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Metabolismo Energético
Professor Rodrigo Nogueira
TIPOS DE NUTRIÇÃOTIPOS DE NUTRIÇÃO
Fotossíntese: energia usada é a luz.
Ex: plantas, algas e algumas bactérias.
Autótrofa ou autotrófica (do grego auto: por si só; sozinha e tróphos: alimento) – o ser vivo fabrica seu
próprio alimento usando substâncias inorgânicas e energia
vindas do ambiente.
Quimiossíntese: energia usada vem da quebra de substâncias inorgânicas, onde há liberação
de elétrons.Ex: algumas bactérias.
Heterótrofa ou heterotrófica (do grego hetero: diferente e tróphos: alimento) – o ser vivo busca seu
alimento em outro ser vivo ou em restos destes.
Por ingestão: o alimento é ingerido e posteriormente
digerido.Ex: animais e protozoários.
Por absorção: o alimento é digerido e posteriormente
absorvido.Ex: fungos, bactérias,
protozoários.
Metabolismo Energético Celular
• Reações químicas entre moléculas reagentes dão origem ao produto.
• Reações endergônicas: precisam receber energia. Ganha mais P Ex.: fotossíntese e quimiossítese
• Reações exergônicas: perda de P.• Funcionamento do ATP como moeda energética.
Reações Exergônicas e Endergônicas
ATP – a moeda energética das células
•ATP = Adenosina Trifosfato.•Trata-se de um ribonucleotídeo de Adenina associado a três radicais Fosfato. As ligações entre os Fosfatos são de Alta energia.
Adenina
Ribose
Ligação de Alta Energia
ATP
NUCLEOSÍDEO
NUCLEOTÍDEO = adenosina monofosfato (AMP)
Adenosina difosfato (ADP)
Adenosina trifosfato (ATP)
Adenina
Fosfato
Ribose
Molécula de ATP
ATP(Adenosina Trifosfato)
A
B ADP + Pi
ATP
Reação endotérmica
Reação endotérmica
Reação exotérmica
Reação exotérmica
C
D
e
Calor
e
Calor
REAÇÕES ACOPLADAS
Reação exotérmica
Reação endotérmica
ATP em ação
MATÉRIA INORGÂNICA
6CO2 + 12H2O
MATÉRIA ORGÂNICAGLICOSE
C6H12O6
Luz SolarEnergia Luminosa
CLOROFILA
ENERGIA QUÍMICA
+ 6 H2O
6O2
A FOTOSSÍNTESEA FOTOSSÍNTESE
6CO2 + 12H2O
CLOROFILACLOROFILA
Energia LuminosaEnergia Luminosa
Energia QuímicaEnergia Química C6H12O6 + 6 H2O + 6O2
Realizada por algumas espécies de bactérias autótrofas.
O pigmento que capta energia luminosa é
um tipo específico de clorofila: a bacterioclorofila.
Como não utiliza a água como doador de hidrogênio, e sim substâncias como o H2 e o H2S não há liberação de oxigênio.
FOTOSSÍNTESE BACTERIANAFOTOSSÍNTESE BACTERIANA
MATÉRIA INORGÂNICA
6CO2 + 12H2S
MATÉRIA ORGÂNICAGLICOSE
C6H12O6
Luz SolarEnergia Luminosa
BACTERIOCLOROFILA
ENERGIA QUÍMICA
+ 6 H2O
1212 S S
FOTOSSÍNTESE BACTERIANAFOTOSSÍNTESE BACTERIANA
6CO2 + 12H2SS C6H12O6 + 6 H2O + 12 S
Energia LuminosaEnergia Luminosa
Energia QuímicaEnergia Química
BACTERIOCLOROFILABACTERIOCLOROFILA
QUIMIOSSÍNTESEQUIMIOSSÍNTESE
Processo em que a energia utilizada na Processo em que a energia utilizada na formação de compostos orgânicos, provém formação de compostos orgânicos, provém da oxidação de substâncias inorgânicas da oxidação de substâncias inorgânicas diversas.diversas.
