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Lezione interattiva - La glicolisi
La Glicolisi La Glicolisi Lezione 3 Domanda! È giusto dire che è l'acido lattico il responsabile dell'indolenzimento dei muscoli?? Prova tu a rispondere e poi continua a leggere…. Il Glucosio Glucosio ATP e ADP Respirazione cellulare Glicolisi Produzione ATP Resp. Aerobica e Anaerobica Fermentazione Lattica Fermentazione alcolica GLUCOSIO Monosaccaride (monomeri dei carboidrati: singole unità di zucchero) fonte di energia per le cellule Se posti in una soluzione acquosa molti monosaccaridi, tra cui il glucosio, passano da una forma lineare a una ad anello. Acido lattico Il Glucosio Glucosio ATP e ADP Respirazione cellulare Glicolisi Produzione ATP Resp. Aerobica e Anaerobica Fermentazione Lattica Fermentazione alcolica Acido lattico FRUTTOSIO Monosaccaride stessa formula grezza del glucosio: C6H12O6 Glucosio e fruttosio sono isomeri Proprietà diverse date dalla diversa disposizione degli atomi ADP e ATP Glucosio ATP e ADP Respirazione cellulare Glicolisi Produzione ATP Resp. Aerobica e Anaerobica Fermentazione Lattica Fermentazione alcolica Acido lattico ATP (adenina trifosfato) P Adenina Ribosio P P Gruppi fosfato L’energia liberata nelle reazioni esoenergetiche viene immagazzinata nell’ATP L’idrolisi dell’ATP porta alla formazione di una molecola di ADP: ATP Base azotata + Zucchero + 3 gruppi fosfato Fonte di energia per ogni lavoro cellulare Energia ADP Viene rimosso un gruppo fosfato e si libera energia La respirazione cellulare Glucosio ATP e ADP Respirazione cellulare Glicolisi Produzione ATP Resp. Aerobica e Anaerobica Fermentazione Lattica Fermentazione alcolica Le cellule ricavano energia dagli alimenti che mangiamo RESPIRAZIONE CELLULARE: Processo che permette di ricavare energia a partire dal glucosio Glucosio + O2 ATP + CO2 + H2O La respirazione utilizza ossigeno e libera anidride carbonica e acqua. Acido lattico La respirazione cellulare Glucosio ATP e ADP Respirazione cellulare Glicolisi Produzione ATP Resp. Aerobica e Anaerobica Fermentazione Lattica Fermentazione alcolica Acido lattico Fasi della respirazione cellulare: Una molecola di glucosio viene scissa in due molecole di acido piruvico Glicolisi Produzione di Acetil CoA a partire dall’acido piruvico Acetil CoA ATP (acetilcoenzimaA) Nei mitocondri l’acetil CoA viene ossidato, liberando CO2 e ioni H+ che si legano al coenzima NAD+ formando NADH. Le molecole di NADH si scindono in NAD+ e H+ liberando 2 e-. L’energia liberata dagli e- durante il loro trasporto all’interno della membrana del mitocondrio viene utilizzata per creare un gradiente di concentrazione di H+ che fornisce l’energia necessaria per la sintesi di ATP. Ciclo di Krebs ATP Catena di trasporto degli elettroni ATP La glicolisi Glucosio ATP e ADP Respirazione cellulare Glicolisi Produzione ATP Resp. Aerobica e Anaerobica Fermentazione Lattica Fermentazione alcolica Acido lattico Glicolisi = scissione del glucosio 9 reazioni che trasformano una molecola di glucosio (6 atomi di carbonio) in due molecole di acido piruvico (3 atomi di carbonio): Glucosio Produzione netta di 2 ATP e 2 NADH Acido piruvico La glicolisi avviene nel citoplasma mentre le altre fasi avvengono nei ribosomi. La glicolisi Glucosio ATP e ADP Respirazione cellulare Glicolisi Produzione ATP Resp. Aerobica e Anaerobica Fermentazione Lattica Fermentazione alcolica Fase di investimento energetico: Le prime 5 reazioni trasformano una molecola di glucosio in 2 molecole di Gliceraldeide 3-fosfato (GP3) Reazioni 1 → 4 P P Glucosio Consumo di 2 ATP L’ATP cede il gruppo fosfato Gliceraldeide 3-fosfato Acido lattico La glicolisi Glucosio ATP e ADP Respirazione cellulare Glicolisi Produzione ATP Resp. Aerobica e Anaerobica Fermentazione Lattica Fermentazione alcolica Fase di produzione energetica: Le ultime 5 reazioni avvengono su entrambe le molecole di Gliceraldeide 3-fosfato trasformando ciascuna in una molecola di Acido Piruvico Reazioni 5 → 9 P P Gliceraldeide 3-fosfato Produzione di 4 ATP e 2 NADH Tramite reazioni redox Acido Piruvico Acido lattico La glicolisi Glucosio ATP e ADP Respirazione cellulare Glicolisi Produzione ATP Resp. Aerobica e Anaerobica Fermentazione Lattica Fermentazione alcolica Bilancio energetico: Reazioni 1 → 4 2 ATP Reazioni 5 → 9 4 ATP 2 NADH 2 ATP 2 NADH A partire da una molecola di glucosio la Glicolisi produce: Acido lattico La glicolisi Glucosio ATP e ADP Respirazione cellulare Glicolisi Produzione ATP Resp. Aerobica e Anaerobica Fermentazione Lattica Fermentazione alcolica La glicolisi ha quindi tre scopi: 1. Trasformare il glucosio in acido piruvico, che sarà ossidato grazie al ciclo di Krebs. 