metabolismo energético respiração fermentação prof. jm

Metabolismo energético

Respiração Fermentação

Prof. JM

Metabolismo

Conjunto de reações químicas que ocorrem no organismo.

Ex.: biossíntese de nucleotídeos e aminoácidos, degradação de ácidos graxos.

Seres Produtores

Também chamados de AUTÓTROFOS.

São capazes de produzir o próprio “alimento”, através do processo da FOTOSSÍNTESE

Fotossíntese

COCO22 + H + H22O CO C66HH1212OO66 + O + O22

Seres Consumidores

Também chamados HETERÓTROFOS.

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

ATP = Adenosina tri-fosfatoArmazena nas suas ligações fosfatos a

energia liberada na quebra da glicose.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

Essa molécula é formada pela união de uma adenina e uma ribose aderida a três radicais fosfato

Aceptores intermediários de H

NAD e FAD

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:

AeróbiosAeróbios: ocorre com a participação do oxigênio. Ele é o aceptor final de elétrons e hidrogênios.

AnaeróbiosAnaeróbios: Também chamado de FERMENTAÇÃO. Acontece sem a utilização de oxigênio. Os aceptores finais dependem do tipo de fermentação.

3. RESPIRAÇÃO CELULAR

Quebra de cadeias de carbono em energia química.

Oxidação forma substâncias de pouco valor energético libera energia.

Equação: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + energia

Vegetais: atividade fotossintetizante (dia) supera a atividade respiratória

Energia química convertida em calor endotermia

Obs: ectotermia = energia solarATP – 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

Química em mecânica= piscar de olhos

Química em elétrica=

impulsos nervosos

Química em luminosa=

luz do vaga-lume

Respiração aeróbica

Utiliza oxigênioProduz 38 ATPsOcorre na

mitocôndriaDesmonta

moléculas de glicose

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

processo pelo qual a glicose é degradada em CO2 e H2O na presença de oxigênio.

Rendimento é maior do que na fermentação 38 ATPs por molécula de glicose quebrada.

ETAPAS :

1ª GLICÓLISEOcorre no citosolGlicose ácido pirúvico

C6H12O6 C3H4O3

Obs: H12 perde H4 pela desidrogenaseRetira H = NAD NADH2

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

Equação geral:

Respiração Aeróbica

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 38 ATP

Mitocôndria

Formada por 2 membranas. Membrana externa é lisa e controla a

entrada/saída de substancias da organela. Membrana interna contém inúmeras pregas

chamadas cristas mitocondriais, onde ocorre a cadeia transportadora de elétrons.

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

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 CO2, 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

Coenzima A

2ª CICLO DE KREBS:

Ocorre na matriz mitocondrial

C3H4O3 mitocôndria perde CO2 (descarboxilase) aldeído acético COA acetil COA ácido oxalacético ácido cítrico.

Ciclo de Krebs

Ocorre na matriz mitocondrial. Todo carbono responsável pela formação

do acetil é degradado em CO2 que é então

liberado pela célula, caindo na corrente sanguínea.

Ciclo de Krebs

São liberados vários hidrogênios, que são então capturados pelos NAD e FAD, transformando-se em NADH2 e FADH2.

Ocorre também liberação de energia resultando na formação de ATP

Ciclo de Krebs

3ª CADEIA RESPIRATÓRIA:

Ocorre nas cristas mitocondriais

H retirados da glicose (FADH2 ou NADH2)

transportadores de hidrogênio

Origina oxigênio H2O

Cadeia Transportadora de Elétrons

ocorre nas cristas mitocondriais.Também chamado de Fosforilação

Oxidativa. É um sistema de transferência de elétrons

provenientes do NADH2 e FADH2 até a

molécula de oxigênio.

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

Resumindo...

Glicólise: 2 ATPs + 2 NADHFormação do Acetil-CoA: 2 NADH + 2

CO2

Ciclo de Krebs: 6 NADH + 2FADH + 2 ATPs + 2 CO2

Cadeia Transportadora de Eletrons:1NAD = 3ATPs1FAD = 2ATPs

Respiração anaeróbica

Anaeróbicos restritos:

* Clostridium

Anaeróbicos facultativos:

* Saccharomyces

Produz 2 ATPs

FERMENTAÇÃOLáctica:

* ácido pirúvico em ácido lático* bactérias e protozoários (coalhadas,iogurtes,queijos)

Alcoólica:* ácido pirúvico em álcool etílico* bactérias e leveduras (cerveja,pães,bolos)

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

Pode ser de dois tipos:

Fermentação AlcóolicaFermentação AlcóolicaFermentação LácticaFermentação Láctica

Fermentação Alcóolica

Produtos Finais: etanol, CO2 e 2 ATPs

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

Utilização pelo homem:

Produção de Bebidas alcóolicas

Fermentação Alcóolica

• Utilização pelo homem:

Produção de pães e bolos - fermento biológico

Fermentação Alcóolica

Fermentação Láctica

Realizada por bactérias do leite que é empregada na preparação de iogurtes e queijos.

Também ocorre em nossos músculos em situações de grande esforço físico.

Também rende 2 ATPs por molécula de glicose.

Fermentação Láctica

• Utilização pelo homem:

Produção queijos e iogurtes

Fermentação Láctica