ocorrem em células animais, cuja função é a oxidação 
de substâncias orgânicas. 
O citoesqueleto é composto principalmente de dois tipos de 
filamentos proteicos: os microtúbulos e os microfilamentos. 
O glicocálix e a parede celular são considerados envoltórios 
externos à membrana plasmática. 
As mitocôndrias levam as proteínas produzidas no retículo 
endoplasmático por meio de vesículas que se destacam do 
retículo. 
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(UFJF 2011) Com a realização de grandes eventos 
esportivos, como copa do mundo e olimpíadas, a 
preocupação com o doping de atletas aumenta. Uma 
das formas mais comuns de doping é a utilização de 
drogas que aumentam a capacidade de transporte de 
oxigênio do organismo. Sobre os processos celulares 
relacionados ao doping, responda:
Qual é a relação entre o aumento da capacidade atlética do 
esportista e o aumento do transporte de oxigênio?
Em qual organela celular é consumida a maior parte 
desse oxigênio e qual é o principal papel desse gás nessa 
organela?
Qual é a consequência sobre a produção de energia e a 
capacidade atlética da utilização de drogas que provocam 
a formação de poros para prótons nas membranas dessas 
organelas? Justifique.
(UFOP 2010) O transporte de elétrons ao longo da cadeia 
respiratória mitocondrial é um processo bioquímico 
responsável pela criação de um gradiente de prótons 
que dá impulso à síntese de ATP (fosforilação do ADP 
a ATP), um nucleotídeo que é a “moeda energética” 
dos seres vivos.
Dados: potencial de redução padrão de meia-reação 
em pH 7,0 e a 25°:
1/2O2 + 2H
+ + 2e- → H2O Eo’ (V) 0,816
NAD+ + H+ + 2e- → NADH Eo’ (V) -0,320
∆Gº’ = -nF∆Eº’ onde ∆Gº’ = variação da energia 
livre padrão em calorias, n = número de elétrons 
transferidos e F é uma constante chamada Faraday = 
23.062,0 cal/V.mol.
Calcule:
o ∆Gº’ (variação de energia livre padrão) para a reação 
líquida global de transferência do par de elétrons e 
determine o sentido do fluxo desses elétrons;
o número de ATPs que podem teoricamente ser gerados por 
essa reação, considerando que a energia livre padrão para a 
fosforilação do ADP a ATP seja de +7,3 kcal/mol.
(UERJ 2009) 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, O2, 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: 
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Indique o gráfico que representa a variação do 
quociente Q durante o tempo de incubação no 
experimento realizado. Justifique sua resposta.
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(UFMG 2007) Analise esta figura: 
(UERJ 2007) 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 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
(UFG 2007) Na figura a seguir, estão esquematizados 
dois importantes processos celulares (I e II).
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18(UNICAMP 2008) 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 a seguir mostra o resultado da análise 
das mitocôndrias das células presentes nos testículos 
desses animais.
Qual a consequência no consumo de O2 nas mitocôndrias de 
animais do grupo que inalou cádmio? Por que isso ocorre?
O que se pode esperar sobre a mobilidade dos 
espermatozoides dos animais expostos a Cd em relação ao 
grupo controle? Por quê? 
De acordo com a figura, responda:
Qual processo fisiológico está envolvido nas representações 
I e II, respectivamente? Qual organela celular é especializada 
para realização de cada processo? 
Como os processos I e II estão envolvidos no fluxo energético 
de uma cadeia alimentar? 
Uma mutação em um gene mitocondrial de tRNA ou de 
rRNA pode ser prejudicial para o organismo.
A2) CITE o nome do processo em que atuam o tRNA e o 
rRNA.
A1) MARQUE com um X, diretamente na figura desta 
questão, o local onde se realiza esse processo.
A fadiga é, geralmente, um dos sinais clínicos presentes 
nos indivíduos portadores de doenças mitocondriais.CITE o 
nome de um tecido em que esse sinal clínico se apresenta. 
JUSTIFIQUE sua resposta. 
