Metabolismo energtico Respirao Fermentao Prof JM Metabolismo l
Metabolismo energético Respiração Fermentação Prof. JM
Metabolismo l Conjunto de reações químicas que ocorrem no organismo. l Ex. : biossíntese de nucleotídeos e aminoácidos, degradação de ácidos graxos.
Seres Produtores l Também chamados de AUTÓTROFOS. l São capazes de produzir o próprio “alimento”, através do processo da FOTOSSÍNTESE
Fotossíntese CO 2 + H 2 O C 6 H 12 O 6 + O 2
Seres Consumidores l Também chamados HETERÓTROFOS. l Não produzem seu próprio alimento e precisam se alimentar de autótrofos ou outros heterótrofos para obter energia necessária à sua sobrevivência.
Como a energia é armazenada na célula? Nas ligações fosfato da molécula de ATP.
ATP l ATP = Adenosina tri-fosfato l Armazena nas suas ligações fosfatos a energia liberada na quebra da glicose. l Quando a célula precisa de energia para realizar alguma reação química, as ligações entre os fosfatos são quebradas, energia é liberada e utilizada no metabolismo celular.
ATP l Essa molécula é formada pela união de uma adenina e uma ribose aderida a três radicais fosfato
Aceptores intermediários de H l NAD e FAD l são aceptores intermediários de hidrogênio, ligando-se a prótons H+ “produzidos” durante as etapas da respiração e cedendo-os para o oxigênio, que é p aceptor final de hidrogênios
NAD
FAD
Processos de liberação de energia: l Aeróbios: Aeróbios ocorre com a participação do oxigênio. Ele é o aceptor final de elétrons e hidrogênios. l Anaeróbios: Anaeróbios Também chamado de FERMENTAÇÃO. Acontece sem a utilização de oxigênio. Os aceptores finais dependem do tipo de fermentação.
3. RESPIRAÇÃO CELULAR l. Quebra de cadeias de carbono em energia química. l. Oxidação forma substâncias de pouco valor energético libera energia. l. Equação: C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 6 CO 2 + 6 H 2 O + energia
l Vegetais: atividade fotossintetizante (dia) supera a atividade respiratória l Energia química convertida em calor endotermia Obs: ectotermia = energia solar l ATP – armazena e distribui energia * Quando uma célula sintetiza proteínas, a energia química do ATP é transferida para essas moléculas em forma de energia química.
Tipos de transformação energética l Química em mecânica= piscar de olhos l Química em elétrica= impulsos nervosos l Química em luminosa= luz do vaga-lume
Respiração aeróbica l. Utiliza oxigênio l. Produz 38 ATPs l. Ocorre na mitocôndria l. Desmonta moléculas de glicose l Substâncias que afetam: * Monóxido de carbono (hemoglobina) * Ácido cianídrico (impede transporte de elétrons) * Ácido sulfídrico (atinge o citocromo) * Arsênico (bloqueia ciclo de Krebs)
Respiração Aeróbica l processo pelo qual a glicose é degradada em CO 2 e H 2 O na presença de oxigênio. l Rendimento é maior do que na fermentação 38 ATPs por molécula de glicose quebrada.
ETAPAS : 1ª GLICÓLISE l Ocorre no citosol l Glicose ácido pirúvico C 6 H 12 O 6 C 3 H 4 O 3 Obs: H 12 perde H 4 pela desidrogenase Retira H = NADH 2
Respiração Aeróbica l Fases: 1. Anaeróbia (glicólise): não necessita de oxigênio para ocorrer e é realizada no citoplasma. 2. Aeróbia (ciclo de Krebs e cadeira transportadora de elétrons): requer e presença de oxigênio e ocorre dentro das mitocôndrias
Respiração Aeróbica l Equação geral: C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 6 CO 2 + 6 H 2 O + 38 ATP
Mitocôndria l Formada por 2 membranas. l Membrana externa é lisa e controla a entrada/saída de substancias da organela. l Membrana interna contém inúmeras pregas chamadas cristas mitocondriais, onde ocorre a cadeia transportadora de elétrons. l Cavidade interna é preenchida por uma matriz viscosa, onde podemos encontrar várias enzimas envolvidas com a respiração celular, DNA, RNA e pequenos ribossomos. É nessa matriz mitocondrial que ocorre o ciclo de Krebs.
