Analise e represente, em diagrama ou descrição, as transformações de matéria e energia numa biocatálise…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Analise e represente, em diagrama ou descrição, as transformações de matéria e energia numa biocatálise aplicada à produção sustentável de bioetanol a partir de resíduos agrícolas. Inclua: papel da(s) enzima(s), cofatores/coenzimas, conservação de massa e balanço energético, e previsões de desempenho sob variações de temperatura e pH.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Descrição do processo: enzimas como celulases e ß-glicosidases hidrolisam a celulose dos resíduos em oligossacarídeos e glicose; a glicose é fermentada por leveduras (Saccharomyces cerevisiae) em etanol e CO2. 2) Papel da enzima e cofatores: celulases atuam no sítio ativo sem cofatores prostéticos específicos; etapas redox na via fermentativa usam NAD+/NADH como coenzima para regeneração redox. 3) Conservação de massa e estequiometria: polímero de celulose (C6H10O5)n ? glicose (C6H12O6) ? 2 C2H5OH + 2 CO2 (por mol de glicose); massa de carbono é conservada entre substrato e produtos (exceto perdas como CO2). 4) Balanço energético: enzimas reduzem a energia de ativação, acelerando as reações sem alterar ?G; energia necessária para pré-tratar biomassa e controlar processo deve ser comparada à energia obtida do etanol para avaliar viabilidade. 5) Previsões sob variações de temperatura e pH: há temperaturas e pH ótimos para cada enzima; desvios reduzem kcat e/ou aumentam kd (denaturação), diminuindo rendimento; altas temperaturas podem acelerar reação até o ponto de desnaturação; pH fora do ótimo altera estados ionizados de resíduos ativos e cofatores. 6) Representação e sustentabilidade: diagrama de fluxo mostra entrada de resíduos ? hidrólise enzimática ? glicose ? fermentação ? etanol + CO2; impactos positivos incluem menor uso de catalisadores químicos, reaproveitamento de resíduos e menor demanda energética se processos forem integrados; recomenda-se monitorar parâmetros enzimáticos e realizar balanço de massa e energia para otimizar eficiência e reduzir emissões.
Explicação
A explicação aborda de forma clara e sequencial as etapas do processo de biocatálise, detalhando o papel das enzimas e cofatores, além de apresentar a conservação de massa e o balanço energético. Também considera a influência de variáveis como temperatura e pH na eficiência do processo, o que é essencial para uma análise completa. Por fim, a representação gráfica e a ênfase na sustentabilidade reforçam a aplicabilidade prática e os benefícios ambientais da biocatálise.
Raio-X da questão
biocatálise e bioetanol
avaliacao
biocatálise e bioetanol · transformações de matéria e energia
Revisar os conceitos de biocatálise, enzimas e balanço energético.
O aluno pode falhar ao não considerar a influência de temperatura e pH no desempenho das enzimas, resultando em uma análise incompleta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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