As substâncias oxidadas são diferentes As substâncias oxidadas são diferentes para os diferentes tipos de bactérias para os diferentes tipos de bactérias quimiossintetizantes.quimiossintetizantes.
MATÉRIA INORGÂNICA
6CO2 + 12H2O
MATÉRIA ORGÂNICAGLICOSE
C6H12O6
Oxidação de CompostosInorgânicos
ENERGIA QUÍMICA6O2
+ 6 H2O
QUIMIOSSÍNTESEQUIMIOSSÍNTESE
6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6 H2O + 6O2
Substancia inorgânica + O2 Substância inorgânica Substancia inorgânica + O2 Substância inorgânica oxidada +oxidada + Energia QuímicaEnergia Química
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Processos de Incorporação de Processos de Incorporação de Energia – produção de glicoseEnergia – produção de glicose
FOTOSSÍNTESEBACTERIANA
(CO2 + H2)
GLICOSEC6H12O6
FOTOSSÍNTESE(CO2 + H2O)
QUIMIOSSÍNTESE( CO2 + H2O )
Bacterioclorofila
OO22
ClorofilaReações de Oxidação
E
OO22
As formas de vida heterotróficas quebram, no As formas de vida heterotróficas quebram, no interior de suas célula, a moléculas orgânicas interior de suas célula, a moléculas orgânicas contidas nos alimentos que consomem.contidas nos alimentos que consomem.
Os autótrofos quebram moléculas orgânicas Os autótrofos quebram moléculas orgânicas que eles mesmos produziram.que eles mesmos produziram.
Processos de Liberação de Processos de Liberação de EnergiaEnergia
A quebra da molécula orgânica para liberar A quebra da molécula orgânica para liberar energia pode se dar de duas maneiras:energia pode se dar de duas maneiras:– Respiração:Respiração: quebra completa da quebra completa da
molécula de glicose na presença de molécula de glicose na presença de oxigênio. oxigênio.
– Fermentação:Fermentação: quebra parcial da quebra parcial da molécula de glicose na ausência de molécula de glicose na ausência de oxigênio.oxigênio.
Processos de Liberação de Energia: Processos de Liberação de Energia: respiraçãorespiração
A respiração corresponde à A respiração corresponde à degradaçãodegradação completacompleta da molécula de glicose originando da molécula de glicose originando gás carbônico e água.gás carbônico e água. O saldo energético é de O saldo energético é de 36 ou 38 moléculas 36 ou 38 moléculas de ATPde ATP.. A respiração acontece no citoplasma dos A respiração acontece no citoplasma dos procariontes. Nos eucariontes tem início no procariontes. Nos eucariontes tem início no citoplasma,continua e termina nas citoplasma,continua e termina nas mitocôndriasmitocôndrias . .
Processos de Liberação de Energia: Processos de Liberação de Energia: respiraçãorespiração
A presença de átomos de oxigênio é condição A presença de átomos de oxigênio é condição básica para a respiração e a origem dos básica para a respiração e a origem dos mesmos permite identificar dois tipos mesmos permite identificar dois tipos diferentes desse processo:diferentes desse processo:– Respiração Aeróbia –Respiração Aeróbia – quando o oxigênio quando o oxigênio
consumido é o O2 (gás oxigênio).consumido é o O2 (gás oxigênio).– Respiração Anaeróbia – Respiração Anaeróbia – quando o oxigênio quando o oxigênio
consumido tem origem em substâncias consumido tem origem em substâncias inorgânicas como carbonatos, nitratos, etcinorgânicas como carbonatos, nitratos, etc.
