Bioenergética Flashcards
O que é a Respiração celular? Qual a diferença de respiração aeróbica e anaeróbica?
A respiração celular é a quebra/oxidação de moléculas orgânicas para gerar energia. É um processo gradual de liberação de energia, ou seja, acontece de forma gradativa.
RESPIRAÇÃO AERÓBICA
- Usa O2 como agente oxidante
- Promove oxidação completa da molécula orgânica
- Alto saldo energético (38 ATPs)
RESPIRAÇÃO ANAERÓBICA
- Usa substâncias diferentes do O2 como agente oxidante
- Promove oxidação completa da molécula orgânica
- Alto saldo energético, porém menor que o da aeróbica
Quais as principais diferenças entre o processo de respiração celular e o processo de fermentação?
RESPIRAÇÃO AERÓBICA
- Usa O2 como agente oxidante
- Promove oxidação completa da molécula orgânica
- Alto saldo energético (38 ATPs)
FERMENTAÇÃO
- Não usa agente oxidante
- Promove oxidação incompleta da molécula orgânica
- Baixo saldo energético (2 ATPs)
DIFERENÇAS
( 1 ) A respiração celular comum é um processo aeróbico, enquanto a fermentação é um processo anaeróbico
( 2 ) A respiração é um processo lento e gradual, a fermentação é um processo rápido
( 3 ) A respiração possui um saldo energético de 38 ATPs, a fermentação apenas 2ATPs
Quais são os tipos de organismos quanto à respiração?
( 1 ) Aeróbicos (restritos)
( 2 ) Anaeróbicos facultativos
( 3 ) Anaeróbicos restritos (oxigênio é venenoso)
O que é o processo de fermentação? Quais os 3 tipos de fermmentação?
Fermentação é um fenômeno químico, sem a presença de oxigênio, que transforma matérias orgânicas em outras, liberando energia.
A fermentação também é um processo de regeneração do NAD consumido na Glicólise a partir do NADH2 em anaerobiose (a respiração também é capaz de restaurar NADs utilizando oxigênio).
-Fermentação Lática
-Fermentação Alcóolica
-Fermentação Acética
Explique o processo de fermentação lática. Quais suas aplicações?
Fermentação lática é a quebra parcial da molécula de glicose em 2 piruvatos e gerando 2 ATPs com auxílio do NAD. Após essa quebra, cada piruvato reage com os hidrogênios do NADH2 provenientes da glicólise, produzindo Ácido lático e NAD, por fim o NAD retorna para a glicólise.
Ácido pirúvico e NADH2 da glicólise ->Ácido lático e NAD semH
2C3H4O3 + NADH2 -> 2C3H6O3 + NAD
Aplicações
-Produção de iogurtes e queijos
-Produção de picles
-Produção de energia em músculos estriados por falta de O2
Explique o processo de fermentação alcóolica. Quais suas aplicações?
Fermentação alcóolica é a quebra parcial da molécula de glicose em 2 piruvatos, produzindo 2 ATPs com auxílio do NAD. Após essa quebra, ocorre a descarboxilação de cada piruvato, produzindo Etanal e CO2, e em seguida hidrogenação de cada Etanal pelo NADH2, produzindo Etanol e devolvendo os NAD para a glicólise.
( 1 ) Ácido pirúvico -> Etanal ou Acetaldeído e CO2
2C3H4O3 -> 2C2H4O + CO2
( 2 ) Etanal e NADH2 -> Etanol e NAD
2C2H4O + NADH2 -> 2C2H5OH + NAD
Aplicações
-Produção de álcool etílico
-Inchaço de massas pela produção de CO2 (pães e bolos)
OBS: Ocorre em fungos unicelulares (Levedo de cerveja e fermento biológico)
O que é a molécula de ATP? Como o ATP guarda energia?
O ATP é a moeda energética do corpo. É a união de uma base nitrogenada (adenina), uma pentose e fosfatos.
A energia é armazenada quimicamente em ligações de fosfatos, e quando necessária a ligação é quebrada liberando energia.
O que é a respiração celular que ocorre na mitocôndria? Quais são as suas 3 etapas?
A respiração celular é a quebra/combustão completa da molécula de orgânica de glicose de forma lenta e gradual para maximizar o rendimento energético.
( 1 ) Glicólise
( 2 ) Ciclo de Krebs
( 3 ) Cadeia Respiratório ou Fosforilação Oxidativa
O que são os chamados NAD e FAD dos processos bioenergéticos?
