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Metabolismo Energético das Células Fotossíntese Quimiossíntese Respiração Celular Fermentação.

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Apresentação em tema: "Metabolismo Energético das Células Fotossíntese Quimiossíntese Respiração Celular Fermentação."— Transcrição da apresentação:

1 Metabolismo Energético das Células Fotossíntese Quimiossíntese Respiração Celular Fermentação

2 1. Introdução Reações endotérmicas - Característica: Precisam receber energia - Ex.:Fotossíntese e quimiossíntese Reações exotérmicas - Característica: Liberam energia - Ex.:Respiração e fermentação

3 Exotérmica Endotérmica Nível de energia Reagentes Produtos Reagentes Produtos Reação

4 1.1 ATP – Trifosfato de Adenosina Este composto armazena, em suas ligações fosfato, parte da energia desprendida pelas reações exotérmicas e tem a capacidade de liberar, por hidrólise, essa energia armazenada para promover reações endotérmicas.

5 NUCLEOSÍDEO NUCLEOTÍDEO = adenosina monofosfato (AMP)Adenosina difosfato (ADP) Adenosina trifosfato (ATP) Adenina Fosfato Ribose Molécula de ATP

6 A B ADP + Pi ATP Reação endotérmica Reação exotérmica C D e Calor e REAÇÕES ACOPLADAS Reação exotérmica Reação endotérmica ATP em ação

7 2. Fotossíntese É o principal processo autotrófico realizada pelos seres clorofilados, representados por plantas, alguns protistas, bactérias fotossintetizantes e cianobactérias. Os seres fotossintetizantes são fundamentais para a manutenção da vida em nosso planeta, pois são a base das cadeias alimentares e produzem oxigênio. 6CO H 2 O LUZ E CLOROFILA C 6 H 12 O 6 + 6O 2 +6H 2 O Fórmula Geral

8 Célula clorofilada Membrana do tilacóide Esquema da molécula de clorofila Folha Granum Parede celular Cloroplasto Membrana externa Membrana interna Tilacóide Granum Estroma DNA Núcleo Vacúolo Cloroplasto Tilacóide Complexo antena Caminho da Fotossíntese

9 2.1 Etapas Fotoquímica (reação de claro) Necessita de energia luminosa. OBS.: A clorofila reflete a luz verde e absorve com maior eficiência os comprimento de onda das luzes azul e vermelha. Química (reação de escuro) Não necessita de luz, mas sim dos produtos formados na fase fotoquímica.

10 CLOROPLASTOCLOROPLASTO Tilacóide Etapa II QUÍMICA Etapa I FOTOQUÍMICA Luz H2OH2O CO 2 ADP NADP H2OH2O C 6 H 12 O 6 ATP NADPH 2 O2O2 ESTROMAESTROMA Glicose Fotossíntese em ação

11 2.2 Etapa Fotoquímica Ações: Fotofosforilação e Fotólise da água Reagentes: Luz, H 2 O, ADP e NADP Produtos: O 2 / ATP / NADPH 2 Local: tilacóides Fotofosforilação adição de fostato (fosforilação) em presença de luz (foto) com a transferência da energia captada pela clorofila para as moléculas de ATP. Fotólise da água quebra da água por enzimas localizadas nos tilacóides, sob a ação da luz, liberando O 2 e formação de NADPH 2

12 Fotólise da água: quebra da molécula de água em presença de luz Luz Clorofila Fotofosforilação: adição de fosfato em presença de luz ATP ADP O2O2 2 NADPH 2 4 H e - +2 H 2 O 4 H NADP

13 2.3 Etapa Química Ações: Ciclo das pentoses Reagentes: CO 2, ATP e NADPH 2 Produtos: Carboidratos e H 2 O Local: Estroma Ciclo de pentoses proposto por Melvin Calvin (1961) Fixação do carbono, elemento presente no meio abiótico que passa para o biótico