Respiração Aeróbia e AnaeróbiaRespiração Aeróbia e AnaeróbiaRespiração
Resp. Aeróbia Rep. Anaeróbia
Quebra total daGlicose – C6H12O6
Quebra total da Glicose – C6H12O6
Com O2 Nitritos / Nitratos / Carbonatos
ENERGIA38 ATP
Matéria inorgânicaCO2 e H2O
ENERGIA36 ATP
Matéria InorgânicaCO2 e H2O
A respiração aeróbia é realizada por muitos procariontes, protistas, fungos e pelas plantas e animais. A respiração anaeróbia é realizada por apenas alguns tipos de bactérias.
Processos de Liberação de Energia: Processos de Liberação de Energia: FermentaçãoFermentação
A fermentação corresponde à degradação A fermentação corresponde à degradação parcial da molécula de glicose originando parcial da molécula de glicose originando substâncias substâncias mais simplesmais simples porém porém ainda ainda orgânicasorgânicas e portanto ricas em energia. e portanto ricas em energia.
O saldo energético desse processo é de O saldo energético desse processo é de 2 2 moléculas demoléculas de ATP ATP 19 vezes menos rentável 19 vezes menos rentável que a respiração.que a respiração.
Processos de Liberação de Energia: Processos de Liberação de Energia: FermentaçãoFermentação
O produto final obtido determina o tipo de O produto final obtido determina o tipo de fermentação realizada:fermentação realizada:
• Fermentação alcoólicaFermentação alcoólica – álcool etílico e – álcool etílico e gás carbônicogás carbônico• Fermentação láticaFermentação lática – ácido lático – ácido lático
Os diversos tipos de fermentação são utilizados Os diversos tipos de fermentação são utilizados pelo homem na produção de bebidas, alimentos e pelo homem na produção de bebidas, alimentos e
combustíveis.combustíveis.
FermentaçãoFermentação
FERMENTAÇÃO
ALCOÓLICA LÁTICA
Sem Oxigênio
Álcool Etílico
2 ATP de Energia
Gás CarbônicoÁcido Lático
2 ATP de Energia
A Degradação da Matéria Orgânica: A Degradação da Matéria Orgânica: resumoresumo
GLICOSE
RESPIRAÇÃO FERMENTAÇÃO
QUEBRA TOTAL QUEBRA PARCIAL
Com Oxigênio Sem Oxigênio
ENERGIA38 ATP
MATÉRIA INORGÂNICA
MATÉRIA INORGÂNICA
ENERGIA2 ATP
MATÉRIA ORGÂNICA
Ferm. Lática – Ferm. Lática – ac. Láticaac. Lática
Alcoólica – CO2 + Alcoólica – CO2 + álcool etílicoálcool etílico
CC66HH1212OO66
Resp. AnaeróbiaCO2 + H2O
36 ATP
CarbonatosCarbonatosFosfatos, etcFosfatos, etc
Resp. AeróbiaResp. Aeróbia
COCO22 + H + H22O O
38ATP38ATP
OO22
CC66HH1212OO66
FOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESEBACTERIANABACTERIANA
FOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESEBACTERIANABACTERIANA
QUIMIOSSÍNTESEQUIMIOSSÍNTESEQUIMIOSSÍNTESEQUIMIOSSÍNTESE
FERMENTAÇÃOFERMENTAÇÃOFERMENTAÇÃOFERMENTAÇÃO
RESPIRAÇÃORESPIRAÇÃORESPIRAÇÃORESPIRAÇÃO
FOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESE
GLICOSEGLICOSEGLICOSEGLICOSE
COCO22 + + HH22
CLOROFILACLOROFILA
BACTERIOCLOROFILABACTERIOCLOROFILA
COCO22 + + HH22
COCO22 + + HH22
OO
OO
GLICOSEGLICOSE
Oxidação de compostos Oxidação de compostos inorgânicosinorgânicos
Sem oxigênioSem oxigênio
VISÃO GERALVISÃO GERAL
CC66HH1212OO66
Fotossíntese
• Principal processo autotrófico realizado por seres clorofilados.
