Vídeo Experiência - 3º Bimestre

Conclusão - 2º Bimestre

A respiração aeróbica é o processo pelo qual a célula degrada compostos orgânicos, para obtenção de energia metab0olica. É dividida em: glicólise, ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa. Na glicólise são utilizadas duas moléculas de ATP para ativar o catabolismo da molécula de glicólise, porem são formadas duas moléculas de NaDH, 4 ATPs e duas moléculas de piruvato.

A partir do ciclo de Krebs todo resultado deve ser dobrado, envolvendo cada molécula de piruvato, assim, são formadas quatro moléculas de NaDH, um de FaDH₂ e dois de ATP em cada ciclo. A fosforilação oxidativa é uma via metabólica que utiliza energia liberada pela oxidação de nutrientes de forma a produzir ATP, no final desta etapa tem-se como resultado a formação de 34. No final da respiração celular  temos como saldo energético de 38 ATP.

Num processo semelhante a glicólise da respiração celular, apenas diferenciado pelo agente receptor  tem-se a respiração anaeróbica. Essa, sem a presença de oxigênio, obtém energia para o funcionamento realizando uma degradação parcial de moléculas orgânicas. A principal forma de respiração anaeróbica acorre pela fermentação. Nesse processo a glicose não é totalmente utilizada e grande parte de sua energia permanece nos compostos orgânicos. São produzidos ao final 2 ATPs, um rendimento bem inferior a respiração aeróbica.

Como forma de demonstração da energia obtida, iremos realizar uma experiência simulando fermentação, nesse processo de obtenção de energia há liberação de gás carbônico. Na observação de quatro recipientes vedados por bexigas contendo fermento biológico diluído em água temperatura ambiente. Em cada recipiente uma substância diferente será acrescentada, sendo um com leite, outro com adoçante o terceiro com açúcar e no último não se acrescenta nada, ficando, então, somente a solução.

Com o passar de alguns minutos, nos recipientes que foram acrescidos de alguma substancia com glicose, o caso do leite e do açúcar, a fermentação ocorrerá e o gás carbônico liberado irá encher bexiga. Já nos outros a fermentação não irá ocorrer.

Um pequeno resumo:

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Balanço Energético da Respiração Celular

A respiração aeróbia é o processo pelo qual a célula degrada compostos orgânicos (carboidratos) para obtenção de energia metabólica armazenada na molécula de Adenosina Trifosfato - ATP, com produção de compostos inorgânicos dióxido de carbono (CO2) e água (H2O).

Equação geral da respiração aeróbia:

C6H12O6 (glicose) + 6O2 ↔ 6CO2 + 6H2O + 38 ATP (energia)

O saldo energético por etapa da respiração:

- Glicólise

São utilizadas 2 moléculas de ATP para ativar o catabolismo da molécula de glicose, porém são formadas 2 moléculas de NADH, 4 ATP e 2 moléculas de piruvato.

Portanto, o saldo energético somente da cadeia respiratória é de:

4 ATP + 2 NADH – 2 ATP → 2 ATP + 2 NADH

- Ciclo de Krebs

A partir dessa etapa todo o resultado deve ser dobrado (duplicado), essa consideração é conseqüente do ciclo de Krebs envolvendo cada molécula de piruvato.
Assim, são formadas 4 moléculas de NADH, 1 de FADH2 e 1 de ATP em cada ciclo.

2 x (4 NADH + 1 FADH2 + 1 ATP) → 8 NADH + 2 FADH2 + 2 ATP
- Cadeia respiratória

Etapa de conversão das moléculas de NADH e FADH2 em moléculas de ATP, quando os prótons H+ por difusão são forçados a passar pela proteína sistetase ATP (enzima transmembranar) restituindo ADP em ATP.

2 NADH da glicólise → 6 ATP
8 NADH do ciclo de Krebs → 24 ATP              34 ATP
2 FADH2 do ciclo de Krebs → 4 ATP

Balanço Energético da Respiração Aeróbia

Glicólise = 2 ATP
Ciclo de Krebs = 2ATP
Cadeia respiratória = 34 ATP

Total energético da respiração celular aeróbia = 38 ATP

Fonte: Mundo Educação

Fosforilação oxidativa

Fosforilação oxidativa

A fosforilação oxidativa → é uma via metabólica que utiliza energia libertada pela oxidação de nutrientes de forma a produzir trifosfato de adenosina (ATP). O processo refere-se à fosforilação do ADP em ATP, utilizando para isso a energia libertada nas reacções de oxidação-redução.

