Respiração Celular

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Visão geral da respiração vegetal 
A fotossíntese fornece os carboidratos, dos quais 
as plantas dependem, enquanto que a respiração 
é o processo pelo qual a energia armazenada nos 
carboidratos é liberada de modo controlado. 
 
O substrato para a respiração é a glicose, 
entretanto, em uma célula vegetal há também a 
sacarose, hexose e trioses fosfato, além da 
degradação do amido ou outros carboidratos como 
frutanos, lipídeos, ácidos orgânicos e 
ocasionalmente proteínas. 
 
Respiração 
A respiração vegetal consiste na oxidação de 
açúcares e ácidos orgânicos para obtenção de 
energia química e compostos intermediários que 
produz como resíduos, CO2 e água. 
Etapas: 
 Glicólise; 
 Ciclo do ácido cítrico (Ciclo de Krebs); 
 Cadeia de transporte de elétrons; 
 Rota das pentoses fosfato (via 
alternativa da glicólise). 
 
Ocorre ganho de massa seca quando há 
assimilação de CO2 e também gastos celulares, 
com cerca de 20 a 40% do que é produzido pela 
planta sendo consumido pela respiração. 
 
 
 
 
Condições de crescimento desfavoráveis 
aumentarão a respiração em relação a 
fotossíntese e, assim, reduzirão o rendimento 
global de carbono da planta. 
 
Em geral, plantas herbáceas respiram metade 
da produção fotossintética diária. Em áreas 
tropicais, 70 a 80% do carbono produzido é 
respirado. 
 
Respiração de manutenção: 
 Fornece energia (ATP) para os processos 
que não resultam em aumento de matéria 
seca (crescimento), tais como: transporte 
de moléculas orgânicas, manutenção das 
estruturas de membranas e a troca de 
solutos. 
Respiração de crescimento: 
 O carbono realmente incorporado 
(produção de esqueletos de carbono para 
a formação de parede celular, 
macromoléculas, etc.); 
 O carbono respirado para produzir 
energia sob a forma de ATP e poder 
redutor (NADH, NADPH e FADH2), 
necessários para as reações de 
biossíntese e para o crescimento. 
 
Respiração Celular 
 
 
Glicólise 
Na fase inicial da glicólise, substratos de 
diferentes origens são canalizados para uma a 
triose fosfato. Para cada molécula de sacarose 
que é metabolizada, quatro moléculas de triose 
fosfato são formadas. O processo requer a adição 
de 4ATP: 
 
A glicólise, também chamada de fase citossólica 
da respiração, ocorre em todos os organismos 
vivos e, em termos evolucionários, é o mais velho 
dos três estágios da respiração. As enzimas que 
catalisam as reações da glicólise estão 
localizadas no citosol, e em plantas, também nos 
plastídios, e nenhum oxigênio é requerido para 
converter glicose a piruvato. 
 
 
 
 
Fase Anaeróbica da glicólise 
O ácido lático – baixa o p H do citosol – 
prejudicando o metabolismo celular. 
Acetoaldeido, que prejudica o metabolismo celular, 
está relacionado principalmente a acidificação do 
p H do citosol e a falta de energia para o 
funcionamento normal da célula. 
Etanol – solúvel em lipídeos – difunde para o meio 
externo à membrana, sendo diluído e 
metabolizado por microrganismos. 
 
 
 
 
Função da glicólise: 
1. Converter uma sacarose (12C) em 4 
piruvatos (3C); 
2. Produzir ATP e NADH; 
3. Produzir compostos que são precursores 
(intermediários) para a biossíntese de 
componentes celulares: 
 Hexose fosfato: parede celular; 
 Triose fosfato: ácidos graxos, 
gorduras, óleos; 
 Triose fosfato: Serina, cisteína, 
proteína; PEP + CO2, Arginina e outros 
aminoácidos, além de primidinas e 
alcalóides; 
 Piruvato: Alanina, etanol e lactato. 
 
Ciclo do Ácido Cítrico 
Ocorre na matriz mitocondrial, sendo essas 
mitocôndrias esféricas ou em forma de bastão, 
com 0,5 a 1,0 micrômetro de diâmetro e 3 
micrômetros de comprimento. Sua membrana 
externa é lisa, já a interna é invaginada e produz 
mais de 50% de proteína. 
Tem a função de oxidar a acetil-CoA em CO2 e 
H2O, e como consequência desta oxidação, é o 
maior fornecedor de elétrons (NADH e FADH2) 
para a Cadeia Respiratória e, sendo assim, é um 
grande gerador de energia (ATP). 
Alguns de seus intermediários são precursores de 
compostos bioquimicamente importantes, como a 
biossíntese e oxidação de aminoácidos. 
 
