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RESPIRAOCELULAR
MDULO 2 | CITOLOGIA
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RESPIRAO o processo de oxidar a matria
orgnica pra obter energia. Ela no acontece no
pulmo, mas sim em organelas especiais chamadas
MITOCNDRIAS . As mitocndrias possuem uma
membrana externa, separada da membrana interna
pelo espao intermembranas, e uma matriz mitocon-
drial com seus prprios ribossomos e cromossomo.
A mitocndria to diferente das outras organ-
elas porque ela tem origem em uma bactria. H
bilhes de anos, um eucarionte primitivo fagocitou
uma bactria que era capaz de usar oxignio para
obter mais energia dos alimentos. Assim, o eucar-
ionte acabou usando essa bactria para conseguir
mais energia, o que conferiu vantagens tanto pro
eucarionte quanto pra bactria (que no precisa
mais se preocupar em ser comida). Ns chamamos
isso de endossimbiose. As evidncias de que a
mitocndria j foi uma bactria independente so
as duas membranas (a externa sendo do fagossomo
e a interna, com fosfolipdios que s existem l, da
bactria); o DNA prprio da mitocndria, que
circular como o das bactrias; os ribossomos mito-
condriais, que so mais parecidos com os bacteri-
anos do que com os de eucarionte; e a capacidade
da mitocndria de se dividir por fisso binria de
forma independente da clula.
De modo geral, a gente pode representar a respi-
rao com a seguinte equao:
A oxidao da glicose acontece na mitocndria,
mas o processo geral comea l no citoplasma. A
gliclise a quebra de uma molcula de glicose (que
tem 6 carbonos) em 2 molculas de piruvato (que
tem 3 carbonos). Nesse processo, que acontece
no citoplasma das clulas, so consumidos 2 ATP e
produzidos 4, dando um saldo de 2 ATP formados.
Alm disso, formada uma molcula de NADH, que
vai ser usada na prxima etapa.
A prxima etapa se chama ciclo de Krebs, mas tambm conhecida como ciclo dos cidos tricar-
boxlicos ou ciclo do cido ctrico. O ciclo de Krebs
acontece na mitocndria e somente na presena
do oxignio. Ele o grande responsvel pela alta
produtividade de ATP ao final do processo respi-
ratrio. uma sequncia de reaes que comeam
e terminam com o acetil-CoA (que vem do piru-
vato). Do ciclo saem mais 3 NADH, 1 FADH2 (que
vo ser usados na prxima etapa), 2 CO2 e 1 GTP,
que transformado em ATP.
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Agora, todos aqueles NADH e FADH2 produz-
idos vo doar seus eltrons para uma cadeia de
protenas da membrana interna que vo usar a
energia desses eltrons para gerar um gradiente de
concentrao de hidrognio atravs dessa membrana.
A diferena na concentrao de H+ entre a matriz
mitocondrial e o espao intermembranas (o gradi-
ente eletroqumico de H+) faz com que os ons H+
queiram passar por difuso de volta para a matriz.
Os hidrognios ento vo passar pelo gerador
de ATP (a protena ATP sintase) do mesmo modo
como a gua passa pela turbina de uma usina hidro-
eltrica. Os eltrons vo passando de uma protena
para outra at serem finalmente usados para fazer
a ligao entre os H+ e o oxignio, que o chamado
aceptor final de eltrons.
Mas isso tudo s acontece se houver oxignio:
sem oxignio, no tem aceptor final de eltrons e
a cadeia de transporte para. Se a cadeia parar, o
excesso de NADH e FADH2 acumulado vai inibir
o ciclo de Krebs. Na ausncia de oxignio, ou em
situaes em que a respirao no est formando
ATP o suficiente (como num exerccio intenso),
o organismo usa o piruvato formado na gliclise
para fazer a F E R M E N TA O . A fermentao
produz s 2 ATP e no o bastante para sustentar
um organismo como ns, mas pode ser o bastante
para bactrias e alguns fungos. O lcool utilizado
como bebida ou combustvel vem da fermentao
alcolica produzida por leveduras. Alm disso, como
a fermentao alcolica libera um CO2, ela tambm
usada na produo de pes e bolos para que as
bolhas de CO2tornem a massa mais fofinha (e o
lcool evapora no calor do forno).
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1. (UFV/adaptado) As mitocndrias, organelas celulares relacionadas com a produo de energia (ATP), esto presentes em:
a) eucariotos.
b) eucariotos e procariotos.
c) clulas animais apenas.
d) clulas vegetais apenas.
e) procariotos.
2. (UEL) A produo de ATP numa clula animal ocorre, fundamentalmente:
a) nos golgiossomos.
b) nos cromossomos.
c) nos lisossomos.
d) nos ribossomos.
e) nas mitocndrias.
