B19 transformação e utilização de energia pelos seres vivos (respiração celular)
TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DA ENERGIA PELOS SERES VIVOS
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7/21/2019 TRANSFORMAO E UTILIZAO DA ENERGIA PELOS SERES VIVOS
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COMO MOBILIZADA A ENERGIA DOS SERES
VIVOS QUE CHEGA S CLULAS?
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Os msculos das pernas dos maratonistascontm mais mitocndrias do que a maioria das
pessoas.A energia qumica libertada pela hidrlise de ATPnessas mitocndrias pode ser convertida emenergia mecnica.
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Contrao Lenta
Utilizam oxignio para decomporgorduras e glcidos, formando ATP.
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Contrao rpida Apresentam menos mitocndrias.
Geram exploses de ATP na ausncia de oxignio, mas o ATP logo utilizado.
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Fluxo e transformao deenergia
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Relao entre anabolismo ecatabolismo
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Vias CatablicasPermitem a
transferncia de energia
dos compostos
orgnicos para o ATP
NAD+ - transporta
eletres e protes do
hidrognio do substrato
at ao acetor final .
O acetor de eletres
uma molcula orgnica
que deriva do substrato
inicial (glicose)
O acetor de eletres
uma molcula inorgnica
Fermentao
Respirao
Nitrato ou
sulfato
Oxignio
Respiraoanaerbia
Respiraoaerbia
Ex. bactrias, leveduras e clulas
musculares
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Experincia de Pasteur
No incio da segunda metadedo sculo XIX, Louis Pasteur
realizou um vasto conjunto deexperincias no sentido de
compreender o processo
fermentativo realizado por
leveduras.
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As leveduras so fungos
unicelulares que se multiplicamrapidamente em condies
favorveis.
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Quais as caratersticas dessascondies?
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Resultados
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Hiptese explicativa
No dispositivo B ocorreu respirao na
presena de oxignio, sendo produzida
mais energia, enquanto em A ocorreu
fermentao.
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A g licose o com bu s tvel d as
clu las v ivas
a partir da glicose que se forma energia, logoesta pode ser considerada um combustvel.
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Em condies de anaerobiose a degradao daglicose incompleta, formando-se lcool etlico edixido de carbono ou cido lctico (que aindacontm bastante energia qumica potencial, nosendo aproveitada pelas leveduras). Este processocatablico designa-se fermentao. Em condies de aerobiose a degradao daglicose completa, formando-se compostos simples,
gua e dixido de carbono (pobres em energia). Esteprocesso catablico designa-se respirao aerbia.
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Fermentao
A fermentao realizada pelas leveduras um
processo que est na base da produo e/outransformao de diversos produtos utilizados
na alimentao humana, destacando-se a
produo de po, de cerveja e de vinho.
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Processos fermentativos aplicados na produo dealimentos
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FermentaoProcesso simples, do ponto de vista evolutivo, de obtenode ATP.
Ocorre no hialoplasma das clulas.
Gliclise
Reduodo
piruvato
ETAPAS DAFERMENTAO
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1. Justifique as designaes fase de ativao e fase de rendimento. 2. Quantas molculas de ATP foram gastas para ativar a glicose?3. Qual a funo do NAD+?
4. Indique o saldo energtico, em molculas de ATP, da gliclise?
Fase de ativao
Fase de rendimento
Gliclise
No final da gliclise resultam:2 molculas de NADH;2 molculas de cido pirvico;2 molculas de ATP
l l
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GlicliseGlicose
Glicose fosfato
Glicose difosfato
Aldedofosfoglicrico
Aldedo
fosfoglicrico
cidoPirvico
(3C)
ATP
ADP
ADPATP
2 ATP2 ADP NAD+
NADH
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P ~ 6 C ~ P
3 C Piruvato 3 C Piruvato
Gliclise
Glicose(6C)C6H12O6
ADP
ATP
ADP
ATP1. Duas molculas de ATP so
utilizadas para activar umamolcula de glicose e iniciar
areao.
3 C ~ P 3 C ~ P
2. A molcula de glicoseactivada
pelo ATP divide-se em duasmolculas de trs carbonos.PiPi NAD
P ~ 3 C ~ PNADH
NAD
P ~ 3 C ~ PNADH
3. Incorporao de fosfatoinorgnico e formao de NADH
P ~ 3 C
ADP ATP
P ~ 3 C
ADP ATP
4. Duas molculas de ATP solibertadas recuperando asduas utilizadas no incio.
ADP ATP
ADP ATP
5. Libertao de duasmolculas de
ATP e formao de piruvato.
