Obtenção de matéria pelos autotróficos
Os seres vivos autotróficos são seres que têm capacidade para produzir os compostos orgânicos de que necessitam para a sua sobrevivência, a partir da matéria mineral disponível no meio e de uma fonte de energia externa.
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Fotossíntese |
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àFotossíntese: síntese de matéria orgânica utilizando energia luminosa como fonte de energia; àSeres fotoautotróficos; àPlantas, algas e cianobactérias. |
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àQuimiossíntese: síntese de matéria orgânica utilizando energia química como fonte de energia, obtida por alteração de matéria mineral; àSeres quimioautotróficos; àBactérias sulfurosas e bactérias nitrificantes. |
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Quimiossíntese |
Adenosina Trifosfato – ATP
àÉ o principal transportador de energia na célula;
àA energia luminosa ou a energia química dos compostos orgânicos não pode ser directamente utilizada pela célula, pelo que é transferida para as moléculas de ATP.
àO ATP é depois utilizado como fonte de energia para as reacções celulares
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ATP |
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Adenosina |
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energia |
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PI |
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energia |
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energia |
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PI |
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= |
àDa hidrólise do ATP pelas ATPases resulta a formação de ADP+Pi, e a libertação de energia que é utilizada no metabolismo celular.
àQuando na célula ocorrem reacções exoenergéticas, ocorre a fosforilação do ADP, e essa energia é acumulada na molécula de ATP que se forma.
De uma forma genérica pode equacionar-se a fotossíntese da seguinte forma:
Pigmentos fotossintéticos
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Pigmentos Fotossintéticos |
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| Designação | coloração | Ocorrência |
| Clorofila a
Clorofila b |
Verde azulado
Verde amarelado |
Todos os eucariontes fotossintéticos e cianobactérias
Plantas e algas verdes |
| Carotenóides:
Carotenos e xantofilas |
Vermelho, laranja, amarelo | Todos os cloroplastos e nas cianobactérias |
| Ficobilinas
Ficobilina e ficoeritrinaa |
Azul, vermelho | Cloroplastos das algas vermelhas e nas cianobactérias |
Fotossistema
àCentro de reacção: duas moléculas de clorofila a;
àPigmentos antena: clorofilas a e b e carotenoides.
àEnergia radiante do sol resultante das suas reacções termonucleares;
àLuz branca ou visível – radiação que atinge em maior percentagem a superfície terrestre – comprimentos de onda captados pelos pigmentos fotossintéticos para realizar a fotossíntese.
Espectro de absorção dos pigmentos fotossintéticos
àEnergia radiante – partículas, os fotões, que se propagam sob a forma de ondas,
àQuando os pigmentos fotossintéticos absorvem luz ficam excitados e cedem os seus electrões a moléculas vizinhas – reacção oxidação – redução.
Mecanismo da Fotossíntese
Fase dependente da luz – Fase Fotoquímica
àConversão da energia luminosa em energia química;
àFotólise da água
àFotosforilação de ADP, formando-se ATP
àRedução do NAD a NADPH
Fase não dependente da luz – Fase Química
àFixação de
Combinação de dióxido de carbono, com RuDP, originando um composto intermédio instável com 6 carbonos;
Desdobramento deste composto em duas moléculas de ácido fosfoglicérico (PGA), cada uma com 3 carbonos
àProdução de compostos orgânicos
PGA é fosforilado pelo ATP e reduzido pelo NADPH, formando aldeído fosfoglicérico (PGAL).
2 moléculas de PGAL são utilizadas para produzir glicose ou outros compostos orgânicos.
àRegeneração da ribose difosfato (RuDP)
10 moléculas de PGAL são fosforiladas pelo ATP, regenerando a RuDP.
Quimiossíntese
àOxidação de substrato mineral para fosforilar o ADP em ATP e reduzir o NAD a NADPH.
àCiclo de carbono – produzir compostos orgânicos a partir do absorvido, do poder redutor do NADPH e da energia contida no ATP.
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Curiosidade: Para formar uma molécula de glicose é necessário que o ciclo se realize 6 vezes – fixando 6 moléculas de dióxido de carbono, utilizando 18 moléculas de ATP e 12 moléculas de NADPH. |
Transporte nas plantas
àO reino das plantas engloba um vasto conjunto de seres vivos que apresentam uma grande variedade de formas e complexidade.
