Glicólise: a 1ª fase da Respiração Celular – Biologia no Enem

A respiração celular é um processo vital para a maioria dos seres vivos, pois através desse processo as células obtêm energia. Revise a glicólise para arrasar nas questões de biologia do Enem?

A respiração celular é um processo realizado pelos organismos aeróbios (organismos que utilizam oxigênio na quebra de nutrientes). Confira a etapa inicial da Glicólise nesta aula. A segunda etapa é O Ciclo de Krebs. E, a fase final da respiração celular é a Cadeia Respiratória.

Durante a Respiração Celular ocorre uma reação de combustão onde as ligações de cadeias carbônicas são quebradas e os átomos de carbono e hidrogênio resultantes ligam-se a átomos de oxigênio formando moléculas de água e gás carbônico.

Ou seja, a respiração celular é uma reação de quebra de moléculas energéticas (como a glicose, açúcar presente em vários alimentos) para liberar a energia presente nas suas ligações químicas.

Essa energia liberada será utilizada em vários processos celulares, como na construção de outras moléculas, na produção de calor ou ainda para produzir movimento. Como envolve uma série de reações químicas, a respiração celular é um processo complicado que envolve três etapas: a glicólise, o Ciclo de Krebs e a cadeia respiratória.

Glicólise, Ciclo de Krebs, e a Cadeia Respiratória

Nesta revisão, vamos detalhar a primeira etapa da respiração celular: a glicólise. Como o próprio nome já diz,  a glicólise é a fase da respiração celular que corresponde à quebra inicial da glicose. Você revisa o Ciclo de Krebs aqui. Veja aula sobre a Cadeia Respiratória.

Para começar, é interessante lembrarmos que a glicose tem a seguinte fórmula: C6H12O6. Isto quer dizer que a glicose é formada de uma cadeia de 6 carbonos ligados à átomos de hidrogênio e oxigênio. É justamente nas ligações entre estes átomos que está armazenada a energia dessa molécula.

Logo, o objetivo de todo o processo de respiração celular, inclusive da glicólise, é “quebrar” essas ligações para liberar energia na forma de ATP (ocorre uma transferência de energia).

Esquema mostrando as reações que ocorrem na primeira etapa da respiração celular: a glicólise

Esquema mostrando as reações que ocorrem na primeira etapa da respiração celular: a glicólise

A glicólise, também chamada de via glicolítica, ocorre no citoplasma e é um processo anaeróbio, pois nesta etapa a célula não utiliza oxigênio. Para começar a quebra da glicose, a célula irá fazer um investimento de 2 ATPs.

Nesse momento você deve estar pensando: “mas o objetivo não é produzir ATP? Por que então a célula está gastando?” Porque, para começar esta quebra é necessário investir uma energia de ativação! Mas, não se preocupe, a energia liberada ao fim dessa fase (e principalmente ao fim de todo o processo de respiração celular) compensam este pequeno gasto.

Então, com o gasto de 2 ATPs a molécula de glicose é quebrada em duas moléculas de 3 carbonos cada – o ácido pirúvico (C3H4O3) . Parte da energia liberada por essa quebra forma 4 ATPs. A outra parte da energia liberada é captura pelos NAD+ (uma coenzima que ajuda a carregar elétrons).

Sendo assim, a molécula de NAD+ desidrogena (retira hidrogênios) as moléculas resultantes da quebra da glicose, formando duas moléculas de piruvato e ficando carregadas com energia na forma de elétron.

Após este processo, estas coenzimas passam a ser chamadas de NADH. Após a finalização da glicólise, as moléculas de piruvato e os NADH formados vão para dentro da mitocôndria, onde ocorrerão as outras etapas da respiração celular.

Ao fim da glicólise temos um saldo positivo de 2 ATPs. Lembre-se que foram liberados 4 ATPs com a quebra da glicose, mas foram utilizados 2 para ativar a molécula. Além desse saldo de energia, temos também a energia dos NADH que será utilizada nas próximas etapas da respiração celular para produzir mais ATPs.

Veja a seguir a equação que resume a glicólise:

b2

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/.

