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Respiração celular e fotossítese

Respirar como a entendemos em biologia é a respiração celular. A maioria das células eucarióticas respira. As células vegetais também respiram, mas quando são acesas, procedem à fotossíntese que mascara a respiração celular.

A equação de equilíbrio para respiração é a seguinte:

C6 H12 O6 + 6O2 – >6  CO2 + 6H2 O+ e nergie( = 36 P )    C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + energia (ATP = 36)

O elemento essencial para a respiração celular é a mitocôndria.

 Respiração

Respirar consiste em oxidar completamente a matéria orgânica na matéria mineral, graças ao oxigênio, a fim de extrair energia necessária para o funcionamento da célula.

 Quase todas as células do ser humano respiram.

Respirar da glicose produz energia na forma de ATP. Estas moléculas de ATP podem ser produzidas:

  • Ou diretamente, isto é, durante uma reação
  • Seja indiretamente através da produção de um portador reduzido, o RH 2 . Esta produção ocorre durante uma reação, então RH 2 é usado na cadeia respiratória para formar ATP.

A respiração é composta por várias etapas que ocorrem em diferentes compartimentos celulares:

  • glicólise, que ocorre no hialoplasma (citoplasma líquido)
  • ciclo de Krebs, na matriz mitocondrial
  • cadeia respiratória mitocondrial, na membrana interna da mitocôndria

 Hialoplasma

O hialoplasma é o fluido no qual as organelas se banham no interior da célula.

Glicólise

Glicólise, um termo derivado do glico grego (= glicose) e lise (= degradação), corresponde à degradação da glicose. Corresponde ao primeiro estágio da respiração celular.

A glicólise é a reação de degradação da glicose no hialoplasma da célula. Este é o primeiro passo na respiração celular, este passo é essencial porque as mitocôndrias não podem usar diretamente a glicose.

A glicólise consiste em 10 reações e ocorre no hialoplasma . Requer:

  • 1 glicose ( C6 H12 O6 C6H12O6)
  • 2 ATP
  • 4 ADP e 4 Pi
  • R ‘(O composto R’ está quimicamente próximo do composto R estudado durante a fotossíntese.)

A glicólise permite:

  • Degradação de uma glicose em 2 piruvatos ( CH3 – CO – COOHCH3-CO-COOH)
  • A redução de 2 R ’em 2 R’H 2
  • A formação de 4 ATP. No entanto, a glicólise requer o uso de 2 ATP, o seu saldo global, portanto, corresponde à formação de 2 ATP.

O equilíbrio da glicólise é:

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A glicólise permite obter 2 ATP e 2 R’H2

O ciclo de Krebs

O ciclo de Krebs, ou ciclo de ácido tricarboxílico, ocorre na matriz mitocondrial. Corresponde ao segundo estágio da respiração celular.

Mitocôndria

A mitocôndria é uma organela intracelular de células eucarióticas que tem 1 μm de comprimento e possui seu próprio DNA. É formado por uma membrana externa e uma membrana interna, separadas por um espaço entre as membranas. A membrana interna possui dobras chamadas cristas mitocondriais, que possuem proteínas enzimáticas, a ATP sintase. Esses dois envelopes limitam um compartimento interno, a matriz, dentro do qual o ciclo de Krebs ocorre.

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Cycle de Krebs

O ciclo de Krebs é uma seqüência de reações bioquímicas que ocorrem na matriz mitocondrial. Eles levam à produção de compostos R’H 2, a partir do H + liberado pela degradação total do ácido pirúvico. Estes compostos R’H 2 permitem a produção de moléculas de ATP pela cadeia respiratória.

Durante a degradação total de piruvatos 6 moléculas de CO2 CO2também são formados.

Para uma molécula de glicose inicial, o ciclo de Krebs usa:

  • 2 piruvatos da glicólise
  • 10 R ‘oxidantes
  • 6 moléculas de água
  • 2 ADP e 2 Pi
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O ciclo de Krebs permite obter 2 ATP e 10R’H2 pela descarboxilação dos 2 piruvatos

É durante esse ciclo que o CO é produzido.2 CO2liberado por expiração.

