Biologia | Unidade 4 – Transformação e utilização de energia pelos seres vivos - 10ºano

7/23/2019 Biologia | Unidade 4 – Transformação e utilização de energia pelos seres vivos - 10ºano

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Biologia | Unidade 4 – Transformação e utilização de energiapelos seres vivos

Utilização dos materiais de que chegam às células

Designa-se por metabolismo celular, o conjunto de todas as reaçes !ue

ocorrem a n"vel celular#

• Anabolismo – conjunto de reaçes !u"micas onde $% s"ntese de mol&culas

comple'as a partir de mol&culas mais simples, com consumo de energia(

Exemplo# )licose * +rutose * nergia .acarose * /01(

• Catabolismo – conjunto de reaçes !u"micas onde $% degradação de

mol&culas comple'as em mol&culas mais simples, com li2ertação de

energia(

Exemplo# 3rote"na * /01 mino%cidos * nergia

5os processos de ana2olismo as reaçes são endoenergéticas, sendo a energia

mo2ilizada proveniente da hidrólise do A!( 5os processos de cata2olismo as

reaçes são exoenergéticas, sendo a energia li2ertada utilizada na"os"orilação do A#!(

1s processos cata26licos podem efetuar-se na presença de o'ig&nio, isto & em

aerobiose$ ou na aus7ncia de o'ig&nio, ou seja, em anaerobiose(

s leveduras são seres anaeróbios "acultati%os pelo facto de poderem

mo2ilizar energia de compostos org8nicos em condiçes de anaero2iose e de

aero2iose atrav&s de processos de fermentação e respiração aer62ia( 3or outro

lado, as 2act&rias são seres anaeróbios obrigatórios uma vez !ue mo2ilizam

energia e'clusivamente por fermentação em meios desprovidos de o'ig&nio(&ermentação

fermentação & um processo de o2tenção de energia atrav&s de compostos

org8nicos !ue pode ser realizado em condiçes anaer62ias( 'istem v%rios tipos

de fermentação de entre os !uais podemos salientar a "ermentação alcoólicautilizada pelas leveduras e a "ermentação l'ctica !ue se efetua em 2act&rias

l%cticas e em certas situaçes em c&lulas de m9sculos es!uel&ticos(

fermentação compreende duas fases se!uenciais#

(licólise

s reaçes ocorrem no citoplasma da c&lula, rico em enzimas( Durante esta fase,

uma mol&cula de glicose :;<= & fosforilada dando origem > glicose-fosfato !ue &

tam2&m fosforilada originando frutose-difosfato( Durante esta fase da glic6lise

são utilizadas 0 mol&culas de T3 para ativar a glicose sendo por isso designada

fase de ativação( mol&cula de frutose-difosfato :;<= & desdo2rada em duas

mol&culas de alde"do fosfoglic&rico :?<= !ue são o'idadas cedendo eletres ao

transportador 5D* !ue por sua vez @ca reduzido possi2ilitando a s"ntese de 4

mol&culas de T3( Desta fase resultam, portanto, 0 mol&culas de %cido pir9vico,

ricas em energia(

)edução do *cido !ir+%ico

A




5a "ermentação alcoólica, o %cido pir9vico :?<= e'perimenta uma

descar2o'ilação, li2ertando-se <10 e originando um composto !ue rece2e os

eletres resultantes da o'idação do 5D/ e @ca reduzido dando origem a etanol

:%lcool et"lico - 0<=( 5o total resultam do processo 0 mol&culas de etanol, ricas

em energia(

5a "ermentação l'ctica, o %cido pir9vico :?<= rece2e os eletres resultantes da

o'idação do 5D/ e @ca reduzido dando origem a %cido l%ctico :?<=( 5o total

resultam do processo 0 mol&culas de %cido l%ctico, ricas em energia(

Aplicaç,es pr'ticas dos processos de "ermentação fermentação alco6lica & utilizada pelo /omem em diversas atividades, como a

produção de vin$o, de cerveja e de pão( fermentação l%ctica tem um grande

interesse para a ind9stria de lactic"nios, nomeadamente no fa2rico de iogurtes e

de !ueijo(

)espiração Aeróbia

respiração aer62ia & um processo de o2tenção de energia realizado na

presença de o'ig&nio !ue permite a degradação total da mol&cula de glicose com

um rendimento energ&tico muito superior ao da fermentação( respiraçãoaer62ia compreende !uatro etapas#

