Questão 110 Enem 2021 - dia 2 - Matemática e Ciências da natureza

A questão se refere aos processos energéticos realizados por seres autótrofos e heterótrofos. As reações do metabolismo energético podem ser divididas em reações anabólicas, que são reações endergônicas, ou seja, utilizam energia para a produção de glicose, ou catabólicas, que são exergônicas, nas quais há liberação de energia mediante a quebra parcial ou completa da glicose. Nas reações anabólicas, como a fotossíntese e a quimiossíntese, o gás carbônico é fixado em matéria orgânica e as fontes de energia utilizadas são, respectivamente, a energia luminosa e a energia química liberada por reações de oxidação. Nas reações do catabolismo, como as fermentações alcoólica e lática e a respiração celular aeróbica, ocorre a quebra da glicose, que resulta na liberação de energia e na produção ATP e outros produtos.

Dos processos catabólicos, a respiração celular aeróbica é dividida em etapas (glicólise, oxidação do piruvato, ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa), que possibilitam a quebra total da molécula de glicose resultando em gás carbônico, água e 32 moléculas de ATP, para cada molécula de glicose oxidada. Já nas fermentações, ocorre a quebra parcial da molécula de glicose, gerando um saldo de 2 ATP por molécula (rendimento menor que a respiração celular aeróbica) e produtos secundários mais energéticos, como o ácido lático (fermentação lática) e o etanol (fermentação alcoólica), que pode ser utilizado como combustível.

Ainda, considerando o ciclo do carbono o etanol pode ser considerado um combustível mais sustentável (ambiental) do que os combustíveis fósseis (derivados do petróleo, gás natural, carvão mineral). Apesar de também ser utilizado no processo de combustão, a produção de etanol ocorre a partir de carboidratos fermentáveis oriundos de vegetais, os quais realizaram a fixação de carbono no processo de fotossíntese. Cabe ressaltar, que a fonte do combustível é renovável, podendo ser novamente obtido a partir do plantio da matéria-prima. Já os combustíveis fósseis não são fontes renováveis e por meio da combustão ocorre apenas a emissão de gás carbônico para a atmosfera, sem que haja o retorno a curto prazo do carbono ao estado fóssil.

Nessa questão é fundamental a leitura atenta do enunciado, já que a pergunta se refere ao catabolismo de compostos orgânicos que resultam em menor rendimento energético para o organismo e formação de produtos secundários que podem ser utilizados como combustíveis. Assim, é possível concluir que o processo metabólico associado à expressão dos combustíveis ambientais é a fermentação. Abaixo a equação geral da fermentação alcoólica, que produz o etanol (combustível renovável):

$C_6{H}_{12}{O}_6 \to 2 C_2{H}_{5}OH+ 2C{O}_2+2 ATP$

a) Incorreta. O enunciado menciona que os compostos orgânicos são catabolizados pelos seres produzindo compostos secundários que podem funcionar como combustíveis ambientais. A fotossíntese e a quimiossíntese são processos anabólicos, que consomem energia para a síntese de glicose. 

b) Correta. Na fermentação alcoólica ocorre a glicólise que resulta em rendimento energético de 2 ATP, menor rendimento que a respiração celular aeróbica, e formação de gás carbônico e etanol, produto secundário que pode ser utilizado como combustível.

c) Incorreta. Pelos mesmos motivos discutidos na alternativa a.

d) Incorreta. A respiração celular aeróbica é um processo catabólico, mas tem maior rendimento energético e resulta em gás carbônico e água, que não são produtos que poderiam ser utilizados como combustíveis.

e) Incorreta. A fosforilação oxidativa é a última fase da respiração aeróbica, na qual ocorre a cadeia transportadora de elétrons (ou cadeia respiratória) e quimiosmose (síntese do ATP). Além do ATP, nessa etapa é formada a molécula de água, que não pode ser utilizada como combustível.