Fotossíntese e Respiração Celular. Metabolismo Celular Metabolismo conjunto de reações...

Fotossíntese e

Respiração Celular

Metabolismo Celular

• Metabolismo conjunto de reações químicas que ocorrem no organismo.

• Reagentes ProdutosEnergia

De onde vem essa energia?

• A energia necessária para a realização de reações químicas do organismo vem da quebra de moléculas, principalmente carboidratos.

• Outras moléculas também podem ser fonte de energia para a célula: lipídeos, proteínas e ácidos nucléicos.

Onde a energia fica armazenada?

• Nas ligações químicas entre os fosfatos da molécula de ATP.

• ATP: Adenosina Tri-fosfato ou Trifosfato de Adenosina.

Adenina

Pentose

ATP

Como o ATP armazena energia?

• A energia liberada na quebra da glicose é armazenada nas ligações fosfato.

• Quando a célula precisa de energia o ATP é quebrado em ADP + P, liberando energia.

Adenina

Pentose

ATP ADP + PEnergia

Seres Autótrofos fotossintetizantes

Definição: É o processo pelo qual as plantas verdes e alguns outros organismos transformam energia luminosa em energia química. Nas plantas verdes, a fotossíntese aproveita a energia da luz solar para converter dióxido de carbono, água e minerais em compostos orgânicos e oxigênio gasoso. Além das plantas verdes, incluem-se entre os organismos fotossintéticos certos protistas (como as diatomáceas e as euglenas), as cianófitas (algas verde-azuladas) e diversas bactérias.

Seres Heterótrofos

• Não “produzem o próprio alimento”.

• Não conseguem transformar energia, logo precisam adquirir substratos que liberem energia quando são quebrados.

Uma bandeira do Brasil é colocada em um ambiente completamente escuro e iluminada com luz monocromática verde. Nessa situação, ela será vista, por uma pessoa de visão normal, nas cores:       a) verde e amarela      b) verde e branca      c) verde e preta      d) verde, preta e branca      e) verde, amarela e branca.

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Fotossíntese

• Energia solar transformada em energia química.

CO2 + H2O C6H12O6 + O2

Luz

Clorofila

Cloroplasto

• Organela presente nos autótrofos fotossintetizantes eucariotos onde encontramos a clorofila.

• Clorofila pigmento necessário para a realização da fotossíntese.

Célula clorofilada

Membrana do tilacóide

Esquema da molécula de

clorofila

Folha

Granum

Parede celular

Cloroplasto

Membrana externa

Membrana interna

Tilacóide

GranumEstroma

DNA

Núcleo

VacúoloCloroplasto

Tilacóide

Complexo antena

CLOROPLASTO

Tilacóide

Etapa IIQUÍMICA

Etapa IFOTOQUÍMIC

A

Luz H2O CO2

ADP

NADP

H2OC6H12O6

ATP

NADPH2

O2

ESTROMA

Glicose

Fotossíntese

Todo o processo é dividido em duas etapas:• Fase clara ou etapa fotoquímica• Fase escura ou fase química

Obs.: a fase escura da fotossíntese não necessita de ativação luminosa para acontecer, mas utiliza os produtos provenientes da fase clara.

Fase Clara

• Ocorre nas membranas dos tilacóides.• É necessária a presença da luz para que

ocorra.

• Acontecem dois processos:- Fosforilação- Fotólise da água.

Fosforilação

• Uma série de reações químicas desencadeadas pela ação luminosa que resulta na produção de ATP.

e-

A luz solar incide na molécula de clorofila. Essa molécula armazena essa energia e elétrons são liberados.

Gerando energia para a adição de um fosfato inorgânico ao ADP formando assim, uma molécula de ATP

Fotólise da água

• Quebra da água pela energia da luz.

NADP

• Aceptor intermediário de hidrogênios.

• Essa molécula capta os hidrogênios liberados durante a fotólise da água e os passa para os Carbonos que formarão a molécula de glicose.