(licólise

sta etapa comum & > fermentação e ocorre no citoplasma da c&lula( Durante

esta fase, uma mol&cula de glicose :;<= & fosforilada dando origem > glicose-

fosfato !ue & tam2&m fosforilada originando frutose-difosfato( Durante esta fase

da glic6lise são utilizadas 0 mol&culas de T3 para ativar a glicose sendo por isso

designada fase de ativação( mol&cula de frutose-difosfato :;<= & desdo2rada

em duas mol&culas de alde"do fosfoglic&rico :?<= !ue são o'idadas cedendo

eletres ao transportador 5D* !ue por sua vez @ca reduzido possi2ilitando as"ntese de 4 mol&culas de T3( Desta fase resultam 0 mol&culas de %cido

pir9vico, ricas em energia e 0 mol&culas de T3(

&ormação de Acetil-CoA

s reaçes desta etapa ocorrem na matriz da mitocndria( 1 %cido pir9vico

e'perimenta uma reação de descar2o'ilação, li2ertando-se <10, e uma reação de

o'idação fornecendo eletres para a redução do 5D* e dando origem a uma

mol&cula de cetil-<o( 5o total resultam desta etapa 0 mol&culas de <10 e 0

mol&culas de cetil-<o(

Ciclo de .rebs

0

)licose * 0 D3 * 0 3i 0 %cido l%ctico * 0 T3




s reaçes desta etapa ocorrem na matriz da mitocndria( 1 %cido o'aloac&tico

:4<= reage com a cetil-<o :0<= dando origem a %cido c"trico :;<=( 1 %cido

c"trico e'perimenta uma reação de descar2o'ilação, li2ertando-se <10, e uma

reação de o'idação fornecendo eletres para a redução do 5D* e dando origem

a uma mol&cula com C car2onos( sta mol&cula e'perimenta de novo as mesmasreaçes dando origem a uma mol&cula com 4 car2onos( 1s transportadores

reduzidos resultantes destas reaçes vão mo2ilizar energia para a s"ntese de A

mol&cula de T3( 1 composto de 4 car2onos vai sofrer duas reaçes de o'idação

fornecendo eletres para a redução do 5D* e do +D e dando origem a uma

nova mol&cula de %cido o'aloac&tico !ue entrar% num novo ciclo( Tendo em conta

!ue por cada mol&cula de glic6lise se formam 0 mol&culas de %cido pir9vico e

conse!uentemente 0 mol&culas de cetil-<o, por cada mol&cula de glicose

ocorrem 0 ciclos de re2s dos !uais resultam 4 mol&culas de <10 e 0 mol&culas

de T3(

Cadeia ransportadora de Eletr,es

sta etapa ocorre na mem2rana interna da mitocndria e tam2&m toma a

designação de fosforilação o'idativa uma vez !ue nela ocorre a s"ntese do T3 e

a o'idação dos transportadores( 5esta 9ltima etapa da respiração aer62ia os

transportadores reduzidos nas etapas anteriores vão ser o'idados e a energia

li2ertada nessa o'idação vai ser transferida para a mol&cula de T3 formada

atrav&s da fosforilação do D3( 1 Eu'o de eletres & unidirecional por!ue cada

transportador apresenta um n"vel energ&tico menor do !ue o transportador

anterior( 1 acetor @nal desta cadeia & o o'ig&nio !ue reage com os eletres da

cadeia transportadora e os protes resultantes da o'idação dos transportadoresdando origem a uma mol&cula de %gua( Desta fase resultam ?0 mol&culas de T3

A mol&cula de /01(

)endimento energético da "ermentação e da respiração aeróbia

5o !ue diz respeito > "ermentação, durante a fase de rendimento da glic6lise

formam-se 4 mol&culas de T3 mas são necess%rias 0 mol&culas para a ativação

da glicose e, por isso, o rendimento energ&tico da fermentação & de 0 mol&culas

de T3(

Durante as v%rias etapas da respiração aeróbia formam-se v%rias mol&culas deT3#

&os"orilação a n/%el dosubstrato

+osforilação o'idativa

)lic6lise 4 T3

<iclo de re2s 0 T3 Total ; T3

)lic6lise 0 5D/ ' 0T3

4 T3

+ormação cetil-<o

0 5D/ ' ?T3

; T3

<iclo de re2s ; 5D/ ' ?T3

0 +D/0 ' 0T3

AF T34 T3

?




Total ?0 T3

Total de T3 formado por mol&cula de glicose?F

T3

Total de T3 necess%rio para desencadear o processo 0 T3

)endimento total da respiração aeróbia ?;T3

rocas gasosas dos seres %i%os com o meio

0eres Unicelulares Difusão direta

!lantas 0uperiores stomas G Difusão

Animais aqu'ticos simples Difusão direta

Animais mais complexos .uperf"cies respirat6rias difusão

direta difusão indireta

Estruturas respiratórias e sua adaptação ao meio

s trocas gasosas entre os organismos e o meio podem efetuar-se por di"usãodireta :os gases respirat6rios difundem-se diretamente entre as c&lulas e o meio

atrav&s da superf"cie respirat6ria= ou por di"usão indireta :os gases

respirat6rios são transportados por um Euido circulante !ue esta2elece a

comunicação entre as c&lulas e a superf"cie respirat6ria=( 1 interc8m2io de gases