• Fórmula básica: • 6 CO2 + 12 H2O luz e clorofila C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Organismos fotossintetizadores
• Plantas verdes;• Microalgas (diatomáceas e as
euglenoidinas);• Cianófitas (algas verde-azuladas) e diversas
bactérias.
Célula clorofilada
Membrana do tilacóide
Esquema da molécula de
clorofila
Folha
Granum
Parede celular
Cloroplasto
Membrana externa
Membrana interna
Tilacóide
GranumEstroma
DNA
Núcleo
VacúoloCloroplasto
Tilacóide
Complexo antena
Caminho da Fotossíntese
CloroplastosFunção:Realizar FOTOSSÍNTESE
- captação de energia luminosa para transformação em energia química.- gás carbônico (CO2) e água (H2O) reagem formando glicose ( C6H12O6) e
gás oxigênio(O2)
CLOROPLASTOS E FOTOSSÍNTESECLOROPLASTOS E FOTOSSÍNTESE
LOCALIZAÇÃO DOS CLOROPLASTOSLOCALIZAÇÃO DOS CLOROPLASTOS
Os cloroplastos localizam-se nas partes
verdes de plantas e algas. Nas plantas
superiores, geralmente se localiza nas folhas,
órgão vegetal responsável em captar luz e gás carbônico e
realizar a fotossíntese.
cloroplastos vistos no microscópio óptico
Cloroplastos
realizam a fotossíntese. Para isso é necessária a presença de um pigmento verde chamado clorofila, presente nessas organelas exclusivas de algas e plantas. Acredita-se que os cloroplastos eram bactérias que ao longo da evolução
se associaram as células eucariontes.
cloroplasto visto no microscópio eletrônico
Etapas• Fotoquímica (reação de claro)
Necessita de energia luminosa.OBS.: A clorofila reflete a luz verde e absorve com maior eficiência
os comprimento de onda das luzes azul e vermelha.
• Química (reação de escuro) Não necessita de luz, mas sim dos produtos formados na fase fotoquímica.
Etapas da Fotossíntese
CLOROPLASTO
Tilacóide
Etapa IIQUÍMICA
Etapa IFOTOQUÍMIC
A
Luz H2O CO2
ADP
NADP
H2OC6H12O6
ATP
NADPH2
O2
ESTROMA
Glicose
Fotossíntese em ação
glicose
O NADP é um transportador de átomos de hidrogênio liberados pela quebra da água. Ele captura hidrogênio na
fase clara se convertendo em NADPH e fornece esse hidrogênio na fase escura para a formação da glicose,
voltando a se converter em NADP.
O ADP é um transportador de energia. Ele recolhe a energia luminosa do ambiente para que ocorra um
processo chamado de fosforilação, onde há a união de mais um átomo de fósforo (com absorção de energia) ao ADP, transformando-o em ATP que fornece essa energia para que as reações da fase escura ocorram.
A água é quebrada (sofre fotólise) e libera átomos de
hidrogênio e oxigênio.
Os átomos de oxigênio se unem para formar o gás
oxigênio.
Gás carbônico fornece
produtos (C e O) para que
junto com os hidrogênios
vindos da água ocorra a
formação da glicose.
Glicose será usada no
processo de respiração
celular.
Fase claraFase
escura
Etapa Fotoquímica• Ações:
Fotofosforilação e Fotólise da água• Reagentes:
Luz, H2O, ADP e NADP• Produtos:
O2 / ATP / NADPH2
• Local: tilacóides
Fotofosforilação adição de fostato (fosforilação) em presença de luz (foto) com a transferência da energia captada pela clorofila para as moléculas de ATP.
