Respiração
Inibição e controle
Rubens Oda
Visão geral
REGRAS DO JOGO
Glicólise
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Glicólise
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Glicólise
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Glicólise
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Glicólise
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Glicólise
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Ciclo de Krebs
Ciclo de Krebs
Cadeia respiratória
Fosforilação oxidativa
Fosforilação oxidativa
Inibição e desacoplamento
Inibição e desacoplamento
Saldo energético da respiração celular
TOTAL de NADH = 10 / FADH = 2
Clássico:
NADH – rendimento de 3 ATP FADH – rendimento de 2 ATP Logo:
Glicólise: 2 ATP
Ciclo de Krebs: 2 ATP
Cadeia respiratória: 10 NADH = 30 ATP 2 FADH = 4 ATP ______________________
TOTAL: 38 ATP
TOTAL de NADH = 10 / FADH = 2
Atual:
NADH – rendimento de 2,5 ATP FADH – rendimento de 1,5 ATP Logo:
Glicólise: 2 ATP
Ciclo de Krebs: 2 ATP
Cadeia respiratória: 10 NADH = 25 ATP 2 FADH = 3 ATP ______________________
TOTAL: 32 ATP
Considerando que no Ciclo de Krebs seria GTP e não ATP, o número de ATP de saldo na respiração seria 30 e não 32.
Execícios
1) A maioria dos seres vivos atuais obtém energia por meio da respiração celular, também chamada respiração aeróbica por utilizar o oxigênio atmosférico. Esse tipo de respiração compõe-se de três etapas: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória. Indique corretamente em quais compartimentos da célula ocorrem, respectivamente, as diferentes etapas da respiração.
a) Citosol, mitocôndria, mitocôndria.
b) Citosol, citosol, mitocôndria.
c) Mitocôndria, mitocôndria, citosol.
d) Mitocôndria, citosol, mitocôndria.
e) Citosol, mitocôndria, citosol.
2) O esquema a seguir mostra parte das reações da cadeia respiratória que ocorre nas membranas internas das mitocôndrias, com detalhe para a produção de ATP (adenosina trifosfato), de acordo com a teoria quimiosmótica.
Considerando a estrutura mitocondrial, o processo destacado na figura e a utilização do ATP pelas células, identifique as afirmativas corretas:
1. O ADP é transformado em ATP, a partir da energia resultante de um gradiente de prótons, liberada durante as reações da cadeia respiratória.
2. A síntese de ATP é maior em células que realizam intenso trabalho, como as células da musculatura cardíaca.
3. O ATP é a moeda universal de transferência de energia entre os produtores de bens (respiração celular) e os consumidores de bens (trabalho celular).
4. A quantidade de invaginações (cristas) da membrana interna é inversamente proporcional à atividade celular.
5. O cianeto, um veneno de ação rápida que bloqueia o transporte de elétrons, não altera a síntese do ATP.
A sequência correta é:
a) V V F F V b) F V V F F c) V V F F V d) F V F V F e) V V V F F
3) O cianeto atua inibindo o último complexo da cadeia respiratória. Quanto ao que pode acontecer com a célula, em consequência desta inibição, é CORRETO afirmar que:
a) não há interrupção na cadeia transportadora de elétrons e a produção de ATP não é alterada.
b) toda a cadeia respiratória se interrompe, com parada na produção de ATP e morte celular.
c) não há interrupção na cadeia transportadora de elétrons e sim um aumento compensatório na produção de ATP.
d) a célula torna-se dependente da fermentação cujo rendimento energético é superior ao da respiração aeróbica.
e) o cianeto é responsável por facilitar a ligação do fosfato com a adenosina difosfato, acelerando a produção de energia.
4) Assinale abaixo a alternativa com todos os produtos do Ciclo de Krebs:
a) CO2, ATP, NADH2 e FADH2.
b) Acetil-CoA, O2, ATP, H2O e ATP.
c) Acetil-CoA, NADH2, FADH2, O2, H2O e ATP.
d) CO2, O2, NADH, e H2O . e) O2, ATP, H2O e ATP.
5) O gráfico mostra o resultado de um experimento onde se avaliou o consumo de oxigênio de uma solução, pela mitocôndria, em presença de adenosina difosfato (ADP) e adenosina trifosfato (ATP).
A partir deste resultado, podemos afirmar que, em relação à taxa de consumo de oxigênio, ocorre:
a) Aumento pela adição de ATP e produção ADP.
b) Aumento pela adição de ADP e produção de ATP.
c) Diminuição pela adição de ATP e produção de ADP.
d) Diminuição pela adição de ADP e produção de ATP.
e) Permanece constante durante todo o processo.
