2. De onde provém a energia para a realização de
actividades vitais?
• ATP – Adenosina
TriFosfato – é a
fonte imediata de
energia para as
actividades
celulares.
• É produzido durante
a fotossíntese.
3. • Mas só a oxidação de compostos orgânicos
garante a renovação constante de ATP.
5. Anabolismo
• Conjunto de reacções químicas que
conduzem à biossíntese de moléculas
complexas a partir de moléculas mais
simples.
simples. As moléculas sintetizadas são mais
ricas sob o ponto de vista energético do que
as moléculas que lhes deram origem.
Globalmente as reacções de anabolismo são
endoenergéticas,
endoenergéticas, já que há consumo de
energia.
6. Catabolismo
• Conjunto de reacções de degradação
de moléculas complexas em moléculas
mais simples. Os produtos são mais
simples.
pobres em energia do que os
reagentes. Globalmente as reacções de
catabolismo são exoenergéticas, já que
exoenergéticas,
há libertação de energia.
energia.
8. Como é utilizado o ATP na célula?
• A hidrólise do ATP (reacção de catabolismo)
catabolismo)
liberta energia – Reacção exoenergética.
exoenergética.
• A síntese de ATP (reacção de anabolismo)
consome energia – reacção endoenergética.
endoenergética.
11. NAD+ e NADH
• Existem diversas vias metabólicas capazes
de transferir a energia contida nos
compostos orgânicos para moléculas de
ATP. Nestas vias intervêm compostos como
o NAD, que transportam protões (H+) e
electrões (e-) do hidrogénio até um aceptor
(e
final.
12. Aceptor final de electrões
• Se o aceptor final for uma molécula inorgânica: Respiração.
• Se o aceptor for o O2: Respiração aeróbia. (maioria dos animais
aeróbia.
e plantas)
• Se o aceptor final for o NO3- ou o SO42-, sem intervenção do O2:
Respiração anaeróbia (bactérias sulfurosas e nitrificantes)
nitrificantes)
• Se não há aceptor final: Fermentação (os electrões são
captados por uma molécula orgânica que deriva do substrato
inicial).
14. Primeiras formas de vida…
• Os primeiros seres vivos
unicelulares, existentes na
Terra, apareceram muito
antes do O2 na atmosfera
terrestre. Estes seres
metabolizavam os produtos
orgânicos na ausência
deste gás, por fermentação.
16. Células fotossintéticas
• Posteriormente apareceram
seres vivos com capacidade
fotossintética. Estes
possuem capacidade de
produzir O2 e de o libertar
para a atmosfera. Alguns
seres adquiriram a
capacidade de utilizar o O2
como aceptor final de
electrões, rentabilizando a
degradação da glicose.
17. Experiência de Pasteur – pág.170
• Leveduras + glicose foram colocadas
em presença e ausência de O2
• A multiplicação das leveduras necessita
de energia que provém da degradação
da glicose.
• Parte da energia dissipa-se sob a forma
dissipa-
de calor. Por isso a temperatura sobe.
• Na presença de O2, o aumento da
temperatura é ainda maior.
18. Experiência de Pasteur – pág.170
• Resultados:
– Cheiro a álcool, na ausência de O2
(anaerobiose)
– Subida da temperatura (mais acentuada
na presença de O2 - aerobiose)
aerobiose)
– Água de cal fica turva na presença de CO2
(turvação mais acentuada na em
condições de aerobiose)
aerobiose)
20. Experiência de Pasteur – pág.170
• Estudos realizados por Pasteur permitiram
verificar que a fermentação alcoólica estava
sempre associada ao crescimento de
leveduras, mas que se estas fossem
expostas a quantidades importantes de
oxigénio produziriam (em vez de álcool e
dióxido de carbono) água e dióxido de
carbono. Destas observações, Pasteur
concluiu que a fermentação é o mecanismo
utilizado pelos seres vivos para produzir
energia na ausência de oxigénio.
21. Rendimento energético
Condições do meio Quantidade de Quantidade de
glicose consumida indivíduos formados
(g) (g)
Com oxigénio 1 0,60
(aerobiose)
Sem oxigénio 1 0,02
(anaerobiose)
22. Leveduras…
• As leveduras são seres aeróbios facultativos.
• São capazes de mobilizar energia da glicose
em meio aeróbio ou anaeróbio.
• Em anaerobiose (sem O2) produzem, além
do CO2, álcool etílico (etanol). – fermentação
alcoólica.
• O etanol é um composto orgânico ainda
muito rico em energia potencial, que não é
metabolizada.
23. Leveduras…
• Em aerobiose os produtos finais são
moléculas simples: H2O e CO2.