Fotólise da água quebra da água por enzimas localizadas nos tilacóides, sob a ação da luz, liberando O2 e formação de NADPH2
FATORES DE INFLUÊNCIA DA FOTOSSÍNTESEFATORES DE INFLUÊNCIA DA FOTOSSÍNTESE
COMPRIMENTO DE ONDA (nm)
TA
XA
DE
FO
TO
SS
ÍNT
ES
E
LUZ
É o principal fator de influência da taxa de fotossíntese. A luz branca é formada pela união das sete cores do espectro visível. Dessas sete cores, a
planta absorve melhor os comprimentos de onda que representam as cores vermelho e azul, sendo
que a cor verde é pouco absorvida pela folha.
Fotólise da água: quebra da molécula de água em presença de luz
Luz
Clorofila
Fotofosforilação: adição de fosfato em presença de luz
ATPADP
O2
2 NADPH2
4 H+ + 4 e- +2 H2O
4 H+ + 2 NADP
FOTOFOSFORILAÇÃO CÍCLICA
FONTE: http://vsites.unb.br/ib/cel/microbiologia/metabolismo/fotoss.jpg
FOTOFOSFORILAÇÃO ACÍCLICA
Fonte: http://curlygirl.no.sapo.pt/imagens/luminosa.jpg
NADP- nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato- Transportador de hidrogênio.
e- elétros
H+ prótons
Etapa Química• Ações:
Ciclo das pentoses• Reagentes:
CO2, ATP e NADPH2
• Produtos:
Carboidratos e H2O• Local:
EstromaCiclo de pentoses
proposto por Melvin Calvin (1961)Fixação do carbono, elemento presente no meio abiótico que passa para o biótico
6C O2 + 12NADPH2 + nATP C6 H12 O6 + 6 H2 O + nADP + nP6C O2 + 12NADPH2 + nATP C6 H12 O6 + 6 H2 O + nADP + nP
Equação da etapa química
CICLO DE CALVINCICLO DE CALVIN
Fonte:http://www.netxplica.com/figuras_netxplica/exanac/ciclo.calvin.completo.1.png
RESUMO DO PROCESSO
FOTOSSÍNTESE
12H2O
ETAPA CLARA LOCAL:
6 H2O 6O2
ETAPA ESCURALOCAL:
12NADPH12NADPH22
12NADPH12NADPH22
18ATP18ATP18ATP18ATPTilacóides
Estroma
Glicídio
(C6H1206)
6CO2
LUZ
PASSO A PASSO DA FOTOSSÍNTESEPASSO A PASSO DA FOTOSSÍNTESE A luz é absorvida pela clorofila e sua energia é usada num processo
chamado de fosforilação – a incorporação de mais um átomo de fósforo a molécula de ADP (adenosina difosfato) que é transformada
em ATP (adenosina trifosfato).
A água é quebrada (sofre fotólise) em átomos de hidrogênio e oxigênio.
Os átomos de hidrogênio são “capturados” pelo NADP (nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato), que se transforma em NADPH. O
átomo de oxigênio se junta a outro e se transforma em gás oxigênio.
FASE CLARA
FASE ESCURA
O gás carbônico é convertido em glicose usando-se os átomos de hidrogênio vindos do NADPH e a energia da molécula de ATP
produzidos durante a fase clara.
O NADPH ao deixar os hidrogênios vira NADP e o ATP se transforma em ADP. O NADP e o ADP voltam para a etapa clara para novamente
serem convertidos.
Fatores limitantes da Fotossíntese
• Intensidade luminosa;• Concentração de CO2;• Temperatura;• Fatores internos: Genética, posição das folhas,
nutrição e etc.
INTENSIDADE LUMINOSAINTENSIDADE LUMINOSA
COMPENSAÇÃO E SATURAÇÃO LUMINOSACOMPENSAÇÃO E SATURAÇÃO LUMINOSA
Situação x
Situação B
Situação A
Ponto de compensação luminosa é quando a taxa de fotossíntese é igual a taxa de
respiração. Nesse ponto a planta produz a mesma
quantidade de gás oxigênio que ela própria consome.
