Prof. Luciene Rabelo Bioquímica e Metabolismo dos Carboidratos.
1°S carboidratos e metabolismo energético_ abril_2014
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1° Séries Aula 2 do 2° Bimestre
1. Os carboidratos 2. O metabolismo energético
Substâncias Orgânicas Papéis principais na célula Carboidratos Servem como “combustível”, para atividades celulares mas também . podem ser estruturais Lipídios Tanto podem servir de reserva ener – gética como material de construção. Proteínas Estruturais –de construção ou plásticas Muitas funcionam como enzimas, controlando reações Ácidos Nucleicos Controlam a atividade celular.
São responsáveis pelareprodução e transmissão das informações
hereditárias.
Prof. Ionara Urrutia Moura 3
I. Carboidratos 1. Estrutura
2. Papéis biológicos 3. Classificação
II. Metabolismo energético
Estrutura dos Carboidratos
•“Carbono hidratado” C(H2O)
Tipos:
Monossacarídeos
DissacarídeosPolissacarídeos
Os carboidratos são a moeda energética
Da maior parte das células
Monossacarídeos Função Galactose (C6H12O6)
É um dos componentes do açucar do leite (lactose). Tem função energética.
Frutose (C6H12O6)
Mel e frutos diversos. Tem função energética.
Glicose (C6H12O6)
Mel e frutos diversos. Tem função energética.
Ribose (C5H10O5)
Componente estrutural do ácido ribonucléico (RNA).
Desoxirribose (C5H10O4)
Componente estrutural do ácido desoxirribonucléico (DNA). Não segue a fórmula geral dos monossacarídeos: Cn(H2O)n
Dissacarídeos: Resultado da união de
dois monossacarídeos !
Polissacarídeos:
Resultado da união de
muitos monossacarídeos !
MonossacarídeosPentoses , hexoses
Carboidratos ~ sacarídeos~ glucídios~ glicídios !
CC
CC
C
C C
C
C
Carboidratos ~ sacarídeos~ glucídios~ glicídios !
CC
CC
C
C C
C
C
Carboidratos( ou sacarídeos) podem unir-se para formar grandes moléculas:
Dissacarídeos: Resultado da união de
dois monossacarídeos !
Polissacarídeos:
Resultado da união de
muitos monossacarídeos !
Prof. Ionara Urrutia Moura 11
União de dois monossacarídeos= 1 dissacarídeo
Di e polissacarídeos podem ser formados por síntese por desidratação - Ligação com perda de H2O
H OH
OH
H
Prof. Ionara Urrutia Moura 12
CC
CC
C C
Síntese por desidratação, une duas moléculas, com perda de água
Hidrólise, é o oposto, separa , com entrada de H2O
Síntese
Alguns dissacarideos presentes no nosso cotidiano:
SACArose: Glicose + frutose cana e beterrabaGALACTose: Glicose + Lactose - açúcar do leite MALTose: Glicose + Glicose- nas sementes.
Os polissacarídeos mais comumente encontrados em vegetais e animais são macromoléculas constituídas por unidades semelhantes, ligadas entre si de forma diferente.
Um monossacarídeo ligado a muitos
outros, forma um polissacarídeo!
Polissacarídeos Função e FONTES
Celulose
Quitina
.
Amido
Glicogênio
Polissacarídeos
estruturais
Polissacarídeos
De reserva energética
Polissacarídeos Função e FONTES
Celulose
encontrada principalmente nos vegetais, participa da constituição da parede celular.
Quitina
suas cadeias são formadas por vários açucares com grupos amina (NH2). Ocorre na parede celular dos fungos e na carapaça de artrópodes, como aranhas, insetos e crustáceos.
Amido encontrado nos vegetais; tem função de reserva.
Glicogênio encontrado nos fungos e nos animais; tem função de reserva.
Polissacarídeos
estruturais
Polissacarídeos
De reserva energética
2. Transferências de energia:
I- Nível Ecossistêmico Autótrofos e heterótrofos
II- Nível Sistêmico
Digestão e controle glicêmico
III- Nível Celular
Respiração celular e fotossíntese
Autótrofos Heterótrofos
Decomposição, respiração
Fotossíntese químiossintese
I- Transferências de energia no nível ecossistêmico cadeia alimentar
Glicose fica na célula , para ser transformada:
armazenada ou destruída .
