Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
77 Mitocôndrias, ATP e Respiração Celular EXERCÍCIOS aprofundados. Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br 1. (Uepb 2014) Observe o esquema representativo de uma célula eucariótica animal, identifique as estruturas numeradas e, em seguida, estabeleça a relação, em ordem numérica crescente, destas com a função que desempenham na célula. (XXX) Retículo endoplasmático granuloso (XXX) Mitocôndria (XXX) Complexo golgiense (XXX) Reticulo endoplasmático não granuloso (XXX) Lisossomo A. Secreção celular. B. Digestão de substâncias orgânicas. C. Produção de certas proteínas. D. Respiração aeróbia. E. Síntese de ácidos graxos, de fosfolipídios e de esteroides, além da inativação de substâncias tóxicas. A alternativa que apresenta a relação correta é: a) 1-C, 2-A, 3-D, 4-B, 5-E. b) 1-A, 2-C, 3-D, 4-B, 5-E. c) 1-B, 2-E, 3-D, 4-A, 5-C. d) 1-E, 2-A, 3-D, 4-B, 5-C. e) 1-A, 2-E, 3-D, 4-B, 5-C. 2. (G1 - IFCE 2014) As organelas citoplasmáticas são estruturas celulares especializadas na realização de funções específicas. Na coluna da esquerda, encontram-se organelas celulares e, na coluna da direita, importantes processos fisiológicos relacionados a elas. Marque a sequência que representa a correlação entre as duas colunas. Organelas Processos fisiológicos 1 – Ribossomo 2 – Retículo endoplasmático liso 3 – Lisossomo 4 – Mitocôndria 5 – Cloroplasto A – Respiração celular B – Síntese de lipídios C – Síntese de proteínas D – Pinocitose, fagocitose e exocitose E – Realização da fotossíntese a) 1A, 2B, 3D, 4C, 5E b) 1B, 2D, 3E, 4A, 5C c) 1C, 2B, 3D, 4A, 5E d) 1C, 2B, 3A, 4D, 5E e) 1D, 2A, 3C, 4B, 5E 3. (ENEM PPL 2013) Mitocôndrias são organelas citoplasmáticas em que ocorrem etapas do processo de respiração celular. Nesse processo, moléculas orgânicas são transformadas e, juntamente com o O2, são produzidos CO2 e H2O, liberando energia, que é armazenada na célula na forma de ATP. Na espécie humana, o gameta masculino (espermatozoide) apresenta, em sua peça intermediária, um conjunto de mitocôndrias, cuja função é: a) facilitar a ruptura da membrana do ovócito. b) acelerar sua maturação durante a espermatogênese. c) localizar a tuba uterina para fecundação do gameta feminino. d) aumentar a produção de hormônios sexuais masculinos. e) fornecer energia para sua locomoção. 4. (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 78 EX ER CÍ CI OS Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br detalhamento de algumas organelas nas imagens menores à direita. Indique a soma da(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01) A organela C está vinculada à função de respiração celular anaeróbica. Esta organela está presente em grandes quantidades em espermatozoides. 02) As células intestinais que produzem enzimas apresentam grandes quantidades da organela D em seu citoplasma. 04) 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. 08) A organela A está presente em grandes quantidades em células pancreáticas. Esta organela tem importante papel na tradução daquelas proteínas não secretadas pela célula. 16) Proteínas do citoesqueleto participam da sustentação e manutenção da forma das células. 32) Ribossomos livres, não vinculados à organela A, são os responsáveis pela tradução de proteínas transmembrana. 64) Os cromossomos não são visíveis no núcleo devido ao pequeno aumento utilizado para o estudo da célula apresentada na Figura 1. Total: _____ 5. (UFJF 2012) Sobre as mitocôndrias, responda: a) 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. b) 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. c) 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. 