àEngloba seres vivos com maior complexidade e maior sucesso na adaptação ao meio terrestre.
àAs plantas resultam da evolução de algas verdes (clorófitas).
Evolução das plantas
àAquisição de vasos vasculares.
àAquisição de sementes.
àAquisição de flor.
Algumas plantas mais simples (avasculares) não possuem estruturas especializadas no transporte de substâncias.
O sucesso das plantas resulta não do crescimento, mas da diferenciação celular.
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Células recém-formadas |
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Tecidos |
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Órgãos |
Estruturas adaptativas ao meio terrestre
àRaiz
àCaule
àFolha
As plantas vasculares têm um duplo sistema de condução da água e de solutos.
Xilema
| Tipos de células | Características principais | Principais funções |
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Elementos de vaso |
Constituído por células mortas, com extremos oblíquos, agudos, que se dispões topo a topo.
As paredes celulares laterais apresentam, internamente, espessamentos que resultam da deposição da lenhina. Ao longo das paredes destas células existem locais mais permeáveis que permitem a condução lateral de água e sais minerais. Chama-se vaso traqueano ao conjunto de elementos do vaso, dispostos topo a topo e que formam uma série contínua. A maioria dos elementos de vasos apresentam paredes terminais perfuradas ou inexistentes. |
Condução de água e sais minerais. |
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Traqueídos ou tracóides |
Constituídos por células mortas muito alongadas e com extremidades pontiagudas.
As paredes laterais das células apresentam espessamentos de lenhina. Os vário traqueídos dispõem-se topo a topo, sendo a água conduzida de uma célula para outra através de zonas mais permeáveis existentes na parede celular. |
Condução de água e sais minerais. |
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Fibras lenhosas |
Constituidas por células mortas, muito longas e com paredes celulares espessas.
São células semelhantes às fibras escienrenquimoatosas. |
Suporte |
| Parênquima lenhoso | Constituídas por células vivas de paredes celulares finas. |
Reserva |
Floema
| Tipos de células | Características principais | Principais funções | |
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Elementos de vaso |
Células vivas muito especializadas, com parede celular fina, sem núcleo e sem a maioria dos organitos citoplasmáticos.
Estas células apresentam uma forma alongada e ligam-se entre si topo a topo. As paredes transversais apresentam orifícios que permitem o estabelecimento de ligações entre os citoplasmas das células consecutivas. Estas paredes transversais são denominadas placas crivosas. Durante o inverso os orifícios das placas crivosas encontram-se obstruídos por uma substância denominada calose, que na Primavera se dissolve. As paredes laterais apresentam poros que permitem a comunicação com as células dos tubos crivosos. |
Condução de água e sais minerais. |
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Traqueídos ou tracóides |
São células vivas alongadas de paredes celulares finas, ricas em citoplasma e possuem núcleo e os restantes organelos.
Revelam numerosos plasmodesmos que permitem o estabelecimento de ligações citoplasmáticas entre elas e as células dos tubos crivosos. Localizam-se ao lado das células dos tubos crivosos. |
Movimento de açúcares entre as células parenquimatosas e as células dos tubos crivosos. |
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Fibras lenhosas |
Constituidas por células mortas, mais ou menos longas, e com paredes celulares espessas. |
Suporte |
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| Parênquima lenhoso | Constituídas por células vivas de paredes celulares finas e pouco diferenciadas. |
Reserva |
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De que forma estão dispostos os tecidos condutores nas angiospérmicas?
Transporte no xilema
àHipótese da pressão radicular
àHipótese da tensão-coesão-adesão
Hipótese da pressão radicular
Baseia-se em duas observações que são:
àA exsudação caulinar;
àGutação.
No entanto, esta teoria apresenta alguns aspectos que não consegue explicar:
àA pressão radicular medida em várias plantas não é suficiente grande para elevar a água até ao ponto mais alto de uma grande árvore.
àA maioria das plantas não apresenta gutação nem exsudação.
àAs plantas das zonas temperadas não apresentam exsudação nos planos de corte, efectuando até, por vezes, absorção de água.
