Mitocôndria e Respiração Celular: resumo de Biologia Enem

Entenda as Mitocôndrias

As Micotôndrias são organelas membranosas originadas a partir do processo de endossimbiose, entre um eucarionte ancestral e um procarionte aeróbio. Estão presentes em células eucariontes como protozoários, fungos, plantas, animais. A Mitocôndria realiza autoduplicação, dependendo da necessidade energética da célula. As mitocôndrias das células de um indivíduo são sempre de origem materna.

A estrutura da Mitocôndria:

• Observe a Estrutura da Mitocôndria  na imagem acima, no início do post, e depois veja na lista a seguir que a Estrutura é formada por:
• – Membrana externa.
• – Membrana interna.
• – Matriz mitocondrial, apresentando DNA, RNA, ribossomos, proteínas.
• – Cristas mitocondriais, dobras na membrana interna.

As dicas da Juliana:

1. A sigla ATP significa adenosina trifosfato. Ela é uma pequena molécula considerada como a “moeda energética” das células.
2. Essa fama se deve ao fato de que a função do ATP é armazenar em suas ligações químicas pequenas quantidades de energia provenientes da quebra dos alimentos.
3. Portanto, a molécula de adenosina trifosfato serve como um “recipiente” de armazenamento temporário de energia.
4. Ao estudar os processos que acontecem dentro das células (como a respiração celular e a fotossíntese) você verá constantes referências às moléculas de adenosina trifosfato.
5. Antes de estudar esses processos, é extremamente importante entender a produção de ATP, sua estrutura e funcionamento.

 

A Função das Mitocôndrias:

A função essencial da Mitocôndria é realizar respiração celular, produzindo ATP (que fornece energia para a célula). A quantidade de mitocôndrias é variável dependendo da demanda energética da célula. Células musculares apresentam grande quantidade de mitocôndrias tendo em vista seu consumo energético.

A Respiração celular (respiração aeróbica)

O Processo da Respiração Celular Aeróbica é onde ocorre degradação do açúcar (glicose) em ATP. Faz parte do metabolismo de degradação de substâncias, o catabolismo. Ocorre fora e dentro da mitocôndria. Todos os seres vivos fazem respiração, aeróbica ou anaeróbica. Veja na imagem a Glicólise, que é a quebra da Glicose. A quebra da glicose ocorre para gerar ATP. Em organismos sem mitocôndria como bactéria, a respiração ocorre numa estrutura chamada mesossomo. Esse processo usa: glicose, oxigênio. E produz: ATP, gás carbônico, e água.

As Etapas da Respiração Celular:

A respiração celular é dividida em três etapas: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória.  Veja a seguir cada uma das etapas.

a) Glicólise

Ocorre no citoplasma (hialoplasma) celular.  Nessa etapa ocorre a quebra de 1 molécula de glicose em 2 moléculas de piruvato (ácido pirúvico). Libera H+ que é captura por aceptores de hidrogênio (NAD) formando 2 NADH2. Produz 4 moléculas de ATP. A quebra da glicose consome 2 ATP, gerando um saldo energético de 2 ATP. É a única etapa da respiração que consome ATP.

b) Ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico)

O Ciclo de Krebs ocorre na matriz mitocondrial. Cada ácido pirúvico combina-se com a coenzima A, formando acetil-coenzima A, entrando no ciclo. Durante o processo alguns intermediários são formados: acetil-coenzima A é convertido em ácido cítrico; o ácido cítrico é convertido em ácido oxalacético; ácido oxalacético é convertido em ácido cítrico novamente com a incorporação de outro acetil-coenzima A.

Durante essas conversões são liberados por molécula de glicose, ou seja, 2 piruvatos: 6 NADH2, 2 FADH2, 2 CO2, 2 ATP. Gera um saldo energético de 2 ATP.

c) Cadeia respiratória

Ocorre nas cristas mitocondriais. Os 8 NADH2 e os 2 FADH2, formados nas etapas anteriores, entram na cadeia respiratória. Esses H+ capturados são extremamente energéticos.

Nas cristas mitocondriais existem proteínas chamadas citocromos que capturam esses H+ e liberam sua energia gradativamente, armazenando-a. A medida que a energia vai sendo liberada, vão sendo formados ATP, ligando fosfato no ADP. A energia é armazenada no ATP.

O processo de união do fosfato com ADP é chamado fosforilação oxidativa. Ao final, o H+ não possui mais energia a ser aproveitada, então combina-se com o oxigênio, aceptor final de hidrogênio, formando água e sendo eliminado.  O Saldo Energético é de 34 ATP.

 

O Saldo Energético

O  saldo energético total, por molécula de glicose, é de: 2 ATP na glicólise + 2 TP no ciclo de Krebs, + 34 ATP na cadeia respiratória, gerando 38 ATP ao final do processo.

Podem entrar nessa rota energética açúcares, lipídios e proteínas. Vitaminas e ácidos nucleicos não participam desse processo. Quando o suprimento de oxigênio não é eficientez na célula, a mitocôndria para de trabalhar. Ocorre então um processo chamado respiração anaeróbica (ou fermentação).

A Respiração anaeróbica (fermentação)

A respiração anaeróbica ocorre com a degradação parcial da glicose, em função da falta de oxigênio. Muita energia ainda fica armazenada nos compostos. Esse processo resume-se apenas à glicólise.