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Nomeie as moléculas que conservam a maior parte 
da energia das reações redox do ciclo de Krebs. 
Como essa energia é convertida numa forma que 
possa ser utilizada para produzir ATP?
QUESTÃO BAGA
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. 
ANOTAÇÕES
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GABARITO DJOW
MITOCÔNDRIA E RESPIRAÇÃO CELULAR
 1: a) Retículo endoplasmático: circulação de produtos e 
pessoas; mitocôndrias: estação de Sacavém; membrana 
plasmática: Baías de São Marcos, São José, municípios de São 
Luís, São José de Ribamar, Paço do Lumiar e Raposa.
b) O retículo endoplasmático atua como uma rede de 
processamento e distribuição de substâncias no interior da 
célula. As mitocôndrias atuam na respiração celular, para 
produção de energia. A membrana plasmática estabelece uma 
fronteira entre meio intracelular e extracelular, selecionando o 
que entra e sai da célula. 
2: a) B - Retículo endoplasmático granuloso; C - vesícula de 
transporte de proteína e D - sistema golgiense.
b) A indica o processo de secreção celular.
c) E indica o ciclo de Krebs.
d) O CO2 sai da célula por difusão simples através da bicamada 
lipídica da membrana plasmática. 
3: 02 + 04 +16 = 22.
[01] INCORRETO: As mitocôndrias (C) estão relacionadas ao 
processo de respiração celular aeróbica.
[08] INCORRETO: As enzimas digestórias, bem como os hormônios 
produzidos pelo pâncreas, são secretados, respectivamente, no 
duodeno e na corrente sanguínea.
[32] INCORRETO: As proteínas transmembrana são produzidas 
nos ribossomos do retículo endoplasmático rugoso.
[64] INCORRETO: Os cromossomos não são visíveis na imagem 
por estarem muito descondensados. 
4: a) Mitocôndrias estão presentes nas células dos protozoários, 
algas, fungos, plantas e animais.
b) Não. Nas fermentações, o doador inicial e o aceptor final 
de elétrons são moléculas orgânicas, respectivamente, glicose 
(C6H12O6) e acetaldeído e ácido pirúvico, nas fermentações 
alcoólica e lática, respectivamente. Na respiração aeróbica, 
o doador de elétrons é orgânico (glicose) e o aceptor final é 
inorgânico (Oxigênio). 
5: O monossacarídeo que pode gerar acetilcoenzima A pode 
ser a glicose. O precursor imediato da acetil CoA, derivado da 
glicose, é o ácido pirúvico.
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). 
6: Fonte de energia para a germinação.
Matéria-prima para a formação das novas estruturas.
Mitocôndria. 
7: 01 + 04 = 05.
[02] Incorreto: A glicólise é um processo metabólico anaeróbico. 
O ciclo de Krebs e a cadeia respiratória somente ocorrem na 
presença do oxigênio, sendo, portanto, processos aeróbicos.
[08] Incorreto: A quebra da molécula de glicose e de suas 
moléculas de ácido pirúvico ocorre durante a glicólise.
[16] Incorreto: A utilização do oxigênio durante a respiração 
celular aeróbica ocorre na cadeia respiratória. Nesse processo, 
o oxigênio será aceptor final dos hidrogênios (H+), formando 
moléculas de água (H2O). 
8: 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. 
9: a) A célula A possui maior extensão de membranas do retículo 
endoplasmático liso e, por esse motivo, pode realizar atividade 
detoxificadora. A célula B é rica em membranas do complexo de 
Golgi e, portanto, está envolvida com atividade secretora.
b) A célula A possui maior quantidade de membranas internas 
nas mitocôndrias (cristas mitocondriais) e deve apresentar maior 
metabolismo energético do que a célula B. 
10: 08 + 64 = 72.
(01) Falso. A estrutura apontada pela seta 2 corresponde à 
cromatina nuclear.
(02) Falso. A estrutura apontada pela seta 3 é o retículo 
endoplasmático rugoso.
(04) Falso. A estrutura 1 é a cromatina nuclear descondensada.