6. (UFES 2006) FALHA EM USINA CELULAR LEVARIA A ALZHEIMER Quando se concluiu o sequenciamento do genoma humano, muito se falou do potencial do conhecimento recém-adquirido na busca pela cura de doenças hoje intratáveis, como o mal de Alzheimer. A causa desse mal pode não estar no material genético do núcleo celular, alvo principal do Projeto Genoma Humano, mas sim no DNA das mitocôndrias - as fábricas de energia da célula. As mitocôndrias são responsáveis epla respiração celular - o processamento de oxigênio para produzir calor e energia para a célula. Só que, nesse processo, são produzidas substâncias altamentes reativas, os chamados radicais livres, que acabam lesando o DNA da mitocôndria. Com o tempo, essas lesões acabam por inutilizar a usina de força. 79 EX ER CÍ CI OS Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br (NOGUEIRA, Salvador. Falha em usina celular levaria a Alzheimer. “Folha de São Paulo”, 6 jul. 2004. Adaptado.) As mitocôndrias... I - possuem DNA próprio, que é auto-replicante. II - estão presentes em todas as células procariontes e eucariontes. III - podem ter surgido por endossimbiose. IV - armazenam a clorofila, fundamental na fotossíntese. É VERDADEIRO o que se afirma apenas em: a) I e II. b) I e III. c) II e III. d) II e IV. e) III e IV. 7. (UFSC 2005) A maioria das substâncias que constituem as células, que formam o corpo dos seres vivos, está constantemente interagindo. Com relação a estes processos e às substâncias que deles participam, é CORRETO afirmar que: 01) sínteses e decomposições se processam mediadas por um intrincado conjunto de catalisadores. 02) as plantas verdes formam moléculas orgânicas armazenando a energia proveniente do Sol, por meio de reações que absorvem energia. 04) mesmo em completo repouso, o corpo gasta energia - obtida através do metabolismo basal - para se aquecer e manter movimentos internos, como os do coração. 08) o conjunto de todas as etapas que resultam nas transformações químicas orgânicas é denominado catabolismo. 16) a respiração celular é uma reação química do tipo exergônica, uma vez que libera energia. 32) a síntese de proteínas é um tipo de reação química na qual o produto final, uma cadeia de nucleotídeos, é construído com gasto de energia e a intermediação de moléculas de fosfato e glicose. 64) ao destruir um anticorpo, os antígenos provocam reações que degradam moléculas complexas, quebrando-as em unidades menores. Total: _____ 8. (PUCRS 2004) Há cerca de três décadas, observou-se que algumas células que não possuíam mitocôndrias apresentavam outra organela até então desconhecida. Um dos primeiros relatos científicos sobre essa nova organela eucariota citoplasmática foi apresentado por Lindmark e Müller, em 1973, no Journal of Biological Chemistry. Naquele momento, a nova estrutura recebeu o nome de microcorpos e, a princípio, foi considerada um peroxissomo, dada sua semelhança com este. No entanto, para surpresa dos pesquisadores, estudos bioquímicos não demonstraram a presença de catalase ou de outras oxidases características de peroxissomos. Estudos mais recentes e precisos descreveram detalhadamente esses microcorpos, agora denominados hidrogenossomos, mas identificaram-nos apenasem algumas variedades de organismos protistas de vida livre. Observou-se sobretudo que, dada a ausência de mitocôndrias, os hidrogenossomos são os principais responsáveis pelo desempenho da função dessas organelas, realizando, portanto, a) a degradação de H2O2 e lipídeos. b) a respiração celular. c) o controle osmótico. d) a síntese protéica. e) o deslocamento celular. 9. (UFSC 2001) “Os cientistas Gerald Schatten e Peter Sutovsky, ..., descobriram que as mitocôndrias (...) de espermatozoides são destruídas após fertilizarem os óvulos.” Texto extraído da “Revista Ciência Hoje”, 27(158): março/2000. p. 12. Com relação ao assunto acima exposto, é CORRETO afirmar que: 01) as mitocôndrias são organelas responsáveis pela produção de energia nas células. 02) as mitocôndrias dependem do DNA do núcleo das células a que pertencem para se multiplicarem. 04) o fenômeno acima descrito explica porque os mamíferos só herdam o DNA mitocondrial do lado materno. 08) as mitocôndrias, por conterem seu próprio DNA, também participam da lise nas células e nos tecidos. 16) as mitocôndrias dos vegetais possuem clorofila em sua constituição. 