Bioenergética

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RESPIRAÇÃO CELULAR
• PROCESSO DE EXTRAÇÃO DE ENERGIA FIXADA NA
MATÉRIA ORGÂNICA (FOTOSSÍNTESE).
• EXISTEM DOIS TIPOS BÁSICOS:
- ANAERÓBIA: NÃO UTILIZA GÁS OXIGÊNIO
- AERÓBIA: UTILIZA O GÁS OXIGÊNIO
RESPIRAÇÃO CELULAR
ANAERÓBIA (FERMENTAÇÃO)
* SURGE QUANDO AINDA NÃO EXISTIA OXIGÊNIO GASOSO
 REALIZADA POR SERES UNICELULARES: BACTÉRIAS E FUNGOS.
REQUEREM POUCA ENERGIA
 PROCESSO CUJO RENDIMENTO ENERGÉTICO
É PEQUENO.
PARA CADA MOLÉCULA DE GLICOSE
SÃO GERADOS APENAS 2 ATP
ÁCIDO PIRÚVICO
C3H4O3
FERMENTAÇÃO
ALCOÓLICA
GLICOSE
GLICÓLISE
C6H12O6
FERMENTAÇÃO
LÁTICA
ÁCIDO PIRÚVICO
C3H4O3
O ÁCIDO PIRÚVICO PODE SEGUIR VIAS DISTINTAS =
DIFERENCIA AS FERMENTAÇÕES
 FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA
PRODUTO
2 CO2
2 ÁCIDO PIRÚVICO
2 ACETALDEÍDO
2 ETANOL
 FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA:
 REALIZADA POR LEVEDURAS E ALGUMAS BACTÉRIAS
(FUNGOS UNICELULARES = Saccharomyces cerevisae)= ANAERÓBIO FACULTATIVO
RESUMO:
C6H12O6
2 CO2 +
2 C2H5OH + 2 ATP
ALCOÓL ETÍLICO (ETANOL)
GÁS CARBÔNICO
ENERGIA
LEVEDURA: Saccharomyces cerevisae
(UNIFESP 2005) PRIMEIRO, O SUCO OBTIDO DE UVAS ESMAGADAS É
JUNTADO A FUNGOS DO GÊNERO Saccharomyces EM TONÉIS FECHADOS.
DEPOIS DE CERTO TEMPO, O FUNGO É RETIRADO E O LÍQUIDO RESULTANTE
É FILTRADO E CONSUMIDO COMO VINHO. AS UVAS PODEM SER COLHIDAS
MAIS CEDO (MENOR EXPOSIÇÃO AO SOL) OU MAIS TARDIAMENTE (MAIOR
EXPOSIÇÃO) AO LONGO DA ESTAÇÃO.
UM PRODUTOR QUE DESEJE OBTER UM VINHO MAIS SECO (PORTANTO,
MENOS DOCE) E COM ALTO TEOR ALCOÓLICO DEVE COLHER A UVA
A) AINDA VERDE E DEIXAR O FUNGO POR MAIS TEMPO NA MISTURA.
B) AINDA VERDE E DEIXAR O FUNGO POR MENOS TEMPO NA MISTURA.
C) MAIS TARDE E DEIXAR O FUNGO POR MENOS TEMPO NA MISTURA.
D) MAIS TARDE E DEIXAR O FUNGO POR MAIS TEMPO NA MISTURA.
X
E) MAIS CEDO E DEIXAR O FUNGO POR MENOS TEMPO NA MISTURA.
 FERMENTAÇÃO LÁTICA:
 REALIZADA POR BACTÉRIAS (EX: Lactobacillus) e
FUNGOS (Penicillium)
C6H12O6
2 C3H6O3 + 2 ATP
ÁCIDO LÁTICO
ENERGIA
O ÁCIDO LÁTICO E O ETANOL SÃO RESÍDUOS DO PROCESSO
JÁ QUE A FERMENTAÇÃO NÃO CONSEGUE EXTRAIR TODA A
ENERGIA DA GLICOSE!!
