Questão 125 — ENEM 2017 PPL

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Biologia → Metabolismo energético (fotossíntese, respiração celular) e Biotecnologia (engenharia genética aplicada à produção de biocombustíveis)
• ⚡ Nível: Difícil — exige interpretar um fluxograma metabólico complexo, identificar bloqueios enzimáticos (X) e rastrear a via até sua fonte primária de carbono, não apenas o precursor imediato do produto final.
• 🎯 Tema/Habilidade: Vias metabólicas e biotecnologia aplicada a biocombustíveis — competência de interpretar esquemas e fluxogramas bioquímicos, típica da área de Ciências da Natureza no ENEM
• 🏆 Gabarito: B — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Qual é a matéria-prima PRIMÁRIA — a fonte original, de onde tudo começa — do biocombustível triacilglicerol produzido pela cianobactéria geneticamente modificada?"
• Palavras-chave decisivas: matéria-prima, primária, fonte
• Armadilha típica: confundir "matéria-prima primária" com o precursor químico mais próximo da reação final (ácido graxo/diacilglicerol) ou com um produto intermediário destacado no esquema (sacarose, glicogênio), em vez de voltar até a verdadeira origem de todo o carbono da via.
• O que a resposta precisa demonstrar: capacidade de percorrer o fluxograma no sentido inverso — do produto final até a entrada do sistema — reconhecendo que "primária" significa o ponto de partida do processo, e não uma etapa intermediária, por mais próxima que esteja do produto.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Fotossíntese: processo pelo qual organismos fotossintetizantes, como as cianobactérias, fixam CO2 atmosférico usando água e energia luminosa, convertendo-o em compostos orgânicos (açúcares fosforilados) e liberando O2. É a porta de entrada do carbono inorgânico no metabolismo celular.
• Triose-fosfato (Triose-P): primeiro açúcar de três carbonos formado a partir da fixação do CO2 (produto do Ciclo de Calvin); funciona como o "nó central" do esquema, de onde derivam todas as demais rotas metabólicas representadas na figura.
• Engenharia genética redirecionando o fluxo metabólico: a inserção do gene DGAT (que codifica a enzima diacilglicerol aciltransferase) viabiliza a etapa final até o triacilglicerol, enquanto o bloqueio, marcado com "X", de outras enzimas-chave (SPS, AGPase, PhaA) interrompe rotas concorrentes, forçando o carbono fixado a se acumular no produto de interesse.
• Matéria-prima primária × intermediário metabólico: matéria-prima primária é a substância inicial, externa ao sistema biológico, que entra na via; intermediários (piruvato, acetil-CoA, ácido graxo, sacarose, glicogênio) são produtos internos formados ao longo do caminho, e não "fontes" do processo como um todo.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1 (esquema): "CO2 + H2O + luz → Fotossíntese → O2 + Triose-P" → mostra que o carbono do CO2 atmosférico é fixado pela fotossíntese e convertido em triose-P, molécula que alimenta toda a rede metabólica seguinte.
• Evidência 2 (esquema): setas marcadas com "X" sobre as enzimas SPS (rota da Sacarose), AGPase (rota do Glicogênio) e PhaA (rota do Poli-β-hidroxibutarato) → revela que os pesquisadores bloquearam deliberadamente essas três vias concorrentes, indicando que elas não contribuem para a produção final — logo, sacarose e glicogênio não podem ser consideradas "fonte" do biocombustível.
• Evidência 3 (texto de apoio): "interromperam as vias de síntese de outros compostos orgânicos, visando aumentar a eficiência na produção do biocombustível" → confirma que o objetivo dos pesquisadores é canalizar todo o carbono fixado fotossinteticamente para uma única rota: Triose-P → Piruvato → Acetil-CoA → Ácido graxo → Diacilglicerol → (DGAT) → Triacilglicerol.
• Síntese: seguindo a via ativa do início ao fim, o carbono que compõe o triacilglicerol tem origem no CO2 fixado por fotossíntese; todos os demais compostos citados nas alternativas — sacarose, ácido graxo, glicogênio — são etapas internas da rede metabólica, e algumas delas pertencem justamente a vias que foram desligadas pela engenharia genética.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Identificar a entrada do sistema no esquema

No topo do fluxograma, três insumos externos entram no processo: CO2, H2O e luz solar (representada pelo símbolo do sol). Esses três elementos alimentam a fotossíntese, que devolve O2 como subproduto e gera Triose-P como primeiro composto orgânico estável formado a partir do carbono inorgânico. Esse é, portanto, o ponto de origem de todo o carbono orgânico que vai circular na célula — inclusive o carbono que será usado, mais adiante, para fabricar o triacilglicerol.

