bioquímica via glicolitica

Prévia do material em texto

Via Glicolítica ou Glicólise
A glicólise (ou via glicolítica) é uma via central, quase universal de catabolismo de carboidratos. É o primeiro estágio do metabolismo, e consiste em um processo anaeróbico (processo de fermentação), com saldo positivo de 2 ATP (adenosina trifosfato) e 2 piruvatos (que podem ser convertidos a lactato ou a Acetil-CoA, e entrar no Ciclo de Krebs). Mas para entender esta via, é necessário que saibamos de onde veio a glicose que será usada para a formação dessa energia.
O corpo humano (assim como todos os seres vivos) necessita de energia para a realização de suas funções vitais. Os carboidratos são fontes rápidas de energia, e serão degradados por enzimas digestivas para que passem da luz intestinal ao sangue, visto que o organismo não é capaz de absorver moléculas maiores. Esses carboidratos serão degradados até que cheguem ao monossacarídeo glicose. A glicose é uma molécula formada por 6 átomos de carbono que, além de um excelente combustível, é também uma precursora muito versátil, capaz de suprir uma enorme variedade de intermediários metabólicos em reações biossintéticas.
A glicose proveniente da alimentação será a base para a formação de energia necessária para a manutenção do nosso organismo, e para que realizemos nossas funções diárias.
A partir do momento em que dissacaridoses degradam dissacarídeos em glicose, na luz do intestino, estas moléculas seguirão para a corrente sanguínea. Para isso, a glicose associa-se ao sódio, e assim, atravessa microvilosidades e canais específicos. 
Podemos então definir a concentração de glicose no sangue como glicemia:
- Alta concentração de glicose no sangue: hiperglicemia.
- Baixa concentração de glicose no sangue: hipoglicemia.
- Concentração ideal de glicose no sangue (indivíduo em jejum - 70 a 99mg/dL): normoglicemia
A glicose que está no sangue, precisa então, entrar na célula, para que a glicólise aconteça. Para isso, inicia-se a Via de Sinalização da Glicose, no qual o hormônio insulina, produzido no pâncreas, atua estimulando uma cascata de reações bioquímicas ao se ligar ao seu receptor IR. Ao se ligar ao IR, este estímulo prossegue pelas proteínas IRS1->PI3K->AKT, respectivamente, até que o GLUT (transportador de glicose) receba este estímulo e haja a sua translocação para a membrana da célula, abrindo um canal para a entrada da glicose do meio extracelular, para o interior da célula.
	
