Energia para a vida

  • A fonte de energia utilizada pelos seres vivos e o Sol.
  • Seres fotossintetizantes captam luz solar e a partir dela produzem substâncias orgânicas capazes de armazenar grandes quantidades de energia química.

Metabolismo energético

  • Todos os processos celulares demandam energia, que as células obtém a partir de moléculas orgânicas que lhes servem de alimento.
  • Os átomos estão ligados por uma energia armazenada, chamada energia química.
  • Numa reação química essa energia pode ficar disponível e pode se transformar em qualquer outro tipo de energia.
  • As células utilizam a energia química contida nas moléculas de nutrientes e a transformam em calor, movimento, energia elétrica, ou ainda transferem essa energia química para outras moléculas que elas produzem.

Como as células obtêm energia do alimento?

  • A estratégia consiste em transferir a energia liberada na quebra do alimento para moléculas armazenadas, capazes de fornecer energia aos processos que necessitem dela.
  • O principal responsável por essa função e o trifosfato de adenosina, conhecida o ATP.

Como as células obtêm energia do alimento?

  • A estratégia consiste em transferir a energia liberada na quebra do alimento para moléculas armazenadas, capazes de fornecer energia aos processos que necessitem dela.
  • O principal responsável por essa função e o trifosfato de adenosina, conhecida o ATP.

ATP

  • A energia liberada pela respiração celular ou fermentação é inicialmente armazenada numa molécula chamada ATP.

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O processo da fotossíntese

  • A equação da fotossíntese:

6CO2     +    12 H2O    +    energia  →  C6H12O6    +   6O2

(gás carbônico)  (água)             ( luz )           (glicose)         (gás oxigênio)

O processo da fotossíntese

  •  A equação da fotossíntese:

6CO2        +    12 H2O   +   energia→   C6H12O6      +      6O2

(gás carbônico)     (água)          ( luz )           (glicose)            (gás oxigênio)

Cloroplasto

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Metabolismo energético

Fermentação e Respiração

Fermentação e Respiração

  • Os passos iniciais de ambos os processos são os mesmos: as reações iniciais, chamadas glicólise, ocorrem no hialoplasma. Nessa etapa, uma molécula de glicose dá origem a duas de ácido pirúvico.
  • Todas as enzimas necessárias para esse processo estão no hialoplasma. Essa etapa não requer a presença de gás oxigênio.

 

  • O ácido pirúvico pode, então ter diferentes destinos numa célula:

–No citosol, transforma-se em álcool etílico e gás carbônico (fermentação alcoólica);

–No citosol, transforma-se em ácido lático (fermentação lática);

–Entra na mitocôndria e com o auxílio do oxigênio é desdobrado em gás carbônico e água (respiração celular).

O NAD e o transporte de elétrons

  • Para a ocorrência dos processos energéticos é comum ocorrer a transferência de energia de uma molécula para outra, que se dá por meio da transferência de elétrons entre as moléculas, numa reação chamada de oxirredução. A molécula que perde o elétron fica oxidada e a que ganha fica reduzida.
  • O NAD é um importante transportador de energia que capta elétrons de átomos de hidrogênio de certas moléculas nos processos de fermentação e respiração.

FERMENTAÇÃO ALCÓOLICA

  • A fermentação alcoólica é um método de obtenção de energia empregado pela espécie Saccharomyces cerevisae, conhecida como lêvedo de cerveja ou fermento biológico, essa espécie é empregada na produção de pães, de bebidas alcoólicas e também na produção de combustíveis.
  • Algumas bactérias e células vegetais também fazem essa fermentação.

FERMENTAÇÃO ALCÓOLICA

C6H12O6       →       2C2H5OH      +      2CO2 + energia

(glicose)                  (álcool etílico)        (gás carbônico)

2 ATP                             CO2

2 ATP                      ácido pirúvico                      álcool etílico  C2H5OH

C3H4O3

Glicose

C6H12O6

ácido pirúvico                                álcool etílico   C2H5OH

2 ATP   C3H4O3

CO2

 

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FERMENTAÇÃO LÁTICA

Glicose                                                2 ácido lático (não produz CO2)

C6H12O6                   2 ATP                    C3H6O3

 

  • É realizada por muitas espécies de bactérias, como os lactobacilos, na produção de iogurtes, queijos e conservas.
  • Ocorre também nas células musculares nas células musculares dos animais, permitindo obter energia quando o suprimento é insuficiente, é o que acontece quando realizamos um esforço físico intenso e prolongado.

RESPIRAÇÃO AERÓBICA

  • Respiração celular

C6H12O6    +     6O2         →      6CO2          +        6H2O + energia

(glicose)          (gás oxigênio)    (gás carbônico)     (água)

Neste processo, moléculas orgânicas provenientes do alimento são degradadas com a participação de gás oxigênio, levando a formação de gás carbônico e água; onde é liberada energia para a produção de ATP.

Mitocôndrias: a sede da Respiração celular

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Etapas da respiração aeróbica

  • Glicólise: ocorre no hialoplasma, ocorre a quebra da glicose formando duas moléculas de ácido pirúvico e 2 ATP. Nessa fase formam- se duas moléculas de NADH.

(o ácido pirúvico entra na mitocôndria)

  • Ciclo de Krebs: ocorre na matriz mitocondrial, onde, através da uma série de reações químicas, ocorre a liberação de íons H+ (NADH2 e FADH2), de CO2 e GTP (equivalente a ATP).

O ácido pirúvico reage com uma substância denominada coenzima A, nessa reação, forma-se acetilcoenzima-A.

 

    Cada molécula de acetilcoenzima-A reage com uma molécula de ácido oxalacético, nessa reação a coenzima-A é liberada e forma uma molécula de ácido cítrico que sofre várias reações e no final volta a formar novamente o acido oxalacético.

    Ao longo de cada ciclo de Krebs são formados 3NADH e 1FADH2.

Em uma das etapas há formação de uma molécula de trifosfato de guanosina, ou GTP, semelhante ao ATP.

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  • Cadeia Respiratória: onde os NADH2 e FADH2 liberam o H+ que passam pelos citocromos e liberam energia. Ao final o H se liga ao O2 e forma água (H2O).

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RESPIRAÇÃO AERÓBICA

 

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Referências

  • AMABIS, Jose Mariano; MARtHO, Gilberto Rodrigues. Biologia em contexto: Volume único. São Paulo : Moderna, 2011
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