Mitocôndria
Glicólise l Quebra da glicose em duas moléculas de piruvato + NADH + ATP
• 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-Co. A) começa o ciclo de Krebs
Coenzima A
2ª CICLO DE KREBS: l. Ocorre na matriz mitocondrial C 3 H 4 O 3 mitocôndria perde CO 2 (descarboxilase) aldeído acético COA acetil COA ácido oxalacético ácido cítrico.
Ciclo de Krebs l Ocorre na matriz mitocondrial. l Todo carbono responsável pela formação do acetil é degradado em CO 2 que é então liberado pela célula, caindo na corrente sanguínea.
Ciclo de Krebs l São liberados vários hidrogênios, que são então capturados pelos NAD e FAD, transformando-se em NADH 2 e FADH 2. l Ocorre também liberação de energia resultando na formação de ATP
Ciclo de Krebs
3ª CADEIA RESPIRATÓRIA: l. Ocorre nas cristas mitocondriais l H retirados da glicose (FADH 2 ou NADH 2) transportadores de hidrogênio Origina oxigênio H 2 O
Cadeia Transportadora de Elétrons l ocorre nas cristas mitocondriais. l Também chamado de Fosforilação Oxidativa. l É um sistema de transferência de elétrons provenientes do NADH 2 e FADH 2 até a molécula de oxigênio.
Cadeia Transportadora de Elétrons l Os elétrons são passados de molécula para molécula presente nas cristas mitocondriais chamados CITOCROMOS. l 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
Resumindo. . . l Glicólise: 2 ATPs + 2 NADH l Formação do Acetil-Co. A: 2 NADH + 2 CO 2 l Ciclo de Krebs: 6 NADH + 2 FADH + 2 ATPs + 2 CO 2 l Cadeia Transportadora de Eletrons: l 1 NAD = 3 ATPs l 1 FAD = 2 ATPs
Respiração anaeróbica l Anaeróbicos restritos: * Clostridium l Anaeróbicos facultativos: * Saccharomyces l Produz 2 ATPs
FERMENTAÇÃO l Láctica: * ácido pirúvico em ácido lático * bactérias e protozoários (coalhadas, iogurtes, queijos) l Alcoólica: * ácido pirúvico em álcool etílico * bactérias e leveduras (cerveja, pães, bolos) l Acética: * ácido pirúvico em ácido acético * acetobactérias (vinagre, , vinhos, sucos)
Fermentação É o processo de degradação incompleta de substancias orgânicas com liberação de energia e realizada principalmente por fungos e bactérias. Existem diversos tipos de fermentação, que variam quanto ao produto final. No processo de fermentação o aceptor final de hidrogênios é o produto final.
Fermentação l Pode ser de dois tipos: l Fermentação Alcóolica l Fermentação Láctica
Fermentação Alcóolica l Produtos Finais: etanol, CO 2 e 2 ATPs l Realizada por leveduras que é utilizada na produção pouco eficaz no que diz respeito à liberação de energia, pois uma molécula de glicose só rende 2 ATPs
Fermentação Alcóolica l Utilização pelo homem: Produção de Bebidas alcóolicas
Fermentação Alcóolica • Utilização pelo homem: Produção de pães e bolos - fermento biológico
Fermentação Alcóolica
Fermentação Láctica l Realizada por bactérias do leite que é empregada na preparação de iogurtes e queijos. l Também ocorre em nossos músculos em situações de grande esforço físico. l Também rende 2 ATPs por molécula de glicose.
Fermentação Láctica • Utilização pelo homem: Produção queijos e iogurtes
Fermentação Láctica
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