Unità 6. La respirazione cellulare e la fermentazione

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1 Unità 6 La respirazione cellulare e la fermentazione Obiettivi Comprendere il rapporto tra respirazione polmonare e respirazione cellulare Capire la relazione tra ossidazione delle molecole organiche e trasferimento di energia Saper descrivere le tappe principali della respirazione cellulare Capire come viene prodotto l AT all interno delle cellule Capire il rapporto esistente tra catabolismo e anabolismo

2 rova di competenza - muscoli a due velocità erché la muscolatura degli atleti che si dedicano agli esercizi di resistenza, come la maratona, è molto diversa da quella degli atleti specializzati nella velocità? 2

3 Lezione 1 ENERGIA E METABOLISMO 3

4 6.1 La chimica della vita è organizzata in vie metaboliche che trasformano materia ed energia L insieme delle reazioni chimiche che avvengono in un organismo è detto metabolismo Il metabolismo è una proprietà emergente della vita, che deriva da interazioni tra molecole all interno dell ordinato ambiente cellulare Una via metabolica inizia con una specifica molecola che viene modificata, attraverso una serie di tappe distinte, fino alla sua trasformazione in un determinato prodotto 4

5 6.1 La chimica della vita è organizzata in vie metaboliche che trasformano materia ed energia Caratteristiche comuni delle vie metaboliche Ciascuna delle tappe percorse della via è catalizzata da uno specifico enzima Sono simili in tutti i viventi Negli eucarioti quasi tutte avvengono all interno di compartimenti cellulari definiti Ogni via metabolica è regolata da enzimi chiave che determinano la velocità a cui procedono le reazioni 5

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8 6.1 La chimica della vita è organizzata in vie metaboliche che trasformano materia ed energia Il metabolismo del glucosio Le cellule ricavano energia dalla demolizione delle molecole organiche, in particolare dal glucosio L energia può essere fornita anche da altre molecole, che, però, devono essere prima trasformate in glucosio o in prodotti intermedi della via di demolizione del glucosio 8

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10 6.1 La chimica della vita è organizzata in vie metaboliche che trasformano materia ed energia STE BY STE Nella mappa del metabolismo di un organismo, la respirazione cellulare e la fermentazione rappresentano vie in salita o in discesa? 10

11 6.2 La respirazione cellulare fornisce l energia necessaria ai processi vitali L energia solare è utilizzata dagli organismi fotosintetici per produrre glucosio a partire da CO 2 e H 2 O liberando O 2 Altri organismi, mediante la respirazione cellulare, utilizzano O 2 e l energia contenuta negli zuccheri, liberando CO 2 e H 2 O Questi processi, insieme, sono alla base della vita sulla Terra 11

12 Energia solare ECOSISTEMA CO 2 Fotosintesi nei cloroplasti Glucosio + + H 2 O Respirazione cellulare nei mitocondri O 2 AT (per il lavoro cellulare) Energia termica 12

13 6.2 La respirazione cellulare fornisce l energia necessaria ai processi vitali La respirazione polmonare e la respirazione cellulare sono strettamente collegate La respirazione polmonare è necessaria per scambiare il CO 2 prodotto durante la respirazione cellulare con l O 2 presente nell atmosfera La respirazione cellulare sfrutta l O 2 per estrarre energia dal glucosio e produce CO 2 durante il processo 13

14 O 2 Respirazione polmonare CO 2 olmoni CO 2 Circolazione sanguigna O 2 Le cellule muscolari svolgono la Respirazione cellulare Glucosio + O 2 CO 2 + H 2 O + AT 14

15 6.2 La respirazione cellulare fornisce l energia necessaria ai processi vitali STE BY STE La respirazione cellulare è un processo esclusivo delle cellule animali? 15

16 Lezione 2 LE TAE DELLA RESIRAZIONE CELLULARE E LA FERMENTAZIONE 16

17 6.3 La respirazione cellulare fornisce l energia necessaria ai processi vitalic La funzione fondamentale della respirazione cellulare è quella di generare molecole di AT necessarie al lavoro cellulare Utilizziamo il glucosio come sostanza nutritiva di riferimento, ma le cellule bruciano anche molte altre molecole organiche nella respirazione cellulare 17