no caso de difusão indireta designa-se por hematose, veri@cando-se !ue o

sangue perde <10 e rece2e 10 transformando-se o sangue venoso em sanguearterial(

Caracter/sticas comuns das super"/cies respiratórias

• 3ossuem paredes de espessura muito @naH

• presentam-se sempre $9midas :o movimento dos gases respirat6rios

ocorre sempre por difusão simples em meio a!uoso=H• .ão fortemente irrigadas por capilares sangu"neos :no caso da difusão

indireta=H• sua morfologia permite uma grande superf"cie de contacto entre o meio

interno e o meio e'terno(

raqueias

1 gafan$oto e outros insetos possuem um sistema respirat6rio com di"usãodireta constitu"do por um conjunto de tra!ueias rami@cadas em traqu/olas !ue

se dispem por todo o corpo do animal contactando diretamente com as c&lulas

e efetuando as trocas gasosas(

5os insetos voadores e'istem, junto aos m9sculos, sacos de ar !ue funcionam

como reser%as de ar e facilitam a ventilação, pois a ta'a meta26lica durante o

voo aumenta consideravelmente(

4




egumento

m animais como a min$oca e os anf"2ios :constituindo um complemento >

$ematose pulmonar=, a superf"cie do corpo atua como superf"cie respirat6ria e os

gases difundem-se entre a superf"cie do corpo do animal e o sangue( Ieri@ca-seuma di"usão indireta, designada neste caso por hematose cut1nea(

ocorr7ncia de $ematose cut8nea & poss"vel graças > e'tensa vascularização

e'istente por de2ai'o da superf"cie da pele e > manutenção da $umidade no

tegumento por parte das numerosas gl8ndulas produtoras de muco e do $a2itat

$9mido destes animais(

2r1nquias

s 2r8n!uias são os 6rgãos respirat6rios da maior parte dos animais a!u%ticos,

podendo considerar-se a e'ist7ncia de dois padres 2%sicos# as 2r8n!uiasexternas, e'panses vascularizadas do epit&lio projetadas para o e'terior

:evaginaçes=, e as 2r8n!uias internas, constitu"das por uma enorme

!uantidade de lamelas ricamente vascularizadas, representando uma

signi@cativa %rea de contacto com a %gua(

5os pei'es, as 2r8n!uias são internas, localizando-se, nos pei'es 6sseos, em

duas c1maras branquiais, uma de cada lado da ca2eça, co2ertas por uma

proteção, o opérculo( <ada 2r8n!uia & constitu"da por 3lamentos branquiaisduplos presos a um arco branquial possuindo v%rias lamelas fortemente

rodeadas por capilares sangu"neos(

%gua entra pela 2oca, passa pela faringe, da faringe passa para as c8maras

2ran!uiais e depois sai pelas fendas operculares, garantindo a %entilação das

estruturas( 5as lamelas, a %gua cruza-se em sentido contr%rio com o sangue !ue

circula nos capilares sangu"neos garantindo o contacto do sangue,

progressivamente mais rico em o'ig&nio, com a %gua, cuja pressão parcial de

o'ig&nio & sempre superior >!uela !ue e'iste no sangue o !ue permite um

coe@ciente de difusão de o'ig&nio e di6'ido de car2ono elevado( ste

mecanismo, mecanismo de contracorrente, contri2ui para a e@ci7ncia da

$ematose 2ran!uial(

!ulm,es

1s anf"2ios, os r&pteis, as aves e os mam"feros apresentam pulm,es em2ora o

seu taman$o e a sua comple'idade estejam relacionados com a ta'a meta26lica

de cada animal e conse!uentemente com a !uantidade de o'ig&nio necess%ria

nas c&lulas(

1 ar entra pela cavidade nasal, passando pela faringe, pela laringe, pela tra!ueia

e pelos 2rn!uios !ue se rami@cam em 2ron!u"olos cujas e'tremidades possuem

sacos alveolares constitu"dos por in9meros alv&olos pulmonares(

C




5o processo de %entilação pulmonar :entrada e sa"da de ar= interv7m o

diafragma e os m9sculos intercostais cuja contração e rela'amento

desencadeiam a inspiração e a e'piração4

5a difusão dos gases respirat6rios, !uer ao n"vel dos alv&olos pulmonares, !uerao n"vel das c&lulas, o fator !ue condiciona o sentido dessa difusão depende das

diferenças de pressão de parcial de cada um dos gases respirat6rios ao n"vel

dessas superf"cies(

5os 'l%eolos pulmonares, a pressão parcial de 10 & maior do !ue no sangue

!ue circula nos capilares e, por isso, o 10 difunde-se dos alv&olos para o sangue(

3or outro lado, a pressão parcial de <10 & menos nos alv&olos pulmonares do

!ue no sangue e o <10 difunde-se do sangue para os %lveolos(

o n/%el das células, a pressão parcial de 10 & menor do !ue no sangue !ue

circula nos capilares e o 10 difunde-se do sangue para o Euido intersticial e destepara as c&lulas( 1 <10 faz o percurso inverso, difunde-se das c&lulas para o

Euido intersticial e deste para o sangue uma vez !ue a pressão parcial de <10

nas c&lulas & menor do !ue no sangue(

;

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