O Ciclo de Krebs (ciclo cítrico)
O ácido pirúvico (piruvato)
formado na glicólise, é
quebrado, através de reações,
produzindo:
* CO2
* ATP
* NAD, 2H
* FAD, 2H
É a etapa da respiração em que a acetil-CoA, proveniente das
moléculas alimentares, é degradada em CO2 e H2O, a partir da
formação da molécula de acido citrico e a energia produzida é
usada na síntese de ATP. O ciclo de Krebs não participa apenas do
metabolismo energético: à medida que as diversas substâncias do
ciclo vão se formando, parte delas passa a servir de matéria-prima
para a síntese de substâncias orgânicas (anabolismo)
Cadeia Respiratória – nas cristas mitocondriais
As moléculas de hidrogênio,
retiradas da glicose e capturadas
pelo NAD e FAD no ciclo de Krebs,
são transportadas até o oxigênio,
formando água. Nesta fase o NAD
e
o
FAD
funcionam
com
transportadores de hidrogênios.
Os
citocromos
(proteínas
contendo ferro) também participam
da cadeia respiratória como
transportadores de hidrogênio,
liberando energia. Essa energia
liberada gradativamente é utilizada
na síntese de ATP. Nesta etapa é
produzida a maior parte do ATP. O
oxigênio funciona como aceptor
final de hidrogênios, formando
água e evitando que a célula morra
por acidose.
Alguns organismos anaeróbios:
•Lactobacilos → são bactérias anaeróbias estritas (obrigatórias), utilizadas
na produção de iogurte, realizam fermentação láctica produzindo no final
da fermentação ácido láctico.
•Clostridium tetani (bacilo causador do tétano) →, bactérias anaeróbias
estritas ou obrigatórias. Sobrevivem somente na ausência de oxigênio.
•Levedo de cerveja (Saccharomyces cerevisiae) →, são fungos anaeróbios
facultativos, podendo sobreviver na presença ou ausência de O2. Realizam
fermentação alcoólica no processo de fabricação de cerveja e de pão.
•Bactérias desnitrificantes do gênero Pseudomonas → utilizam nitratos,
liberando gás nitrogênio (N2) para a atmosfera.
Nos processos anaeróbios, os aceptores de hidrogênios são compostos
orgânicos que se originam a partir da glicólise (quebra da molécula de
glicose). Esses processos recebem o nome de fermentação.
Fermentação láctica
Fermentação em panificação
Os microrganismos fermentativos realizam duas funções principais na
preparação dos pães:
* produzem gás durante a fermentação que faz aumentar a massa,
dando aos pães uma consistência esponjosa e porosa;
* produzem substâncias aromáticas características dos pães.
A fermentação da massa dos pães é conseguida com a utilização da
levedura Saccharomyces cerevisiae. A principal função da levedura é
fermentar o açúcar enquanto produzem dióxido de carbono (CO2), que
faz "crescer" a massa do pão. O álcool formado é liberado, evapora.
Fermentação láctica nas células musculares
Quando realizamos intensa atividade física prolongada, o suprimento de
energia que chega aos músculos pode ser insuficiente para que as
células musculares realizem a respiração aeróbia. O suprimento de ATP
para a célula fica prejudicado e passa a prevalecer a respiração
anaeróbia através da fermentação láctica. Isto ocorre em curto período
e em condições de baixa oxigenação muscular gerando menor
quantidade de ATP, mas garantindo energia para as células.
Além de produzir menor quantidade de ATP, outra desvantagem dessa
respiração anaeróbia é o acúmulo de ácido láctico no interior da fibra,na
forma de lactato, ocasionando fadiga muscular, câimbra e dor muscular
após a atividade física. À medida que a oxigenação do músculo volta ao
normal, vai diminuindo a intoxicação muscular pelo lactato.
