O documento descreve os processos de obtenção de energia nas células, especificamente o metabolismo celular, fermentação e respiração aeróbia. Explica que o metabolismo celular envolve reações anabólicas e catabólicas, com estas últimas degradando moléculas complexas em moléculas simples com liberação de energia. Descreve as etapas da fermentação e respiração aeróbia, incluindo a glicólise, ciclo de Krebs e cadeia transportadora de elétrons.

1. BIOLOGIA – Módulo A3 – Utilização da Matéria
3. Obtenção de energia
Metabolismo celular é o
conjunto de todas as reações
químicas que ocorrem nas
células e que são essenciais à
vida. Pelas reações de
anabolismo, as moléculas
simples são transformadas em
moléculas mais complexas com
gasto de energia. As reações de
catabolismo degradam
moléculas complexas em
moléculas mais simples com
libertação de energia.
A energia é acumulada na forma de ATP, que
resulta da fosforilação do ADP.
As principais vias catabólicas que permitem
transferir a energia contida nos compostos
orgânicos para moléculas de ATP são a
fermentação e a respiração aeróbia.
Em ambos os processos ocorrem reações de
oxidação/redução e os eletrões são transportados
por coenzimas até um aceitador final.
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2. Fermentação
Ocorre no hialoplasma das células, na ausência de oxigénio. A degradação dos compostos
orgânicos é parcial e o rendimento energético é baixo. Seres vivos que utilizam a fermentação
como único processo de obtenção de energia designam-se anaeróbios. A fermentação compreende
duas etapas que estão resumidas no quadro seguinte.
Respiração aeróbia
Neste processo, os compostos orgânicos são degradados até compostos inorgânicos muito simples,
dióxido de carbono e água, na presença de oxigénio. O rendimento energético é elevado. A
equação geral da respiração aeróbia é a seguinte:
A respiração aeróbia tem quatro etapas que estão resumidas no quadro seguinte.
É no interior das mitocôndrias, estruturas das células eucarióticas, que ocorrem etapas
fundamentais da respiração aeróbia.
Mitocôndrias - Estruturas esféricas ou em forma de
bastonete, compostos por duas membranas, uma
externa e lisa e outra interna que pode apresentar
cristas. O interior é ocupado pela matriz mitocondrial,
onde se encontram enzimas, ribossomas e DNA. São
responsáveis pela produção de energia (ATP)
necessária ao metabolismo celular.
Célula eucariótica - Célula caracterizada por possuir
um núcleo individualizado contendo o material
genético. As células eucarióticas possuem também um
complexo sistema membranar interno (retículo
endoplasmático, mitocôndrias, aparelho de Golgi,
cloroplastos, etc.).
Glicólise – fase comum à fermentação e à respiração aeróbia
Na respiração aeróbia e na fermentação ocorre uma primeira fase comum, a glicólise (glykýs =
açúcar + lýsis = dissolução, libertação). Esta fase ocorre no hialoplasma da célula pois é nele que se
localizam as enzimas que catalisam as diversas reações.
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3. Respiração aeróbia - Tipo de respiração em que os alimentos, geralmente hidratos de carbono, se
oxidam completamente, originando dióxido de carbono e água, com libertação de energia química,
num processo que necessita de oxigénio atmosférico.
Glicólise - Quebra da glicose em ácido pirúvico com libertação de energia, decorrendo este
processo no hialoplasma da célula sob controlo enzimático.
A fermentação é o processo mais simples e primitivo de obtenção de energia e ocorre no citoplasma
das células, compreendendo duas etapas:
• glicólise -> conjunto de reações que degradam a glicose até piruvato;
• redução do piruvato -> conjunto de reações que conduzem à formação dos produtos da
fermentação.
A figura representa os fenómenos que ocorrem na glicólise.
Fermentação alcoólica e fermentação láctica
A fermentação é um dos processos catabólicos que ocorre na ausência de oxigénio. Existem vários
tipos de fermentação mas só vamos considerar a fermentação alcoólica, que pode ocorrer nas
leveduras e a fermentação láctica, efetuada, por exemplo pelos bacilos lácteos.
A redução do ácido pirúvico (piruvato), em condições de anaerobiose, faz-se pela ação do NADH,
formado durante a glicólise, e pode conduzir à formação de diferentes produtos. Dada a sua
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4. relevância económica e frequência de ocorrência, destacam-se a fermentação alcoólica e a
fermentação láctica, que se representam a seguir.
Fermentação alcoólica - Na fermentação alcoólica, devido a processos de descarboxilação do ácido
pirúvico, obtêm-se, como metabólitos finais, dióxido de carbono e etanol, uma molécula de álcool.
O rendimento energético da fermentação alcoólica é de duas moléculas de ATP produzidas durante
a glicólise.
Fermentação láctica - Na fermentação láctica, o ácido pirúvico é reduzido, obtendo-se ácido
láctico. O rendimento energético da fermentação láctica é de duas moléculas de ATP produzidas
durante a glicólise.
3ª etapa - Ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico
O Ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico é um conjunto de reações (que ocorrem na matriz da
mitocôndria) que conduz à oxidação completa da glicose, mediado por um conjunto de enzimas de
onde se destacam as descarboxilases e as desidrogenases.
4ª etapa - Cadeia transportadora de electrões e fosforilação oxidativa
1- As moléculas de NADH e FADH2, formadas durante as etapas anteriores da respiração ,
transportam electrões,que vão, agora, percorrer uma série de proteínas.
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5. Estas proteínas aceptoras de electrões constituem a cadeia transportadora de electrões ou cadeia
respiratória e encontram-se ordenadas na membrana interna das mitocôndrias, de acordo com a sua
afinidade para os electrões.
Rendimento energético da respiração aeróbia
Tendo em conta as diferentes etapas do processo respiratório, pode agora fazer-se um balanço
energético desta via catabólica.
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