àExistem determinadas Gimnospérmicas que possuem pressão radicular nula.
Hipótese da tensão-coesão-adesão
1- A quantidade de vapor de água que sai das folhas por transpiração causa uma tensão na parte superior da planta que provoca a ascensão de água. Esta tensão ocorre devido às propriedades da água circulante na planta.
2- Devido à polaridade que apresentam, as moléculas de água tendem a ligar-se umas às outras por pontes de hidrogénio que se estabelecem entre os átomos de hidrogénio de uma molécula e os átomos de oxigénio das moléculas próximas. Graças a estas forças de coesão, as moléculas de água mantêm-se unidas entre si. As moléculas de água têm ainda a capacidade de aderir a outras substâncias, nomeadamente aos constituintes das paredes do xilema.
3- Estas forças de tensão-coesão-adesão fazem com que se estabeleça uma coluna de água no xilema, desde as raízes até às folhas. O movimento das moléculas de água, que se perdem por transpiração ao nível das folhas, faz mover toda esta coluna no sentido ascendente. Consequentemente, quanto mais rápida for a transpiração foliar, mais rápida se torna a absorção radicular.
Transporte no floema
àA fotossíntese não ocorre em todas as células, pelo que as substâncias orgânicas produzidas nos órgãos fotossintéticos têm de ser transportadas pelo floema para as restantes células da planta.
àA seiva floémica, contém produtos orgânicos resultantes da fotossíntese, o que lhe confere uma certa viscosidade.
àA seiva floémica pode conter ainda algumas substâncias minerais e hormonas vegetais.
Experiência de Marcello Malpighi
àA remoção do anel do caule levou à interrupção da translocação floémica proveniente das folhas.
àPassado um determinado período de tempo, nota-se um aumento de volume da zona situada imediatamente acima do corte. Pois acumula-se aí seiva floémica, incapaz de prosseguir o seu trajecto até à parte inferior da planta.
O conteúdo floémico encontra-se sob pressão e flui em todas as direcções, a uma velocidade variável.
A difusão não explica uma taxa de deslocação tão rápida.
Hipótese do fluxo de massa
Apesar de existirem hipóteses alternativas para explicar a translocação floémica, o fluxo de massa associado ao transporte activo é o modelo explicativo mais aceite hoje em dia. Esta hipótese considera que os movimentos se devem à existência de um gradiente de concentração de sacarose, que se estabelece entre um órgão produtor de açúcar e um local de consumo desse mesmo açúcar. Munch usou um modelo físico para explicar a sua teoria: usou dois recipientes, A e B, de membrana permeável à água e impermeável à sacarose. O recipiente A é cheio com solução concentrada de sacarose e o recipiente B com água. Os recipientes são ligados por um tubo e mergulhados numa tina com água.
O que se verifica é que a entrada de água para o recipiente A, com a solução hipertónica, causa um aumento tal de pressão que a solução se desloca no tubo até ao recipiente B, arrastando consigo a sacarose.
No recipiente B a água sai novamente para a tina. Este fluxo pára quando as concentrações se igualam nos recipientes A e B , mas se for adicionada sacarose ao recipiente A, este fluxo nunca pára.
A glicose elaborada nos órgãos fotossintéticos, como as folhas, é convertida em sacarose e transferida do mesofilo para os elementos dos tubos crivosos por transporte activo, com a ajuda das células companheiras e parenquimatosas, cuja taxa respiratória é muito elevada.
O aumento da concentração de açúcar no floema causa a entrada de água, vinda do xilema e das células vizinhas, o que causa a deslocação da seiva elaborada através das placas crivosas, para onde a pressão seja menor.
Nos locais de consumo a sacarose é retirada, possivelmente por transporte activo, principalmente em órgãos de reserva.
A saída dos açúcares torna as células floémica hipotónicas e a água tem tendência a sair para as células vizinhas, principalmente xilema.
A passagem dos açúcares a todas será feita, posteriormente, através de transporte citoplasma citoplasma.
Transporte nos animais
àOs animais mais simples, como as esponjas, as hidras e os corais, não possuem um sistema de transporte diferenciado. àEfectua-se difusão directa de substâncias entre as células e o meio.
