Questão 7 (2º dia) da 2ª fase da FUVEST 2010
Pesquisadores da Universidade de São Paulo mostraram que as bromélias, que vivem no alto de árvores e acumulam água entre suas folhas, obtêm nitrogênio da ureia presente nessa água e que é proveniente da urina dos anfíbios que aí habitam. Nessas plantas, a ureia sofre uma reação catalisada pela enzima urease, que origina amônia e gás carbônico. Em outra reação, catalisada pela enzima sintetase de glutamina, a amônia formada é utilizada na produção do aminoácido glutamina.
Revista Pesquisa FAPESP, 157, março de 2009. Adaptado.
a) Escreva a equação química balanceada que representa a reação, citada no texto, em que são produzidos amônia e gás carbônico.
b) Em que processos, associados ao crescimento das plantas, as bromélias podem utilizar o gás carbônico e a glutamina?
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Resolução comentada
a) A ureia, \ce{CO(NH2)2}, reage com água (hidrólise) catalisada pela urease. Átomos na ureia: 1 C, 1 O, 2 N, 4 H. Os produtos são \ce{NH3} e \ce{CO2}. Para fechar o balanço:
- N: 2 N na ureia, então 2 \ce{NH3}.
- C: 1 C, então 1 \ce{CO2}.
- O: a ureia tem 1 O e o \ce{CO2} tem 2, logo falta 1 O, fornecido por 1 \ce{H2O}.
- H: lado esquerdo, 4 (ureia) + 2 (água) = 6; lado direito, 2 × 3 = 6. Está balanceado.
Equação: \ce{CO(NH2)2 + H2O -> 2 NH3 + CO2} (catalisada pela urease).
b) O gás carbônico é a matéria-prima da fotossíntese: a planta o fixa no ciclo de Calvin e produz glicose. Essa glicose fornece energia (respiração) e carbono para a síntese de celulose, amido e outras moléculas orgânicas, essenciais ao crescimento.
A glutamina é um aminoácido. Ela é usada na síntese de proteínas (enzimas, proteínas estruturais) e, como doadora de nitrogênio, na produção de outros aminoácidos e de ácidos nucleicos (bases nitrogenadas do DNA e do RNA). Esses processos sustentam a divisão e o alongamento celular, ou seja, o crescimento.
O gás carbônico é usado na fotossíntese (produção de carboidratos); a glutamina é usada na síntese de proteínas e de outros compostos nitrogenados, como os ácidos nucleicos.
Assuntos: balanceamento de equações, hidrólise da ureia, fotossíntese e síntese de proteínas.
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