	Glicose na corrente sanguínea, e insulina estimulando sua entrada nas células. Fonte: Google. 
Agora sim, temos glicose dentro da célula, e podemos começar a descrever a glicólise, que possui 10 reações para a conversão da glicose, e é divida em duas fases: preparatória e fase de pagamento.
FASE PREPARATÓRIA: há a preparação para a transferência de elétrons e a fosforilação do ADP, utilizando a energia da hidrólise de ATP.
·     1ª etapa (primeiro gasto de energia e reação irreversível)
Imagine que a glicose é uma molécula um tanto quanto rebelde, e se alguém não a prender dentro da célula, ela acaba escapando. Por isso, ocorre um processo de fosforilação da glicose, pela enzima Hexoquinase, para que glicose permaneça na célula. O ATP doa um fosfato ao carbono 6 (C-6) da molécula de glicose e, portanto, o produto desta reação será glicose-6-fosfato.
GLICOSE + ATP → G6P + ADP
Lembrete: ressalta-se aqui que a glicose não perde nenhum carbono, há apenas um rearranjo na sua estrutura.
Para a adição do fosfato (fosforilação) à glicose, há o primeiro gasto de energia. Note que para que a reação ocorra, a hexoquinase requer o cofator Mg2+, porque ele protege as cargas negativas do grupo fosforil do ATP. O complexo MgATP2- promove maior facilidade para a ligação do grupo - OH da glicose ao fosfato, ativando a glicose e mantendo-a dentro da célula.
·     2ª etapa (reação reversível)
Há a isomerização reversível da glicose-6-fosfato, formando frutose-6-fosfato. A enzima que catalisa esta reação é a fosfo-hexose-isomerase.
Lembrete: novamente, há apenas um rearranjo, sem perca de carbono, visto que a glicose é uma aldose, e a frutose é uma cetose, mas ambas são hexoses. 
·     3ª etapa (segundo gasto de energia e reação irreversível)
A frutose-6-fosfato é fosforilada, produzindo frutose-1,6-bisfosfato. Esta reação é acoplada à hidrólise deATP, constituindo então o segundo gasto de energia. A G6P e a F6P podem desempenhar papéis em outras vias, mas a frutose-1,6-bisfosfato não, por isso este é um ponto irreversível da glicólise. A enzima que catalisa esta reação é a fosfofrutoquinase-1 (principal enzima reguladora da glicóse). A atividade da PFK-1 é aumentada através de uma modulação alostérica sempre que o ATP estiver em baixo nível ou quando existir um excesso de produtos da hidrólise do ATP, ADP e AMP (principalmente este último). O contrário ocorre quando há muito ATP ou outro combustível como os ácidos graxos na célula, e a mesma não precisa metabolizar glicose para obter energia, e então a PFK-1 é inibida.
·     4ª etapa (reação reversível)
Ocorre a divisão (clivagem) da frutose-1,6-bisfosfato em dois fragmentos de 3 carbonos, formando diidroxiacetona-fostato e gliceraldeído-3-fosfato. A enzima que catalisa esta reação é a aldolase.
·     5ª etapa (reação reversível)
Apenas o gliceraldeído-3-fosfato pode ser diretamente degradada nos passos subsequentes da glicólise. Entretanto, a diidroxiacetona-fostato é convertida reversivelmente em gliceraldeído-3-fosfato, pela enzima triose-fosfato-isomerase.
NOTA: Vocês perceberam que uma molécula de glicose (hexose) foi quebrada e convertida a duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato (triose), portanto, as reações que se seguem serão representadas apenas uma vez, mas na realidade, duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato estarão participando de reações iguais. Ah, e o saldo até agora está negativo, porque foram usados 2 ATPs.
FASE DE PAGAMENTO: até este momento, não houve nenhuma reação oxidativa, e foram usados 2 ATP. Por isso, esta fase recebe este nome, visto que haverá o pagamento duas moléculas de ATP gastas, a partir do gliceraldeído-3-fosfato, com saldo positivo de 2 ATP e 2 Piruvatos.
·     6ª etapa (redução do NAD+ a NADH e reação reversível)
Ocorre a oxidação do gliceraldeído-3-fosfato a 1,3-bisfosfoglicerato, pela enzima gliceraldeído-3-fosfato-desidrogenase. Esta é a reação característica da glicólise, porque envolve a adição de fosfato ao gliceraldeído-3-fosfato e transferência de elétrons para o NAD+ (nicotinamida adenina dinucleotídio). O NAD+ é um transportador de energia, e é reduzido a NADH ao receber dois elétrons e um próton (mais informações no “bônus” no final do post). Como todas as células contém quantidades limitadas de NAD+, a glicólise logo cessaria caso o NADH gerado nesse passo da glicólise não fosse continuamente oxidado.
·     7ª etapa (pagamento dos 2 ATPs gastos e reação reversível)
Há a produção de ATP pela fosforilação do ADP. A enzima que catalisa a reação de conversão do 1,3-bisfosfoglicerato a 3-fosfoglicerato é a fosfoglicertato-quinase. Temos então, o pagamento dos 2 ATPs gastos (lembrando que há 2 ATPs porque essa fase está ocorrendo em dobro). Diferentemente da etapa 6, a fosforilação não é oxidativa, pois não há transferência de elétrons, e sim de fosfato, em nível de substrato. 
·     8ª etapa (reação reversível)
Há um rearranjo do 3-fosfoglicerato, e o fosfato passa do carbono 3 (C-3) para o carbono 2 (C-2). Isso acontece pela enzima fosfogliceromutase (ou fosfoglicerato-mutase). Forma-se então o 2-fosfoglicerato. Nessa reação, vemos novamente o cofator Mg2+.
·     9ª etapa (reação reversível)
Ocorre a desidratação do 2-fosfoglicerato, formando fosfoenolpiruvato, pela enzima enolase.
·     10ª etapa
No último passo da glicólise, há a transferência de fosfato do fosfoenolpiruvato para o ADP, pela enzimapiruvato-quinase, formando o piruvato (inicialmente na forma enólica) e ATP. Depois, há uma tautomerização (açãonão enzimática), e o piruvato alcança a forma cetônica, que predomina em pH 7,0. A reação enzimática inicial requer K+ e Mg2+ ou Mn2+ pela enzima. Como você mesmo lembra, tudo está acontecendo em dobro, e por isso, há 2 moléculas de piruvato e 2 ATP.
FOSFOENOLPIRUVATO + ADP → PIRUVATO + ATP
Vamos à contagem do nosso saldo:
·     Fase preparatória: gasto de 2 ATP
·     Fase de pagamento: produção de 4 ATP e 2 Pituvatos
·     Saldo positivo de 2 ATP e 2 Piruvatos, além de 2 NADH.
PONTOS DE CONTROLE DA GLICÓLISE
Se o organismo não necessitar urgentemente de energia, as vias podem ser "desativadas", para que haja economia de energia. Na glicólise, há então 3 pontos de controle da via:
1º - glicose para glicose-6-fosfato
2º - frutose-6-fosfato para frutose-1,6-bisfosfato (inibição da fosfofrutoquinase pelo excesso de ATP)
3º - fosfoenolpiruvato a piruvato (inibição da piruvato quinase por ATP).
O piruvato formado segue um dos seus três destinos: formação do etanol ou lactato (ambas são vias anaeróbicas) ou a formação da Acetil-CoA (via aeróbica - do Ciclo de Krebs). Os organismos mais desenvolvidos como o homem, transformam o piruvato em Acetil-CoA. As células musculares podem seguir a via do Acetil-CoA ou do Lactato, sendo que esta não há um grande saldo de ATP, por isso é uma via utilizada em situações de emergência, como exercícios físicos sem preparação.
A respiração celular tem três etapas: Glicólise, Ciclo de Krebs e Cadeia Respiratória. Este processo metabólico tem muitos detalhes, o que faz com que este assunto pareça um “bicho de sete cabeças”.  
Mas, se você nos acompanhar nesta revisão, verá que compreender a respiração celular pode ser bem fácil! Vem com a gente! Revise a segunda etapa da respiração celular: o ciclo de Krebs, que ocorre na Matriz Mitocondrial! O Blog do Enem vai te ajudar a gabaritar as questões de Biologia do Enem e dos vestibulares!
Dica 1: Antes de começar a estudar a glicólise, é importante que você conheça os conceitos básicos sobre a respiração celular. Para isso, veja este super post com aula da Khan Academy e texto da professora Juliana Evelyn dos Santos: https://blogdoenem.com.br/biologia-enem-introducao-respiracao-celular/.
Dica 2: Como você sabe, o ciclo de Krebs é a segunda etapa da respiração celular. Para estudar a primeira fase (a glicólise), veja este super post: https://blogdoenem.com.br/biologia-enem-respiracao-celular-parte-glicolise/.
O Saldo da Glicólise: 2 ATP + 2 NADH – Ao fim da glicólise (primeira etapa da respiração celular) a célula possui o seguinte saldo: 2 (duas) moléculas de ATP (a moeda energética da célula que será utilizada para os mais diversos fins), 2 (duas) moléculas de NADH (coenzima que carrega energia na forma de elétrons) e duas moléculas de ácido pirúvico (também chamado de piruvato, possui três carbonos).
Entenda o Ciclo de Krebs
O piruvato e o NADH encontram-se no citoplasma (onde ocorre a glicólise) e serão transferidas para dentro da mitocôndria. Quando o ácido pirúvico passa pela primeira membrana da mitocôndria(membrana mais externa), ele irá perder um carbono na forma de gás carbônico (CO2) formando uma molécula chamada de acetil (um composto com apenas dois carbonos).
Como fazer a Redação do Enem 2019 - Veja!
Logo que o acetil é formado, ele irá reagir com a coenzima A, que irá acelerar a velocidade das reações químicas que ocorrem no Ciclo de Krebs. Essa reação forma uma segunda molécula, chamada de acetilcoenzima A (acetil-CoA). A energia que seria liberada pela quebra da ligação carbônica do piruvato ao se tornar acetil é captura por um NAD+, formando um NADH.
Resumo do ciclo de Krebs
 
