METABOLISMO

REAÇÕES QUÍMICAS

ARMAZENAM OU LIBERAM ENERGIA

Podem ser de 2 tipos:

1) Reações ENDERGÔNICAS (consumo de energia)

2) Reações EXERGÔNICAS (liberação de energia)

ENDERGÔNICAS: • Reagentes contêm pouca ENERGIA• Há consumo de ENERGIA• Os produtos são ricos em ENERGIA

Ex. FOTOSSÍNTESE (CO2 + H2O GLICOSE)

EXERGÔNICAS:

• Reagentes contêm muita ENERGIA• Há liberação de ENERGIA• Os produtos são pobres em ENERGIA

Ex. CELULOSE CO2 + H2O

Reações endergônicas + exergônicas =

METABOLISMO CELULAR

(nutrição, digestão, fuga, crescimento, reprodução, etc.)

RESPIRAÇÃO CELULAR

RESPIRAÇÃO X RESPIRAÇÃO CELULAR

• RESPIRAÇÃO: Entrada de O2 nos pulmões e corrente sanguínea e liberação de CO2.

• RESPIRAÇÃO CELULAR: quebra aeróbica de energia contida em moléculas de alimento pelas células.

C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + ATP

Ex. 10g de glicose = 40 kcal (15 min)

� Eficiência de 40% = E da glicose para ATP

� Queima de gasolina = 25%

� Anaerobiose = 2%

ENDERGÔNICA

EXERGÔNICA

Reagentes

Produtos

Energia a ser fornecida

E p

ote

nci

al

de m

olé

cula

s

Reagentes

Produtos

Energia liberada

E p

ote

nci

al

de m

olé

cula

s

CICLO DO ATP: reações exergônicas e endergônicas

FOSFORILAÇÃO: transferência de grupo fosfato a uma molécula – para realizar trabalho.

Composto orgânico (doador de e-)

Receptores de e-

O2 NO3- SO4

2- Composto orgânico

RESPIRAÇÃOAERÓBIA

RESPIRAÇÃOANAERÓBIA

FERMENTAÇÃO(auto oxirredução)

reações de óxido-redução

Liberação de energia de compostos orgânicos. Fluxo de elétrons.

liberação de energia

Glicose

GLICÓLISE

Glucose 6 fosfato

Frutose 6 fosfato

Frutose 1,6 difosfato

Gliceraldeído 3 fosfato

Fase Preparatória(gasto energético)

Ácido pirúvico:2 moléculas/glicose

Fase de ganho energético

1,3 Ácido difosfoglicérico (2 moléculas)

3 Ácido fosfoglicérico (2 moléculas)

2 Ácido fosfoglicérico (2 moléculas)

Ácido fosfoenolpirúvico (2 moléculas)

PREPARO DO ÁCIDO PIRÚVICO PARA O CICLO KREBS

O ácido pirúvico se difunde do citoplasma à mitocôndria.

Oxidação do ácido pirúvico e redução do NAD+ a NADH

1) 1 C é removido e liberado CO2

2) CoA se liga aos 2C – Acetil Coenzima A (derivativo vitamina B)

ÁCIDO PIRÚVICO

Acetil CoA

Coenzima ACO2

NAD+ NADH + H+

CoA

CICLO DEKREBS

Acetil CoA

Ácido cítrico

Ácido alfacetoglutárico

Ácido succínico

Ácido málico

Ácido oxalacético

+ NADH

+ NADH

+ NADH

+ FADH2

- CO2

- CO2

+ ATP

CADEIA DE TRANSPORTE DE ELÉTRONS E QUIMIOSMOSE (SÍNTESE DE ATP)

Proteínas na membrana – distribuição espacial (gradiente H+) – cristas (área superficial)

VISÃO GERAL DA RESPIRAÇÃO CELULAR

FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA

FERMENTAÇÃO LÁTICA

As células utilizam muitos tipos de moléculas orgânicas como combustível para a respiração celular

ETAPAS DA RESPIRAÇÃO CELULAR

Processo contínuo, mas dividido para os estudos.

1) GLICÓLISE

2) CICLO DE KREBS

3) CADEIA DE TRANSPORTE DE ELÉTRONS

• GLICÓLISE = quebra de glicose em ácido pirúvico, no citoplasma da célula = REAÇÃO EXERGÔNICA

• CICLO DE KREBS = transformação de ácido pirúvicoem CO2, na mitocôndria = REAÇÃO EXERGÔNICA

• CADEIA DE TRANSPORTE DE ELÉTRONS = uso de compostos (NADH e FADH2) do ciclo de Krebs para reduzir o O2 e formar ATP, na mitocôndria

Glicólise = 1 glicose gera 2 ATP e 4 NADH

Ciclo de Krebs = 1 glicose gera 2 ATP, 6 NADH e 2 FADH2

Forno com dinamites X Fogueira de acampamento !

TOTAL ganho = 4 ATP + 10 NADH + 2 FADH2

Há necessidade de transformar a E em ATP (Energiaarmazenada)

Cadeia de transporte de elétrons = QUIMIOSMOSE

RESPIRAÇÃO ANAERÓBIASubstâncias que podem receber e- gerados nas

reações de óxido-redução de compostos orgânicos:

NO3 NO2 N2O N2 (desnitrificação)

71 gêneros de microrganismos (facultativos)

Energia obtida = 10% inferior àquela se usasse O2

Alternativa para sobrevivência !

SO4 H2S (redução do sulfato)

7 gêneros: Desulfovibrio, Desulfobacter, etc.

Morte de peixes e corrosão em tubulações

CO2 CH4 (metanogênese)

microrganismos metagonênicos, anaeróbios obrigatórios

FERMENTAÇÃOLeveduras ( e a >> bactérias) utilizam a respiração

aeróbia para sua nutrição, gerando ~38 ATP por molécula de glicose.

Anaerobiose = GLICÓLISE (gera 2 ATP + 4 NADH)

• FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA: ácido pirúvico em CO2 + etanol

Etanol = molécula reduzida (rica em E) oposto do CO2 + H2O

• FERMENTAÇÃO LÁTICA: ácido pirúvico em ácido lático

(queijo e iogurte)

Músculo: ácido lático chega à corrente sanguínea e ao fígado, onde se transforma novamente em ácido pirúvico.

As células de todos os seres vivos são capazes de retirar E da quebra de moléculas orgânicas

combustíveis.

Quando a quebra é por meio da RESPIRAÇÃO CELULAR, os produtos são CO2 + H2O.

Em contraste, a habilidade de “fazer” moléculas orgânicas a partir de CO2 e H2O não é universal.

Os animais não têm esta habilidade, mas as plantas, algumas bactérias e algas têm.

FOTOSSÍNTESE

A FOTOSSÍNTESE VEGETAL OCORRE EM 2 ESTÁGIOS

� PRIMEIRO ESTÁGIO - MÚLTIPLAS ETAPAS (FOTO)

REAÇÕES DA FASE LUMINOSA (FASE CLARA)

Conversão de E luminosa em E química (ATP e NADPH) e produção de O2 (fotólise da água)

� SEGUNDO ESTÁGIO - REAÇÕES CÍCLICAS (SÍNTESE)

CICLO DE CALVIN (FASE ESCURA)

Formação de glicose usando CO2 (fixação do C) e E das reações da fase luminosa (NADPH e ATP)

Não exige luz diretamente (na maioria ocorre durante o dia): exige-se o fornecimento de NADPH e ATP

Fluxo de elétrons nas reações da fase clara da fotossíntese

CICLO DE CALVIN

RESUMO DOS PROCESSOS QUÍMICOS DA FOTOSSÍNTESE