Organelas e metabolismo
energético da célula
Plastos
Organelas citoplasmáticas também chamados de
plastídios, presentes apenas em células de plantas e de
algas, se originam de pequenas bolsas presentes em
células embrionárias chamadas proplastos. Podem ser
de três tipos básicos:
 Leucoplastos (incolores): presentes em raízes e caules
tuberosos. Função: armazenamento de amido.
 Cromoplastos (amarelos ou vermelhos): responsáveis
pelas cores dos frutos, flores e folhas que ficam
avermelhadas e amareladas no outono e de algumas
raízes como a cenoura. Função: atrair animais
polinizadores e comedores de frutos.
 Cloroplastos (verdes): responsáveis pelo processo de
fotossíntese. Possuem um pigmento chamado clorofila.
Cloroplastos
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Responsável pela realização da fotossíntese, processo
que permite a produção de carboidratos, utilizados
como combustível celular.
O cloroplasto possui duas membranas uma externa lisa
e uma interna ramificada que delimita uma matriz
incolor, constituída basicamente por água e proteínas, o
estroma. No estroma, encontram-se DNA e RNA, o que
explica a capacidade de duplicação do cloroplasto
independente da célula.
As ramificações são as lamelas e nelas se encontram
pequenas placas chamadas de tilacoides, uma pilha
de tilacoides são chamadas de granum, o plural é
chamado de grana.
Mitocôndrias
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Presentes em praticamente todas as células
eucarióticas.
É em seu interior que ocorre a respiração celular, para
obtenção de energia para os seres vivos.
Em seu interior na matriz mitocondrial existe DNA e
RNA, diversas enzimas e ribossomos.
Acredita-se que são descendentes de seres
procariontes, por possuírem RNA, DNA, capacidade de
se autoduplicar e semelhança genética e bioquímica e
que se instalaram no citoplasma de células eucarióticas
primitivas (TEORIA ENDOSSIBIÓTICA).
Em animais e plantas com reprodução sexuada, essas
organelas tem sempre origem materna.
Metabolismo Energético
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Para a execução de seus processos vitais,
os seres vivos consomem energia.
Por meio da fotossíntese a energia solar é
transformada em energia química e
armazenada nas ligações químicas dos
carboidratos.
A energia contida nos carboidratos pode ser
liberada a partir de processos como
respiração aeróbia e fermentação.
O papel do ATP
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Também denominado trifosfato de
adenosina, é um nucleotídeo encontrado em
todas as células vivas. Formado por uma
base nitrogenada, a adenina, uma pentose,
que é a ribose, e três fosfatos.
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É uma molécula fundamental para a ocorrência do metabolismo
energético.
Na fotossíntese, atua como intermediário entre clorofila (que capta a
energia luminosa) e as ligações químicas dos carboidratos, onde a
energia química fica armazenada.
Na respiração, a energia liberada a partir da degradação de
carboidratos vai sendo armazenada nas moléculas de ATP, que
serão posteriormente utilizadas nas atividades que exigem energia.
O ATP quando sofre hidrólise, fornece energia utilizada no trabalho
celular, sendo convertido em ADP e Pi (fósforo inorgânico).
Quando existe energia disponível, o ADP sofre fosforilação, ou seja,
incorpora mais um fósforo à sua molécula, formando um ATP.
Processos Energéticos Celulares
Respiração Celular
 Objetivo: produção de ATP (energia);
 O gás oxigênio atua como agente oxidante de
moléculas orgânicas;
 Moléculas principalmente de glicose são
degradadas, formando gás carbônico, água e
liberação de energia;
 A equação geral da respiração aeróbia da glicose é:
C6H12O6+6O2+30ADP+30Pi------6CO2+6H2O+30ATP
Processos Energéticos Celulares
A respiração celular da glicose ocorre em três
etapas:
 Glicólise (interior do citosol, ausência de O2);
 Ciclo de Krebs (interior da mitocôndria,
presença de O2);
 Fosforilação Oxidativa (interior da
mitocôndria, presença de O2).
Glicólise (interior do citosol)
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Etapa anaeróbia (não necessita de
oxigênio).
Seqüência de 10 reações químicas
catalisadas por enzimas livres no citosol, em
que uma molécula de glicose é quebrada em
duas moléculas de ácido pirúvico com
saldo líquido positivo de duas moléculas de
ATP.
Ciclo de Krebs (interior da
mitocôndria)
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Ácido pirúvico reage com uma substância
chamada Coenzima A (CoA), produzindo uma
molécula de acetilcoenzima A (acetilcoA) e
uma molécula de gás carbônico.
Ao longo de oito reações são liberadas duas
moléculas de gás carbônico, elétrons de alta
energia e íons H+.
Fosforilação Oxidativa
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Refere-se justamente à produção de ATP,
pois a adição de fosfato ao ADP para formar
ATP é uma fosforilação. É chamada de
oxidativa porque ocorrem diversas oxidações
seqüenciais , nas quais o grande agente
oxidante é o gás oxigênio.
Cadeia Respiratória (interior da
mitocôndria)
Também denominada de cadeia transportadora de elétrons, realiza o
transporte de átomos de hidrogênio energizados, ou seja, elétrons, a
partir de substâncias aceptoras intermediárias (NAD e FAD) provenientes
da glicólise e do ciclo de Krebs.