Um detalhe importante: você precisa lembrar que cada molécula de glicose quebrada na fase anterior da respiração celular (a glicólise), forma duas moléculas de ácido pirúvico. Assim, cada uma dessas duas moléculas de piruvato vai sofrer a reação de preparação que descrevi anteriormente. Logo, nesta etapa, são formados 2 NADH para cada molécula de glicose.
O ciclo de Krebs ocorre na matriz mitocondrial e precisa de oxigênio para ocorrer. Veja  nesta Fotomicrografia as mitocôndrias (em azul). Registro feito a partir de um microscópio eletrônico de varredura. Colorida artificialmente. As mitocôndrias possuem duas membranas: uma externa e outra interna (que forma as cristas mitocondriais)
Acetil-CoA e a Hidrólise
Após a formar o acetil-CoA ocorrerá uma reação de hidrólise, em que a coenzima A irá ser liberada. Ao mesmo tempo o acetil irá reagir com o ácido oxalacético que possui 4 carbonos, formando uma molécula de 6 carbonos chamada de ácido cítrico (por isso que o ciclo de Krebs também é chamado de ciclo do ácido cítrico).
Para que a energia contida no ácido cítrico seja liberada, uma série de pequenas quebras irá ocorrer, para que estaa energia seja liberada aos poucos. Assim, primeiramente o ácido cítrico perde um carbono na forma de CO2.
Ao perder esse carbono, a energia contida nesta ligação quebrada será capturada por uma molécula de NAD+, formando uma molécula de NADH. O novo composto formado a partir dessa descarboxilação é chamado de ácido cetoglutárico e possui 5 carbonos. O ácido cetoglucárico sofre uma nova quebra liberando mais carbono na forma de gás carbônico. Essa quebra de ligação carbônica produz energia suficiente para a formação de mais um NADH, assim como para a formação de 1 ATP.
A molécula formada a partir da descarboxilação do ácido cetoglucárico é chamada de ácido succínico e possui 4 carbonos. Nesta etapa do ciclo de Krebs, os dois carbonos provenientes da glicose (mais precisamente do ácido pirúvico que deu início ao ciclo), já foram perdidos.
Assim, a continuidade do ciclo de Krebs tem com objetivo restaurar o ácido oxalacético (que se une ao acetil-CoA). Assim, não há mais perda de carbonos, mas sim perda de hidrogênios em reações de desidrogenação. Dessa maneira, na primeira desidrogenação, o ácido succínio será transformado em ácido málico e haverá a formação de FADH2 (molécula carregadora de energia, semelhante ao NADH, mas que carrega menos energia).
Haverá então mais uma reação de desidrogenação e o ácido málico se tornará um ácido oxalacético. Nesta desidrogenação há a formação de mais um NADH. Resumindo: ao fim do ciclo de Krebs temos a formação de 3 NADH, 1 FADH2 e 1 ATP para cada molécula de ácido pirúvico que entrou na mitocôndria.
Assim, se levarmos em consideração que uma molécula de glicose forma dois ácidos pirúvicos, temos a formação de 6 NADH, 2 FADH2 e 2 ATPs para cada molécula de glicose durante o ciclo de Krebs.
Quem é “esse tal” de Krebs?
Sir Hans Adolf Krebs (1900 – 1981) foi um biólogo, médico e químico alemão que estudou ciclos químicos das nossas células. A descrição do funcionamento do ciclo do ácido cítrico (ciclo de Krebs) lhe rendeu o prêmio Nobel em 1953. Veja na foto Sir Hans Adolf Krebs. Créditos da imagem: Science Source / Photo Researchers
Aula Gratuita
Agora, antes de fazer os Exercícios e finalizar sua revisão, veja esta super videoaula do professor Paulo Jubilut do canal Biologia Total, do Youtube:
Exercícios
Agora que você já sabe tudo sobre o ciclo de Krebs e a respiração celular, que tal testar seus conhecimentos? Veja antes a Aula sobre Glicólise, a Fase 1 da Respiração Celular.
01- (IFGO/2012)   O esquema abaixo apresenta uma das etapas metabólicas da respiração celular.
Disponível em: <http://cienciastella.com/krebs.html> Acesso em: 27 mai. 2012
Sobre essa etapa, julgue as afirmativas abaixo:
I. Etapa conhecida como Ciclo de Krebs ou Calvin.
II. Ocorre somente no interior das mitocôndrias.
III.   No final dessa etapa são formados: 2 CO2 + 3 NADH + 1 FADH2 + 1 GTP
IV. O ciclo tem início com uma reação entre a acetil-CoA (acetilcoenzima A) e o ácido oxalacético (oxalacetato).
Assinale a alternativa correta:
a) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
b) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.
c) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras.
d) Somente as afirmativasII, III e IV são verdadeiras.
e) Todas as afirmativas são verdadeiras.
Gab: D
 
