Metabolismo energético

1. Metabolismo energético Respiração Fermentação Prof. JM

2. Metabolismo • Conjunto de reações químicas que ocorrem no organismo. • Ex.: biossíntese de nucleotídeos e aminoácidos, degradação de ácidos graxos.

3. Seres Produtores • Também chamados de AUTÓTROFOS. • São capazes de produzir o próprio “alimento”, através do processo da FOTOSSÍNTESE

4. Fotossíntese CO2 + H2O C6H12O6 + O2

5. Seres Consumidores • Também chamados HETERÓTROFOS. • Não produzem seu próprio alimento e precisam se alimentar de autótrofos ou outros heterótrofos para obter energia necessária à sua sobrevivência.

6. Como a energia é armazenada na célula? Nas ligações fosfato da molécula de ATP.

7. ATP • ATP = Adenosina tri-fosfato • Armazena nas suas ligações fosfatos a energia liberada na quebra da glicose. • Quando a célula precisa de energia para realizar alguma reação química, as ligações entre os fosfatos são quebradas, energia é liberada e utilizada no metabolismo celular.

8. ATP • Essa molécula é formada pela união de uma adenina e uma ribose aderida a três radicais fosfato

9. Aceptores intermediários de H • NAD e FAD • são aceptores intermediários de hidrogênio, ligando-se a prótons H+ “produzidos” durante as etapas da respiração e cedendo-os para o oxigênio, que é p aceptor final de hidrogênios

10. NAD

11. FAD

12. Processos de liberação de energia: • Aeróbios: ocorre com a participação do oxigênio. Ele é o aceptor final de elétrons e hidrogênios. • Anaeróbios: Também chamado de FERMENTAÇÃO. Acontece sem a utilização de oxigênio. Os aceptores finais dependem do tipo de fermentação.

13. 3. RESPIRAÇÃO CELULAR • Quebra de cadeias de carbono em energia química. • Oxidação forma substâncias de pouco valor energético libera energia. • Equação: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + energia

14. Vegetais: atividade fotossintetizante (dia) supera a atividade respiratória • Energia química convertida em calor  endotermia Obs: ectotermia = energia solar • ATP – armazena e distribui energia * Quando uma célula sintetiza proteínas, a energia química do ATP é transferida para essas moléculas em forma de energia química.

15. Tipos de transformação energética • Química em mecânica= piscar de olhos • Química em elétrica= impulsos nervosos • Química em luminosa= luz do vaga-lume

16. Utiliza oxigênio Produz 38 ATPs Ocorre na mitocôndria Desmonta moléculas de glicose Substâncias que afetam: * Monóxido de carbono (hemoglobina) * Ácido cianídrico (impede transporte de elétrons) * Ácido sulfídrico (atinge o citocromo) * Arsênico (bloqueia ciclo de Krebs) Respiração aeróbica

17. Respiração Aeróbica • processo pelo qual a glicose é degradada em CO2 e H2O na presença de oxigênio. • Rendimento  é maior do que na fermentação  38 ATPs por molécula de glicose quebrada.

18. ETAPAS : 1ª GLICÓLISE • Ocorre no citosol • Glicose  ácido pirúvico C6H12O6  C3H4O3 Obs:H12 perde H4 pela desidrogenase Retira H = NAD  NADH2

19. Respiração Aeróbica • Fases: • Anaeróbia (glicólise): não necessita de oxigênio para ocorrer e é realizada no citoplasma. • Aeróbia (ciclo de Krebs e cadeira transportadora de elétrons): requer e presença de oxigênio e ocorre dentro das mitocôndrias

20. Respiração Aeróbica • Equação geral: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 38 ATP

21. Mitocôndria • Formada por 2 membranas. • Membrana externa é lisa e controla a entrada/saída de substancias da organela. • Membrana interna contém inúmeras pregas chamadas cristas mitocondriais, onde ocorre a cadeia transportadora de elétrons. • Cavidade interna é preenchida por uma matriz viscosa, onde podemos encontrar várias enzimas envolvidas com a respiração celular, DNA, RNA e pequenos ribossomos. É nessa matriz mitocondrial que ocorre o ciclo de Krebs.