 PRODUÇÃO DE QUEIJOS, COALHADAS, IOGURTES:
ROQUEFORT: Penicillium roqueforti
CAMENBERT: Penicillium camenberti
CAMADA FINA
DE BOLOR
EXERCÍCIO FÍSICO
INTENSO
DEMANDA DE ATP
AUMENTA MUITO
FALTA OXIGÊNIO
NAS FIBRAS
MUSCULARES
GLICOSE
GLICÓLISE (citoplasma)
PIRUVATO
(ÀCIDO PIRÚVICO)
ÁCIDO LÁTICO
ACUMULO NOS MÚSCULOS (DOR E INTOXICAÇÃO)
MÚSCULO FERMENTOU
Fonte RÁPIDA = 2 ATP (BAIXO RENDIMENTO)
NESTAS CONDIÇÕES O EXERCÍCIO NÃO PODE SER SUSTENTADO
POR MUITO TEMPO !!!
RESPIRAÇÃO CELULAR
AERÓBIA
GRANDE AVANÇO EVOLUTIVO:
APROVEITAMENTO TOTAL DA ENERGIA ARMAZENADA NA GLICOSE !!
C6H12O6 + 6O2
6CO2 + 6H2O + 38 ATP
SURGIMENTO DA MITOCÔNDRIA
Após a liberação de oxigênio
Através da fotossíntese
GLICÓLISE
 Local de ocorrência: CITOSOL
2 NAD+
1 GLICOSE
2 ATP
1 FRUTOSE 1,6 DIFOSFATO
2 ADP
4 ADP
2 NADH
2 ÁCIDO PIRÚVICO
4 ATP
NADH
LUCRO LÍQUIDO = 2 ATP
LIBERAÇÃO DE H+
E ELÉTRONS
RICOS EM ENERGIA
CICLO DE KREBS ou
CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO
 Local de ocorrência: MATRIZ MITOCONDRIAL
DESCARBOXILAÇÃO: remoção de carbono na forma de gás carbônico.
FOSFORILAÇÃO: produção de ATP.
DESIDROGENAÇÃO: remoção de hidrogênios e formação de NADH e FADH2.
ÁCIDO PIRÚVICO
3C
CO2
NAD
CoA (CO-ENZIMA)
NADH
ACETIL-CoA
2C
ÁCIDO OXALACÉTICO
4C
CoA
ÁCIDOCÍTRICO
6C
CICLO DE KREBS
2 CO2
CICLO OCORRE DUAS VEZES
PARA CADA MOLÉCULA DE GLICOSE
3 NAD
1 FAD
1 FADH2
3 NADH
ATP
ADP + Pi
RESERVAS DE ENERGIA
(ALÉM DO GLICOGÊNIO)
LIPÍDIOS
PROTEÍNAS
Acetil-CoA
EX: MOLÉCULA DE LIPÍDIO LIBERA 9Kcal
MOLÉCULA DE GLICOSE LIBERA 4 Kcal
CADEIA RESPIRATÓRIA ou
CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS
 Local de ocorrência: CRISTAS MITOCONDRIAIS
H+ H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
ESPAÇO
INTERMEMBRANA
MEMBRANA
DAS CRISTAS
e-
CIT.
e-
CIT.
e-
CITOCROMOS
PROTEÍNAS ACEPTORAS
H+
MEMBRANA
DAS CRISTAS
CIT.
e-
H+
e-
MATRIZ
ATP SINTASE
NADH
ADP + Pi
FADH2
VÃO SER REOXIDADOS:
PERDER OS e-
2
H+
+ ½ O2
2 e-
ATP
H 2O
OXIGÊNIO É O ACEPTOR FINAL DOS H +
LIBERAÇÃO DOS H QUE SE SEPARAM EM PRÓTONS E ELÉTRONS. OS
ELÉTRONS ENTRAM NA CADEIA TRANSPORTADORA E AO SALTAR DE
CITOCROMO EM CITOCROMO, LIBERAM ENERGIA QUE É USADA PARA FORÇAR
A PASSAGEM DO H+ POR DENTRO DE UMA PROTEÍNA TRANSPORTADORA, SE
ACUMULANDO NOS ESPAÇOS. LOGO DEPOIS É EMPURRADO DE VOLTA,
LIBERANDO ENERGIA PARA PRODUÇÃO DE ATP!!!
