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Respiração CelularRespiração Celular
Professora Raquel
Ced 416 – Santa Maria
Maio 2016
Respiração Aeróbia
• Processo pelo qual a glicose é degradada
em CO2 e H2O na presença de oxigênio.
• Rendimento: 36 ATPs36 ATPs por molécula de
glicose quebrada.
• Dividida em duas partes:
Respiração Aeróbia
 Fase anaeróbiaFase anaeróbia (glicólise):(glicólise): não
necessita de oxigênio e é realizada no
citoplasma.
 Fase aeróbiaFase aeróbia (oxidação do ácido(oxidação do ácido
pirúvico, ciclo de Krebs, fosforilaçãopirúvico, ciclo de Krebs, fosforilação
oxidativa e cadeia transportadora deoxidativa e cadeia transportadora de
elétrons)elétrons): requer a presença de
oxigênio e ocorre dentro das
mitocôndrias
 NÃO ESQUEÇA!NÃO ESQUEÇA! Redução – reação
química que leva ao ganho de energia.
Oxidação – reação química que leva a
perda de energia.
Respiração aeróbia
• Glicólise
• Ciclo de Krebs
• Cadeia transportadora de elétrons
Equação Geral
C6
H12
O6
+ 6O2
 6CO2
+ 6H2
O + 38 ATP
Membrana interna
Membrana
externa
Matriz Mitocondrial
Oxidação do ácido pirúvico
Ciclo de Krebs
Fosforilação oxidativa e
cadeia respiratória
Crista Mitocondrial
Processos mitocondriais
Glicólise – no citoplasma (citosol)
NADNAD: substância que atua como coenzima e que recebe elétrons
e hidrogênios sendo reduzida a NADH2.
redução do NAD + para NADH e a reação inversa (a oxidação do
NADH a NAD +) ciclo de krebs.
copyright cmassengale 8
Oxidação do ácido pirúvico - Matriz
Importante!Importante! Duas
moléculas de ácido
pirúvico passam
pelo processo de
oxidação,
produzindo duas
moléculas de acetil -
CoA
Importante!Importante! Duas
moléculas de acetil -
CoA passam pelo ciclo
de Krebs. Portanto, os
resultados
apresentados devem
ser considerados
sempre em dobro.
Ciclo de Krebs –
Matriz
Fosforilação Oxidativa e Cadeia
transportadora de elétrons - crista
-NADH2 e FADH2 sofrem oxidação (liberam H+
).
-Os citocromos (moléculas transportadoras) transferem elétrons de um
nível de maior energia para outro de menor energia.
- A liberação de energia permite a produção de ATPs (fosforilação =
E o gás oxigênio?
• O gás oxigênio (O2) é o aceptor final de
hidrogênios que se soltam das moléculas
de NADH2 e FADH2.
• A formação das moléculas de água (H2O)
se dá porque os hidrogênios liberados são
recebidos pelas moléculas de O2.
MitocôndriaMitocôndria
• OrganelaOrganela na qual a respiração celularrespiração celular ocorre.
Membrane
interna
Membrana
externa
Espaço
intermembranar
Matriz
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Respiração CelularRespiração Celular
1. Glicólise (quebra do açúcar)1. Glicólise (quebra do açúcar)
a. Citosol.
2. Ciclo de Krebs (ciclo do Acido Cítrico )2. Ciclo de Krebs (ciclo do Acido Cítrico )
a. Matriz mitocondrial
3. Cadeia respiratória (Transporte eletrônico)3. Cadeia respiratória (Transporte eletrônico)
4. Fosforilação Oxidativa4. Fosforilação Oxidativa
a. Membrana interna mitocondrial.
