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

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);
 Cadeia respiratória (interior da mitocôndria,
presença de O2);
Glicólise (interior do citosol)
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Etapa anaeróbia (não necessita de oxigênio).
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Seqüência de 10 reações químicas catalisadas por
enzimas livres no citosol, em que uma molécula de
glicose (com 6 carbonos) é quebrada em duas
moléculas de ácido pirúvico ou piruvato (possui 3
carbonos cada) com produção quatro moléculas de
ATP e 2 NADH2 (molécula transportadora de
elétrons –energia), porém para ocorrer foram gastos
2 ATPs. Saldo: 2 ATPS e 2 NADH2.
Ciclo de Krebs (interior da
mitocôndria- matriz mitocondrial)
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Ácido pirúvico ao entrar na mitocôndria perde um
carbono e forma gás carbônico. Para ocorrer a quebra
do carbono é necessária a presença de oxigênio.
Ao perder o carbono vira acetil, o mesmo reagirá com
uma substância chamada Coenzima A (CoA),
produzindo uma molécula de acetilcoenzima A
(acetilcoA).
Ao longo de oito reações são liberadas moléculas de
gás carbônico, elétrons de alta energia NADH2,
FADH2 e ATP.
Fosforilação Oxidativa- cadeia
respiratória

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 RESPIRATÓRIACRISTAS MITOCONDRIAIS
Consiste em “pegar” todos os FAH2 e NADH2 produzidos na
glicólise e ciclo de Krebs para formar ATPs.
Nesta etapa há participação de diversas proteínas da membrana,
que tiram os hidrogênios das moléculas (FADH2 e NADH2) e
liberam elétrons. Os hidrogênios liberados tentarão voltar para a
parte interna da mitocôndria e só conseguirão entrar pela enzima
ATP sintetase, dessa forma será gerado ATP a partir do ADP e Pi.
O oxigênio é necessário para que ocorra o processo. Os elétrons
resultantes da cadeia respiratória são captados por moléculas de
oxigênio, funcionando como aceptores finais de elétrons,
produzindo água junto com hidrogênio.
Saldo de ATPS: 38 ou 36, no final do processo a cada quebra de
uma molécula de glicose.
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;