R d d i
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Reduo do piruvato
cidopiruvico
Diferentesprodutos
lcool etlico
Fermentaoalcolica
cido lctico
Fermentaolctica
cido actico
Fermentaoactica
cido butrico
Fermentaobutrica
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Gliclise
Fermentao Ltica
Glicose (6C) C6H12O6
ATP
ATP
Piruvato (3 C)
Piruvato (3 C)
NADH
NADH
cido
ltico 3 C
NAD
cido ltico
3 C
NAD
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Gliclise
Fermentao Alcolica
Glicose (6C) C6H12O6
ATP
ATP
Piruvato (3 C)
Piruvato (3 C)
NADH
NADH
CO2
CO2
lcool etlico3 C
lcool etlico3 C
NAD
NAD
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Sintetizando :
Todo o processo decorre no hialoplasma, na ausncia de
oxignio (anaerobiose);
O rendimento energtico da fermentao de 2 ATP (pouco
rentvel);
Este processo catablico conduz degradao incompleta da
glicose, formando-se etanol ou cido lctico (compostos aindaricos em energia).
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Respirao aerbia
Nota: gua de cal turvou passado algum tempo, no tubo 1
Como interpretar estes resultados?
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1. Interprete os resultados.2. Que concluso podemos tirar desta experincia?
3. Qual a funo do azul de metileno?
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Respirao celular aerbia
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Mitocndria
Organelos especializados capazes de realizar a oxidao
completa do cido piruvico.
Este processo s ocorre na presena de oxignio.
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C6
H12
O6
+ 6O2
6CO2
+ 6H2
O + 36 ATP
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Atividade
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Etapas da respirao aerbia
1. Que etapas so comuns fermentao e respirao aerbia?2. Em que parte da clula se realiza a primeira etapa da respirao aerbia?
3. Quantas fases do processo ocorrem na mitocndria?4. Das fases que ocorrem na mitocndria, indique aquelas onde ocorre sntese de ATP.5. Em que fase se produz maior nmero de molculas de ATP?6. Qual a funo do oxignio neste processo respiratrio?7. Como explica que a respirao aerbia seja mais rentvel do que a fermentao.
Atividade
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Forma o daacetil CoA e
Ciclo de Krebs
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iclo de Krebs
Que tipo de reaes ocorrem no ciclo de Krebs?Quais os compostos se formam no ciclo de Krebs?
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MITOCNDRIACITOPLASMA
Glicose(6 C)C6H12O6
2 CO2
CiclodeKrebs
4 CO2
2 ATP
H2
FASE ANAERBIA FASE AERBIA
6 H2OSaldo de 32 ou 34 ATPs
6 O2
Piruvato(3 C)
Saldo de 2 ATP
Respirao em clulas eucariticas
Viso geral do processo respiratrio em clula
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Citosol
Crista mitocondrial
Mitocndria
Glicose (6C) C6H12O6
Total:10 NADH 2 FADH2
1 ATP 1 ATP
1 NADH 1 NADH
Piruvato (3 C)Piruvato (3 C)
6 O2
6 H2O
32 ou 34ATP
6 NADH 2 FADH
2 ATP
4 CO2
2 CO2
2 NADH
2 acetil-CoA(2 C)
CiclodeKrebs
Viso geral do processo respiratrio em clulaeucaritica
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Gliclise
F d A il i
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Formao de Acetil-coenzima A
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Ciclo de Krebs
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Cadeia transportadora de eletres e fosforilao oxidativa
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Cadeia transportadora de eletres e fosforilao oxidativa
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Saldo energtico
Etapa Saldo em ATP Gliclise 2 Ciclo de Krebs 2 Cadeiarespiratria
32 ou 34
Total 36 ou 38
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Aspectos globais da Fermentao e Respirao
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Tipos de fermentao e a respirao
Glicose cido ltico + 2 ATP
Fermentao Ltica
Glicose lcool etlico + CO2 + 2 ATP
Fermentao Alcolica
Glicose cido actico + CO2 + 2 ATP
Fermentao Actica
Glicose + O2 CO2 + H2O + 36 ou 38 ATP
Respirao
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Concluindo