18 6.3 La respirazione cellulare fornisce l energia necessaria ai processi vitalic La respirazione cellulare è un processo esoergonico (cioè che rilascia energia), l energia chimica contenuta nei legami del glucosio viene trasferita e immagazzinata nei legami chimici dell AT 18

19 C 6 H 12 O O 2 6 CO H 2 O + AT Glucosio Ossigeno Diossido di carbonio Acqua Energia 19

20 6.3 La respirazione cellulare immagazzina l energia nelle molecole di AT STE BY STE erché durante un esercizio fisico intenso il corpo ha bisogno di raffreddarsi, per esempio, tramite la sudorazione? 20

21 6.4 In tutte le sue attività il corpo umano utilizza l energia immagazzinata nell AT Il fabbisogno energetico medio di un essere umano adulto è di circa 2200 kcal al giorno Una kilocaloria (kcal) è la quantità di calore necessaria per innalzare di 1 C la temperatura di 1 kilogrammo di acqua Mediamente, tre quarti di questa energia sono utilizzati per il sostentamento delle cellule cerebrali e il mantenimento delle attività vitali, un quarto per le azioni volontarie 21

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23 6.3 La respirazione cellulare immagazzina l energia nelle molecole di AT STE BY STE Secondo te, che cosa indica il valore energetico indicato sulle etichette degli alimenti confezionati? 23

24 6.5 Le cellule si procurano l energia trasferendo gli elettroni dalle molecole organiche all ossigeno L energia contenuta negli alimenti si trova nella particolare disposizione degli elettroni nei legami chimici delle molecole di cui sono composti La cellula sposta gli elettroni da queste molecole ad altre, in cui gli elettroni occupano legami meno ricchi di energia Durante questo passaggio gli elettroni cedono la differenza di energia, che viene trasferita all AT 24

25 6.5 Le cellule si procurano l energia trasferendo gli elettroni dalle molecole organiche all ossigeno Nella respirazione cellulare gli elettroni vengono trasferiti dal glucosio all ossigeno, attraverso diversi passaggi L ossigeno è molto elettronegativo: perciò attrae con forza su di sé gli elettroni di altri elementi Questo trasferimento è paragonabile a una caduta, durante la quale gli elettroni liberano la propria energia potenziale 25

26 6.5 Le cellule si procurano l energia trasferendo gli elettroni dalle molecole organiche all ossigeno La respirazione cellulare è una ossidoriduzione Il glucosio (C 6 H 12 O 6 ) cede elettroni: viene ossidato e si converte in diossido di carbonio (CO 2 ) L ossigeno (O 2 ) guadagna elettroni: viene ridotto e si converte in acqua (H 2 O) 26

27 6.5 Le cellule si procurano l energia trasferendo gli elettroni dalle molecole organiche all ossigeno È possibile riassumere la respirazione cellulare in una singola equazione chimica erdita di atomi di idrogeno (ossidazione) C 6 H 12 O O 2 Glucosio Acquisizione di atomi di idrogeno (riduzione) 6 CO H 2 O + Energia (AT) 27

28 6.5 Le cellule si procurano l energia trasferendo gli elettroni dalle molecole organiche all ossigeno Nell equazione non sono indicati i trasferimenti di elettroni, ma quelli degli atomi di idrogeno Ogni atomo di idrogeno è formato da un elettrone e un protone: perciò i movimenti dell idrogeno rappresentano il trasferimento di elettroni 28

29 6.5 Le cellule si procurano l energia trasferendo gli elettroni dalle molecole organiche all ossigeno Alcuni enzimi e coenzimi sono fondamentali per la respirazione cellulare La deidrogenasi è un enzima utilizzato dalla cellula per ossidare molecole organiche, rimuovendo due atomi di idrogeno La deidrogenasi ha bisogno del coenzima NAD + per poter agire NAD + accetta due elettroni e un protone, e si riduce a NADH; il protone rimanente viene liberato nel citoplasma 29

