Ciências da Natureza e suas Tecnologias - Biologia

Apresentação em tema: "Ciências da Natureza e suas Tecnologias - Biologia"— Transcrição da apresentação:

1 Ciências da Natureza e suas Tecnologias - Biologia
Ensino Médio, 1ª Série A RESPIRAÇÃO AERÓBICA E A OBTENÇÃO DE ENERGIA 1

2 Metabolismo Conjunto de reações químicas que ocorrem no organismo.
Ex.: biossíntese de nucleotídeos e aminoácidos, degradação de ácidos graxos.

3 Seres Produtores Também chamados de AUTÓTROFOS.
São capazes de produzir o próprio “alimento” através do processo da FOTOSSÍNTESE.

4 Seres Consumidores Também chamados HETERÓTROFOS.
Não produzem seu próprio alimento e precisam se alimentar de autótrofos ou outros heterótrofos para obter energia necessária à sua sobrevivência (1).

5 Como a energia é armazenada na célula?
Nas ligações fosfato da molécula de ATP. Imagem: Marcus / Public Domain

6 ATP ATP = Adenosina tri-fosfato;
Armazena nas suas ligações fosfatos à energia liberada na quebra da glicose; Quando a célula precisa de energia para realizar alguma reação química, as ligações entre os fosfatos são quebradas, a energia é liberada e utilizada no metabolismo celular.

7 ATP Essa molécula é formada pela união de uma adenina e uma ribose aderida a três radicais fosfato. Imagem: NEUROtiker / Public Domain

8 Aceptores intermediários de H+
NAD e FAD; São aceptores intermediários de hidrogênio, ligando-se a prótons (H+) “produzidos” durante as etapas da respiração e cedendo-os para o oxigênio, que é aceptor final de hidrogênios.

9 NAD Imagem: NEUROtiker / Public Domain

10 FAD Imagem: NEUROtiker / Public Domain

11 Processos de liberação de energia:
Aeróbios: ocorre com a participação do oxigênio. Ele é o aceptor final de elétrons e hidrogênios; Anaeróbios: Também chamado de FERMENTAÇÃO. Acontece sem a utilização de oxigênio. Os aceptores finais dependem do tipo de fermentação.

12 Respiração Aeróbica Fases:
Anaeróbia (glicólise): não necessita de oxigênio para ocorrer e é realizada no citoplasma; Aeróbia (ciclo de Krebs e cadeira transportadora de elétrons): requer e presença de oxigênio e ocorre dentro das mitocôndrias.

13 PRIMEIRA ETAPA - GLICÓLISE
Quebra da molécula de glicose NAD e FAD Moléculas Carregadoras de H+ Cada molécula carrega 2 átomos de H+ Imagem: LadyofHats / Public Domain. Diagrama: SEE-PE. PRODUTOS DA GLICÓLISE C 6H12O6 - 2NAD + 2H2 = 2NADH2 4H+ - SALDO DE 2 ATP NA REAÇÃO (2) C3H4O3 - FORAM PRODUZIDOS 2 AC. PIRÚVICOS ÁCIDO PIRÚVICO

14 CICLO KREBS – CADEIA RESPIRATÓRIA HIALOPLASMA GLICÓLISE
IMPORTANTE MITOCÔNDRIAS CICLO KREBS – CADEIA RESPIRATÓRIA HIALOPLASMA GLICÓLISE Imagem: MesserWoland e Szczepan1990 / GNU Free Documentation License

15 RESPIRAÇÃO CELULAR Glicose Ác. pirúvico
1ª etapa: os carboidratos e lipídeos, principalmente a glicose e os ácidos graxos, são as principais substâncias quebradas para a respiração celular. A glicose é quebrada no citosol em um processo chamado glicólise, onde se formam duas moléculas de ácido pirúvico, liberando uma certa quantidade de energia (4 moléculas de ATP), que produz 2 moléculas de NADH2 e consome oxigênio. C6H12O C3H4O3 Glicose Ác. pirúvico

16 Glicólise Quebra da glicose em: 2 moléculas de piruvato + NADH + ATP
Imagem: SEE-PE

17 Após a formação dos ácidos pirúvicos, eles entram na mitocôndria, sendo atacados então por desidrogenases e descarboxilases; Logo, são liberadas moléulas de CO2 pela célula e hidrogênios que são capturados pelo NAD; O acetil formado combina-se com a Co-enzima A (Co-A) e a nova molécula (Acetil-CoA) começa o ciclo de Krebs . Imagem: SEE-PE

