1. O documento apresenta as principais etapas do metabolismo celular, incluindo a glicólise, fermentação e respiração aeróbia.
2. Discute os processos de obtenção de energia nas células através da quebra de moléculas orgânicas como a glicose.
3. Explica como a fermentação e respiração aeróbia convertem a energia química da glicose em ATP de forma diferente.
Considere a seguinte situação fictícia: Durante uma reunião de equipe em uma...
B 3.ObtençãO De Energia Unidade 3
1. Escola Secundária Dr. Augusto César da Silva Ferreira
Disciplina de Biologia Geologia 10º ano
2007-2008
OBTENÇÃO DE ENERGIA
Unidade 3: Transformação e utilização
de energia pelos seres vivos
Professora Cidália Santos de Aguiar
3. Introdução Metabolismo Catabolismo Fermentação Respiração aeróbia Síntese
Obtenção de Energia
Energia luminosa
Fotossíntese
(nos cloroplastos)
ATP
CO2 + H2O utilizado Moléculas orgânicas + O2
Trabalho Respiração celular
Biossíntese Calor Transporte Movimentos
(na mitocôndria)
mecânico activo celulares
4. Introdução Metabolismo Catabolismo Fermentação Respiração aeróbia Síntese
Metabolismo
Metabolismo Celular
CATABOLISMO ANABOLISMO
Reacções metabólicas em Reacções metabólicas em
que os compostos que ocorre formação de
orgânicos são degradados moléculas mais
em moléculas mais complexas a partir de
simples, ocorrendo moléculas mais simples,
libertação de energia ocorrendo consumo de
energia
5. Introdução Metabolismo Catabolismo Fermentação Respiração aeróbia Síntese
ATP: transportador universal de energia celular
Degradação de compostos orgânicos
Diversas vias catabólicas
ATP Fosfato e
energia
Fosfato e
energia ADP
6. Introdução Metabolismo Catabolismo Fermentação Respiração aeróbia Síntese
Transportadores de protões e electrões
Protões (H+) e electrões (e-) do hidrogénio têm de ser
transportados desde o substrato ao aceptor final
NAD
(Dinucleótido de Adenina Nicotinamida)
NAD+ + 2e- + 2H+ NADH + H+
Forma Forma
oxidada reduzida
7. Introdução Metabolismo Catabolismo Fermentação Respiração aeróbia Síntese
Tipos de reacções Catabólicas
REACÇÕES CATABÓLICAS
Respiração Respiração Fermentação
Aeróbia Anaeróbia
Cujo aceptor final
Cujo aceptor final Cujo aceptor final de electrões é
de electrões é de electrões é
Oxigénio Outras moléculas Moléculas
inorgânicas orgânicas
(NO3-; SO42-; CO2) (ácido pirúvico)
8. Introdução Metabolismo Catabolismo Fermentação Respiração aeróbia Síntese
Fermentação
Leveduras (Louis Pasteur, século XIX)
• Multiplicam-se rapidamente em condições favoráveis, entre as
quais se destaca a presença de GLICOSE (flores e frutos suculentos)
• Produzem alcóol e dióxido de carbono
Fermentação alcoólica
9. Introdução Metabolismo Catabolismo Fermentação Respiração aeróbia Síntese
Fermentação
Compreende 2 etapas
• GLICÓLISE
• conjunto de reacções que degradam a glicose até ácido pirúvico ou
piruvato
• REDUÇÃO DO PIRUVATO
• conjunto de reacções que conduzem à formação dos produtos de
fermentação
11. Introdução Metabolismo Catabolismo Fermentação Respiração aeróbia Síntese
Redução do piruvato
Glicose
2 Piruvato
Álcool Etílico Ácido Láctico Ácido acético Fermentação
Fermentação Fermentação Fermentação Ácido
alcoólica láctica acética Butírico
Produção de Utilização na Transforma o Altera a manteiga
Ex.:
vinho e cerveja produção de iogurtes vinho em vinagre
17. Introdução Metabolismo Catabolismo Fermentação Respiração aeróbia Síntese
A fase da fermentação…
GLICÓLISE
Etapa comum à fermentação e à respiração aeróbia
Ocorre no hialoplasma
Formação de
2 moléculas de ATP
2 moléculas de NADH + H+
2 moléculas de Ácido Pirúvico
18. Introdução Metabolismo Catabolismo Fermentação Respiração aeróbia Síntese