30 Ossidazione Deidrogenasi Riduzione NAD H NADH + H + 2 H e (trasporta 2 elettroni) 30

31 6.5 Le cellule si procurano l energia trasferendo gli elettroni dalle molecole organiche all ossigeno Un altra importante molecola utilizzata per il trasferimento di elettroni è il coenzima FAD, in grado di acquistare due elettroni e due protoni riducendosi a FADH 2 31

32 6.5 Le cellule si procurano l energia trasferendo gli elettroni dalle molecole organiche all ossigeno Da NADH e FADH 2 gli elettroni vengono trasferiti a una catena di trasporto degli elettroni La catena di trasporto forma una specie di scala energetica: gli elettroni scendono da questa scala e arrivano fino all ossigeno er ogni gradino gli elettroni cedono un po della propria energia potenziale che viene immagazzinata in una molecola di AT 32

33 NAD + + H + NADH 2e AT Rilascio controllato di energia per la sintesi di AT Catena di trasporto degli elettroni H + 2e 1 2 O 2 H 2 O 33

34 6.5 Le cellule si procurano l energia trasferendo gli elettroni dalle molecole organiche all ossigeno STE BY STE Da quale caratteristica chimica dell ossigeno dipende la funzione che esso svolge nella respirazione cellulare? 34

35 6.6 Le tre tappe della respirazione cellulare avvengono in parti diverse della cellula rima tappa: la glicolisi La glicolisi dà inizio alla respirazione cellulare scindendo il glucosio in due molecole di un composto a tre atomi di carbonio chiamato piruvato La glicolisi avviene nel citoplasma 35

36 6.6 Le tre tappe della respirazione cellulare avvengono in parti diverse della cellula Seconda tappa: il ciclo di Krebs Il ciclo di Krebs completa la demolizione del glucosio fino a ottenere diossido di carbonio Il ciclo di Krebs si svolge nella matrice mitocondriale 36

37 6.6 Le tre tappe della respirazione cellulare avvengono in parti diverse della cellula Terza tappa: la fosforilazione ossidativa In questa fase gli elettroni sono incanalati attraverso la catena di trasporto degli elettroni, sulla membrana interna del mitocondrio L energia recuperata dalla catena di trasporto viene utilizzata nella chemiosmosi per produrre AT La chemiosmosi sfrutta lo spostamento di ioni H + dalla dallo spazio intermembrana alla matrice del mitocondrio 37

38 6.6 Le tre tappe della respirazione cellulare avvengono in parti diverse della cellula Durante le prime due tappe della respirazione cellulare le cellule producono soltanto un piccolo quantitativo di AT La principale funzione della glicolisi e del ciclo di Krebs, infatti, è quella di fornire elettroni per la terza tappa, in cui viene prodotto il maggior numero di molecole di AT 38

39 NADH Elettroni ad elevato contenuto energetico trasportati dal NADH NADH e FADH 2 Mitocondrio Glucosio GLICOLISI iruvato Ciclo di Krebs FOSOFORILAZIONE OSSIDATIVA (catena di trasporto degli elettroni e chemiosmosi) Citoplasma AT CO 2 CO 2 AT Membrana mitocondriale interna AT Fosforilazione a livello del substrato Fosforilazione a livello del substrato Fosforilazione ossidativa 39

40 6.6 Le tre tappe della respirazione cellulare avvengono in parti diverse della cellula STE BY STE Quale tappa della respirazione cellulare si svolge nello stesso sito nelle cellule eucariote e in quelle procariote? 40

41 6.7 La glicolisi ricava energia chimica dall ossidazione del glucosio a piruvato Nella glicolisi una singola molecola di glucosio viene scissa in due molecole di piruvato attraverso nove reazioni Durante il processo: 2 molecole di NAD + sono ridotte a NADH 2 molecola di AT sono sintetizzate per fosforilazione a livello del substrato 41