18 Mitocôndria Matriz Mitocondrial Crista Mitocondrial Membrana Interna
Externa Imagem: Mariana Ruiz / Public Domain

19 Mitocôndria Formada por 2 membranas;
A membrana externa é lisa e controla a entrada/saída de substâncias da organela; A membrana interna contém inúmeras pregas chamadas cristas mitocondriais, onde ocorre a cadeia transportadora de elétrons; A cavidade interna é preenchida por uma matriz viscosa, onde podemos encontrar várias enzimas envolvidas com a respiração celular, DNA, RNA e pequenos ribossomos. É nessa matriz mitocondrial que ocorre o ciclo de Krebs (2).

20 RESPIRAÇÃO CELULAR 2ª etapa: o ácido pirúvico entra na mitocôndria e é convertido em acetil-coenzima A, que então é metabolizada pelo ciclo do ácido cítrico (Ciclo de Krebs); Nessa etapa, uma quantidade de energia é liberada, sendo uma pequena parte utilizada para converter 3 NAD+ em 3 NADH (3).

21 RESPIRAÇÃO CELULAR No Ciclo de Krebs, a Acetil CoA sofre uma série de modificações que acabam produzindo ácido oxaloacético, para assim recomeçar o ciclo; Essas reações liberam 2 moléculas de CO2 e produzem 3 moléculas de NADH e 1 molécula de FADH2.

22 Ciclo de Krebs São liberados vários hidrogênios, que são então capturados pelos NAD e FAD, transformando-se em NADH2 e FADH2; Ocorre também liberação de energia resultando na formação de ATP.

23 M I T O Ô N M D A R T R A I S Z CICLO DE KREBS
Continuação da quebra da molécula glicose com descarboxilações e desidrogenações ÁCIDO PIRÚVICO + ACETI-CoA PRODUTOS FORMADOS NO CICLO DE KREBS POR CADA ÁCIDO PIRÚVICO - 3 NADH2 M I T O Ô N D R A S - 1 FADH2 - 1 ATP M A T R I Z COMO SÃO 2 MOLÉCULAS DE ÁCIDO PIRÚVICO, O RESULTADO FINAL É: - 6 NADH2 - 2 FADH2 - 2 ATP Imagem: Minutemen / Public Domain

24 RESPIRAÇÃO CELULAR 3ª etapa: Depois, os elétrons de alta energia percorrem a cadeia transportadora de elétrons ou cadeia respiratória, que é composta por complexos enzimáticos, onde os elétrons cedem energia e produzem 36 mols de ATP por mol de glicose consumida. Esse processo é chamado fosforilação oxidativa e ocorre na membrana interna da mitocôndria (4).

25 Cadeia Transportadora de Elétrons
Ocorre nas cristas mitocondriais; Também chamado de Fosforilação Oxidativa. É um sistema de transferência de elétrons provenientes do NADH2 e FADH2 até a molécula de oxigênio.

26 Cadeia Transportadora de Elétrons
Os elétrons são passados de molécula para molécula presentes nas cristas mitocondriais chamados CITOCROMOS; Quando o elétron “pula” de um citocromo para outro, até chegar no aceptor final (o oxigênio), ocorre liberação de energia, que é convertida em ATP (5).

27 Cadeia Transportadora de Elétrons
Imagem: SEE-PE

28 ATP CADEIA RESPIRATÓRIA OU CADEIA DE ELÉTRONS FADH2 NADH2 ADP + Pi
ORIGINA 2 ATP FADH2 PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS DE ELÉTRONS NADH2 ORIGINA 3 ATP MEMBRANA DAS CRISTAS MITOCONDRIAIS Imagem: TimVickers / Public Domain ADP + Pi ATP - GLICÓLISE – 2 ATP+ 2 NADH2 (2 + 2X3) = 8 ATP OBS - NA MITOCÔNDRIA SÃO 2 AC. PIRÚVICOS - CoA – 1 NADH2 (2X3) = 6 ATP RESULTADO FINAL DA RESPIRAÇÃO CELULAR A PARTIR DE UMA GLICOSE (2X3X3+2) = 20 ATP - CICLO KREBS – 1 ATP+ 3 NADH2 1 FADH2 (2X2) = 4 ATP - AO FINAL DA CADEIA = 38 ATP

29 Fermentação É o processo de degradação incompleta de substâncias orgânicas com liberação de energia, realizada principalmente por fungos e bactérias; Existem diversos tipos de fermentação, que variam quanto ao produto final; No processo de fermentação, o aceptor final de hidrogênios é o produto final (6).

