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Prof. Thayana Monteiro Página 1 Apostila bioenergética BIOLOGIA – 2º ciclo – 1ºano do ensino médio RESPIRAÇÃO ANAERÓBICA Há 2 tipos principais de fermentação: a alcoólica e a láctica. Ambas produzem 2 ATP no final do processo. A fermentação alcoólica GLICÓLISE: a glicose é quebrada originando 2 moléculas de ácido pirúvico, 2 NADH2 e um saldo energético positivo de 2ATP. Em seguida o ácido pirúvico formado é descarboxilado, originando aldeído acético e CO2, sob a ação de enzimas denominadas descarboxilases. O aldeído acético, então, atua como receptor de hidrogênios do NADH2 e se converte em álcool etílico. A fermentação láctica GLICÓLISE: a glicose é quebrada exatamente como na fermentação alcoólica. Porém, na fermentação láctica o aceptor de hidrogênios é o próprio ácido pirúvico, que se converte em ácido láctico. Portanto não havendo descarboxilação do ácido píruvico, não ocorre formação de CO2. C6H12O6 ⇒ 2C3H6O3 + 2ATP Prof. Thayana Monteiro Página 2 RESPIRAÇÃO AERÓBICA A respiração aeróbica se desenvolve, sobretudo nas mitocôndrias, organelas citoplasmáticas que atuam como verdadeiras "usinas" de energia. C6H12O6 + O2 ⇒ 6 CO2 + 6 H2O + energia 1º Glicólise A glicólise consiste na transformação de uma molécula de glicose, ao longo de várias etapas, em duas moléculas de ácido pirúvico. Nesse processo são liberados quatro hidrogênios, que se combinam dois a dois o NAD (nicotinamida- adenina-dinucleotídio). Ao receber os hidrogênios, cada molécula de NAD se transforma em NADH2. Durante o processo, é liberada energia suficiente para a síntese de 2 ATP. Obs: A glicólise é um fenômeno que ocorre no hialoplasma, sem a participação do O2. 2ª etapa: Ciclo de Krebs As moléculas de ácido pirúvico resultantes da degradação da glicose penetram no interior das mitocôndrias, e na matriz mitocondrial ocorrerá a respiração propriamente dita. Cada ácido pirúvico reage com uma molécula da substância conhecida como coenzima A, originando três tipos de produtos: acetil-coenzima A, gás carbônico e hidrogênios. O CO2 é liberado e os hidrogênios são capturados por uma molécula de NADH2 formadas nessa reação. Estas, participarão da cadeia respiratória. Em seguida, cada molécula de acetil-CoA reage com uma molécula de ácido oxalacético, resultando em citrato (ácido cítrico) e coenzima A, conforme mostra a equação abaixo: 1 acetil-CoA + 1 ácido oxalacético 1 ácido cítrico + 1 CoA (2 carbonos) (4 carbonos) (6 carbonos) Cada ácido cítrico dará inicio assim, ao ciclo de Krebs, durante o qual se transforma sucessivamente em outros compostos orgânicos com perda da carbono (CO2). Prof. Thayana Monteiro Página 3 C6H12O6 + 6 O2 ⇒ CO2 + 6 H2O + 38 ATP CADEIA RESPIRATÓRIA Como vimos, foram liberados quatro hidrogênios durante a glicólise, que foram capturados por duas moléculas de NADH2. Na reação de cada ácido pirúvico com a coenzima A formam-se mais duas moléculas de NADH2. No ciclo de Krebs, dos oito hidrogênios liberados, seis se combinam com três moléculas de NAD, formando três moléculas de NADH2, e dois se combinam com o FAD, formando uma molécula de FADH2. Aceptores de hidrogênio da cadeia respiratória As moléculas de NAD, de FAD e de citocromos que participam da cadeia respiratória captam hidrogênios e os transferem, através de reações que liberam energia, para um aceptor seguinte. Prof. Thayana Monteiro Página 4 Cada molécula de NADH2 que inicia a cadeia respiratória leva à formação de três moléculas de ATP a partir de três moléculas de ADP e três grupos fosfatos como pode ser visto na equação a seguir: 1 NADH2 + ½ O2 + 3 ADP + 3P 1 H2O + 3 ATP + 1 NAD Já a FADH2 formado no ciclo de Krebs leva à formação de apenas 2 ATP. 1 FADH2 + ½ O2 + 2 ADP + 2P 1 H2O + 2 ATP + 1 FAD 1 C6H12O6 + 6 O2 + 38 ADP + 38 P 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP SALDO de ATP por molécula de glicóse: Fase Aceptores ATP Glicólise 2 NADH 2ATP Ciclo de Krebs (por A. pirúvico) 4NADH + 4NADH 2ATP 1FADH + 1FADH Cadeia respiratória 10NADH 30ATP 2FADH 4ATP TOTAL 10NADH + 2FADH 38ATP FOTOSSÍNTESE A fase escura da fotossíntese