42 6.7 La glicolisi ricava energia chimica dall ossidazione del glucosio a piruvato Nella fosforilazione a livello del substrato un enzima trasferisce un gruppo fosfato da una molecola di substrato all AD, formando AT L AT prodotto in questo passaggio è una fonte di energia subito disponibile per la cellula In questo passaggio è prodotta solo una frazione minima dell energia totale ricavata da una molecola di glucosio durante la respirazione cellulare 42

43 Glucosio 2 AD + 2 NAD NADH AT H + 2 iruvato 43

44 Enzima Enzima AD + AT Substrato rodotto 44

45 assaggi 1 Il 3glucosio e un prodotto intermedio acquistano energia utilizzando l AT AT AD assaggio 1 Glucosio RIMA FASE INVESTIMENTODI ENERGIA Glucosio-6-fosfato 2 AT Fruttosio-6-fosfato 3 AD assaggio Un 4 prodotto intermedio a sei atomi di carbonio si scinde in due molecole a tre atomi di carbonio 4 Fruttosio-1,6-difosfato Gliceraldeide-3-fosfato (G3) assaggio Una 5 reazione redox produce NADH NAD + 5 NAD + 5 NADH NADH + H + + H + AD AD SECONDA FASE RODUZIONE DI ENERGIA 1,3-Difosfoglicerato AT 6 6 AT Fosfoglicerato assaggi 6 vengono 9 prodotti AT e piruvato 2-Fosfoglicerato H 2 O 8 8 H 2 O Fosfoenolpiruvato AD AD 9 9 AT AT iruvato 45

46 assaggi 1 Il 3glucosio e un prodotto intermedio acquistano energia utilizzando l AT AT AD assaggio 1 Glucosio RIMA FASE INVESTIMENTO DI ENERGIA Glucosio-6-fosfato 2 AT Fruttosio-6-fosfato AD 3 Fruttosio-1,6-difosfato 46

47 assaggi 1 Il 3glucosio e un prodotto intermedio acquistano energia utilizzando l AT AT AD assaggio 1 Glucosio RIMA FASE INVESTIMENTO DI ENERGIA Glucosio-6-fosfato 2 AT Fruttosio-6-fosfato AD 3 assaggio Un 4 prodotto intermedio a sei atomi di carbonio si scinde in due molecole a tre atomi di carbonio 4 Fruttosio-1,6-difosfato Gliceraldeide-3-fosfato (G3) 47

48 Gliceraldeide-3-fosfato (G3) assaggio Una 5 reazione redox produce NADH NADH NAD + 5 NAD + 5 NADH SECONDA FASE RODUZIONE DI ENERGIA + H + + H + 1,3-Difosfoglicerato 48

49 Gliceraldeide-3-fosfato (G3) assaggio Una 5 reazione redox produce NADH NAD + NADH 5 NAD + 5 NADH SECONDA FASE RODUZIONE DI ENERGIA + H + + H + 1,3-Difosfoglicerato AD AD AT 6 6 AT 3-Fosfoglicerato 7 7 assaggi 6 Vengono 9 prodotti AT e piruvato 2-Fosfoglicerato H 2 O 8 H 2 O 8 Fosfoenolpiruvato AD 9 AD 9 AT AT iruvato 49

50 6.7 La glicolisi ricava energia chimica dall ossidazione del glucosio a piruvato STE BY STE Quali sono, al netto, i prodotti della glicolisi per ogni molecola di glucosio? 50

51 6.8 Il piruvato viene preparato chimicamente per entrare nel ciclo di Krebs Il piruvato prodotto nella glicolisi entra nei mitocondri dove subisce importanti modificazioni chimiche necessarie per accedere al ciclo di Krebs Un gruppo carbossilico ( COO ) viene rimosso dal piruvato e liberato come molecola di CO 2 Il rimanente composto a due atomi di carbonio viene ossidato e una molecola di NAD + viene ridotta a NADH Il coenzima A si lega alla molecola a due atomi di carbonio e forma una molecola di acetilcoenzima A (acetil-coa) 51

