Os processos fermentativos levam à formação de moléculas orgânicas pequenas, mas ainda capazes de liberar energia. Por exemplo, o álcool etílico, um dos produtos da fermentação da glicose, contêm quantidades razoáveis de energia liberáveis, tanto que é utilizado como combustível. A respiração aeróbia consiste em levar adiante o processo de degradação das moléculas orgânicas, reduzindo-as as moléculas praticamente sem energia liberável. Os produtos da
degradação inicial da molécula orgânica são combinados com o oxigênio do ar e transformados em gás carbônico e água. O processo de respiração aeróbica é muito mais eficiente que o da fermentação: para cada molécula de glicose degradada, são produzidas na respiração 38 moléculas de ATP, a partir de 38 moléculas de ADP e 38 grupos de fosfatos. Na fermentação,
apenas duas moléculas de ATP são produzidas para cada molécula de glicose utilizada. A eficiência da respiração em termos energéticos é, portanto, dezenove vezes maior do que a da fermentação. A respiração aeróbica é um processo muito mais complexo que a fermentação. São necessários cerca de 60 passos metabólicos a mais, além dos nove que compõe a glicólise, para que uma molécula de glicose seja totalmente degradada a CO2 e H2O, em presença de O2. A degradação da glicose na respiração celular se dá em três etapas fundamentais: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiração. A glicólise ocorre no hialoplasma da célula, enquanto o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória ocorrem no interior das mitocôndrias. Estudaremos a seguir cada uma dessas etapas. Como referenciar: "Respiração aeróbica e glicólise" em Só Biologia. Virtuous Tecnologia da Informação, 2008-2022. Consultado em 09/08/2022 às 00:23. Disponível na Internet em https://www.sobiologia.com.br/conteudos/bioquimica/bioquimica5.php 3-Transformação e utilização de energia pelos seres vivos Toda a atividade do ser vivo, dos mais simples aos mais complexos, necessita de uma fonte de energia. Ao conjunto de todas as reações químicas essenciais à vida, dá-se o nome de METABOLISMO CELULAR. A energia localiza-se nas ligações entre átomos, quando estas ligações são quebradas liberta-se energia que não é diretamente utilizada, para poder ser utilizada pelas células, o ser vivo utiliza uma molécula aceptor de energia que já falamos, o ATP. Esta molécula é a transportadora universal de energia a nível celular. No ser vivo o ATP não se acumula, o que significa que estas moléculas estão sempre a ser produzidas e regeneradas. Existem várias metabolismos que correspondem a diferentes reações que permitem produzir moléculas ATP. O metabolismo celular ocorre em dois processos: -Um resulta da degradação de substâncias complexas em simples com libertação de energia que irá ser transferida para as moléculas ATP - São as reações CATABÓLICAS e como há libertação de energia, dizem-se EXOENERGÉTICAS. O produto final da decomposição da molécula complexa é mais pobre em energia da que lhe deu origem. Estas reações catabólicas podem dar-se em presença de oxigénio, isto é, AEROBIOSE, ou com ausência de oxigénio, ou seja, ANAEROBIOSE. Dois exemplos de reações catabólicas, que serão aqui estudados, deste tipo de reações é a FERMENTAÇÃO (via anaeróbica) e RESPIRAÇÃO AERÓBICA (via aeróbia). -Outro processo resulta da síntese de substâncias complexas a partir de outras mais simples, reações de ANABOLISMO. Nestas reações há consumo de energia por isso dizem-se ENDOENERGÉTICAS. Como resultado da degradação da molécula de glicose, temos sempre um processo comum à fermentação e à respiração aeróbia, a GLICÓLISE. GLICÓLISE A molécula de glicose, é uma molécula estável, para que se inicie o processo de glicólise é necessário energia fornecida pelo ATP. A molécula de glicose é composta por 6 átomos de Carbono e vai ser desdobrada, com a ajuda das enzimas e 2 moléculas ATP, em 2 moléculas com três átomos de carbono, cada uma. Após uma série de reações forma-se, no final, duas moléculas de PIRUVATO, duas moléculas de NADH e 4 moléculas de ATP. O rendimento energético neste processo é de duas moléculas ATP (gastaram-se 2, formaram-se 4, restaram 2). Esta energia, na formação de moléculas ATP vem da sequências de reações que ocorrem na degradação das substâncias. Estas reações são reações de oxidação-redução. Ao dar-se inicio à degradação a molécula oxida, perde eletrões, liberta energia e os eletrões são cedidos a outra molécula que fica reduzida. Oxidação - quando a molécula perde eletrões. Redução - quando a molécula recebe eletrões. 3.1. Fermentação A fermentação é um processo que ocorre no citoplasma da células (local onde existem as enzimas que intervém neste processo), cujo objetivo é a obtenção de energia. Consiste na degradação da molécula de glicose, como matéria inicial e numa sequência de reações que se agrupam em duas etapas. Primeira: dá-se a degradação da molécula de glicose por GLICÓLISE que se transforma em ÁCIDO PIRÚVICO ou PIRUVATO; Segunda: O piruvato é reduzido e é transformado em num outro produto, como álcool etílico ou etanol (fermentação alcoólica), ácido lático (fermentação lática) e ácido acético (fermentação acética). Durante a glicólise a NAD (+) converte-se em NADH + H(+)e esta transporta eletrões e protões que vão ser utilizados nesta segunda fase para reduzir o Piruvato. O produto final desta redução vai depender do ser onde ocorre a fermentação. Há seres em que a redução do piruvato leva à libertação de dióxido de carbono (descarboxilação), como por exemplo no fermento de padeiro (levedura), dá-se a descarboxilação, fermentação alcoólica) em que o produto resultante é o álcool etílico. Noutros seres não há esta descarboxilação, como por exemplo nas bactérias do iogurte e nas células musculares do Homem, trata-se da fermentação láctica e o produto é o ácido láctico. As células musculares dos Homens utilizam com frequência a fermentação láctica que ocorre ao mesmo tempo que a respiração aeróbica. Isto acontece quando o oxigénio não é suficiente para degradar a molécula de glicose. Forma-se o ácido láctico para auxiliar a célula na obtenção de energia, embora este tipo de obtenção de energia não seja de grande rendimento, como vamos verificar na respiração aeróbica. O excesso de ácido láctico origina as caibras.