1. Glicólise1. Glicólise
A. Investimento de energia:A. Investimento de energia:
Glicose (6C)
Gliceraldeido fosfato (2 - 3C)
(G3P or GAP)
2 ATP - usado
0 ATP - produzido
0 NADH - produzido
2ATP
2ADP + P
C-C-C-C-C-C
C-C-C C-C-C
1. Glicólise1. Glicólise
B. Energia construídaB. Energia construída
Gliceraldeido fosfato (2 - 3C)
(G3P or GAP)
Piruvato (2 - 3C)
(PYR)
0 ATP - usado
4 ATP - produzido
2 NADH - produzido
4ATP
4ADP + P
C-C-C C-C-C
C-C-C C-C-C
GAP GAP
(PYR) (PYR)
Produção totalProdução total GlicóliseGlicólise
2 - 3C-Piruvato
2 - ATP
2 - NADH
Fosforilação
• ATP é formado quando uma enzima transfere o
grupo fosfatogrupo fosfato do substrato para ADP.
Enzima
Substrato
O-
C=O
C-O-
CH2
P P P Adenosine
ADP(PEP)
Exemplo:
PEP para PYR
P PP
ATP
O-
C=O
C=O
CH2
Produto
(Pyruvate)
Adenosine
2. Ciclo de Krebs2. Ciclo de Krebs
• Ocorre quando Oxigênio está presente (aeróbico).Oxigênio está presente (aeróbico).
• 2 Piruvato (3C) moléculas são transportados através da
membrane mitocondrial para matriz e é convertido
para 2 Acetil CoA (2C) moléculas.
Citosol
C
C
C
2 Piruvate
2 CO2 CO22
2 Acetil CoA2 Acetil CoA
C-CC-C
2NADH2NADH2 NAD+
Matriz
2. Produtos do ciclo de Krebs2. Produtos do ciclo de Krebs
2 - NADH2 - NADH
2 - CO2 - CO22
2- Acetyl CoA (2C)2- Acetyl CoA (2C)
2. Ciclo de Krebs (2. Ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico)ciclo do ácido cítrico)
• Local:Local: matriz mitocondrial.
• Acetil CoA (2C) se liga ao Oxalacetic acid (4C - OAA)
para fazer Citrate (6C).
• Precisa de 2 voltas do ciclo de Krebs para fazer 1
molecula de glicose
Mitochondrial
Matrix
Ciclo de
Krebs
1 Acetil CoA (2C)
3 NAD+
3 NADH3 NADH
FAD
FADHFADH22
ATPATP ADP + P
(uma volta)(uma volta)
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2. Ciclo de Krebs (2. Ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico)ciclo do ácido cítrico)
2. Ciclo de Krebs (2. Ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico)ciclo do ácido cítrico)
Ciclo de
Krebs
2 Acetil CoA (2C)
6 NAD+
6 NADH6 NADH
2 FAD
2 FADH2 FADH22
2 ATP2 ATP 2 ADP + P
(duas voltas)(duas voltas)
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Citrato (6C)
4 CO2
2. Ciclo de Krebs (2. Ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico)ciclo do ácido cítrico)
• Total produzido (2 voltas2 voltas dede ciclo de krebs )
1. 2 – ATP
2. 6 - NADH
3. 2 - FADH2
4. 4 - CO2
3. Cadeia de transporte de elétron (CTE) e3. Cadeia de transporte de elétron (CTE) e
FFosforilação oxidativaosforilação oxidativa
• Local:Local: membrana mitocondrial interna.
• Usa (proteína citocromo)(proteína citocromo) e ATP Sintase (enzima) para
fazer ATP.
• CTE despeja H+
(prótons) para o espaço
intermembranar (baixa o pH )
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Mitocondrial
4. Cadeia de transporte de elétron (CTE) e4. Cadeia de transporte de elétron (CTE) e
FFosforilação Oxidativaosforilação Oxidativa
• O H+ sofre difusãodifusão (Força Próton Motora) através
ATP Sintase para fazer ATP.
• Todo NADH e FADH2 é convertido em ATP durante
este estágio da respiração celularrespiração celular.
• Cada NADH é convertido em 3 ATP.
• Cada FADH2 é convertido em 2 ATP (entra na CTE em
menor quantidade que NADH).