Agora, para finalizar a sua revisão, antes de fazer os Exercícios, veja esta excelente videoaula do professor Paulo Jubilut do canal Biologia Total, do Youtube: 
Agora que você já sabe tudo sobre a respiração celular e a glicólise, que tal testar seus conhecimentos?

Exercícios

01 – (UCS RS/2012)   A glicose é a principal fonte de energia utilizada pelas células.

O caminho realizado pela glicose, desde a sua entrada nas células até a produção de ATP, envolve uma série de reações químicas, que geram diferentes intermediários e diferentes produtos.

Considere a seguinte rota metabólica.

b3

Os números I, II e III podem representar, respectivamente, os processos,

a) Glicólise, Ciclo de Krebs e Fosforilação Oxidativa.

b) Glicogênese, Ciclo de Calvin e Fotofosforilação.

c) Glicólise, Ciclo de Pentoses e Ciclo de Krebs.

d) Ciclo de Krebs, Ciclo de Calvin e Fosforilação Oxidativa.

e) Glicogênese, Ciclo de Krebs e Fotofosforilação.

Gab: A

02 – (UCS RS/2011)  

Todos os seres vivos necessitam obter energia por processos metabólicos. Os mais comuns são a respiração celular e a fermentação. Que etapa metabólica ocorre nesses dois processos?

a) Ciclo de Krebs

b) Redução de acetil-CoA

c) Transformação do ácido pirúvico em ácido láctico

d) Glicólise

e) Cadeia respiratória

Gab: D

03 – (ESCS DF/2011)   No metabolismo da respiração celular, estão envolvidos três processos que ocorrem no citoplasma e nas mitocôndrias.

Esses três processos são regulados por controle alostérico. A concentração alta dos produtos de uma reação posterior pode suprimir a ação das enzimas da reação anterior e estimular a reação seguinte.

A alternativa que indica a relação que ocorre no controle da respiração celular é:

a) alta concentração de CO2 na matriz mitocondrial inibe a cadeia respiratória que, por sua vez, é estimulada pela baixa concentração de O2;

b) baixa concentração de ácido pirúvico nas cristas mitocondriais estimula o ciclo de Krebs e inibe a cadeia respiratória;

c) baixa concentração de NADH.H e FADH.H citoplasmático estimulam a glicólise que é inibida pelas altas concentrações de piruvato;

d) altas concentrações de ATP e NADH.H inibem o ciclo de Krebs na matriz mitocondrial que é estimulado por baixas concentrações de ADP e NAD+ ;

e) altas concentrações de piruvato citoplasmático inibem o ciclo de Krebs que é estimulado pelas altas concentrações de ATP e NAD+ .

Gab: C

04 -(UFAM/2010)   A respiração, que se processa em três etapas distintas: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória, é um processo de liberação de energia através de complexas moléculas orgânicas. Indique a alternativa correta relacionada a este processo:

a) Os processos de glicólise e de fermentação são idênticos, com exceção da etapa inicial, dependendo apenas da presença de oxigênio.

b) No ciclo de Krebs ocorre a formação de ácido pirúvico em compostos intermediários por várias reações químicas, resultando como produto final o ácido oxalacético e a liberação de CO2 para a cadeia respiratória.

c) Na glicólise ocorre a quebra da molécula de glicose e a formação de duas moléculas de ácido pirúvico, com lucro de dois ATPs para a célula.

d) Na cadeia respiratória ocorre o transporte de hidrogênio, consumo de oxigênio molecular e produção de CO2.

e) No ciclo de Krebs ocorre a transformação de glicose em ácido pirúvico e H2

Gab: C

05 – (UDESC SC/2009)   A glicólise é um processo que compreende dez reações químicas, cada uma delas com a participação de uma enzima específica.

Assinale a alternativa correta em relação à glicólise anaeróbica.

a) É o processo responsável pela quebra da glicose, transformando-a em piruvato ou ácido pirúvico.

b) É realizada apenas em células animais e procariontes heterotróficos.

c) Promove a quebra da glicose no interior da mitocôndria.

d) Libera energia na forma de 38 ATPs.

e) Transforma ácido lático em ácido pirúvico.

Gab: A

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.