80 EX ER CÍ CI OS Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br 32) as mitocôndrias exercem uma função denominada respiração celular, que produz ao final o ATP, molécula altamente energética. 64) nas células eucarióticas primitivas, as mitocôndrias estão ausentes. Total: _____ 10. (Unioeste 1999) Com relação à energética da célula, é correto afirmar que: 01) uma célula muscular passa a transformar ácido pirúvico em ácido láctico em condições anaeróbicas. 02) o processo que permite as células retirar a energia acumulada nos compostos orgânicos é a respiração celular. 04) tanto o processo de respiração aeróbica como a fermentação ocorre em três etapas: glicose, ciclo de Krebs e cadeia respiratória. 08) lipídios e proteínas não são utilizados como combustíveis pela célula, mesmo na ausência de glicose. 16) a partir de 2 moléculas de glicose são produzidas 6 moléculas de piruvato e 12 moléculas de ATP. 32) a glicólise e o ciclo de Krebs ocorrem no interior das mitocôndrias. Total: _____ 11. (UFF 1997) A cadeia respiratória é parte de um mecanismo funcional que devido às alterações a que está sujeito, é capaz de exercer influência sobre a vida e a morte da célula e do indivíduo. Responda às questões: a) Onde ocorre a fase aeróbica da respiração celular? b) No óbito por asfixia ou por envenenamento por cianeto o que acontece com a produção de ATP? c) A inutilização dos citocromos e a falta de aceptor final conduzem a que tipos de morte? d) Por que a falta de oxigênio leva à morte por asfixia? e) Como podemos denominar o NAD (nicotinamida adenina dinucleotídeo), o FAD (flavina adenina dinucleotídeo) e o oxigênio, com relação ao hidrogênio, em função do papel que desempenham na respiração celular? 12. (PUCMG 2008) Observe atentamente o esquema a seguir. Com base no esquema e em seus conhecimentos sobre o assunto, assinale a alternativa INCORRETA. Glicose e ácidos graxos são substratos importantes para iniciar as vias das reações químicas que acontecem dentro das mitocôndrias, porém a glicose não entra dentro dessa organela. A cadeia respiratória, que ocorre nas mitocôndrias, depende de oxigênio para produção de ATP e água, representada por B. O Ciclo de Krebs é uma etapa comum para a oxidação completa de carboidratos e de lipídeos como os triglicerídeos ou fosfolipídios representados por A. 81 EX ER CÍ CI OS Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br A oxidação de componentes orgânicos para a produção de NADH2 não ocorre fora da matriz mitocondrial. 13. (UEM-PAS 2015) Os gases dióxido de carbono 2(CO ) e oxigênio 2(O ) fazem parte do processo de respiração celular. Sobre esse tema, assinale o que for CORRETO. 01) Na molécula de 2, o átomo de carbono tem valência 2, pois está ligado a dois átomos de oxigênio. 02) A entrada de gás oxigênio nas células ocorre por difusão facilitada. 04) A molécula de oxigênio é uma molécula estável, pois cada átomo de oxigênio está com o octeto completo e possui configuração do gás nobre Neônio. 08) A concentração do gás carbônico é maior no interior da célula do que no meio externo. 16) As moléculas de 2CO apresentam forças intermoleculares do tipo dipolo permanente- dipolo permanente. Total: _____ 14. (UFPR 2013) A figura abaixo representa o transporte de elétrons (e-) pela cadeia respiratória presente na membrana interna das mitocôndrias. Cada complexo possui metais que recebem e doam elétrons de acordo com seu potencial redox, na sequência descrita. Caso uma droga iniba o funcionamento do citocromo c (cit. c), como ficarão os estados redox dos componentes da cadeia? Complexo 1 Ubiquinona (UQ) Complexo 3 Complexo 4 a) reduzido reduzido reduzido oxidado b) reduzido reduzido neutro oxidado c) oxidado oxidado reduzido reduzido d) oxidado oxidado neutro reduzido e) oxidado oxidado oxidado neutro 15. (UFPB 2010) 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. Considerando a estrutura mitocondrial, o processo destacado na figura e a utilização do ATP pelas células, identifique as afirmativas corretas: (XXX) O ADP é transformado em ATP, a