Os processos energéticos celulares

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Os processos energéticos 
celulares. 
 
Objetivos: Descrever as transformações de energia sofridas pelos 
organismos. 
 
Caracterizar a fotossíntese, a respiração celular e a fermentação. 
• Praticamente toda a energia presente nas moléculas 
orgânicas dos seres vivos provém da luz solar ? 
 
• Essa energia está armazenada na forma potencial, nas 
ligações químicas entre átomos e moléculas orgânicas 
produzidas.. 
 
• A respiração celular ou fermentação transferem para 
moléculas de ATP a energia armazenada nas 
moléculas de alimento, tornando-a disponível para as 
atividades vitais. 
Respiração Celular 
 
• Produz ATP através da respiração celular. 
 
• Processo de oxidação: O2 agente oxidante de moléculas orgânicas. 
 
• Há degradação de ácidos graxos, ou glicídios e Glicose. 
 
• Formando moléculas de CO2 e H2O. 
 
 
 
 
• Liberação de energia: utilizada na produção de ATP a 
partir de ADP e Pi. 
 
 
• Equação geral da respiração aeróbia da glicose. 
 
 
 
• C6 H12 O6 + 6 O2 + 30 ADP + 30 Pi  6 CO2 + 6 H2O +30 ATP. 
 
 
Glicólise 
 
 
• Uma sequencia de 10 reações químicas. 
 
• Catalisadas por enzimas no citosol. 
• 
• 1 molécula de glicose é quebrada em 2 de ácido pirúvico. 
 
• Saldo líquido positivo de 2 ATP. 
 
• Liberam 4 e- e 4 H+. 
 
• Esses elétrons são capturados por dois NAD+ . 
 
• Que são os aceptores de elétrons e do H+ . 
 
 
• Etapa anaeróbia do processo 
de degradação da glicose. 
 
• As etapas seguintes serão 
aeróbicas. 
 
 
• Na falta do O2 os ácidos 
pirúvicos se transforma no 
citosol, em ácido lático ou 
etanol. 
 
Ciclo de Krebs 
• O ácido pirúvico produzido na glicólise é 
 
• transportado para mitocôndria. 
 
 
• E reage imediatamente com uma sub. Coenzima A 
(CoA). 
 
 
• Nessa reação é produzida 1 molécula de acetilCoA e 
CO2. 
Ciclo de Krebs 
• Nela também participa uma molécula NAD +. 
• Que se transforma em NADH ao capturar: 
 
• 2 elétrons de alta energia e um dos H+ liberados na 
reação: 
 
• Ácido Pirúvico + CoA + NAD+  AcetilCoA + NADH + CO2 + H+. 
Inicio do ciclo de Krebs 
• Tem início com uma reação entre acetilCoA e o ácido 
• Oxalacético em que é liberada a coenzima A e forma: 
 
• Uma molécula ácido cítrico. 
 
• Após oito reações são liberados dois CO2. 
 
• Elétrons de alta energia e íons H+. 
 
• O ácido oxalático é recuperado intacto ao final do 
processo. 
 
• Pronto para se combinar com acetilCoA e reiniciar o ciclo. 
• Os elétrons de alta energia e os íons H+. 
 
 
• São capturados por moléculas de NAD+. 
 
• Que se transformam em NADH. 
 
• E por outro aceptor de elétrons o FAD. 
 
• Que se transforma em FADH2. 
 
• Ao longo do ciclo são formados 3 NADH e 1 FADH2 
 
• Em uma das etapas do ciclo, a energia liberada. 
 
• Permite a formação de GTP a partir de GDP. 
• O GTP é muito semelhante ao ATP. 
 
• A diferença é deste apenas por apresentar a base 
nitrogenada guanina em vez de adenina. 
 
• O GTP fornece energia para alguns processos celulares 
como a síntese de proteínas. 
 
 
• Também pode ser convertido em ATP. 
 
 
Em resumo no ciclo de Krebs são 
formados: 
 
 
 
 
• 2 CO2 + 3 NADH + 1 FADH2 + 1 GTP ( equivalente 1 AT.P) 
Fosforilação oxidativa. 
• A síntese da maior parte do ATP gerado na respiração celular, ocorre 
durante a reoxidação de NADH e FADH2. 
 
