Biologia · 8.ª–12.ª classe
O que é a respiração celular?
Resposta curta
A respiração celular é o conjunto de reações em que as células degradam moléculas orgânicas, como a glicose, para obter energia sob a forma de ATP. Na forma aeróbia usa oxigénio e produz dióxido de carbono e água. Ocorre em todas as células vivas, de dia e de noite.
Definição e características
Respiração celular não é o mesmo que «respirar». Respirar (ventilação) é a troca de gases com o ambiente; a respiração celular é o processo químico dentro das células. A primeira fornece o O2 de que a segunda precisa e retira o CO2 que ela produz.
Equação da respiração aeróbia
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + energia (ATP e calor)
O ATP (trifosfato de adenosina) é a «moeda energética» da célula: guarda energia que depois é usada no movimento, no transporte ativo, na síntese de moléculas e na divisão celular.
Etapas da respiração aeróbia
| Etapa | Local | O que acontece |
|---|---|---|
| Glicólise | citoplasma | A glicose (6 C) divide-se em 2 piruvatos (3 C); saldo de 2 ATP. Não precisa de O2. |
| Ciclo de Krebs | matriz da mitocôndria | O piruvato é oxidado, libertando CO2 e formando transportadores (NADH, FADH2). |
| Cadeia respiratória | membrana interna (cristas) | Os transportadores entregam eletrões; o O2 é o aceitador final e forma-se água; produz-se a maior parte do ATP. |
O rendimento total por glicose é de cerca de 30 a 32 ATP (alguns manuais indicam 36 a 38). Sem oxigénio, só a glicólise é possível, com 2 ATP (ver fermentação).
Características gerais
- Ocorre em plantas, animais, fungos e muitas bactérias.
- É um processo de oxidação da matéria orgânica e de redução do oxigénio.
- Parte da energia liberta-se como calor, que ajuda a manter a temperatura nos animais de sangue quente.
Exemplos do quotidiano
Exemplo 1 — Corrida no Marginal
Enunciado: Quando corre, a frequência respiratória e cardíaca de uma pessoa sobem. Relacione isto com a respiração celular.
Resolução:
- Os músculos gastam mais ATP e, para o produzirem, fazem mais respiração celular.
- Precisam de mais O2 e de eliminar mais CO2.
- O corpo aumenta a ventilação e o ritmo cardíaco para entregar O2 e retirar CO2.
Resposta: a respiração celular acelerada exige mais trocas gasosas e circulação. Verificação: em repouso, o consumo de O2 é menor.
Exemplo 2 — Cálculo de massas
Enunciado: Qual é a massa de CO2 produzida quando se oxida completamente 1 mol de glicose (180 g)? (M CO2 = 44 g/mol)
Resolução:
- A equação mostra 1 mol de glicose a dar 6 mol de CO2.
- m = 6 × 44 = 264 g.
Resposta: 264 g de CO2. Verificação: reagentes: 180 + 6 × 32 = 372 g; produtos: 264 + 6 × 18 = 264 + 108 = 372 g.
Exemplo 3 — As sementes a germinar
Enunciado: Sementes de feijão a germinar num frasco fechado aquecem um pouco e o ar do frasco enriquece em CO2. Porquê?
Resolução:
- As células da semente respiram, degradando as reservas de amido.
- A respiração liberta CO2 e calor.
Resposta: a respiração celular das sementes liberta CO2 e energia térmica. Verificação: com sementes mortas (fervidas), não há aquecimento nem aumento de CO2.
Exemplo 4 — Nível de exame: onde ocorre cada etapa
Enunciado: Uma célula é tratada com uma substância que destrói as mitocôndrias. Que etapa da respiração continua a ser possível, e quantos ATP rende?
Resolução:
- O ciclo de Krebs e a cadeia respiratória decorrem na mitocôndria, logo ficam impedidos.
- A glicólise ocorre no citoplasma e não precisa de mitocôndria.
- Rende um saldo de 2 ATP por glicose.
Resposta: só a glicólise, com 2 ATP por glicose. Verificação: o rendimento é muito menor do que o aeróbio (cerca de 30).
Importância e aplicações
- Fornece energia a todas as atividades celulares.
- Explica as necessidades de alimento e de oxigénio dos seres vivos.
- Está ligada ao ciclo do carbono: devolve CO2 à atmosfera.
- Aplica-se na conservação de alimentos (grãos armazenados respiram e aquecem se estiverem húmidos) e na fisiologia do exercício.
Erros e confusões frequentes
- Pensar que só os animais respiram. As plantas também fazem respiração celular.
- Confundir respiração celular com ventilação.
- Dizer que as plantas «respiram» ao contrário da fotossíntese. São processos distintos e a respiração decorre sempre.
- Dizer que a mitocôndria produz energia. Converte a energia dos nutrientes em ATP.
- Pensar que a glicólise precisa de oxigénio. Não precisa.
Exercícios propostos
1Exercício 1
Escreva a equação da respiração aeróbia.
Ver solução
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + energia (ATP e calor).
2Exercício 2
Em que organelo decorrem o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória?
Ver solução
Na mitocôndria (matriz e membrana interna, respetivamente).
3Exercício 3
Qual é o aceitador final de eletrões na respiração aeróbia e que substância se forma?
Ver solução
O oxigénio, que forma água.
4Exercício 4
Calcule o número de mol de O2 consumido na oxidação de 0,5 mol de glicose.
Ver dica
A razão é 1 : 6.
Ver solução
0,5 × 6 = 3 mol de O2.
5Exercício 5
Uma planta no escuro não faz fotossíntese. Continua a fazer respiração celular? Justifique.
Ver solução
Sim. As células continuam a precisar de ATP, e a respiração decorre dia e noite. No escuro a planta consome O2 e liberta CO2, usando reservas.
Perguntas frequentes
Qual é a diferença entre respiração celular e fotossíntese?
A fotossíntese produz glicose e O2 com luz; a respiração degrada glicose com O2 para obter ATP. Os produtos de uma são os reagentes da outra.
Onde se aplica a respiração celular na prática?
No metabolismo do exercício físico, na conservação de grãos e frutos, na compreensão de doenças metabólicas e do ciclo do carbono.
Qual é a diferença entre respiração aeróbia e anaeróbia?
A aeróbia usa oxigénio e rende muito mais ATP. A anaeróbia não usa oxigénio e rende pouco, como na fermentação.
Que erros se cometem mais?
Confundir com ventilação, dizer que as plantas não respiram e atribuir à mitocôndria a «criação» de energia.
Resumo
- Respiração celular: degradação da glicose para obter ATP.
- Etapas: glicólise (citoplasma), ciclo de Krebs (matriz) e cadeia respiratória (cristas).
- Equação: glicose + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + energia.
- Ocorre em todas as células, também nas plantas e à noite.
- Sem oxigénio só resta a glicólise, com 2 ATP.
Onde aprofundar
- O manual de Biologia da sua classe e o programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola); confirme a edição em vigor.
- Biology (OpenStax), capítulo sobre respiração celular, de acesso livre.
- Outros manuais de Biologia do ensino secundário.
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