O saldo do ciclo de Krebs é: 
2CH3 – CO – COOH+10  R + 6H2 O+2ADP+2    Pi  > 6  CO2 + 10′ H2 +2ATP 2  CH 3 – CO − COOH + 10 R ′ + 6 H 2 O + 2ADP + 2Pi -> 6CO 2 + 10 R ′ H 2 + 2ATP

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O ciclo de Krebs

Cadeia respiratória

A cadeia respiratória, ou cadeia de fosforilação oxidativa, é o terceiro estágio da respiração celular.

Cadeia respiratória

A cadeia respiratória, na membrana interna da mitocôndria, é um conjunto de reações que possibilitam, a partir dos compostos de R’H 2 produzidos pela glicólise e pelo ciclo de Krebs, produzir as moléculas de ATP necessárias para a energia. operação da célula.

A cadeia respiratória é composta por moléculas presentes na membrana interna da mitocôndria. Uma primeira molécula recupera os elétrons dos átomos de hidrogênio presentes no R’H 2 . Estes elétrons são então transferidos do complexo para o complexo para o seu receptor final, que é o O2 O2: existe então a formação deH2 OH2O. A transferência de elétrons permite a passagem de íons H+no espaço intermembranar, o que cria uma força motriz de prótons que permite, durante sua passagem pela ATP sintase, reformar o ATP a partir do ADP. + Pi.

A cadeia respiratória requer:

  • 12 R’H 2 (2 da glicólise e 10 do ciclo de Krebs)
  • 32 ADP e 32 Pi
  • O2 O2de inspiração

Esta cadeia permite, com a ajuda da ATP sintase, a produção de 32 ATP graças à energia contida nas moléculas R’H 2 produzidas pelos estágios anteriores de respiração. O ATP permitirá dar a energia necessária às reações químicas permitindo o funcionamento da célula.

-

A cadeia respiratória permite obter 32 ATP e 12R ‘

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A cadeia respiratória mitocondrial

Balanço energético da respiração

Respiração permite a produção de 36 ATP em eucariotos a partir de uma molécula de glicose (2 durante a glicólise, 2 durante o ciclo de Krebs e 32 durante a cadeia respiratória). Estes ATPs serão então usados ​​para fornecer a energia necessária para operar a célula.

Fermentação

Generalidades sobre fermentação

Respiração celular requer oxigênio. Algumas espécies ou células são capazes de viver em ambiente anaeróbico.

Ambiente anaeróbico

Um meio anaeróbico é um meio livre de oxigênio. Os organismos ou células capazes de viver lá têm um metabolismo anaeróbico.

Organismos anaeróbicos ou anaeróbicos aeróbios (capazes de ter ambos os metabolismos) são responsáveis ​​pela fermentação em meios livres de oxigênio.

A fermentação começa com a glicólise, exatamente a mesma reação da respiração. Mas os dois piruvatos produzidos pela glicólise serão parcialmente degradados em uma reação que não requer oxigênio.

Existem vários tipos de fermentações, incluindo:

  • Fermentação alcoólica
  • Fermentação láctica

Fermentação alcoólica

A fermentação alcoólica, também chamada etanólica, realizada pelas leveduras consiste em:

  • A glicólise: produção de 2 piruvatos, 2 ATP e 2 R’H 2 .
  • A transformação dos dois piruvatos em 2 etanóis e 2 CO 2 graças ao uso de compostos R’H 2 produzidos pela glicólise.

A fermentação alcoólica torna assim possível produzir 2 ATP para uma glicose, em vez de 36 ATP para a respiração:

C6 H12 O6 +2ADP+2    Pi  > 2  C2 H6 O+2  CO2 +2ATP  C6H12O6 + 2ADP + 2Pi -> 2C2H6O + 2CO2 + 2ATP

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Fermentação alcoólica

Este processo é especialmente usado na produção de vinho.

Fermentação láctica

A fermentação láctica realizada pelas células musculares ou bactérias iogurte consiste em:

  • A glicólise: produção de 2 piruvatos, 2 ATP e 2 R’H 2 .
  • A transformação dos dois piruvatos em 2 lactatos graças aos compostos R’H 2produzidos pela glicólise.

A fermentação lática produz assim 2 ATP para glicose, em vez de 36 ATP para respiração:

C6 H12 O6 +2ADP+2    Pi  > 2  C3 H6 O3 +2ATP  C6H12O6 + 2ADP + 2Pi -> 2C3H6O3 + 2ATP

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julho 7, 2018
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