• NADP + 2H NADPH2

NADPH2

Fim da Fase Clara

Produtos:

• ATPs fosforilação• NADPH2 fotólise da água

Fase Escura

• Processo que não depende diretamente da luz para acontecer.

• Porém necessita dos produtos da fase clara para ocorrer.

• Ocorre no estroma do cloroplasto.• Também pode ser chamada de Ciclo de

Calvin.

+

+ATP

ATP

GLICOSE

QUIMIOSSÍNTESE

Utiliza como fonte energética a energia de compostos químicos (síntese de substâncias orgânicas a partir de inorgânicas, que utiliza a energia liberada numa reação química, principalmente as do metabolismo e fixação de nitrogênio).

Não utiliza energia luminosa

Ocorre em alguns grupos de bactérias, como: Nitrobactérias, sulfobactérias, ferrobactérias

Pausa para respiração...

Respiração Celular

Reações que resultam em liberação de energia através da quebra da molécula de

glicose.

Respiração Celular

Pode ser de dois tipos:

• Respiração anaeróbia sem a utilização de O2, também chamada de FERMENTAÇÃO.

• Respiração aeróbia com a utilização de O2.

Fermentação

• Processo de degradação incompleta de substancias orgânicas com liberação de energia e realizada principalmente por fungos e bactérias.

• A quebra de uma molécula de glicose gera apenas 2ATPs

Fermentação

• Os principais tipos são:- Fermentação Alcoólica- Fermentação Láctica

Fermentação Alcoólica

• Realizada por leveduras.• Produtos finais da quebra da glicose: CO2 e

Etanol (C2H5OH).

• Utilização humana: produção de pães, bolos e bebidas alcoólicas.

Fermentação Láctica• Realizada por bactérias do leite• Produto final da quebra da glicose: Ácido

Láctico.• É empregada na preparação de iogurtes e

queijos• Também ocorre em nossos músculos em

situações de grande esforço físico

Respiração Aeróbia

• Processo pelo qual a glicose é degradada em CO2 e H2O na presença de oxigênio.

• Rendimento: 36 a 38 ATPs por molécula de glicose quebrada.

• Dividida em duas partes:

Respiração Aeróbia

• Fase anaeróbia (glicólise): não necessita de oxigênio para ocorrer e é realizada no citoplasma.

• fase aeróbia (ciclo de Krebs e cadeia transportadora de elétrons): requer a presença de oxigênio e ocorre dentro das mitocôndrias

Equação Geral

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 38 ATP

Mitocôndria• Formada por 2 membranas. • Membrana externa é lisa e controla a

entrada/saída de substancias da organela. • Membrana interna contém inúmeras pregas

chamadas cristas mitocondriais, onde ocorre a cadeia transportadora de elétrons.

• Cavidade interna é preenchida por uma matriz viscosa, onde podemos encontrar várias enzimas envolvidas com a respiração celular, DNA, RNA e pequenos ribossomos. É nessa matriz mitocondrial que ocorre o ciclo de Krebs.

Membrana interna

Membrana externa

Matriz Mitocondrial

Crista Mitocondrial

Mitocôndria

Glicólise

2 ATP 2 ADP + 2P

4 ATP

4 ADP + 4P 2 NAD2 NADH2

2 NAD 2 NADH2

CO2

+

Co-Enzima A

Acetil-CoAPiruvato

+

ATP ADP + P

3 NAD

3 NADH2

FAD

FADH2

Ciclo de Krebs

Cadeia Transportadora de Elétrons

• ocorre nas cristas mitocondriais.• Também chamado de Fosforilação

Oxidativa. • É um sistema de transferência de elétrons

provenientes do NADH2 e FADH2 até a

molécula de oxigênio.

NADH2

FAD

2 e- + O O--

H+ H+

H2O

+NAD

2 e-

+

ATPs

Cadeia Transportadora

de Elétrons