• As leveduras aproveitam mais energia
proveniente da degradação da glicose,
o que conduz a um aumento muito
mais significativo da quantidade de
leveduras.
24. Fermentação e Respiração aeróbia
Fermentação alcoólica Respiração aeróbia
+O2
Etanol H2O
Calor Calor
Energia utilizável Energia utilizável
CO2 CO2
25. Fermentação alcoólica
• C6H12O6 -> 2 CH3CH2OH + 2CO2 + energia
(glicose) (etanol) (dióxido de
carbono)
Respiração aeróbia
• C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + energia
(glicose) (oxigénio) (dióxido (água)
de carbono)
27. Glicólise – etapa comum à fermentação e
à respiração aeróbia – Ficha de trabalho
28. Ficha de Trabalho
1. A glicose é uma molécula inerte que
necessita de 2 moléculas de ATP para ser
activada – fase de activação. A fase de
activação.
rendimento ocorre quando há fosforilação
de 4 moléculas de ATP através do aldeído
fosfoglicérico.
fosfoglicérico.
2. São necessárias 2 moléculas de ATP para
activar a glicose.
3. O NAD+ vai ser reduzido pelo aldeído
fosfoglicérico que, por sua vez, fica oxidado.
4. O saldo energético é de 2ATP.
30. Distribuição energética
Energia libertada sob a
forma de calor
2ATP
3%
2%
2NADH
16%
2Ácido Pirúvico
79%
Distribuição da energia da glicose pelas moléculas constituídas durante a
glicólise
35. Ficha de Trabalho
1. Aspectos comuns: 2 moléculas de NADH
são oxidadas; são produzidas 2 moléculas
de ATP.
Diferenças: Na fermentação alcoólica
produzem-
produzem-se 2 moléculas de etanol (2C) e 2
de CO2.Há formação de acetaldeído
(produto intermédio). Na fermentação
láctica apenas se produz 2 moléculas de
ácido láctico (3C).
2. A glicólise permite reciclar as moléculas de
NAD+, reduzindo-as a NADH.
reduzindo-
36. Fermentação alcoólica
• Glicose -> 2Etanol + 2CO2 + 2ATP
• Após a glicólise, o ácido pirúvico sofre
glicólise,
uma descarboxilação, libertando-se o
descarboxilação, libertando-
CO2. Forma-se um composto com 2C –
Forma-
aldeído acético que, por redução, forma
o etanol. Esta redução é providenciada
pelo NADH formado durante a glicólise.
glicólise.
• Etanol: ainda é um composto altamente
energético
• Rendimento: 2ATP
37.
38. Fermentação láctica
• Glicose -> 2Ácido láctico + 2ATP
• Após a glicólise, o ácido pirúvico sofre
glicólise,
uma redução pelo NADH (formado
durante a glicólise) originando o ácido
glicólise)
láctico.
• Rendimento: 2ATP
44. Na respiração ocorrem reações redox
• 1 – mexilhão vivo + azul de
metileno
• 2 – mexilhão previamente
cozido + azul de metileno
• 3 – azul de metileno
O Azul de metileno funciona como oxidante, ficando
reduzido – torna-se por isso incolor.
45. Os tecidos vivos libertam CO2?
• Como procederia,
experimentalmente,
para resolver este
problema?
46. Exercício
1. Qual a origem das moléculas de ácido pirúvico que entram nas mitocôndrias?
mitocôndrias?
2. Quantas moléculas de CO2 se formam por cada molécula de glicose?
3. Na matriz mitocondrial ocorrem oxirreduções. Fundamente a afirmação.
oxirreduções.
4. Onde ocorre a oxidação das moléculas transportadoras de hidrogénios?
5. Se se marcasse radioactivamente o oxigénio utilizado, em que composto final iria
aparecer?
48. Ficha de Trabalho
1. Glicólise.
Glicólise.
2. No hialoplasma.
hialoplasma.
3. 3 fases: formação de AcetilCoA, Ciclo de Krebs e
AcetilCoA,
Cadeia transportadora de electrões.
4. Ciclo de Krebs e Cadeia transportadora de electrões.
5. Na Cadeia transportadora de Electrões e fosforilação.
fosforilação.
6. O O2 recebe electrões e hidrogeniões, ficando
hidrogeniões,
reduzido. É transformado em água.
7. Na respiração aeróbia produzem-se 38ATP,
produzem-
enquanto que na fermentação apenas se produzem
2ATP.
56. Ficha de Trabalho
1. Cada molécula transportadora de
electrões tem maior afinidade para os
electrões do que o transportador
anterior, de modo que o fluxo de
electrões é unidireccional.
2. O aceptor final dos electrões é o O2.
3. A água provém do O2, que recebe
hidrogeniões e electrões.