partir da energia resultante de um gradiente de prótons, liberada durante as reações da cadeia respiratória. (XXX) A síntese de ATP é maior em células que realizam intenso trabalho, como as células da musculatura cardíaca. (XXX) O ATP é a moeda universal de transferência de energia entre os produtores de bens (respiração celular) e os consumidores de bens (trabalho celular). (XXX) A quantidade de invaginações (cristas) da membrana interna é inversamente proporcional à atividade celular. (XXX) O cianeto, um veneno de ação rápida que bloqueia o transporte de elétrons, não altera a síntese do ATP. 16. (UFPE 2012) A energia não pode ser criada ou destruída, mas apenas transformada de uma forma a outra. Considerando que as reações metabólicas são o meio que a célula possui para transformar “energia potencial” em “energia cinética” e, portanto, realizar trabalho celular, considere as proposições a seguir. (XXX) A participação de enzimas no conjunto das 82 EX ER CÍ CI OS Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br reações metabólicas celulares diminui a energia de ativação dos compostos reagentes. (XXX) Além de energia, a oxidação de ácidos graxos e carboidratos, tanto na respiração aeróbica de eucariotos quanto na fermentação de procariotos, gera como produtos finais gás carbônico e água. (XXX) A fermentação de carboidratos gera um saldo energético de 2 ATPs, que resulta da transferência de fosfatos inorgânicos para moléculas de adenosina difosfato. (XXX) As reações do ciclo do ácido cítrico que ocorrem na matriz mitocondrial liberam íons hidrogênio que convertem as coenzimas NAD e FAD em suas formas reduzidas. (XXX) A teoria quimiosmótica aponta que a passagem de íons H+ através da enzima ATP sintetase, localizada na membrana das cristas mitocondriais, é responsável pelo principal saldo energético da respiração celular. 17. (UEPB 2011) Os principais processos pelos quais ocorre liberação da energia armazenada nas ligações químicas dos compostos orgânicos são a fermentação e a respiração aeróbia. Sobre esses processos podemos afirmar: I. Os dois processos acima citados iniciam-se com a glicólise, ou seja, com a degradação da molécula de glicose em duas moléculas de piruvato. Nesse processo cada molécula de glicose libera energia para formar duas moléculas de ATP. II. Por meio da fermentação, a glicose é parcialmente degradada na ausência, ou presença de oxigênio, originandosubstâncias mais simples, como o ácido lático, o ácido acético e o álcool etílico, produtos respectivamente da fermentação lática, acética e alcoólica. Nesses processos, há saldo de apenas duas moléculas de ATP. III. Nos procariontes, a glicólise e o ciclo de Krebs ocorrem no citoplasma, e a cadeia respiratória ocorre associada à face da membrana plasmática voltada para o citoplasma. Já nos eucariontes, a glicólise ocorre no citosol, e toda a fase aeróbia ocorre no interior das mitocôndrias. Assinale a alternativa que apresenta a(s) proposição(ões) correta(s). a) I, II e III b) Apenas I c) Apenas II d) Apenas III e) Apenas II e III 18. (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: a) 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; b) 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. 19. (ENEM 2010) Um ambiente capaz de asfixiar todos os animais conhecidos do planeta foi colonizado por pelo menos três espécies diferentes de invertebrados marinhos. Descobertos a mais de 3.000 m de profundidade 83 EX ER CÍ CI OS Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br no Mediterrâneo, eles são os primeiros membros do reino animal a prosperar mesmo diante da ausência total de oxigênio. Até agora, achava- se que só bactérias pudessem ter esse estilo de vida. Não admira que os bichos pertençam a um grupo pouco conhecido, o dos loricíferos, que mal chegam a 1,0 mm. Apesar do tamanho, possuem cabeça, boca, sistema digestivo e uma carapaça. A adaptação dos bichos à vida no sufoco é tão profunda que suas células dispensaram as chamadas mitocôndrias. LOPES, R. J. Italianos