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+