2. Produzione rapida (anche se non in grandi quantità) di energia (ATP) 3. Produzione di energia anche in ambienti privi di ossigeno (anaerobi) Acido lattico La produzione di ATP Glucosio ATP e ADP Respirazione cellulare Glicolisi Produzione ATP Glicolisi 4 ATP Acetil CoA (acetilcoenzimaA) Ciclo di Krebs 2 4 ATP ATP Resp. Aerobica e Anaerobica Fermentazione Lattica Fermentazione alcolica Acido lattico All’interno della respirazione cellulare la glicolisi produce solo una minima parte di energia sotto forma di ATP. La maggior parte della produzione di ATP fornita data dalla catena di trasporto di elettroni attraverso un processo chiamato chemiosi. Numero di molecole di ATP prodotte a partire da una molecola di Glucosio: Catena di trasporto degli elettroni 34 ATP Circa 36 ATP. Respirazione aerobica e anaerobica Glucosio ATP e ADP Respirazione cellulare Glicolisi Produzione ATP Resp. Aerobica e Anaerobica Fermentazione Lattica Fermentazione alcolica Acido lattico La produzione di ATP dipende dalla presenza di ossigeno nell’ambiente: Presenza di Assenza di O2 O2 Respirazione aerobica: produzione di ATP in tutte le fasi della respirazione cellulare Respirazione anaerobica: produzione di ATP solo tramite glicolisi La cellula riesce a produrre 2ATP attraverso la glicolisi, trasformando il glucosio in acido piruvico e riducendo due molecole di NAD+ in NADH La fermentazione avviene per rifornire la cellula di molecole di NAD+ per poter proseguire la glicolisi La fermentazione lattica Glucosio ATP e ADP Respirazione cellulare Glicolisi Produzione ATP Resp. Aerobica e Anaerobica Fermentazione Lattica Fermentazione alcolica Acido lattico La cellula in assenza di ossigeno riesce a produrre 2 ATP attraverso la glicolisi. Per ossidazione del NADH si produce acido lattico. FERMENTAZIONE LATTICA GLICOLISI Glucosio Produzione netta di 2 ATP e 2 NADH Acido piruvico Acido lattico 2 NADH + 2 H+ → 2NAD+ La fermentazione lattica è usata per produrre yogurt e formaggi. La fermentazione alcolica Glucosio ATP e ADP Respirazione cellulare Glicolisi Produzione ATP Resp. Aerobica e Anaerobica Fermentazione Lattica Fermentazione alcolica Acido lattico La cellula in assenza di ossigeno riesce a produrre 2 ATP attraverso la glicolisi. Per ossidazione del NADH si produce etanolo e si libera anidride carbonica. FERMENTAZIONE ALCOLICA GLICOLISI Glucosio Produzione netta di 2 ATP e 2 NADH Acido piruvico CO2 2 NADH + 2 H+ → 2NAD+ La fermentazione alcolica è usata per produrre birra e vino. Durante il processo è necessario fare uscire dai tini l’anidride carbonica senza permettere all’aria di entrare. Etanolo (alcol etilico) Curiosità Glucosio ATP e ADP Respirazione cellulare Glicolisi Produzione ATP Resp. Aerobica e Anaerobica Fermentazione Lattica Acido lattico e dolore muscolare Anche i muscoli durante un intenso esercizio fisico possono produrre ATP attraverso fermentazione lattica. L’acido lattico prodotto però si accumula, provocando stanchezza e dolori muscolari. Nel giro di poche ore dallo sforzo l’acido lattico viene trasportato fino al fegato e riconvertito in acido piruvico. Per questo motivo l’indolenzimento muscolare che si prova nei giorni successivi a uno sforzo fisico non è dovuto all’accumulo di acido lattico, ben presto smaltito dal fegato. Fermentazione alcolica Acido lattico La Glicolisi ESERCIZI La Glicolisi Completa lo schema della respirazione cellulare con le seguenti parole: Ciclo di Krebs …………… Catena di trasporto degli elettroni …………… …………… Glicolisi Acetil CoA …………… Soluzione Glicolisi …………… Acetil CoA …………… Ciclo di Krebs …………… Catena di trasporto …………… degli elettroni La Glicolisi Collega ogni fase della respirazione cellulare con la corretta descrizione: Glicolisi Le molecole di NADH si scindono in NAD+ e H+ liberando 2 e-. L’energia liberata dagli e- durante il loro trasporto all’interno della membrana del mitocondrio viene utilizzata per creare un gradiente di concentrazione di H+ che fornisce l’energia necessaria per la sintesi di ATP. Acetil CoA (acetilcoenzimaA) Una molecola di glucosio viene scissa in due molecole