O Ciclo de Krebs – Respiração Celular – Biologia Enem.

Vem com a gente revisar o Ciclo de Krebs e saber tudo sobre a respiração celular! Revise Biologia e arrase no Enem!

A respiração celular tem como objetivo quebrar compostos orgânicos para produzir energia. Este é um processo gradual, onde pequenas quantidades de energia são liberadas e transferidas para moléculas de ATP – as moedas energéticas da célula. Veja nesta aula o Ciclo de Krebs.

A respiração celular tem três etapas: Glicólise, Ciclo de Krebs e Cadeia Respiratória. Este processo metabólico tem muitos detalhes, o que faz com que este assunto pareça um “bicho de sete cabeças”.  o ciclo de krebs

Mas, se você nos acompanhar nesta revisão, verá que compreender a respiração celular pode ser bem fácil! Vem com a gente! Revise a segunda etapa da respiração celular: o ciclo de Krebs, que ocorre na Matriz Mitocondrial! O Blog do Enem vai te ajudar a gabaritar as questões de Biologia do Enem e dos vestibulares!

Dica 1: Antes de começar a estudar a glicólise, é importante que você conheça os conceitos básicos sobre a respiração celular. Para isso, veja este super post com aula da Khan Academy e texto da professora Juliana Evelyn dos Santos: https://blogdoenem.com.br/biologia-enem-introducao-respiracao-celular/.
Dica 2: Como você sabe, o ciclo de Krebs é a segunda etapa da respiração celular. Para estudar a primeira fase (a glicólise), veja este super post: https://blogdoenem.com.br/biologia-enem-respiracao-celular-parte-glicolise/.

O Saldo da Glicólise: 2 ATP + 2 NADH – Ao fim da glicólise (primeira etapa da respiração celular) a célula possui o seguinte saldo: 2 (duas) moléculas de ATP (a moeda energética da célula que será utilizada para os mais diversos fins), 2 (duas) moléculas de NADH (coenzima que carrega energia na forma de elétrons) e duas moléculas de ácido pirúvico (também chamado de piruvato, possui três carbonos).

Entenda o Ciclo de Krebs

O piruvato e o NADH encontram-se no citoplasma (onde ocorre a glicólise) e serão transferidas para dentro da mitocôndria. Quando o ácido pirúvico passa pela primeira membrana da mitocôndria (membrana mais externa), ele irá perder um carbono na forma de gás carbônico (CO2) formando uma molécula chamada de acetil (um composto com apenas dois carbonos).

Logo que o acetil é formado, ele irá reagir com a coenzima A, que irá acelerar a velocidade das reações químicas que ocorrem no Ciclo de Krebs. Essa reação forma uma segunda molécula, chamada de acetilcoenzima A (acetil-CoA). A energia que seria liberada pela quebra da ligação carbônica do piruvato ao se tornar acetil é captura por um NAD+, formando um NADH.

Resumo do ciclo de Krebs
Resumo do ciclo de Krebs

 

Um detalhe importante: você precisa lembrar que cada molécula de glicose quebrada na fase anterior da respiração celular (a glicólise), forma duas moléculas de ácido pirúvico. Assim, cada uma dessas duas moléculas de piruvato vai sofrer a reação de preparação que descrevi anteriormente. Logo, nesta etapa, são formados 2 NADH para cada molécula de glicose.

O ciclo de Krebs ocorre na matriz mitocondrial e precisa de oxigênio para ocorrer. Veja  nesta Fotomicrografia as mitocôndrias (em azul). Registro feito a partir de um microscópio eletrônico de varredura. Colorida artificialmente. As mitocôndrias possuem duas membranas: uma externa e outra interna (que forma as cristas mitocondriais)

Fotomicrografia de mitocôndrias (em azul) feitas a partir de um microscópio eletrônico de varredura. Colorida artificialmente. As mitocôndrias possuem duas membranas: uma externa e outra interna (que forma as cristas mitocondriais)

Acetil-CoA e a Hidrólise

Após a formar o acetil-CoA ocorrerá uma reação de hidrólise, em que a coenzima A irá ser liberada. Ao mesmo tempo o acetil irá reagir com o ácido oxalacético que possui 4 carbonos, formando uma molécula de 6 carbonos chamada de ácido cítrico (por isso que o ciclo de Krebs também é chamado de ciclo do ácido cítrico).

Para que a energia contida no ácido cítrico seja liberada, uma série de pequenas quebras irá ocorrer, para que estaa energia seja liberada aos poucos. Assim, primeiramente o ácido cítrico perde um carbono na forma de CO2.

Ao perder esse carbono, a energia contida nesta ligação quebrada será capturada por uma molécula de NAD+, formando uma molécula de NADH. O novo composto formado a partir dessa descarboxilação é chamado de ácido cetoglutárico e possui 5 carbonos. O ácido cetoglucárico sofre uma nova quebra liberando mais carbono na forma de gás carbônico. Essa quebra de ligação carbônica produz energia suficiente para a formação de mais um NADH, assim como para a formação de 1 ATP.

A molécula formada a partir da descarboxilação do ácido cetoglucárico é chamada de ácido succínico e possui 4 carbonos. Nesta etapa do ciclo de Krebs, os dois carbonos provenientes da glicose (mais precisamente do ácido pirúvico que deu início ao ciclo), já foram perdidos.

Assim, a continuidade do ciclo de Krebs tem com objetivo restaurar o ácido oxalacético (que se une ao acetil-CoA). Assim, não há mais perda de carbonos, mas sim perda de hidrogênios em reações de desidrogenação. Dessa maneira, na primeira desidrogenação, o ácido succínio será transformado em ácido málico e haverá a formação de FADH2 (molécula carregadora de energia, semelhante ao NADH, mas que carrega menos energia).

