Transformação e utilização de energia pelos seres

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TRANSFORMAÇÃO E
UTILIZAÇÃO DE ENERGIA
PELOS SERES VIVOS
2010/2011
Moléculas Orgânicas +
O2
CO2 + H2O
Trabalho mecânico
Biossíntese
Calor
ATP
BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO
Transporte Ativo
Movimentos Celulares
METABOLISMO CELULAR
Conjunto de reações químicas essenciais à vida realizadas pelas
células de todos os seres vivos.
CATABOLISMO
ANABOLISMO
Reações metabólicas em que os
compostos orgânicos são degradados
em moléculas mais simples, ocorrendo
libertação de Energia.
Reações metabólicas em que ocorre
formação de moléculas mais complexas
a partir de moléculas mais simples,
ocorrendo consumo de Energia
AB  A + B + Energia
A + B + Energia  AB
BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO
ATP – ARMAZENAMENTO DE
— A energia libertada pelas diversas
reações catabólicas não
E
pode ser utilizada diretamente pela célula.
— Essa energia é,
intermédios – ATP.
portanto,
acumulada
em
compostos
— O ATP é considerado o transportador universal de E, a nível
celular.
P E
ADP
ATP
E
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P
TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA
— Existem diversas vias catabólicas capazes de transferir a
energia contida nos compostos orgânicos para moléculas de
ATP.
— Nessas vias intervêm compostos que transportam protões e
electrões, desde o substrato até um aceptor final.
NAD+ + 2 e- + 2 H+
H+
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NADH +
VIAS CATABÓLICAS
Respiração Aeróbia
Respiração
Anaeróbia
Fermentação
cujo aceptor final de e-
cujo aceptor final de e-
cujo aceptor final de e-
Outras moléculas
Moléculas
Oxigénio
inorgânicas
orgânicas
(NO3-; SO42-; CO2)
(Ácido pirúvico)
Na ausência de oxigénio, alguns seres podem usar a
fermentação como via energética alternativa – Anaeróbios
BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO
Facultativos
FERMENTAÇÃO
Realizada pelas leveduras, é um processo que está na
base da produção e/ou transformação de produtos
alimentares.
É um processo simples e, em termos evolutivos,
primitivo de obtenção de energia.
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GLICÓLISE
• Conjunto de reações que degradam a
glicose até ácido pirúvico ou piruvato
REDUÇÃO DO PIRUVATO
• Conjunto de reações que conduzem á
formação de produtos da fermentação
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ATP
Fase de Ativação
GLICÓLISE
Glicose
ADP
ATP
Glicose-fosfato
ADP
Aldeído fosfoglicérico
Aldeído fosfoglicérico
NAD+
NAD+
NADH + H+
NADH +
H+
2 ADP
2 ADP
2ATP
2ATP
Ácido pirúvico
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Ácido pirúvico
Fase de Rendimento
Frutose-difosfato
REDUÇÃO DO PIRUVATO
Faz-se em condições de anaerobiose, pela acção do NADH,
formado durante a glicólise.
Os produtos finais da fermentação diferem em função das
reacções que ocorrem a partir do ácido pirúvico.
Glicose
2 Piruvato
GLICÓLISE
REDUÇÃO DO PIRUVATO
TIPO DE FERMENTAÇÃO
Álcool
Etílico
Ácido
lático
Ácido
Acético
Ácido
Butírico
FERMENTAÇÃ
FERMENTAÇÃ
FERMENTAÇÃ
FERMENTAÇÃ
O ALCOÓLICA
O LÁTICA
O ACÉTICA
O BUTÍRICA
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2 NAD+
GLICOSE• Glicólise
2 NADH
2 ATP
2 NAD+
PIRUVATO
2 ATP
ÁLCOOL
ETÍLICO
2 NADH
2 CO2
2 NAD+
GLICOSE• Glicólise
ACETALDEÍDO
2 NAD+
PIRUVATO
ÁCIDO LÁCTICO
2 NADH
RESPIRAÇÃO AERÓBIA
Nas células eucarióticas, as
mitocôndrias
realizam
a
oxidação completa do ácido
pirúvico obtido na glicólise,
originando compostos muito
simples.
Este processo só ocorre na
presença de oxigénio.
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RESPIRAÇÃO AERÓBIA
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RESPIRAÇÃO AERÓBIA
GLICÓLISE
FORMAÇÃO DE
ACETIL-COA
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CICLO DE
KREBS
CADEIA DE eFOSFORILAÇÃO
OXIDATIVA
1 - GLICÓLISE
GLICOSE
NAD+
2NADH +
H+
4 ADP
2
4ATP
PIRUVATO
Etapa comum à fermentação.
Ocorre no hialoplasma e conduz à formação de 2 ATP, 2 NADH
+ H+ e 2 Ácidos pirúvicos.
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2 – FORMAÇÃO DE ACETIL-COENZIMA
A
CO2
Piruvato
Formação de
Acetil-CoA
Acetil-CoA
NADH
Na presença de O2, o ácido pirúvico entra na mitocôndria, onde
é descarboxilado e oxidado.
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3 – CICLO DE KREBS
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Conjunto de reações metabólicas que conduz à oxidação completa da
glicose, ocorrendo na matriz da mitocôndria.
É catalisado por um conjunto de enzimas:
• Descarboxilases – catalisadores das descarboxilações
• Desidrogenases – catalisadores das reações redox que conduzem à
formação de NADH
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BIOLOGIA E GEOLOGIA – 10º ANO
4 – CADEIA TRANSPORTADORA DE E- E
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
As moléculas de NADH e FADH2
transportam e- que vão percorrer uma
série de proteínas, até serem captados
por um aceptor final – Oxigénio
Estas proteínas aceptoras constituem a
Cadeia Transportadora
ou Cadeia
Respiratória, ordenadas na membrana
interna das mitocôndrias.
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Os e- transportados pelo NADH e FADH2 são cedidos aos aceptores,
iniciando um fluxo. Cada transportador tem maior afinidade para os e- do
que o transportador anterior, garantindo um fluxo unidirecional até ao
aceptor final – o Oxigénio .
½ O2 + 2 e- + 2 H+
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H2O
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
Os e- passam de transportador em transportador, libertando-se energia.
Essa energia é usada para fosforilar o ADP , formando ATP.
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RESUMO
A partir de uma molécula de
glicose, na presença de
oxigénio, é possível obter 38
moléculas de ATP (40% da
energia
contida
numa
molécula de glicose).
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FERMENTAÇÃO VS RESPIRAÇÃO AERÓBIA
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