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BIOLOGIA – Módulo A3 – Utilização da Matéria
3. Obtenção de energia
Metabolismo celular é o
conjunto de todas as reações
químicas que ocorrem nas
células e que são essenciais à
vida. Pelas reações de
anabolismo, as moléculas
simples são transformadas em
moléculas mais complexas com
gasto de energia. As reações de
catabolismo degradam
moléculas complexas em
moléculas mais simples com
libertação de energia.
A energia é acumulada na forma de ATP, que
resulta da fosforilação do ADP.
As principais vias catabólicas que permitem
transferir a energia contida nos compostos
orgânicos para moléculas de ATP são a
fermentação e a respiração aeróbia.
Em ambos os processos ocorrem reações de
oxidação/redução e os eletrões são transportados
por coenzimas até um aceitador final.
Biologia – módulo A3 – Obtenção de energia Página 1
Profª Leonor Vaz Pereira
Fermentação
Ocorre no hialoplasma das células, na ausência de oxigénio. A degradação dos compostos
orgânicos é parcial e o rendimento energético é baixo. Seres vivos que utilizam a fermentação
como único processo de obtenção de energia designam-se anaeróbios. A fermentação compreende
duas etapas que estão resumidas no quadro seguinte.
Respiração aeróbia
Neste processo, os compostos orgânicos são degradados até compostos inorgânicos muito simples,
dióxido de carbono e água, na presença de oxigénio. O rendimento energético é elevado. A
equação geral da respiração aeróbia é a seguinte:
A respiração aeróbia tem quatro etapas que estão resumidas no quadro seguinte.
É no interior das mitocôndrias, estruturas das células eucarióticas, que ocorrem etapas
fundamentais da respiração aeróbia.
Mitocôndrias - Estruturas esféricas ou em forma de
bastonete, compostos por duas membranas, uma
externa e lisa e outra interna que pode apresentar
cristas. O interior é ocupado pela matriz mitocondrial,
onde se encontram enzimas, ribossomas e DNA. São
responsáveis pela produção de energia (ATP)
necessária ao metabolismo celular.
Célula eucariótica - Célula caracterizada por possuir
um núcleo individualizado contendo o material
genético. As células eucarióticas possuem também um
complexo sistema membranar interno (retículo
endoplasmático, mitocôndrias, aparelho de Golgi,
cloroplastos, etc.).
Glicólise – fase comum à fermentação e à respiração aeróbia
Na respiração aeróbia e na fermentação ocorre uma primeira fase comum, a glicólise (glykýs =
açúcar + lýsis = dissolução, libertação). Esta fase ocorre no hialoplasma da célula pois é nele que se
localizam as enzimas que catalisam as diversas reações.
Biologia – módulo A3 – Obtenção de energia Página 2
Profª Leonor Vaz Pereira
Respiração aeróbia - Tipo de respiração em que os alimentos, geralmente hidratos de carbono, se
oxidam completamente, originando dióxido de carbono e água, com libertação de energia química,
num processo que necessita de oxigénio atmosférico.
Glicólise - Quebra da glicose em ácido pirúvico com libertação de energia, decorrendo este
processo no hialoplasma da célula sob controlo enzimático.
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das células, compreendendo duas etapas:
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fermentação.
A figura representa os fenómenos que ocorrem na glicólise.
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A fermentação é um dos processos catabólicos que ocorre na ausência de oxigénio. Existem vários
tipos de fermentação mas só vamos considerar a fermentação alcoólica, que pode ocorrer nas
leveduras e a fermentação láctica, efetuada, por exemplo pelos bacilos lácteos.
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formado durante a glicólise, e pode conduzir à formação de diferentes produtos. Dada a sua
Biologia – módulo A3 – Obtenção de energia Página 3
Profª Leonor Vaz Pereira
relevância económica e frequência de ocorrência, destacam-se a fermentação alcoólica e a
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Fermentação alcoólica - Na fermentação alcoólica, devido a processos de descarboxilação do ácido
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onde se destacam as descarboxilases e as desidrogenases.
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1- As moléculas de NADH e FADH2, formadas durante as etapas anteriores da respiração ,
transportam electrões,que vão, agora, percorrer uma série de proteínas.