Haverá então mais uma reação de desidrogenação e o ácido málico se tornará um ácido oxalacético. Nesta desidrogenação há a formação de mais um NADH. Resumindo: ao fim do ciclo de Krebs temos a formação de 3 NADH, 1 FADH2 e 1 ATP para cada molécula de ácido pirúvico que entrou na mitocôndria.

Assim, se levarmos em consideração que uma molécula de glicose forma dois ácidos pirúvicos, temos a formação de 6 NADH, 2 FADH2 e 2 ATPs para cada molécula de glicose durante o ciclo de Krebs.

Quem é “esse tal” de Krebs?

Sir Hans Adolf Krebs (1900 – 1981) foi um biólogo, médico e químico alemão que estudou ciclos químicos das nossas células. A descrição do funcionamento do ciclo do ácido cítrico (ciclo de Krebs) lhe rendeu o prêmio Nobel em 1953. Veja na foto Sir Hans Adolf Krebs. Créditos da imagem: Science Source / Photo Researchers

Sir Hans Adolf Krebs. Créditos da imagem: Science Source / Photo Researchers

Aula Gratuita

Agora, antes de fazer os Exercícios e finalizar sua revisão, veja esta super videoaula do professor Paulo Jubilut do canal Biologia Total, do Youtube:

Exercícios

Agora que você já sabe tudo sobre o ciclo de Krebs e a respiração celular, que tal testar seus conhecimentos? Veja antes a Aula sobre Glicólise, a Fase 1 da Respiração Celular.

01- (IFGO/2012)   O esquema abaixo apresenta uma das etapas metabólicas da respiração celular.

Disponível em: Acesso em: 27 mai. 2012
Disponível em: <http://cienciastella.com/krebs.html> Acesso em: 27 mai. 2012

Sobre essa etapa, julgue as afirmativas abaixo:

I. Etapa conhecida como Ciclo de Krebs ou Calvin.

II. Ocorre somente no interior das mitocôndrias.

III.   No final dessa etapa são formados: 2 CO2 + 3 NADH + 1 FADH2 + 1 GTP

IV. O ciclo tem início com uma reação entre a acetil-CoA (acetilcoenzima A) e o ácido oxalacético (oxalacetato).

Assinale a alternativa correta:

a) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.

b) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.

c) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras.

d) Somente as afirmativas II, III e IV são verdadeiras.

e) Todas as afirmativas são verdadeiras.

Gab: D

 

02- (UEL PR/2010)   Analise o esquema da respiração celular em eucariotos, a seguir:

(Adaptado de: LOPES, Sônia. Bio 1, São Paulo: Ed. Saraiva, 1992, p.98)
(Adaptado de: LOPES, Sônia. Bio 1, São Paulo: Ed. Saraiva, 1992, p.98)

Com base nas informações contidas no esquema e nos conhecimentos sobre respiração celular, considere as afirmativas a seguir:

I. A glicose é totalmente degradada durante a etapa A que ocorre na matriz mitocondrial.

II. A etapa B ocorre no hialoplasma da célula e produz menor quantidade de ATP que a etapa A.

III.  A etapa C ocorre nas cristas mitocondriais e produz maior quantidade de ATP que a etapa B.

IV. O processo anaeróbico que ocorre no hialoplasma corresponde à etapa A.

Assinale a alternativa correta.

a) Somente as afirmativas I e II são corretas.

b) Somente as afirmativas I e III são corretas.

c) Somente as afirmativas III e IV são corretas.

d) Somente as afirmativas I, II e IV são corretas.

e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.

Gab: C

 

03 – (UDESC SC/2008)  Assinale a alternativa correta, em relação ao saldo final (rendimento líquido), na produção de ATPs pela Via da Glicólise, Ciclo de Krebs e Cadeia Respiratória, respectivamente.

a) 2, 2, 34

b) 2, 4, 32

c) 4, 8, 24

d) 2, 8, 26

e) 4, 4, 30

Gab: A

 

04 – (UFMA/2009)   Com relação a respiração celular, analise as sentenças abaixo e, em seguida, assinale a opção correta:

I. O NAD+ desempenha papel central no metabolismo energético das células, captando elétrons de alta energia, liberados na degradação de moléculas orgânicas e fornecendo-os, em seguida, aos sistemas de síntese de ATP.

II. A glicolise e uma etapa anaeróbica do processo de degradação da glicose, pois não necessita de gás oxigênio para ocorrer.

III.  O ciclo de Krebs tem início com uma reação entre a acetil–CoA e o ácido oxalacético, em que é liberada a molécula de coenzima A e formada uma molécula de ácido cítrico.

IV. A síntese da maior parte do ATP gerado na respiração celular está acoplada a reoxidação das moléculas de NADH e FADH2, que se transformam em NAD+ e FAD, respectivamente.

V. A maior parte do NADH e produzida no interior da mitocôndria, durante a transformação do ácido pirúvico em acetil–CoA e o ciclo de Krebs.

a) Somente I e III estão corretas.

b) Somente II e III estão corretas.

c) Somente II, III e IV estão corretas.

d) Somente I, II, III e V estão corretas.

e) I, II, III, IV e V estão corretas.

Gab: E

Juliana Biologia Enem
Os textos e exemplos acima foram preparados pela professora Juliana Santos para o Blog do Enem. Juliana é formada em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Santa Catarina. Dá aulas de Ciências e Biologia em escolas da Grande Florianópolis desde 2007. Facebook: https://www.facebook.com/juliana.evelyndossantos.