OS H+ VOLTAM A SE ACUMULAR NA MATRIZ E, PARA NÃO GERAR ACIDEZ, O
OXIGÊNIO OS RECEBE PARA FORMAR ÁGUA (PRODUTO DE Ph NEUTRO)!!!!!
RENDIMENTO ENERGÉTICO DA
RESPIRAÇÃO CELULAR AERÓBIA
NADH
= 3 ATP
FADH2
= 2 ATP
2 NADH
GLICÓLISE
2 ATP
2 ATP
TRANSFORMAÇÃO DO
PIRUVATO
(PARA CADA PIRUVATO)
CICLO DE KREBS
CADEIA RESPIRATÓRIA
1 NADH
(x 2)
3 NADH
1 FADH2
(x 2)
(PARA CADA PIRUVATO) 1 ATP
CADEIA RESPIRATÓRIA
2 NADH = 6 ATP (GLICÓLISE)
2 NADH
RECEBE NADH E FADH2
(PARA CADA PIRUVATO)
2 ATP
= 6 ATP (TRANSFORMAÇÃO)
6 NADH = 18 ATP (C.DE KREBS)
34 ATP
2 FADH2 = 4 ATP (C.DE KREBS)
TOTAL: 8 (GLICÓLISE) + 15 x 2
=
38 ATP
(UFRJ 2007) O GRÁFICO ADIANTE MOSTRA A VARIAÇÃO DE
CONCENTRAÇÃO DE LACTATO (ÁCIDO LÁCTICO), CO2 E O2 NO
SANGUE DE UMA FOCA, ANTES, DURANTE E DEPOIS DE UM MERGULHO
DE 20 MINUTOS DE DURAÇÃO.
IDENTIFIQUE A CURVA CORRESPONDENTE A CADA SOLUTO
(LACTATO, CO2 E O2). JUSTIFIQUE SUAS ESCOLHAS.
CURVA 1, CO2; CURVA 2, O2; CURVA 3, LACTATO. DURANTE O MERGULHO,
NÃO OCORRERAM TROCAS GASOSAS COM O AMBIENTE. LOGO, A CURVA 2,
A ÚNICA QUE MOSTRA CONSUMO, REPRESENTA O OXIGÊNIO. DE FORMA ANÁLOGA,
A CURVA 1, QUE AUMENTA DURANTE O MERGULHO, REPRESENTA O CO2. O EXERCÍCIO
EM ANAEROBIOSE AUMENTA A PRODUÇÃO DE LACTATO, QUE É POSTERIORMENTE
METABOLIZADO, O QUE É MOSTRADO PELA CURVA 3.
A GLICOSE, UMA VEZ DENTRO DA CÉLULA, ENTRARÁ NUMA VIA CATABÓLICA
GERADORA DE ENERGIA QUE, ENTRE OUTROS SUBPRODUTOS, GERARÁ CO2.
CONSIDERE O DESENHO ESQUEMÁTICO A SEGUIR, REPRESENTANDO UMA
CÉLULA EUCARIÓTICA E AS DIFERENTES ETAPAS DA QUEBRA DA GLICOSE
IDENTIFICADAS COMO I, II E III E SUBSEQUENTE PRODUÇÃO DE ENERGIA.
É (SÃO) ETAPA(S) QUE GERA(M) A PRODUÇÃO
DE CO2:
A) I, APENAS.
B) II, APENAS.
X
C) III, APENAS.
D) I E II, APENAS.
E) I, II E III.

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