Aula 2 - Respiração Celular

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Respiração celular
Respiração Celular
Para quê fazer respiração?
Nos alimentamos diariamente de diversos compostos orgânicos: carboidratos,
lipídios, proteínas, todos estes compostos podem servir de fonte de energia para a
célula.
Porém, seria complicado para a célula ter que obter energia diretamente dessas
fontes, pois a célula teria que estar equipada com uma quantidade grande de
enzimas para realizar esse mecanismo.
Dessa maneira as células convertem a energia de diversos compostos orgânicos:
lipídios, proteínas, carboidratos e armazenam em um só tipo de molécula
energética: o ATP
Modelo Espacial do ATP
Respiração Celular
Estrutura do ATP
O ATP consiste numa molécula de 
Adenina, unida a uma molécula de 
Ribose que se liga a três fosfatos
Como podemos 
perceber o ATP é um 
nucleotídeo de RNA
As ligações entre os grupos 
fosfatos do ATP possui 
grande quantidade de 
energia armazenada.
Quando o essas ligações são 
rompidas há liberação de 
energia que a célula utiliza 
para realizar trabalho.
O ATP é produzido para 
fornecer energia para célula 
imediatamente e não para 
armazenar energia.
Quando o organismo quer 
armazenar energia a longo 
prazo ele o faz convertendo 
carboidratos em lipídios.
Então, o objetivo da Respiraçao
Celular é converter energia contida em 
compostos orgânicos em ATP para este 
fornecer energia para a célula.
Respiração Celular
Visão Geral da Respiração
O combustível mais comum 
para as células é a glicose.
C6H12O6
As células obtém energia quando 
oxidam (queimam) a glicose
A respiração celular é dividida em 
3 Etapas
1) Glicólise
2) Ciclo de Krebs
3) Cadeia Respiratória
Respiração Celular
A Mitocôndria
São organelas alongadas em forma 
de bastonete, presente em 
praticamente todas as células 
eucariotas. Seu número na célula 
varia de um a centenas dependendo 
do tipo celular.
Possui 2 membranas: uma externa
que possui a função de proteger a 
organela e outra interna que se dobra 
formando pregas em várias posições 
aumentando a área de superfície e 
formando as Cristas Mitocondriais.
A região limitada pela membrana 
interna é conhecida como Matriz 
Mitocondrial. Nesse ambiente estão 
presentes diversos tipos de proteínas, 
ribossomos e DNA mitocondrial, além 
de outros componentes químicos. 
Por possuir DNA próprio as 
mitocôndrias possuem a capacidade 
de sintetizar suas próprias proteínas, 
além de se auto-duplicar
independentemente da célula. 
A função principal das mitocôndrias é 
converter a energia química potencial de 
moléculas orgânicas em uma forma que 
as células possam utilizá-la. Esse 
mecanismo de conversão chama-se 
respiração celular e a moeda energética 
produzida ATP.
Duas fases da Respiração Celular irão 
ocorrer nas mitocôndrias
1) Ciclo de Krebs na Matriz 
2) Cadeia Respiratória nas Cristas 
Mitocondriais
Respiração Celular
Glicólise – 1ª Etapa da Respiração
Local: Citoplasma da célula
Glicólise
A glicólise (do grego glykos, açúcar, e lysis, 
quebra) é uma sequência de 10 reações 
que ocorrem no citoplasma.
Uma molécula de glicose é quebrada em 
duas moléculas de Piruvato (Ácido 
Pirúvico), com saldo líquido de 2 ATPs e 2 
NADH.
O NAD+ possui capacidade de captar 
elétrons energizados e íons H+, sendo 
assim denominados os transportadores de 
elétrons hidrogênios da respiração.
A glicose não necessita de oxigênio para 
ocorrer. As etapas seguintes são aeróbias, 
só ocorrendo se existir oxigênio disponível. 
Na falta desse gás o piruvato é convertido 
em Etanol + CO2 ou Ácido Lático. Processo 
denominado Fermentação.
Vídeo: glicólise
Respiração Celular
Glicólise – 1ª Etapa da Respiração
O2 presente
Respiração
Mitocôndria
O2 ausente
Fermentação
Citoplasma
Respiração Celular
Ciclo de Krebs – 2ª Etapa da Respiração
Local: Matriz Mitocondrial
2 Piruvato
(3C)
2 NADH
2CO2
CoA
NAD+
Os dois piruvatos produzidos na 
glicólise no citoplasma migram 
para a mitocôndria
Cada Piruvato possui 3 carbonos. 
Ao entrar na mitocôndria um 
carbono é retirado e sai como CO2.
Em seguida o piruvato converte-se 
em Acetil (2C) que reage com a 
Coenzima A (CoA) formando o 
Acetil-CoA e NADH.
O Acetil-CoA entra numa 
seqüência de reações que nós 
chamamos de Ciclo de Krebs
Durante essa seqüência de 
reações são liberados 2 CO2, 1 ATP, 
4 NADH e 1 FADH2 para cada 
Piruvato.
O FADH2 possui a mesma função 
do NADH que é carregar elétrons 
ricos em em energia para a cadeia 
respiratória (última etapa).