àNos animais mais complexos, o processo de difusão mostra-se inadequado, porque se realiza muito lentamente.
A existência de sistemas de transporte garante a chegada rápida de substâncias às células e a remoção eficiente dos produtos resultantes do metabolismo resultou de um processo evolutivo, estando esses sistemas presentes em vários grupos de animais.
Principais tipos de sistemas circulatórios
Nos animais evoluíram dois tipos básicos de sistemas de transporte:
àSistema de transporte aberto;
àSistema de transporte fechado.
Sistema de transporte aberto
É assim designado porque o sangue abandona os vasos e passa para os espaços, as lacunas, fluindo directamente entre as células. Neste tipo de sistema não há distinção entre sangue e fluido intersticial, tendo alguns biólogos usado o termo hemolinfa para designar p fluido circulatório.
Sistema de transporte fechado
Todo o percurso do sangue faz-se dentro de vasos, mantendo-se o sangue distinto de fluido intersticial.
Num sistema de transporte aberto o sangue flui muito mais lentamente do que num sistema de transporte fechado e os animais que o possuem têm, em regra, movimentos lentos e taxa metabólica baixa.
O sistema de transporte inclui:
- Um fluido circulante, por exemplo, o sangue;
- Um órgão propulsor de sangue, geralmente o coração;
- Um sistema de vasos ou espaços por onde o fluido circula.
- O sangue e o fluido intersticial, que banha directamente as células, constituem o meio interno dos animais.
Sistema circulatório nos vertebrados
Vasos sanguíneos
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As veias operam sob pressões baixas por isso algumas delas apresentam válvulas para impedir o refluxo de sangue. |
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As artérias têm muitas fibras de elastina e musculatura lisa, permitindo-lhes suportar pressões elevadas. |
Tipos de circulação
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Circulação |
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Simples |
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Dupla |
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O sangue efectua um único trajecto, passando uma vez pelo coração sob a forma de sangue venoso. |
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O sangue efectua dois trajectos distintos. |
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Pequena circulação ou circulação pulmonar |
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Grande circulação ou circulação sistémica |
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Corresponde ao trajecto do sangue desde o ventrículo direito até aos pulmões, pela artéria pulmonar, e destes até à aurícula esquerda, pela veia; |
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Corresponde ao trajecto do sangue desde o ventrículo esquerdo por todo o corpo, passando pela artéria aorta, arteríolas, capilares, vénulas e veias, entrando no coração pelo seio venoso, na aurícula direita. |
Sistema circulatório Fechado duplo Incompleto:
àNa aurícula esquerda entra o sangue arterial;
àNa aurícula direita entra sangue venoso;
àAo contraírem-se as aurículas impulsionam o sangue para o ventrículo que por sua vez impulsiona parte do sangue para os pulmões e outra parte para os restantes órgãos.
àDevido ao facto de existir apenas um ventrículo poderia ocorrer mistura de sangues, o que diminuiria a eficácia deste sistema, empobrecendo a oxigenação dos tecidos.
àNo entanto devido à estrutura do ventrículo, o sangue venoso proveniente da aurícula direita tende a ser encaminhado para o circuito pulmonar, e o sangue arterial, proveniente da aurícula esquerda tende a ser encaminhado para o circuito sistémico.
àAinda assim ocorre alguma mistura de sangues pelo que se diz que o sistema é incompleto.
àEstes animais apresentam dois circuitos: Pequena e grande circulação.
àPelo facto de se apresentarem dois circuitos diz-se que o sistema circulatório é Fechado e Duplo, no entanto, há mistura parcial de sangues pelo que se diz que é incompleto.
àA existência de uma circulação dupla permite que o sangue circule sobre maior pressão ao nível dos tecidos e como tal ocorre uma melhor oxigenação.
Sistema circulatório Fechado duplo completo:
àEm cada circuito o sangue passa duas vezes pelo coração;
àO sistema circulatório é completo pois o coração apresenta 4 cavidades, pelo que o sangue venoso e arterial não se mistura.
àO coração ao apresentar 4 cavidades permite manter a pressão sanguínea elevada mesmo depois de vir dos pulmões.
àPermite uma maior eficácia de oxigenação uma vez que não há mistura de sangues.
