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SILVIA ALIX, MAJ VÂNIA E TEN LUCIANA ARAÚJO METABOLISMO ENERGÉTICO
1.  Metabolismo: Anabolismo e Catabolismo. 2.  ATP – Adenosina trifosfato. 3.  Respiração celular: Glicólise, Ciclo de Krebs e Transporte de elétrons. 4.  Fermentação. 5.  Fotossíntese. 6.  Quimiossíntese. May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 1 METABOLISMO ENERGÉTICO
May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 2 METABOLISMO
•  Duas perguntas fundamentais: •  Como o ser vivo extrai Energia do meio ? •  Como o ser vivo sinte`za macromoléculas para desempenhar suas funções, manter sua estrutura e replicar-­‐se? Conjunto de Reações que responde a estas perguntas
METABOLISMO
May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 3 CATABOLISMO E ANABOLISMO
•  CATABOLISMO – Conjunto de reações de DEGRADAÇÃO. •  Compostos orgânicos de alto PM em moléculas + simples •  Liberação de Energia livre •  Conservação da Energia em moléculas de alta Energia – ATP •  ANABOLISMO -­‐ Conjunto de reações de SÍNTESE •  Moléculas + simples compostos orgânicos de alto PM •  Gasto de Energia •  Usam energia gerada no Catabolismo, ATP ADP + Pi May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 4 4 TROCAS DE ENERGIA
MACROMOLÉCULAS + O2
CO2 + H2 O
CATABOLISMO
ADP + Pi
ATP
ANABOLISMO
MOLÉCULAS MENORES
MACROMOLÉCULAS
TRABALHO
May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 5 METABOLISMO ENERGÉTICO -­‐ ATP
•  ATP -­‐ Significa Trifosfato de Adenosina ou Adenosina Trifosfato. •  Tem como função: capturar, armazenar temporariamente e transferir energia para os processos celulares. •  É um nucleoldeo cons`tuído pela base nitrogenada adenina unida ao glicídio ribose e a três grupos fosfato. •  As ligações químicas entre os fosfatos do ATP são chamadas de ligações de alta energia e são representadas pelo símbolo ( ~ ). May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 6 METABOLISMO ENERGÉTICO -­‐ ATP
Ligação de alta energia May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 7 METABOLISMO ENERGÉTICO -­‐ ATP
Ø  A síntese de ATP ocorre pela adição de um grupo fosfato inorgânico, simbolizado por Pi ao ADP. Ø  ADP + Pi + 7,3 Kcal /mol ATP Energia Energia Adenosina difosfato + fosfato inorgânico Adenosina trifosfato Bateria parcialmente carregada May 15 Bateria totalmente carregada Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 8 REAÇÕES ENDERGÔNICAS E EXERGÔNICAS
(gasta energia)
May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 9 RESPIRAÇÃO CELULAR
May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 10 GLICÓLISE TRANSPORTE DE ELÉTRONS
•  1ª FASE: Glicólise. •  Ocorre no citosol da célula. •  2ª FASE: Ciclo do Ácido Cítrico ou Ciclo de Krebs. •  Ocorre na Matriz Mitocondrial da Mitocôndria. •  3ª FASE: Transporte de Elétrons (H) ou Cadeia Respiratória. •  Ocorre nas Cristas Mitocôndrias. May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 11 GLICÓLISE
•  A glicólise é uma etapa anaeróbica do processo de degradação da glicose, pois não precisa de oxigênio para ocorrer. 2
May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 12 ETAPAS METABÓLICAS DA DEGRADAÇÃO DA GLICOSE
•  GLICÓLISE •  Etapa extra-­‐mitocondrial da respiração celular, ocorre no citosol. •  Na glicólise uma molécula de glicose é quebrada em duas moléculas de Ácido Pirúvico ou Piruvato (C3H4O3) Fazendo uso de 2 ATPs. •  Obs.: Podemos dizer que a glicólise é dividida em duas fazes, a fase a`vadora ou preparatória (fazendo uso de 2 ATPs, ou seja essa fase fica devendo 2 ATPs) e a fase de rendimento ou compensatória (onde é feito o pagamento dos 2 ATPs e ficando com o saldo de 2 ATPs). •  O aceptor de elétrons ou de hidrogênios NAD+ captura 4 elétrons e 2 íons H+ os outros 2H+ ficam livres no citosol. •  Moléculas dessa substância na forma oxidada(NAD+) passam para o estado reduzido(NADH) ao capturarem elétrons e íons H+ como mostrado na equação a seguir: 2 H+ + 4e-­‐ + 2 NAD+ 2 NADH •  A equação química que resume a glicólise é: C6H12O6 + 2 ATP + 2 NAD 2 C3H4O3 + 4 ATP + 2 NADH +13 2 H+ Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo May 15 RELEMBRANDO A AULA ANTERIOR -­‐ GLICÓLISE
Fase compensatória: geração de energia Fase inves`mento p reparatória: d e Fase d e c livagem 5 6 7 8 9 10 energia 1 2 3 4 6 7 8 9 10 GLICÓLISE 2 PIRUVATOS + 2 NADH + 4 ATPs 2 May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 2 ATPS para pagamento. 14 TRANSPORTE DO ÁCIDO PIRÚVICO PELA MEMBRANA MITOCONDRIAL
Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo May 15 15 TRANSPORTE DO ÁCIDO PIRÚVICO PELA MEMBRANA