O ácido lático é conduzido pela corrente sanguínea ao fígado onde é
convertido em ácido e posteriormente em glicose armazenada na forma
de glicogênio, sendo a conversão denominada de gliconeogênese.
Em repouso a célula muscular produz um excesso de ATP, que transmite
sua energia para um outro composto, a creatina fosfato, que é mais
estável permanecendo por mais tempo armazenada na célula. Em uma
contração, este composto cede energia para produção de ATP.
01. A respiração, que se processa em três etapas (glicólise, ciclo de Krebs e cadeia
respiratória), é um processo de liberação de energia através da quebra de complexas
moléculas orgânicas. Das afirmativas abaixo, relacionadas à respiração, indique a que
esteja correta:
a) Na glicólise há conversão do ácido pirúvico em compostos intermediários, H2O e CO2.
b) Na cadeia respiratória há transporte de hidrogênio com formação do ácido pirúvico.
c) No ciclo de Krebs há transporte de hidrogênio, consumo de oxigênio molecular e
produção de água.
d) Na glicólise há conversão de glicose em ácido pirúvico.
e) No ciclo de Krebs há conversão de glicose em ácido pirúvico.
02. Observe a reação química não balanceada abaixo:
C6H12O6 + O2 → CO2 + H20
Sobre ela é correto afirmar que:
a) Representa a equação básica da fotossíntese.
b) Ocorre apenas em seres vivos pluricelulares.
c) É uma reação que não ocorre no interior dos seres vivos, apenas em laboratórios de
produção de água.
d) Representa a quebra da glicose na presença do oxigênio no processo conhecido como
respiração celular.
e) Indica a principal causa do aumento na concentração do CO2 na atmosfera, a queima
de glicose realizada pelos bovinos.
1) LETRA D
2) LETRA D
03.O esquema abaixo mostra de modo simplificado
um tipo de reação celular metabólica.
O processo representado é:
a) Respiração anaeróbica.
b) Respiração aeróbica.
c) Quimiossíntese.
d) Fotossíntese.
e) Glicólise
03) LETRA B
04. Pela análise do esquema, prevê-se que a
energia pode ser obtida por um organismo:
a) Somente a partir de açúcares.
b) Somente a partir de proteínas.
c) Somente a partir de gorduras.
d) A partir de açúcares, proteínas e gorduras.
e) A partir de substâncias inorgânicas.
LETRA D
05. Durante as olimpíadas de Sydney, em 2000, o anabolizante
nandrolona ganhou destaque após seu uso ser detectado em
exame de urina de vários atletas, o que caracterizou doping.
Substâncias anabolizantes podem produzir efeitos, como o
aumento da força física e aumento do número de hemácias,
fatores importantes no desempenho dos atletas. Considerando os
efeitos citados, identifique os processos possíveis de serem
desencadeados no organismo de atletas que fazem uso de
anabolizantes:
I – Aumento da divisão mitótica.
II – Diminuição do número de mitocôndrias.
III – Aumento de tamanho das fibras musculares.
IV – Aumento da respiração celular.
V – Aumento da fermentação láctica.
Estão corretas:
a) I e V
b) II, III e IV
c) I, III e IV
d) IV e V
e) apenas III
06. A mandioca-brava (Manihot utilíssima) é bastante utilizada
na região norte do país para o preparo de farinha, pois seu
rendimento é maior. Porém, apresenta um princípio ativo
tóxico, da classe dos cianogênicos que, quando ingerido,
provoca cansaço, falta de ar, fraqueza e confusão mental,
podendo levar à convulsão e morte. A preparação artesanal
ou industrial do produto faz com que o princípio ativo seja
eliminado, técnica dominada pelos índios da Amazônia
desde antes da época do descobrimento. Considerando-se
os sintomas apresentados por aqueles que ingerem a
mandioca-brava in natura e a classe a que pertence o
princípio ativo, pode-se sugerir que este atua,
primariamente, impedindo a:
a) Utilização do oxigênio na cadeia respiratória.
b) Utilização do oxigênio no ciclo de Krebs.
c) Associação do oxigênio com as moléculas de hemoglobina.
d) Difusão do oxigênio alveolar para o tecido sanguíneo.
e) Formação de ATP durante a glicólise.
