Metabolismo energítico 08-02-2019-1

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Metabolismo Energético
Professora: Juliane Siqueira
Biologia
08/02/2018
Alimentos
Açucares
Gorduras
Proteínas
Biopolímeros
Proteínas
Polissacarídeos
Gorduras
Ác. Nucléicos
Catabolismo
Anabolismo
A T P
Produtos Finais
CO2
H2O
NH3
Precursores
Aminoácido
Monossacarídeos
Ác. Graxos
Bases Nitrogenadas
METABOLISMO = EXERGÔNICAS + ENDERGÔNICAS
O que é metabolismo?
Trifosfato de Adenosina (ATP): capta a energia das reações exergônicas e depois a transfere às reações endergônicas.
Armazenamento de energia na forma de ATP
Adenosina-P~P~P
Adenosina-P~P + Pi
7000 calorias
 Combustão da Glicose x oxidação da glicose:
C6H12O6 + 6 O2 6CO2 + 6 H2O + 686 Kcal
Combustão: energia perdida na forma de calor
Oxidação: energia melhor aproveitada na forma de ATP
 Respiração Celular:
Permite às células usarem a energia dos compostos orgânicos para construir moléculas ou realizar trabalho.
Processo de OXIDAÇÃO da glicose
Energia liberada na forma de e- é aproveitada e transportada pelos aceptores intermediários de e-: NAD, FAD E NADP
Destino dos componentes da glicose:
C6H12O6 
Vira CO2 vira água vira CO2
Hexoquinase
Fosfofrutoquinase
Piruvato cinase
 Saldo:
 2 ATP´s
 2 NADH.H+ (reduzidos)
 2 piruvatos
“Quebra” da glicose
Glicose:
Composto muito estável
2 X
Piruvato cinase
1. Glicólise
Ácido acético
+
Gás carbônico
Eliminado na respiração
Radical acetil
+
Coenzima A
Acetil COA
Síntese de Acetil-CoA
+
NADH.H+
Descarboxilado 
e
oxidado
2. Ciclo de Krebs ou Ciclo do Ácido Cítrico
(na matriz mitocondrial)
 P/ cada Acetil CoA, formam-se:
 4 NADH.H+ 
 1 FAD.H2
 1 ATP
 3 CO2
Tudo multiplicado por 2!
+
2 H +1/2 O2
H2O
3. Cadeia Respiratória (crista mitocondrial)
Resumo da Cadeia Respiratória:
NADH.H+ e FADH2 são reoxidados, liberando elétrons e H+
Passagem gradativa de e- (maior aproveitamento energético)
A energia liberada no fluxo de e- é utilizada para bombear H+ da matriz para o espaço intermembranar
Os H+ retornam à matriz pela ATP sintase, liberando energia para a fosforilação de ADP em ATP
O2: aceptor final de e- e prótons = formação de H2O
Para cada NADH.H+ têm-se a formação de 3 ATP e para cada FADH2 têm-se a formação de 2 ATP.
	ETAPA	OCORRÊNCIA	RENDIMENTO
(em moléculas de ATP)
	Glicólise	Formação direta de ATP
Formação de 2 NADH.H+ (x 3 ATP)	2
6
	Síntese de 
Acetil -CoA	Formação de 2 NADH.H+ (x 3 ATP)	6
	Ciclo de Krebs	Formação direta de ATP	2
		Formação de 6 NADH.H+ (x 3 ATP)
Formação de 2 FADH2 (x 2 ATP)	18
4
	Total		38
Balanço Energético da Respiração
OBS.: Em algumas células há gasto de um ATP para transportar cada NAD reduzido formado durante a Glicólise para dentro da mitocôndria. Assim, o saldo de ATP é menor (36).
Moléculas que podem ser degradadas NA PRESENÇA DE OXIGÊNIO
Proteínas
Açucares
Lipídeos
Acetil CoA
Ácidos graxos
+ 
Glicerol
Aminoácidos
Ciclo de Krebs
O ciclo dos ácidos tricarboxílicos, ou ciclo de Krebs, é realizado na matriz mitocondrial. Nesse ciclo, a acetilcoenzima A, proveniente do catabolismo de carboidratos, lipídios e proteínas, é oxidada. Cite um monossacarídeo e duas substâncias derivadas da hidrólise de um tipo de lipídio que podem gerar acetilcoenzima A. Em seguida, nomeie o derivado do catabolismo de monossacarídeos que, por reações de desidrogenação e descarboxilação, é o precursor imediato da acetilcoenzima A.
 Fermentação (Ocorre na ausência de O2)
Objetivo: reoxidar o NADH.H+ e produzir um mínimo de ATP
Glicose
2 Ácidos pirúvicos
2 ADP
2 ATP
2 NAD red
2 NAD ox
Produto
Fermentação Alcóolica
Ex: leveduras (anaeróbicos facultativos). Produção de vinho, cerveja, pão, etc.
 Ácido pirúvico
 NAD red
 NAD ox
Etanol + CO2
Rendimento: 2 ATP´s.
2. Fermentação Lática 
Ex: células musculares, bactérias. Fabricação de queijos, coalhadas e iogurtes.
 Ácido pirúvico
 NAD red
 NAD ox
Ácido Lático
Rendimento: 2 ATP´s.