52 NAD + NADH + H + 2 CoA iruvato 1 3 Acetilcoenzima A CO 2 Coenzima A 52

53 6.8 Il piruvato viene preparato chimicamente per entrare nel ciclo di Krebs STE BY STE Quale molecola viene ridotta in questa reazione? NAD + NADH + H + 2 CoA iruvato 1 3 Acetilcoenzima A CO 2 Coenzima A 53

54 6.9 Il ciclo di Krebs completa l ossidazione delle molecole organiche e produce numerose molecole di NADH e FADH 2 Il coenzima A favorisce l ingresso del gruppo acetile nel ciclo e poi si stacca per essere riciclato Il gruppo acetile si unisce a una molecola con 4 atomi di carbonio formando una nuova molecola a 6 atomi di carbonio, il citrato Il citrato prende parte a una serie di reazioni redox, in cui si liberano 2 atomi di carbonio Al termine viene rigenerata la molecola a quattro atomi di carbonio inziale chiudendo il ciclo 54

55 6.9 Il ciclo di Krebs completa l ossidazione delle molecole organiche e produce numerose molecole di NADH e FADH 2 A ogni giro del ciclo si forma Una molecola di AT mediante fosforilazione a livello del substrato 4 molecole ricche di energia (tre NADH e un FADH 2 ) Nel ciclo entrano due molecole di acetil-coa per ogni molecola di glucosio La produzione complessiva è quindi di 2 AT, 6 NADH e 2 FADH 2 per ciascuna molecola di glucosio 55

56 Acetil-CoA CoA CoA CICLO DI KREBS 2 CO 2 FADH 2 3 NAD + FAD 3 NADH AT AD H + 56

57 CoA AcetIl-CoA CoA Ossalacetato 2 atomi di carbonio entrano nel ciclo 1 assaggio 1 L acetil-coa dà inizio al processo 57

58 CoA AcetIl-CoA CoA Ossalacetato 2 atomi di carbonio entrano nel ciclo 1 Citrato NAD + CICLO DI KREBS 2 NADH + H + CO 2 Esce dal ciclo AT AD + Alfa-chetoglutarato 3 CO 2 Esce dal ciclo NADH + H + NAD + assaggio 1 L acetil-coa dà inizio al processo assaggi 2 3 Durante le razioni redox vengono prodotti NADH, AT, e CO 2 58

59 CoA AcetIl-CoA CoA Ossalacetato 2 atomi di carbonio entrano nel ciclo 1 Citrato NADH + H + NAD + Malato 5 CICLO DI KREBS 2 NAD + NADH + H + CO 2 Esce dal ciclo AD + FADH 2 4 AT Alfa-chetoglutarato FAD 3 Succinato CO 2 Esce dal ciclo NADH + H + NAD + assaggio 1 L acetil-coa dà inizio al processo assaggi 2 3 Durante le razioni redox vengono prodotti NADH, AT, e CO 2 assaggi 4 5 Le reazioni redox producono FADH 2 e NADH 59

60 6.9 Il ciclo di Krebs completa l ossidazione delle molecole organiche e produce numerose molecole di NADH e FADH 2 STE BY STE Qual è il numero totale delle molecole di NADH prodotte durante la scissione completa di una molecola di glucosio in sei molecole di diossido di carbonio? (Suggerimento: ricordati che da una molecola di glucosio si ottengono due molecole di piruvato) 60

61 6.10 La fosforilazione ossidativa produce gran parte dell AT Nella fosforilazione ossidativa il NADH e il FADH 2 cedono i propri elettroni alle molecole della catena di trasporto degli elettroni I trasportatori si legano agli elettroni e poi li liberano nel corso di reazioni redox, facendoli discendere lungo la scala energetica L accettore finale è l ossigeno A ogni gradino della scala gli elettroni cedono una parte della propria energia potenziale 61