descobrem animal que vive em agua sem oxigenio. Disponível em: ttp:// www1.folha.uol.com.br. Acesso em: 10 abr. 2010 (adaptado). Que substâncias poderiam ter a mesma função do O2 na respiração celular realizada pelos loricíferos? a) S e CH4 b) S e NO3 – c) H2 e NO3 – d) CO2 e CH4 e) H2 e CO2 20. (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. a) Qual a consequência 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 espermatozoides dos animais expostos a Cd em relação ao grupo controle? Por quê? 84 EX ER CÍ CI OS Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br gabarito. Resposta da Questão 1: [E] A correlação correta encontra-se na alternativa [E]. Resposta da Questão 2: [C] A correlação exata entre as duas colunas está na alternativa [C]. Resposta da Questão 3: [E] As mitocôndrias localizadas na peça intermediária dos espermatozoides realizam a oxidação de compostos orgânicos. A energia liberada nesse processo é armazenada no ATP e disponibilizada para a locomoção do gameta masculino em direção ao gameta feminino. Resposta da Questão 4: 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. Resposta da Questão 5: 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). Resposta da Questão 6: [B] Resposta da Questão 7: 01 + 02 + 04 + 16 = 23 Resposta da Questão 8: [B] Resposta da Questão 9: 01 + 04 + 32 = 37 Resposta da Questão 10: 01 + 02 = 03 V V F F F F Resposta da Questão 11: a) No interior das mitocôndrias. b) Bloqueio na produção de ATP, por interrupção no fluxo de elétrons na cadeia respiratória. c) Asfixia e envenenamento por cianeto. d) Os citocromos das cadeias respiratórias ficam saturados de elétrons e cessa a produção de ATP. e) NAD e FAD são transportadores de hidrogênio. O oxigênio é o aceptor final de hidrogênios nas cadeias respiratórias. Resposta da Questão 12: [D] A primeira etapa da respiração celular, denominada glicólise, ocorre no citosol e produz NADH2. Resposta da Questão 13: 02 + 08 = 10. [02] Incorreta. As trocas gasosas pela membrana plasmática ocorrem por difusão simples. [08] Correta. A concentração do gás carbônico é maior no meio intracelular, porque esse é uma produto contínuo da respiração celular. Resposta da Questão 14: [A] Uma droga que inibe o funcionamento do citocromo c produzirá o seguinte efeito: complexo 1 – reduzido; ubiquinona – reduzida; complexo 3 – reduzido; e complexo 4 – oxidado. Resposta da Questão 15: V – V – V – F – F. 85 EX ER CÍ CI OS Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br A quantidade de cristas mitocondriais é diretamente proporcional à atividade muscular. O cianeto bloqueia a síntese do ATP, interrompendo o transporte de elétrons na cadeia respiratória. Resposta da Questão 16: V - F - V - V - V. Os processos fermentativos observados em células procarióticas e eucarióticas nem sempre formam gás carbônico e água. A fermentação alcoólica forma álcool etílico, gás carbônico e ATP, enquanto a fermentação lática produz apenas ácido lático e ATP como produtos da reação. Resposta da Questão 17: [A] Todas as alternativas estão corretas. Observação: Para que haja a alternativa [A] seja correta, foram realizadas adaptações: - No item [I] de “... Nesse processo cada molécula de glicose libera energia para formar quatro moléculas de ATP.” para “... Nesse processo cada molécula de glicose libera energia para formar duas moléculas de ATP.”. - No item [II] de “Por meio da fermentação, a glicose é parcialmente degradada na ausência de oxigênio...” para “Por meio da fermentação, a glicose é parcialmente degradada na ausência, ou presença de oxigênio...”. Resposta da Questão 18: 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 Resposta da Questão 19: [B] Na respiração aeróbia, o O2 funciona como agente oxidante retirando elétrons na cadeia respiratória. Na respiração anaeróbia, o enxofre (S) e o ânion nitrato (NO-3) podem desempenhar essa mesma função. Resposta da Questão 20: a) O consumo de oxigênio nasmitocôndrias 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.
Compartilhar