METABOLISMO CELULAR

PROFESSORA : ADRIANNE MENDONÇA

H14 – Identificar padrões em fenômenos e processos vitais dos organismos, como manutenção do equilíbrio interno,

defesa, relações com o ambiente, sexualidade, entre outros.

H15 – Interpretar modelos e experimentos para explicar fenômenos ou processos biológicos em qualquer nível de

organização dos sistemas biológicos.

H16 – Compreender o papel da evolução na produção de padrões, processos biológicos ou na organização

taxonômica dos seres vivos.

Crescimento celular, reprodução, manutenção e movimento

Componentes celulares tais como proteínas (enzimas), DNA, RNA, carboidratos,

lipídios e estruturas celulares complexas

Produtos da degradação servem como unidades

básicas para a produção dos compostos celulares

Síntese DegradaçãoAcoplamento Acoplamento de energiade energia LiberaçãoConsumo

Reações endergônicas

x

Reações exorgônicas

Fosforilação

X

Transporte de elétrons

Composto reduzido

Composto oxidado

Consumo

Liberação

REDUÇÃO

OXIDAÇÃO

CATABOLISMO

ANABOLISMO

Fotossíntese

O que é Fotossíntese? Processo bioquímico de transformação de energia solar

em energia química.

Ocorre a produção de substâncias orgânicas a partir de inorgânicas e supre a atmosfera de oxigênio.

EQUAÇÃO GERAL DA EQUAÇÃO GERAL DA FOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESE

Representação da equação química da fotossíntese

Organismos capazes de fazer fotossíntese

Plantas

Algas verdes

Cianobactérias e outras bactérias

Alguns protistas

Origem da Fotossíntese

No início (cerca de 3 a 2 bilhões de anos ): CO2 e o H2S.

FOTOSSÍNTESE ANOXIGÊNICA

Realizado pelas sulfobactérias que viviam ao redor de fendas vulcânicas submersas e iluminadas.

A 2,3 bilhões de anos: observa-se a formação da hematita

FOTOSSÍNTESE OXIGÊNICA

O processo de fotossíntese alterou a atmosfera, pois na quebra da água ocorre liberação de

oxigênio que levou ao aparecimento da camada de ozônio, cerca de 450 milhões de anos.

Cloroplasto

PIGMENTOS FOTOSINTETIZANTES A ABSORÇÃO DE LUZ É O PRIMEIRO PASSO PARA A

CONVERSÃO DE ENERGIA LUMINOSA EM ENERGIA QUÍMICA.

Clorofila (A, B, C) bacterioclorofila, carotenóides (carotenos e xantofilas) ficobilinas

Fases Clara e Escura

Fotólise da ÁguaFormação de NADPHFotofosforilação

Fase clara ou etapa fotoquímica

• Ocorre nos Ocorre nos tilacóidestilacóides

• Depende da energia luminosaDepende da energia luminosa

Fotólise da Água

Fotofosfori lação

Cadeia Transportadora de Elétrons e Fabricação de

ATP

União entre as duas fases

Alguns produtos obtidos na fase fotoquímica são utilizados na fase química.

NADPH

ATP

Fase escura ou Etapa Química

Ocorre no estroma do cloroplasto, sem a necessidade de luz.

NADPH2 e ATP.

O produto final dessa fase é a Glicose.

Estágios do Ciclo de Calvin

Fixação de CO2

Formação de GLICOSE

Regeneração da ribose 1,5-bifosfato

Fatores que interferem na Fotossíntese

Intensidade Luminosa.

Concentração de CO2.

Temperatura

Água

Oxigênio

QuimiossíntesQuimiossíntesee

O que é Quimiossíntese?

Processo bioquímico que consiste na fabricação de substâncias orgânicas a partir da energia liberada em reações

químicas inorgânicas.

É realizado por algumas bactérias autotróficas.

Equação Básica da Quimiossíntese

Bactérias Metanogênicas

São bactérias que obtêm energia a partir da reação entre gás hidrogênio (H2) e gás carbônico (CO2), produzindo gás metano.

Vivem em ambientes anaeróbicos, isto é, pobres em gás oxigênio, tais como depósitos de lixo, fundos de pântanos e tubos digestivos de animais.

Ferrobactérias

4FeO + O2 → 2Fe2O3

↓

Energia

↓6CO2 + 6H2O → C6H12O6 +6O2

Sulfobactérias

H2S +½ O2 → H2O + S↓

Energia ↓

CO2 + H2O → C(H2O) +O2

Bactérias relacionadas ao ciclo do nitrogênio

Bactérias Nitrossomonas e Nitrobacter participam do ciclo do nitrogênio e são encontradas no solo.