62 6.10 La fosforilazione ossidativa produce gran parte dell AT Chemiosmosi: l energia ceduta dagli elettroni viene sfruttata per pompare ioni H + dalla matrice nello spazio intermembrana, contro gradiente di concentrazione Questo serbatoio di ioni H + rappresenta una riserva di energia potenziale L AT sintetasi sfrutta l energia potenziale liberata dagli ioni H + che scorrono secondo gradiente di concentrazione per sintetizzare AT 62

63 Spazio intermembrana Complesso enzimatico per il trasporto di elettroni H + H + Trasportatore di elettroni H + H + H + H + H + H + H + AT sintetasi Membrana mitocondriale interna Flusso di elettroni FADH 2 FAD Matrice mitocondriale NADH NAD + H + H + H H 2 O O H + AD + H + AT Catena di trasporto degli elettroni Chemiosmosi FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA 63

64 6.10 La fosforilazione ossidativa produce gran parte dell AT STE BY STE Che effetto può avere l assenza di ossigeno sul processo illustrato nella diapositiva precedente? 64

65 Incroci pericolosi COLLEGAMENTO ambiente Alcune sostanze sono velenose perché riescono a impedire la produzione di AT bloccando la respirazione cellulare attraverso tre meccanismi Interruzione della catena di trasporto degli elettroni (rotenone, cianuro, monossido di carbonio) Inibizione dell AT sintetasi (oligomicina, un antibiotico) ermeabilizzazione della membrana mitocondriale agli ioni H + (agenti disaccoppianti come il dinitrofenolo) 65

66 Rotenone Cianuro, Monossido di carbonio Oligomicina H + H + H + H + H + H + H + AT sintetasi DN FADH 2 FAD NADH NAD O H + H + H + H + H 2 O AD + AT Catena di trasporto degli elettroni Chemiosmosi 66

67 6.11 Da ogni molecola di vengono prodotte molte molecole di AT Ricapitolando, la demolizione completa di una molecola di glucosio avviene attraverso (1) glicolisi, (2) alterazione del piruvato, (3) ciclo di Krebs, e (4) fosforilazione ossidativa Il rendimento totale teorica è di massimo 38 molecole di AT per una molecola di glucosio L energia recuperata in questo modo corrisponde a circa il 40% dell energia potenziale contenuta nel glucosio Dato che la maggior parte di questa energia deriva dalla fosforilazione ossidativa, il rendimento effettivo dipende molto dalla disponibilità di ossigeno per la cellula 67

68 Citoplasma Trasportatore di elettroni nella membrana Mitocondrio 2 NADH 2 NADH (or 2 FADH 2 ) 2 NADH 6 NADH 2 FADH 2 Glucosio GLICOLISI 2 iruvato 2 Acetil CoA CICLO DI KREBS FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA (trasporto degli elettroni e chemiosmosi) + 2 AT Dalla fosforilazione a livello del substrato + 2 AT Dalla fosforilazione a livello del substrato + Circa 34 AT Dalla fosforilazione ossidativa Rendimento massimo er molecola di glucosio Circa 38 AT 68

69 6.11 Da ogni molecola di vengono prodotte molte molecole di AT STE BY STE Quale sarebbe, in una cellula, la resa netta in termini di AT per molecola di glucosio in presenza di dinitrofenolo? 69

70 .12 La fermentazione permette alle cellule di produrre AT in assenza di ossigeno La fermentazione è un processo metabolico anaerobico, cioè si verifica assenza di ossigeno Utilizza la via della glicolisi producendo 2 molecole di AT e riducendo 2 molecole di NAD + a NADH per ogni molecola di glucosio. Il NAD + viene poi rigenerato ossidando il NADH senza utilizzare la catena di trasporto degli elettroni 70

71 6.12 La fermentazione permette alle cellule di produrre AT in assenza di ossigeno Le cellule muscolari e alcuni tipi di batteri utilizzano la fermentazione lattica Il glucosio viene ossidato dando 2 molecole di piruvato, 2 di AT e 2 di NADH Il piruvato viene ridotto a lattato per ossidare il NADH e rigenerare il NAD + 71