Repare que a glicose possuia 6 
carbonos, foi quebrada em 2 
piruvatos (3C) e estes foram 
convertidos em CO2
Dessa maneira, dizemos que a 
respiração corresponde a oxidação 
completa da glicose, 
transformando-a em 6CO2
Para cada 2 piruvatos que entram 
no ciclo são liberados:
6 CO2
8 NADH
2 FADH2
2 ATPs
Vídeo: Ciclo de Krebs
Respiração Celular
Cadeia Respiratória – 3ª Etapa da Respiração
Local: Crista Mitocondrial
 NADH e FADH2 carregam elétrons ricos em energia que foram extraídos da Glicose.
 É a energia desses elétrons que a cadeia respiratória utiliza para produzir muitos ATPs (32)
Respiração Celular
Cadeia Respiratória – 3ª Etapa da Respiração
Local: Crista Mitocondrial
Espaço Intermembrana
Matriz Mitocondrial
NADH e FADH2 produzidos nas etapas 
anteriores vão liberar elétrons ricos em 
energia para proteínas da membrana.
Os elétrons ricos em energia vão passar, 
atraídos pelo O2 por uma séria de 
proteínas da cadeia respiratória.
Três dessas proteínas vão utilizar a energia 
desses elétrons energizados para bombear 
íons H+ para o espaço intermembranoso.
Quando os elétrons se encontrar com o O2
vai ser formado água. Dizemos que o 
oxigênio é o aceptor final de elétrons.
Isso explica o porque necessitamos tanto 
de oxigênio. Todas as células necessitam 
deste composto para a respiração.
O bombeamento de H+ para o lado 
intermembranoso deixa esta região 
altamente ácida.
Por difusão, os H+ tenderão a voltar para 
a matriz mitocondrial, porém, a membrana 
interna é impermeável ao H+
O único caminho dos H+ é passar pela 
enzima ATP Sintase, que se movimenta 
com a passagem de H+.
Esse movimento realizado pela enzima ATP 
Sintase é responsável pela adição de um 
fosfato ao ADP formando ATP.
Respiração Celular
Cadeia Respiratória – 3ª Etapa da Respiração
Local: Crista Mitocondrial
Revisão do processo (visão global)
Vídeo: Cadeia transportadora 
de elétrons
Vídeo: Síntese de ATP
Respiração Celular
Fermentação
Sinônimo: Respiração Anaeróbia (Sem O2)
Local: Citoplasma da célula
Respiração Celular
(Mitocôndria)
Fermentação Lática
Fermentação Alcóolica
S/ O2
C/ O2
Fermentação
Fermentação Alcoólica
Fermentação
Fermentação Alcoólica
Realizado por: Leveduras (fungos unicelulares) – Principalmente as do gênero: 
Saccharomyces sp.As leveduras e algumas bactérias fermentam açúcares,
produzindo álcool etílico e gás carbônico, processo
denominado fermentação alcoólica. O homem utiliza os
dois produtos dessa fermentação: o álcool etílico,
empregado há milênios na fabricação de bebidas
alcoólicas e o gás carbônico, importante na fabricação do
pão, um dos mais tradicionais alimentos da humanidade.
CO2 é o responsável pelo 
crescimento da massa do pão
O etanol produzido a partir da 
fermentação é utilizado para 
produção de bebidas alcoólicas.
O etanol produzido a partir 
da fermentação da cana de 
açúcar é utilizado para 
fabricação do álcool etílico..
Fermentação
Fermentação Lática
Fermentação
Fermentação Lática
A fermentação láctica é um processo fermentativo anaeróbio (não requer oxigênio) que visa
degradar moléculas orgânicas para obtenção de energia quimíca, este processo é realizado
por bactérias láticas e em situações de falta de oxigênio em células de músculos
esqueléticos. Dois importantes gêneros de bactérias do ácido lático são Streeptococcus e
lactobacillos.
Lactobacillus sp.
A fermentação do leite é realizada por bactérias que produzem ácido 
lático a partir da lactose.
A acidez provoca a coagulaçãodas proteínas do leite que precipitam. 
O leite então fica com dois aspectos a parte líquida chamada de soro, e 
a parte sólida formada pela coalhada (proteínas coaguladas)
Queijo
Iogurte
Fermentação
Fermentação Lática
As fibras musculares são células que 
necessitam constantemente de O2 para 
realizar sua função de contração
Durante uma atividade física 
prolongada a quantidade de O2 que 
chegam as fibras é limitada.
Para continuar gerando ATP as células 
musculares realizam em condições 
anaeróbicas a fermentação lática.
O excesso de ácido lático nos 
tecidos musculares pode causar 
vários problemas como fadiga 
muscular e câimbra.
Fibra relaxada
Fibra contraída
O2
Respiração
Glicose
Ácido Lático
2 ATPs
Fermentação 
Lática
Mas...
Fermentação
Exercícios
Resposta: C
Exercícios
Resposta: b
Exercícios
Resposta: C
Exercícios
Resposta: E
Exercícios
Resposta: B
Exercícios
Resposta: A
II
I
Exercícios
Resposta: VFFVVVF
II
I