14 6C O NADPH 2 + nATP C 6 H 12 O H 2 O + nADP + nP Equação da etapa química

15 2.5 Observações As partes verdes das plantas, representadas principalmente pelas folhas, são as únicas capazes de realizar fotossíntese. O oxigênio liberado pela fotossíntese realizada pelos eucariontes e cianobactérias provém da água, e não do gás carbônico (Cornelius van Niel em 1930 bactéria vermelhas sulfurosas) Principais tipos de clorofila: a eucariontes e cianobactérias b plantas e algas verdes c algas pardas e diatomáceas d algas vermelhas bacterioclorofila bactérias fotossintetizantes O açúcar produzido na fotossíntese parte serve para sintetizar outras moléculas orgânicas (sacarose, celulose) utilizada pelas mitocôndrias (cerca de 50%), reserva na forma de amido (raízes, tubérculos e frutos).

16 3. Quimiossíntese Processo em que a energia utilizada na formação de compostos orgânicos, a partir de gás carbônico(CO 2 ) e água (H 2 O), provém da oxidação de substâncias inorgânicas. Principais bactérias quimiossintetizantes: FERROBACTÉRIAS oxidação de compostos de ferro. NITROBACTÉRIAS oxidação da amônia (NH 3 ) ou de nitritos (NO 3 ) (importantes no ciclo do nitrogênio). Nitrossomas & Nitrobacter

17 4. Respiração Processo de síntese de ATP que envolve a cadeia respiratória. Tipos AERÓBIA em que o aceptor final de hidrogênios é o oxigênio. ANAERÓBIA em que o aceptor final de hidrogênio não é o oxigênio e sim outra substância (sulfato, nitrato)

18 MITOCÔNDRIACITOPLASMA Glicose (6 C) C 6 H 12 O 6 Glicose (6 C) C 6 H 12 O 6 2 CO 2 Ciclo de Krebs 4 CO 2 2 ATP H2H2 FASE ANAERÓBIAFASE AERÓBIA 6 H 2 O CADEIA RESPIRATÓRIA Saldo de 32 ou 34 ATPs 6 O 2 Piruvato (3 C) GLICÓLISE Saldo de 2 ATP Respiração em Eucariontes

19 4.1 Respiração Aeróbia Utilizadas por procariontes, protistas, fungos, plantas e animais. Molécula principal: glicose. Etapas: Glicólise (não usa O 2 ). Ciclo de Krebs Cadeia respiratória (usa O 2 ) Obs.: Procariontes: glicólise e ciclo de Krebs ocorrem no citoplasma e a cadeia respiratória na membrana. Eucariontes: glicólise ocorre no citossol, e nas mitocôndrias o ciclo de Krebs (matriz) e a cadeia respiratória (cristas).

20 4.1.2 Glicólise Função: quebra de moléculas de glicose e formação do piruvato. Local: citossol Procedimento: Glicose 2 piruvato: liberação de hidrogênio e energia. NAD NADH :energia usada na síntese de ATP. O piruvato formado entra na mitocôndria e segue para o ciclo de Krebs.

21 P ~ 6 C ~ P 3 C Piruvato Glicose (6C) C 6 H 12 O 6 ADP ATP ADP ATP 1. Duas moléculas de ATP são utilizadas para ativar uma molécula de glicose e iniciar a reação. 3 C ~ P 2. A molécula de glicose ativada pelo ATP divide-se em duas moléculas de três carbonos. Pi NAD P ~ 3 C ~ P NADH NAD P ~ 3 C ~ P NADH 3. Incorporação de fosfato inorgânico e formação de NADH. P ~ 3 C ADP ATP P ~ 3 C ADP ATP 4. Duas moléculas de ATP são liberadas recuperando as duas utilizadas no início. ADP ATP ADP ATP 5. Liberação de duas moléculas de ATP e formação de piruvato. Glicólise

22 4.1.3 Ciclo de Krebs Nomes: ciclo do ácido cítrico ou ácido tricarboxílico. Mentor: Hans Adolf Krebs, 1953) Local: matriz mitocondrial Procedimento: Piruvato acetil : liberação de CO 2 e H. Acetil Acetil-coenzima A (acetil-CoA) : entra no ciclo de Krebs. Ciclo de Krebs: liberação de CO 2, ATP, NADH, FADH 2 Obs.: todo o gás carbônico liberado na respiração provém da formação do acetil e do ciclo de Krebs.