Ponto de saturação luminosa é quando a taxa de fotossíntese
é freada e não aumenta independente do aumento da
quantidade de luz que é fornecida a planta.
y
planta libera gás oxigênio e
cresce.
planta consome gás oxigênio e
definha.
CONCENTRAÇÃO DE COCONCENTRAÇÃO DE CO22
TEMPERATURATEMPERATURA
FATORES QUE AFETAM A TAXA DE FOTOSSÍNTESE DA PLANTA
Eficiência fisiológica da plantaC3, C4 e CAMVariações dentro de cada grupo
Intensidade e qualidade da luz
Radiação fotossinteticamente ativa (RFA) incidente:
Regiões temperadas = 2000 mol/m2 s (pleno sol no verão)
(Mckenzie et al., 1999)
Região Tropical = 2500 mol/m2 s (pleno sol em Capinópolis-
MG, nov/2000)
Região Nordeste 3000 mol/m2 s (pleno sol na época seca,
Sobral, 2009)
Teor de nutrientes do solo
Manejado via fertilização
Possibilidade do uso de plantas tolerantes
Disponibilidade de água
Temperatura
Concentração de dióxido de carbono na atmosfera
Área foliar (quantidade e qualidade)
Capacidade síntese de compostos orgânicos
f(área foliar)
Dilema: folhas novas mais consumidas
CICLO C4 E CAM(METABOLISMO ÁCIDO DAS CRASSULÁCEAS)
Ciclo C4 = Forma o ácido oxaloacético (4C) e depois concertido em ácido málico (Não o acumulam). O ácido Málico libera o CO2 .
EX. Milho, cana-de-açúcar, e outras gramíneas tropicais.
CAM= Fixam o CO2 durante à noite, mantendo os estômatos fechados durante o dia , evitando a perda d’água. Economizam mais água.
Formam também o ácido oxaloacético e málico. (o Acumulam).
EX. Cactos e outras plantas suculentas.
C4
CAM
CAM
Exemplos de Vegetais de acordo com o metabolismo energético
C3Leguminosas de clima temperado (trevos...)Gramíneas de clima temperado (azevém anual, azevém perene, festuca...)
Leguminosas de clima tropical (fisiologia C3 mas temp. ótima >; leucena, cunhã, estilosantes, desmodium, calopogônio...)
C4Gramíneas de clima tropical (cana-de-açúcar, milho, sorgo, milheto...)
CAMCactáceas
palma forrageira (Opuntia ficus-indica, Nopalea cochenilifera) mandacaru (Cereus jamacaru)xique-xique (Cereus gounellei)facheiro (Pilosocereus pachycladus)
Bromeliáceasmacambira (Bromelia laciniosa)sisal (Agave sisalana)
C4
CAM (fosfoenolpirúvico carboxilase)
Quimiossíntese
• Processo em que a energia utilizada na formação de compostos orgânicos, a partir de gás carbônico(CO2) e água (H2O), provém da oxidação de substâncias inorgânicas.
• Principais bactérias quimiossintetizantes:• FERROBACTÉRIAS oxidação de compostos de ferro.
• NITROBACTÉRIAS oxidação da amônia (NH3) ou de nitritos (NO3) (importantes no ciclo do nitrogênio).
– Nitrossomas & Nitrobacter
“fumarola” exalando sulfeto
de hidrogênio
bactérias que fazem
quimiossíntese
vermes se alimentam das
bactérias
CADEIA ALIMENTAR NAS PROFUNDEZAS CADEIA ALIMENTAR NAS PROFUNDEZAS DO OCEANODO OCEANO
outros seres se alimentam dos
vermes
Respiração
• Processo de síntese de ATP que envolve a cadeia respiratória.