4. Cadeia de transporte de Elétron (CTE) e4. Cadeia de transporte de Elétron (CTE) e
Fosforilação oxidativaFosforilação oxidativa
Inner
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4. CTE e Fosforilação Oxidativa (NADH)4. CTE e Fosforilação Oxidativa (NADH)
NADH
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alta concentração dealta concentração de
HH++
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HH++
H+
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P
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NAD+
2H+
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Espaço IntermembranaEspaço Intermembrana
MatrizMatriz
Membrana
Mitocondrial
4.4. CTECTE and Fand Fosforilação Oxidativa (osforilação Oxidativa (FADH2)
FADH2
+ H+
ATP
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1H+
2H+
higher Hhigher H++
concentrationconcentration
H+
ADP +
ATP
lower Hlower H++
concentrationconcentration
H+
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P
C T E
FAD+
2H+
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Espaço IntermembranarEspaço Intermembranar
MatrizMatriz
Inner
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TOTAL de ATP construído emTOTAL de ATP construído em
bactériasbactérias
1. 04 ATP - glicólise
2. 34 ATP – CTE e fosforilação oxidativa
38 ATP – TOTAL
ATPATP
Eucariotes
(possuem mitocôndria)
• Total ATP Yield
02 ATP - glycolysis (substrate-level phosphorylation)
04 ATP - converted from 2 NADH - glycolysis
06 ATP - converted from 2 NADH - grooming phase
02 ATP - Krebs cycle (substrate-level phosphorylation)
18 ATP - converted from 6 NADH - Krebs cycle
04 ATP - converted from 2 FADH2 - Krebs cycle
36 ATP - TOTAL
Maximo ATP formação da Respiração
Celular (Eucariontes)
36 ATP (maximum per glucose)
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Glicolisis
2ATP 4ATP 6ATP 18ATP 4ATP 2ATP
2 ATP
(substrate-level
phosphorylation)
2NADH
2NADH
6NADH
Krebs
Cycle
2FADH2
2 ATP
(substrate-level
phosphorylation)
2 Piruvate
2 Acetyl CoA
ETC and Oxidative
Phosphorylation
Citosol
Mitochondria
ProcariontesProcariontes
(Sem mitocôndria)(Sem mitocôndria)
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Question:Question:
• Além da glicose, que outras moléculas de alimentoAlém da glicose, que outras moléculas de alimento
são usadas na respiração Celular?são usadas na respiração Celular?
Catabolismo de váriasCatabolismo de várias
Moléculas alimentaresMoléculas alimentares
• Outras moléculas usadas como combustível.
1. Carboidratos: polissacarídeos
2. Gorduras: glicerol e acidos graxos
3. Proteínas: aminoácidos
Fermentação
Professora Raquel
CED 416 Santa Maria DF
Abril 2016
FermentaçãoFermentação
• Ocorre no citosol ou hialoplasma quando “NÃO há“NÃO há
oxigênio”oxigênio” (anaeróbico).(anaeróbico).
• Processo simples e primitivo com saldo de 2ATPsProcesso simples e primitivo com saldo de 2ATPs
• Tres tipos:Tres tipos:
1. Fermentação alcoólica1. Fermentação alcoólica
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Respiração celular e fermentação
Fermentação
Transformação livre de luz e de oxigênio, realizada por
leveduras (fungos especializados), utilizando a glicose
como substrato. A quebra da glicose chama-se glicólise.
Respiração celular e fermentação
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Saccharomyces cerevisiae
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Eucariontes
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Resultado da fermentação libera CO2 e faz a
assa do pão crescer
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Produz vinagre a partir do
vinho
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C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2 + energia
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etanol
Fórmula Geral da Fermentação Alcoólica
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Respiração celular e fermentação

  • 1. Respiração CelularRespiração Celular Professora Raquel Ced 416 – Santa Maria Maio 2016
  • 2. Respiração Aeróbia • Processo pelo qual a glicose é degradada em CO2 e H2O na presença de oxigênio. • Rendimento: 36 ATPs36 ATPs por molécula de glicose quebrada. • Dividida em duas partes:
  • 3. Respiração Aeróbia  Fase anaeróbiaFase anaeróbia (glicólise):(glicólise): não necessita de oxigênio e é realizada no citoplasma.  Fase aeróbiaFase aeróbia (oxidação do ácido(oxidação do ácido pirúvico, ciclo de Krebs, fosforilaçãopirúvico, ciclo de Krebs, fosforilação oxidativa e cadeia transportadora deoxidativa e cadeia transportadora de elétrons)elétrons): requer a presença de oxigênio e ocorre dentro das mitocôndrias  NÃO ESQUEÇA!NÃO ESQUEÇA! Redução – reação química que leva ao ganho de energia. Oxidação – reação química que leva a perda de energia.