02- (UEL PR/2010)   Analise o esquema da respiração celular em eucariotos, a seguir:
(Adaptado de: LOPES, Sônia. Bio 1, São Paulo: Ed. Saraiva, 1992, p.98)
Com base nas informações contidas no esquema e nos conhecimentos sobre respiração celular, considere as afirmativas a seguir:
I. A glicose é totalmente degradada durante a etapa A que ocorre na matriz mitocondrial.
II. A etapa B ocorre no hialoplasma da célula e produz menor quantidade de ATP que a etapa A.
III.  A etapa C ocorre nas cristas mitocondriais e produz maior quantidade de ATP que a etapa B.
IV. O processo anaeróbico que ocorre no hialoplasma corresponde à etapa A.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas I e II são corretas.
b) Somente as afirmativas I e III são corretas.
c) Somente as afirmativas III e IV são corretas.
d) Somente as afirmativas I, II e IV são corretas.
e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.
Gab: C
 
03 – (UDESC SC/2008)  Assinale a alternativa correta, em relação ao saldo final (rendimento líquido), na produção de ATPs pela Via da Glicólise, Ciclo de Krebs e Cadeia Respiratória, respectivamente.
a) 2, 2, 34
b) 2, 4, 32
c) 4, 8, 24
d) 2, 8, 26
e) 4, 4, 30
Gab: A
 