àAs 4 cavidades do coração são 2 aurículas e 2 ventrículos.
àO batimento do coração faz de forma sincronizada:
Diástole auricular à Sístole auricular àSístole ventricular
O refluxo de sangue no coração é impedido pela existência de valvular.
àO sangue sai do coração em direcção a todos os tecidos via artérias, arteríolas e capilares.
àAo nível dos capilares o sangue passa de arterial a venoso, pois liberta o oxigénio que transporta, bem como os nutrientes, para a linfa intersticial, recebendo desta excreções como por exemplo o .
àNos capilares a velocidade de circulação diminui bem como a pressão sanguínea.
àA razão prende-se com o facto de a área total dos capilares ser drasticamente superior em relação aos restantes vasos.
àO sangue retorna ao coração via vénulas e veias.
àA diástole auricular cria um fenómeno de sucção ao nível das aurículas que suga o sangue para o coração.
àEste processo é auxiliado pela musculatura que rodeia as veias e das válvulas que impedem o refluxo sanguíneo.
Fluídos circulantes
àNos animais de circuito abeto existe apenas um fluido a hemolinfa.
àNos animais de circuito fechado, os vertebrados, apresenta dois:
àSangue e linfa
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Fluidos circulantes |
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Nos vertebrados existe |
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Transporte de e de algum . |
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Participa na formação de coágulos. |
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Transporte dos restantes elementos do sangue, de nutrientes, de e outros produtos de excreção, de hormonas e anticorpos.. |
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Defesa do organismo. |
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Defesa do organismo. |
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Transporte de leucócitos, de nutrientes, de e outros produtos de excreção de hormonas e anticorpos. |
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função |
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função |
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função |
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função |
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função |
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função |
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Hemácias |
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Plaquetas |
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Plasma |
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Leucócitos |
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Plasma |
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Leucócitos |
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Formada por |
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Formado por |
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Linfa |
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Sangue |
Transformação e utilização de Energia
Obtenção de Energia
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Metabolismo |
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Catabolismo |
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Reacções de síntese. Reacções celulares que levam a formação de novas moléculas orgânicas, mais complexas, a partir de substâncias simples, com gasto de energia.
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Reacções de degradação. Reacções que levam à decomposição de moléculas orgânicas em substâncias mais simples, de forma a libertar a energia nelas contidas.
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Anabolismo |
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àConjunto de transformações que as substâncias químicas sofrem no interior dos organismos vivos; àConjunto de todas as reacções químicas que ocorrem nas células e que são essenciais à vida. |
Metabolismo Celular
Catabolismo – reacções de degradação de moléculas orgânicas que permitem transferir a energia destas para moléculas de ATP.
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Reacções catabólicas |
àDa oxidação do substrato resultam protões e electrões; as diferentes vias catabólicas resultam de diferentes aceptores finais de electrões.
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Respiração celular |
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Fermentação |
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Respiração Anaeróbia |
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Respiração Aeróbia |
Respiração Celular – conjunto de reacções através das quais a glicose é totalmente convertida em , e energia.
Respiração aeróbia – via catabólicas para a produção de ATP a partir da glicose, em que o aceitador final de electrões é o oxigénio.
Respiração anaeróbia – via catabólicas para a produção de ATP a partir da glicose, em que o aceitador final de electrões é uma molécula inorgânica como o , o ou o (e não o oxigénio).
Fermentação – Processo anaeróbico, em que o ATP é produzido por uma série de reacções em que os compostos orgânicos são parcialmente metabolizados e actuam como dadores e aceitadores finais de electrões.
Seres anaeróbios – Organismos que metabolizam na ausência de oxigénio.