Oxigênio Oxigênio liberadoliberado
Gás Carbônico + águaGás Carbônico + água
FOTOS-SíNTESE
II -Metabolismo Energético nível sistêmico1. Formas de destruição das moléculas para liberação de
energia
1. Digestão : enzimas possibilitam a hidrólise, o sangue pode transportar e as células podem absorver pequenas moléculas .
http://www.youtube.com/watch?v=oPcMobEU-nY&feature=fvsr ( digestão)
http://www.youtube.com/watch?v=RqnybNyYNds&feature=related
3. Controle glicêmico feito pelos hormônios liberados pelo pâncreas
( diabetes/ hipoglicemia)http://www.youtube.com/watch?v=nyvu2euX8tM (vídeo
muito bom!!!! )
Tipo subtipo exemplo Função fontes Produtos de seu catabolismo
Monos-sacarídeos
pentose 1 Ribose Estrutural ( RNA) células Nucleotídeos de RNA
2 Desoxiribose Estrutural ( DNA) células Nucleotídeos de DNA
hexose 1Glicose Energética imediata
Mel, folhas Substâncias de caráter diverso, que não são sacarídeos
2Frutose frutos
3 galactose leite
Dis-sacarídeos
1Maltose Energética – reserva de médio prazo
sementes glicose
2 Sacarose Caules, frutos Glicose e frutose
3Lactose leite Glicose e galactose
Polis-sacarídeos
VegetaisEALGAS
1 Amido Energética reserva de longo prazo
Sementes, caules, raízes
Unidades de α glicose
2 Celulose Estrutural Qualquer célula vegetal
Β-glicose
AnimaisE FUNGOS
1 Glicogênio Energética reserva de longo prazo(músculos e fígado)
Músculos e fígado α glicose
2 Quitina Estrutural Fungos( parede celular) e artrópodes(exoesqueleto)
N-acetilglucosamina
Prof. Ionara 23
Controle da Glicemia: Insulina e glucagon
Estimula
inibe
estimula
inibe
Prof. Ionara 24
G
Insulina
G
Glicose
Glicogênio
Provoca redução da glicemia
Glicose no sangue
Prof. Ionara 25
G
Glucagon
G
Glicose
Glicogênio
Provoca aumento da glicemia
https://www.youtube.com/watch?v=nyvu2euX8tM
Video sobre diabetes tipo 2
https://www.youtube.com/watch?v=nyvu2euX8tM
Metabolismo energético III Nas células
• Como a energia é OBTIDA pelas células?• Como a energia é ARMAZENADA pelas células?• Como a energia é USADA no metabolismo
celular?
A energia entra e saidas moléculas
SOL
Fotossíntese Respiração celular
Fabricação De glicose
H20
trabalhoenergiaquímica
Calorenergiadissipada
O2
C02
Destruição da glicose
Reações químicas envolvem liberação ou consumo de energia:
Nível de energia
Nível de energia
Exotérmica
Endotérmica
Nível de energia
Nível de energia
Reagentes
Produtos
Reagentes
Produtos
Átomos desligam-sequando seus elétrons “voltam”
após liberarem a energia extra...
é
Liberação da energia que pode Ser capturada por outros elétrons
AB
Os átomos que estavam em AB se separamA molécula se Desmonta!
AB
Átomos ligam-se devido á seus elétronscompartilhados ou trocados...
“ Elétrons que ganham energia fogem” !capta energia
Libera energia que pode ser capturada por outros elétrons
Cloroplastos: captam energia luminosa e a convertem em energia química, contida na glicose
O fluxo da energia
Mitocôndrias:
Destroem as ligações químicas liberando energia química e armazenado-a temporariamente no ATP
Esquema e estrutura interna do cloroplasto: A organela responsável
pela fotossíntese
Equação geral do processo de respiração aeróbica:
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP
NUCLEOSÍDEO
UCLEOTÍDEO = adenosina monofosfato (AMP)
Adenosina difosfato (ADP)
Adenosina trifosfato (ATP)
Adenina
Fosfato
Ribose
As células podem fabricar moléculas para armazenar energia:
• Polissacarídeos e lipídios são os grupos de moléculas mais usadas como armazenadoras de energia (longo prazo).