Durante a fosforilação oxidativa, existe transferência de elétrons de doadores electrônicos (moléculas redutoras) a aceitadores electrónicos (moléculas oxidantes), tais como o dioxigênio, numa reação de oxido-redução. As transferências de eletróns constituem estas reações de oxido-redução, que se processam com libertação de energia, biologicamente aproveitável para a biossíntese de ATP.

A energia derivada do transporte de elétrons é convertida numa força motriz proteónica e é principalmente utilizada para bombear prótons para o exterior da matriz mitocondrial. Este processo é denominado quimiosmose e origina energia potencial sob a forma de um gradiente de pH (ou seja, uma concentração diferente de prótons dentro e fora da mitocôndria) e de potencial elétrico através da membrana. A energia é utilizada ao permitir-se o fluxo de prótons a favor do gradiente de concentração através da enzima ATP sintase.

Embora a fosforilação oxidativa seja uma parte vital do metabolismo, produz espécies reativas de oxigênio tais como o superóxido e o peróxido de hidrogênio, que induzem a propagação de radicais livres, danificando componentes celulares (por exemplo, oxidando proteínas e lípidios de membrana) e contribuindo para processos de envelhecimento celular e patologias.

Fonte: http://www.virtual.epm.br/material/tis/curr-bio/trab99/envenena/fosforil.htm e Wikipédia

Fosforilação

Em bioquímica, fosforilação → é a adição de um grupo fosfato (PO4) a uma proteína ou outra molécula.

A fosforilação é um dos principais participantes nos mecanismos de regulação das proteínas.

É importante nos mecanismos de reações da qual participa o trifosfato de adenosina (ATP), que funciona como uma "moeda de energia" nas células dos organismos vivos. A energia obtida na respiração ou na fotossíntese é utilizada para adicionar o grupo fosfato ao ADP (difosfato de adenosina) e convertê-lo em ATP. Esta molécula armazena essa energia , que fica à disposição da célula.

Ciclo de Krebs

Ciclo de Krebs  → é uma das reações químicas celulares que ocorre em organismos aeróbicos. Nos organismos aeróbicos, a glicose e outros tipos de açúcares, ácidos graxos e a maioria dos aminoácidos são oxidados a CO₂ e H₂O por meio do ciclo de Krebs. Mas antes de entrar nesse ciclo, os esqueletos carbônicos dos açucares e ácidos graxos precisam ser quebrados até o grupo acetil do acetil-CoA, essa é a forma que o ciclo recebe a maior parte de sua energia.

Resumindo:

♦Para iniciar uma volta do ciclo, o acetil-CoA tranfere o seu grupo acetil para o oxaloacetato (um composto formado com quatro átomos de carbono) para formar o citrato (um composto formado com seis átomos de carbono). O citrato é transformado em isocitrato (molécula de seis átomos de carbono), que é desidrogenado, perdendo o CO₂,dando origem ao α-cetoglutarato ou oxoglutarato (composto formado por cinco átomos de carbono). O oxoglutarato também perde CO₂ e libera o succinato (composto formado de quatro átomos de carbono), ele é convertido enzimaticamente, em uma reação de três passos em oxalacetato (formado por quatro átomos de carbono) com o qual o ciclo foi iniciado; sendo assim, o oxalacetato está pronto para reagir com uma nova molécula de acetil-CoA e iniciar uma nova volta ao ciclo.

◘O ciclo de Krebs é importante no processo respiratório, pois sua influencia inicia a partir da formação de moléculas de ácido pirúvico que ao entrar na mitocôndria reage juntamente com o oxigênio formando gás carbônico e liberando elétrons de oxigênio. Também pode trabalhar em outras reações metabólicas como: a formação do citrato, a formação do isocitrato e outras.

Fonte:Brasil escola e infoescola

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Glicólise

 A molécula de glicose é quimicamente inerte. Assim, para que a sua degradação se inicie, é necessário que esta seja ativada através da energia fornecida pelo ATP.

Segue-se um conjunto de reações que levam à degradação da glicose até ácido pirúvico, com formação de ATP e NADH.

A glicolise compreende: Uma fase de ativação durante a qual é fornecida energia à glicose para que esta se torne quimicamente ativa e dê início ao processo de degradação. Assim:

- A glicose é fosforilada por 2 ATP, formando-se frutose-difosfato;

- A frutose-difosfato se desdobra em duas moléculas de aldeído fosfoglicérico (PGAL).

