Mod.a3.3. processos de produção de energia

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

28

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