Metabolismo celular: É o conjunto de todas as reacções químicas essenciais á vida.

Todas as atividades do ser vivo requerem uma fonte de energia, esta energia localiza-se nas ligações entre os átomos, quando estas ligações são quebradas liberta-se energia mas esta não é diretamente utilizada pois os seres vivos utilizam uma molécula aceptor de energia chamada ATP e como esta não se acomula está sempre a ser produzida.

O metabolismo celular ocorre em 2 processos:

- Um resulta da degradação de substâncias complexas em simples com libertação de energia que irá ser transferida para as muleculas ATP- reações catabólicas e como há libertação de energia, dizem-se exoenergéticas. O produto final da decomposição da molécula complexa é mais pobre em energia da que lhe deu origem. 

Estas reações catabólicas podem dar-se em presença de oxigénio, isto é, AEROBIOSE, ou com ausência de oxigénio, ou seja, ANAEROBIOSE.

-Outro processo resulta da síntese de substâncias complexas a partir de outras mais simples, reações deANABOLISMO. Nestas reações há consumo de energia por isso dizem-se ENDOENERGÉTICAS.

Como resultado da degradação da molécula de glicose, temos sempre um processo comum à fermentação e à respiração aeróbia, a GLICÓLISE.

Glicólise

A glicólise inicia-se após o fornecimento de energia pelo ATP.

A molécula de glicose é composta por 6 átomos de Carbono e vai ser desdobrada, com a ajuda das enzimas e 2 moléculas ATP, em 2 moléculas com três átomos de carbono, cada uma. Após uma série de reações forma-se, no final, duas moléculas de PIRUVATO, duas moléculas de NADH e 4 moléculas de ATP. O rendimento energético neste processo é de duas moléculas ATP (gastaram-se 2, formaram-se 4, restaram 2).  

Esta energia, na formação de moléculas ATP vem da sequências de reações que ocorrem na degradação das substâncias. Estas reações são reações de oxidação-redução. Ao dar-se inicio à degradação a molécula oxida, perde eletrões, liberta energia e os eletrões são cedidos a outra molécula que fica reduzida.

oxidação-a molécula perde electrões. 

redução-a molécula ganha electrões.

Fluidos circulantes 

Um sistema de transporte é constituído por um fluido circulante (sangue ou linfa), uma orgão propulsor (coração) e um sistema de vasos.

O sangue e a linfa constituem o meio interno e asseguram as funções vitais das células do organismo.

O sangue é constituído por plasma 55% (90% água e 10% substâncias dissolvidas) e por constituintes celulares 45% (leucócitos, hemácias e trombócitos)

O plasma transporta as células sanguíneas, assim como os nutrientes e gases nele dissolvidos.

Glóbulos brancos\ leucócitos

Função:Defesa do organismo

Forma: Irregular

Duração: Mais ou menos uma semana na corrente sanguínea

Origem: Medula vermelha dos osso, órgãos linfáticos e gânglios linfáticos

Propriedades: Diapedese, fagocitose e produção de anticorpos


Glóbulos vermelhos\ hemácias

Função: Transporte de oxigénio e de dióxido de carbono

Forma: regular em forma de discos bicôncavos 

Duração: Mais ou menos 4 meses

Origem: Medula vermelha dos ossos


Plaquetas sanguíneas ou trombócitos

Função: Mecanismo de coagulação do sangue

Duração: 7 dias na corrente sanguínea

Origem: medula vermelha dos ossos

Propriedades: Intervêm no mecanismo da coagulação do sangue.


Linfa:

Deriva do sangue e é constituído por glóbulos brancos, plaquetas, plasma, nutrientes, cloreto de sódio e gases.

Distribui os nutrientes e transporta os gases para o sangue e deste para as células e circula em vasos chamados linfáticos (linfa circulante) e nos interstícios das células (linfa intersticial)

Vasos sanguíneos

São tubos onde o sangue circula e dividem-se em 3 tipos principais:

Arterias- Mais espessas e elasticas para suportarem a pressão do sangue bombeado pelo coração.

Veias- Possuem na zona inferior do corpo válvulas que enviam o sangue para cima, a circulação é também ajudada pela contracção muscular.

Capilar- São vasos apenas constituídos por uma camada de células.

