FOTOSSÍNTESE
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fotossíntese FOTOSSÍNTESE Constitui 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 Estruturas envolvidas Parede celular Folha Célula clorofilada Núcleo Vacúolo Cloroplasto Tilacóide Membrana externa Membrana interna Esquema da molécula de clorofila Complexo antena Tilacóide DNA Granum Cloroplasto Estroma Granum Membrana do tilacóide A energia na célula Fotossíntese “Montagem” da glicose (armazena energia) a partir da LUZ, CO2, H2O, liberando O2. CO2 + H2O C6H12O6 + O2 • ETAPA FOTOQUÍMICA ou FASE CLARA Ocorre 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 ESCURA: no estroma (ciclo de Calvin – montagem da glicose com utilização de ATP) Ocorre nos grana dos cloroplastos. 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. Esse elétron é passado para uma proteína transportadora presente na membrana dos tilacóides. e- e- Dessa proteína, o elétron é passado para outras proteínas transportadoras presentes na membrana dos tilacóides. ee- Quando o elétron pula de uma proteína para outra, energia é liberada e ATPs são produzidos. ATP e- 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 Reações da fase luminosa: ADP + P 4 H2O + 2 NADP ATP 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. + + ATP ATP G L I C O S E 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 CO2 + 2 NADPH2 12 H2O + 6 CO2 2 NADPH2 + 2 H2O + O2 C6H12O6 + H2O + 2 NADP C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 Fotossíntese Fase clara Fase escura LUZ CO2 ATP HO 2 FOTOFOSFORILAÇÃO FOTÓLISE DA ÁGUA O2 NADPH CICLO DE CALVIN C6H12O6 BACTÉRIAS FOTOSSINTETIZANTES Autotróficas: sintetizam seu próprio alimento. 6 CO2 + 12 H2S LUZ Não utilizam água como substrato doador de H C6H12O6 + 6 H2O + 12 S Não liberam oxigênio Respiração Celular Metabolismo Celular • Metabolismo conjunto de reações químicas que ocorrem no organismo. • Reagentes Energia Produtos 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. ATP Adenina Pentose 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. ATP Energia Adenina Pentose ADP + P 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. • As reações químicas da fermentação são equivalentes às da glicólise, primeira etapa da respiração celular • A quebra de uma molécula de glicose gera apenas 2ATPs 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. C6H12O6 C3H4O3 Fermentação Alcoólica NADH2 NAD NADH2 NAD As leveduras e algumas bactérias fermentam açucares, produzindo etanol e gás carbônico (CO2) 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): 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 Crista Mitocondrial Matriz Mitocondrial Membrana externa Membrana interna Esquema mostrando a relação entre a fotossíntese e a respiração celular CO2 + H2O O2 H2O O2 + carboidratos carboidratos + O2 CO2 CO2 Plantas, algas e algumas bactérias Energia luminosa Carboidratos e outras moléculas orgânicas H2O + CO2 O2 Maioria dos organismos vivos Energia química p/ o metabolismo celular H2O Fermentação Esquema simplificado representando as reações dos dois tipos de fermentação Glicose 2NAD+ 2 ADP 2 NADH+ 2 Glicólise ATP 2 Ácido Pirúvico (C3H4O3) NADH +2H+ 2NAD+ ou CO2 2 acetaldeído (C2H4O) 2 acido lático (C3H6O3) 2 NADH +2H+ 2NAD+ 2 etanol (C2H5OH) Acido pirúvico (C3H4O3) Esquema representando o ciclo de Krebs CoA CO2 2H Pouco reativo Aldeido acético C23H38N7O17P3S C2H4O CoA Acetil – CoA (2C) reativa + C4H4O5 Ác. oxalacético (4C) Acido cítritrico (6C) C6H8O7 Ciclo de Krebs CO2 2H 2H Composto de 5C Resultado do ciclo de Krebs: Composto de 4C CO2 3 NADH 2H 1 FADH2 1 ATP Composto de 4C 2H NAD + NADH2 H+ H+ 2 eFAD H2O + ATPs Cadeia Transportadora de Elétrons 2 e- + O O-- Fim...
