Biologia-Prof.Barão Metabolismo Energético: Respiração Celular e Fermentação
Metabolismo Energético I Conceitos básicos: 1-Metabolismo 2-Reações Exergônicas e Endergônicas 3-Reação de Redox(Oxidação-Redução) 4-Energia de Ativação 5-ATP(Moeda Energética)
Metabolismo Conjunto de todas as reações do organismo Dividido em :Anabolismo e Catabolismo Reações de síntese Reações de degradação Obs :É por meio das Reações catabólicas que os seres vivos obtêm a matériaprima e energia necessárias à vida.
Reações Exergônicas e Endergônicas
Reações de Oxidação- Redução Reações onde ocorre transferência de elétrons entre as substâncias participantes Perda de elétrons Oxidação Ganho de elétrons Redução
ATP(Adenosina Trifosfato)
Célula
Citoplasma Região localizada entre a membrana plasmática e a carioteca. É dividido em :CITOSOL E CITOPLASMA FIGURADO. Organelas Era chamado de Citoplasma fundamental ou Hialoplasma.
Mitocôndrias
Respiração Celular Ocorre por meio de duas etapas: 1ª ETAPA:Anaeróbia Glicólise 2ª ETAPA:Aeróbia Ciclo de Krebs Cadeia Respiratória
Respiração em Eucariontes CITOPLASMA MITOCÔNDRIA Glicose (6 C) C 6 H 12 O 6 Piruvato (3 C) Saldo de 2 ATP FASE ANAERÓBIA 2 CO 2 Ciclo de Krebs 2 ATP 4 CO 2 H 2 Saldo de 32 ou 34 ATPs FASE AERÓBIA 6 O 2 6 H 2 O
Glicólise Ocorre fora das mitocôndrias,mais precisamente no Citosol. Representa a quebra da GLICOSE em duas moléculas da ÁCIDO PIRÚVICO(PIRUVATO). No processo ocorre produção de 4ATP,2NADH e o gasto de 2ATP,portanto,a Glicólise rende para célula 2ATP e 2NADH
Equação da Glicólise
Glicólise ATP ADP Glicose (6C) C 6 H 12 O 6 ATP ADP P ~ 6 C ~ P 3 C ~ P 3 C ~ P Pi NAD NADH P ~ 3 C ~ P ADP P ~ 3 C ATP ADP ATP NAD Pi NADH P ~ 3 C ~ P ADP ATP P ~ 3 C ADP ATP 1. Duas moléculas de ATP são utilizadas para ativar uma molécula de glicose e iniciar a reação. 2. A molécula de glicose ativada pelo ATP divide-se em duas moléculas de três carbonos. 3. Incorporação de fosfato inorgânico e formação de NADH. 4. Duas moléculas de ATP são liberadas recuperando as duas utilizadas no início. 5. Liberação de duas moléculas de ATP e formação de piruvato. 3 C Piruvato 3 C Piruvato
Glicólise 1ª Etapa da Respiração Local: Citoplasma da célula Glicólise
Obs.: todo o gás carbônico liberado na respiração provém da formação do acetil e do ciclo de Krebs. Ciclo de Krebs Nomes: ciclo do ácido cítrico ou ácido tricarboxílico. Mentor: Hans Adolf Krebs, 1953) Local: matriz mitocondrial Procedimento: Piruvato acetil : liberação de CO 2 e H. Acetil Acetil-coenzima A (acetil-coa) : entra no ciclo de Krebs. Ciclo de Krebs: liberação de CO 2, ATP, NADH, FADH 2
Após a formação dos ácidos pirúvicos eles entram na mitocôndria, sendo atacados então por desidrogenases e descarboxilases. Logo, são liberados CO 2, que são liberados pela célula e hidrogênios que são capturados pelo NAD. O acetil formado combina-se com a Co-enzima A (Co-A) e a nova molécula (Acetil-CoA) começa o ciclo de Krebs