04 – (UFMA/2009)   Com relação a respiração celular, analise as sentenças abaixo e, em seguida, assinale a opção correta:
I. O NAD+ desempenha papel central no metabolismo energético das células, captando elétrons de alta energia, liberados na degradação de moléculas orgânicas e fornecendo-os, em seguida, aos sistemas de síntese de ATP.
II. A glicolise e uma etapa anaeróbica do processo de degradação da glicose, pois não necessita de gás oxigênio para ocorrer.
III.  O ciclo de Krebs tem início com uma reação entre a acetil–CoA e o ácido oxalacético, em que é liberada a molécula de coenzima A e formada uma molécula de ácido cítrico.
IV. A síntese da maior parte do ATP gerado na respiração celular está acoplada a reoxidação das moléculas de NADH e FADH2, que se transformam em NAD+ e FAD, respectivamente.
V. A maior parte do NADH e produzida no interior da mitocôndria, durante a transformação do ácido pirúvico em acetil–CoA e o ciclo de Krebs.
a) Somente I e III estão corretas.
b) Somente II e III estão corretas.
c) Somente II, III e IV estão corretas.
d) Somente I, II, III e V estão corretas.
e) I, II, III, IV e V estão corretas.
Gab: E
A respiração celular é um meio altamente eficiente de quebrar moléculas orgânicas e transferir a energia de suas ligações para moléculas mais simples que podem ser rapidamente utilizadas pela células – os ATPs.  A 1ª fase é a Glicólise. Depois vem O Ciclo de Krebs, e a 3ª fase é a Cadeia Respiratória. Veja aula gratuita.
A cadeia respiratória (também chamada de cadeia transportadora de elétrons ou fosforilação oxidativa), assunto deste post, é a fase final e mais rentável da respiração celular.
Você lembra que durante a glicólise e o ciclo de Krebs as reações de descarboxilação e desidrogenação da glicose geravam vários NADH e FADH2? Pois então! Todas estas moléculas carregadoras de elétrons serão utilizadas nesta etapa da respiração celular e a energia contida nelas será transferida para moléculas de ATP, possibilitando o uso dessa energia pela célula.
A Cadeia Respiratória ocorre na Membrana Interna da Mitocôndria. Nesta membrana interna há várias proteínas transmembrana, um composto orgânico chamado de coenzima Q e várias proteínas com átomos de cobre ou ferro, que são chamadas de citocromos.
Todas estas proteínas formam um circuito que irá realizar as reações necessárias para que esta etapa da respiração celular ocorra. A cadeia respiratória irá ocorrer, portanto, na membrana interna da mitocôndria, que forma as cristas mitocondriais.
Veja na Figura 1: Fotomicrografia de mitocôndrias em células do músculo cardíaco feita com microscópio eletrônico de transmissão e coloridas artificialmente. Na imagem acima podemos ver as dobras da membrana interna da mitocôndria, formando as cristas mitocondriais onde ocorre a cadeia respiratória.
Os elétrons capturados pelas moléculas de NADH e FADH2 irão passar por esse circuito. No início da cadeia  respiratória, o NADH é quebrado, produzindo NAD+ + H+. Ao mesmo tempo, são liberados elétrons altamente energéticos. Esses elétrons liberados são atraídos pelo oxigênio molecular (proveniente da respiração pulmonar) presente na mitocôndria.
Porém, para chegarem até ele, precisam passar pelas proteínas e citocromos presentes nas cristas mitocondriais. Durante o trajeto, os elétrons formarão, juntamente com os transportadores, diferentes compostos provisórios cuja quantidade de energia é menor que a transportada pelo transportador anterior.
Essa energia liberada em cada etapa será utilizada para transportar íons H+ presentes na matriz, para a região entre a crista e a matriz externa da mitocôndria.
Com isso, essa região ficará carregada positivamente e o outro lado da membrana estará carregada negativamente. Assim, os hidrogênios forçarão sua volta tentando acabar com essa diferença de potencial. Para voltar, os hidrogênios poderão passar apenas pelo complexo proteico transmembrana chamado de enzima ATPsintase.
Quando ocorre a passagem de um íon hidrogênio pela ATPsintase, uma parte desta enzima gira (como uma turbina de uma hidrelétrica), produzindo energia que é utilizada para ligar um ADP + um P, formando ATP.
O oxigênio estará no fim da cadeia respiratória, recebendo os elétrons que passaram pelas proteínas. Assim, o oxigênio ficará instável e reagirá com íons H+, formando moléculas de água.
Dica 1: Antes de estudar a cadeia respiratória, é importante que você saiba tudo sobre as fases anteriores da respiração celular – a glicólise e o ciclo de Krebs. Para isso, veja estes posts que irão te ajudar a entender tudo sobre respiração celular: https://blogdoenem.com.br/biologia-enem-respiracao-celular-parte-glicolise/ https://blogdoenem.com.br/biologia-enem-respiracao-celular-ciclo-krebs/
Dica 2 – Ainda está difícil de entender o que ocorre na cadeia respiratória? Então veja esta animação super legal sobre a última etapa da respiração celular: https://www.youtube.com/watch?v=md6JdC98dTU
É importante ressaltar que cada molécula de NADH que libera elétrons durante a cadeia respiratóriaproduzirá energia suficiente para produzir 3 moléculas de ATP. Já os elétrons carregados pelas moléculas de FADH2 são menos energéticos e produzem apenas 2 ATPs. Outro detalhe que deve ser lembrado é que a cadeia respiratória também recebe o nome de fosforilação oxidativa.
Isso porque para formarmos ATP juntamos uma molécula de ADP com 1 fosfato (ADP+P) em um processo chamado de fosforilação, que só é possível devido à oxidação da glicose.
Saldo da cadeia respiratória:
Anteriormente comentei que para cada NADH formam-se 3 ATPs na cadeia respiratória. Então vamos fazer as contas: formamos 2 NADH na glicólise, 2 na entrada do piruvato na mitocôndria e 6 NADH no ciclo de Krebs. Portanto, para cada molécula de glicose que inicia a respiração celular, temos 10 NADH entrando na cadeia respiratória.
Assim, a partir dessas moléculas de NADH, teremos a formação de 30 ATPs. Além dos NADHs temos também a formação de 2 moléculas de FADH2, que rendem 2 ATPs cada durante a cadeia respiratória, totalizando 4 ATPs a partir delas. Então, só na cadeia respiratória, temos a formação de 34 ATPs. S
e juntarmos estes a 34 ATPs, mais os 2 produzidos na glicólise e os 2 produzidos no ciclo de Krebs teremos um saldo de 38 ATPs produzidos em toda a respiração celular a partir de uma molécula de glicose. Atenção! Em algumas células, a entrada do piruvato na mitocôndria gasta 2 ATPs, por isso, o saldo da respiração celular nestas células será de 36 ATPs.
Fique atento(a)! Existem venenos que agem diretamente sobre a cadeia respiratória. Um exemplo é o cianeto de potássio. Essa substância bloqueia a passagem dos elétrons que estão saltando na cadeia respiratória para ooxigênio.
Assim, uma pessoa contaminada pelo cianeto pode respirar desesperadamente, mas não conseguirá completar a respiração celular e poderá morrer, pois suas células não conseguirão produzir energia suficiente para mantê-las funcionando.
Agora que você já sabe tudo sobre a cadeia respiratória e a respiração celular, que tal ver uma videoaula legalzona para fixar o conteúdo? Então veja esta aula do professor Paulo Jubilut do canal Biologia Total: https://www.youtube.com/watch?v=Fm2Ydd2ArT0
E aí, curtiu a videoaula sobre cadeia respiratória? Beleza! Vamos testar seus conhecimentos para ver o que você aprendeu sobre respiração celular?
01 – (FGV/2014)  A produção de adenosina trifosfato (ATP) nas células eucarióticas animais acontece, essencialmente, nas cristas mitocondriais, em função de uma cadeia de proteínas transportadoras de elétrons, a cadeia respiratória.
O número de moléculas de ATP produzidas nas mitocôndrias é diretamente proporcional ao número de moléculas de
a) glicose e gás oxigênio que atravessam as membranas mitocondriais.
b) gás oxigênio consumido no ciclo de Krebs, etapa anterior à cadeia respiratória.
c) glicose oxidada no citoplasma celular, na etapa da glicólise.
d) gás carbônico produzido na cadeia transportadora de elétrons.
e) água produzida a partir do consumo de gás oxigênio.
Gab: E
 