Seres aeróbios – organismos que metabolizam na presença de oxigénio.
| Grupo | Relação ao | Tipo de metabolismo |
| Aeróbios | Utilizam o oxigénio | |
| Obrigatórios | Requerido | Respiração aeróbia |
| Facultativos | Não requerido, mas o crescimento é melhor na sua presença. | Respiração aeróbia e anaeróbia e fermentação |
| Microaeróbios | Requerido mas a níveis mais baixos que os atmosféricos | Respiração aeróbia |
| Anaeróbios | ||
| Aerotolerantes | Não requerido, mas o crescimento não é influenciado pela sua presença. | Fermentação |
| Obrigatórios | Perigoso ou letal | Fermentação ou respiração anaeróbia |
Fermentação – processo simples e primitivo que visa a obtenção de energia a partir da degradação incompleta de moléculas orgânicas (glicose), em condições de anaerobiose-
1ª Etapa – Glicólise
àResultado da glicólise:
2 NADH
2ATP
2 Ácido pirúvico
2ª Etapa – Redução do Piruvato
àRendimento energético da fermentação – 2 ATP
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àDegradação incompleta da glicose; àFormação de ácido láctico ou etanol (duas moléculas ricas em energia química potencial) e ; àBaixo rendimento energético – 2 ATP. |
Respiração aeróbia
àÀ medida que as células evoluíram, as suas necessidades energéticas foram aumentando.
àNas células eucarióticas, surgiram organelos especializados – mitocôndrias – capazes de realizar a oxidação completa do ácido pirúvico.
- Respiração aeróbia – processo que visa a obtenção de energia a partir da degradação completa de moléculas orgânicas (glicose), que ocorre na presença de oxigénio.
1ª Etapa – Glicólise 2ªEtapa – Formação de Acetil – CoA
1ªEtapa – Ocorre no citoplasma;
- Fase de activação e fase de rendimento
- Rendimento energético da glicólise – 2 NADH e 2 ATP
2ªEtapa – Ocorre na matriz mitocondrial;
- Ácido pirúvico entra na mitocôndria, onde é descarboxilado e oxidado;
- Rendimento energético – 2 NADH
3ªEtapa – Ciclo de krebs
- Rendimento energético – 2 ATP, 6 NADH e 2 FAD
4ªEtapa – Cadeia transportadora de electrões e fosforilação oxidativa
- Rendimento energético da cadeia transportadora de electrões – 34 ATP
Por cada NADH formam-se 3 ATP.
Por cada FAD formam-se 2 ATP.
- Energia dos electrões diminui ao longo da cadeia transportadora de electrões porque é usada para o transporte de para o espaço intermembranar;
- Gera-se um gradiente de concentração de .
- Cria-se um fluxo de através de canais proteicos associados a ATP sintetase que permite a fosforilação do ADP em ATP – fosforilação oxidativa (o oxigénio é o aceptor final de electrões, associando-se a para formar moléculas de água).
Na respiração aeróbica realiza-se:
àDegradação completa de glicose
àFormação de compostos simples como o dióxido de carbono e a água, pobres em energia;
àElevado rendimento energético
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Rendimento energético da respiração aeróbia |
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| Glicólise |
2 NADH |
4 ATP |
| Formação de Acetil-CoA |
2 NADH |
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| Ciclo de Krebs |
6 NADH 2 |
2 ATP |
| Cadeia Respiratória |
34 ATP |
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| Gastos para desencadear processo |
2 ATP |
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Total |
38 ATP |
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TROCAS GASOSAS EM SERES MULTICELULARES
Nos seres multicelulares as trocas gasosas ocorrem através de estruturas especializadas. Por isso mesmo, muitas vezes, se associa o termo respiração às trocas gasosas que ocorrem entre os organismos e o meio.
Trocas gasosas nas plantas
Durante a respiração, a planta capta oxigénio e liberta dióxido de carbono; durante a fotossíntese, a planta capta dióxido de carbono e liberta oxigénio; durante a transpiração a planta liberta vapor de água.
| A |
s plantas possuem estruturas, como os estomas, que permitem que estas trocas se processem com eficiência e que controlam a quantidade de gases absorvidos e libertados. Os estomas controlam as trocas gasosas entre a planta e o meio externo, graças à capacidade que têm de abrir e fechar. O movimento de abertura e fecho dos estomas é condicionado por alterações na turgescência das células estomáticas, que têm uma estrutura diferente das células vizinhas, já que possuem muitos cloroplastos e a parte da parede celular que delimita o ostíolo é mais espessa que a parte encostada às células vizinhas.
