Transformação e utilização de energia pelos seres
Propaganda
TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA PELOS SERES VIVOS 2010/2011 Moléculas Orgânicas + O2 CO2 + H2O Trabalho mecânico Biossíntese Calor ATP BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO Transporte Ativo Movimentos Celulares METABOLISMO CELULAR Conjunto de reações químicas essenciais à vida realizadas pelas células de todos os seres vivos. CATABOLISMO ANABOLISMO Reações metabólicas em que os compostos orgânicos são degradados em moléculas mais simples, ocorrendo libertação de Energia. Reações metabólicas em que ocorre formação de moléculas mais complexas a partir de moléculas mais simples, ocorrendo consumo de Energia AB A + B + Energia A + B + Energia AB BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO ATP – ARMAZENAMENTO DE — A energia libertada pelas diversas reações catabólicas não E pode ser utilizada diretamente pela célula. — Essa energia é, intermédios – ATP. portanto, acumulada em compostos — O ATP é considerado o transportador universal de E, a nível celular. P E ADP ATP E BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO P TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA — Existem diversas vias catabólicas capazes de transferir a energia contida nos compostos orgânicos para moléculas de ATP. — Nessas vias intervêm compostos que transportam protões e electrões, desde o substrato até um aceptor final. NAD+ + 2 e- + 2 H+ H+ BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO NADH + VIAS CATABÓLICAS Respiração Aeróbia Respiração Anaeróbia Fermentação cujo aceptor final de e- cujo aceptor final de e- cujo aceptor final de e- Outras moléculas Moléculas Oxigénio inorgânicas orgânicas (NO3-; SO42-; CO2) (Ácido pirúvico) Na ausência de oxigénio, alguns seres podem usar a fermentação como via energética alternativa – Anaeróbios BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO Facultativos FERMENTAÇÃO Realizada pelas leveduras, é um processo que está na base da produção e/ou transformação de produtos alimentares. É um processo simples e, em termos evolutivos, primitivo de obtenção de energia. BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO GLICÓLISE • Conjunto de reações que degradam a glicose até ácido pirúvico ou piruvato REDUÇÃO DO PIRUVATO • Conjunto de reações que conduzem á formação de produtos da fermentação BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO ATP Fase de Ativação GLICÓLISE Glicose ADP ATP Glicose-fosfato ADP Aldeído fosfoglicérico Aldeído fosfoglicérico NAD+ NAD+ NADH + H+ NADH + H+ 2 ADP 2 ADP 2ATP 2ATP Ácido pirúvico BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO Ácido pirúvico Fase de Rendimento Frutose-difosfato REDUÇÃO DO PIRUVATO Faz-se em condições de anaerobiose, pela acção do NADH, formado durante a glicólise. Os produtos finais da fermentação diferem em função das reacções que ocorrem a partir do ácido pirúvico. Glicose 2 Piruvato GLICÓLISE REDUÇÃO DO PIRUVATO TIPO DE FERMENTAÇÃO Álcool Etílico Ácido lático Ácido Acético Ácido Butírico FERMENTAÇÃ FERMENTAÇÃ FERMENTAÇÃ FERMENTAÇÃ O ALCOÓLICA O LÁTICA O ACÉTICA O BUTÍRICA BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO 2 NAD+ GLICOSE• Glicólise 2 NADH 2 ATP 2 NAD+ PIRUVATO 2 ATP ÁLCOOL ETÍLICO 2 NADH 2 CO2 2 NAD+ GLICOSE• Glicólise ACETALDEÍDO 2 NAD+ PIRUVATO ÁCIDO LÁCTICO 2 NADH RESPIRAÇÃO AERÓBIA Nas células eucarióticas, as mitocôndrias realizam a oxidação completa do ácido pirúvico obtido na glicólise, originando compostos muito simples. Este processo só ocorre na presença de oxigénio. BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO RESPIRAÇÃO AERÓBIA BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO RESPIRAÇÃO AERÓBIA GLICÓLISE FORMAÇÃO DE ACETIL-COA BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO CICLO DE KREBS CADEIA DE eFOSFORILAÇÃO OXIDATIVA 1 - GLICÓLISE GLICOSE NAD+ 2NADH + H+ 4 ADP 2 4ATP PIRUVATO Etapa comum à fermentação. Ocorre no hialoplasma e conduz à formação de 2 ATP, 2 NADH + H+ e 2 Ácidos pirúvicos. BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO 2 – FORMAÇÃO DE ACETIL-COENZIMA A CO2 Piruvato Formação de Acetil-CoA Acetil-CoA NADH Na presença de O2, o ácido pirúvico entra na mitocôndria, onde é descarboxilado e oxidado. BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO 3 – CICLO DE KREBS BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO Conjunto de reações metabólicas que conduz à oxidação completa da glicose, ocorrendo na matriz da mitocôndria. É catalisado por um conjunto de enzimas: • Descarboxilases – catalisadores das descarboxilações • Desidrogenases – catalisadores das reações redox que conduzem à formação de NADH BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO 4 – CADEIA TRANSPORTADORA DE E- E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA As moléculas de NADH e FADH2 transportam e- que vão percorrer uma série de proteínas, até serem captados por um aceptor final – Oxigénio Estas proteínas aceptoras constituem a Cadeia Transportadora ou Cadeia Respiratória, ordenadas na membrana interna das mitocôndrias. BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO Os e- transportados pelo NADH e FADH2 são cedidos aos aceptores, iniciando um fluxo. Cada transportador tem maior afinidade para os e- do que o transportador anterior, garantindo um fluxo unidirecional até ao aceptor final – o Oxigénio . ½ O2 + 2 e- + 2 H+ BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO H2O FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA Os e- passam de transportador em transportador, libertando-se energia. Essa energia é usada para fosforilar o ADP , formando ATP. BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO RESUMO A partir de uma molécula de glicose, na presença de oxigénio, é possível obter 38 moléculas de ATP (40% da energia contida numa molécula de glicose). BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO FERMENTAÇÃO VS RESPIRAÇÃO AERÓBIA BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO
