Metabolismo Energético

Apresentação em tema: "Metabolismo Energético"— Transcrição da apresentação:

1 Metabolismo Energético
BioApoio Metabolismo Energético Módulo 9 Módulo 9 (I) - Processos endergônicos: Fotossíntese 1

2 Reações químicas, acoplamento de reações e ATP
Reação química: R+R = P Reações químicas endergônicas Fotossíntese e quimiossíntese Reações químicas exergônicas (reagentes possuem mais energia que os produtos) Respiração e Fermentação

3 Combustão não biológica X respiração
Energia (ATP) Energia (ATP) Energia (calor) Energia (ATP) Energia (ATP) Energia (ATP) Nível de energia Nível de energia Combustão não biológica Respiração

4 Acoplamento de reações: uma substância é encarregada de “dirigir” o aproveitamento de energia das reações exergônicas Adenosina trifosfato (ATP): por hidrólise libera energia movimento produção de calor macromoléculas outras funções

5 ATP: ligações de fosfato são altamente energéticas
ATP - ADP - AMP ATP Pi + Energia AMP Pi + Energia Reações reversíveis.

6 Transportadores de hidrogênios: NAD+, NADP+ e FAD
Reações de síntese e degradação de moléculas orgânicas liberam elétrons e átomos de hidrogênio energizados Desidrogenases Reações de óxido-redução Reagente que perde e-: oxidado Regente que recebe e-: reduzido Captadores de e- NAD+, NADP+ e FAD (formas oxidadas) Nicotinamida-Adeninda-Dinucleotídeo Flavina-Adenina-Dinucleotídeo NAD+ NADH NADP NADPH FAD FADH2

7 NAD e NADP: coenzimas das desidrogenases
NAD+ e FAD : processos CATABÓLICOS (quebra de moléculas - fermentação e respiração) NADP+ : processos ANABÓLICOS (síntese de moléculas – fotossíntese e quimiossíntese) NAD e NADP: coenzimas das desidrogenases

8 Relembrando... Por meio da fotossíntese, os seres autótrofos fixam a energia da radiação luminosa em ligações químicas da glicose. Pela respiração celular, a glicose é degradada e a energia liberada é convertida de modo que possa ser utilizada na realização das atividades celulares (metabolismo).

9 FOTOSSÍNTESE Energia contida nos fótons é captada por pigmentos ou sistemas de pigmentos; Os pigmentos tem, então, seus elétrons excitados (nível mais alto de energia). Dissipada como calor; Emitida na forma de radiação; Convertida em energia química

10 Membranas dos tilacóides contém complexos de pigmentos:
Fotossistema I / Complexo PS I / P 700 Fotossistema II / Complexo PS II / P 680 Acompanhe os eventos que ocorrem em ambos sistemas:

11 Fotossistema I HOH Luz Clorofila a HOH Clorofila a

12 Elétrons excitados/ ativados
HOH e- e- HOH e- Elétrons excitados/ ativados Fotólise da água - - - - e- + e- e- + + e- O2 +

13 (prótons da fotólise da água)
Ferridoxina e- + + + + e- Ferridoxina (prótons da fotólise da água) e- e- + NADP + e- + e- NADP + e- = NADP H2 = 2 NADP H2 NADP H2

14 Elétrons provenientes da fotólise da água no fotossistema I
Uma vez de posse de dois elétrons, se o NADP receber mais dois prótons, isso equivalerá a ele ter recebido dois átomos de hidrogênio completos. Fotossistema II: clorofila b - - - Clorofila b - Elétrons provenientes da fotólise da água no fotossistema I

15 Fotossistema II e- e- e- e- e- e- ATP e- Luz Clorofila b Plastoquinona
aceptor e- ATP estado fundamental aceptor e- Clorofila a (F. I)

16 FOTOSSISTEMA I= NADPH2 FOTOSSISTEMA II= ATP
Da plastoquinona, os elétrons vão sendo transferidos para uma série de aceptores cujo nível energético é cada vez menor. Com isso, a energia contida nos elétrons vai sendo liberada e armazenada nas ligações químicas do ATP. (para a formação do ATP são necessárias moléculas de ADP e fosfato: FOTOFOSFORILAÇÃO) Elétrons recebidos pela clorofila b (fotólise da água) = fotofosforilação acíclica. FOTOSSISTEMA I= NADPH2 FOTOSSISTEMA II= ATP

17 FOTOFOSFORILAÇÃO CÍCLICA!
Apenas no fotossistema I (ao mesmo tempo da fotofosforilação acíclica): Cadeia de transportadores: citocromos FOTOFOSFORILAÇÃO CÍCLICA! Luz e- Clorofila a e- Ferridoxina e- citocromo ATP estado fundamental e- citocromo Clorofila a

18 Etapa fotoquímica (1ª): totalmente dependente de luz: fotofosforilação cíclica e acíclica.
Energia luminosa é primeiramente convertida em energia elétrica (fluxo de e- entre aceptores) e, posteriormente, em energia química, armazenada nas ligações do NADPH2 e do ATP. Essa energia pode ser utilizada para síntese de substâncias carbonadas (fixação do carbono): CICLO DE CALVIN.

19 Fase escura: Ciclo de Calvin.
Não depende de luz Necessário que haja NADPH2 e ATP Estroma do cloroplasto ribulose- 1,5 – difosfato (RuDP)

20 BioApoio carboxilação Ganho líquido! (gliceraldeído- fosfato)

21 O número de moléculas de RuDP não se alterou
6RuDP +6CO ATP+ 12NADPH RuDP+ C6H12O6 +18 Pi+ 18 ADP +18 NADP O número de moléculas de RuDP não se alterou O número de moléculas de CO2 é o mesmo que o de átomos de carbono da glicose O número de ATP, Pi e ADP é o mesmo O número de NADPH2 é o mesmo que o de NADP e o de hidrogênios da glicose. Simplificando a fotossíntese... 6CO H2O C6H12O6 + 6O2 + 6H2O Durante muito tempo pensou-se que o oxigênio liberado pela fotossíntese fosse proveniente do gás carbônico. Questão 14

22 Algumas bacterioclorofilas são fotossintetizantes
Quimiossíntese Energia para produzir seus compostos orgânicos vem de compostos químicos Energia liberada de outras reações (oxidação) 2H2S + O H2O+2S + Energia Bactérias Não envolve plastos ou pigmentos Algumas bacterioclorofilas são fotossintetizantes

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25 C3, C4 e CAM Condição ambiental: abrir ou fechar estômatos; Água;
Plantas tropicais: alta intensidade luminosa, temperatura – estômatos fechados durante o dia / reduz a transpiração; C4 (milho e cana) CAM (abacaxi, cactos, plantas com folhas suculentas, bromélias..) Mas e o CO2?

26 Ciclo de Calvin não é a única maneira de fixar o carbono:
Ciclo C4: oxaloacetato (4C) / C.C. = fosfoglicerato (3C); Produzido a partir de CO2 contido em câmaras de ar. Convertido em malato – pode ficar armazenado CO2 e piruvato PEP: oxaloacetato Malato C3 C4 CO2

27 Plantas CAM: C4 durante a noite, pois abrem os estômatos
Malato fica armazenado (ácido málico) Durante o dia: C3