São produzitos 4 ATP com o consumo de 2 ATP. O saldo energético da fermentação é 2 ATP, porém produzidos de forma extremamente rápida. Existem 2 tipos de fermentação: alcoólica e lática.

a) Fermentação alcoólica

O subproduto do processo é o álcool etanol. É realizada por bactéria e fungos do gênero Saccharomycescerevisiae. O processo é utilizado na fabricação de bebidas alcoólicas. Quando o açúcar da uva, cana-de-açúcar, cevada é fermentado produz-se, respectivamente, vinho, cachaça, cerveja. O que muda é o carboidrato que será substrato da fermentação. Veja na imagem os vinhos, por exemplo, e a cerveja:

b) Fermentação lática

O subproduto da Fermentação Lática é o ácido lático. Bactérias do gênero Lactobacillus, quando fermenta o açúcar do leite (lactose) e produz-se iogurte, coalhada, manteiga.

Também ocorre em animais, como na musculatura do ser humano. Quando a musculatura faz fermentação, produz ácido lático. Com o tempo esse ácido acumula-se no músculo podendo gerar fadiga muscular, se continuar por um período maior, pode causar cãibras.

Está gostando desta revisão sobre as Mitocôndrias e a Produção de Energia na Respiração Celular? Então, para render mais no Enem, no Encceja e nos Vestibulares, veja as aulas do Curso Enem Gratuito:

Dicas de Biologia do Blog do Enem: Revise Organelasaqui nesta aula sobre Lisossomo, Vacúolos e Centríolos.  E, Revise sobre Ribossomo, Retículo e Complexo de Golgi  aquinesta aula de Revisão Enem.

As organelas celulares

Saiba mais sobre Mitocôndria e respiração celular nesta excelente aula do canal do Curso Enem Gratuito,  disponível no Youtube. Após assistir, revise o que você aprendeu respondendo aos nossos desafios.

Veja os exercícios depois do vídeo, e resolva para não esquecer mais o conteúdo de Mitocôndria e Respiração Celular!

Desafios para você resolver e compartilhar.

Questão 1 – (UFGD) As últimas Olimpíadas ficaram marcadas pelos sucessivos recordes alcançados em todas as áreas. O aumento gradativo do rendimento dos atletas mostrou claramente maior preparo físico. O sucesso deles está ligado à ciência e à tecnologia, que têm sido importantes aliadas na obtenção de melhores desempenhos. Fisiologistas esportivos num centro de treinamento olímpico monitoram os atletas para determinar a partir de que ponto seus músculos entram em processo de fadiga muscular. Eles fazem essa análise sob condições _______ e investigando o aumento, nos músculos, de _______. Assinale a alternativa que apresenta, pela ordem, informações adequadas para o preenchimento das lacunas.

a) aeróbicas e ácido láctico.

b) anaeróbicas e ácido acético.

c) anaeróbicas e ATP.

d) aeróbicas e ATP.

e) aneróbicas e ácido láctico.

Questão 2

(UEMS) A glicólise e o ciclo de Krebs funcionam em nosso corpo como uma encruzilhada metabólica, possibilitando que nossas células convertam algumas moléculas em outras à medida que o nosso corpo tenha necessidade. Em que locais ocorrem a glicólise e o ciclo de Krebs, respectivamente?

a) Nos cloroplastos e mitocôndria.

b) No citosol e no interior da mitocôndria.

c) No retículo endoplasmático e na mitocôndria.

d) No interior da mitocôndria.

e) No citosol e no cloroplasto.

Questão 3

Alguns processos industriais resultam da atividade fermentativa de microrganismos. Com relação a esse processo biológico, é incorreto afirmar que:

a) Na produção de iogurte, coalhadas e queijo, a lactose é fermentada por microrganismos, originando o ácido lático.

b) Na produção de vinhos, as leveduras presentes nas cascas das frutas convertem a glicose e a frutose em etanol.

c) Na produção do álcool etílico, utilizado como combustível, os açúcares da cana-de-açúcar são fermentados aerobicamente.

d) Na produção de pães, a fermentação do amido presente no trigo produz etanol e libera CO2, o que faz a massa crescer.

Questão 4

(PUC-RIO) O fermento biológico usado na fabricação de pães provoca o aumento do volume da massa como consequência da produção de:

a) CO2 , a partir da água acrescentada à massa do pão.

b) CO2 , a partir da fermentação do açúcar acrescentado à massa do pão.

c) O2 , a partir da fermentação do amido existente na farinha do pão.

d) N2 , a partir da fermentação do açúcar acrescentado à massa do pão.

e) O2 , a partir da respiração do açúcar acrescentado à massa do pão.

Questão 5

(FUVEST) Nas plantas, a respiração ocorre:

a) Somente nos tecidos em crescimento.

b) Somente em células que não estão realizando fotossíntese.

c) Somente nas células das folhas.

d) Em todas as células vivas, apenas durante a noite.

e) Em todas as células vivas, dia e noite.

 Você consegue resolver estes exercícios? Então resolva e coloque um comentário no post, logo abaixo, explicando o seu raciocínio e apontando a alternativa correta para cada questão. Quem compartilha a resolução de um exercício ganha em dobro: ensina e aprende ao mesmo tempo. Ensinar é uma das melhores formas de aprender!