http://revistaescola.abril.com.br/ensino-medio/importancia-ecologica-economica-microorganismos-620927.shtml O Homem, há muito que utiliza o processo de fermentação na produção de alguns alimentos e outros produtos, nomeadamente no fabrico do pão, no iogurte, na cerveja, no vinho, no vinagre, entre outros, utilizando leveduras, bactérias anaeróbias e fungos. 3.2. Respiração aeróbia A respiração aeróbia ocorre numa primeira fase a glicólise, no citoplasma da célula (citosol ou hialoplasma) e numa segunda fase dentro das mitocôndrias. Ocorrem, então, uma série de reações oxidação-redução em que aceptor final de eletrões é o oxigénio e os produtos finais são a água e o dióxido de carbono. Repara, na fermentação os produtos finais ainda eram ricos em energia, o que significa que o saldo final da degradação da molécula de glicose é muito maior na respiração aeróbia, pois a degradação da glicose originou dois produtos pobres em energia (CO2 e H2O).
1ª etapa - GLICÓLISE Dá-se a degradação da molécula de glicose por GLICÓLISE que se transforma em ÁCIDO PIRÚVICO ou PIRUVATO, este processo ocorre no citosol da célula. (descrito em cima) 2ª etapa - Formação de ACETIL-COENZIMA A O piruvato entra na mitocôndria e na presença de oxigénio perde uma molécula de dióxido de carbono ( é descarboxilado) e perde um hidrogénio que serve para reduzir o NAD (+) para formar o NADH + H (+) (é oxidado). PIRUVATO É DESCARBOXILADO E OXIDADO E FORMAM-SE duas ACETIL-COENZIMA A 3ª etapa - CICLO DE KREBS No ciclo de Krebs dá-se na matriz da mitocôndria e é uma série de reações em que se dá oxidação completa da glicose, através de enzimas. Como se formam duas moléculas de acetil-coenzima A, dá-se dois ciclos de Krebs ao mesmo tempo. O grupos Acetil da coenzima A combina-se com o ácido oxaloacético e forma o ácido cítrico. Por cada molécula de glicose degradada forma-se no ciclo de Krebs: 6 moléculas de NADH, 2 moléculas de FADH2(função semelhante ao NADH), 2 moléculas de ATP e 4 moléculas de CO2. 4ª etapa - Cadeia transportadora de eletrões e fosforilação oxidativa As moléculas transportadoras de eletrões, o NADH e o FADH2 vão percorrer uma cadeia transportadora de eletrões até chegarem ao oxigénio que é o aceptor final. Esta cadeia transportadora, ou cadeia respiratória é constituída por proteínas existentes na membrana interna da mitocôndria e as moléculas NADH e FADH2 ao passarem pela cadeia vão sendo reduzidas e oxidadas até chegarem o oxigénio, produzindo energia que irá servir para transformar o ADP em ATP (fosforilação oxidativa). O Oxigénio quando recebe os eletrões reage com protões da matriz mitocondrial e forma água.
BALANÇO ENERGÉTICO DA FERMENTAÇÃO E DA RESPIRAÇÃO AERÓBICA A respiração aeróbica em termos energéticos e utilizando o mesmo composto químico (a glicose), é muito mais rentável que a fermentação e esta é uma via muito mais rápida de obtenção de ATP.
http://wikiciencias.casadasciencias.org/index.php/Catabolismo Uns consideram que na respiração aeróbica há um rendimento de 30 a 32 ATP, como o vosso manual, outros 34, outros 36 e 38 ATP, no entanto o rendimento da fermentação é comum a todos e é de 2 ATP. A percentagem de energia aproveitada na respiração aeróbica de uma molécula de glicose é cerca de 34 a 38% e a da fermentação de 2 a 2,5%. A restante energia fica retida nos produtos finais e a maior parte é libertada sob a forma de calor. Por que o rendimento energético da fermentação é menor que o da respiração?A fermentação também é um processo anaeróbico, mas não deve ser confundida com a respiração celular anaeróbica. Nenhum destes processos utiliza O2, mas a fermentação envolve um conjunto menor de reações químicas e, com isso, resulta em menor produção de ATP.
Qual é mais energético a fermentação ou a respiração celular por quê?O rendimento energético da fermentação é mais baixo, apenas dos 2 ATP que são produzidos na glicólise. Porém é um processo mais rápido que a respiração aeróbica.
Porque o rendimento energético obtido na fermentação é muito inferior àquele obtido na respiração aeróbica?Repara, na fermentação os produtos finais ainda eram ricos em energia, o que significa que o saldo final da degradação da molécula de glicose é muito maior na respiração aeróbia, pois a degradação da glicose originou dois produtos pobres em energia (CO2 e H2O).
Qual é a principal diferença entre o processo de respiração celular é fermentação?A fermentação é um processo anaeróbio, enquanto a respiração celular é um processo aeróbio. A fermentação não apresenta uma cadeia de transporte de elétrons, como ocorre na respiração celular. O aceptor final de elétrons na fermentação é uma molécula orgânica, e na respiração celular, é o oxigênio.
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