01 - Lista de Exercicios - Bioquimica do Metabolismo - Bioenergetica - 2020_1

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UNIVERSIDADE FEDERAL 
DO VALE DO SÃO 
FRANCISCO 
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E CULTURA 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO 
COLEGIADO ACADÊMICO DE ZOOTECNIA 
DISCIPLINA: Bioquímica do Metabolismo 
CURSO: Zootecnia e Veterinária 
PROF.: Dr. Wagner Felix 
Período: 2020.1 
CARGA HORÁRIA: 60 h DATA: 10/03/2020 
ALUNO(A): 
1
a
 LISTA DE EXERCÍCIOS 
BIOENERGÉTICA 
 
01) Explique o que são variação de entalpia e entropia. 
02) Defina a variação de energia livre como função de variações de entalpia e entropia. Explique a importância da 
variação de energia livre como determinante de espontaneidade de reações. 
03) A diminuição da temperatura aumenta a solubilidade de CO2 em refrigerantes. O que isso nos diz sobre as 
contribuições entálpicas e entrópicas para esse processo? 
04) Um organismo vivo é ordenado e contém macromoléculas. Isso viola as leis da termodinâmica? 
05) Quais são os principais tipos de reações bioquímicas? Explique as transformações envolvidas. 
06) Discuta estratégias gerais para controle das vias metabólicas. 
07) Desenhe a estrutura desses grupos: fosfoenol, anidrido fosfórico, éster fosfórico e ATP. Coloque-os em ordem 
crescente de energia? 
08) Observando o mapa ao lado, identifique os passos irreversíveis. 
09) Qual o primeiro composto comum à degradação de proteínas, 
carboidratos e lipídeos? Identifique possíveis vias para as quais 
este composto pode divergir após sua formação. 
10) É possível sintetizar (justifique): 
a) ácido graxo a partir de glicose? 
b) proteína a partir de glicose? 
c) glicose a partir de ácido graxo? 
d) proteína a partir de ácido graxo? 
e) glicose a partir de proteína? 
f) ácido graxo a partir de proteína? 
11) Se a reação A + B → C tiver uma constante de equilíbrio maior do que 1, qual das seguintes indicações está 
correta? 
a) A reação não é espontânea. b) A velocidade da reação direta é rápida. 
c) A velocidade da reação inversa é lenta. d) A reação é produto-favorecida. 
e) Todas as indicações acima estão corretas. 
 
 
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12) Se uma reação química tiver uma variação positiva na entropia, ΔS, então 
a) Aumenta a desordem do sistema. b) a reação é exotérmica. 
c) o calor vai do sistema para a vizinhança. d) a energia livre de Gibbs é negativa. 
e) a reação é espontânea. 
13) A Termodinâmica pode ser usada para determinar todos os seguintes, EXCETO 
a) o sentido em que uma reação é espontânea. b) a extensão a que uma reação ocorre. 
c) a velocidade da reação. d) a temperatura em que uma reação é espontânea. 
e) a variação da entalpia de uma reação. 
14) Uma afirmação da segunda lei da termodinâmica é que 
a) as reações espontâneas são sempre exotérmicas. 
b) a energia é conservada em uma reação química. 
c) a entropia do universo está aumentando continuamente. 
d) a entalpia da reação é a diferença entre as entalpias dos produtos e dos reagentes 
e) a energia livre de Gibbs é uma função da entalpia e da entropia. 
15) Todas as seguintes indicações a respeito da entropia são verdadeiras EXCETO 
a) a entropia é zero para substâncias simples sob condições padrão. 
b) a entropia é uma função de estado. 
c) uma variação positiva na entropia denota uma mudança para uma desordem maior. 
d) os valores da entropia são maiores ou iguais a zero. 
e) a entropia de uma substância na fase gasosa é maior do que em fase sólida. 
16) Acima de que temperatura espera-se que a reação torne-se espontânea se ΔH = + 322 kJ e ΔS = + 531 J.K
-1
? 
a) 171 K b) 209 K c) 606 K 
d) A reação será espontânea a qualquer temperatura. 
e) A reação não será espontânea em nenhuma temperatura. 
17) Para um sistema químico, ΔG
0
 e ΔG são iguais quando: 
a) a constante de equilíbrio, K, iguala 1. b) a constante de equilíbrio, K, igual a 0. 
c) um sistema está em equilíbrio. d) os reagentes e os produtos estão em concentrações padrão. 
e) os reagentes e os produtos encontram-se na fase gasosa. 
18) A partir da relação 
[ATP]
[ADP]
, explique como a produção e o uso de energia são acoplados. 
19) Como a oxidação e a redução estão envolvidas no metabolismo? 
20) Organize as seguintes palavras em um pequeno texto que represente, em linhas gerais, o processo metabólico 
celular: catabolismo, requisitante de energia, redutivo, anabolismo, oxidativo, produtor de energia. 
21) Os animais adultos sintetizam grandes quantidades de ATP durante o decorrer do dia, mas não há aumento 
significativo do peso corporal. Nesse mesmo período, não há alteração visível na estrutura e composição de seus 
corpos. Explique essa aparente contradição. 
 