• Tipos– AERÓBIA em que o aceptor final de
hidrogênios é o oxigênio.– ANAERÓBIA em que o aceptor final de
hidrogênio não é o oxigênio e sim outra substância (sulfato, nitrato)
MITOCÔNDRIACITOPLASMA
Glicose(6 C)
C6H12O6
Glicose(6 C)
C6H12O6
2 CO2
Ciclo de
Krebs
4 CO2
2 ATP
H2
FASE ANAERÓBIA FASE AERÓBIA
6 H2O
CADEIA
RESPIRATÓRIA
Saldo de 32 ou 34 ATPs
6 O2
Piruvato (3 C)
Piruvato (3 C)
GLICÓLISE
Saldo de 2 ATP
Respiração em Eucariontes
Respiração Aeróbia• Utilizadas por procariontes, protistas, fungos, plantas e
animais.• Molécula principal: glicose.• Etapas:
– Glicólise (não usa O2).– Ciclo de Krebs– Cadeia respiratória (usa O2)
• Obs.:– Procariontes: glicólise e ciclo de Krebs ocorrem no citoplasma
e a cadeia respiratória na membrana.– Eucariontes: glicólise ocorre no citossol, e nas mitocôndrias o
ciclo de Krebs (matriz) e a cadeia respiratória (cristas).
Glicólise
• Função: quebra de moléculas de glicose e formação do piruvato.
• Local: citossol
• Procedimento:– Glicose 2 piruvato: liberação de hidrogênio e energia.
– NAD NADH :energia usada na síntese de ATP.
• O piruvato formado entra na mitocôndria e segue para o ciclo de Krebs.
Respiração Aeróbia
P ~ 6 C ~ P
3 C Piruvato 3 C Piruvato
Glicose (6C) C6H12O6
Glicose (6C) C6H12O6
ADP
ATP
ADP
ATP
1. Duas moléculas de ATP são utilizadas para ativar uma molécula de glicose e iniciar a reação.
3 C ~ P 3 C ~ P
2. A molécula de glicose ativada pelo ATP divide-se em duas moléculas de três carbonos.
PiPi NAD
P ~ 3 C ~ PNADHNADH
NAD
P ~ 3 C ~ PNADHNADH
3. Incorporação de fosfato inorgânico e formação de NADH.
P ~ 3 C
ADP
ATPATPP ~ 3 C
ADP
ATPATP4. Duas moléculas de ATP são liberadas recuperando as duas utilizadas no início.
ADPATPATP
ADPATPATP
5. Liberação de duas moléculas de ATP e formação de piruvato.
Glicólise
Ciclo de Krebs• Nomes: ciclo do ácido cítrico ou ácido tricarboxílico.• Mentor: Hans Adolf Krebs, 1953)• Local: matriz mitocondrial• Procedimento:
– Piruvato acetil : liberação de CO2 e H.– Acetil Acetil-coenzima A (acetil-CoA) : entra no ciclo de
Krebs.– Ciclo de Krebs: liberação de CO2, ATP, NADH, FADH2
• Obs.: todo o gás carbônico liberado na respiração provém da formação do acetil e do ciclo de Krebs.
Respiração Aeróbia
Cadeia respiratória
• Função: formação de ATP
• Local: crista mitocondrial
• Procedimento:– Fosforilação oxidativa:transferência de hidrogênios
pelos citocromos, formando ATP e tendo como aceptor final o oxigênio e a formação de água
• Obs.: O rendimento energético para cada molécula de glicose é de 38 moléculas de ATP.
