Uma das maneiras pelas quais as células obtêm energia é a respiração celular. Esse processo ocorre em várias etapas, como mostrado na ilustração a seguir: A respeito das etapas do processo mostrado na ilustração e das substâncias químicas envolvidas, verifica-se que
Aa etapa X ocorre no citoplasma da célula e resulta na produção de ácido acetil-CoA, indicado pelo número 1.
Ba etapa Y envolve a participação de ácido pirúvico, indicado pelo número 2 e a liberação de CO2, indicado pelo número 3.
Cna etapa Y ocorre a produção de NaDH2, indicado pelo número 4, e que vai participar da etapa Z.
Da etapa Z ocorre na mitocôndria e envolve a participação de H2O, indicada pelo número 5.
Ea etapa Z resulta na produção de ATP e envolve a liberação de O2, indicado pelo número 6.
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GabaritoC — na etapa Y ocorre a produção de NaDH2, indicado pelo número 4, e que vai participar da etapa Z.
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Respiração celular: glicólise, ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa
Gabarito: letra C. A etapa Y corresponde ao ciclo de Krebs, que ocorre na matriz mitocondrial e produz NADH (aqui indicado como "NaDH2", número 4), molécula que segue para a etapa Z, a fosforilação oxidativa, onde será reoxidada na cadeia respiratória. As demais alternativas trocam os compartimentos celulares, os produtos e os reagentes das etapas da respiração aeróbia.
A respiração celular aeróbia é o processo pelo qual a célula degrada moléculas orgânicas, principalmente a glicose, na presença de oxigênio, transferindo a energia das ligações químicas para moléculas de ATP. A equação geral é: glicose + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + energia (ATP). Esse processo ocorre em três etapas principais: glicólise, ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa. Cada etapa ocorre em um compartimento celular específico e envolve substâncias características, que são exatamente o que a questão cobra.
A glicólise (etapa X na figura) ocorre no citosol (hialoplasma) e consiste na quebra de uma molécula de glicose (6 carbonos) em duas moléculas de ácido pirúvico (3 carbonos cada), com saldo líquido de 2 ATP e produção de NADH. O ácido pirúvico, então, é convertido em acetil-CoA (número 1 na figura), que entra no ciclo de Krebs. A etapa Y é o ciclo de Krebs, que ocorre na matriz mitocondrial. Nele, o acetil-CoA é oxidado, liberando CO₂ (número 3) e produzindo NADH (número 4) e FADH₂, além de ATP (ou GTP). A etapa Z é a fosforilação oxidativa, que ocorre na membrana interna da mitocôndria (cristas mitocondriais). Nela, os elétrons transportados pelo NADH e FADH₂ passam pela cadeia respiratória, e o oxigênio atua como aceptor final de elétrons, formando água (número 5). A energia liberada nesse fluxo de elétrons é usada para bombear prótons e gerar ATP pela ATP-sintase.
A pegadinha central desta questão é a localização das etapas e a identificação das substâncias. A banca explora a confusão entre o citosol (glicólise) e a mitocôndria (ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa), além de trocar os produtos de cada etapa. Por exemplo, a alternativa A afirma que a etapa X (glicólise) produz acetil-CoA, mas a glicólise produz ácido pirúvico; o acetil-CoA é formado na conversão do piruvato, que ocorre na matriz mitocondrial, antes do ciclo de Krebs. A alternativa B troca o ácido pirúvico (que é produto da glicólise) pelo acetil-CoA, e a liberação de CO₂ é característica do ciclo de Krebs, não da glicólise. A alternativa D erra ao afirmar que a etapa Z (fosforilação oxidativa) envolve a participação de H₂O como reagente; na verdade, a água é produto da fosforilação oxidativa, formada pela combinação de elétrons, prótons e oxigênio. A alternativa E erra ao afirmar que a etapa Z libera O₂; o oxigênio é consumido na fosforilação oxidativa, não liberado.
Para fixar, lembre-se do fluxo: glicose → (glicólise, citosol) → 2 piruvato → (conversão) → 2 acetil-CoA → (ciclo de Krebs, matriz mitocondrial) → CO₂ + NADH + FADH₂ → (fosforilação oxidativa, membrana interna) → H₂O + ATP. O NADH produzido no ciclo de Krebs (etapa Y) é exatamente o que a alternativa C aponta como número 4, e ele segue para a etapa Z, onde será reoxidado, devolvendo elétrons à cadeia respiratória. Essa é a leitura correta da figura.
Etapa
Local de ocorrência
Substrato/Entrada
Produtos
X (Glicólise)
Citosol (hialoplasma)
Glicose
2 ácido pirúvico, 2 ATP, NADH
Y (Ciclo de Krebs)
Matriz mitocondrial
Acetil-CoA (nº 1)
CO₂ (nº 3), NADH (nº 4), FADH₂, ATP
Z (Fosforilação oxidativa)
Membrana interna da mitocôndria (cristas)
NADH, FADH₂, O₂ (consumido)
H₂O (nº 5), ATP
1Glicólise (citosol)
2Ciclo de Krebs (matriz)
3Fosforilação oxidativa (cristas)
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Alternativa A — ❌ Incorreta
A etapa X é a glicólise, que ocorre no citosol, mas o produto indicado pelo número 1 é o acetil-CoA, e não o ácido pirúvico. A glicólise produz ácido pirúvico (2 moléculas de 3 carbonos), que posteriormente é convertido em acetil-CoA na matriz mitocondrial, antes do ciclo de Krebs. A alternativa troca o produto da glicólise pelo produto da etapa de transição (conversão do piruvato em acetil-CoA).
Alternativa B — ❌ Incorreta
A etapa Y é o ciclo de Krebs, que ocorre na matriz mitocondrial. O número 2 na figura indica o acetil-CoA, não o ácido pirúvico. O ácido pirúvico é produto da glicólise (etapa X), e o acetil-CoA é o substrato que entra no ciclo de Krebs. Além disso, a liberação de CO₂ (número 3) é característica do ciclo de Krebs, mas a alternativa erra ao associar o número 2 ao ácido pirúvico, quando na verdade é o acetil-CoA.
Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO
A etapa Y é o ciclo de Krebs, que ocorre na matriz mitocondrial. Durante esse ciclo, o acetil-CoA é oxidado, liberando CO₂ e produzindo NADH (aqui indicado como "NaDH2", número 4) e FADH₂. Essas moléculas transportam elétrons de alta energia para a etapa Z, a fosforilação oxidativa, onde serão reoxidadas na cadeia respiratória, fornecendo energia para a síntese de ATP. A alternativa está correta ao afirmar que o NADH produzido na etapa Y participa da etapa Z.
Alternativa D — ❌ Incorreta
A etapa Z é a fosforilação oxidativa, que ocorre na membrana interna da mitocôndria (cristas mitocondriais), e não na mitocôndria como um todo. Além disso, a H₂O (número 5) é produto da fosforilação oxidativa, formada pela combinação de elétrons, prótons e oxigênio, e não um reagente que participa da etapa. A alternativa erra ao afirmar que a H₂O participa da etapa Z como reagente.
Alternativa E — ❌ Incorreta
A etapa Z é a fosforilação oxidativa, que produz ATP, mas o O₂ (número 6) é consumido nessa etapa, atuando como aceptor final de elétrons na cadeia respiratória, e não liberado. A alternativa inverte o papel do oxigênio: ele é um reagente que participa da fosforilação oxidativa, formando água, e não um produto liberado.