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22) Espera-se que a produção de açúcares nas plantas na fotossíntese seja um processo exergônico ou endergônico? 
Justifique sua resposta. 
23) Espera-se que a biossíntese de uma proteína a partir dos aminoácidos constituintes de um organismo seja um 
processo exergônico ou endergônico? Justifique sua resposta. 
24) Explique e justifique a falta de equilíbrio nas reações metabólicas. 
25) Descreva o termo: “fosforilação em nível do substrato”. 
26) Explique a razão pela qual a produção biológica de energia se faz por etapas 
27) Por que se considera o ATP como a “moeda” de processos de transferência de Energia em sistemas vivos? 
28) Por que para a manutenção dos seres vivos é necessário o “input” de energia? 
29) Definir e diferenciar G e G°’? 
30) Calcular a variação de energia livre (G°) necessária para à hidrólise do ATP nas condições fisiológicas encontradas 
nas células cerebrais do rato. 
ATP + H2O ADP + Pi G°’= - 7300 cal.mol
-1
 
DADOS: [ATP] = 2,59 × 10
-3
 M, [ADP] = 0,73 × 10
-3
 M [Pi] = 2,72 × 10
-3
 M e T = 25°C. 
a) Ao encontrar o G°, diga se a reação é espontânea, não espontânea, endergônica ou exergônica? 
31) Considere as semirreações abaixo: 
Acetaldeído + 2 H + 2 e Etanol E’
o
 = -0,16V 
NADH + H NAD + 2 H + 2 e E’
o
 = -0,32V 
Calcule o G
 o
’ da reação global: 
Acetaldeído + NADH + H NAD + Etanol 
32) Com relação às duas reações abaixo assinale a afirmativa falsa: 
1) C6H12O6 + O2 6 CO2 + 6 H2O G’A= - 686.000 cal 
2) C6H12O6 2 CH3CHOHCOOH G’B= - 47.000 cal 
a) a reação B é exergônica; b) a reaçào A é exergônica; 
c) a reação A tem velocidade de reação maior que B por ser mais exergônica; 
d) a reação A libera maior quantidade de energia que B; 
e) as duas reações são termodinamicamente possíveis. 
33) Calcule os valores de G em estado padrão para a dissociação do ácido acético nos seguintes valores de pH: 
HOAc OAc + H Ka = 1,75 × 10
-5
 
a) pH = 0 b) pH = 5 c) pH = 8,0 
34) A glicose-6-fosfato foi hidrolisada enzimaticamente (em pH = 7,0 e 25°C) em glicose e fosfato inorgânico. A 
concentração de glicose-6-fosfato no início da reação era 0,1 M. No equilíbrio, restaram somente 0,05% da glicose-
6-fosfato original. Calcule: 
a) K’eq de hidrólise da glicose-6-fosfato 
b) G’ da reação de hidrólise 
 
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c) K’eq da reação pela qual a glicose-6-fosfato é sintetizada a partir de fosfato inorgânico e glicose 
d) G’ da reação de síntese 
35) Calcule o G da hidrólise do ATP em pH = 7,0 e 25 °C sob condições de estado estacionário (tal como poderia 
existir numa célula viva) nas quais as concentrações de ATP, ADP e Pi são mantidas como 10
-3
 M, 10
-4 
M e 10
-2 
M, 
respectivamente. 
36) Sabe-se que o G’ da hidrólise do ATP em pH = 7,0 e 25 °C é – 7.700 cal.mol
-1
 e que a hidrólise das glicose-6-
fosfato nas mesmas condições é de 3.138 cal.mol
-1
. A partir dessas informações, calcule o G’ e a K’eq da reação 
entre a glicose e ATP catalisada pela hexoquinase. 
37) Dadas às reações: 
1) Fumarato + H2O Malato K’eq1 = 4,5 
2) Malato + NAD Oxaloacetato + NADH + H K’eq2 = 1,3 × 10
-5
 