O NAD e o DAF nas formas de NADH2 e FADH 2 são os principais transportadores de hidrogênios e elétrons no processo de respiração celular.
Esses hidrogênios e elétrons serão necessários na etapa da cadeia respiratória.
Sobre a respiração celular, explique o processo de glicólise, e justifique o saldo energético dessa etapa. Para onde vão os hidrogênios que sobram? Onde ela ocorre? Por que é uma etapa anaeróbica da respiração celular?
- A glicólise é o processo de quebra da molécula de glicose, produzindo 2 piruvatos e gerando 4 ATPs, porém gastando 2ATPs no início do processo.
- O saldo energético é de 2 ATPs, pois produz 4, mas gasta 2.
- Na formação dos 2 piruvatos, ocorre a desidrogenação da glicose, removendo 4 hidrogênios dela, esses hidrogênios serão capturados por 2 moléculas NAD tornando-se 2 NADH2.
- Ela ocorre fora da mitocôndria, no hialoplasma/citosol.
- Como não há a participação do O2, é uma etapa anaeróbica da respiração celular.
Após a glicólise, os piruvatos vão para a fase preparatória do Ciclo de Krebs. Explique o que acontece com cada piruvato na fase preparatória. Onde ocorre esse processo?
Os piruvatos originas na glicólise vão entrar na mitocôndria, e ao entrar na região da matriz mitocondrial passam pela fase preparatória.
- A fase preparatória é o processo da 1ª descarboxilação (eliminação de CO2) e da 1ª desidrogenação (eliminação de 2H) de cada piruvato, transformando o piruvato em moléculas Acetil. Os 2 hidrogênios liberados são capturados por mais 2 NAD.
- Ocorre na matriz mitocondrial.
O acetil proveniente da fase preparatória vai passar pela 2ª etapa da cadeia respiratória, o ciclo de Krebs. Explique o que é o ciclo de Krebs. Onde ele ocorre? Qual o saldo energético dessa etapa da respiração celular?
O ciclo de Krebs é uma máquina de moer piruvato/acetil
- No ciclo de Krebs, pela ação da coenzima A (Vitamina B5) o acetil vai se ligar ao ácido oxalacético formando ácido cítrico e começando o ciclo de Krebs. Em termos gerais, o ciclo de Krebs é uma série de reações que vão desidrogenar e descarboxilar o “piruvato” por completo.
- Ele ocorre na matriz mitocondrial
- Levando em consideração a fase preparatória , serão produzidos 8NADH2 e 2FADH2 nos dois giros do ciclo de Krebs (2 “piruvatos”) e ainda 2ATPs. É esse o saldo dessa etapa.
Após a completa desidrogenação e descarboxilação dos “piruvatos”, todo o saldo de NADH2 e FADH2 vai para a Cadeia respiratória. Explique o processo da Fosforilação Oxidativa.
Os NADH2 e FADH2 oriundos das etapas anteriores saem da matriz mitocondrial e chegam as cristas mitocondriais onde ocorre a cadeia respiratória.
- Ao chegar as cristas, os NAD e FAD vão ceder elétrons para uma série de citocromos e começa a HIPÓTESE QUIMIOSMÓTICA:
( 1 ) BOMBA DE PRÓTONS: A energia do elétron da cadeia respiratória bombeia H+ da matriz para o espaço intermembranas
( 2 ) GRADIENTE ELETROQUÍMICO: O H+ acumulado no espaço intermembranas que fica hipertônico
( 3 ) FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA: O H+ retorna pelo oxissomo (ATP sintase) para a matriz mitocondrial liberando energia que o oxissomo utiliza para formar ATP
Qual é o saldo energético de cada etapa da respiração celular?
Qual o saldo energético final da respiração celular?
Glicólise = 2NADH2 e 2ATPs
Ciclo de Krebs = 8NADH2, 2FADH2 e 2ATPs
Cadeia Respiratória = 34 ATPs pela utilização dos NADH2 e FADH2
Saldo total = 38 ATPs
Como é a ação da clorofila dentro do cloroplasto?
A luz excita elétrons na clorofila, esses elétrons saltam para camadas mais energéticas do átomo de Magnésio e ao retornar liberam energia, enzimas aproveitam essa energia liberada para produzir ATP.
