TRANSFORMAO E UTILIZAO DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS

TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10ºANO 2010/2011

TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO CO 2 + H 2 O DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS Moléculas Orgânicas + O 2 Trabalho mecânico Biossíntese Calor ATP BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10ºANO Transporte Ativo Movimentos Celulares

TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS METABOLISMO CELULAR Conjunto de reações químicas essenciais à vida realizadas pelas células de todos os seres vivos. CATABOLISMO ANABOLISMO Reações metabólicas em que os compostos orgânicos são degradados em moléculas mais simples, ocorrendo libertação de Energia. Reações metabólicas em que ocorre formação de moléculas mais complexas a partir de moléculas mais simples, ocorrendo consumo de Energia AB A + B + Energia AB BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10ºANO

TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS ATP – ARMAZENAMENTO DE E — A energia libertada pelas diversas reações catabólicas não pode ser utilizada diretamente pela célula. — Essa energia é, portanto, acumulada em compostos intermédios – ATP. — O ATP é considerado o transportador universal de E, a nível celular. P E ADP ATP E BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10ºANO P

TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA — Existem diversas vias catabólicas capazes de transferir a energia contida nos compostos orgânicos para moléculas de ATP. — Nessas vias intervêm compostos que transportam protões e electrões, desde o substrato até um aceptor final. NAD+ + 2 e- + 2 H+ BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10ºANO NADH + H+

TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS VIAS CATABÓLICAS Respiração Aeróbia Respiração Anaeróbia Fermentação cujo aceptor final de e- Outras moléculas Moléculas Oxigénio inorgânicas (NO 3 -; SO 42 -; CO 2) (Ácido pirúvico) Na ausência de oxigénio, alguns seres podem usar a fermentação como via energética alternativa – Anaeróbios Facultativos BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10ºANO

TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS FERMENTAÇÃO Realizada pelas leveduras, é um processo que está na base da produção e/ou transformação de produtos alimentares. É um processo simples e, em termos evolutivos, primitivo de obtenção de energia. BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10ºANO

TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS FERMENTAÇÃO GLICÓLISE • Conjunto de reações que degradam a glicose até ácido pirúvico ou piruvato REDUÇÃO DO PIRUVATO • Conjunto de reações que conduzem á formação de produtos da fermentação BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10ºANO

TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS FERMENTAÇÃO ATP Fase de Ativação GLICÓLISE Glicose ADP Glicose-fosfato ATP ADP Aldeído fosfoglicérico NAD+ NADH + H+ 2 ADP 2 ATP Ácido pirúvico BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10ºANO Ácido pirúvico Fase de Rendimento Frutose-difosfato

TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS FERMENTAÇÃO REDUÇÃO DO PIRUVATO Faz-se em condições de anaerobiose, pela acção do NADH, formado durante a glicólise. Os produtos finais da fermentação diferem em função das reacções que ocorrem a partir do ácido pirúvico. Glicose 2 Piruvato GLICÓLISE Álcool Etílico Ácido lático Ácido Acético Ácido Butírico FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA LÁTICA ACÉTICA BUTÍRICA REDUÇÃO DO PIRUVATO TIPO DE FERMENTAÇÃO BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10ºANO

TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS TIPOS DE FERMENTAÇÃO 2 NAD+ GLICOSE • Glicólise 2 NADH 2 ATP 2 NAD+ PIRUVATO GLICOSE • Glicólise 2 ATP 2 NADH 2 CO 2 2 NAD+ ÁLCOOL ETÍLICO ACETALDEÍDO 2 NAD+ PIRUVATO ÁCIDO LÁCTICO 2 NADH

TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA PELOS SERES RESPIRAÇÃO AERÓBIA Nas células eucarióticas, as mitocôndrias realizam a oxidação completa do ácido pirúvico obtido na glicólise, originando compostos muito simples. Este processo só ocorre na presença de oxigénio. BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10ºANO VIVOS

TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA PELOS SERES RESPIRAÇÃO AERÓBIA BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10ºANO VIVOS

TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS RESPIRAÇÃO AERÓBIA GLICÓLISE FORMAÇÃO DE ACETIL-COA BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10ºANO CADEIA DE e. CICLO DE KREBS FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA

TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS RESPIRAÇÃO AERÓBIA 1 - GLICÓLISE GLICOSE NAD+ 2 NADH + H+ 4 ADP 2 4 ATP PIRUVATO Etapa comum à fermentação. Ocorre no hialoplasma e conduz à formação de 2 ATP, 2 NADH + H+ e 2 Ácidos pirúvicos. BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10ºANO

TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS RESPIRAÇÃO AERÓBIA 2 – FORMAÇÃO DE ACETIL-COENZIMA A CO 2 Piruvato Formação de Acetil-Co. A NADH Na presença de O 2, o ácido pirúvico entra na mitocôndria, onde é descarboxilado e oxidado. BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10ºANO

TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS RESPIRAÇÃO AERÓBIA 3 – CICLO DE KREBS BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10ºANO

TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS RESPIRAÇÃO AERÓBIA CICLO DE KREBS Conjunto de reações metabólicas que conduz à oxidação completa da glicose, ocorrendo na matriz da mitocôndria. É catalisado por um conjunto de enzimas: • Descarboxilases – catalisadores das descarboxilações • Desidrogenases – catalisadores das reações redox que conduzem à formação de NADH BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10ºANO

TRANSFORMAÇÃO BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10ºANO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS RESPIRAÇÃO AERÓBIA CICLO DE KREBS

TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS RESPIRAÇÃO AERÓBIA 4 – CADEIA TRANSPORTADORA DE E- E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA As moléculas de NADH e FADH 2 transportam e- que vão percorrer uma série de proteínas, até serem captados por um aceptor final – Oxigénio Estas proteínas aceptoras constituem a Cadeia Transportadora ou Cadeia Respiratória, ordenadas na membrana interna das mitocôndrias. BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10ºANO

TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS RESPIRAÇÃO AERÓBIA CADEIA TRANSPORTADORA DE E- E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA Os e- transportados pelo NADH e FADH 2 são cedidos aceptores, iniciando um fluxo. Cada transportador tem maior afinidade para os e- do que o transportador anterior, garantindo um fluxo unidirecional até ao aceptor final – o Oxigénio. ½ O 2 + 2 e - + 2 H + BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10ºANO H 2 O

TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS RESPIRAÇÃO AERÓBIA FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA Os e- passam de transportador em transportador, libertando-se energia. Essa energia é usada para fosforilar o ADP , formando ATP. BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10ºANO

TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO RESUMO A partir de uma molécula de glicose, na presença de oxigénio, é possível obter 38 moléculas de ATP (40% da energia contida numa molécula de glicose). BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10ºANO DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS RESPIRAÇÃO AERÓBIA

TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS FERMENTAÇÃO VS RESPIRAÇÃO AERÓBIA BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10ºANO