Ciclo de Krebs
Ciclo de Krebs Ciclo de Krebs 2ª Etapa da Respiração Local: Matriz Mitocondrial 2 Piruvato (3C) CoA NAD+ 2CO2 2 NADH Em Para Cada O Repare Dessa FADH2 seguida Durante O cada Piruvato Acetil-CoA maneira, que possui 2 o piruvatos essa a possui glicose a seqüência dizemos entra mesma 3 que converte-se possuia numa carbonos. que entram função de a 6 respiração reações do Os em seqüência Ao carbonos, NADH dois Acetil entrar são piruvatos ciclo que corresponde (2C) liberados na foi são é mitocôndria reações quebrada carregar liberados: produzidos reage 2 CO2, a que elétrons oxidação em com um nós 1 2 ATP, na a carbono ricos glicólise Coenzima chamamos 4 piruvatos NADH em completa é em no retirado e A energia 1 (3C) citoplasma 6 de (CoA) FADH2 CO2 da Ciclo e e estes glicose, formando sai para de como migram foram Krebs a cada cadeia CO2. o respiratória transformando-a convertidos Acetil-CoA para Piruvato. a 8 mitocôndria NADH (última e em NADH. em CO2 etapa). 6CO2 2 FADH2 2 ATPs Vídeo: Ciclo de Krebs
Ciclo de Krebs
Cadeia respiratória Função: formação de ATP Local: crista mitocondrial Procedimento: Fosforilação oxidativa:transferência de hidrogênios pelos citocromos, formando ATP e tendo como aceptor final o oxigênio e a formação de água
Visão geral do processo respiratório em célula eucariótica Citosol 1 ATP Glicose (6 C) C 6 H 12 O 6 1 ATP 1 NADH 1 NADH 6 O 2 32 ou 34 ATP Piruvato (3 C) Piruvato (3 C) 2 CO 2 4 CO 2 2 ATP 6 H 2 O Mitocôndria 2 acetil-coa (2 C) 2 NADH Ciclo de Krebs 6 NADH 2 FADH Total: 10 NADH 2 FADH 2 Crista mitocondrial
Cadeia Respiratória Cadeia Respiratória 3ª Etapa da Respiração Local: Crista Mitocondrial Espaço Intermembrana Matriz Mitocondrial Esse Três Quando Por Isso Os O NADH O único elétrons difusão, dessas movimento explica bombeamento os e caminho FADH2 elétrons proteínas ricos porque H+ realizado produzidos em dos tenderão se vão energia necessitamos encontrar H+ utilizar pela é para passar nas vão enzima voltar o com a etapas passar, lado energia pela tanto para o ATP O2 a desses Sintase enzima anteriores matriz vai intermembranoso oxigênio. atraídos ser elétrons mitocondrial, é ATP formado responsável vão pelo Todas Sintase, energizados liberar O2 água. deixa porém, que células pela elétrons Dizemos uma se esta adição para movimenta a séria necessitam membrana ricos região bombear que de um o íons oxigênio energia deste proteínas H+ fosfato interna para composto é altamente o ao a é da aceptor proteínas passagem impermeável espaço ADP cadeia para formando final ácida. intermembranoso. respiratória. a de respiração. de membrana. H+. ao elétrons. ATP. H+
Cadeia Transportadora de Elétrons Os elétrons são passados de molécula para molécula presente nas cristas mitocondriais chamados CITOCROMOS. Quando o elétron pula de um citocromo para outro até chegar no aceptor final (o oxigênio), ocorre liberação de energia que é convertida em ATP.