Respiração Aeróbia
Citosol
Crista mitocondrial
Mitocôndria
Glicose (6 C) C6H12O6
Glicose (6 C) C6H12O6
Total: 10
NADH 2
FADH2
Total: 10
NADH 2
FADH2
1 ATP1 ATP1 ATP1 ATP
1 NADH1 NADH 1 NADH1 NADH
Piruvato (3 C) Piruvato (3 C) Piruvato (3 C) Piruvato (3 C)
6 O26 O2
6 H2O6 H2O
32 ou 34 ATP
32 ou 34 ATP
6 NADH6 NADH
2 FADH2 FADH
2 ATP2 ATP
4 CO24 CO2
2 CO22 CO2
2 NADH2 NADH
2 acetil-CoA (2 C)
2 acetil-CoA (2 C)
Ciclo de
Krebs
Visão geral do processo respiratório em célula eucariótica
Respiração Anaeróbia
• Utilizada por bactérias desnitrificantes do solo como a Pseudimonas disnitrificans, elas participam do ciclo de nitrogênio devolvendo o N2
para a atmosfera.
• Molécula principal: glicose e nitrato.
• Fórmula:C6H12O6 + 4NO3 6CO2 + 6H2O + N2 + energia
Fermentação• Processo anaeróbio de síntese de ATP que ocorre na ausência de
O2(solos profundos e regiões com teor de O2 quase zero) e que não envolve a cadeia respiratória.
• Aceptor final: composto orgânico.• Seres Anaeróbios:
– ESTRITOS: só realiza um dos processos anaeróbios(fermentação ou respiração anaeróbia) Ex.: Clostridium tetani
– FACULTATIVAS: realizam fermentação ou respiração aeróbia.Ex.: Sacharomyces cerevisiae
• Procedimento:– Glicose degradada em substâncias orgânicas mais simples como :
ácido lático (fermentação lática) e álcool etílico (fermentação alcoólica)
Fermentação Lática• O piruvato é transformado em ácido lático.
• Realizada por bactérias, fungos protozoários e por algumas células do tecido muscular humano.
• Exemplos:– Cãibra: fermentação devido à insuficiência de O2
– Azedamento do leite.
– Produção de conservas.
Glicólise
Glicose (6 C) C6H12O6
Glicose (6 C) C6H12O6
ATPATP
ATPATP
Piruvato (3 C)Piruvato (3 C)
Piruvato (3 C)Piruvato (3 C)
NADH
NADH
Ácido lático 3 C
Ácido lático 3 C
NAD
Ácido lático 3 C
Ácido lático 3 C
NAD
Fermentação Lática
Fermentação Alcoólica
• O piruvato é transformado em álcool etílico.• Realizada por bactérias e leveduras.• Exemplos:
– Sacharomyces cerevisiae produção de bebidas alcoólicas (vinho e cerveja)
– Levedo fabricação de pão.
Glicólise
Glicose (6 C) C6H12O6
Glicose (6 C) C6H12O6
ATPATP
ATPATP
Piruvato (3 C)Piruvato (3 C)
Piruvato (3 C)Piruvato (3 C)
NADH
NADH
CO2CO2
CO2CO2
Álcool etílico 3 C
Álcool etílico 3 C
Álcool etílico 3 C
Álcool etílico 3 C
NAD
NAD
Fermentação Alcoólica
Glicólise
Glicose (6C) C6H12O6
Glicose (6C) C6H12O6
ATPATP
ATPATP
NADH
NADH
Ácido acético
3 C
Ácido acético
3 C
CO2CO2
NAD NADH2
H2O
Ácido acético
3 C
Ácido acético
3 CCO2CO2
NAD NADH2
H2O
Piruvato (3 C)Piruvato (3 C)
Piruvato (3 C)Piruvato (3 C)
Fermentação Acética
Glicose ácido lático + 2 ATPGlicose ácido lático + 2 ATP
Fermentação Lática
Glicose álcool etílico + CO2 + 2 ATPGlicose álcool etílico + CO2 + 2 ATP
Fermentação Alcoólica
Glicose ácido acético + CO2 + 2 ATPGlicose ácido acético + CO2 + 2 ATP
Fermentação Acética
Glicose + O2 CO2 + H2O + 36 ou 38 ATPGlicose + O2 CO2 + H2O + 36 ou 38 ATP
Respiração
Resumo dos Tipos de fermentação e a respiração