Curso Profissional de

Técnico Auxiliar de Saúde

Biologia 10ºano

Processos de produção de energia pelas células

Fermentação

Respiração celular

Prof. Leonor Vaz Pereira abril 2013

Módulo A3 - Utilização de Matéria

• A fotossíntese assegura o fluxo energético que se inicia no Sol e continua através dos seres vivos.

• Os compostos orgânicos sintetizados durante a fotossíntese são altamente energéticos, no entanto não podem ser utilizados diretamente nos processos bioquímicos que ocorrem no interior das células, pelo que têm que ser degradados de forma a libertar a energia formando ATP, a qual já pode ser utilizada.

Relação entre anabolismo e

catabolismo

ATP A principal molécula transportadora de energia nas células

é o ATP (adenosina trifosfato).

• adenina – base azotada

• ribose – açúcar com 5 C

• 3 grupos fosfato (compostos inorgânicos)

ATP vs ADP + Pi

Fermentação

• Processo anaeróbio (sem utilização de O2), realizado por certas espécies de bactérias e leveduras, durante o qual moléculas orgânicas são utilizadas na produção de ATP.

Etapas da Fermentação

Os processos fermentativos envolvem conjuntos de reações enzimáticas que ocorrem no hialoplasma:

• Glicólise – ocorre a degradação da glicose em ácido pirúvico.

• Redução do ácido pirúvico – conduz à formação dos produtos de fermentação.

Glicólise – etapa comum à

Fermentação e à Respiração

2 moléculas de ácido pirúvico

Glicólise

Balanço glicólise:

• gastam-se 2 ATP

• formam-se 2 NADH

• formam-se 4 ATP

• formam-se 2 Ác. pirúvico

Rendimento energético 2 ATP

Reações de oxirredução

Fermentação - Redução do ácido

pirúvico • O ácido pirúvico, ou

moléculas orgânicas que se formam a partir dele são aceitadoras dos eletrões do NADH, o que permite regenerar o NAD+.

• O NAD+ pode, assim voltar a ser utilizado na oxidação da glicose.

• Os produtos finais da fermentação dependem da molécula que é produzida a partir do ácido pirúvico.

Fermentação alcoólica

• Após a glicólise, o ácido pirúvico experimenta uma descarboxilação (liberta CO2 ), originando aldeído acético que por redução origina o etanol (composto altamente energético).

Fermentação láctica

• Após a glicólise, o ácido pirúvico experimenta uma redução, originando o ácido láctico (composto altamente energético).

Fermentação láctica • Nas células musculares humanas, durante um exercício

físico intenso, pode realizar-se fermentação láctica, além da respiração aeróbia. A fermentação permite a obtenção de um suplemento de energia. Contudo, a acumulação de ácido láctico nos tecidos musculares provoca dores.

Respiração aeróbia

Um grande número de seres vivos é capaz de aproveitar com maior eficácia a energia de compostos orgânicos realizando respiração aeróbia.

Respiração

Glicólise - citoplasma

Formação do acetil –coenzima A – matriz mitocondrial

Ciclo de Krebs – matriz mitocondrial

Cadeia transportadora de eletrões e fosforilação oxidativa – membrana interna da mitocôndria

Mitocôndria Espaço intermembranar

Cristas mitocondriais

Glicólise

• Por cada molécula de glicose formam-se duas moléculas de

ácido pirúvico ou piruvato.

Glicose (6 C) C6H12O6

ATP

ATP

Piruvato (3 C)

Piruvato (3 C)

NADH

NADH

Formação da Acetil-CoA

1 Ácido pirúvico (3C) (resultante da glicólise)

Acetil CoenzimaA (2C)/ Acetil CoA

CO2

CoA

NAD+

NADH+H+

•Ocorre a remoção de duas

moléculas de CO2 (uma por

cada ácido pirúvico)

descarboxilação;

• Não há produção de

energia;

•Existe oxidação do ácido

pirúvico e redução do

NAD+ a NADH;

•Forma-se 2 moléculas de

acetil – CoA (uma por cada

ácido pirúvico).

Ciclo de Krebs

• Por cada molécula de glicose degradada, formam-se

duas moléculas de piruvato e estas, por sua vez,

originam duas moléculas de acetil-CoA.

• Consequentemente, ocorrem dois ciclos de Krebs

onde sucedem os seguintes fenómenos:

• Libertação de 4 moléculas de CO2;

• Formação de 6 NADH+H+ e 2 FADH2;

• Saldo energético: 2 ATP.

Profª: Sandra

Nascimento

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CICLO DE KREBS

Succinato ∂ cetoglutarato

Succinil CoA

Fumarato

Ciclo de Krebs

Ciclo de Krebs

Fosforilação oxidativa

Cadeia Respiratória

Complexo

NADH-Q

reductase Ubiquinona Complexo

citocromo c

reductase

Complexo

citocromo c

oxidase

citocromo c

Profª: Sandra

Nascimento

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Cadeia transportadora de electrões • As moléculas transportadoras de H (NADH e FADH2)

transferem os electrões captados para cadeias transportadoras de eletrões situadas na membrana interna das mitocôndrias.

H+

Electrões altamente energéticos

Cadeia transportadora

de electrões

À medida que os electrões vão

sendo transportados na cadeia

respiratória, a energia

transferida vai permitir a

síntese de 34 moléculas de

ATP. Como este processo está

associado a reações de

oxirredução, é denominado por

fosforilação oxidativa.

Cadeia transportadora de eletrões

• Por cada molécula de NADH+H+ que entra na cadeia respiratória formam-se 3 ATP.

• Por cada molécula de FADH2 que entra na cadeia respiratória formam-se 2 ATP.

• O último aceptor de electrões é o oxigénio, o qual capta um par de iões H+ da matriz, formando H2O.

NADH NAD

Complexo

Enzimático

I Q

Cit c

Complexo

Enzimático

II

Complexo

Enzimático

III

H+

½ O2

H2O

FADH2 FAD

Cadeia transportadora de eletrões

Respiração celular Citoplasma

Crista mitocondrial

Mitocôndria

Glicose (6 C)

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 34

ATP

6 NADH

2 FADH

2 ATP

4 CO2

2 CO2

2 NADH

2 acetil-CoA

(2 C) Ciclo

de

Krebs

Profª: Sandra

Nascimento

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Balanço energético

GLICÓLISE Ác. pirúvico Acetil-CoA

CADEIA RESPIRATÓRIA

2 ATP 6 ATP 6 ATP 18 ATP 4 ATP 2 ATP

2 ATP 2 ATP

2 NADH

2 NADH

6 NADH 2 FADH

CICLO DE

KREBS

MITOCÔNDRIA

CITOPLASMA

Balanço energético

• Cadeia Transportadora de Eletrões:

▫ NADH 3 ATPs

▫ FADH 2 ATPs

▫ 10 NADH 30 ATPs

▫ 2 FADH 4 ATPs

▫ 4 ATPs

38 ATPs

Saldo energético

Etapa Saldo de ATP

Glicólise 2

Ciclo de Krebs 2

Cadeia respiratória 32 ou 34

Total 36 ou 38

Respiração celular