  • 4. Respiração aeróbia • Glicólise • Ciclo de Krebs • Cadeia transportadora de elétrons
  • 5. Equação Geral C6 H12 O6 + 6O2  6CO2 + 6H2 O + 38 ATP
  • 6. Membrana interna Membrana externa Matriz Mitocondrial Oxidação do ácido pirúvico Ciclo de Krebs Fosforilação oxidativa e cadeia respiratória Crista Mitocondrial Processos mitocondriais
  • 7. Glicólise – no citoplasma (citosol) NADNAD: substância que atua como coenzima e que recebe elétrons e hidrogênios sendo reduzida a NADH2. redução do NAD + para NADH e a reação inversa (a oxidação do NADH a NAD +) ciclo de krebs.
  • 9. Oxidação do ácido pirúvico - Matriz Importante!Importante! Duas moléculas de ácido pirúvico passam pelo processo de oxidação, produzindo duas moléculas de acetil - CoA
  • 10. Importante!Importante! Duas moléculas de acetil - CoA passam pelo ciclo de Krebs. Portanto, os resultados apresentados devem ser considerados sempre em dobro. Ciclo de Krebs – Matriz
  • 11. Fosforilação Oxidativa e Cadeia transportadora de elétrons - crista -NADH2 e FADH2 sofrem oxidação (liberam H+ ). -Os citocromos (moléculas transportadoras) transferem elétrons de um nível de maior energia para outro de menor energia. - A liberação de energia permite a produção de ATPs (fosforilação =
  • 12. E o gás oxigênio? • O gás oxigênio (O2) é o aceptor final de hidrogênios que se soltam das moléculas de NADH2 e FADH2. • A formação das moléculas de água (H2O) se dá porque os hidrogênios liberados são recebidos pelas moléculas de O2.
  • 13. MitocôndriaMitocôndria • OrganelaOrganela na qual a respiração celularrespiração celular ocorre. Membrane interna Membrana externa Espaço intermembranar Matriz Crista
  • 14. Respiração CelularRespiração Celular 1. Glicólise (quebra do açúcar)1. Glicólise (quebra do açúcar) a. Citosol. 2. Ciclo de Krebs (ciclo do Acido Cítrico )2. Ciclo de Krebs (ciclo do Acido Cítrico ) a. Matriz mitocondrial 3. Cadeia respiratória (Transporte eletrônico)3. Cadeia respiratória (Transporte eletrônico) 4. Fosforilação Oxidativa4. Fosforilação Oxidativa a. Membrana interna mitocondrial.