02 – (UEM PR/2013) A liberação de energia a partir da quebra de moléculas orgânicas complexas compreende basicamente três fases: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória. Sobre esse assunto, assinale o que for correto.
01. Na cadeia respiratória, que ocorre nas cristas mitocondriais, o NADH e o FADH2 funcionam como transportadores de íons H+.
02. A glicólise é um processo metabólico que só ocorre em condições aeróbicas, enquanto o ciclo de Krebs ocorre também nos processos anaeróbicos.
04. Nas células eucarióticas, a glicólise ocorre no citoplasma, enquanto o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória ocorrem no interior das mitocôndrias.
08. No ciclo de Krebs, uma molécula de glicose é quebrada em duas moléculas de ácido pirúvico.
16. A utilização de O2 se dá no citoplasma, durante a
Gab: 05
 
03 – (FGV/2013) O cianeto é uma toxina que atua bloqueando a última das três etapas do processo respiratório aeróbico, impedindo, portanto, a produção de ATP, molécula responsável pelo abastecimento energético de nosso organismo.
O bloqueio dessa etapa da respiração aeróbica pelo cianeto impede também a
a) síntese de gás carbônico a partir da quebra da glicose.
b) produção de moléculas transportadoras de elétrons.
c) oxidação da glicose e consequente liberação de energia.
d) formação de água a partir do gás oxigênio.
e) quebra da glicose em moléculas de piruvato.
Gab: D
 
04 – (UNIVAG MT/2013) As células musculares podem realizar a respiração celular ou a fermentação mediante algumas condições. É correto afirmar que
a) a célula muscular utiliza o ATP produzido na respiração celular, pois o gás oxigênio consegue captar elétrons no ciclo de Krebs enquanto na fermentação não há transferência de elétrons.
b) a fermentação ocorre somente em condição anaeróbia e a respiração celular ocorre em condição anaeróbia ou aeróbia, favorecendo a produção de 34 ATP para o trabalho muscular.
c) a respiração celular fornece o gás oxigênio que será utilizado na fermentação muscular, reação que produz pouco ATP pelo fato de não ocorrer no interior das mitocôndrias mas, sim, no citosol.
d) os dois processos dependem das mitocôndrias para ocorrerem, entretanto, apenas a fermentação ocorre na matriz mitocondrial, gerando 2 ATP e ácido lático, prejudicial ao músculo.
e) tanto a respiração celular quanto a fermentação iniciam-se com a glicólise, porém, apenas na primeira ocorre o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória, que geram um elevado saldo energético para o músculo.
Gab: E
 