O que é fotossíntese? Quais são as suas 2 etapas? Onde elas ocorrem?
A fotossíntese é o processo de produção do próprio alimento das plantas, é o processo de transformação de substâncias químicas simples (CO2 e H2O) na presença de energia luminosa em energia química (glicose), gás O2 e água.
OBS: Fotossíntese não é a respiração das plantas, plantas também possuem mitocôndrias para respirar, a fotossíntese está para as plantas assim como a alimentação está para os animais.
Suas etapas são:
- Fase clara ou Fotoquímica (membr interna, nos tilacoides)
Fotofosforilação cíclica
Fotofosforilação acíclica
Fotólise da água
- Fase escura ou Química ou Enzimática (estroma)
Sobre a fotossíntese, explique como funciona a Fotofosforilação Cíclica da fase clara
A fotofosforilação cíclica é a primeira etapa da fotossíntes. O processo começa a partir da luz do sol que fornece energia a clorofila A, energizando seus elétrons para um nível mais energético do átomo de magnésio, esses elétrons mais excitados passam a transportadores onde a energia absorvida será utilizada para a formação de nova moléculas de ATP (fosforilação). Após esse processo, esses mesmo elétrons retornam a clorofila A, por meio de transportadores, fechando o cilco.
Sobre a fotossíntese, explique como funciona a Fotofosforilação Acíclica da fase clara
( 1 ) A fotofosforilação acíclica começa de forma semelhante a cíclica, a luz sobre a clorofila A energiza elétrons que passam por uma série de transportadores até chegar ao NADP (principal transportador), deixando a clorofila A oxidada (carga positiva) e o NADP reduzido (carga negativa) // ( 2 ) Em seguida, a clorofila B, também energizada, concede elétrons a transportadores que fornecerão energia para a produção de ATP e neutralizarão a carga da clorofila A que havia se oxidado, porém sua saída oxidou a clorofila B // ( 3 ) Por fim, ocorre um 3º processo: a fotólise da água. A fotólise da água vai produzir 2OH- que vão neutralizar a clorofila B, e 2H+ que vão neutralizar o NADP, tornando-o NADP2H, e liberando O2 para o meio.
Sobre a fotossíntese, quais são os produtos da fase clara?
A fase clara produz ATP (que será utilizado na fase escura), NADP2H (necessário para a fase escura) e O2 (Liberado na fotólise da água).
Sobre a fotossíntese, explique como funciona a fase escura.
Após a fase clara, o ATP e o NADP2H vão para o estroma onde serão utilizados. ( 1 ) No estroma, ocorre o chamado Ciclo de Calvin-Benson, ou seja, 3 moléculas de CO2 são fixadas em 3RBP (um tipo de pentose) por uma enzima chamada rubisco, produzindo 6PGA (ácidos fosfoglicéricos) nesse processo. Em seguida, o ATP e o NADP2H vão agir nas 6PGA fornecendo energia e hidrogênio, transformando-os em 6PGAL (aldeídos fosfoglicéricos) // ( 2 ) Depois, utilizando mais energia de ATP, os 6PGAL são novamente transformados em 3RBP, fechando o ciclo, mas com o saldo positivo de 1 PGAL ( 3 ) Esse PGAL produto passará por mais algumas reações e por fim produzir-se-á a glicose. A cada volta do ciclo de Calvin é produzido 1 PGAL e a cada 2PGAL é possível produzir uma glicose.
Sobre a fotossíntese, qual é o produto final da fase escura?
Ao final da fase escura a glicose é produzida.
Explique o que é quimiossíntese.
Quimiossíntese é um processo semelhante a fotossíntese. É a “produção do próprio alimento” na ausência de luz solar, em regiões abissais, algumas bactérias são capazes de utilizar energia química da oxidação de substâncias inorgânicas simples para produzir esse alimento.
A quimiossíntese difere da fotossíntese em relação a origem da energia que utiliza.
Quais são os fatores que influenciam a fotossíntese?
- A concentração de CO2, quanto mais CO2, mais enzimas de fotossíntese são ativadas até que se atinja o ponto de saturação enzimático.
- A temperatura, quanto maior a temperatura, mais fotossíntese até que se atinja o ponto de desnaturação enzimática.
- Intensidade luminosa, quanto mais luz melhor, até que se atinja o ponto de saturação luminosa, a partir do qual aumentar a intensidade luminosa não surte mais efeito.