72 Glucosio 2 AD AT GLICOLISI 2 2 NAD + NADH 2 iruvato 2 NADH 2 NAD + 2 Lattato Fermentazione lattica 72

73 6.12 La fermentazione permette alle cellule di produrre AT in assenza di ossigeno Le popolazioni umane ricorrono da millenni alla fermentazione alcolica per preparare birra, vino e pane lievitato I lieviti sono organismi unicellulari che generalmente utilizzano la respirazione aerobica, ma che possono sopravvivere anche in ambienti anaerobici In assenza di ossigeno, riconvertono il NADH a NAD + riducendo il piruvato a etanolo e liberando una molecola di CO 2 73

74 Glucosio 2 2 AD + 2 AT GLICOLISI 2 NAD + 2 NADH 2 CO 2 Liberati 2 iruvato 2 2 NADH NAD + 2 Etanolo Fermentazione alcolica 74

75 6.12 La fermentazione permette alle cellule di produrre AT in assenza di ossigeno STE BY STE Una cellula di lievito viene spostata da un ambiente aerobico a un ambiente anaerobico. er continuare a generare AT alla stessa velocità di prima, quanto glucosio in più consuma? 76 75

76 6.13 L evoluzione della glicolisi risale agli albori della vita sulla Terra alla luce dell evoluzione La glicolisi è un processo comune a tutte le cellule, utilizzato dagli organismi per procurarsi l energia necessaria alle loro attività vitali La presenza di questa via metabolica in tutte le cellule, da quelle batteriche a quelle del nostro corpo, è un altra dimostrazione dell origine comune dei viventi 76

77 6.13 L evoluzione della glicolisi risale agli albori della vita sulla Terra STE BY STE alla luce dell evoluzione Quali caratteristiche della glicolisi suggeriscono che sia un sistema metabolico comparso in tempi molto antichi? 78 77

78 Lezione 3 IL METABOLISMO DELLA CELLULA 78

79 6.14 Le cellule utilizzano molti tipi di molecole organiche per procurarsi energia Finora abbiamo parlato del glucosio come unico combustibile utilizzato per alimentare la respirazione cellulare In realtà, noi e gli altri animali utilizziamo tre tipi di molecole come fonti di energia Carboidrati (disaccaridi) roteine (dopo averle demolite in amminoacidi) Grassi 79

80 Cibo, per esempio noccioline Carboidrati Grassi roteine Zuccheri Glicerolo Acidi grassi Amminoacidi Gruppi amminici Glucosio G3 GLICOLISI iruvato Acetil- CoA CICLO DI KREBS FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA (Catena di trasporto degli elettroni e chemiosmosi) AT 80

81 6.14 Le cellule utilizzano molti tipi di molecole organiche per procurarsi energia STE BY STE erché gli animali immagazzinano la maggior parte delle proprie riserve di energia in forma di grassi, e non come polisaccaridi? 81

82 6.15 Gli alimenti forniscono le materie prime per la sintesi di molecole organiche Gli alimenti, oltre all energia, forniscono le materie prime utilizzate dalle cellule per la biosintesi er sopravvivere, una cellula deve poter sintetizzare anche molecole che non sono presenti negli alimenti In questo caso spesso la cellula utilizza come materie prime alcuni prodotti intermedi della glicolisi e del ciclo di Krebs Esistono collegamenti fondamentali tra i processi catabolici e i processi anabolici 82

83 AT necessario per la biosintesi AT CICLO DI KREBS Acetil- CoA SINTESI DEL GLUCOSIO iruvato G3 Glucosio Gruppi amminici Amminoacidi Acidi grassi Glicerolo Zuccheri roteine Grassi Carboidrati Cellule, tessuti, organismi 83

84 6.15 Gli alimenti forniscono le materie prime per la sintesi di molecole organiche STE BY STE Quali sono le molecole inorganiche che servono alle cellule vegetali per produrre carboidrati utilizzando la fotosintesi? 85 84