05) Letra C – O uso de anabolizantes aumenta o
número de mitocôndrias e a capacidade de
respiração celular, aumenta as células
musculares (miofibrilas) e,
consequentemente a força muscular. Com o
aumento de mitocôndrias ocorre aumento
de divisão mitótica, multiplicação das
células.
06) Letra A – Os efeitos colaterais da mandiocabrava envolve diminuição do número de
mitocôndrias, acarretando alterações
metabólicas como fraqueza, falta de ar,
perturbações nervosas e cansaço.
07) O fermento biológico usado na fabricação de pães provoca o
aumento do volume da massa como consequência da produção de:
(A) CO2, a partir da água acrescentada à massa do pão.
(B) CO2, a partir da fermentação do açúcar acrescentado à massa do
pão.
(C) O2, a partir da fermentação do amido existente na farinha do pão.
(D) N2, a partir da fermentação do açúcar acrescentado à massa do pão.
(E) O2, a partir da respiração do açúcar acrescentado à massa do pão
08) Uma das causas de dor e sensação de queimação nos músculos,
decorrentes de esforço físico intenso, é a presença de muito ácido láctico
nas células musculares. Isso ocorre quando essas células
(A) realizam intensa respiração celular, com produção de ácido láctico.
(B) recebem suprimento insuficiente de gás oxigênio e realizam
fermentação.
(C) realizam intensa respiração celular produzindo excesso de ATP.
(D) recebem estímulos nervosos sucessivos e acumulam
neurotransmissores.
(E) utilizam o açúcar lactose como fonte de energia.
07) LETRA B
08) LETRA B
CLOROPLASTOS
Fatores que influenciam na fotossíntese: temperatura,
concentração de gás carbônico e intensidade luminosa.
• Temperatura - qualquer temperatura abaixo ou acima da
ideal resulta em condição limitante para as reações de
fotossíntese. Abaixo da temperatura “ótima” a energia
cinética das moléculas reagentes (CO2, H2O) é insuficiente
para conseguir o rendimento químico. Acima da
“temperatura ótima” as enzimas vão se desnaturando,
podendo parar as reações.
• Concentração de gás carbônico - estudos mostram que a
concentração ótima é atingida em 0,2% de CO2, pois acima
dessa concentração a taxa de fotossíntese já não poderá
melhorar. Consequentemente, qualquer concentração
abaixo desse ótimo (0,2%) está funcionando como limitante
para o melhor rendimento do processo.
• Intensidade luminosa - abaixo do ponto de saturação
luminosa, as intensidades de luz são valores limitantes do
processo fotossintético. Acima dessa “intensidade ótima” já
não haverá mais melhoria na taxa de rendimento.
A fotossíntese é a síntese de matéria
orgânica (carboidrato) a partir de
compostos inorgânicos, utilizando
energia luminosa em presença de
clorofila.
6 CO2 + 12 H20 -----> C6H12O6 + 6 H20 + 6 O2
Experimentos utilizando água (H2O) e gás
carbônico (CO2) marcados com oxigênio isótopo 18
demonstram que a origem do gás oxigênio é a
molécula de água e não o gás carbônico(CO2).