Subpasso 4.2 — Rastrear a via ativa até o produto final

A partir da Triose-P, o esquema mostra três ramificações possíveis:

1) Triose-P → UDP-glicose → (enzima SPS, bloqueada) → Sacarose

2) Triose-P → Glicose-1-P → (enzima AGPase, bloqueada) → Glicogênio

3) Triose-P → Piruvato → Acetil-CoA → Ácido graxo → (enzima PhaA, bloqueada para poli-β-hidroxibutarato) → Diacilglicerol → (enzima DGAT, ativa) → Triacilglicerol

Como as vias 1 e 2 estão interrompidas pelos "X", e o desvio da via 3 para poli-β-hidroxibutarato também está bloqueado, todo o carbono disponível é forçado a seguir até o triacilglicerol, impulsionado pela ação da enzima DGAT recém-introduzida.

Subpasso 4.3 — Verificação: qual é a matéria-prima PRIMÁRIA?

Percorrendo a via inteira até sua origem: Triacilglicerol ← Diacilglicerol ← Ácido graxo ← Acetil-CoA ← Piruvato ← Triose-P ← Fotossíntese ← CO2 (+ H2O + luz). O composto que inicia toda a cadeia — a matéria-prima primária, no sentido literal de "primeira matéria" — é o gás carbônico, fixado pela fotossíntese. O ácido graxo, por exemplo, é apenas um intermediário quimicamente próximo do produto final, e não a fonte original do carbono. Essa cadeia de raciocínio converge exatamente para a alternativa B.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) ácido graxo, produzido a partir da sacarose.

❌ Incorreta: o esquema mostra que o ácido graxo é formado pela via Piruvato → Acetil-CoA → Ácido graxo, uma rota paralela e independente da via da sacarose (Triose-P → UDP-glicose → Sacarose). Não existe nenhuma seta ligando sacarose a ácido graxo no diagrama; além disso, a via da sacarose está bloqueada pelo "X" sobre a enzima SPS, de modo que sacarose sequer é produzida de forma relevante nessas cianobactérias modificadas.

B) gás carbônico, adquirido via fotossíntese.

✅ Correta: o CO2 é o insumo inorgânico que entra no sistema vindo do ambiente e é fixado pela fotossíntese, dando origem à Triose-P — o composto orgânico que alimenta toda a via metabólica até o triacilglicerol. É, portanto, a matéria-prima primária, a fonte original de carbono de todo o processo, exatamente como pede o enunciado.

C) sacarose, um dissacarídeo rico em energia.

❌ Incorreta: além de a sacarose não fazer parte da via ativa que leva ao triacilglicerol — ela está numa ramificação lateral bloqueada por "X" na enzima SPS —, mesmo que fosse produzida, seria um produto derivado da Triose-P, e não uma fonte primária: ela própria dependeria do CO2 fixado anteriormente pela fotossíntese.

D) gene DGAT, introduzido por engenharia genética.

❌ Incorreta: o gene DGAT codifica uma enzima, a diacilglicerol aciltransferase, que catalisa a etapa final de conversão de diacilglicerol em triacilglicerol. Um gene, assim como a enzima que ele codifica, é uma ferramenta biológica que acelera e direciona uma reação química; ele não fornece átomos de carbono para compor a molécula do biocombustível e, portanto, não pode ser classificado como matéria-prima.

E) glicogênio, reserva energética das cianobactérias.

❌ Incorreta: assim como a sacarose, o glicogênio pertence a uma via lateral deliberadamente interrompida pelos pesquisadores, representada pelo "X" sobre a enzima AGPase, justamente para impedir que o carbono fosse desviado para essa reserva energética em vez de seguir para a produção de triacilglicerol. Logo, o glicogênio nem chega a se formar de maneira significativa nesse sistema geneticamente modificado.

🏆 Gabarito: B — o gás carbônico, fixado por fotossíntese e convertido em Triose-P, é o ponto de partida de toda a via metabólica redesenhada para produzir triacilglicerol; por isso é a matéria-prima primária do biocombustível.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: somente o CO2, fixado via fotossíntese, está na origem de toda a cadeia de carbono representada no esquema; todos os demais compostos citados nas alternativas são produtos internos da via — e alguns deles pertencem justamente a rotas que foram desativadas pela engenharia genética.
• Padrão de cobrança: o ENEM costuma usar esquemas de vias metabólicas e biotecnológicas — fermentação, biocombustíveis, organismos geneticamente modificados — exigindo que o candidato leia setas, identifique bloqueios enzimáticos e reconstrua a hierarquia entre precursores, e não que decore nomes de enzimas.
• Generalização: em qualquer questão que pergunte pela "fonte primária" ou "matéria-prima inicial" de um processo representado em fluxograma, volte sempre ao início absoluto das setas — o insumo que entra "de fora" do sistema —, e não ao precursor imediato do produto final.
• Dica de eliminação rápida: descarte de cara qualquer alternativa que aponte um gene ou enzima como matéria-prima (D, pois gene não é substância) e qualquer composto que esteja numa via marcada com "X" no esquema (C e E, sacarose e glicogênio, ambas bloqueadas); entre os dois candidatos restantes (A e B), escolha o composto que está mais "para fora" na via, isto é, mais próximo da entrada do sistema — o CO2.
• Conexões: fotossíntese e Ciclo de Calvin (fixação de carbono atmosférico); biotecnologia aplicada a biocombustíveis de terceira geração a partir de algas e cianobactérias geneticamente modificadas.