22. Mitocôndria

23. Glicólise • Quebra da glicose em duas moléculas de piruvato + NADH + ATP

24. Após a formação dos ácidos pirúvicos eles entram na mitocôndria, sendo atacados então por desidrogenases e descarboxilases. • Logo, são liberados CO2, que são liberados pela célula e hidrogênios que são capturados pelo NAD. • O acetil formado combina-se com a Co-enzima A (Co-A) e a nova molécula (Acetil-CoA) começa o ciclo de Krebs

25. Coenzima A

26. 2ª CICLO DE KREBS: • Ocorre na matriz mitocondrial C3H4O3  mitocôndria  perde CO2 (descarboxilase)aldeído acético  COA  acetil COA  ácido oxalacético  ácido cítrico.

27. Ciclo de Krebs • Ocorre na matriz mitocondrial. • Todo carbono responsável pela formação do acetil é degradado em CO2 que é então liberado pela célula, caindo na corrente sanguínea.

28. Ciclo de Krebs • São liberados vários hidrogênios, que são então capturados pelos NAD e FAD, transformando-se em NADH2 e FADH2. • Ocorre também liberação de energia resultando na formação de ATP

29. Ciclo de Krebs

30. 3ª CADEIA RESPIRATÓRIA: • Ocorre nas cristas mitocondriais • H retirados da glicose (FADH2 ou NADH2) transportadores de hidrogênio  Origina oxigênio  H2O

31. Cadeia Transportadora de Elétrons • ocorre nas cristas mitocondriais. • Também chamado de Fosforilação Oxidativa. • É um sistema de transferência de elétrons provenientes do NADH2 e FADH2 até a molécula de oxigênio.

32. Cadeia Transportadora de Elétrons • Os elétrons são passados de molécula para molécula presente nas cristas mitocondriais chamados CITOCROMOS. • Quando o elétron “pula” de um citocromo para outro até chegar no aceptor final (o oxigênio), ocorre liberação de energia que é convertida em ATP.

33. Cadeia Transportadora de Elétrons

34. Resumindo... • Glicólise: 2 ATPs + 2 NADH • Formação do Acetil-CoA: 2 NADH + 2 CO2 • Ciclo de Krebs: 6 NADH + 2FADH + 2 ATPs + 2 CO2 • Cadeia Transportadora de Eletrons: • 1NAD = 3ATPs • 1FAD = 2ATPs

35. Respiração anaeróbica • Anaeróbicos restritos: * Clostridium • Anaeróbicos facultativos: * Saccharomyces • Produz 2 ATPs

36.  FERMENTAÇÃO • Láctica: * ácido pirúvico em ácido lático * bactérias e protozoários (coalhadas,iogurtes,queijos) • Alcoólica: * ácido pirúvico em álcool etílico * bactérias e leveduras (cerveja,pães,bolos) • Acética: * ácido pirúvico em ácido acético * acetobactérias (vinagre, ,vinhos,sucos)

37. Fermentação É o processo de degradação incompleta de substancias orgânicas com liberação de energia e realizada principalmente por fungos e bactérias. Existem diversos tipos de fermentação, que variam quanto ao produto final. No processo de fermentação o aceptor final de hidrogênios é o produto final.

38. Fermentação • Pode ser de dois tipos: • Fermentação Alcóolica • Fermentação Láctica

39. Fermentação Alcóolica • Produtos Finais: etanol, CO2 e 2 ATPs • Realizada por leveduras que é utilizada na produção pouco eficaz no que diz respeito à liberação de energia, pois uma molécula de glicose só rende 2 ATPs

40. Fermentação Alcóolica • Utilização pelo homem: Produção de Bebidas alcóolicas

41. Fermentação Alcóolica • Utilização pelo homem: Produção de pães e bolos - fermento biológico

42. Fermentação Alcóolica

43. Fermentação Láctica • Realizada por bactérias do leite que é empregada na preparação de iogurtes e queijos. • Também ocorre em nossos músculos em situações de grande esforço físico. • Também rende 2 ATPs por molécula de glicose.

44. Fermentação Láctica • Utilização pelo homem: Produção queijos e iogurtes

45. Fermentação Láctica