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Respiração Celular Prof. Waldemar Ernani Martins

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Respiração Respiração CelularCelular

Prof. Waldemar Ernani MartinsProf. Waldemar Ernani Martins

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Metabolismo

• Conjunto de reações químicas que ocorrem no organismo.

• Ex.: biossíntese de nucleotídeos e aminoácidos, degradação de ácidos graxos.

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Seres Produtores

• Também chamados de AUTÓTROFOS.

• São capazes de produzir o próprio “alimento”, através do processo da FOTOSSÍNTESE

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Fotossíntese

6CO6CO22 + 12 H + 12 H22O CO C66HH1212OO66 + 6 H + 6 H22O + 6OO + 6O22

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Seres Consumidores• Também chamados

HETERÓTROFOS.

• Não produzem seu próprio alimento e precisam se alimentar de autótrofos ou outros heterótrofos para obter energia necessária à sua sobrevivência.

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Como a energia é armazenada na

célula?

Nas ligações fosfato da molécula de ATP.

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ATP

• ATP = Adenosina tri-fosfato

• Armazena nas suas ligações fosfatos a energia liberada na quebra da glicose.

• Quando a célula precisa de energia para realizar alguma reação química, as ligações entre os fosfatos são quebradas, energia é liberada e utilizada no metabolismo celular.

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ATP• Essa molécula é formada pela

união de uma adenina e uma ribose aderida a três radicais fosfato

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Aceptores intermediários de H

• NAD (NNicotinamida Adenina Dinucleotídeoicotinamida Adenina Dinucleotídeo ) e FAD (Flavina Adenina DinucleotídeoFlavina Adenina Dinucleotídeo )

• São aceptores intermediários de hidrogênio, ligando-se a prótons H+ “produzidos” durante as etapas da respiração e cedendo-os para o oxigênio, que é p aceptor final de hidrogênios

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NAD (NNicotinamida Adenina icotinamida Adenina

DinucleotídeoDinucleotídeo )

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FAD (Flavina Adenina Flavina Adenina DinucleotídeoDinucleotídeo )

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Processos de liberação de energia:

• AeróbiosAeróbios: ocorre com a participação do oxigênio. Ele é o aceptor final de elétrons e hidrogênios.

• AnaeróbiosAnaeróbios: Também chamado de FERMENTAÇÃO. Acontece sem a utilização de oxigênio. Os aceptores finais dependem do tipo de fermentação.

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Fermentação

É o processo de degradação incompleta de substancias orgânicas com liberação de energia e realizada principalmente por fungos e bactérias .

Existem diversos tipos de fermentação, que variam quanto ao produto final. No processo de fermentação o aceptor final de hidrogênios é o produto final.

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Tipos de fermentação e a respiraçãoTipos de fermentação e a respiração

Glicose ácido lático + 2 ATPGlicose ácido lático + 2 ATP

Fermentação Lática

Glicose álcool etílico + CO2 + 2 ATPGlicose álcool etílico + CO2 + 2 ATP

Fermentação Alcoólica

Glicose ácido acético + CO2 + 2 ATPGlicose ácido acético + CO2 + 2 ATP

Fermentação Acética

Glicose + O2 CO2 + H2O + 36 ou 38 ATPGlicose + O2 CO2 + H2O + 36 ou 38 ATP

Respiração

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Fermentação Alcóolica

• Produtos Finais: etanol, CO2 e 2 ATPs

• Realizada por leveduras que é utilizada na produção pouco eficaz no que diz respeito à liberação de energia, pois uma molécula de glicose só rende 2 ATPs

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Fermentação Alcóolica

• Utilização pelo homem:

Produção de Bebidas alcóolicas

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Fermentação Alcóolica

• Utilização pelo homem:

Produção de pães e bolos - fermento biológico

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Glicólise

Fermentação AlcoólicaFermentação Alcoólica

Glicose (6 C) C6H12O6

Glicose (6 C) C6H12O6

ATPATP

ATPATP

Piruvato (3 C)Piruvato (3 C)

Piruvato (3 C)Piruvato (3 C)

NADH

NADH

CO2CO2

CO2CO2

Álcool etílico 3 C

Álcool etílico 3 C

Álcool etílico 3 C

Álcool etílico 3 C

NAD

NAD

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Fermentação Láctica

• Realizada por bactérias do leite que é empregada na preparação de iogurtes e queijos.

• Também ocorre em nossos músculos em situações de grande esforço físico.

• Também rende 2 ATPs por molécula de glicose.

