BIOENERGÉTICABIOENERGÉTICA

A energia e os seres vivosA energia e os seres vivos

EnergiaEnergia

É a capacidade de produzir É a capacidade de produzir um trabalho ou realizar uma ação.um trabalho ou realizar uma ação.

Energia e vidaEnergia e vida

A cada nível temos menos energia disponível.A cada nível temos menos energia disponível.

Alimentos e energiaAlimentos e energia

Nos Nos alimentos alimentos a energia a energia é indicada é indicada

por por calorias calorias (Cal) (Cal)

ou Joules ou Joules (J).(J).

Calculando as caloriasCalculando as caloriasSe olharmos para a tabela nutricional no verso de um pacote Se olharmos para a tabela nutricional no verso de um pacote de aveia, sabor açúcar mascavo, descobriremos que contém de aveia, sabor açúcar mascavo, descobriremos que contém 160 calorias. Isso significa que se colocássemos essa aveia 160 calorias. Isso significa que se colocássemos essa aveia em um prato, levássemos ao fogo e a queimássemos em um prato, levássemos ao fogo e a queimássemos completamente (o que na verdade é um pouco complicado), a completamente (o que na verdade é um pouco complicado), a reação produziria 160 quilocalorias (lembre: as calorias do reação produziria 160 quilocalorias (lembre: as calorias do alimento são quilocalorias) - energia suficiente para levantar a alimento são quilocalorias) - energia suficiente para levantar a temperatura de 160 quilogramas de água em 1º C. temperatura de 160 quilogramas de água em 1º C. Se Se olhássemos a tabela nutricional com mais cuidado, veríamos olhássemos a tabela nutricional com mais cuidado, veríamos que nossa aveia contém 2 gramas de gordura, 4 gramas de que nossa aveia contém 2 gramas de gordura, 4 gramas de proteína e 32 gramas de carboidratos, produzindo um total de proteína e 32 gramas de carboidratos, produzindo um total de 162 calorias (aparentemente, os fabricantes de alimentos 162 calorias (aparentemente, os fabricantes de alimentos

gostam de arredondá-las). gostam de arredondá-las). Dessas 162 calorias, 18 Dessas 162 calorias, 18 são de gordura (9cal x 2gr), 16 de proteína (4cal são de gordura (9cal x 2gr), 16 de proteína (4cal x 4gr) e 128 de carboidratos (4cal x 32g).x 4gr) e 128 de carboidratos (4cal x 32g).

METABOLISMOMETABOLISMO

MetabolismoMetabolismo (do grego (do grego metabolismosmetabolismos, μεταβολισμός, , μεταβολισμός, que significa "mudança", troca) é o conjunto que significa "mudança", troca) é o conjunto de transformações que assubstâncias químicas sofrem de transformações que assubstâncias químicas sofrem no interior dos organismos vivos. O termo no interior dos organismos vivos. O termo ""metabolismo celularmetabolismo celular" é usado em referência ao " é usado em referência ao conjunto de todas as reações químicas que ocorrem conjunto de todas as reações químicas que ocorrem nas células. Estas reações são responsáveis pelos nas células. Estas reações são responsáveis pelos processos de síntese e degradação dos nutrientes na processos de síntese e degradação dos nutrientes na célula e constituem a base da vida, permitindo célula e constituem a base da vida, permitindo o crescimento e reprodução das células, mantendo as o crescimento e reprodução das células, mantendo as suas estruturas e adequando respostas aos seus suas estruturas e adequando respostas aos seus ambientes.ambientes.

METABOLISMOMETABOLISMOO metabolismo é normalmente dividido em dois O metabolismo é normalmente dividido em dois grupos: anabolismo e catabolismo. grupos: anabolismo e catabolismo.

Reações anabólicas, ou reações de síntese, são reações químicas Reações anabólicas, ou reações de síntese, são reações químicas que produzem nova matéria orgânica nos seres vivos. Sintetizam-que produzem nova matéria orgânica nos seres vivos. Sintetizam-se novos compostos (moléculas mais complexas) a partir de se novos compostos (moléculas mais complexas) a partir de moléculas simples (com consumo de ATP). moléculas simples (com consumo de ATP).

Reações catabólicas, ou reações de decomposição/degradação, Reações catabólicas, ou reações de decomposição/degradação, são reações químicas que produzem grandes quantidades de são reações químicas que produzem grandes quantidades de energia livre (sob a forma de ATP) a partir da decomposição ou energia livre (sob a forma de ATP) a partir da decomposição ou degradação de moléculas mais complexas (matéria orgânica).degradação de moléculas mais complexas (matéria orgânica).

Quando o catabolismo supera em atividade o anabolismo, o Quando o catabolismo supera em atividade o anabolismo, o organismo perde peso, o que acontece em períodos organismo perde peso, o que acontece em períodos de jejum ou doença; mas se o anabolismo superar o catabolismo, o de jejum ou doença; mas se o anabolismo superar o catabolismo, o organismo cresce ou ganha peso. Se ambos os processos estão organismo cresce ou ganha peso. Se ambos os processos estão em equilíbrio, o organismo encontra-se em equilíbrio em equilíbrio, o organismo encontra-se em equilíbrio dinâmico ou homeostase.dinâmico ou homeostase.

METABOLISMOMETABOLISMO

Reações exergônicas Reações exergônicas (catabolismo) → que (catabolismo) → que liberam energia para o liberam energia para o trabalho celular a partir trabalho celular a partir do potencial de do potencial de degradação dos degradação dos nutrientes orgânicos; nutrientes orgânicos;

Reações endergônicas Reações endergônicas (anabolismo) → que (anabolismo) → que absorvem energia absorvem energia aplicada ao aplicada ao funcionamento da funcionamento da célula, produzindo célula, produzindo novos componentes. novos componentes.

