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o isótopo de O 2 está na água, você está certo! Lembra que o processo de produção de energia termina com os nutrientes finalmente transformados em CO 2 e H 2 O. Então vamos tentar responder agora a seguinte questão: Qual das alternativas indica corretamente os compartimentos celulares nos quais ocorrem as diversas etapas da respiração celular? CCCCCiclo de Krebsiclo de Krebsiclo de Krebsiclo de Krebsiclo de Krebs GlicóliseGlicóliseGlicóliseGlicóliseGlicólise FosforilaçãoFosforilaçãoFosforilaçãoFosforilaçãoFosforilação oxidativaoxidativaoxidativaoxidativaoxidativa a) Citosol Mitocôndria Citosol b) Mitocôndria Citosol Mitocôndria c) Mitocôndria Citosol Mitocôndria d) Mitocôndria Mitocôndria Mitocôndria QQQQQUESTÃOUESTÃOUESTÃOUESTÃOUESTÃO DEDEDEDEDE VESTIBULARVESTIBULARVESTIBULARVESTIBULARVESTIBULAR Estávamos falando que o processo de respiração celular têm três etapas: glicólise, ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa. Bom, em primeiro lugar, a glicose é degradada através de várias enzimas específicas num total de 10 reações a duas moléculas menores o ácido pirúvico ou piruvato. Este proces- so chamado glicólise ocorre no citoplasma celular (especificamente no citosol ou líquido citoplasmático). Para que a glicose possa ser ativada a célula gasta 2 ATP, esse “investimento” é pago com juros, pois a cada molécula de glicose são produzidos pela glicólise 4 ATPs. Isto significa que o rendimento total da glicólise são 2 ATP (Produz 4, mas gasta 2, o “saldo” são 2 ATPs). Na glicólise também são liberados elétrons energizados e íons H+ . Os ácidos pirúvicos e os íons H+ produzidos durante a glicólise são condu- zidos para dentro da mitocôndria, onde libertarão sua energia restante. O áci- do pirúvico libera uma molécula de gás carbônico e uma de acetil. A molécula de acetil inicia uma série de oito reações (lembra que estamos dentro da mitocôndria) chamada de ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico. Os produ- tos finais do ciclo de Krebs são 2 CO 2 além de mais elétrons energizados e íons H+ . 6) Os elétrons energizados e íons H+ devem ser muito importantes, pois são produzidos tanto na glicólise como no ciclo de Krebs. Isto é verdade? Por quê? Sim, é verdade, estes elétrons energizados e íons H+ passam por substân- cias transportadoras que ficam literalmente “enfileiradas” na membrana inter- na da mitocôndria formando a chamada cadeia respiratória ou cadeia de trans- - porte de elétrons. Este transporte de elétrons permite que eles liberem gradati- vamente o excesso de energia. Essa energia é utilizada para forçar os íons H+ para o espaço entre as duas membranas mitocondriais. Os íons H+ acumulados nesse espaço são difundidos de novo para dentro da matriz mitocondrial. Essa passagem de íons H+ produz muita energia, pois fosforila ADP para formar ATP, esse processo é chamado de fosforilação oxidativa. Bom, agora dá para responder a questão anterior não dá? A alternativa correta é a c. Q.E. 4) Agora preste atenção ao desenho a seguir e veja bem quantos ATP são produzidos em cada etapa da respiração celular. Q.E. 5) Todo o processo da respiração aeróbica ocorre quando há oxigênio atmosférico que pode ser utilizado. O que ocorre quando não há oxigênio? Muitos fungos e bactérias vivem em ambientes pobres em O 2 , a obtenção de energia se dá pela degradação parcial de moléculas orgânicas a moléculas menores. Este processo é a fermentação. As células do nosso corpo também podem realizar a fermentação quando falta O 2 para a respiração celular. Este processo também começa com a degradação da glicose, a glicólise produzindo 2 ácidos pirúvicos, e liberando energia para um “saldo” de 2 ATP. Em seguida o ácido pirúvico pode-se transformam em ácido lático ou etanol e CO 2 . Então vamos responder a questão a seguir: Fig. 2.2 – Localização das etapas da respiração