Em uma investigação sobre fadiga muscular, estudantes cultivaram células humanas em laboratório e adicionaram…

Questão

Em uma investigação sobre fadiga muscular, estudantes cultivaram células humanas em laboratório e adicionaram glicose ao meio. Em seguida, aplicaram uma substância que torna a membrana interna da mitocôndria mais permeável a íons H+, impedindo a manutenção do gradiente necessário para a síntese de ATP. Após alguns minutos, as células continuaram consumindo glicose, mas a quantidade total de ATP disponível caiu acentuadamente. Para interpretar o resultado, os estudantes consultaram a ilustração, que organiza as etapas da respiração celular (glicólise, formação de acetil-CoA, ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa) e indica em que compartimentos celulares elas ocorrem, além de mostrar onde se concentra a maior produção de ATP. Com base no texto e na organização das etapas mostradas na imagem, identifique a etapa mais diretamente prejudicada pela perda do gradiente de H+ e o local celular onde ela ocorre.

1. A) Glicólise no citoplasma, interrompendo a formação de ATP nas reações redox mitocondriais.
2. B) Ciclo de Krebs na membrana interna mitocondrial, interrompendo a oxidação do acetil-CoA.
3. C) Fosforilação oxidativa na membrana interna mitocondrial, reduzindo a principal produção de ATP.
4. D) Formação de acetil-CoA no citoplasma, impedindo a liberação de CO2 a partir do piruvato.
5. E) Glicólise na matriz mitocondrial, impedindo a conversão de glicose em piruvato.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. Identifique o problema central. A substância torna a membrana interna da mitocôndria permeável a H+, desfazendo o gradiente de prótons que essa membrana mantém. Esse gradiente é a força que impulsiona a enzima ATP sintase na síntese de ATP.
2. Lembre onde o gradiente é usado. Na respiração celular, os elétrons liberados pelas coenzimas reduzidas (NADH e FADH2) passam pela cadeia transportadora de elétrons, localizada na membrana interna da mitocôndria. A energia liberada bombeia H+ para o espaço intermembranas, criando o gradiente. Depois, os H+ voltam à matriz pela ATP sintase, que produz ATP. Esse conjunto é a fosforilação oxidativa.
3. Relacione com a ilustração. A figura organiza as etapas e mostra onde se concentra a maior produção de ATP. A fosforilação oxidativa é justamente a etapa que concentra a maior parte do ATP celular, ocorrendo na membrana interna mitocondrial.
4. Verifique por que a glicose continua sendo consumida. A glicólise e as etapas anteriores ocorrem independentemente do gradiente de H+, por isso a glicose ainda é consumida e a glicólise segue acontecendo, mas o ATP deixa de ser produzido em grande quantidade porque a cadeia não consegue gerar o gradiente necessário.
5. Analise as alternativas erradas. A) Está errada porque a glicólise ocorre no citoplasma, mas não depende diretamente do gradiente de H+ e não ocorre nas reações redox mitocondriais. B) Está errada porque o ciclo de Krebs ocorre na matriz mitocondrial, não na membrana interna, e gera NADH e FADH2 sem depender diretamente do gradiente. C) Esta é a correta: a fosforilação oxidativa, na membrana interna, é a etapa mais diretamente prejudicada e responde pela maior parte do ATP. D) Está errada porque a formação de acetil-CoA ocorre na matriz mitocondrial, e a liberação de CO2 a partir do piruvato também é uma etapa mitocondrial que não depende do gradiente. E) Está errada porque a glicólise ocorre no citoplasma, não na matriz mitocondrial, e a conversão de glicose em piruvato é justamente a própria glicólise, que continua ocorrendo.

💡 Dica: Identifique a etapa da respiração celular dependente do gradiente de H+ para a síntese de ATP.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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