  • 15. 1. Glicólise1. Glicólise A. Investimento de energia:A. Investimento de energia: Glicose (6C) Gliceraldeido fosfato (2 - 3C) (G3P or GAP) 2 ATP - usado 0 ATP - produzido 0 NADH - produzido 2ATP 2ADP + P C-C-C-C-C-C C-C-C C-C-C
  • 16. 1. Glicólise1. Glicólise B. Energia construídaB. Energia construída Gliceraldeido fosfato (2 - 3C) (G3P or GAP) Piruvato (2 - 3C) (PYR) 0 ATP - usado 4 ATP - produzido 2 NADH - produzido 4ATP 4ADP + P C-C-C C-C-C C-C-C C-C-C GAP GAP (PYR) (PYR)
  • 17. Produção totalProdução total GlicóliseGlicólise 2 - 3C-Piruvato 2 - ATP 2 - NADH
  • 18. Fosforilação • ATP é formado quando uma enzima transfere o grupo fosfatogrupo fosfato do substrato para ADP. Enzima Substrato O- C=O C-O- CH2 P P P Adenosine ADP(PEP) Exemplo: PEP para PYR P PP ATP O- C=O C=O CH2 Produto (Pyruvate) Adenosine
  • 19. 2. Ciclo de Krebs2. Ciclo de Krebs • Ocorre quando Oxigênio está presente (aeróbico).Oxigênio está presente (aeróbico). • 2 Piruvato (3C) moléculas são transportados através da membrane mitocondrial para matriz e é convertido para 2 Acetil CoA (2C) moléculas. Citosol C C C 2 Piruvate 2 CO2 CO22 2 Acetil CoA2 Acetil CoA C-CC-C 2NADH2NADH2 NAD+ Matriz
  • 20. 2. Produtos do ciclo de Krebs2. Produtos do ciclo de Krebs 2 - NADH2 - NADH 2 - CO2 - CO22 2- Acetyl CoA (2C)2- Acetyl CoA (2C)
  • 21. 2. Ciclo de Krebs (2. Ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico)ciclo do ácido cítrico) • Local:Local: matriz mitocondrial. • Acetil CoA (2C) se liga ao Oxalacetic acid (4C - OAA) para fazer Citrate (6C). • Precisa de 2 voltas do ciclo de Krebs para fazer 1 molecula de glicose Mitochondrial Matrix
  • 22. Ciclo de Krebs 1 Acetil CoA (2C) 3 NAD+ 3 NADH3 NADH FAD FADHFADH22 ATPATP ADP + P (uma volta)(uma volta) OAA (4C) Citrate (6C) 2 CO2 2. Ciclo de Krebs (2. Ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico)ciclo do ácido cítrico)
  • 23. 2. Ciclo de Krebs (2. Ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico)ciclo do ácido cítrico) Ciclo de Krebs 2 Acetil CoA (2C) 6 NAD+ 6 NADH6 NADH 2 FAD 2 FADH2 FADH22 2 ATP2 ATP 2 ADP + P (duas voltas)(duas voltas) OAA (4C) Citrato (6C) 4 CO2
  • 24. 2. Ciclo de Krebs (2. Ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico)ciclo do ácido cítrico) • Total produzido (2 voltas2 voltas dede ciclo de krebs ) 1. 2 – ATP 2. 6 - NADH 3. 2 - FADH2 4. 4 - CO2
  • 25. 3. Cadeia de transporte de elétron (CTE) e3. Cadeia de transporte de elétron (CTE) e FFosforilação oxidativaosforilação oxidativa • Local:Local: membrana mitocondrial interna. • Usa (proteína citocromo)(proteína citocromo) e ATP Sintase (enzima) para fazer ATP. • CTE despeja H+ (prótons) para o espaço intermembranar (baixa o pH ) Membrane interna Mitocondrial
  • 26. 4. Cadeia de transporte de elétron (CTE) e4. Cadeia de transporte de elétron (CTE) e FFosforilação Oxidativaosforilação Oxidativa • O H+ sofre difusãodifusão (Força Próton Motora) através ATP Sintase para fazer ATP. • Todo NADH e FADH2 é convertido em ATP durante este estágio da respiração celularrespiração celular. • Cada NADH é convertido em 3 ATP. • Cada FADH2 é convertido em 2 ATP (entra na CTE em menor quantidade que NADH).