não precisa ocorrer no escuro. O que o nome quer indicar é que ela ocorre mesmo na ausência de luz – ela só precisa de ATP e NADH2 para ocorrer. Prof. Thayana Monteiro Página 5 CICLO DE CALVIN EXERCÍCIOS 1. (PUC-SP) Assinale a afirmação que não está correta sobre as mitocôndrias: a) apresentam, em células vegetais, pigmentos fotossintetizantes. b) têm capacidade de realizar síntese de proteínas. Prof. Thayana Monteiro Página 6 c) possuem em sua matriz enzimas responsáveis pela catálise das reações do ciclo de Krebs. d) armazenam grande quantidade de energia sob a forma de ATP, através da fosforilização oxidativa. e) têm capacidade de auto reprodução. 2. (PUC-CAMPINAS) Assinale a equação química que melhor representa a fermentação alcoólica a) 6 CO2 + 6 H2O ----->6 O2 + C6H12O6 b) C6H12O6 -----> 2 C2H5OH + 2 CO2 c) C6H12O + 6 O2 -----> 6 CO2 + 6 H2O d) C18H36O2 + 26 O2 -----> 18 CO2 + 18 H2O e) C4H6O5 + 3 O2 -----> 4 CO2 + 3 H2O 3. (STA. CASA) Em alguns micro-organismos , o piruvato, proveniente da glicose, é posteriormente metabolizado anaerobicamente para produzir moléculas de etanol. Esta produção de álcool a partir de açúcar é a: a) anaerobiose. b) glicólise parcial. c) fermentação. d) alcoolização. e) microbiose. 4. (UF-CE) Quanto ao processo respiratório nos seres vivos, podemos afirmar corretamente (mais de uma alternativa pode ser correta): (01) O processo respiratório tem como função primordial a formação da molécula de ATP. (02) Na respiração celular dos seres vivos superiores (aeróbios), a molécula de glicose é degradada em CO2 e H2O. (04) A equação da respiração é a que se segue: C6H12O6 + 6 O2 -----> 6 CO2 + 6 H2O + ENERGIA (08) As células musculares dos animais superiores necessitam tanto mais de oxigênio quanto mais intensa for a sua atividade. (16) A glicólise ocorre a nível do citoplasma celular e tem como produto final o ácido pirúvico. (32) Em condições de deficiência de oxigênio, uma célula muscular passa a transformar ácido pirúvico em ácido lático. 5.(UFCE-CE). Indique as alternativas corretas relativas ao processo respiratório: (01) O processo fermentativo libera menos energia que a respiração aeróbia, visto que na fermentação a quebra da glicose é incompleta. (02) O processo fermentativo ocorre em ausência de oxigênio e apresenta um saldo de 2 (duas) moIéculas de ATP por molécula de glicose. (04) Os tipos de fermentação mais conhecidos são a fermentação láctica e alcoólica, que se apresentam idênticas até a formação do ácido pirúvico. (08) A respiração aeróbia ocorre exclusivamente no interior das mitocôndrias e consegue formar 38 ATP por molécula de glicose oxidada. (16) As principais substâncias aceptoras intermediárias de hidrogênio no processo respiratório aeróbio são: NAD e FAD. Dê como resposta a soma dos números das opções corretas. ( ) 6. (Ufrs 2011) A fotossíntese consiste em um processo metabólico pelo qual a energia da luz solar é utilizada na conversão de dióxido de carbono e de água em carboidratos e oxigênio. Com relação a esse processo, considere as seguintes afirmações. Prof. Thayana Monteiro Página 7 I. A produção de carboidratos ocorre na etapa fotoquímica. II. A água é a fonte do oxigênio produzido pela fotossíntese. III. A etapa química ocorre no estroma dos cloroplastos. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas I e III. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 7. (Uepg 2011) Quanto ao processode fotossíntese, marco no processo evolutivo dos seres autótrofos, assinale ao que for correto. 01) O órgão sede da fotossíntese é normalmente a folha; nela se encontram as células verdes, clorofiladas. Essas células contêm inúmeros cloroplastos, organelas citoplasmáticas dotadas de clorofila. 02) A etapa fotoquímica é processada no estroma, enquanto a etapa química ocorre no grana do cloroplasto. 04) A equação que representa o processo de fotossíntese é: luz/clorofila 6CO2 + 6H2O –luz + clorofila-> C6H12O6 + 6O2. 08) A etapa fotoquímica ocorre nos granas dos cloroplastos, porque são eles que abrigam as moléculas de clorofila.
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