Fonte:
José Mariano Amabis/Gilberto Rodrigues Martho- Biologia das células/ Editora
Moderna
1- Conceitue
anabolismo e catabolismo.
2- Qual
a importância do catabolismo para os seres vivos?
3- Explique
resumidamente a composição do ATP e por que essa substancia é considerada “moeda
energética” para a maior parte dos processos metabólicos.
4- A
produção de ATP a partir de ADP e Pi, consome ou produz energia? E a reação
inversa?
5- Dê exemplos
da participação do ATP em um processo metabólico.
6-
Explique por que na glicólise, apesar de
serem consumidas duas moléculas de ATP por glicose, o rendimento líquido é 2
ATP.
7-
Explique o papel do NAD+ em sua forma oxidada
e em sua forma reduzida (NADH) no metabolismo energético.
8-
Por que se pode dizer que a substância denominada
acetilcolina A ( acetil-CoA) é um ponto comum do metabolismo de glicídios e
lipídios?
9-
Explique resumidamente as principais ocorrências
do ciclo de Krebs e escreva a equação que resume esse processo.
10- Qual
é o destino imediato da energia liberada pelos elétrons trazidos pelo NADH e
pelo FADH² durante sua passagem pela cadeia respiratória?
11- Escreva
a equação simplificada que resume o metabolismo oxidativo da glicose.
12- Compare
lipídios e glicídios quanto à sua importância como fornecedores de energia para
o metabolismo celular humano.
RESPOSTAS
DAS QUESTÕES
1-
O conjunto de reações de síntese, por meio
das quais um ser vivo constrói as complexas moléculas orgânicas que formam seu
corpo, constitui o anabolismo. As reações de degradação de moléculas constitui
o catabolismo.
2-
É por meio da reações catabólicas que os
seres vivos obtêm matéria prima e a energia necessária à vida.
3-
O ATP (trifosfato de adenosina) é um
nucleotídeo, constituído por uma base nitrogenada (a adenina), por um glicídio
(a ribose) e por três grupos de fosfatos. A energia do ATP armazenada na
ligação entre os fosfatos pode ser transferida para o mais diversos tipos de
processos metabólicos que acontecem na célula. O estoque de ATP em uma única
célula é de ordem de um bilhão de moléculas, sendo usado e reposto a cada dois
ou três minutos, initerruptamente. Por esses motivos, alguns pesquisadores
comparam o ATP à “moeda energética” que circula no interior da célula e “custeia”
os gastos metabólicos.
4-
O ATP é, em geral, produzido a partir de uma
molécula precursora semelhante que possui apenas dois fosfatos, o ADP
(difosfato de adenosina). A síntese de ATP ocorre pela adição de um grupo de
fosfato inorgânico (pi) ao ADP. Nessa reação são consumidas cerca de 7,3 kcal
por mol de ATP (cerca de 500g) produzido. A reação inversa, em que um mol de
ATP é degradado a ADP e pi libera cerca de 7,3 kcal.
5-
a) Na síntese de diversas substâncias, o
fosfato é transferido para um dos reagentes, que adquire assim a energia
necessária para se unir a outras moléculas e gerar produtos.
b) No
transporte ativo de íons realizado pelas bombas de sódio e potássio da membrana
plasmática, o grupo fosfato liberado na quebra do ATP combina-se com as
proteínas transportadoras da membrana, provocando mudanças em sua estruturas
espaciais. Isso permite que as proteínas se movimentem através da membrana
plasmática, carregando íons de sódio(Na+) para o meio extracelular. Ali, elas
capturam íons potássio (K+) liberam o excesso de energia recebida com o fosfato
e voltam à sua configuração original, carregando os novos íons para dentro da
célula. O fosfato (pi)solta-se então das proteínas carregadoras e pode ser
utilizado na síntese de novas moléculas de ATP.
c) Nos
movimentos celulares, a energia obtida do ATP faz com que as moléculas de
miosina adquiram uma configuração instável, de alta energia potencial. Nessa
condição, elas puxam as fibras de actina com as quais estão em contato,
realizando trabalho. O deslizamento das fibras da proteína actina sobre as
moléculas de miosina é responsável por muitos movimentos celulares. No caso
especifico dos músculos, esse deslizamentos faz com que as células encurtem,
promovendo a contração muscular.
