Questão de Biologia — Geral — VUNESP 2024

Metabolismo energético: fermentação × respiração celular

Gabarito: letra E. O esquema ilustra a fermentação, um processo anaeróbio (não consome O₂) que ocorre no citoplasma e gera um saldo de apenas 2 ATP por glicose, muito menor que os 30–38 ATP da respiração celular aeróbia — exatamente o que a alternativa E afirma. As demais alternativas erram ao classificar o processo como aeróbio, ao situá-lo nas mitocôndrias ou ao negar a necessidade de um aceptor orgânico de hidrogênio.

A fermentação é um processo de obtenção de energia que ocorre sem a participação do oxigênio (anaeróbio). Ela é realizada no citoplasma da célula, pois as enzimas envolvidas na glicólise e nas etapas seguintes estão dispersas nesse compartimento, e não no interior de organelas. A glicose é parcialmente degradada: primeiro ocorre a glicólise, que a quebra em duas moléculas de ácido pirúvico, com saldo líquido de 2 ATP e produção de 2 NADH. Em seguida, o ácido pirúvico é convertido em um produto final (etanol, ácido láctico etc.), e nessa conversão o NADH é reoxidado a NAD⁺, que volta a ser utilizado na glicólise. É justamente essa regeneração do NAD⁺ que permite que a glicólise continue operando sem oxigênio.

O ponto central é o aceptor final de hidrogênio (elétrons): na fermentação, o aceptor é uma molécula orgânica — o próprio ácido pirúvico ou um derivado dele — e não o oxigênio. Por isso, o processo não libera toda a energia potencial da glicose: o produto final ainda é uma molécula orgânica relativamente rica em energia. Na respiração celular aeróbia, ao contrário, o aceptor final é o oxigênio (molécula inorgânica), e a glicose é completamente oxidada a CO₂ e H₂O, liberando muito mais energia. Essa diferença no aceptor explica por que a fermentação rende apenas 2 ATP por glicose, enquanto a respiração aeróbia rende cerca de 30 a 38 ATP.

Um exemplo concreto: as leveduras (fungos) realizam fermentação alcoólica, transformando glicose em etanol e CO₂, processo usado na fabricação de pães e bebidas. Já as células musculares humanas, em condições de baixo oxigênio (exercício intenso), realizam fermentação láctica, acumulando ácido láctico. Em ambos os casos, o processo é anaeróbio, ocorre no citoplasma e rende apenas 2 ATP por glicose — muito menos que a respiração aeróbia. A banca explora exatamente essa confusão: o aluno pode achar que fermentação é aeróbia ou que ocorre nas mitocôndrias, mas a fermentação é um processo citoplasmático e anaeróbio.

Guarde a fronteira entre fermentação e respiração celular: fermentação = anaeróbia, citoplasmática, aceptor orgânico, 2 ATP; respiração aeróbia = aeróbia, mitocondrial (em eucariontes), aceptor inorgânico (O₂), 30–38 ATP. É exatamente nessa fronteira que as alternativas se dividem.

Alternativa A — ❌ Incorreta

Afirma que a fermentação ocorre exclusivamente em organismos procariontes. Isso é falso: muitos eucariontes, como fungos (leveduras) e células musculares humanas, também realizam fermentação. O erro está na palavra "exclusivamente", que generaliza indevidamente. A fermentação é um processo antigo e amplamente distribuído, presente tanto em procariontes quanto em eucariontes.

Alternativa B — ❌ Incorreta

Classifica o processo como aeróbio. A fermentação é anaeróbia, ou seja, não utiliza oxigênio como aceptor final de elétrons. Embora envolva várias enzimas (como as da glicólise), o termo "aeróbio" é o erro central. A banca troca o caráter anaeróbio por aeróbio, uma pegadinha clássica.

Alternativa C — ❌ Incorreta

Afirma que a fermentação independe de uma molécula orgânica aceptora de hidrogênio. Isso é o oposto do que ocorre: na fermentação, o aceptor final de hidrogênio (elétrons) é uma molécula orgânica, como o ácido pirúvico (que vira ácido láctico) ou o acetaldeído (que vira etanol). Sem esse aceptor orgânico, o NADH não seria reoxidado e a glicólise pararia. A alternativa nega exatamente o que define o processo.

Alternativa D — ❌ Incorreta

Afirma que o processo é aeróbio e ocorre no interior das mitocôndrias. A fermentação é anaeróbia e ocorre no citoplasma, não nas mitocôndrias. As mitocôndrias são o local da respiração celular aeróbia (ciclo de Krebs e cadeia respiratória). A banca mistura os dois processos: atribui à fermentação características da respiração aeróbia.

Alternativa E — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Afirma que o processo é anaeróbio e gera um saldo de ATP menor do que a respiração celular. Isso está correto: a fermentação não utiliza oxigênio (anaeróbia) e rende apenas 2 ATP por glicose, enquanto a respiração celular aeróbia rende cerca de 30 a 38 ATP. A alternativa espelha exatamente as duas características centrais da fermentação.

Gabarito: letra E