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Fermentação Láctica

• Utilização pelo homem:

Produção queijos e iogurtes

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Glicólise

Fermentação LáticaFermentação Lática

Glicose (6 C) C6H12O6

Glicose (6 C) C6H12O6

ATPATP

ATPATP

Piruvato (3 C)Piruvato (3 C)

Piruvato (3 C)Piruvato (3 C)

NADH

NADH

Ácido lático 3 C

Ácido lático 3 C

NAD

Ácido lático 3 C

Ácido lático 3 C

NAD

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Fermentação Acética

•É realizado por bactérias denominadas

acetobactérias → produzindo ácido

acético + CO2.

* Este tipo de fermentação é utilizado para

fabricação de vinagre e provoca o

azedamento de vinhos e sucos de frutas.

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Fermentação AcéticaFermentação Acética

Glicólise

Glicose (6C) C6H12O6

Glicose (6C) C6H12O6

ATPATP

ATPATP

NADH

NADH

Ácido acético

3 C

Ácido acético

3 C

CO2CO2

NAD NADH2

H2O

Ácido acético

3 C

Ácido acético

3 CCO2CO2

NAD NADH2

H2O

Piruvato (3 C)Piruvato (3 C)

Piruvato (3 C)Piruvato (3 C)

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Respiração Aeróbica• Processo pelo qual a glicose é

degradada em CO2 e H2O na presença de oxigênio.

• Rendimento é maior do que na fermentação 38 ATPs por molécula de glicose quebrada.

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• Fases:1. Anaeróbia (glicólise): não necessita

de oxigênio para ocorrer e é realizada no citoplasma.

2. Aeróbia (ciclo de Krebs e cadeira transportadora de elétrons): requer e presença de oxigênio e ocorre dentro das mitocôndrias

Respiração Aeróbica

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• Equação geral:

Respiração Aeróbica

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 38 ATP

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Mitocôndria• Formada por 2 membranas. • Membrana externa é lisa e controla a

entrada/saída de substancias da organela. • Membrana interna contém inúmeras pregas

chamadas cristas mitocondriais, onde ocorre a cadeia transportadora de elétrons.

• Cavidade interna é preenchida por uma matriz viscosa, onde podemos encontrar várias enzimas envolvidas com a respiração celular, DNA, RNA e pequenos ribossomos. É nessa matriz mitocondrial que ocorre o ciclo de Krebs.

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Mitocôndria

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Glicólise

• Quebra da glicose em duas moléculas de piruvato + NADH + ATP

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• Após a formação dos ácidos pirúvicos eles entram na mitocôndria, sendo atacados então por desidrogenases e descarboxilases.

• Logo, são liberados CO2, que são liberados pela célula e

hidrogênios que são capturados pelo NAD.

• O acetil formado combina-se com a Co-enzima A (Co-A) e a nova molécula (Acetil-CoA) começa o ciclo de Krebs

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Coenzima A

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Ciclo de Krebs

• Ocorre na matriz mitocondrial.

• Todo carbono responsável pela formação do acetil é degradado em CO2 que é então liberado pela

célula, caindo na corrente sanguínea.

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Ciclo de Krebs• São liberados vários hidrogênios, que

são então capturados pelos NAD e FAD, transformando-se em NADH2 e

FADH2.

• Ocorre também liberação de energia resultando na formação de ATP

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Ciclo de Krebs

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Cadeia Transportadora de Elétrons

• Ocorre nas cristas mitocondriais.

• Também chamado de Fosforilação Oxidativa.

• É um sistema de transferência de elétrons provenientes do NADH2 e

FADH2 até a molécula de oxigênio.

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Cadeia Transportadora de Elétrons

• Os elétrons são passados de molécula para molécula presente nas cristas mitocondriais chamados CITOCROMOS.

• Quando o elétron “pula” de um citocromo para outro até chegar no aceptor final (o oxigênio), ocorre liberação de energia que é convertida em ATP.

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Cadeia Transportadora de Elétrons

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Citosol

Crista mitocondrial

Mitocôndria

Glicose (6 C) C6H12O6

Glicose (6 C) C6H12O6

Total: 10

NADH 2

FADH2

Total: 10

NADH 2

FADH2

1 ATP1 ATP1 ATP1 ATP

1 NADH1 NADH 1 NADH1 NADH

Piruvato (3 C) Piruvato (3 C) Piruvato (3 C) Piruvato (3 C)

6 O26 O2

6 H2O6 H2O

32 ou 34 ATP

32 ou 34 ATP

6 NADH6 NADH

2 FADH2 FADH

2 ATP2 ATP

4 CO24 CO2

2 CO22 CO2

2 NADH2 NADH

2 acetil-CoA (2 C)

2 acetil-CoA (2 C)

Ciclo de

Krebs

Visão geral do processo Visão geral do processo respiratório em célula respiratório em célula eucarióticaeucariótica

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Saldo energéticoSaldo energético

Etapa Saldo em ATP

Glicólise 2

Ciclo de Krebs 2

Cadeia respiratória 34

Total 38