• A glicose é a molécula chave! ( ela pode entrar facilmente nas células)
• O ATP é uma substância que funciona como uma “pilha recarregável”
que retém temporariamente a energia
Para cada célula!!
Células convertem e armazenam energiaCélulas convertem e armazenam energia
Energia LUMINOSAEnergia LUMINOSA
FotossínteseFotossíntese
Cianobactérias, algumas bactériasAlgas, Plantas
Cianobactérias, algumas bactériasAlgas, Plantas
Autótrofos captam energia e a armazenam
em matéria (Moléculas orgânicas)
Energia QUÍMICAliberada no ambiente
Energia QUÍMICAliberada no ambiente
QuimiossínteseQuimiossíntese
Apenas algumasbactérias
Apenas algumasbactérias
TODAS AS Células liberam e usam energia
química
Heterótrofos e Autótrofos
Destruição de ligações químicas paraliberação de energia química contida na matéria
RespiraçãoAeróbia ( usando O2)
Fungos, bactérias algumas células vegetais e animais
Animais, vegetais,algas alguns fungos,protozoáriosE algumas bactérias
FermentaçãoRespiração anaeróbiaSem usar O2
Tipo Produto Organismos
Fermentação alcoólica
Fermentação
acética
Etanol( álcool) + 2 CO2 + 2 ATP Acido acético + CO2 + 2ATP
Leveduras algumas bactérias
Fermentação Láctica
Ácido lático + 2 ATP
Algumas bactérias anaeróbicas facultativas e Células da nossa MUSCULATURA ESQUELÉTICA
Saccharomycescerevisae, aumentado4000 vezes
Fungos,fermentadores de açúcares para o pão e para o vinho!!!
O vinho também é resultado da fermentação do suco de uva pelo Saccharomyces cerevisae
Alguns tipos de queijo, com camembert, devem seu sabor característico a substâncias oriundas da fermentação realizada por um fungo, o Penicilium camembertii.
Teste da fermentação
Massa de pãoT 1
Massa de pãoT2
Exercícios...
O metabolismo dos carboidratos no nível sistêmico
Em quais dos órgãos indicados pelas setas ocorre hidrólise enzimática de carboidratos?
Quais as enzimas , quais os substratos e quais os produtos em cada local? Responda em uma tabela.
O metabolismo dos carboidratos no nível sistêmico
Em quais dos órgãos indicados pelas setas ocorre hidrólise enzimática de carboidratos?Resposta: Na boca(1) e no duodeno, primeira porção do intestino ( próximo a seta 6- pâncreas)
Quais as enzimas , quais os substratos e quais os produtos em cada local? Responda em uma tabela.
Enzima Substrato Produto
Amilase salivar e pancreática
Amido Maltose
Maltase Maltose Gliccse
Lactase Lactose Glicose + Galactose
Sacarase Sacarose Glicose + frutose
Não temos Celusose Glicoses
I ?
II ? III ? IIII ?
Adenina
Fosfato
Ribose
1. Complete e digaa) Qual das formas é mais instável?b) Qual das formas encontraremos em maior concentração em uma célula
muscular que acaba de passar por intensa atividade física?
2. (FUVEST) Responda:
a) Que processos ocorrem, respectivamente, nos cloroplastos e nas mitocôndrias de uma célula?
b) Como esses processos se relacionam?
2. (FUVEST) Responda:
a) Que processos ocorrem, respectivamente, nos cloroplastos e nas mitocôndrias de uma célula?
Cloroplastos: realizam a Fotossíntese
Mitocôndrias: executam a queima de subprodutos da Glicose através do processo de Respiração
2b) Como esses processos se relacionam?
