Questão 94 do ENEM 2022 — Biologia
Em um sistema hipotético mantido sob iluminação, estão presentes uma célula autotrófica e uma célula heterotrófica. A esse sistema são fornecidos água, glicose e gás oxigênio, sendo esse último na forma de 18O2.
Ao final de um período de 24 horas, a análise dos compostos presentes nesse sistema permitirá a detecção do isótopo no(a)
Resolução comentada
A questão pede para onde vai o isótopo ¹⁸O, fornecido no gás oxigênio (¹⁸O₂), depois de 24 horas em um sistema com uma célula autotrófica e uma heterotrófica. O conceito em jogo é o destino do oxigênio na respiração aeróbica.
Na respiração celular aeróbica, o O₂ é o aceptor final de elétrons da cadeia respiratória, nas mitocôndrias. Ele recebe elétrons e íons H⁺ e é reduzido a água: ½ O₂ + 2 H⁺ + 2 e⁻ → H₂O. Portanto, os átomos de oxigênio do O₂ fornecido aparecem na água produzida na respiração. Como as duas células (a autotrófica também respira) consomem o O₂, ambas produzirão água marcada.
Agora veja por que os demais compostos não recebem o ¹⁸O diretamente. O piruvato é formado na glicólise, etapa anaeróbica que parte da glicose, sem participação do O₂. O etanol da fermentação também vem do piruvato, sem O₂ (e a fermentação ocorre justamente na ausência dele). A glicose da fotossíntese é construída com carbono do CO₂ e hidrogênio da água; o oxigênio do O₂ não é reagente da fotossíntese, ele é um produto. E o CO₂ do ciclo de Krebs tem seus oxigênios vindos dos compostos orgânicos oxidados e da água, e não do O₂ molecular.
A resposta é a água produzida na respiração, porque é nela que o O₂ do sistema é incorporado ao final da cadeia transportadora de elétrons.