05 – (UFPR/2013) A figura abaixo representa o transporte de elétrons (e-) pela cadeia respiratória presente na membrana interna das mitocôndrias. Cada complexo possui metais que recebem e doam elétrons de acordo com seu potencial redox, na sequência descrita. Caso uma droga iniba o funcionamento do citocromo c (cit. c), como ficarão os estados redox dos componentes da cadeia?
Gab: A
 
06 – (UEL PR/2010)   Analise o esquema da respiração celular em eucariotos, a seguir:
(Adaptado de: LOPES, Sônia. Bio 1, São Paulo: Ed. Saraiva, 1992, p.98)
Com base nas informações contidas no esquema e nos conhecimentos sobre respiração celular, considere as afirmativas a seguir:
I. A glicose é totalmente degradada durante a etapa A que ocorre na matriz mitocondrial.
II. A etapa B ocorre no hialoplasma da célula e produz menor quantidade de ATP que a etapa A.
III.  A etapa C ocorre nas cristas mitocondriais e produz maior quantidade de ATP que a etapa B.
IV. O processo anaeróbico que ocorre no hialoplasma corresponde à etapa A.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas I e II são corretas.
b) Somente as afirmativas I e III são corretas.
c) Somente as afirmativas III e IV são corretas.
d) Somente as afirmativas I, II e IV são corretas.
e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.
Gab: C
 
07 – (UNIR RO/2010)   Sobre o processo respiratório de uma célula vegetal, analise as afirmativas.
I. Na glicólise, são produzidos ATP e Piruvato.
II. A cadeia respiratória ocorre na matriz mitocondrial.
III.  Fosforilação oxidativa é quando se dá a liberação de CO2.
IV. O oxigênio é o aceptor final dos elétrons da cadeia respiratória.
Estão corretas as afirmativas
a) I e II, apenas.
b) II e III, apenas.
c) I e IV, apenas.
d) II, III e IV, apenas.
e) I, II e III, apenas.
Gab: C
 
08 – (UFPB/2010)   O esquema a seguir mostra parte das reações da cadeia respiratória que ocorre nas membranas internas das mitocôndrias, com detalhe para a produção de ATP (adenosina trifosfato), de acordo com a teoria quimiosmótica.
 
Considerando a estrutura mitocondrial, o processo destacado na figura e a utilização do ATP pelas células, identifique as afirmativas corretas:
I. O ADP é transformado em ATP, a partir da energia resultante de um gradiente de prótons, liberada durante as reações da cadeia respiratória.
II. A síntese de ATP é maior em células que realizam intenso trabalho, como as células da musculatura cardíaca.
III.  O ATP é a moeda universal de transferência de energia entre os produtores de bens (respiração celular) e os consumidores de bens (trabalho celular).
IV. A quantidade de invaginações (cristas) da membrana interna é inversamente proporcional à atividade celular.
V. O cianeto, um veneno de ação rápida que bloqueia o transporte de elétrons, não altera a síntese do ATP.
Gab: I, II, III
 
09 – (UEPG PR/2008) No metabolismo celular existem dois processos predominantes de obtenção de energia: a respiração celular e a fermentação. A respeito deste assunto, assinale o que for correto.
01. Um processo que permite obter energia a partir do açúcar é a fermentação, que ocorre em condições anaeróbias, ou seja, na ausência de oxigênio.
02. A respiração celular ocorre principalmente nas mitocôndrias. Nesse processo a glicose combina-se com o oxigênio do ar, transforma-se em dois resíduos: gás carbônico e água, e libera energia.
04. A energia liberada pela respiração ou pela fermentação nunca é usada diretamente no trabalho celular. Ela é inicialmente armazenada numa molécula especial, o ATP (adenosina trifosfato), sob a forma de ligações químicas muito ricas em energia. O ATP é constituído pela substância adenina, ligada a uma ribose e a três grupos fosfóricos. O ATP pode perder um grupo fosfórico e transformar-se em ADP (adenosina difosfato), liberando energia. O ATP tem duas ligações de alta energia e o ADP tem somente uma dessas ligações. Pode-se considerar o ATP como uma bateria celular “carregada” de energia, enquanto o ADP representa a forma “descarregada”.
08. Os resíduos que a respiração produz são moléculas menores (água e gás carbônico) do que os da fermentação (álcoole gás carbônico). A fermentação libera muito menos energia do que a respiração, porque na fermentação boa parte da energia da glicose não fica disponível por estar armazenada no álcool.
Gab: 15
 
10 – (UNIFOR CE/2008) O processo de respiração celular ocorre tanto no citosol como nas mitocôndrias. As etapas que ocorrem no interior das mitocôndrias são:
a) glicólise e ciclo de Krebs.
b) glicólise e fosforilação oxidativa.
c) glicólise e ciclo das pentoses.
d) ciclo de Krebs e ciclo das pentoses.
e) ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa.
Gab: E
 