 
Cadeia Transportadora de Elétrons, 
Cadeia Respiratória ou 
Fosforilação Oxidativa 
É o processo metabólico de síntese de ATP a 
partir da energia química conservada durante o 
ciclo do Ácido Cítrico sob formas de NADH e 
FADH2 pelo transporte de elétrons na cadeia 
respiratória. Este processo depende de O2 e 
ocorre na membrana mitocondrial interna. 
A cadeia de transporte de elétrons catalisa o 
fluxo de elétrons do NADH ao O2 e tem a função 
de realizar a oxidação do NADH (e FADH2) e, no 
processo utiliza parte da energia livre para 
gerar um gradiente eletroquímico de prótons, 
através da membrana mitocondrial interna. 
Os H são removidos dos ácidos do ciclo e 
transportados para CTE para formar H2O. 
 
 
 
 
Cociente respiratório 
Quantidade de CO2 liberado e de O2 consumido 
durante o processo respiratório: 
 
O objetivo é informar qual tipo de composto de 
uma semente ou qualquer outra parte da planta 
está sendo oxidado. 
 
 
 
Rota da pentose fosfato 
É uma via alternativa de oxidação dos 
carboidratos, localizada no citoplasma. A função é 
produzir poder redutor (NADPH), 
extramitocondrial e extracloroplastídeo. 
É pouco utilizado na CTE, mas sim na biossíntese 
de lipídeos, esteróides, aminaácidos e 
componentes da parede celular. 
A ribose é um intermediário na biossíntese de 
ácidos nucleicos, já a eritrose-4-fosfato é um 
intermediário precursor do ácido chiquímico, que é 
importante via para síntese de aminoácidos, 
fitormônios, compostos fenólicos, lignina e outros. 
Quando há tecidos jovens, predomina- a via 
glicolítica para oxidação de carboidratos (50-
95%), pois há grande demanda de energia para 
compostos celulares. 
Em tecidos adultos, aumenta a atividade da rota, 
aumenta a produção, e acumula lignina e demais 
compostos secundários sintetizados com o 
NADPH. 
 
 
Respiração nos órgãos vegetais 
A atividade respiratória é mais intensa nas 
regiões de crescimento onde há demanda de 
energia metabólica e também para formação de 
diversos componentes celulares. 
O principal substrato utilizado são 
fotoassimilados oriundos das folhas, que são 
transportados via floema para regiões 
consumidoras. 
Raízes: a respiração é intensa, a energia 
produzida é necessária para novas raízes e 
crescimento das já existentes. Além disso a 
absorção e acúmulo de íons e minerais, requerem 
energia metabólica. 
Folhas: Liberação de CO2 é praticamente 
constante (não altera com idade). 
Frutos: O desenvolvimento dos frutos ocorre à 
custa de carboidratos produzidos por folhas 
vizinhas, e os nutrientes minerais são absorvidos 
pelas raízes e translocados das folhas. 
Após a fertilização, há intensa divisão celular 
(fase inicial), onde há forte atividade 
respiratória que declina nas fases seguintes do 
fruto até a sua senescência. 
Climatério: Aumento na atividade respiratória 
e depois um decréscimo, no fim da fase de 
maturação de certos frutos. É associado a uma 
maior produção de etileno. 
Os fitormônios envolvidos são o etileno, ácido 
indolil-3-acético, giberelinas e ácido abscísico. 
São associados aos processos de maturação e 
senescência de frutos, ligados direta ou 
indiretamente com a produção de enzimas 
respiratórias e hidrolíticas. 
 
 
 
Frutos carnosos 
Climatéricos: 
 Amadurecimento é caracterizado por 
incrementos na taxa respiratória e na 
síntese de etileno. 
 Podem ser colhidos mesmo que anda não 
estejam maduros. 
Maçã, pera, pêssego, ameixa, goiaba, fico, caqui, 
abacate, mamão, manga, maracujá, banana, 
damasco, melão, cherimólia e tomate. 
Não climatéricos: 
 Não apresentam elevação na taxa 
respiratória próximo ao final do período de 
maturação. 
 Devem permanecer na planta até 
atingirem a fase de maturação. 
Citros em geraluva, morango, abacaxi, cereja, 
romã, carambola. 
Maturação dos frutos: ocorre a diminuição de 
ácidos orgânicos e acúmulo de açúcares livres 
(glicose, frutose, sacarose), devido a hidrólise do 
amido, pectina e outros polissacarídeos,