di acido piruvico Ciclo di Krebs Nei mitocondri l’acetil CoA viene ossidato, liberando CO2 e ioni H+ che si legano al coenzima NAD formando NADH. Catena di trasporto degli elettroni Produzione di Acetil CoA a partire dall’acido piruvico Soluzione Glicolisi Le molecole di NADH si scindono in NAD+ e H+ liberando 2 e-. L’energia liberata dagli e- durante il loro trasporto all’interno della membrana del mitocondrio viene utilizzata per creare un gradiente di concentrazione di H+ che fornisce l’energia necessaria per la sintesi di ATP. Acetil CoA (acetilcoenzimaA) Una molecola di glucosio viene scissa in due molecole di acido piruvico Ciclo di Krebs Nei mitocondri l’acetil CoA viene ossidato, liberando CO2 e ioni H+ che si legano al coenzima NAD+ formando NADH. Catena di trasporto degli elettroni Produzione di Acetil CoA a partire dall’acido piruvico La Glicolisi Indica se ogni affermazione è vera (V) o falsa (F): Glucosio e Fruttosio sono isomeri □V □F L’ATP si forma attraverso l’idrolisi di una molecola di ADP □V □F L’ATP ha la funzione di immagazzinare l’energia necessaria per ogni lavoro cellulare □V □F L’anidride carbonica è un prodotto della respirazione cellulare □V □F La respirazione cellulare ricava energia scindendo molecole di glucosio □V □F La respirazione cellulare avviene esclusivamente nei ribosomi □V □F La catena di trasporto degli elettroni si trova nella membrana ribosomiale □V □F Il cliclo di Krebs può avvenire indipendentemente dalla glicolisi □V □F La glicolisi trasforma una molecola di glucosio in una molecola di acido piruvico □V □F Tramite la glicolisi si formano 2 molecole di NADH □V □F Durante la fermentazione lattica si ha formazione di CO2 □V □F Soluzione Glucosio e Fruttosio sono isomeri □V □F L’ATP si forma attraverso l’idrolisi di una molecola di ADP □V □F L’ATP ha la funzione di immagazzinare l’energia necessaria per ogni lavoro cellulare □V □F L’anidride carbonica è un prodotto della respirazione cellulare □V □F La respirazione cellulare ricava energia scindendo molecole di glucosio □V □F La respirazione cellulare avviene esclusivamente nei ribosomi □V □F La catena di trasporto degli elettroni si trova nella membrana ribosomiale □V □F Il cliclo di Krebs può avvenire indipendentemente dalla glicolisi □V □F La glicolisi trasforma una molecola di glucosio in una molecola di acido piruvico □V □F Tramite la glicolisi si formano 2 molecole di NADH □V □F Durante la fermentazione lattica si ha formazione di CO2 □V □F La Glicolisi Individua la risposta corretta: La formula grezza del glucosio è: A) C3H12O6 B) C3H6O6 C) C6H12O6 D) C6H6O6 La glicolisi è composta: A) B) C) D) 9 reazioni esoenergetiche 9 reazioni endoenergetiche una prima fase esoenergetica (4 reazioni) e una seconda fase endoenergetica (5 reazioni) una prima fase esoenergetica (5 reazioni) e una seconda fase endoenergetica (4 reazioni) Quale di questi processi può avvenire anche in assenza di ossigeno? A) B) C) D) ciclo di Krebs glicolisi chemiosmosi catena di trasporto degli elettroni Soluzione La formula grezza del glucosio è: A) C3H12O6 B) C3H6O6 C) C6H12O6 D) C6H6O6 La glicolisi è composta: A) B) C) D) 9 reazioni esoenergetiche 9 reazioni endoenergetiche una prima fase esoenergetica (4 reazioni) e una seconda fase endoenergetica (5 reazioni) una prima fase esoenergetica (5 reazioni) e una seconda fase endoenergetica (4 reazioni) Quale di questi processi può avvenire anche in assenza di ossigeno? A) B) C) D) ciclo di Krebs glicolisi chemiosmosi catena di trasporto degli elettroni La Glicolisi Individua la risposta corretta: La respirazione cellulare, a partire da una molecola di glucosio, permette una produzione netta di… A) B) C) D) 2 ATP 4 ATP 34 ATP 36 ATP La fermentazione avviene: A) B) C) D) in presenza di ossigeno per rifornire la cellula di NADH in presenza di ossigeno per rifornire la cellula di NAD+ in assenza di ossigeno per rifornire la cellula di NADH in assenza di ossigeno per rifornire la cellula di NAD+ Soluzione La respirazione cellulare, a partire da una molecola di glucosio, permette una produzione netta di… A) B) C) D) 2 ATP 4 ATP 34 ATP 36 ATP La fermentazione avviene: A) B) C) D) in presenza di ossigeno per rifornire la cellula di NADH in presenza di ossigeno per rifornire la cellula di NAD+ in assenza di ossigeno per rifornire la cellula di NADH in assenza di ossigeno per rifornire la cellula di NAD+