Respiração aeróbia
Com o aumento das necessidades energéticas surgiu a
necessidade de criar um mecanismo mais eficaz de obter energia
MITOCÔNDRIA
• Organelo especializado
• Capaz de realizar a oxidação completa do ácido pirúvico
obtido na glicólise
• Produtos: água e dióxido de carbono
Respiração aeróbia vs Fermentação
• Oxidação completa • Permite obter 2%
da glicose da energia da
molécula de glicose
19. Introdução Metabolismo Catabolismo Fermentação Respiração aeróbia Síntese
Respiração aeróbia
Oxidação dos compostos orgânicos
Consumo de oxigénio
Libertação de dióxido de carbono
A oxidação dos compostos orgânicos em aerobiose
tem 4 etapas
• Glicólise
• Formação de Acetil-coenzima A
• Ciclo de Krebs
• Cadeia transportadora de electrões e fosforilação oxidativa
20. Introdução Metabolismo Catabolismo Fermentação Respiração aeróbia Síntese
Respiração aeróbia
GLICÓLISE
Etapa comum à fermentação e à respiração aeróbia
Ocorre no hialoplasma
Formação de
2 moléculas de ATP
2 moléculas de NADH + H+
2 moléculas de Ácido Pirúvico
21. Introdução Metabolismo Catabolismo Fermentação Respiração aeróbia Síntese
Respiração aeróbia
Formação de Acetil-coenzima A
Acetil-
Ocorre na presença de oxigénio
Ocorre no mitocôndria
Descarboxilação e oxidação do ácido pirúvico
1 2
glicose Glicólise Piruvato Formação de Acetil-CoA Acetil-CoA
2 ATP NADH NADH
CO
2
23. Introdução Metabolismo Catabolismo Fermentação Respiração aeróbia Síntese
Respiração aeróbia
Ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico
Conjunto de reacções metabólicas que conduz à oxidação
completa da glicose
Ocorre na matriz da mitocôndria
Enzimas:
descarboxilases
desidrogenases
1 2
glicose Glicólise Piruvato Formação de Acetil-CoA Acetil-CoA
2 ATP NADH NADH Ciclo de Krebs
CO
2
24. Introdução Metabolismo Catabolismo Fermentação Respiração aeróbia Síntese
Respiração aeróbia
Ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico
Acetil-CoA + Ácido Oxaloacético
2C 4C
Ácido Cítrico
6C
Por cada molécula de glicose degradada formam-se no ciclo
formam-
de Krebs
6 moléculas de NADH Conduzidos para a cadeia
transportadora de electrões
2 moléculas de FADH2
2 moléculas de ATP
4 moléculas de CO2
26. Introdução Metabolismo Catabolismo Fermentação Respiração aeróbia Síntese
Respiração aeróbia
Cadeia transportadora de electrões e fosforilação oxidativa
Moléculas de NADH e FADH2 são transportadoras de
electrões
Electrões percorrem uma série de proteínas Cadeia
transportadora de electrões ou cadeia respiratória
Estas proteínas estão ordenadas na membrana interna da
mitocôndria de acordo com a sua afinidade para os electrões
Gera-se um fluxo unidireccional ao longo do qual estas
Gera-
moléculas vão sendo sucessivamente reduzidas e oxidadas
27. Introdução Metabolismo Catabolismo Fermentação Respiração aeróbia Síntese
Respiração aeróbia
Cadeia transportadora de electrões e fosforilação oxidativa
Neste processo é libertada energia utilizada para fosforilar o
ADP ATP (fosforilação oxidativa)
Formação de 34 ATP
Electrões são captados por um aceptor final: OXIGÉNIO
Por fim o oxigénio capta também os protões formando-se
formando-
água
30. Introdução Metabolismo Catabolismo Fermentação Respiração aeróbia Síntese
Síntese
Seres Autotróficos
Fotossíntese Energia Química
Energia luminosa armazenada nos
(nos cloroplastos) compostos orgânicos
O2 ALIMENTOS
AEROBIOSE ANAEROBIOSE
Glicólise Glicólise
Respiração celular Fermentação
Formação de Acetil-CoA Redução do piruvato
Ciclo de Krebs (mitocôndria)
2 ATP
38 ATP CO2 e compostos orgânicos
Cadeia respiratória CO2 e H2O (ácido láctico ou álcool etílico