Fotossíntese. FOTOSSÍNTESE Constitui um fenômeno biológico altamente complexo, a fotossíntese...

fotossíntese

FOTOSSÍNTESEConstitui um fenômeno biológico altamente complexo, a fotossíntese apresenta uma tal

sofisticação bioquímica que nem a mais avançada tecnologia desenvolvida pela ciência conseguiu jamais imitar. De fato, a fotossíntese abrange um conjunto de reações bioquímicas

em que se verifica a participação de uma notável rede de enzimas de alta

especialização.

Resumidamente:

É o processo de CONVERSÃO de ENERGIA LUMINOSA em ENERGIA QUÍMICA.

Equação geral:

12 H2O + 6 CO2 C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2

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

Estruturas envolvidas

A energia na célula

FotossínteseFotossíntese “Montagem” da glicose (armazena energia) a partir

da LUZ, CO2, H2O, liberando O2.

CO2 + H2O C6H12O6 + O2

• ETAPA FOTOQUÍMICA ou FASE CLARAETAPA FOTOQUÍMICA ou FASE CLARAOcorre apenas nos grana dos cloroplastos, pois

são eles que abrigam as moléculas de clorofila.Fotofosforilação e fotólise da água. Produção de ATP e NADPH2

• ETAPA QUÍMICA ou FASE ESCURAETAPA QUÍMICA ou FASE ESCURA:: no estroma (ciclo de Calvin – montagem da glicose com utilização de ATP)

Ocorre nos grana dos cloroplastos.

ee--

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

Fosforilação

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

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Esse elétron é passado para uma proteína transportadora presente na membrana dos tilacóides.

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ATPATP

ATPATP

Dessa proteína, o elétron é passado para outras proteínas transportadoras presentes na membrana dos tilacóides.

Quando o elétron pula de uma proteína para outra, energia é liberada e ATPs são produzidos.

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

Reações da fase luminosa:

ADP + P ATP

4 H2O + 2 NADP 2 NADPH2 + 2 H2O + O2

Fator interno limitante da ETAPA FOTOQUÍMICA: quantidade de clorofila.

Ocorre na matriz dos cloroplastos.

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.• Absorção e fixação do CO

Fase Escura

• Processo que não depende diretamente da luz para acontecer.

• Porém necessita dos produtos da fase clara para ocorrer.

• Absorção e fixação do CO2

• Ocorre no estroma do cloroplasto.

• Também pode ser chamada de Ciclo de Calvin.

++

++ATPATP

ATPATP

GGLLIICCOOSSEE

Reações da fase química:

CO2 + 2 NADPH2 C6H12O6 + H2O + 2 NADP

Fator limitante da etapa química: quantidade de enzimas.

REAÇÕES QUÍMICAS:

EQUAÇÃO GLOBAL

4 H2O + 2 NADP 2 NADPH2 + 2 H2O + O2

CO2 + 2 NADPH2 C6H12O6 + H2O + 2 NADP

12 H2O + 6 CO2 C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2

FotossínteseFotossíntese Fase claraFase clara

Fase escuraFase escura LUZLUZ COCO22

ATPATP

HH22OO NADPHNADPH

OO2 2 C C66HH1212OO66

FOTOFOSFORILAÇÃOFOTOFOSFORILAÇÃOFOTÓLISE DA ÁGUAFOTÓLISE DA ÁGUA

FOTOFOSFORILAÇÃOFOTOFOSFORILAÇÃOFOTÓLISE DA ÁGUAFOTÓLISE DA ÁGUA

CICLO DE CICLO DE CALVINCALVIN

CICLO DE CICLO DE CALVINCALVIN

Autotróficas: sintetizam seu próprio alimento.

BACTÉRIAS FOTOSSINTETIZANTES

6 CO2 + 12 H2S C6H12O6 + 6 H2O + 12 S

Não utilizam água como substrato

doador de H

Não liberam oxigênio

LUZ

Respiração CelularRespiração 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 carboidratoscarboidratos.

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

AdeninaAdenina

PentosePentose

ATPATP

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.

AdeninaAdenina

PentosePentose

ATP ADP + PATP ADP + PEnergiaEnergia

Pausa para respiração...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 anaeróbiaRespiração anaeróbia sem a utilização de O2, também chamada de

FERMENTAÇÃOFERMENTAÇÃO.

• Respiração aeróbiaRespiração 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.

• As reações químicas da fermentação são equivalentes às da glicólise, primeira etapa da respiração celular

• A quebra de uma molécula de glicose gera apenas 2ATPs2ATPs

Glicólise • Na glicólise, cada molécula de glicose é

desdobrada em duas moléculas de piruvato (ácido pirúvico), com liberação de hidrogênio e energia, por meio de várias reações químicas.O hidrogênio combina-se com moléculas transportadores de hidrogênio (NAD), formando NADH + H+, ou seja NADH2.

C6H12O6C3H4O3

Fermentação AlcoólicaFermentação AlcoólicaAs leveduras e algumas bactérias fermentam açucares, produzindo etanol e gás carbônico (CO2) NAD

NADH2 NADH2

NAD

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

Fermentação Láctica

C3H6O3 C3H6O3

Respiração Aeróbia

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

• Rendimento: 38 ATPs por molécula de glicose quebrada.

• Dividida em duas partes:

Respiração Aeróbia

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

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

Equação Geral

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

Membrana interna

Membrana externa

Matriz Mitocondrial

Crista Mitocondrial

Mitocôndria

Esquema mostrando a relação entre a fotossíntese e a respiração celular

O2

H2OH2O

O2 CO2 CO2

Plantas, algas e algumas bactérias

Energia luminosa

Carboidratos e outras moléculas orgânicas

Maioria dos organismos vivos

Energia química p/ o metabolismo celular

CO2 + H2O O2 + carboidratos carboidratos + O2 H2O + CO2

Esquema simplificado

representando as reações dos dois tipos de fermentação

Fermentação

+2H+NADH

Glicose

2 ADP

ATP2 Glicólise

2NAD+

NADH+2

2 Ácido Pirúvico (C3H4O3)

2NAD+ ou CO2

2 acetaldeído (C2H4O)

+2H+NADH2

2 etanol (C2H5OH)

2NAD+

2 acido lático (C3H6O3)

Esquema representando o ciclo de Krebs

Resultado do ciclo de Krebs:

3 NADH

1 FADH2

1 ATP

Acido pirúvico (C3H4O3)

Acetil – CoA (2C)

CO2

Acido cítritrico (6C)

Composto de 5C

CO2

2H

CO2

Composto de 4C

Composto de 4C

2H

Ác. oxalacético (4C)

2HCiclo de Krebs

Aldeido acético

CoA

Pouco reativo

reativa

+CoA

2H

2H

C2H4O

C23H38N7O17P3S

C4H4O5

C6H8O7

NADH2

FAD

2 e- + O O--

H+ H+

H2O

+NAD

2 e-

+

ATPs

Cadeia Transportadora

de Elétrons

Fim...Fim...