Metabolismo energético das células

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METABOLISMO ENERGÉTICO 
DAS CÉLULAS
Profª. Cristiane B. D’Oliveira
O QUE VEM À NOSSA MENTE QUANDO OBSERVAMOS ESTA FIGURA?
 Que processos metabólicos estão representados
na figura?
 Por que dizemos que os dois processos
representados na figura são complementares?
 Todos os seres vivos obtêm energia na mesma
forma?
 É o conjunto de transformações que as substâncias químicas sofrem no interior
dos organismos vivos.
 São essas reações que permitem a uma célula ou um sistema transformar os
alimentos em energia, que será utilizada pelas células para que as mesmas se
multipliquem, cresçam e movimentem-se.
 O metabolismo é o conjunto de reações químicas responsáveis pelos
processos de síntese e degradação dos nutrientes na célula.
 Divide-se em 2 etapas:
 Catabolismo  Degradação, quebra de moléculas, com consequente
produção de energia. Ex: quebra da glicose
 Anabolismo  Síntese, formação de moléculas, envolvendo consumo de
energia. Ex: união de várias moléculas de glicose para a síntese de glicogênio.
METABOLISMO
Os Seres Vivos e a Energia
 Os organismos vivos são sistemas complexos e organizados que
necessitam de uma grande quantidade de energia para manter seus
processos vitais.
 É dos alimentos, mais exatamente
das moléculas orgânicas que os
compõem, que os seres vivos obtém
energia.
Os Seres Vivos e a Energia
 A fonte de energia mais importante
para os seres vivos é a luz solar.
 Nem sempre disponível, a energia
luminosa é convertida em energia
química presente em moléculas
orgânicas, que podem ser estocadas
para uso posterior.
Fluxo de matéria e de energia nos ecossistemas
Tipos de reações químicas que fazem parte do metabolismo celular
Reações exotérmicas
Liberam energia para o ambiente
Reações endotérmicas
Absorvem energia do 
ambiente
Como exemplo de reação química endotérmica 
temos a fotossíntese e como exemplo de reação 
química exotérmica temos a respiração celular. 
 Todos os processos celulares dependem de energia para acontecer.
 Essa energia é obtida dos alimentos e pode ser prontamente utilizada
pela célula ou armazenada em uma molécula especial chamada de ATP.
 O ATP é a molécula armazenadora de energia na célula
A MOLÉCULA DE ATP 
(adenosina trifosfato)
 Participa de todos os processos energéticos da célula:
 Necessidade de energia  Quebra do ATP, liberando um fosfato e
formando ADP (difosfato de adenosina).
ATP  ADP + P
Obs: ligações entre os 2 fosfatos (ADP) podem, ainda, ser quebradas, formando
AMP (monofosfato de adenosina) e liberando mais energia.
 Não há demanda energética  Síntese de ATP, através da união de
um fosfato ao ADP.
ADP + P  ATP
 Reações reversíveis.
Acontecem o tempo todo na célula.
 Objetivo: liberar ou armazenar energia
A MOLÉCULA DE ATP
FORMAS DE OBTENÇÃO DE ENERGIA
(Produção de ATP )
A quebra da molécula orgânica para liberar energia pode se
dar de duas maneiras:
• Respiração celular: quebra completa da molécula de
glicose na presença de oxigênio.
• Fermentação: quebra parcial da molécula de glicose na
ausência de oxigênio.
Respiração Celular
 A respiração corresponde à degradação completa da molécula de glicose
originando gás carbônico e água.
 O saldo energético é de 30 moléculas de ATP.
 A respiração acontece no citoplasma dos seres procariontes. Nos
eucariontes, tem início no citoplasma, continua e termina nas mitocôndrias .
A presença de átomos de oxigênio é condição básica para a respiração e a
origem dos mesmos permite identificar dois tipos diferentes desse processo:
1) Respiração Aeróbia – quando o oxigênio consumido é o O2 (gás
oxigênio). Realizada por muitos procariontes, protistas, fungos e pelas
plantas e animais.
2) Respiração Anaeróbia – quando o oxigênio consumido tem origem de
substâncias inorgânicas como carbonatos (CO3
- 2), nitratos (NO3
−),
sulfatos (SO4
2- )etc. Realizada apenas por alguns tipos de bactérias.
Respiração Celular
FERMENTAÇÃO
 Processo mais simples de produção de energia.
 Processo ANAERÓBICO (ausência de O2).
 Ocorre no CITOPLASMA.
 Realizado naturalmente por fungos, bactérias, e, em algumas situações, por nossas células
musculares.