Com base no experimento temos
A seguinte equação:
FASE LUMINOSA (ocorre no granum)
Fotofosforilação cíclica
• Ocorre formação de ATP
Fotofosforilação acíclica
• Formação de ATP
• Fotólise da água
• Liberação de O2
• Redução de NADPH2
FASE ESCURA (ocorre no estroma – sem a utilização de
luz)
• Ocorre a formação de compostos orgânicos
Fotofosforilação Cíclica
Tem início quando a energia luminosa é
absorvida pela clorofila a, acumulando-se em
certos elétrons dessa molécula. Os elétrons
abandonam a clorofila e são recolhidos pela
ferridoxina (aceptor de elétrons emitidos pela
clorofila). A ferridoxina transfere os elétrons aos
citocromos (pigmentos proteicos
transportadores de elétrons). À medida que os
elétrons passam pela cadeia de citocromos,
desprende energia, voltando ao seu potencial
energético normal, retornando à clorofila a. A
energia que foi desprendida pelo elétron é
aproveitada pelo ADP, que junta-se a um radical
fosfato transformando-se em ATP.
A fotofosforilação significa a síntese de ATP, a
partir de ADP e fosfato (Pi – fósforo
inorgânico), às custas da energia liberada pelo
elétron que corresponde à energia luminosa
absorvida pela clorofila.
Fotofosforilação Acíclica
Nesta etapa ocorre a participação da clorofila a e b, existente
nos cloroplastos de plantas superiores. A clorofila a, iluminada, perde
um par de elétrons ativados, recolhidos por um aceptor inicial, a
plastoquinona, que transfere os elétrons a uma cadeia de citocromos,
transportadores de elétrons. Ocorre perda de energia dos elétrons
conforme vão sendo transportados. Essa energia é utilizada na síntese
de ATP. O elétron recolhido pela clorofila a é entregue a outro aceptor
de elétrons, a ferridoxina, e passa a uma molécula de NADP. Cada
molécula de NADP pode receber dois elétrons. Assim ele reduz a
NADPH2.
A clorofila b será restaurada pelos elétrons desprendidos pela fotólise
da água (reação de Hill), proveniente do hidrogênio.
Ocorre na fase luminosa (etapas cíclica e acíclica):
Absorção de energia luminosa pelas clorofilas
Síntese de ATP
Fotólise da água
Síntese de NADPH2
Produção de O2
Fotólise da Água - É a quebra da molécula de água sob a ação da luz, havendo
liberação do oxigênio para a atmosfera e transferência dos átomos de hidrogênio
para transportadores de hidrogênio. Essa reação foi descrita por Hill, em 1937, que
ainda, não sabia qual era a substância receptora de hidrogênio. Hoje, sabe-se que é
o NADP (NAD + fosfato).
2H2O → O2 + 2H2
Etapa escura, química ou enzimática da Fotossíntese
(ocorre sem a utilização de luz)
Ocorre a transformação de gás carbônico do ar
atmosférico em moléculas orgânicas.
Para que se formem moléculas orgânicas, como a glicose,
utiliza-se o ATP como doador de energia e o NADPH2
como fonte de hidrogênios. Os hidrogênios doados pelo
NADPH2 promovem a redução de CO2, que se
transforma em carboidratos.
Características da fase escura:
• Absorção e fixação do CO2
• Redução de CO2 pelo NADPH2
• Gasto de ATP
• Síntese de molécula orgânica
No ciclo do nitrogênio podemos observar a quimiossíntese realizada pelas
bactérias do gênero Nitrosomonas e Nitrobacter, produzindo nitrito e nitrato.
01)O esquema simplificado abaixo representa dois processos
químicos (I e II) importantes para os seres vivos.
Com base nesses processos, é INCORRETO afirmar que:
a) o processo I ocorre nas mitocôndrias, e no II nos cloroplastos.
b) em ambos os processos ocorre produção de ATP.
c) o processo II resume a respiração aeróbia.
d) a temperatura é um dos fatores externos que influi no processo I.
e) no processo II o NAD e FAD participam como aceptores de
hidrogênio.
LETRA A
02) Analise o esquema simplificado a seguir:
As fases 1 e 2 do esquema resumem, respectivamente:
(A) fotossíntese e fermentação
(B) respiração e fotossíntese
(C) fermentação e respiração
(D) fotossíntese e respiração
(E) fermentação e fotossíntese
02) LETRA D