6) O texto seguinte refere-se ao incêndio ocorrido em uma casa noturna no Brasil. Incêndio na boate Kiss Incêndio na boate Kiss foi um evento não intencional que matou 242 pessoas e feriu 116 outras em uma discoteca da cidade de Santa Maria, no estado brasileiro do Rio Grande do Sul. O incêndio ocorreu na madrugada do dia 27 de janeiro de 2013 e foi causado pelo acendimento de um sinalizador por um integrante de uma banda que se apresentava na casa noturna. (...) O cianeto, apontado por um laudo técnico como a causa da morte dos estudantes, é uma substância encontrada na natureza e também é um produto da atividade humana.
Dentre seus usos caseiros e industriais, estão: fumigar navios e edifícios, esterilizar solos, metalurgia, polimento de prata, inseticidas, venenos para ratos etc. A população está exposta por causa da fumaça dos automóveis, dos gases liberados pelas incineradoras e, também, pela fumaça resultante da combustão de materiais contendo cianetos, como os plásticos.(...)
Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Inc%C3%AAndio_na_boate_Kiss>>.
O cianeto citado no texto foi apontado como a causa mortis dos estudantes, pois são capazes de:
a) Combinar-se com os citocromos da cadeia respiratória, inutilizando-os para o transporte de elétrons, interrompendo o fluxo de elétrons, não havendo assim liberação de energia, o que leva à morte da célula.
b) Ligarem-se irreversivelmente com o oxigênio molecular antes que o mesmo chegue nos tecidos, levando os mesmos à falência múltipla, caracterizando assim, a morte do individuo.
c) Reagem com o gás carbônico e oxigênio, covalentemente, e mesmo que seja reversível esta reação, dependendo da dose de cianeto, o indivíduo é conduzido à morte.
d) Agirem como catalizadores na reação entre a água e o gás carbônico produzindo o ácido carbônico, e sendo um ácido forte, tem- se uma acidose sanguínea com consequente morte dos indivíduos.
e) Participarem de reações de hidrólise da água, na reação de Hill, que é uma das etapas da respiração celular, o que leva à produção de hidrogênio com elevação da acidez sanguínea, produção de ácido lático, câimbra e asfixia.
7) Na fosforilação oxidativa, a passagem de elétrons através da cadeia respiratória mitocondrial libera a energia utilizada no bombeamento de prótons da matriz para o espaço entre as duas membranas da mitocôndria. O gradiente de prótons formado na membrana interna, por sua vez, é a fonte de energia para a formação de ATP, por fosforilação do ADP. Algumas substâncias tóxicas, como o dinitrofenol (DNF), podem desfazer o gradiente de prótons, sem interferirem no fluxo de elétrons ao longo da cadeia respiratória. Em um experimento, uma preparação de mitocôndrias foi incubada com substrato, O2, ADP e fosfato, mantidos em concentrações elevadas durante todo o tempo considerado. Após
alguns minutos de incubação, adicionou-se ao meio a droga DNF. Observe os gráficos abaixo:
Indique o gráfico que representa a variação do quociente Q durante o tempo de incubação no experimento realizado. Justifique sua resposta.
8) Nas células, a glicose é quebrada e a maior parte da energia obtida é armazenada principalmente no ATP (adenosina trifosfato) por curto tempo.
a) Qual é a organela envolvida na síntese de ATP nas células animais?
b) Quando a célula gasta energia, a molécula de ATP é quebrada. Que parte da molécula é quebrada?
c) Mencione dois processos bioquímicos celulares que produzem energia na forma de ATP.
9) A liberação de energia a partir da quebra de moléculas orgânicas complexas compreende basicamente três fases: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória. Sobre esse assunto, assinale o que for correto.
a) Na cadeia respiratória, que ocorre nas cristas mitocondriais, o NADH e o FADH2 funcionam como transportadores de íons H+
b) A glicólise é um processo metabólico que só ocorre em condições aeróbicas, enquanto o ciclo de Krebs ocorre também nos processos anaeróbicos.
c) Nas células eucarióticas, a glicólise e a cadeia respiratória ocorrem no citoplasma, enquanto o ciclo de Krebs ocorre no interior das mitocôndrias.
d) No ciclo de Krebs, uma molécula de glicose é quebrada em duas moléculas de ácido pirúvico.
e) A utilização de O2 se dá no citoplasma, durante a glicólise.
10) A glicólise gera energia sob a forma de ATP. A enzima fosfofrutocinase (PFK) faz parte da glicólise e catalisa a reação de formação de frutose-1-6- bisfosfato a partir da frutose-6-fosfato. Essa reação é
uma etapa importante da glicólise, pois pode ser regulada por diferentes metabólitos. Por exemplo: a atividade da PFK é inibida por ATP e é ativada por ADP e AMP (ambos produtos da degradação do ATP). Sabendo que o ATP é produzido ao longo da glicólise, explique de que modo a inibição da PFK por ATP e a sua ativação por ADP e AMP tornam mais eficiente o uso da energia pelas células.