Cadeia Transportadora de Elétrons
Cadeia Respiratória Cadeia Respiratória 3ª Etapa da Respiração Local: Crista Mitocondrial Revisão do processo (visão global) Vídeo: Cadeia transportadora de elétrons Vídeo: Síntese de ATP
Rendimento energético segundo Amabis
RELAÇÃO ENTRE RESPIRAÇÃO PULMONAR E CELULAR
RENDIMENTO ENERGÉTICO (OUTRA CONSIDERAÇÃO)
A ENCRUZILHADA METABÓLICA DA CÉLULA
FERMENTAÇÃO 1861: o francês Pasteur demonstrou a existência de microorganismos (FUNGOS E BACTÉRIAS) que podem viver em ausência absoluta de oxigênio livre. Mas como esses organismos obtém energia? R: Degradando/desdobrando parcialmente substâncias orgânicas do alimento, originando assim moléculas menores. OBS. 1: energia é armazenada na forma de ATP; OBS. 2: nossas próprias células também fazem fermentação, na ausência do gás oxigênio.
Fermentação Processo anaeróbio de síntese de ATP que ocorre na ausência de O 2 (solos profundos e regiões com teor de O 2 quase zero) e que não envolve a cadeia respiratória. Aceptor final: composto orgânico. Seres Anaeróbios: ESTRITOS: só realiza um dos processos anaeróbios(fermentação ou respiração anaeróbia) Ex.: Clostridium tetani FACULTATIVAS: realizam fermentação ou respiração aeróbia. Ex.: Sacharomyces cerevisiae Procedimento: Glicose degradada em substâncias orgânicas mais simples como : ácido lático (fermentação lática) e álcool etílico (fermentação alcoólica)
Fermentação Alcoólica Láctica
FERMENTAÇÃO A. FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA Realizado industrialmente pelo fungo (levedura) Saccharomyces cerevisiae na fabricação de bebidas alcoólicas e pão (CO 2 ). 1 glicose 2 ETANOL (álcool etílico) + 2 CO 2 + 2 ATP 2 ATP= ENERGIA
FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA
Fermentação Alcoólica O piruvato é transformado em álcool etílico. Realizada por bactérias e leveduras. Exemplos: Sacharomyces cerevisiae produção de bebidas alcoólicas (vinho e cerveja) Levedo fabricação de pão.
FERMENTAÇÃO LÁCTICA Realizada por bactérias do gênero Lactobacillus que fermentam o leite, produzindo laticínios (queijo, coalhada, iogurte). 1 glicose 2 ÁCIDO LÁTICO + 2 ATP 2 ATP= ENERGIA *NÃO HÁ LIBERAÇÃO DE GÁS CARBÔNICO
Fermentação Lática O piruvato é transformado em ácido lático. Realizada por bactérias, fungos protozoários e por algumas células do tecido muscular humano. Exemplos: Cãibra: fermentação devido à insuficiência de O 2 Azedamento do leite. Produção de conservas.
Fermentação Lática Fermentaç ão Lática Glicose Respiraçã o O2 2 ATPs Ácido Lático Mas... Durante As Para fibras continuar musculares uma atividade gerando são células ATP física as prolongada que células necessitam musculares a quantidade constantemente realizam em de de O2 O2 condições que para chegam realizar anaeróbicas as sua fibras função a é fermentação de contração lática. limitada. Fibra relaxada Fibra contraída O excesso de ácido lático nos tecidos musculares pode causar vários problemas como fadiga
FERMENTAÇÃO LÁCTICA
ESQUEMA GERAL DA FERMENTAÇÃO
Fermentação Acética ATP NADH Piruvato (3 C) NAD NADH 2 H 2 O Ácido acético 3 C Glicose (6C) C 6 H 12 O 6 CO 2 Glicólise ATP Piruvato (3 C) NADH CO 2 NAD NADH 2 H2O Ácido acético 3 C
Resumo dos Tipos de fermentação e a respiração Fermentação Lática Glicose ácido lático + 2 ATP Fermentação Alcoólica Glicose álcool etílico + CO 2 + 2 ATP Fermentação Acética Glicose ácido acético + CO 2 + 2 ATP Respiração Glicose + O 2 CO 2 + H 2 O + 36 ou 38 ATP