Transporte de matéria nos animais

Para sobreviverem os animais de receber oxigénio e nutrientes do meio externo e libertar o CO2 e outros produtos resultantes da atividade do metabolismo do ser vivo.


Sem sistema de transporte

Nos animais mais simples não existe um sistema de transporte especializado, dado que são apenas constituidos por duas camadas de células estando assim em contacto direto com o meio ambiente e as trocas dão-se por difusão simples. Nos animais mais complexos, torna-se mais eficaz a existencia de orgãos especializados no transporte de substâncias, formando um sistema de transporte.

	Celentrados	Platelmites	Nematelmintes
Exemplo	hidra	Ténia	Lombriga

Existem dois tipos de sistemas, o aberto e o fechado. O sistema aberto é quando os fluidos circulatórios saem dos vasos sanguíneos e banham as células, o sistema fechado o sangue circula sempre dentro dos vasos.

Sistema aberto ou lacunar

Não há distinção entre o sangue e a linfa, pois o sangue abandona os vasos e passa para espaço que se denominam LACUNAS, misturando-se com a linfa e daqui flui para as células. Os biólogos chama a este fluido circulatório HEMOLINFA.

A hemolinfa que circula nos vasos é bombeada por um coração tubular até chegar aos tecidos, aqui a hemolinfa abandona os vasos e vai para as lacunas (cavidades que no seu conjunto formam o HEMOCÉLIO). A hemolinfa contata diretamente com as células e fornece-lhes o que elas precisam e retira-lhes os produtos de excreção. A hemolinfa volta aos vasos e regressa ao coração pelos  ostíolos (digamos que correspondem às nossas aurículas), estes fecham, o coração contrai e a hemolinfa é impulsionada, de novo, para os vasos.

Sistema fechado

O líquido que circula nos vasos sanguíneos é o sangue e o que circunda os tecidos é a linfa. O sangue circula em vasos de diferentes calibres desde os maiores que são as artérias e veias, depois arteríolas e vénulas, até aos de menor calibre, os capilares que são constituídos por apenas uma camada de células e que envolvem, praticamente todas as células.  As trocas realizam-se entre o capilar e a linfa intersticial (o sangue fornece o oxigénio e nutrientes e recebe os produtos excretados da atividade celular).

Este tipo de sistemas é muito mais eficaz que o aberto, pois a velocidade da troca entre substâncias é mais rápida no fechado que no aberto. Os animais com sistema aberto, têm por esta razão movimentos lentos e taxas metabólicas baixas (exceção para os insetos em qua os gases são transportados diretamente às células, permitindo que estes animais tenham taxas metabólicas elevadas).

Transporte no floema 

A seiva elaborada produzida nos órgãos fotossinteticos vai ser transportada a todas as restantes células da planta pelos vasos floémicos.

A seiva elaborada é constituida por sacarose, nucleóticos, hormonas, aminoácidos e iões orgânicos.

Experiência de Malpighi

Para compreender onde e como circulam os compostos orgânicos, Marcelo Malpighi, no séc. XVII fez a seguinte experiência:

Seccionou uma planta em forma de anel, tendo o cuidado de extrair todos os tecidos à volta do xilema, incluindo o floema. Retirou todas as folhas abaixo do corte. Passado uns dias pode verificar que a planta na parte superior do corte ainda estava viçosa e que no corte, no bordo superior havia um "inchaço" cicatrizado e no bordo inferior não existia.

Às folhas da planta na parte superior do corte eram-lhes fornecido a água e sais minerais, substâncias necessárias à produção de matéria orgânica, isto porque Malpighi não seccionou o xilema. As plantas elaboravam a seiva elaborada que é enviada para o floema na parte superior do corte, quando este ao descer encontra obstrução e acumula-se provocando o "inchaço" - ENTUMESCIMENTO - aumento de volume, no bordo superior.

Enquanto a parte inferior ao corte da planta tiver reservas de compostos orgânicos, a planta vive. Quando as reservas acabam, as raízes deixam de absorver a água e os sais minerais e a planta morre.

A experiência de Zimmermann

Para conhecer composição do Floema, Zimmermann em meados do séc. XX pegou num pulgão que se alimentava e anestesiou-o, cortou-lhe o estilete (armadura bucal) de forma a que este fica-se preso na planta.

Observou que o floema estava sempre a sair (horas) da planta.

Retirou a amostra do fluido e estudou a sua composição.

Verificou que as substâncias que compunham o fluido  era: sacarose, nucleótidos, hormonas, aminoácidos e iões orgânicos.

Com esta experiência, para além da composição do floema, pode-se concluir que o floema está sob pressão.

A experiência de Munch, 1926

A deslocação de materiais no floema tem sido explicada pela teoria do fluxo de massa proposta pelo Munch.

Munch utilizou dois recipientes, um com uma solução concentrada em sacarose, mergulhado no frasco A, e outro recipiente com uma solução de sacarose mais diluída, mergulhado no fraso B. Ambos tinham membranas permeáveis à água e impermeáveis à sacarose. Os recipientes estavam ligados por um tubo de vidro.

Verificou que a água do frasco B (meio hipotónico) deslocou-se para o recipiente A (meio hipertónico), criando uma pressão que obrigou a solução a deslocar-se para B.

O  fluxo pára quando as concentrações se igualam nos recipientes A e B.

Teoria do fluxo de massa

Esta teoria considera que a sacarose se desloca através dos vasos crivosos, devido à existência de um gradiente de concentração, desde o órgão de produção, as folhas, até aos locais de consumo que são os tecidos ou órgãos em formação ou crescimento e os órgãos de reserva durante a fase de acumulação de reservas.

A glicose, produto resultante da fotossíntese, é convertida em sacarose. A sacarose desloca-se do mesófilo (na epiderme), para os elementos do tudo crivoso por transporte ativo com a ajuda da célula companhia (energia).

Com o aumento de concentração da sacarose no floema dá-se um aumento da pressão osmótica nos tecidos circundantes e a água do xilema e das células vizinhas entra por osmose nos tubos crivosos do floema aumentando a pressão de turgência e causa a deslocação da seiva elaborada, através das placas crivosas para locais com menor pressão.

A sacarose passa, possivelmente por transporte ativo para os órgãos onde vai ser utilizada ou de reserva. Esta saída faz com que as células dos tubos crivosos fiquem hipotónicos, a pressão osmótica desce, e água regressa às células vizinhas e ao xilema por osmose.

A passagem da sacarose a todas as células será feita, posteriormente, através de transporte citoplasma a citoplasma. É depois degradada em glicose e utilizada para a respiração celular, ou polimeriza-se e forma amido (produto de reserva).

Transporte no xilema

Os iões e a água vão chegar ao xilema e constituir a seiva xilémica que é constituída por cerca de 99% de água e de iões dissolvidos.

Hipótese da Pressão Radicular

-A contínua acumulação dos sais na raiz permite a entrada de água por osmose.

-As forças osmóticas geram uma pressão radicular que pode explicar a subida da água no xilema.

-O efeito da pressão radicular pode ser observada pela exsudação. Quando a pressão radicular é muito elevada a água sai através da gutação.

Mas apesar disto os valores da pressão radicular não seriam suficiente para levar a seiva bruta até ao topo de muitas árvores.

Hipótese da tensão-coesão-adesão

Esta teoria explica a subida da seiva bruta desde a raiz ás folhas com base na relação entre a absorção radicular e a transpiração estomática.

-Há perda de água por transpiração. Com esta perda gera-se um défice de água e origina uma força de sucção, fraca força de tensão que se transmite no xilema e desde até ás células da raiz, fazendo com que haja absorção de água por este órgão.

-As moléculas de água, unem-se por pontes de hidrogénio, á custa da polaridade da molécula, e devido a forças de coesão e as moléculas mantêm-se unidas entre si, o que vai facilitar a subida de água em coluna.

-As moléculas de água forman ligações com as paredes dos vasos xilémicos por forças de adesão e facilitam a ascenção da coluna de água.

-A água sobe e forma uma coluna contínua.

Transporte de matéria nas plantas:

As plantas mais simples que não precisam de estruturas especializadas para transportar substancias chamam-se de Avasculares.

Enquanto que nas plantas mais complexas existe um sistema de transporte e chamam-se Vasculares.

Avasculares	Vasculares
sem semente	sem semente	com semente
Briófitas	Pteridófitas	Angiospérmicas (sem flor)	Gimnospérmicas (com flor)
ex: musgo, algas verdes	ex: fetos	pinheiro	ex: magnólia, roseira...

Avasculares

As substancias são transportadas por processos de osmose e a entrada da água e nutrientes por difusão simples, como a planta é tão simples todas as células estão em contacto com a luz e a proximidade das células de toda a planta permite a passagem dos nutrientes.

Vasculares

Possui um sistema de transporte constituídos por 2 tecidos especializados que passa por todos os órgãos da planta (raiz, caule e folhas) e que lhes permite a troca de substâncias entre o meio e a planta, e dentro desta a comunicação entre células.

Os tecidos são:

O Xilema que transporta água e sais minerais de baixo para cima-sentido ascendente.

O Floema transporta os produtos da fotossíntese desde as folhas, onde tiveram origem a todos os restantes órgãos da planta.

raiz	caule	folha
Assegura a fixação ao solo e capta a matéria-prima (água e sais minerais).A eficiência da captação de água e sais minerais deve-se à existência dos pêlos radiculares que aumentam a área da raiz em contato com o solo.	Faz a comunicação entre a captação da matéria-prima e os órgãos de produção de matéria orgânica, as folhas. Assegura o correto transporte.	estrutura fotossintética, local onde há produção de matéria orgânica e onde se dá a troca gasosa. Na superfície externa está a epiderme onde se localizam os estomas que assegura as trocas.Na estrutura interna, para além dos tecidos condutores (xilema e floema), têm um tecido clorofilino constituído por células fotossintéticas, o mesófilo.

Estomas

São estruturas por onde o dióxido de carbono entra na célula e que controlam a quantidade de agua que sai na transpiração. 

São formados por 2 células guarda que revestem o ostíolo.

Quando as células estão turgidas, estas deformam-se e expandem-se no sentido das paredes mais finas das células guarda, pressão de turgencia, fazendo com que o ostíolo abra. Quando a pressão de turgência diminui o ostíolo fecha.

Absorção de água e de solutos pelas plantas

Os pelos capilares aumentam a superfície de contacto entre a planta e o solo. As células da raiz da planta têm uma menor concentração de soluto, meio hipotónico que o solo envolvente e os iões minerálicos entram por difusão através da membrana das células enquanto que a água entra para a planta por osmose.

Poe vezes  as raizes podem ter um grau de concentração de iões maior do que a do solo, contra o gradiente de concentração, neste caso os iões irão entrar por transporte ativo, com gasto de energia.

Ingestão: É o processo que leva á introdução dos alimentos no ser vivo.

Digestão: É o conjunto de processos que leva á simplificação de macromuleculas em micromuleculas por reações de hidrólise catalisadas pelas enzimas.

Absorção: É a passagem de nutrientes simples através das membranas celulares, de forma a poderem ser utilizadas no metabolismo celular.

Digestão Intracelular:

O sistema membranar ocupa a maior parte do voluma da célula, o sistema é constituído por organitos que comunicam entre si que são o retículo endoplasmático, o complexo de golgi e a membrana nuclear.

Retículo Endoplasmático:

Localiza-se entre a membrana nuclear e a membrana celular, é constituido por membranas que delimitam as vesículas e tubulos.

Se os tubulos forem revestidos por ribossomas chama-se reticulo endoplasmático Rugoso (onde ocorre grande parte da síntese de proteínas) e se não tiver ribossomas chama-se reticulo endoplasmático liso (onde ocorre a sítese de fosfolípidos, modificação de moléculas que entram na célula e formação de novas membranas).

Complexo de golgi 

É o nome que se dá ao conjunto de todos os dictiossomas (corpos do complexo) de uma célula. Os dictiossomas são as  cisternas achatadas em forma de disco (normalmente em número de 4 a 7 discos)  e rodeadas por vesículas.

Possuem uma face convexa virada para o RE e uma parte concava. A convexa é a fase de formação, onde os dictiossomas recebem as proteínas vindas do RE e a parte convexa é a fase de maturação, onde as vesículas vão sendo substituídas por novas vesículas vindas da parte convexa e esta dará origem a vesículas de secreção.

As proteínas que vão passando do RE para o C.G. vão sofrendo transformações, como por exemplo: enzimas ficam ativas

Lisossomas

Lisossomas são vesículas delimitadas por uma membrana e que contém enzimas. Forma-se na fase de maturação do complexo de Golgi. Podem unir-se a outras vesículas endocíticas (no citoplasma), e originam um VACÚOLO DIGESTIVO.