 O homem há décadas utiliza este processo natural para produção de alimentos, bebidas
(iogurtes, leites, fermentados, pães, cervejas, vinhos...).
 Tipos de Fermentação:
 Alcoólica
 Lática
 Acética
FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA
 O açúcar é degradado em álcool etílico (etanol), liberando
também gás carbônico e energia.
 Fabricação de pães, vinhos, cervejas, álcool combustível.
AÇÚCAR  ÁLCOOL + CO2 + ENERGIA
FERMENTAÇÃO LÁTICA
 O açúcar do leite (lactose) é degradado, formando
ácido lático e liberando energia.
 Ácido lático: coagulação de proteínas.
 Fabricação de queijos, iogurtes e coalhadas.
 AÇÚCAR  ÁCIDO LÁTICO + ENERGIA
 Ocorre também em nossas células musculares, em situações de grande demanda
energética, quando fazemos um esforço muscular intenso, como nos exercícios físicos
prolongados.
 A quantidade de energia que chega aos nossos músculos é insuficiente para fornecer
toda a energia necessária à atividade desenvolvida.
 As células musculares passam a realizar o processo mais simples de obtenção de
energia, que é a fermentação.
AÇÚCAR  ÁCIDO LÁTICO + ENERGIA
 O acúmulo de ácido lático nas fibras musculares (células musculares) causa dores,
cansaço e cãibras.
FERMENTAÇÃO LÁTICA
FERMENTAÇÃO
ALCOÓLICA
Álcool Etílico
2 ATP de
Energia
Gás Carbônico
LÁTICA
Ácido Lático
2 ATP de
Energia
Sem Oxigênio 
FERMENTAÇÃO ACÉTICA
 Realizada por alguns tipos de bactérias que fermentam o açúcar, produzindo
ácido acético, gás carbônico e energia.
 Fabricação de vinagres.
AÇÚCAR  ÁCIDO ACÉTICO + CO2 + ENERGIA
 Expressão popular: “O vinho virou vinagre!”
Etanol, em contato com O2 forma ácido acético.
 Garrafas de vinho devem ser mantidas bem fechadas para evitar o 
acúmulo deste ácido acético, que altera o sabor do vinho.
RESPIRAÇÃO CELULAR 
AERÓBICA
 Processo mais complexo de produção de energia.
 Ocorre em eucariontes (citoplasma e nas mitocôndrias) e em
procariontes (citoplasma e na parte interna da membrana plasmática).
Processo AERÓBICO (há participação de O2).
 Rendimento energético muito maior que o da fermentação !!!
1 molécula açúcar  30 ATP
 Respiração aeróbica envolve 2 fases:
• Troca de gases através de membranas respiratórias;
• Respiração celular.
TROCA DE GASES ATRAVÉS DE MEMBRANAS RESPIRATÓRIAS
 Através de finas membranas que devem estar sempre úmidas,
para permitir a passagem dos gases.
 Transporte se dá por DIFUSÃO SIMPLES.
 Depende das diferenças nas concentrações dos gases dentro e
fora das membranas.
TROCA DE GASES ATRAVÉS DE MEMBRANAS RESPIRATÓRIAS
HEMATOSE  processo em que ocorre a troca de gases, nos
alvéolos pulmonares e o O2 atravessa as membranas dos alvéolos e
chega até às células.
O processo de difusão simples para as trocas gasosas ocorre em 
outros tipos de respiração
Nos vegetais, as trocas gasosas ocorrem em estruturas presentes nas 
superfícies das folhas, denominadas ESTÔMATOS.
Quadro comparativo entre Respiração Aeróbia e 
Fermentação 
• Quebra completa de glicose.
• Exige a presença de O²
• Há formação de água como
produto final.
• Produto oxidado totalmente
decomposto em CO² e H²O,
liberando muita energia.
• Formação de grande número de
moléculas de ATP que
armazenam essa energia.
• Glicólise, ciclo de Krebs e
cadeia respiratória.
• Ocorre com a maioria dos seres
vivos.
• Quebra incompleta de glicose.
• Não utiliza O²
• Não há formação de água.
• Produto oxidado parcialmente
decomposto, não liberando toda
a energia disponível, sobram
resíduos energéticos.
• Formação de pequeno número
de moléculas de ATP.
• Glicólise apenas (ácido pirúvico
se decompõe em ácido láctico,
etanol ou em ácido acético).
• Ocorre com algumas bactérias,
leveduras, vermes intestinais e
células musculares.Respiração Aeróbica Fermentação