6-
As etapas iniciais da glicólise consomem
energia, necessárias para ativar a glicose e reagir; para cada molécula de
glicose que entra no processo são consumidas duas moléculas de ATP. Na ativação
da glicose, cada molécula de ATP transfere ao glicídio um fosfato energético. O
consumo de ATP no início da glicólise é um “investimento” energético que a
célula recuperará com juros ao final do processo: a energia envolvida nas
reações da glicólise é suficiente para produzir quatro moléculas de ATP. Assim,
o saldo energético da glicólise é favorável à célula. Para cada glicose metabolizada
gastam-se 2 ATP e obtêm-se 4, portanto, um saldo líquido de 2 ATP.
7-
O NAD+ é capaz de capturar dois elétrons com
alta energia liberados na oxidação de substancias orgânicas e também um próton
(íon H+) liberado no processo, transformando-se em NADH. Por essa capacidade de
“aceitar” elétrons e íons H+, o NAD+ é denominado aceptor de elétrons ou
aceptor de hidrogênio. Ele desempenha papel central na respiração celular,
sendo o principal transferidor de energia das moléculas orgânicas para os
processos de síntese de ATP.
8-
Tanto os ácidos pirúvicos originados da
degradação da glicose quanto os ácidos graxos transforma-se, no interior da mitocôndria,
em acetil-CoA. Essa substancia reage com ácido oxalacético, liberando coenzima
A e formando ácido cítrico, o que inicia o ciclo de Krebs.
9-
As reações do ciclo de Krebs têm início com a
reação da acetil-CoA. Com o ácido oxalacético originando ácido cítrico e
coenzima A. Em uma sequência de passos enzimaticamente controlados, o ácido cítrico
libera duas moléculas de CO² e transforma-se novamente em ácido oxalacético,
que pode reiniciar outro ciclo de reações 3 moléculas de NAD+, que se
transformam em 3 moléculas de NADH; outro participante do ciclo é uma molécula da
substância conhecida por FAD (dinucleotídio de flavina-adenina), que se
transforma em FADH². Além disso, durante o ciclo de Krebs formam-se3 íons H+,
que são liberadas na matriz mitocondrial. A energia mobilizada durante o ciclo
do ácido cítrico possibilita ainda a síntese de uma molécula de GTP (trifosfato
de guanosina), uma substancia energética semelhante ao ATP. Em resumo, no ciclo
de Krebs são formados: 2CO²+3NADH+1FADH²+1GTP (ou ATP)
10- A
energia liberada pelos elétrons durante sua passagem pela cadeia respiratória é
usada para forçar a transferência de íons H+ para o espaço existente entre as
duas membranas mitocondriais. Por exemplo, a energia liberada por um par de
elétrons durante seu deslocamento desde o NADH até o gás oxigênio é suficiente
para transportar 10 íons H+ através da membrana interna da mitocôndria. Os elétrons
do FADH², por terem um nível menor de energia, são transferidos diretamente aos
aceptores do segundo complexo proteico da cadeia respiratória, que liberam
energia suficiente para transportar apenas 6 íons H+ através da membrana
interna da mitocôndria
11- C6
H12+6O² + 30ADP +30pi ---------6CO² + 6H²O +30ATP
12- A
principal fonte de energia para a formação de ATP no organismo humano é a
oxidação de ácidos graxos. No entanto, todas as nossas células oxidam
glicídios, principalmente glicose, para obtenção de energia. Algumas células,
como as hemácias e as células nervosas do encéfalo, obtêm praticamente toda a
energia de que necessitam pela oxidação aeróbia da glicose. É por isso que o
organismo precisa manter continuamente uma certa taxa de glicose no sangue. A
diminuição dessa taxa pode causar desmaio e até mesmo o coma.
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