Conseguem se desenvolver em ambientes desprovidos de luz e matéria orgânica.

As Nitrossomonas obtêm energia por meio da oxidação da amônia presente no solo,

transformando-as em nitritos.

2NH3 + 3O2 → 2HNO3 + 2H2O + energia

As Nitrobacter utilizam o nitrito, oxidando-o a nitrato.

2HNO2 + O2 → 2HNO3 + energia

Vamos ver no ENEM!!!

Respiração Respiração

CelularCelular

O que é respiração aeróbia?

Processo de obtenção de energia química a partir da degradação de moléculas

orgânicas OXIDAÇÃO DE COMPOSTOS

ORGÂNICOS DE ALTO TEOR ENERGÉTICO

Ocorre no citoplasma e no interior das mitocôndrias

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energia

Equação da Respiração Aeróbia

Mitocôndria Mitocôndria

Fases da Respiração Fase anaeróbica Ocorre na ausência de oxigênio Ocorre no citosol Tem como etapa a Glicólise

Fase aeróbica Exige participação de oxigênio Ocorre nas mitocôndrias Tem como etapas o Ciclo de Krebs e a

Cadeia Respiratória.

GLICOSE

C6H12O6

2 Ácidos pirúvicos (Piruvato)

C3H4O3

2 NAD+

2 NADH2

2 ADP + 2 Pi

2 ATPO NAD retira H da glicose

Parte da energia que é liberada é utilizada para formação de ATP.

FASE ANAERÓBICA

GlicóliseGlicólise

Obs.: Para entrar na mitocôndria, local onde ocorre o

próximo passo da respiração, o piruvato é descarboxilado e associa-se à Co-enzima A

O NAD retira H do Piruvato

FASE AERÓBIACiclo de Krebs ou Ciclo do

Ácido Cítr ico

A molécula de acetil-CoA é completamente degradada.

Os produtos finais são duas moléculas de CO2, elétrons energizados e íons H+.

Ocorre na matriz mitocondrialOcorre na matriz mitocondrial.

Cada volta do ciclo produz: 1 ATP 3 NADH 1 FADH2

2 CO2

Todas as etapas do ciclo ocorrem duas vezes por molécula de glicose degradada, uma vez que são produzidos duas moléculas de piruvato.

Cadeia Respiratória

Ocorre nas cristas mitocondriaisOcorre nas cristas mitocondriais.

Os H retirados da glicose, presentes no FADH2 e NADH2, são transportados até o O, formando água, através de proteínas transportadoras de elétrons presentes na membrana CITOCROMOS, QUINONAS E PROTEÍNAS Fe-S

Os elétrons liberam gradativamente seu excesso de energia

A falta de O2 mata a célula por asfixia, pois bloqueia a cadeia respiratória.

Rendimento energético da respiração

Produção de ATP e locais onde ocorrem as etapas da fotossíntese

Respiração Anaeróbica

Degradação de substâncias orgânicas em gás carbônico e água, usando como reagente outro elemento diferente do oxigênio.

C6H12O6 + substância inorgânica →

CO2 + H2? + energia

Muitas bactérias, na falta de O2, utilizam nitritos, nitratos, sulfatos ou carbonatos para oxidar a matéria orgânica. Esses elementos

funcionam como aceptores finais de elétrons.

Exemplo: Pseudomonas denitrificans

Organismos que a realizam

Anaeróbios estritos: Não toleram O2, por não possuir enzimas do Ciclo de Krebs e da Cadeia Respiratória.

Anaeróbios Facultativos: Utilizam a respiração aeróbia na presença de O2 e na sua ausência utilizam a respiração anaeróbia.

Fermentação

O que é Fermentação?

Degradação incompleta de substâncias orgânicas liberando compostos carbônico

menores.

Envolve uma série de reações de oxi-redução, tendo como aceptor final de elétrons um

composto orgânico.

Principais organismos que realizam fermentação

Leveduras

Bactérias

Células musculares

Sementes em germinação

Tipos de Fermentação

Fermentação láctica: O produto final é o ácido lático.

Não há liberação de CO2.

Fermentação Alcóolica: O produto final é o etanol

Há liberação de CO2.

Vamos ver no ENEM mais uma

vez!!!