 
 
• Que se transformam em NAD+ e FAD. 
• Nessa reoxidação são liberados elétrons com alto níveis de energia. 
• Provenientes da degradação de moléculas orgânicas. 
• Que após perderem o excesso de energia reduzem o O2 a molécula de H2O: 
 
 
• 2 NADH+ 2 H+ + O2  2 NAD+ + 2 H2O. 
• 2 FADH2 + O2  2 FAD + 2 H2O. 
 
 
Fosforilação oxidativa 
• A energia liberada gradativamente pelos elétrons 
durante a sua transferência até o O2 . 
 
• É utilizada para produzir ATP. 
 
• O termo fosforilação oxidativa refere-se 
justamente a produção de ATP. 
 
• Pois a adição de fosfato ao ADP para formar ATP. 
 
• É uma reação de fosforilação. 
• E oxidativa por que ocorre oxidações. 
 
 
 
• É processo de transferência de elétrons do NADH e 
do FADH2 até o O2. 
 
• É realizado por 4 grandes complexo de proteínas. 
 
• Dispostos em sequencia na membrana da 
mitocôndria. 
 
• Entre os compostos desses complexos destacam-se: 
 
• Citrocomos. 
 
• Proteínas transferidoras de elétrons que possuem: 
 
• Ferro ou Cobre em sua composição. 
 
• Cada conjunto sequencial de transferidores é chamado de : 
 
• Cadeia transportadora de elétrons ou cadeia 
respiratória. 
 
 
• Durante a passagem pela cadeia respiratória os elétrons 
liberam seu excesso de energia. 
 
• Que é utilizado para forçar a transferência de íons H+. 
 
• Para o espaço existente entre as duas membranas. 
 
• Os H+ acumulados á força no espaço entre as 
membranas. 
 
• Tendem a se fundir para matriz mitocondrial. 
 
• Mas podem fazê-lo passando através do complexo de 
proteínas. 
 
• Chamado de sintetase do ATP. 
 
 
• Que comparada a uma turbina que gira movido 
pela passagem de íons H+ produzindo energia 
para: 
• 
• unir o ADP + Pi e transformá-los: 
 
• ATP. 
 
• De volta ao interior da mitocôndria os H+ 
combinam-se com elétrons transportados pela 
cadeia. 
• E com átomos provenientes do O2. 
 
• Formando moléculas de H2O. 
 
 
Cadeia transportadora de elétrons 
 
Fermentação 
 
• É um processo de obtenção de energia em que subs. orgânicas do alimento 
são degradas parcialmente. 
 
• Gerando moléculas orgânicas menores. 
 
• Utilizadas por fungos e bactérias que vivem em ambientes pobres em O2. 
 
• Nossas células também utilizam se faltar o O2 na respiração celular. 
 
• Semelhante á glicolise. 
 
 
• Glicose é degrada a 2 moléculas de ácido pirúvico. 
 
• Liberando energia suficiente para um rendimento de 2 ATP. 
 
• O ácido pirúvico recebe e- e H+ do NADH, transformando-se em: 
 
• Ácido lático ou etanol. 
 
 
• Dependo do tipo de organismo que realiza o processo. 
Tipos de fermentação 
• Fermentação láctica. 
 
 
• Fermentação 
alcóolica. 
Fermentação Láctica 
• O ácido pirúvico transforma-se em ácido láctico. 
 
• Este tipo de fermentação ocorre em bactérias que 
fermentam o leite. 
 
• O sabor azedo das coalhadas e iogurtes vem do 
acumulo deste ácido. 
 
• Ele causa abaixamento do pH do leite (maior acidez) o 
que leva á coagulação das proteínas e a formação de 
um coalho sólido. 
Fermentação Alcoólica 
• O ácido pirúvico transforma-se em etanol e gás 
carbônico. 
 
• Esse tipo de fermentação é feita pelo fungo 
Saccharomyces cerevisiae, uma levedura. 
 
• Conhecida como fermento. 
 
• Há milênios a humanidade utilizam essas leveduras na 
fabricação de bebidas alcoólicas. 
 
• E na fabricação de pães. 
 