Essas substâncias carregam os prótons H+ até a membrana interna da
mitocôndria, onde são liberados na cadeia respiratória formada por proteínas
transmembranares chamadas proteínas transportadoras.
A partir desse ponto são liberados elétrons e o próton é gradativamente
processado e armazenado no espaço entre as membranas interna e externa.
Onde será forçado a transpor por difusão uma última proteína (sintetase
ATP), que gera fluxo capaz de promover energia suficiente para ser
absorvida na reação de conversão de ADP (Adenosina Difosfato) em ATP
(Adenosina Trifosfato), molécula energética utilizada no metabolismo
celular.
Os elétrons resultantes da cadeia respiratória são captados por moléculas de
oxigênio, funcionando como aceptores finais de elétrons, produzindo água.
Fermentação
Processo de obtenção de energia em que substâncias
orgânicas do alimento são degradadas, originando
moléculas menores. Processo utilizado por fungos e
bactérias que vivem em locais pobres em
oxigênio.Nossas próprias células também fazem
fermentação se faltar oxigênio para a respiração
celular.
Processo menos eficiente do que a respiração, pois
produz duas moléculas de ATP a cada molécula de
glicose degradada, contra 36 ou 38 ATPs do processo
de respiração aeróbia (atualmente acredita-se que são
30 ATPs).
Tipos de fermentação
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Fermentação láctica: ácido pirúvico se
transforma em ácido láctico. Ex.: bactérias que
fermentam o leite e tecido muscular (fadiga
muscular).
Fermentação alcoólica: ácido pirúvico
transforma-se em etanol e gás carbônico. Ex.:
leveduras utilizadas na fabricação de pães e
bebidas alcoólicas.
Fotossíntese
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Processo em que seres autotróficos
produzem substâncias orgânicas. Para
ocorrer precisa das luz, gás carbônico e
água, e gera como produtos glicídios e gás
oxigênio.
Consiste em dezenas de reações que
podem ser divididas em duas etapas: etapa
fotoquímica e etapa puramente química.
Etapa fotoquímica
Fotofosforilação e produção de ATP
Processo de produção de ATP que utiliza energia
proveniente da luz. A energia luminosa excita os elétrons
da clorofila que saltam para fora da molécula passando
de uma substância aceptora para outra até chegar na
NADP+ .
A energia liberada pelos elétrons é utilizada para forçar a
passagem de prótons através das membranas tilacóides,
ao se acumularem dentro dos tilacóides aumenta sua
tendência em sair para o estroma novamente, para isso
terão de passar pela sintetases do ATP, produzindo
ATPs.
Fotólise da água
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A clorofila perde elétrons pela excitação
luminosa e recupera retirando-os da
molécula de água. Ao ter elétrons
removidos, as moléculas de água
decompõem-se em íons hidrogênio e átomos
livres de oxigênio, que se juntam formando
gás oxigênio.
Etapa puramente química- Ciclo das
Pentoses
Conjunto de reações responsável pela produção de
glicídios a partir de CO2 (proveniente do ar), ATP (que
foi formado na fotofosforilação) e os hidrogênios
(provenientes da água quebrada na fotólise).
As moléculas de glicídios podem seguir dois caminhos:
 Sair do cloroplasto e transformar-se em sacarose no
citosol.
 Ficar no cloroplasto e ser convertido em amido.
Durante a noite esse amido é transformado em
sacarose e sai para o citosol, sendo levado para o
floema.
Fatores externos que influenciam a
fotossíntese
Concentração de CO2
Aumentando-se a
concentração de CO2
verifica-se que ocorre
um aumento na
velocidade da
fotossíntese, até se
atingir um ponto de
saturação, pois as
enzimas que catalisam
a captação do CO2
ficam saturadas.

Fatores externos que influenciam a
fotossíntese
Temperatura
O aumento de temperatura
estimula o aumento da
fotossíntese até um certo
ponto, quando, então, as
enzimas correm o risco de
desnaturação.
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Fatores externos que influenciam a
fotossíntese
Intensidade luminosa
Mantendo-se constantes a
concentração de CO2 e a
temperatura, pode-se
verificar que com o aumento
da intensidade luminosa,
ocorre um aumento da
velocidade da fotossíntese.
Isso acontece até um certo
ponto, pois o fator limitante
pode ser a quantidade de
clorofila (ponto de saturação
luminosa – PSL).
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Ponto de compensação fótica
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Em uma certa intensidade luminosa, a
fotossíntese e a respiração se equivalem.
Nesse caso, todo o O2 gerado na fotossíntese
é utilizado na respiração e todo CO2 produzido
pela respiração é usado na fotossíntese. Toda
glicose produzida é consumida. É o chamado
ponto de compensação fótica ou luminosa.
Para uma planta sobreviver e crescer, deve
manter sua taxa de fotossíntese acima do PCF.
Ponto de compensação fótica
Quimiossíntese
Processo em que a energia utilizada na formação
de compostos orgânicos, a partir de CO2 e
água, provém da oxidação de substâncias
inorgânicas.
Realizada por algumas bactérias chamadas de
bactérias quimiossintetizantes.
Ex.:
 Ferrobactérias: utilizam a energia química
proveniente da oxidação de compostos de ferro
para a síntese de matéria orgânica;