AULA 07 FOTOSSÍNTESE E RESPIRAÇÃO

FOTOSSÍNTESE

A FOTOSSÍNTESE Equação geral: 12 H2O + 6 CO2 C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 É o processo de CONVERSÃO de ENERGIA LUMINOSA em ENERGIA QUÍMICA. Equação geral: 12 H2O + 6 CO2 C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 LUZ CLOROFILA

Plastos São estruturas citoplasmáticas que apresentam no seu interior um conjunto de pigmentos absor- vedores de luz e seu próprio material genético. São responsáveis pela fotossíntese e estão presentes em células de algas e de vegetais.

Cloroplasto Organela presente nos autótrofos fotossintetizantes eucariotos onde encontramos a clorofila. Clorofila  pigmento necessário para a realização da fotossíntese.

ATP Adenina Pentose

ATP ATP = Adenosina tri-fosfato Armazena nas suas ligações fosfatos a energia liberada na quebra da glicose. Quando a célula precisa de energia para realizar alguma reação química, as ligações entre os fosfatos são quebradas, energia é liberada e utilizada no metabolismo celular.

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 ADP + P Energia Adenina Pentose

CO2 + H2O C6H12O6 + O2 Fotossíntese “Montagem” da glicose (armazena energia) a partir da LUZ, CO2, H2O, liberando O2. CO2 + H2O C6H12O6 + O2 ETAPA FOTOQUÍMICA ou FASE CLARA: nos tilacóides (fotofosforilação – ATP fotólise da H2O – NADPH e O2) ETAPA QUÍMICA ou FASE ESCURA: no estroma (ciclo de Calvin – montagem da 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.

ETAPA FOTOQUÍMICA Ocorre nos grana dos cloroplastos.

Fase Clara Ocorre nas membranas dos tilacóides. É necessária a presença da luz para que ocorra. Acontecem dois processos: Fosforilação Fotólise da água.

ETAPA FOTOQUÍMICA Reações da fase luminosa: ADP + P ATP 4 H2O + 2 NADP 2 NADPH2 + 2 H2O + O2 LUZ CLOROFILA

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

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

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. e- e- ATP e- ATP

Fotólise da água Quebra da água pela energia da luz.

Etapa fotoquímica O2 2 H2O 4 H+ + 4 e- + 4 H+ + 2 NADP 2 NADPH2 ADP Fotólise da água: quebra da molécula de água em presença de luz Luz O2 2 H2O 4 H+ + 4 e- + Clorofila 4 H+ + 2 NADP 2 NADPH2 Fotofosforilação: adição de fosfato em presença de luz ADP ATP

Aceptores intermediários de H NAD e FAD são aceptores intermediários de hidrogênio, ligando-se a prótons H+ “produzidos” durante as etapas da respiração e cedendo-os para o oxigênio, que é p aceptor final de hidrogênios

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

ETAPA QUÍMICA 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.

ETAPA QUÍMICA Há a utilização dos produtos da fase luminosa (ATP e NADPH2). Absorção e fixação do CO2. Formação de açúcar.

G L I C O S E + ATP + ATP

Pausa para respiração...

RESPIRAÇÃO CELULAR

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. Pode ser: alcoólica ou láctica

Fermentação Alcóolica Utilização pelo homem: Produção de Bebidas alcóolicas

Fermentação Alcóolica Utilização pelo homem: Produção de pães e bolos - fermento biológico

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.

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

Respiração Celular Glicólise – ocorre no hialoplasma. Ciclo de Krebs – dá-se no interior das mitocôndrias ao nível da matriz mitocondrial. Cadeia respiratória – acontece no interior das mitocôndrias, nas cristas mitocondriais.

Glicólise Quebra da glicose em duas moléculas de piruvato + NADH + ATP

Glicólise – ocorre no hialoplasma.

C6H1206 (glicose) 2 C3H4O3 + 4 ATP 1ª ETAPA - GLICÓLISE Gasto de 2 ATP (ácido piruvico)

...mas como há a presença de O2... Há a formação de 2 NADH2 e o ACIDO PIRUVICO penetra nas MITOCÔNDRIAS. C6H1206 (glicose) Gasto de 2 ATP + 2 NADH2 2 C3H4O3 + 4 ATP Para ultrapassar a membrana mitocondrial há gasto de 2 ATP!!!

Ciclo de Krebs – dá-se no interior das mitocôndrias ao nível da matriz mitocondrial.

RENDIMENTO ENERGÉTICO DO CICLO DE KREBS: 2 ATP Os elétrons dos átomos de hidrogênio transportados pelo NADH e pelo FADH2 inicia a CADEIA TRANSPORTADORA DE ÉLETRONS.

Cadeia respiratória – acontece no interior das mitocôndrias, nas cristas mitocondriais.

Cadeia Transportadora de Elétrons Também chamado de Fosforilação Oxidativa. É um sistema de transferência de elétrons provenientes do NADH2 e FADH2 até a molécula de oxigênio. Nesta etapa ocorre a formação de 34 ATP

RENDIMENTO ENERGÉTICO DA RESPIRAÇÃO AERÓBIA ETAPA RENDIMENTO GLICÓLISE + 2 ATP ENTRAR NA MITOCÔNDRIA - 2 ATP CICLO DE KREBS + 2 ATP FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA + 34 ATP 36 a 38 ATP TOTAL

RENDIMENTO ENERGÉTICO GLICÓLISE (CITOSOL) 2 ATP CICLO DE KREBS (MATRIZ MITOCONDRIAL) 2 ATP CADEIA RESPIRATÓRIA (CRISTAS MITOCONDRIAIS) 26 ATP Total = 30 ATP a partir de 1 glicose

Resumindo... Glicólise: 2 ATPs + 2 NADH Formação do Acetil-CoA: 2 NADH + 2 CO2 Ciclo de Krebs: 6 NADH + 2FADH + 2 ATPs + 2 CO2 Cadeia Transportadora de Eletrons:

Resumindo... 38 ATPs Cadeia Transportadora de Eletróns: NADH  3 ATPs FADH  2 ATPs 10 NADH  30 ATPs 2 FADH  4 ATPs  4 ATPs 38 ATPs