30 Fermentação Fermentação Alcoólica; Fermentação Láctica.
Pode ser de dois tipos: Fermentação Alcoólica; Fermentação Láctica.

31 Fermentação Alcoólica
Produtos Finais: etanol, CO2 e 2 ATPs; Realizada por leveduras que são utilizadas na produção, pouco eficaz , no que diz respeito à liberação de energia, pois uma molécula de glicose só rende 2 ATPs.

32 Fermentação Alcoólica
Utilização pelo homem: Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic Imagem: André Karwath aka Aka / Creative Imagem: Christian / Public Domain Imagem: Marius Fiskum / Creative Commons Attribution 3.0 Unported Produção de bebidas alcoólicas

33 Fermentação Alcoólica
Utilização pelo homem: Imagem: ShadowWolf13 / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic Imagem: Bangin / GNU Free Documentation License Produção de pães e bolos - fermento biológico

34 Fermentação Alcoólica
Imagem: SEE-PE

35 Fermentação Láctica Realizada por bactérias do leite, é empregada na preparação de iogurtes e queijos; Também ocorre em nossos músculos em situações de grande esforço físico; Também rende 2 ATPs por molécula de glicose (7).

36 Fermentação Láctica Produção queijos e iogurtes Utilização pelo homem:
Imagem: Feuerrabe / Creative Commons Attribution 3.0 Germany Produção queijos e iogurtes Imagem: Christian Bauer / Creative Commons Attribution 2.0 Generic

37 Exercícios (UCSal-BA) Tendo ocorrido uma anomalia nos mitocôndrios de uma célula, qual dos seguintes processos celulares será, provavelmente, o primeiro a sofrer alteração? Glicólise Mitose Ciclo de Krebs Síntese de proteína Síntese de ácidos nucleicos Imagem: MesserWoland e Szczepan1990 / GNU Free Documentation License

38 Exercícios (Cesgranrio-RJ) No exercício muscular intenso, torna-se insuficiente o suprimento de oxigênio. A liberação de energia pelas células processa-se, dessa forma, em condições relativas de anaerobiose, a partir da glicose. O produto principalmente acumulado nessas condições é: Ácido pirúvico Ácido láctico Ácido acetoacético Etanol Ácido cítrico Imagem: Scoobytrash e Rafaelgarcia / GNU Free Documentation License

39 Exercícios Em que a fermentação difere do metabolismo aeróbico?
A fermentação difere da aerobiose por ser um processo mais primitivo, com um rendimento energético menor, já que o combustível usado não é totalmente metabolizado.

40 Sites e outros recursos na internet
Animações em biologia celular: Glicólise: (animação interativa que permite a visualização de todas as etapas de glicólise); Ciclo de Krebs: (animação interativa que permite a visualização de todas as etapas do ciclo de Krebs).

41 Tabela de Imagens Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso
5 Marcus / Public Domain 23/03/2012 7 NEUROtiker / Public Domain 9 10 13a LadyofHats / Public Domain. 27/03/2012 14 MesserWoland e Szczepan1990 / GNU Free Documentation License 16 SEE-PE Acervo SEE-PE 17 18 Mariana Ruiz / Public Domain 23 Minutemen / Public Domain 27 28 TimVickers / Public Domain

42 Tabela de Imagens Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso
32.a Christian / Public Domain 23/03/2012 32.b Marius Fiskum / Creative Commons Attribution 3.0 Unported 32.c André Karwath aka Aka / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic 33.a ShadowWolf13 / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic 33.b Bangin / GNU Free Documentation License 34 SEE-PE Acervo SEE-PE 27/03/2012 36.a 26/03/2012 36.b Feuerrabe / Creative Commons Attribution 3.0 Germany 37 MesserWoland e Szczepan1990 / GNU Free Documentation License 38 Scoobytrash e Rafaelgarcia / GNU Free Documentation License