1. UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS
ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS
Professor: Tomás de Aquino Portes
Estagiária: Joseanny Pereira
Disciplina: Fisiologia do metabolismo vegetal
Respiração

2. Respiração
A respiração é uma reação de oxidação de compostos
orgânicos, ocorre nas mitocôndrias, e, grosseiramente, pode
ser considerada o reverso da fotossíntese
23/7/2013
O processo respiratório global pode ser resumido na seguinte
equação:

3. Qual é a importância da respiração?
Esqueletos carbônicos, precursores
ou iniciadores de síntese de
substâncias necessárias às plantas
23/7/2013
Liberação de energia
Produção de redutores

4. Energia em transformação
Energia
química
23/7/2013
Respiração
Inicia em um
nível baixo
A energia de uma reação (respiração) é
transferida para acionar uma outra reação
(síntese), como a síntese de aa, ptnas, lipídeos,
bem como processos do desenvolvimento,
absorção ativa, translocação, entre outros.

5. A oxidação da glicose em CO2 e H2O divide-se em
três fases ou etapas principais:
Glicólise
23/7/2013
CTE (fosforilação oxidativa)Ciclo de Krebs
ocorre no
citosol
ocorrem nas mitocôndrias

6. Os grupos fosfatos do ATP
23/7/2013
A quebra da ligação rica em energia do fosfato libera
energia que será transferida para a síntese de substâncias
que, para ocorrer, necessita de energia. É uma reação
endotérmica.

7. Glicólise
Glico
23/7/2013
açúcar
Lise
quebra
Sacarose =
12 carbonos
4 moléculas
de açúcar de
3 carbonos
(trioses)
Trioses são
oxidadas e
re-arranjadas
4 moléculas

8. Na presença de oxigênio
23/7/2013
Ligado via ligação
tioéster a um
cofator contendo
enxofre

9. Ciclo de Krebs resumido
23/7/2013
1
2
3
1
1

10. Síntese do ATP na membrana (fosforilação)
23/7/2013
Matriz mitocondrial
Protóns são
bombeados
e- passam
pela CT
Retorno dos
protóns
Libera
energia

11. 23/7/2013

12. Glicólise
23/7/2013
1
Glicose
ATP
ADP
Glicose 6-fosfato
Frutose 6-fosfato
2
ATP
ADP
Frutose 1,6-bifosfato
3
Diidroxiacetona
fosfato Gliceraldeído 3-fosfato
4
2 NAD+
2 NADH
1,3-bifosfoglicerato
5
2 ADP
2 ATP
3-fosfoglicerato
2-fosfoglicerato
6
7
Fosfoenolpiruvato
8
2 ADP
2 ATP
2 Piruvatos
9
Saldo líquido
6ATP
2 NAD+
2 NADH + H+
CO2
2 Acetil CoA
Clico de
Krebs
H2O

13. 23/7/2013
Acetil CoA
Oxaloacetato
NAD+
NADH
Malato
Fumarato
Succinato
Citrato
Isocitrato
CoA
Cis-aconitato
NAD+
NADH
NAD+NADH
ADP
ATP
FADH
FAD
+ H+
+ H+
+ H+
Ciclo de Krebs
α-cetoglutarato
CO2
H2OCO2
H2O
H2O
Saldo líquido
1 ATP
3 NADH
1 FADH
Saldo líquido
1 ATP
7,5 ATP
1,5 ATP
Saldo líquido
10 ATP

14. Cadeia transportadora de elétrons
(fosforilação oxidativa)
23/7/2013

15. Rendimento em ATP
23/7/2013
Produção líquida 30 ATP
2 NADH
1,5 ATP
7,5 ATPCiclo de Krebs
1 FADH2
1 ATP
3 NADH (x2) 20 ATP
Glicólise 2 ATP 5 ATP
2 NADH 3 ATP
Acetil CoA
Piruvato
2,5 ATP1 NADH (x2) 5 ATP
Produção de energia a partir de uma molécula de glicose

16. Por que:
23/7/2013
1 NADH produz 2,5 ATP?
Após doar seus elétrons
para o complexo I, resulta
na liberação de 10 H+.
Cada 4 H+ produz 1 ATP.
10 H+/4 H+ = 2,5
1 FADH produz 1,5 ATP?
Após doar seus elétrons
para o complexo II, resulta
na liberação de 6 H+.
Cada 4 H+ produz 1 ATP.
6 H+/4 H+ = 1,5

17. 23/7/2013
Na ausência de oxigênio: ciclo de Krebs e
fosforilação oxidativa não funcionam!
Gliceraldeído 3-fosfato
2 NAD+
2 NADH
1,3-bifosfoglicerato
5
2 ADP
2 ATP
6
2 NADH
1
Glicose
ATP
ADP
Glicose 6-fosfato
Frutose 6-fosfato
2
ATP
ADP
Frutose 1,6-bifosfato
3
Diidroxiacetona
fosfato
4
3-fosfoglicerato
2-fosfoglicerato
7
Fosfoenolpiruvato
8
2 ADP
2 ATP
2 Piruvatos
9
2 NAD+
+ H+
CO2
2 Acetil CoA
Clico de
Krebs
A glicólise
também é
afetada!

