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.
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
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
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
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.
- 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).
RESPIRAÇÃO AERÓBICA
Referências
- AMABIS, Jose Mariano; MARtHO, Gilberto Rodrigues. Biologia em contexto: Volume único. São Paulo : Moderna, 2011