3) Oxaloacetato + Acetil CoA + H2O Citrato + CoASHK’eq3 = 3,2 × 10
5
 
Calcule a K’eq e o G’ totais em pH 7 e 25°C para a conversão de ácido fumárico a ácido cítrico na presença de 
enzimas apropriadas, co-substratos e co-fatores. 
38) A razão 
[ATP]
[ADP]
 numa célula bacteriana ruminal em atividade é 10. Qual deve ser razão de 
[3−fosfoglicerato]
[1,3−difosfoglicerato]
 
intracelular para tornar a reação da fosdoglicerato quinase termodinamicamente favorável na direção da síntese 
de 1,3-difosfoglicerato? 
ATP + 3-PGA 
fosfoglicerato quinase 
 
ADP + 1,3-DPGA K’eq = 1,3 × 10
-5
 e G’ = + 4300 cal.mol
-1
 
39) Diferencie anabolismo de catabolismo e dê um exemplo de precursor e um produto de cada um destes processos. 
40) Diversos grupos de seres vivos estão unidos por grandes processos de conversão metabólica. Um exemplo é o ciclo 
do nitrogênio. Faça um esquema mostrando a conversão de diferentes formas químicas nitrogenadas entre animais, 
plantas e bactérias (ciclo do Nitrogênio). 
41) O transporte de “energia” mediado por moléculas ocorre na forma de pares de elétrons do átomo de hidrogênio e 
na forma de compostos nitrogenados. Diferencie estas duas formas, dando um exemplo do “carreador” de energia 
em questão. 
42) Muitas reações químicas que ocorrem no ambiente celular não são espontâneas (G > 0). No entanto, elas são 
vitais para os organismos vivos. Explique como os organismos vivos driblaram esse obstáculo levando em 
consideração a presença de compostos fosforilados de alta energia. 
43) Como ocorre a liberação dos compostos orgânicos consumidos pelo nosso corpo? 
44) As células cancerosas crescem tão rapidamente que possuem uma taxa mais alta de metabolismo anaeróbio que a 
maioria dos tecidos, especialmente no centro dos tumores. É possível utilizar drogas que envenenem as enzimas do 
metabolismo anaeróbio no tratamento contra o câncer? Por quê? 
 
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45) Dada à estrutura ao lado, responda: 
a) A qual composto ela se refere? 
b) Quais os grupos funcionais nela presentes? 
c) Sabe-se que pode ser oxidada/reduzida. Em aponte o grupo 
químico onde ocorrem esses processos. 
d) Na figura, a molécula está oxidada ou reduzida? Justifique. 
e) Sabe-se que esta molécula pode encontrar-se fosforilada. Aponte 
onde ocorre esta fosforilação. 
 
46) A hidrólise de compostos fosforilados de alta energia em produtos de baixa energia libera grandes quantidades de 
energia livre. Por exemplo: 
ATP 
H2O 
 ADP + Pi G
o
’ = -30,5 kJmol
-1
 
A reação inversa (fosforilação de compostos de baixa energia em compostos de alta energia) requer a mesma 
quantidade de energia livre que é liberada na hidrólise: 
ADP + Pi 
H2O 
 ATP G
o
’ = +30,5 kJmol
-1
 
Levando em consideração a reação abaixo: 
Fosfoenolpiruvato 
H2O 
 Piruvato + Pi G
o
’ = -61,9 kJmol
-1
 
A partir daí responda: 
a) A hidrólise de fosfoenolpiruvato seria capaz de regenerar ATP a partir de ADP + Pi? 
b) A hidrólise de ATP seria capaz de regenerar fosfoenolpiruvato a partir de piruvato + Pi? 
47) Vê-se ao lado um esquema mostrando os principais 
compostos fosforilados de alta energia e a G’º 
liberada pela hidrólise do grupo fosfato. Note que os 
compostos fosforilados de alta energia estão na 
parte superior da figura(acima da linha pontilhada) e os de 
baixa energia estão mais abaixo(abaixo da linha pontilhada). A 
hidrólise de outros compostos como o 1,3-
bifosfoglicerato e o fosfoenolpiruvato libera muito 
mais energia livre que o ATP. Entretanto, o ATP é o 
composto fosforilado de alta energia mais utilizado 
nos organismos vivos. Justifique o motivo dessa 
preferência. 
BOM TRABALHO!!!! 
 
No país que virou as costas para a Educação e que faz apologia ao 
hedonismo inconsequente, através de tantos expedientes alienantes, 
reverencio o verdadeiro heroi nacional, que enfrenta todas as intempéries 
para exercer seu ‘múnus’ com altivez de caráter e senso sacerdotal: 
O PROFESSOR. 
Elieser Siqueira de Souza Junior 
Juiz de Direito/SE