3. (UECE) O aparecimento do oxignio na atmos-fera terrestre deu oportunidade de se revelar como positiva a seguinte variabilidade gentica:
a) possibilidade de realizar a fotossntese, eviden-ciada, inicialmente, pela presena de estromatlitos, secreo produzida pelas cianobactrias
b) capacidade de realizar a respirao aerbia, na qual a produo de energia irrisria quando comparada com a fermentao
c) surgimento dos seres amniticos, reforando a capacidade de realizar a fecundao externa
d) aparecimento das bactrias putrefativas capazes de produzir CO2 e H2O a partir do seu metabo-lismo energtico, usando o oxignio como aceptor final de eltrons.
4. (UFPR) A figura abaixo representa o transporte
de eltrons (e -) pela cadeia respiratria presente na
membrana interna das mitocndrias. Cada complexo
possui metais que recebem e doam eltrons de
acordo com seu potencial redox, na sequncia
descrita. Caso uma droga iniba o funcionamento do
citocromo c (cit. c), como ficaro os estados redox
dos componentes da cadeia?
v
Complexo 1 Ubiquinona (UQ) Complexo 3 Complexo 4
a) reduzido reduzido reduzido oxidado
b) reduzido reduzido neutro oxidado
c) oxidado oxidado reduzido reduzido
d) oxidado oxidado neutro reduzido
e) oxidado oxidado oxidado neutro
5. (ENEM)
Companheira viajante
Suavemente revelada? Bem no interior de nossas clulas, uma clandestina e estranha alma existe. Silenciosa-mente, ela trama e aparece cumprindo seus afazeres domsticos cotidianos, descobrindo seu nicho espe-cial em nossa fogosa cozinha metablica, mantendo entropia em apuros, em ciclos variveis noturnos e diurnos. Contudo, raramente ela nos acende, apesar de sua fornalha consumi-la. Sua origem? Microbiana, supomos. Julga-se adaptada s clulas eucariontes, considerando-se como escrava uma serva a servio de nossa verdadeira evoluo.
EXERCCIOS RESPIRAO CELULAR
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McMURRAY, W. C. The traveler. Trends in Biochemical
Sciences, 1994 (adaptado).
A organela celular descrita de forma potica no
texto o(a)
a) centrolo.
b) lisossomo.
c) mitocndria.
d) complexo golgiense.
e) retculo endoplasmtico liso.
6. (ENEM) Segundo a teoria evolutiva mais
aceita hoje, as mitocndrias, organelas celulares
responsveis pela produo de ATP em clulas
eucariotas, assim como os cloroplastos, teriam
sido originados de procariontes ancestrais que
foram incorporados por clulas mais complexas.
Uma caracterstica da mitocndria que sustenta
essa teoria a
a) capacidade de produzir molculas de ATP.
b) presena de parede celular semelhante de
procariontes.
c) presena de membranas envolvendo e sepa-
rando a matriz mitocondrial do citoplasma.
d) capacidade de autoduplicao dada por DNA
circular prprio semelhante ao bacteriano.
e) reaes qumicas do metabolismo aerbio.
7. (ENEM) H milhares de anos o homem faz uso
da biotecnologia para a produo de alimentos
como pes, cervejas e vinhos. Na fabricao de
pes, por exemplo, so usados fungos unicelu-
lares, chamados de leveduras, que so comercial-
izados como fermento biolgico. Eles so usados
para promover o crescimento da massa, deixan-
do-a leve e macia. O crescimento da massa do po
pelo processo citado resultante da
a) liberao de gs carbnico.
b) formao de cido ltico.
c) formao de gua.
d) produo de ATP.
e) liberao de calor
8. (ENEM) O esquema representa, de maneira simpli-
ficada, o processo de produo de etanol utilizando
milho como matria-prima.
A etapa de hidrlise na produo de etanol a partir
do milho fundamental para que
a) a glicose seja convertida em sacarose.
b) as enzimas dessa planta sejam ativadas.
c) a macerao favorea a solubilizao em gua.
d) o amido seja transformado em substratos
utilizveis pela levedura.
e) os gros com diferentes composies qumicas
sejam padronizados.
9. (ENEM) Normalmente, as clulas do organismo
humano realizam a respirao aerbica, na qual
o consumo de uma molcula de glicose gera 38
molculas de ATP. Contudo, em condies anaer-
bicas, o consumo de uma molcula de glicose pelas
clulas capaz de gerar apenas duas molculas
de ATP.
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Qual curva representa o perfil de consumo de glicose,
para manuteno da homeostase de uma clula que
inicialmente est em uma condio anaerbica e
submetida a um aumento gradual da concentrao?
a) 1
b) 2
c) 3
d) 4
e) 5
10. (ENEM) Um ambiente capaz de asfixiar todos
os animais conhecidos do planeta foi colonizado
por pelo menos trs espcies diferentes de inver-
tebrados marinhos. Descobertos a mais de 3.000
m de profundidade no Mediter