(16) Falso. A estrutura 4 é uma mitocôndria.
(32) Falso. O núcleo e as mitocôndrias são revestidos por 
membrana dupla. 
11: a) Segundo a teoria endossimbiótica, as mitocôndrias 
possuem semelhança genética com as bactérias, porque as 
mitocôndrias provavelmente descendem de seres procarióticos 
primitivos que se instalaram no citoplasma de células 
eucarióticas primitivas.
b) Porque na formação da célula-ovo o espermatozoide contribui 
apenas com o núcleo, as mitocôndrias do embrião são todas de 
origem materna, vindas do óvulo.
c) Glicólise – citosol (ou hialoplasma); Ciclo de krebs – 
mitocôndria (matriz mitocondrial); Fosforilação Oxidativa 
(ou cadeia respiratória) – mitocôndria (membrana interna da 
mitocôndria). 
12: 02 + 04 = 06.
Os plastídeos (plastos) são organelas responsáveis pela produção 
de substâncias orgânicas e ausentes em células animais. 
As mitocôndrias presentes em células eucariotas oxidam 
substâncias orgânicas, gerando energia que é armazenada 
em forma de ATP (trifosfato de adenosina). O transporte de 
proteínas e outras substâncias celulares é realizado por vesículas 
do retículo endoplasmático e do sistema golgiense. 
13: a) O aumento da disponibilidade de oxigênio aumenta 
a possibilidade de ocorrer transporte de elétrons na cadeia 
respiratória e, consequentemente, aumenta a síntese de ATP, 
molécula fundamental para a contração muscular.
b) O oxigênio é consumido principalmente nas mitocôndrias, 
onde age como aceptor final de elétrons e hidrogênios no 
processo de fosforilação oxidativa.
c) Diminui a síntese de ATP e, consequentemente, a capacidade 
atlética do indivíduo. A formação de poros para prótons fará 
com que menos prótons passem pela enzima ATP sintetase (ou 
sintase), provocando redução da síntese de ATP. 
14: a) NADH → NAD+ + H+ + 2- = Eo (V) 0,320
1/2 O2 + 2H+ + 2e
- = Eo (V) 0,816
 + 1,136 V
ΔG0 = - 2.23062,0 cal/V.mol.1,136V
ΔG0 = 52396,9 cal/mol
O sentido do fluxo de elétrons é do NADH para o O2. 
b) 52396,9 cal.mol-1 / 7,3 Kcal.mol-1 = 7,2 ATPs 
15: 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 O2 deverá ser menor, após a adição do DNF. 
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QUESTÃO BAGA
resposta- NADH e FADH2; doarão elétrons para a 
cadeia transportadora de elétron
16: a) O consumo de oxigênio nas mitocôndrias irá diminuir. 
O dano causado pelo Cd nas membranas internas, incluindo as 
cristas, prejudica os processos da cadeia respiratória, que utiliza 
oxigênio na sua etapa final.
b) A mobilidade dos espermatozoides dos animais deverá 
diminuir, já que o movimento do flagelo depende diretamente 
do ATP produzido pelas mitocôndrias. 
17: a) a.1) Síntese de proteínas.
a.2) Ribossomos ou Retículo Endoplasmático Rugoso.
b) Tecido muscular. As mitocôndrias são as responsáveis pela 
liberação da energia necessária para a movimentação dos 
músculos. A falta de energia liberada pelas mitocôndrias leva à 
fermentação láctica, e com o tempo à fadiga muscular. 
18: a) O processo I é a fotossíntese e a organela, o cloroplasto.
O processo II é a respiração e a organela, a mitocôndria.
b) No processo I, ocorre a síntese de carboidratos, compostos 
ricos em energia a partir de CO2 e água e que são transferidos 
de um nível trófico para outro nas cadeias alimentares. Em cada 
nível trófico ocorre consumo de carboidratos pelo processo II, o 
que reduz o fluxo de energia de um nível trófico para outro nas 
cadeias alimentares. 
19: 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. 
ANOTAÇÕES