11 – (UFU MG/2008) O esquema a seguir representa etapas do consumo de glicose.
Analise o que representam os números 1, 2, 3, 4 e 5 no esquema acima e marque a alternativa correta.
a) 1 – gás carbônico; 2 – álcool etílico; 3 – glicólise; 4 – ciclo de Krebs; 5 – gás carbônico.
b) 1 – ciclo de Krebs; 2 – álcool etílico; 3 – gás carbônico; 4 – glicólise; 5 – ATP.
c) 1 – glicólise; 2 – gás carbônico; 3 – álcool etílico; 4 – ciclo de Krebs; 5 – gás carbônico.
d) 1 – álcool etílico; 2 – ciclo de Krebs; 3 – glicólise; 4 – gás carbônico; 5 – ATP.
Gab: C
 
12 – (UNIMONTES MG/2007) A mitocôndria é considerada como o centro de produção energética da célula, em que ocorrem as principais etapas de degradação dos alimentos para a produção de energia. Assinale a alternativa que contém uma etapa que NÃO ocorre na mitocôndria.
a) Descarboxilação oxidativa.
b) Ciclo de Krebs.
c) Glicólise.
d) Fosforilação oxidativa.
Gab: C
 
13 – (UFRGS/2007) Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmações que seguem, referentes à respiração celular.
(  )  A respiração celular é constituída por três rotas: a oxidação do piruvato, o ciclo do ácido cítrico e o ciclo das pentose
(  )  Nas transferências de íons hidrogênio ao longo da cadeia respiratória, há liberação de elétrons que vão sendo captados por transportadores intermediários como os citocromos
(  )  No ciclo do ácido cítrico, ocorre uma maior produção de ATP do que durante a fase de glicólise
(  )  Nos eucariontes, a fase de glicólise ocorre no interior das mitocôndrias e na ausência de oxigênio
A sequência correta de preenchimento dos parêntese, de cima para baixo, é
a) FFFV
b) FVFV
c) VVVF
d) VFVV
e) FVVF
Gab: E
 
14 – (UFAL/2005) A energia para o metabolismo celular é obtida com a queima de um açúcar, a glicose. Considere as seguintes afirmações sobre esse processo:
I. A glicólise ocorre no citoplasma.
II. O ciclo de Krebs ocorre na mitocôndria.
III.  O transporte de elétrons ocorre no citoplasma.
IV. A glicólise é a etapa de maior geração de energia.
Está correto o que se afirma em
a) I, somente.
b) I e II, somente.
c) II e III, somente.
d) III e IV, somente.
e) I, II, III e IV.
Gab: B
 
15 – (UNIFOR CE/2002) Um tipo de respiração celular pode ser esquematizado da seguinte maneira:
Esse processo e os locais de ocorrência das suas etapas são: respiração:
a) aeróbica, ribossomo e mitocôndria.
b) aeróbica, citosol e mitocôndria.
c) aeróbica, nucléolo e lisossomo.
d) anaeróbica, citosol e membrana.
e) anaeróbica, nucléolo e lisossomo.
Gab: B
 
16 – (UEPB/2002) Complete a frase a seguir, com as expressões indicadas corretamente nas alternativas abaixo:
“A respiração ______ se desenvolve sobretudo no(a) _____, organela citoplasmática que atua como verdadeira usina produtora de _____”.
a) anaeróbica; complexo de Golgi; energia.
b) aeróbica; mitocôndria; energia.
c) anaeróbica; mitocôndria; energia.
d) aeróbica; ribossomos; energia.
e) aeróbica, cloroplastos; energia.
Gab: B
 
17 – (UFMT/2002)  A respiração celular, pela utilização da glicose como substrato, envolve três fases importantes:
a) Transformação da glicose em ácido pirúvico;
b) Ciclo de Krebs;
c) Cadeia de transporte de elétrons, com liberação de energia.
 
A respeito das fases da respiração celular, julgue os itens.
00. Na glicólise, reação que ocorre no citoplasma, a glicose sofre sucessivas transformações até chegar a ácido pirúvico.
01. Os H+ retirados da molécula de glicose não ocasionam acidose da célula porque os O2 combinam-se com eles, formando moléculas de H2O.
02. O Ciclo de Krebs, também chamado Ciclo do Ácido Cítrico, ocorre nas cristas mitocondriais, mais precisamente nos corpúsculos elementos.
03. A função da cadeia respiratória ou cadeia de transporte de elétrons é a formação de moléculas de ATP, processo chamado fosforilação oxidativa.
Gab: CCEC
 
18 – (UERJ/2001) Usando-se uma preparação de mitocôndrias isoladas, incubada em condições adequadas, foram medidas as taxas de consumo do oxigênio e do substrato e a taxa de produção de ATP, em duas situações:
I. ausência de cianeto;
II. presença de cianeto.
Observe o gráfico que representa o resultado desse experimento.
Indique a ação do cianeto na cadeia respiratória mitocondrial.
Gab: O cianeto é um inibidor da cadeia respiratória mitocondrial.