A fotossíntese produz matéria orgânica – carboidratos - e oxigênio que serão consumidos no processo de respiraçào aeróbica. Por sua vez, a respiração, ao liberar a energia contida na Glicose, tem como resíduos o gás carbônico e a água, que liberados no meio, podem ser reutilizados pelas plantas na fotossíntese.Assim, há um equilíbrio entre os dois processos na Natureza
3.Qual das substâncias químicas a seguir está associada
corretamente à principal função que exerce na célula?
a) Carboidratos participam do metabolismo de controle
b) Lipídios controlam a atividade celular
c) Ácidos nucléicos fornecem energia para as atividades
d) Proteínas função plástica, às vezes participam do
controle
e) Açúcares participam da construção das estruturas vivas e
fornecem energia para o metabolismo celular
3.Qual das substâncias químicas a seguir está associada
corretamente à principal função que exerce na célula?
a) Carboidratos participam do metabolismo de controle
b) Lipídios controlam a atividade celular
c) Ácidos nucléicos fornecem energia para as atividades
d) Proteínas função plástica, às vezes participam do
controle
e) Açúcares participam da construção das estruturas vivas e
fornecem energia para o metabolismo celular
Os animais que chamamos ruminantes, alimentam-se quase exclusivamente de folhas.
a) Considerando os tecidos vegetais contidos na folha, e a função deste órgão vegetal, você diria que há muitos polissacarídeos de reserva para sustento energético destes animais?
b)De que forma então , tantos rebanhos de ruminantes de grande porte se sustentam?
Os animais que chamamos ruminantes, alimentam-se quase exclusivamente de folhas.a)Considerando os tecidos vegetais contidos na folha, e a função deste órgão vegetal, você diria que há muitos polissacarídeos de reserva para sustento energético destes animais?Não há grande quantidade de açíucares de reserva na maior parte das folhas, principalemte das gramíneas. Mas há a celulose, que é um polissascarideo estrutural para o vegetal, mas se digerido ,pode gerar muitos monoissacarídeos para os animais
b)De que forma então , tantos rebanhos de ruminantes de grande porte se sustentam?Os ruminantes apresentam um estômago especial para a hidrólise da celulose. Quem faz este processo são bactérias que estes animais abrigam dentro deste estômago. Estes microorganismos liberam metano , e por isso se considera a pecuária um a das atividades que mais contribuem para o aumento do efeito estufa.
4. (FUVEST) A fabricação de vinho e pão depende de produtos liberados pelas leveduras durante sua atividade fermentativa. Quais os produtos que interessam mais diretamente à fabricação do vinho e do pão, respectivamente?
a) Álcool etílico e gás carbônicob) Gás carbônio e ácido lácticoc) Ácido acético e ácido lácticod) Álcool etílico e ácido acéticoe) Ácido láctico e álcool etílico
(FUVEST) A fabricação de vinho e pão depende de produtos liberados pelas leveduras durante sua atividade fermentativa. Quais os produtos que interessam mais diretamente à fabricação do vinho e do pão, respectivamente?
a) Álcool etílico e gás carbônicob) Gás carbônio e ácido lácticoc) Ácido acético e ácido lácticod) Álcool etílico e ácido acéticoe) Ácido láctico e álcool etílico
a) Álcool etílico e gás carbônico
(UNESP) Examine o esquema abaixo, relativo ao fluxo de energia biológica:
Assinale a alternativa que indica corretamente os significados dos números I, II, III e IV:
I II III IV
a) O2 Glicose ATP CO2 + H2O
b) Glicose CO2 + H2O O2 ATP
c) CO2 + H2O O2 Glicose ATP
d) ATP Glicose O2 CO2 + H2O
e) Glicose O2 CO2 + H2O ATP
Assinale a alternativa que indica corretamente os significados dos números I, II, III e IV:
I II III IV
a) O2 Glicose ATP CO2 + H2O
b) Glicose CO2 + H2O O2 ATP
c) CO2 + H2O O2 Glicose ATP
d) ATP Glicose O2 CO2 + H2O
e) Glicose O2 CO2 + H2O ATPe) Glicose O2 CO2 + H2O ATP