3. Respiração Anaeróbia
O aceptor final na cadeia transportadora de elétrons NÃO É O O2
Pode ser um nitrato, um sulfato ou um carbonato.
Ex: bactérias desnitrificantes. 
Fotossíntese
Geração de moléculas orgânicas a partir de moléculas inorgânicas NA PRESENÇA DE LUZ
6CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 
 2 etapas:
- Fase luminosa (clara) – nas membranas do tilacóide
- Fase escura – no estroma
 Fase luminosa da Fotossíntese (na membrana dos tilacoides):
Absorção de luz e produção de ATP e NADP reduzido
Pigmentos fotossintéticos: clorofila (a e b), carotenóides e ficobilinas
Fotossistemas (PSI e PSII ): complexos protéicos com clorofila e outros pigmentos. Quando iluminados perdem e- que passam por uma cadeia transportadora, liberando energia para produção de ATP.
1. Fotofosforilação acíclica:
OBS: Ocorre a fotólise da água e a consequente liberação de O2.
ATP e NADPH.H+ seguem para a fase escura.
Produção de ATP na presença de luz
2. Fotofosforilação cíclica (em algumas bactérias)
 Fase escura da Fotossíntese (no estroma)
Também chamado de Ciclo de Calvin ou Ciclo das pentoses.
Depende de NADP reduzido e ATP formados pela fase clara para reduzir o CO2!!
3 CO2
3-fosfoglicerato
1,3 difosfoglicerato
Gliceraldeído 3-fosfato (3C)
Ribulose 5-fosfato
Frutose 1,6 difosfato
Glicose / amido
Ribulose 1,5 –difosfatofosfato (5C)
Rubisco
ATP
ADP
NADPH
NADP
Regeneração
OBS: São necessários 6 CO2 para formar 1 glicose.
A cada 2 ciclos forma-se 1 glicose.
OBS: Formação de ADP + P e NADP oxidado que serão usados na fase clara.
a cada 2 ciclos
Interdependência entre as fases clara e escura
CO2 + H2O 
 Vira glicose vira O2
Ponto de compensação fótica
Ponto de saturação luminosa
 Fatores que afetam a fotossíntese: 
 Intensidade luminosa:
 Concentração de CO2: aumenta o ponto de saturação luminosa
 Temperatura: estimula fotossíntese
Plantas CAM (metabolismo ácido das crassuláceas): cactos, bromélias (abacaxi) e lírios
 Em ambientes secos
 Abrem os estômatos somente a noite
 Separação TEMPORAL do armazenamento de CO2 e da fotossíntese
 Armazena CO2 em ácido málico durante a noite.
Noite:
Fosfoenolpiruvato + CO2 = malato
Dia:
Malato é descarboxilado= fosfoenolpiruvato + CO2
Plantas C4: milho, cana-de-açucar, orquídea
Problema: Com pouco CO2 a rubisco pode consumir O2: fotorrespiração
 Em ambientes bem iluminados, secos e quentes
 Estômatos parcialmente fechados durante o dia
 Separação ESPACIAL do armazenamento de CO2 e da fotossíntese
 Armazena CO2 em ácido málico nas células da bainha
 Folhas com histologia peculiar
Células do parênquima clorofiliano (mesófilo) - captam e fixam CO2:
fosfoenolpiruvato + CO2 = malato (4C)
Células da bainha:
Malato é descarboxilado = fosfoenolpiruvato + CO2
Células da bainha vascular
Os estômatos são estruturas encontradas na maioria dos órgãos aéreos dos vegetais. Situados
na epiderme, são formados por duas células-guarda que controlam a abertura de um orifício, o
ostíolo. Eles desempenham papel fundamental na fotossíntese, pois permitem as trocas gasosas
no vegetal.
A abertura dos estômatos de duas espécies vegetais, A e B, foi monitorada em duas condições:
uma das espécies foi mantida em ambiente quente e seco; a outra em ambiente quente e
úmido. Observe, no gráfico, a porcentagem máxima de abertura dos estômatos verificada ao
longo de um dia:
Identifique a espécie mantida em ambiente quente e úmido. Justifique sua resposta.
Indique se a concentração de íons potássio no interior das células-guarda da espécie A será
maior ou menor em comparação à da espécie B, às 12 horas. Justifique sua resposta.
Quimiossíntese:
Síntese de substâncias orgânicas a partir da energia liberada por reações de oxirredução
Em bactérias autotróficas:
 Metanogênicas: H2 + CO2 = CH4. Lixões, pântanos e tubos digestivos;
 Do gênero Ferrobacillus: oxidam íon ferroso (Fe++) a íon férrico (Fe+++), obtendo ATP.
 Nitrosomonas e Nitrobactérias: oxidam amônia a nitrito e nitrito a nitrato, obtendo ATP.
As plantas apresentamdiferentes tipos de metabolismo fotossintético, de acordo com o
ambiente em que se desenvolvem. Para estudar essas diferenças, três espécies vegetais, A, B e
C, foram submetidas a condições experimentais controladas, nas quais mediu-se a assimilação
de CO2 pelas folhas em função da variação de temperatura.
A partir da análise do gráfico, indique a curva correspondente à planta com metabolismo ácido
das crassuláceas – CAM. Justifique sua resposta.
Aponte a principal vantagem do metabolismo CAM e cite uma característica morfológica típica
das crassuláceas.