Fotossíntese 
• Processo celular pelo qual a maioria dos 
seres autotróficos produz substâncias 
orgânicas. 
 
• Energia necessária provem da luz e fica 
armazenada nas moléculas de glicídios 
na forma de energia química. 
 
• O tipo simples é realizado pelas algas, 
plantas e alguns tipos de bactérias. 
 
• Utiliza como reagentes o CO2 e a H2O e 
gera o O2 
 
 
• Consiste em dezenas de reações químicas. 
 
• Possui 2 etapas básicas: 
 
• Fotoquímica reações de claro ( fotofosforilação 
e fotólise da H2O).• Química reações de escuro ( ciclo das pentoses). 
Fotofosforilação e produção de ATP 
 
• Processo de produção de ATP que utiliza energia proveniente da luz. 
 
• A energia luminosa é captada pelas moléculas de clorofila. 
 
• Que estão organizadas nas membranas internas do cloroplasto. 
 
• Chamados complexos de antena. 
 
Fotofosforilação 
• Os elétrons da clorofila, ao serem excitados pela luz 
adquirem um alto nível de energia. 
 
• E saltam para fora da molécula. 
 
• Sendo capturados por substâncias aceptoras que 
formam cadeias transportadoras de elétrons. 
 
• Nessas cadeias, os elétrons são transferidos 
sequencialmente de uma aceptora a outra. 
Fotofosforilação 
• Liberando parte da energia captada da luz. 
 
• O ultimo aceptor de elétrons das cadeias 
transportadoras do cloroplastos é o NADP+. 
 
• A energia liberada pelos elétrons em sua passagem 
pelas cadeias transportadoras é utilizada para 
forçar a passagem de H+. 
 
• Através das membranas tilacóides. 
Fotofosforilação 
• Os prótons de H+ se deslocam do estroma para 
dentro dos tilacóides. 
 
• Onde se acumulam. 
 
• Se concentram até se difundir de volta ao estroma. 
 
• E para isso atravessa os complexos de sintetases de 
ATP. 
Fotofosforilação 
• Esses complexos são como motores moleculares 
rotatórios. 
 
• Que giram com a passagem dos íons H+. 
 
• Levando a produção de ATP. 
 
• Pela adição de grupos de fosfato a moléculas de ADP. 
Fotólise da água 
 
• A clorofila perde elétrons pela excitação luminosa. 
 
• E os recupera retirando-os de moléculas de água. 
 
• Ao ter os e- removidos as moléculas de H2O decompõem-se em íons de H+ e 
átomos livres de O. 
 
• Que unem-se dois a dois formando moléculas de O2. 
 
• 2 H2O -> O2 + 4 H+ + 4 H+ + 4 e- 
 
 
 
Ciclo das pentoses 
• É um conjunto de reações responsável pela produção 
de glicídios a partir de moléculas de CO2. 
• 
• de H transportados pelo NADPH2 e de energia 
fornecida pelo ATP . 
 
• O CO2 é proveniente do ar; 
 
• O ATP foi formado pela fotofosforilação. 
• 
• E os átomos de H são provenientes da fotólise da H2O. 
Ciclo das Pentoses 
• O glicídio que se forma na fotossíntese é o 3- fosfato 
gliceraldeído. 
 
• Equação Geral: 
 
 Luz 
• CO2 + 2 H2O  C(H20) + O2 + H2O. 
• Glicídio. 
 
• As moléculas de 3-fosfato de gliceraldeído formada no 
ciclo das pentoses podem seguir dois caminhos. 
 
 
Ciclo das Pentoses 
• A maioria delas sai do cloroplastos e transforma-se em 
sacarose no citosol. 
 
• As que permanecem no cloroplasto são convertidas 
diretamente amido e armazenadas durante o dia. 
 
• Durante a noite, esse amido é transformado em 
sacarose. 
 
• E sai para o citosol, de onde é exportado por meio do 
floema para as demais partes da planta, 
Ciclo das Pentoses 
• Parte do glicídios produzidos na fotossíntese é 
utilizada imediatamente nas mitocôndrias da célula. 
 
• Outra parte é transformada nas diversas substâncias 
orgânicas de que a planta necessita como: 
 
• aminoácidos vários tipos de açúcar, gorduras, celulose 
etc.