Reações químicas e EnergiaReações químicas e Energia

As enzimas e a Energia de AtivaçãoAs enzimas e a Energia de Ativação

As enzimas são biocatalizadoras diminuindo As enzimas são biocatalizadoras diminuindo assim a Energia de Ativação, o que leva a assim a Energia de Ativação, o que leva a aceleração das reações químicas.aceleração das reações químicas.

ATP: a “moeda energética”ATP: a “moeda energética”

AAdenosina denosina TTririffosfato (osfato (ATPATP))

ATP ADP + PATP ADP + P

Importância do ATP Importância do ATP

Calorias e ATPCalorias e ATP A A glicoseglicose armazena cerca de armazena cerca de 686 mil calorias por mol686 mil calorias por mol, valor , valor

que pode ser determinado através de um calorímetro. que pode ser determinado através de um calorímetro. Considerando que na Considerando que na conversão de ATP em ADPconversão de ATP em ADP há há liberação de aproximadamente 8.000 calorias por mol liberação de aproximadamente 8.000 calorias por mol e que e que a degradação total de um mol de glicose produz 36 a degradação total de um mol de glicose produz 36 moléculas de ATP, podemos concluir que moléculas de ATP, podemos concluir que as células as células conseguem transferir, para o ATP, cerca de 288 mil calorias conseguem transferir, para o ATP, cerca de 288 mil calorias por mol de glicose. por mol de glicose.

Desta forma, Desta forma, a respiração aeróbia coloca cerca de 40% de a respiração aeróbia coloca cerca de 40% de energia contida a disposiçãoenergia contida a disposição da célula para uso posterior nos da célula para uso posterior nos diversos trabalhos celulares. Embora, a primeira vista, possa diversos trabalhos celulares. Embora, a primeira vista, possa parecer que os sistemas biológicos sejam pouco capazes do parecer que os sistemas biológicos sejam pouco capazes do ponto de vista energético, eles são, em verdade, muito mais ponto de vista energético, eles são, em verdade, muito mais eficientes que os sistemas inorgânicoseficientes que os sistemas inorgânicos

Respiração Celular Respiração Celular ATP ATP

Respiração celular aeróbicaRespiração celular aeróbica

Equação resumida:Equação resumida:

CC66HH1212OO66 + O + O22 →→ CO CO22 + H + H22O + energiaO + energia

Saldo energético: 38 ATP (Saldo energético: 38 ATP (30 ATP30 ATP))

Mitocôndrias:Mitocôndrias: respiração celular (produção de energia) respiração celular (produção de energia)

Fases da Fases da respiração respiração

aeróbicaaeróbica

Glicólise Glicólise (citoplasma)(citoplasma)

Saldo energético:Saldo energético:

2 ATP2 ATP

Ciclo de KrebsCiclo de Krebs ((matriz mitocondrial)matriz mitocondrial)

ATP

Saldo energético:

2 ATP1 ATP para cada

ácido pirúvico

Cadeia Cadeia

respiratóriarespiratória(cristas mitocondriais)(cristas mitocondriais)

Saldo energético:Saldo energético:

34 ATP34 ATP

SALDO ATUAL DE ATPSALDO ATUAL DE ATP

Fontes energéticas para respiraçãoFontes energéticas para respiração

FermentaçõesFermentações

Equação resumida:Equação resumida:

CC66HH1212OO66 → 2 C→ 2 C33HH66OO33 (ácido láctico) (ácido láctico)

Saldo energético: 2 ATP

Aplicações: fabricação de derivados do leite e cãibraAplicações: fabricação de derivados do leite e cãibra

nas células musculares.nas células musculares.

Equação resumida:Equação resumida:CC66HH1212OO66 → 2 CO→ 2 CO22 + 2 C + 2 C22HH55OHOH (álcool etílico)(álcool etílico)

Aplicações: fabricação de pães, bolos e bebidas Aplicações: fabricação de pães, bolos e bebidas alcoólicas (cerveja, vinho e champagne).alcoólicas (cerveja, vinho e champagne).

FOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESE

Cloroplastos:Cloroplastos: fotossíntese (síntese de glicose) fotossíntese (síntese de glicose)

FotossínteseFotossíntese

FotossínteseFotossíntese Equação: 6Equação: 6COCO22 + 12 + 12HH22O + luz solar→ O + luz solar→ CC66HH1212OO66 + 6 + 6OO2 2 + 6+ 6HH22OO

Fases da FotossínteseFases da FotossínteseEtapa Fotoquímica (fase clara):Etapa Fotoquímica (fase clara):

Fotofosforilação Fotofosforilação

(cíclica e acíclica) (cíclica e acíclica)

ADP + P ADP + P → ATP→ ATP

Fotólise da águaFotólise da água

HH22O O → → HH22 + ½ + ½ OO22

NADPNADP atmosferaatmosfera

Etapa Química (fase escura):Etapa Química (fase escura):

Síntese da glicoseSíntese da glicose

(Ciclo de Calvin-Benson)(Ciclo de Calvin-Benson)

COCO22 + NADPH + ATP + NADPH + ATP → C→ C66HH1212OO66

FASE CLARA FASE CLARA X X FASE ESCURAFASE ESCURA

Etapa Química (fase escura):Etapa Química (fase escura):

Ponto de compensação luminosaPonto de compensação luminosa

PCL

Respiração

FotossínteseTaxa metabólica

Meio diaMeia noite

Taxa de Fotossíntese = Taxa de respiração

Equilíbrio energético