  • 27. 4. Cadeia de transporte de Elétron (CTE) e4. Cadeia de transporte de Elétron (CTE) e Fosforilação oxidativaFosforilação oxidativa Inner membrane Outer membrane Inner membrane space Matrix Cristae
  • 28. 4. CTE e Fosforilação Oxidativa (NADH)4. CTE e Fosforilação Oxidativa (NADH) NADH + H+ ATP Sintase 1H+ 2H+ 3H+ alta concentração dealta concentração de HH++ H+ ADP + ATP baixa concentração debaixa concentração de HH++ H+ (vazamento de Próton P C T E NAD+ 2H+ + 1/2O2 H2O Espaço IntermembranaEspaço Intermembrana MatrizMatriz Membrana Mitocondrial
  • 29. 4.4. CTECTE and Fand Fosforilação Oxidativa (osforilação Oxidativa (FADH2) FADH2 + H+ ATP Synthase 1H+ 2H+ higher Hhigher H++ concentrationconcentration H+ ADP + ATP lower Hlower H++ concentrationconcentration H+ (descarrego de próton) P C T E FAD+ 2H+ + 1/2O2 H2O Espaço IntermembranarEspaço Intermembranar MatrizMatriz Inner Mitochondrial Membrane
  • 30. TOTAL de ATP construído emTOTAL de ATP construído em bactériasbactérias 1. 04 ATP - glicólise 2. 34 ATP – CTE e fosforilação oxidativa 38 ATP – TOTAL ATPATP
  • 31. Eucariotes (possuem mitocôndria) • Total ATP Yield 02 ATP - glycolysis (substrate-level phosphorylation) 04 ATP - converted from 2 NADH - glycolysis 06 ATP - converted from 2 NADH - grooming phase 02 ATP - Krebs cycle (substrate-level phosphorylation) 18 ATP - converted from 6 NADH - Krebs cycle 04 ATP - converted from 2 FADH2 - Krebs cycle 36 ATP - TOTAL
  • 32. Maximo ATP formação da Respiração Celular (Eucariontes) 36 ATP (maximum per glucose) Glucose Glicolisis 2ATP 4ATP 6ATP 18ATP 4ATP 2ATP 2 ATP (substrate-level phosphorylation) 2NADH 2NADH 6NADH Krebs Cycle 2FADH2 2 ATP (substrate-level phosphorylation) 2 Piruvate 2 Acetyl CoA ETC and Oxidative Phosphorylation Citosol Mitochondria
  • 33. ProcariontesProcariontes (Sem mitocôndria)(Sem mitocôndria) • Total ATP Yield 02 ATP - glicólise (substrato-level phosphorylation) 06 ATP - convertido a partir de 2 NADH - glicolise 06 ATP - convertido a partir de 2 NADH - grooming phase 02 ATP - Krebs cycle (substrate-level fosforilação) 18 ATP - converted from 6 NADH –ciclo de Krebs 04 ATP - converted from 2 FADH2 – ciclo de Krebs 38 ATP - TOTAL
  • 34. Question:Question: • Além da glicose, que outras moléculas de alimentoAlém da glicose, que outras moléculas de alimento são usadas na respiração Celular?são usadas na respiração Celular?
  • 35. Catabolismo de váriasCatabolismo de várias Moléculas alimentaresMoléculas alimentares • Outras moléculas usadas como combustível. 1. Carboidratos: polissacarídeos 2. Gorduras: glicerol e acidos graxos 3. Proteínas: aminoácidos
  • 36. Fermentação Professora Raquel CED 416 Santa Maria DF Abril 2016
  • 37. FermentaçãoFermentação • Ocorre no citosol ou hialoplasma quando “NÃO há“NÃO há oxigênio”oxigênio” (anaeróbico).(anaeróbico). • Processo simples e primitivo com saldo de 2ATPsProcesso simples e primitivo com saldo de 2ATPs • Tres tipos:Tres tipos: 1. Fermentação alcoólica1. Fermentação alcoólica 2. Fermentação Láctica2. Fermentação Láctica 3. Fermentação acética3. Fermentação acética
  • 39. Fermentação Transformação livre de luz e de oxigênio, realizada por leveduras (fungos especializados), utilizando a glicose como substrato. A quebra da glicose chama-se glicólise.
  • 47. Etanol combustível fermentação alcoólica do Saccharomyces cerevisae
  • 48. Resultado da fermentação libera CO2 e faz a assa do pão crescer
  • 50. Fermentação acética Produz vinagre a partir do vinho É feita por bactérias
  • 52. C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2 + energia Álcool etílico ou etanol Fórmula Geral da Fermentação Alcoólica Fórmula Geral da Fermentação Lática C6H12O6 2 C3H6O3 + energia Ácido lático Fórmula Geral da Fermentação Acética C6H12O6 2 C2H4O2 + energia Ácido acético Fórmula Geral da Fermentação butírica C6H12O6 2 C4H8O2 + energia Ácido butírico