celular e produção do ATP. A glicólise ocorre no citosol enquanto o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória ocorrem na mitocôndria. Como você já deve ter ouvido falar, os esportistas podem acumular ácido lático nos seus músculos. Este processo é denominado de fermentação lática, e além das células musculares pode ser realizado por algumas bactérias, por exemplo, as bactérias que fermentam o leite. Em outra situação o ácido pirúvico proveniente da glicólise transforma-se em etanol (álcool etílico) e CO 2 , este processo de fermentação alcoólica é realizado por alguns fungos, como o fermento de pão ou o fungo de padaria Saccharomyces cerevisiae. Há milênios a humanidade utiliza as leveduras para produzir bebidas alcoólicas e na produção de pão. Observe os detalhes da fermentação lática e alcoólica na figura a seguir: QQQQQUESTÃOUESTÃOUESTÃOUESTÃOUESTÃO DEDEDEDEDE VESTIBULARVESTIBULARVESTIBULARVESTIBULARVESTIBULAR Fisiologistas esportivas em um centro de treinamento olímpico desejam monitorar os atletas para determinar a partir de que ponto seus músculos passam a trabalhar anaerobicamente. Eles podem fazer isso investigando o aumento, nos músculos, de: a) ATP. b) ADP. c) gás carbônico. d) ácido lático. Fig. 2.3 – Representação esquemática das principais etapas da fermentação lática e da fermentação alcoólica. Q.E. 6) Compare o processo de respiração aeróbica com o da fermenta- ção sob os seguintes aspectos: a) Reagentes e produtos finais de cada um. b) Rendimento energético de cada um. c) Como se explica o fato de o rendimento energético da respiração aeróbica ser tão superior ao da fermentação? Quando iniciamos esta conversa sobre a obtenção de energia através dos alimentos, você nem imaginava que a sua avó estava certa quando dizia “Come menino, para ter mais energia, mais força!” Que senhora sabida, hein? Como - você já estudou, todo o processo da respiração celular começa com a degra- dação da glicose na glicólise. Q.E. 7) Tente reescrever todo o processo com as suas palavras. Compare o seu texto com aquele do início, quando você teve que “inventar” uma história para explicar a obtenção da energia. Compare os dois textos, qual ficou mais legal? Q.E. 8) Pense no seguinte: através da energia radiante do sol, os vegetais realizam a fotossíntese para a produção de alimento e O 2 . Os outros seres vivos alimentam-se para finalmente, através da respiração celular, obter energia em forma de ATP. Você já ouviu falar da primeira lei da termodi- nâmica? Leia sobre isso ou converse com o seu monitor e relacione-a com a frase anterior. Continuando, nós sabemos que você não ingere somente glicose na sua alimentação! Então vamos estudar quais substâncias estão presentes nas célu- las, e conseqüentemente, nos alimentos? Q.E. 9) Escreva no seu caderno as substâncias que você acredita façam parte da matéria viva. Como já sabemos, os seres vivos são constituídos por matéria e a matéria é constituída por átomos. 7) Os átomos que formam a matéria componente dos seres vivos são diferen- tes daqueles que formam a matéria não viva? Não, embora na matéria viva predominem certos tipos de átomos. Eles são idênticos aos encontrados na matéria não viva. Os átomos são unidades que compõem as moléculas. Uma molécula pode ser formada por dois, três ou milhares de átomos, por exemplo, a molécula de água é formada por dois átomos de H (hidrogênio) e um átomo de O (oxigê- nio), já a molécula de DNA (que você tem ouvido falar muito) têm milhares de átomos de C (carbono) entre milhares de átomos de outros elementos quí- micos. Quando a matéria viva é analisada em relação aos átomos que a for- mam, os mais abundantes são: carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O), nitrogênio (N), fósforo (P) e enxofre (S). 8) Então se os átomos da matéria não viva são os mesmos da matéria viva, existe algum deles que faça a diferença? A