Biologia – módulo A3 – Obtenção de energia Página 4
Profª Leonor Vaz Pereira
Estas proteínas aceptoras de electrões constituem a cadeia transportadora de electrões ou cadeia
respiratória e encontram-se ordenadas na membrana interna das mitocôndrias, de acordo com a sua
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Tendo em conta as diferentes etapas do processo respiratório, pode agora fazer-se um balanço
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Módulo a3.3 obtenção de energia

  • 1. BIOLOGIA – Módulo A3 – Utilização da Matéria 3. Obtenção de energia Metabolismo celular é o conjunto de todas as reações químicas que ocorrem nas células e que são essenciais à vida. Pelas reações de anabolismo, as moléculas simples são transformadas em moléculas mais complexas com gasto de energia. As reações de catabolismo degradam moléculas complexas em moléculas mais simples com libertação de energia. A energia é acumulada na forma de ATP, que resulta da fosforilação do ADP. As principais vias catabólicas que permitem transferir a energia contida nos compostos orgânicos para moléculas de ATP são a fermentação e a respiração aeróbia. Em ambos os processos ocorrem reações de oxidação/redução e os eletrões são transportados por coenzimas até um aceitador final. Biologia – módulo A3 – Obtenção de energia Página 1 Profª Leonor Vaz Pereira
  • 2. Fermentação Ocorre no hialoplasma das células, na ausência de oxigénio. A degradação dos compostos orgânicos é parcial e o rendimento energético é baixo. Seres vivos que utilizam a fermentação como único processo de obtenção de energia designam-se anaeróbios. A fermentação compreende duas etapas que estão resumidas no quadro seguinte. Respiração aeróbia Neste processo, os compostos orgânicos são degradados até compostos inorgânicos muito simples, dióxido de carbono e água, na presença de oxigénio. O rendimento energético é elevado. A equação geral da respiração aeróbia é a seguinte: A respiração aeróbia tem quatro etapas que estão resumidas no quadro seguinte. É no interior das mitocôndrias, estruturas das células eucarióticas, que ocorrem etapas fundamentais da respiração aeróbia. Mitocôndrias - Estruturas esféricas ou em forma de bastonete, compostos por duas membranas, uma externa e lisa e outra interna que pode apresentar cristas. O interior é ocupado pela matriz mitocondrial, onde se encontram enzimas, ribossomas e DNA. São responsáveis pela produção de energia (ATP) necessária ao metabolismo celular. Célula eucariótica - Célula caracterizada por possuir um núcleo individualizado contendo o material genético. As células eucarióticas possuem também um complexo sistema membranar interno (retículo endoplasmático, mitocôndrias, aparelho de Golgi, cloroplastos, etc.). Glicólise – fase comum à fermentação e à respiração aeróbia Na respiração aeróbia e na fermentação ocorre uma primeira fase comum, a glicólise (glykýs = açúcar + lýsis = dissolução, libertação). Esta fase ocorre no hialoplasma da célula pois é nele que se localizam as enzimas que catalisam as diversas reações. Biologia – módulo A3 – Obtenção de energia Página 2 Profª Leonor Vaz Pereira
  • 3. Respiração aeróbia - Tipo de respiração em que os alimentos, geralmente hidratos de carbono, se oxidam completamente, originando dióxido de carbono e água, com libertação de energia química, num processo que necessita de oxigénio atmosférico. Glicólise - Quebra da glicose em ácido pirúvico com libertação de energia, decorrendo este processo no hialoplasma da célula sob controlo enzimático. A fermentação é o processo mais simples e primitivo de obtenção de energia e ocorre no citoplasma das células, compreendendo duas etapas: • glicólise -> conjunto de reações que degradam a glicose até piruvato; • redução do piruvato -> conjunto de reações que conduzem à formação dos produtos da fermentação. A figura representa os fenómenos que ocorrem na glicólise. Fermentação alcoólica e fermentação láctica A fermentação é um dos processos catabólicos que ocorre na ausência de oxigénio. Existem vários tipos de fermentação mas só vamos considerar a fermentação alcoólica, que pode ocorrer nas leveduras e a fermentação láctica, efetuada, por exemplo pelos bacilos lácteos. A redução do ácido pirúvico (piruvato), em condições de anaerobiose, faz-se pela ação do NADH, formado durante a glicólise, e pode conduzir à formação de diferentes produtos. Dada a sua Biologia – módulo A3 – Obtenção de energia Página 3 Profª Leonor Vaz Pereira
  • 4. relevância económica e frequência de ocorrência, destacam-se a fermentação alcoólica e a fermentação láctica, que se representam a seguir. Fermentação alcoólica - Na fermentação alcoólica, devido a processos de descarboxilação do ácido pirúvico, obtêm-se, como metabólitos finais, dióxido de carbono e etanol, uma molécula de álcool. O rendimento energético da fermentação alcoólica é de duas moléculas de ATP produzidas durante a glicólise. Fermentação láctica - Na fermentação láctica, o ácido pirúvico é reduzido, obtendo-se ácido láctico. O rendimento energético da fermentação láctica é de duas moléculas de ATP produzidas durante a glicólise. 3ª etapa - Ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico O Ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico é um conjunto de reações (que ocorrem na matriz da mitocôndria) que conduz à oxidação completa da glicose, mediado por um conjunto de enzimas de onde se destacam as descarboxilases e as desidrogenases. 4ª etapa - Cadeia transportadora de electrões e fosforilação oxidativa 1- As moléculas de NADH e FADH2, formadas durante as etapas anteriores da respiração , transportam electrões,que vão, agora, percorrer uma série de proteínas. Biologia – módulo A3 – Obtenção de energia Página 4 Profª Leonor Vaz Pereira
  • 5. Estas proteínas aceptoras de electrões constituem a cadeia transportadora de electrões ou cadeia respiratória e encontram-se ordenadas na membrana interna das mitocôndrias, de acordo com a sua afinidade para os electrões. Rendimento energético da respiração aeróbia Tendo em conta as diferentes etapas do processo respiratório, pode agora fazer-se um balanço energético desta via catabólica. Biologia – módulo A3 – Obtenção de energia Página 5 Profª Leonor Vaz Pereira
  • 6. Biologia – módulo A3 – Obtenção de energia Página 6 Profª Leonor Vaz Pereira
  • 7. Biologia – módulo A3 – Obtenção de energia Página 6 Profª Leonor Vaz Pereira