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Estomas: Pequenos poros existentes na epiderme das folhas e que permitem as trocas gasosas entre a planta e o meio, controlando a quantidade de gases absorvidos e libertados (CO2, O2 e H2O). Nas plantas, as trocas gasosas dependem do balanço entre a fotossíntese e respiração aeróbia. |
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Estoma aberto |
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Estoma fechado |
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Estoma Fechado |
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Meio intracelular hipotónico relativamente ao meio extracelular, a água sai das células estomáticas, as quais ficam plasmolisadas. |
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Meio intracelular hipertónico relativamente ao meio extracelular, a água entra nas células estomáticas, as quais ficam túrgidas. |
A variação na turgescência pode ser provocada por factores tão diversos como a concentração de certos iões nas células, a concentração de dióxido de carbono, a luz, a temperatura, o vento ou o conteúdo de água no solo.
A elevada concentração de potássio no interior das células estomáticas faz com que a água passe por osmose das células vizinhas para essas células, que ficam túrgidas, abrindo-se o estoma. Enquanto o transporte activo de potássio para o interior das células estomáticas ocorrer, estas permanecem túrgidas e o estoma aberto. Quando o transporte activo pára, os iões de potássio saem das células estomáticas por difusão, o que leva à saída de água. As células perdem turgescência e o estoma fecha-se.
A diminuição da concentração em dióxido de carbono nos espaços intercelulares das células causa a abertura dos estomas.
Trocas gasosas nos animais
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Trocas gasosas |
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Difusão directa |
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Difusão indirecta |
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As trocas gasosas ocorrem directamente entre as células e o meio exterior. |
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Os gases respiratórios são transportados por um fluido circulante das células para exterior e vice-versa. Neste caso as trocas designam-se hematose. |
àTodas as superfícies respiratórias possuem uma série de características comuns, que permitem aumentar a eficiência das trocas gasosas:
è Possuem pouca espessura; normalmente, uma camada de células separa o meio externo do meio interno.
è Apresentam-se sempre húmidas, o que facilita a difusão dos gases respiratórios;
è São muito vascularizadas, para facilitar o contacto com o fluido circulante;
è A sua morfologia permite uma grande superfície de contacto entre o meio interno e o meio externo.
Trocas gasosas através da superfície corporal (tegumento)
àDifusão directa;
àEx: Prífera, Cniária, Platelmintes
àHematose cutânea;
àMinhoca – trocas gasosas entre a pele e uma densa rede de capilares;
àPresença de glândulas produtoras de muco na pele para a manter húmida.
Sistemas Respiratórios nos animais
(A) Brânquias externas
(B) Brânquias internas
(C) Pulmões
(D) Traqueias
Trocas gasosas através de brânquias
àDifusão indirecta
àHematose branquial
Brânquias: órgãos respiratórios que se constituem com evaginações da superfície do corpo e que se encontram em contacto directo com a água; podem ou não estar protegidas por estruturas apropriadas.
àMecanismo de contracorrente: a água que passa entre as lamelas cruza-se com o sangue em sentido contrário – o sangue contacta com água sucessivamente mais rica em O2.
Trocas gasosas através de traqueias
àDifusão directa;
àHematose traqueal;
àInsectos mais primitivos – espiráculos permanentemente abertos e não ocorre ventilação activa;
àInsectos mais evoluídos – espiráculos com filtros e estruturas semelhantes a válvulas que controlam o fluxo de ar; movimentos musculares contraem as traqueias;
àSacos de ar armazenam ar húmido e enchem-se de ar para auxiliar processo de muda do exosqueleto.
Trocas gasosas através de pulmões
àPulmões: órgãos respiratórios mais evoluídos que se constituem como invaginações da superfície do corpo.
àDifusão directa;
àHematose pulmonar
AVES:
Além dos pulmões, possuem sacos de ar aéreos que melhoram a ventilação pulmonar (reservas de ar), facilitam o voo (tornam as aves menos densas) e contribuem para a dissipação de calor.
MAMÍFEROS:
1º O ar penetra nos pulmões a partir das cavidades oral ou nasal via traqueia e brônquios.
2º No alvéolo o ar está muito próximo do sangue que flui através das redes de capilares que envolvem os alvéolos. As paredes dos alvéolos e capilares são muito finas, reduzindo a aproximadamente 2pictómetros: distância pela qual o O2 tem que se difundir.
3º Finalmente alcança os alvéolos.
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