Segue-se uma fase de rendimento durante a qual, a oxidação dos compostos orgânicos permite libertar energia que é utilizada para formar ATP. Assim:

- O PGAL é oxidado, perdendo 2 hidrogénios (2e^- + 2H⁺), os quais são utilizados para reduzir a molécula de NAD⁺, formando-se NADH + H⁺;

- Formam-se 4 moléculas de ATP;

- Após estas reações, forma-se ácido pirúvico (ou piruvato), uma molécula que contém, ainda, uma elevada quantidade de energia química.

 No final da glicólise, restam:

- 2 moléculas de NADH;

- 2 moléculas de ácido pirúvico;

- 2 moléculas de ATP (formam-se 4, mas 2 são gastas na activação da glicose).


A rendimento de energia da glicólise é pequeno em relação a energia total da glicose. Duas moléculas de ATP correspondem apenas a cerca de 14 kcal/mole, enquanto que se a glicose em laboratório for completamente oxidada formando H₂O e CO₂, liberta, sob a forma de calor, 686 kcal/mole. As moléculas de ATP que foram formadas na glicólise representam apenas 2% da energia total da glicose. AS que contem maior parte dessa energia química proveniente na glicóse são as duas moléculas de NADH e especialmente as duas moléculas de ácido pirúvico. 
A redução do ácido pirúvico acontece pela ação do NADH, e pode conduzir à formação de diferentes produtos. Assim, existem vários tipos de fermentação, cujas designações indicam o produto final: fermentação alcoólica (álcool etílico), fermentação láctica (ácido láctico), fermentação acética (ácido acético) e fermentação butírica (ácido butírico).  

Mitocôndria

As mitocôndrias  →são as principais organelas celulares. É responsável pela produção de energia no interior da célula, quanto maior a necessidade de energia em uma célula maior será a quantidade dessas organelas no interior dela.
A mitocondria é formada por duas membranas fosfolipidicas, sendo a externa semelhante a membrana plasmatica e a interna formada por varias ondulações. Nela há presença de proteinas, DNA e ribossomos, necessarias para a respiração celular.
Na respiração celular a mitocondria recebe substancias organicas, como a glicose, e o oxigenio como combustível.
                                               
Fonte: Infoescola

ATP

Trisfofato de adenosina (ATP) → é a molécula responsável pelo armazenamento de energia em suas ligações químicas. É constituída por uma molécula de adenina, um açúcar (ribose) e três moléculas de fosfato.

O ATP armazena energia proveniente da respiração celular para consumo posterior, sendo essa energia armazenada nas ligações entre os fosfatos. É uma forma conveniente para o transporte de energia que será utilizada futuramente nos processos biológicos, se houver necessidade de conservar essa energia por muito tempo ela será transferida para os carboidratos e lipídios.

Uma das principais forma de produção do ATP é através da fosforilação oxidativa – meio presente na respiração celular. Onde um radical de fosfato é adicionado a molécula de ADP (adenosina difosfato)

As moléculas de ATP são importantes pois se a energia gerada pela queima da glicose não fosse por elas armazenas provavelmente o calor gerado destruiria a célula.

Na respiração celular enzimas especializadas no rompimento desta ligação liberam o fosfato e a energia, desse modo a molécula de ATP volta a ser uma molécula de ADP.

Fonte: Wikipédia

Glicose

A glicose → é um importante carboidrato do grupo dos monossacarideos. Tem como função fornecer energia, participar de atividades metabólicas além de ser fundamental para a formação de outras moleculas.  É um dos principais produtos da fotossintese e inicia a respiração celular.
Na respiração celular sua degradação quimica dá origem a energia quimica (armazenada em moleculas de ATP), gás carbonico e agua.

Fonte: Wikipédia

Processo de respiração celular

Introdução

Esse blog foi feito para o projeto interdisciplinar que envolve as matérias: biologia, matemática, física e química.

Falaremos sobre a respiração celular.

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A respiração celular é um processo fundamental para a vida, onde sem ele ocorre a morte celular. Este processo é quando a célula libera dióxido de carbono e energia consumindo oxigênio e glicose (ou outra substancia orgânica). A mitocôndria é a principal organela responsável por essa respiração.

  

Mitocôndria