23 4.1.4 Cadeia respiratória Função: formação de ATP Local: crista mitocondrial Procedimento: Fosforilação oxidativa:transferência de hidrogênios pelos citocromos, formando ATP e tendo como aceptor final o oxigênio e a formação de água Obs.: O rendimento energético para cada molécula de glicose é de 38 moléculas de ATP.

24 Citosol Crista mitocondrial Mitocôndria Glicose (6 C) C 6 H 12 O 6 Total: 10 NADH 2 FADH 2 1 ATP 1 NADH Piruvato (3 C) 6 O 2 6 H 2 O 32 ou 34 ATP 6 NADH 2 FADH 2 ATP 4 CO 2 2 CO 2 2 NADH 2 acetil-CoA (2 C) Ciclo de Krebs Visão geral do processo respiratório em célula eucariótica

25 4.2 Respiração Anaeróbia Utilizada por bactérias desnitrificantes do solo como a Pseudimonas disnitrificans, elas participam do ciclo de nitrogênio devolvendo o N 2 para a atmosfera. Molécula principal: glicose e nitrato. Fórmula: C 6 H 12 O 6 + 4NO 3 6CO 2 + 6H 2 O + N 2 + energia

26 5. Fermentação Processo anaeróbio de síntese de ATP que ocorre na ausência de O 2 (solos profundos e regiões com teor de O 2 quase zero) e que não envolve a cadeia respiratória. Aceptor final: composto orgânico. Seres Anaeróbios: ESTRITOS: só realiza um dos processos anaeróbios(fermentação ou respiração anaeróbia) Ex.: Clostridium tetani FACULTATIVAS: realizam fermentação ou respiração aeróbia. Ex.: Sacharomyces cerevisiae Procedimento: Glicose degradada em substâncias orgânicas mais simples como : ácido lático (fermentação lática) e álcool etílico (fermentação alcoólica)

27 5.1 Fermentação Lática O piruvato é transformado em ácido lático. Realizada por bactérias, fungos protozoários e por algumas células do tecido muscular humano. Exemplos: Cãibra: fermentação devido à insuficiência de O 2 Azedamento do leite. Produção de conservas.

28 Glicólise Glicose (6 C) C 6 H 12 O 6 ATP Piruvato (3 C) NADH Ácido lático 3 C NAD Ácido lático 3 C NAD Fermentação Lática

29 5.2 Fermentação Alcoólica O piruvato é transformado em álcool etílico. Realizada por bactérias e leveduras. Exemplos: Sacharomyces cerevisiae produção de bebidas alcoólicas (vinho e cerveja) Levedo fabricação de pão.

30 Glicólise Glicose (6 C) C 6 H 12 O 6 ATP Piruvato (3 C) NADH CO 2 Álcool etílico 3 C NAD Fermentação Alcoólica

31 Glicólise Glicose (6C) C 6 H 12 O 6 ATP NADH Ácido acético 3 C CO 2 NAD NADH 2 H2OH2O Ácido acético 3 C CO 2 NAD NADH 2 H2OH2O Piruvato (3 C) Fermentação Acética

32 Glicose ácido lático + 2 ATP Fermentação Lática Glicose álcool etílico + CO ATP Fermentação Alcoólica Glicose ácido acético + CO ATP Fermentação Acética Glicose + O 2 CO 2 + H 2 O + 36 ou 38 ATP Respiração Resumo dos Tipos de fermentação e a respiração


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