Os lisossomas intervém nas digestões das substâncias que foram endocitadas (fagocitose e pinocitose) -HETEROFAGIA e também participam na digestão de organelos que necessitam de ser renovados, formando um vacúolo autofágico - AUTOFAGIA.

Digestão Extracelular

Nos seres heterotróficos a digestão em grande parte dos exemplos é extracelular isto é a digestão ocorre fora da célula.

Os sistemas digestivos podem ser incompletos (hidra e planária), ou seja têm apenas uma abertura por onde entram os alimentos é o mesmo local por onde sai o que não foi digerido) e podem ser completos, têm duas aberturas (uma é a boca e outra é o ânus).

A Hidra tem boca circundada por tentáculos e está ligada a uma cavidade em forma de saco (cavidade gastrovascular - funções digestivas e absorção dos nutrientes para as células) onde ocorre a digestão extracelular. Os produtos gerados na digestão extracelular são absorvidos por todas as células onde ocorre a digestão intracelular. Os produtos excretados pelas células passam para a cavidade através da exocitose e são libertado do corpo através da contração do corpo.

Planária:

Tem uma boca, e logo a seguir possui uma faringe musculosa que que se pode progetar para o exterior e captar o alimento mostrando assim já alguma diferenciação. A cavidade gastrovascular é ramificada, aumentando assim a área de digestão e absorção. A digestão termina então nas celulas.

Os seres que possuem sistemas digestivos completos têm vantagem dado que o percurso dos alimentos ocorre num só sentido aumentando a eficiência da digestão e absorção; A digestão pode ocorrer em vários órgãos especializados para a digestão específica de determinados nutrientes; A absorção ao dar-se num tubo é mais eficiente e os produtos de excreção são expulsos por um outro orifício (o ânus). - O que é o caso da minhoca.

Vertebrados

Apresentam dois orgãos anexos (fígado e pâncreas) que segregam substâncias que são lançadas no intestino, a bílis e as enzimas do pâncreas , que serão mais tarde misturadas com os alimentos durante o processo de digestão.

Unicelularidade e Pluricelularidade:

Os seres heterotróficos são aqueles seres que não produzem matéria orgânica logo para sobreviverem necessitam de outros seres como por exemplo os seres autotróficos capazes de produzir matéria orgânica.

Os seres heterotróficos  dividem-se em:

Os seres pluricelulares dividem-se ainda em micro consumidores (decompõem a matéria orgânica no exterior do seu organismo e absorvem as substâncias de que necessitam para sobreviver) e os macroconsumidores (que ingerem substâncias orgânicas fabricadas).

Membrana Plasmática

É algo que faz parte de todas as células e garante a obtenção de matéria para a célula-

A membrana delimita a célula,  garante a manutenção do meio intracelular da célula e separa-o do meio extracelular, e controla a entrada e a saída de substâncias .  

Modelo do Mosaico Fluido  é um dos modos de explicação da membrana que foi desenvolvido por Singer e Nicholson em 1972

A membrana é constituída por Proteínas (25%), Lípidos (bicamada fosfolípidica, pode conter colesterol - 40%), e glúcidos (10%).

Os lípidos da membrana são constituídos principalmente por fosfolípidos e colesterol e em animais dá estrutura.

Colesterol: Confere rigidez á membrana, como é insolúvel na água diminui a permeabilidade da membrana e é uma molécula que faz parte do grupo  dos esteroides.

As proteínas da membrana podem ser intrinsecas ou integradas, quando se encontram profundamente ligadas à bicamada, e podem ser extrinsecas ou periféricas quando se encontram, pouco ligadas à parte mais externa de ambas as camadas dos fosfolípidos. Se a proteína Intrínseca atravessar toda a membrana designa-se por transmembranar.

As proteínas Intrínsecas são moléculas anfipaticas, ou seja têm uma parte hidrofílica (parte externa da camada) e outra hidrofóbica (parte interna da camada).

A sua função pode ser tanto como estrutural como pode intervir no transporte de substancias.

Os glúcidos da membrana são receptores de informação de certas substâncias e localizam-se na parte externa da membrana.

Glicoproteínas: Formam-se a partir da ligação entre glucidos e proteínas.

Glicolipidos: Formam-se a parir da ligação entre glucidos e lipidos.