Enquanto os organismos superiores utilizam a respiração aeróbica para obter energia

Quando falamos em respiração, logo imaginamos a entrada de oxigênio e a saída de gás carbônico pelas nossas vias respiratórias. No entanto, a palavra respiração pode ser empregada em referência ao processo, a nível celular, no qual ocorre a síntese de ATP.

A respiração pode ser de dois tipos básicos: a aeróbica e anaeróbica. A respiração aeróbica é aquela que utiliza oxigênio como aceptor final. A anaeróbica, por sua vez, não utiliza essa substância. A grande maioria dos seres vivos realiza respiração aeróbica para produzir energia, entre eles algumas bactérias, protistas, fungos, plantas e animais.

A respiração aeróbica pode ser dividida em três etapas básicas: glicólise, ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa. Vale destacar, no entanto, que a glicólise é uma fase anaeróbica, uma vez que não depende do oxigênio. Nos seres eucariontes, a glicólise ocorre no citosol, e as outras etapas ocorrem em uma organela denominada mitocôndria.

→ Glicólise

A glicólise é uma etapa em que várias reações químicas ocorrem a fim de realizar a quebra da glicose em duas moléculas de ácido pirúvico. Inicialmente ocorre a adição de fosfatos, provenientes de duas moléculas de ATP, à molécula de glicose. Após a adição, processo chamado de ativação, a molécula de glicose torna-se instável e quebra-se, formando duas moléculas de ácido pirúvico. Essa quebra produz quatro moléculas de ATP e, com isso, o saldo final do processo é de dois ATP.

Além da produção de ácido pirúvico, a quebra da glicose libera quatro elétrons(e-) e quatro íons H+. Dois H+ e os quatro e- são capturados por duas moléculas de NAD+ (Dinucleotídio de Nicotinamida-adenina), que passam para o estado reduzido: NADH.

→ Ciclo de Krebs

O ciclo de Krebs, também chamado de ciclo do ácido cítrico, acontece no interior da mitocôndria, mais precisamente na matriz mitocondrial. Esse processo inicia-se com a chegada do ácido pirúvico na matriz e sua imediata reação com a coenzima A, que produz uma molécula de acetil-CoA (Acetilcoenzima A) e uma molécula de CO2. Nessa reação observamos também a presença do NAD+, que se transforma em NADH após utilizar dois elétrons e um íon H+ liberados no processo.

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

As moléculas de acetil-CoA sofrem então oxidação e, ao final, formam-se uma coenzima A intacta e duas moléculas de CO2. Essas reações que garantem a oxidação da acetil-CoA constituem o chamado ciclo de Krebs.

O ciclo de Krebs inicia-se com a combinação do acetil-CoA com o ácido oxalacético, que forma uma molécula de ácido cítrico e uma molécula de coenzima A. Durante as reações seguintes, há a liberação de duas moléculas de CO2, elétrons e íons H+. No final do processo, o ácido oxalacético é recuperado e encontra-se em perfeitas condições para iniciar um novo ciclo. Os elétrons e os íons formados são capturados pelo NAD+ ou FAD (dinucleótido de flavina e adenina), formando respectivamente NADGH ou FADH2. Ao final do ciclo, encontram-se formados 3 NADH e 1FADH2.

Durante o ciclo, a energia liberada faz com que ocorra a formação do GTP (Guanosina trifosfato), uma molécula bastante semelhante ao ATP.

→ Fosforilação oxidativa

Nesse processo ocorre a reoxidação das moléculas de NADH e FADH2, sendo liberada uma grande quantidade de elétrons, que formam água. Durante a formação de água, energia vai sendo liberada e usada na produção de ATP. A fosforilação oxidativa é responsável pela maior parte do ATP produzido pela célula.

Veja a seguir o rendimento energético de todo o processo de respiração celular:

Pré-visualização | Página 1 de 1

EXERCÍCIOS IV - ENGENHARIA BIOQUÍMICA: Bioquímica da Fermentação 1.(PUC-RS) O oxigênio é extremamente importante para a sobrevivência dos animais e de microrganismos porque a maioria deles satisfaz suas necessidades de energia por meio da oxidação de alimentos ou substratos. A oxidação final dos compostos orgânicos pelas células (denominada de Ciclo de Krebs ou Ciclo do Ácido Cítrico) e a formação de ATP ocorrem: a) No citoplasma. b) Nas mitocôndrias. c) No complexo de Golgi. d) No retículo endoplasmático. e) Nos lisossomos. 2.(Unifacs BA/2013) A produção de combustíveis a partir da transformação de açúcares é um procedimento realizado por processo: a) respiratório, executado por micro-organismos que convertem açúcares em fontes celulósicas. b) anabólico, exclusivo de bactérias, produzindo biomassa a partir de água, gás carbônico e luz solar. c)fermentativo, catalisado por enzimas, formando etanol e dióxido de carbônico entre os produtos finais. d)aeróbico, em que moléculas de celulose e outros polissacarídeos são totalmente degradadas em glicose e O2(g). e)fotossintético, em que a energia solar é transformada em energia química armazenada em moléculas de carboidratos, como nas partes lenhosas das plantas. 3. (UFV) Enquanto os organismos superiores utilizam a respiração aeróbia para obter energia, algumas bactérias e fungos utilizam a fermentação. Esses processos compreendem um conjunto de reações enzimáticas nos quais compostos orgânicos são degradados em moléculas mais simples. As afirmativas a seguir estão relacionadas a esses processos. I. A glicólise é o processo inicial da respiração e fermentação. II. As leveduras fermentam açúcares para produzir álcool etílico. III. A fermentação é mais eficiente em rendimento energético do que a respiração. Com relação às afirmativas, assinale a alternativa correta. a) I e II são verdadeiras. b) II e III são verdadeiras. c) I, II e III são verdadeiras. d) I e III são verdadeiras. e) Apenas a II é verdadeira. 4.(Cefet-PR) A fermentação e a respiração são processos celulares nos quais há liberação de energia. Assinale a alternativa que contém etapa(s) comum(ns) à fermentação e à respiração. a) Glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória. b) Ciclo de Krebs e cadeia respiratória. c) Glicólise e ciclo de Krebs. d) Apenas glicólise. e) Apenas cadeia respiratória. 5. (PUC-PR) A seguinte equação resume um dos mais importantes fenômenos biológicos: Em relação a este fenômeno, podemos afirmar: I. O composto orgânico, reagente, libera quantidade de energia. II. O ATP formado retém energia utilizável pelas células. III. Os mitocôndrios participam deste fenômeno. IV. Ocorre tanto nos organismos aeróbios como nos anaeróbios. Estão corretas as afirmações: a) Apenas I, II, III e IV. b) Apenas II, III e IV. c) Apenas I, II e III. d) Apenas I e II. e) I, II e IV. 6. (Mackenzie) A equação simplificada a seguir representa o processo de fermentação realizado por microrganismos como o 'Saccharomyces cerevisiae (levedura). A → B + C . A, B e C são, respectivamente: a) glicose, água e gás carbônico; b) glicose, álcool e gás carbônico; c) álcool, água e gás carbônico; d) álcool, glicose e gás oxigênio; e) sacarose, gás carbônico e água. 7. (Mackenzie) A lei 7678 de 1988 define que “vinho é a bebida obtida pela fermentação alcoólica do mosto simples de uva sã, fresca e madura”. Na produção de vinho, são utilizadas leveduras anaeróbicas facultativas. Os pequenos produtores adicionam essas leveduras ao mosto (uvas esmagadas, suco e cascas) com os tanques abertos, para que elas se reproduzam mais rapidamente. Posteriormente, os tanques são hermeticamente fechados. Nessas condições, pode- se afirmar, corretamente, que: a) o vinho se forma somente após o fechamento dos tanques, pois, na fase anterior, os produtos da ação das leveduras são a água e o gás carbônico. b) o vinho começa a ser formado já com os tanques abertos, pois o produto da ação das leveduras, nessa fase, é utilizado depois como substrato para a fermentação. c) a fermentação ocorre principalmente durante a reprodução das leveduras, pois esses organismos necessitam de grande aporte de energia para sua multiplicação. d) a fermentação só é possível se, antes, houver um processo de respiração aeróbica que forneça energia para as etapas posteriores, que são anaeróbicas. e) o vinho se forma somente quando os tanques voltam a ser abertos, após a fermentação se completar, para que as leveduras realizem respiração aeróbica. 8. (FATEC SP/2012) Os esquemas, a seguir, evidenciam três maneiras diferentes através das quais a glicose pode ser utilizada como fonte de energia necessária à manutenção da vida. Assinale a alternativa correta sobre esses esquemas. a) Os esquemas 1 e 3 ocorrem em ambientes totalmente anaeróbios para a produção de pães e bolos. b) O esquema 1 exibe a fermentação alcoólica realizada nas mitocôndrias de leveduras com consumo de oxigênio. c) O esquema 2 revela um processo aeróbio realizado nas mitocôndrias de lactobacilos e de células musculares humanas. d) O esquema 3 demonstra um processo aeróbio em que o gás oxigênio atua como agente oxidante de moléculas orgânicas. e) Os esquemas 1, 2 e 3 evidenciam processos aeróbios de obtenção de energia que ocorrem em plantas e animais em geral. 9 – (UCS RS/2011) Todos os seres vivos necessitam obter energia por processos metabólicos. Os mais comuns são a respiração celular e a fermentação. Que etapa metabólica ocorre nesses dois processos? a) Ciclo de Krebs b) Redução de acetil-CoA c) Transformação do ácido pirúvico em ácido láctico d) Glicólise e) Cadeia respiratória 10. (UERJ/2011) No esquema abaixo, estão representadas as duas etapas finais do processo fermentativo em células musculares quando submetidas a condições de baixa disponibilidade de oxigênio. Considere agora o processo fermentativo do fungo Saccharomyces cerevisiae, ou levedo de cerveja. Neste processo, no lugar do lactato, a substância final formada será: a) etanol b) glicose c) glicerol d) sacarose Prof. Valmir E. Alcarde

Em que consiste a respiração aeróbica?

Quais organismos realizam a respiração aeróbia?

Onde ocorre a respiração aeróbica?

Qual a importância da respiração aeróbica para os organismos?