•  O ácido pirúvico produzido na glicólise é transportado através das membranas da mitocôndria e na matriz mitocondrial, reage com a coenzima A (CoA). •  Dessa reação resulta ace`l coenzima A (Ace`l CoA) e uma molécula de gás carbônico. •  Ocorre também a transformação de 1NAD+ em 1NADH. Ø LEMBRE-­‐SE: São 2 Piruvatos, assim, serão 2 CO2 e 2 NADH. May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 16 GLICÓLISE CADEIA RESPIRATÓRIA
•  1ª FASE: Glicólise. •  Ocorre no citosol da célula. •  2ª FASE: Ciclo do Ácido Cítrico ou Ciclo de Krebs. •  Ocorre na Matriz Mitocondrial da Mitocôndria. •  3ª FASE: Transporte de Elétrons (H) ou Cadeia Respiratória. •  Ocorre nas Cristas Mitocôndrias. May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 17 No ciclo de Krebs são formados:
2CO2 3NADH 1FADH2 1GTP May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 18 FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
•  A síntese da maior parte do ATP gerado na respiração celular está acoplada a reoxidação das moléculas de NADH e FADH2, que se transforma em NAD+ e FAD. •  Nessa reoxidação são liberados os elétrons com alto nível de energia captados na degradação das moléculas orgânicas. •  Esses elétrons, após perderem seu excesso de energia, reduzem o gás oxigênio a moléculas de água. •  A energia liberada pelos elétrons durante a sua transferência até o O2 é usada na produção de ATP. May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 19 CADEIRA DE TRANSPORTE DE ÉLETRONS TRANFORMAÇÃO DE NADH EM ATP ESPAÇO INTRAMEMBRANOSO Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo May 15 20 SALDO DE ATP A PARTIR DO NADH
1 NADH 10 H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ 1 ATP 1 ATP H+ H+ 1/2 ATP 2,5 ATP May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 21 CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS
•  Cada conjunto sequencial de transferidores de elétrons recebe o nome de cadeia transportadora de elétrons ou cadeia respiratória. •  A transferência de elétrons de um componente da cadeia para outro faz com que eles percam energia grada`vamente e possam, ao final da cadeia, combinar-­‐se ao gás oxigênio(O2) produzindo água na reação. •  Obs: O aceptor final de elétrons na oxidação de moléculas orgânicas é o gás oxigênio. May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 22 TEORIA QUIMIOSMÓTICA
•  A energia liberada pelos elétrons em sua passagem pela cadeia respiratória é usada para concentrar íons H+ no espaço entre as membranas mitocondriais. •  Em alta concentração nesse espaço a tendência desses íons é voltar à matriz mitocondrial. •  Esse retorno ocorre através de um complexo de proteínas denominado sintetase do ATP presente na membrana mitocondrial interna o que vai posteriormente gerar energia química nas ligações entre os fosfatos do ATP. May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 23 CADEIRA DE TRANSPORTE DE ÉLETRONS TRANFORMAÇÃO DE FADH2 EM ATP May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 24 SALDO DE ATP A PARTIR DO FADH2
FADH2 6 H+ H+ H+ H+ H+ 1 ATP H+ H+ 1/2 ATP 1,5 ATP May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 25 NÚMERO TOTAL DE ATP PRODUZIDO POR 1 GLICOSE
GLICÓLISE Passagem do piruvato/CICLO KREBS SOMA CADEIA RESPIRATÓRIA NADH 2 2 + 6 = 8 10 10 X 2,5 = 25 ATP FADH2 0 2 2 2 X 1,5 = 3 ATP 4 4 ATP + 28 ATP = 32/30 ATP ATP 2 2 Perda termodinâmica de energia May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 26 Contabilidade energéWca da respiração aeróbica a parWr de 1 glicose
Etapas Ocorrência Rendimento Molécula de ATP Glicólise Citosol 2 Ciclo de Krebs Matriz mitocondrial 2 Cadeia Respiratória Membrana interna da mitocôndria 26 Total 14/05/15 30 1º ANO -­‐ BIOLOGIA 27
RESUMO Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo May 15 28 FERMENTAÇÃO
•  Processo de degradação de moléculas orgânicas, com liberação de energia para formação de ATP, em que o aceptor final de elétrons e H+ é uma molécula orgânica. •  A fermentação que ocorre na maior parte dos organismos, consiste em uma glicólise semelhante à da respiração celular, a diferença é que na fermentação, o ácido pirúvico recebe elétrons e H+ do NAD transformando-­‐se em ácido lá`co ou em álcool ellico(etanol) e gás carbônico. May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 29 Tipos de fermentação
14/05/15 1º ANO -­‐ BIOLOGIA 30
FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA
•  O ácido pirúvico originado da glicólise transforma-­‐se em álcool ellico e gás carbônico. •  Esse `po de fermentação ocorre no fungo Sarccaromyces cerevisiae, uma levedura conhecida popularmente como fermento de padaria. 31 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo May 15 FERMENTAÇÃO LÁTICA
•  O ácido pirúvico originado da glicólise é transformado em ácido lá`co. •  É realizada pelos lactobacilos. May 15 Silvia Alix, Maj Vânia e Ten Luciana Araújo 32 Rendimento energéWco da respiração aeróbica x fermentação
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