18. Cadeia transportadora de elétrons
(fosforilação oxidativa)
23/7/2013

19. A planta tem outra forma de metabolizar o
piruvato!
23/7/2013
CH3 C
O
COOH
CO2 Acetaldeido
CH3 CH2OH
NADH NAD
+
CH3 C H
Etanol
alcool
desidrogenase
CH3 CH COOH
OH
NADH2 NAD
+
desidrogenase do
ácido lático
ácido pirúvico
Ácido Lático
Via anaeróbia: produção de etanol ou ácido lático

20. Ausência de oxigênio
23/7/2013
Etanol: produto final menos tóxico
CH3 C
O
COOH
CO2 Acetaldeido
CH3 CH2OH
NADH NAD
+
CH3 C H
Etanol
alcool
desidrogenase
CH3 CH COOH
OH
NADH2 NAD
+
desidrogenase do
ácido lático
ácido pirúvico
Ácido Lático
Resposta
inicial a
baixa [O2]
Lactato: acumula-se e promove
acidificação no citosol

21. A fermentação é eficiente?
23/7/2013
1 molécula
de sacarose
Etanol 4 moléculas
de ATP
Eficiência
de 4%!
A energia da sacarose vai
para onde, então?
Etanol Lactato
Uma maior taxa de
glicólise é requerida.

22. Via da pentose fosfato
NADPH é gerado nas duas
primeiras reações da VPF
23/7/2013
NADPH: poder redutor,
reações biossintéticas e CTE
Produção da ribose-5-
fosfato, precursor da ribose
e da desoxirribose (síntese
de ácidos nucléicos).
Produção de eritrose 4-
fosfato, que junto com PEP
participa da síntese de aa.

23. Outras macromoléculas podem ser respiradas
23/7/2013

24. Outras macromoléculas podem ser respiradas
23/7/2013

25. Germinação da semente
Processo de germinação: inicia-se após a semente embeber
água.
23/7/2013
Carboidrato predominante: amido, precisa ser quebrado em
unidades menores. Enzimas específicas para isso.

26. Germinação da semente
Sementes oleaginosas: fonte de carbono estocada
encontra-se na forma de gordura e óleos.
23/7/2013
Conversão em açúcares para serem respirados.

27. Germinação da semente
Proteínas: também podem ser armazenadas
nos tecidos de reserva das sementes.
23/7/2013
Durante o processo de germinação, as
proteínas servem como fonte de energia
para a respiração.

28. Respiração em plantas e tecidos intactas
As plantas respiram aproximadamente
metade da produção fotossintética diária
23/7/2013
Somente tecidos verdes fotossintetizam e
todos os tecidos respiram (24 h por dia)
Produção
fotossintética
Respiração

29. Respiração em plantas intactas
23/7/2013
Em regiões tropicais entre 70 e 80% do ganho fotossintético
diário pode ser perdido pela respiração por causa das altas
taxas respiratórias noturnas, associadas com temperaturas
noturnas elevadas.
Árvores jovens: perdem
cerca de 1/3 de seus
fotossintatos diários
pela respiração.
Árvores mais velhas: perda
pode dobrar, à medida que a
razão de tecido
fotossintético para não-
fotossintético diminui.

30. Tecidos e órgãos ≠ respiram com taxas ≠
Quanto mais intensa a atividade metabólica em um dado
tecido mais elevadas são as taxas respiratórias.
23/7/2013
Gemas em
desenvolvimento:
altas taxas
respiratórias
Amadurecimento
do tecido: taxas
reduzem
Tecidos
vegetais
maduros:
mais baixas
taxas
respiratórias
As respirações
foliar e radicular
varia com a espécie
de planta e com as
condições onde a
plana está
crescendo.

31. Tecidos e órgãos ≠ respiram com taxas ≠
Quando tecidos vegetais alcançam a maturidade as suas
taxas respiratórias permanecem mais ou menos constantes,
ou reduzem-se lentamente até a sua senescência.
23/7/2013

32. Respiração na senescência
Caracterizado pela transição de assimilação de nutrientes
para remobilização dos nutrientes.
23/7/2013
Estádio final de
desenvolvimento da
planta

33. Respiração na senescência
23/7/2013
Fotossíntese
paralisa, mas a
respiração continua.
Devido a hidrólise intensa de proteínas, na senescência é
possível que ocorra aumento das taxas respiratórias
embora as informações são insuficientes a respeito.

34. Respiração de crescimento e de manutenção
Respiração de crescimento: pouco carbono é processado
para dar origem a mais fitomassa. É a fonte de moléculas
de ATP e NADH e das cadeias de carbono necessárias aos
processos de crescimento (produção de biomassa) e
armazenamento, estando ligada a taxa de crescimento.
Respiração de manutenção: fornece a energia necessária
para manter os tecidos existentes, já formados, em
condições viáveis.
23/7/2013