Metabolismo Energético das Células. Fotossíntese Quimiossíntese Respiração Celular Fermentação

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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 Reação Nível de energia Produtos Reagentes Endotérmica Nível de energia Reagentes Produtos Exotérmica

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

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

7 Energia solar Oxigênio (O2) Água e sais minerais Gás carbônico (CO2) 7

8 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. Fórmula Geral 6CO H 2 O LUZ E CLOROFILA C 6 H 12 O 6 + 6O 2 +6H 2 O

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

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11 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.

12

13 Fotossíntese em ação Luz H 2 O CO 2 C L O R O P L A S T O Etapa I FOTOQUÍMICA Tilacóide ADP ATP NADPH 2 NADP Etapa II QUÍMICA E S T R O M A O 2 H 2 O C 6 H 12 O 6 Glicose

14 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

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

16 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

17 Equação da etapa química 6C O NADPH 2 + natp C 6 H 12 O H 2 O + nadp + np

18 2.5 Observações O oxigênio liberado pela fotossíntese realizada pelos eucariontes e cianobactérias provém da água, e não do gás carbônico. 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).

19 Todo ser vivo precisa de energia para continuar existindo. É por isso que nos alimentamos. O alimento fornece o "combustível" necessário para nosso corpo realizar atividades fundamentais, como respirar, manter os ritmos dos batimentos cardíacos, etc. Com as plantas acontece o mesmo. Elas precisam de energia para crescer e continuar vivas. Só que, ao contrário dos animais, as plantas são capazes de produzir seu próprio alimento. Isso é feito pela fotossíntese. 19

20 As plantas estão na base da cadeia alimentar, pois delas dependem a sobrevivência dos animais herbívoros, que, por sua vez alimentam os animais carnívoros. Planta Animal que come planta (herbívoro) Animal que come outro animal (carnívoro) 20

21 As etapas da fotossíntese Podemos resumir o mecanismo da fotossíntese da seguinte maneira: 1) Os pêlos existentes nas raízes das plantas absorvem a água e os sais minerais do solo. Esse material é chamado de seiva bruta. 2) A seiva bruta percorre os minúsculos vasos que saem da raiz, seguem pelo caule e chegam até as folhas. 3)Enquanto a seiva bruta faz esse trajeto, o gás carbônico existente na atmosfera penetra na planta através de poros microscópicos (estômatos) existentes na superfície das folhas. 4) Na folha, graças à energia solar acumulada pela clorofila, a água e o gás carbônico reagem entre si, produzindo alimento (glicose). 5)A glicose é conduzida ao longo dos canais existentes na planta para todas as partes do vegetal. Ela utiliza parte desse alimento para viver e crescer; a outra parte fica armazenada na raiz, caule e sementes, sob a forma de amido.

22 O fenômeno da fotossíntese neutraliza o carbono em um ambiente. Por isso, as árvores são plantadas para ajudar na absorção do gás carbônico. 1 A fotossíntese somente ocorre onde há luz solar. 2 O gás carbônico vem do ar e entra através das folhas. 3 As folhas contém um pigmento chamado clorofila que guarda a energia do sol. Clorofila pigmento verde das folhas Produção de alimento (ou açúcar) 4 A raiz da planta reúne a água sugada pelo solo. 5 As folhas usam a clorofila e a luz do sol para trocar a água e o gás carbônico em comida ou açúcar para as plantas. 6 O oxigênio é liberado para o ar. 22

23 FATORES QUE AFETAM A FOTOSSÍNTESE Taxa de fotossíntese P.S.L 0,03 0,3 %CO 2 Intensidade luminosa 40 C CO 2 absorvido na Fotossíntese Ponto de Compensação Fótico CO 2 liberado na Respiração Intensidade luminosa

24 E aí... Amazônia: o pulmão do mundo? Você já ouviu dizer que a Amazônia é o pulmão do mundo? Até algum tempo atrás, acreditava-se que, pelas dimensões da floresta, a região Amazônica seria a grande responsável pela manutenção dos níveis de oxigênio da Terra. No entanto, hoje em dia, se acredita em um novo "pulmão": as algas marinhas. Além da clorofila, em geral, as algas possuem diversos pigmentos: azul, verde, marrom, amarelo e vermelho, utilizando-os para fazer fotossíntese. Esses organismos são tão numerosos, que se atribui à sua fotossíntese a maior parte do oxigênio existente no planeta.

25 Algas marinhas 25

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