O documento discute os processos de bioenergética em seres vivos, incluindo a produção e uso de energia nas células através da respiração celular e da fotossíntese. A respiração celular quebra moléculas orgânicas como a glicose para produzir energia armazenada no ATP, enquanto a fotossíntese usa a energia solar, CO2 e H2O para sintetizar glicose a partir do dióxido de carbono. Essas reações químicas fundamentais permitem

1. BIOENERGÉTICA
A energia e os seres vivos

2. Energia
É a capacidade de produzir
um trabalho ou realizar uma ação.

3. Energia e vida
A cada nível temos menos energia disponível.

4. Alimentos e energia
Nos
alimentos
a energia
é indicada
por
calorias
(Cal)
ou Joules
(J).

5. Calculando as calorias
Se olharmos para a tabela nutricional no verso de um pacote
de aveia, sabor açúcar mascavo, descobriremos que contém
160 calorias. Isso significa que se colocássemos essa aveia
em um prato, levássemos ao fogo e a queimássemos
completamente (o que na verdade é um pouco complicado), a
reação produziria 160 quilocalorias (lembre: as calorias do
alimento são quilocalorias) - energia suficiente para levantar a
temperatura de 160 quilogramas de água em 1º C. Se
olhássemos a tabela nutricional com mais cuidado, veríamos
que nossa aveia contém 2 gramas de gordura, 4 gramas de
proteína e 32 gramas de carboidratos, produzindo um total de
162 calorias (aparentemente, os fabricantes de alimentos
gostam de arredondá-las). Dessas 162 calorias, 18
são de gordura (9cal x 2gr), 16 de proteína (4cal
x 4gr) e 128 de carboidratos (4cal x 32g).

6. METABOLISMO
Metabolismo (do grego metabolismos, μεταβολισμός,
que significa "mudança", troca) é o conjunto
de transformações que assubstâncias químicas sofrem
no interior dos organismos vivos. O termo
"metabolismo celular" é usado em referência ao
conjunto de todas as reações químicas que ocorrem
nas células. Estas reações são responsáveis pelos
processos de síntese e degradação dos nutrientes na
célula e constituem a base da vida, permitindo
o crescimento e reprodução das células, mantendo as
suas estruturas e adequando respostas aos seus
ambientes.

7. METABOLISMO
O metabolismo é normalmente dividido em dois
grupos: anabolismo e catabolismo.
Reações anabólicas, ou reações de síntese, são reações químicas
que produzem nova matéria orgânica nos seres vivos. Sintetizam-
se novos compostos (moléculas mais complexas) a partir de
moléculas simples (com consumo de ATP).
Reações catabólicas, ou reações de decomposição/degradação,
são reações químicas que produzem grandes quantidades de
energia livre (sob a forma de ATP) a partir da decomposição ou
degradação de moléculas mais complexas (matéria orgânica).
Quando o catabolismo supera em atividade o anabolismo, o
organismo perde peso, o que acontece em períodos
de jejum ou doença; mas se o anabolismo superar o catabolismo, o
organismo cresce ou ganha peso. Se ambos os processos estão
em equilíbrio, o organismo encontra-se em equilíbrio
dinâmico ou homeostase.

8. METABOLISMO

11. Reações exergônicas
(catabolismo) → que
liberam energia para o
trabalho celular a partir
do potencial de
degradação dos
nutrientes orgânicos;
Reações endergônicas
(anabolismo) → que
absorvem energia
aplicada ao
funcionamento da
célula, produzindo
novos componentes.

12. Reações químicas e Energia

13. As enzimas e a Energia de Ativação

14. As enzimas são biocatalizadoras diminuindo
assim a Energia de Ativação, o que leva a
aceleração das reações químicas.

17. ATP: a “moeda energética”

18. Adenosina Trifosfato (ATP)
ATP ADP + P

19. Importância do ATP

21. Calorias e ATP
A glicose armazena cerca de 686 mil calorias por mol, valor
que pode ser determinado através de um calorímetro.
Considerando que na conversão de ATP em ADP há
liberação de aproximadamente 8.000 calorias por mol e que
a degradação total de um mol de glicose produz 36
moléculas de ATP, podemos concluir que as células
conseguem transferir, para o ATP, cerca de 288 mil calorias
por mol de glicose.
Desta forma, a respiração aeróbia coloca cerca de 40% de
energia contida a disposição da célula para uso posterior nos
diversos trabalhos celulares. Embora, a primeira vista, possa
parecer que os sistemas biológicos sejam pouco capazes do
ponto de vista energético, eles são, em verdade, muito mais
eficientes que os sistemas inorgânicos

22. Respiração Celular  ATP

23. Respiração celular aeróbica
Equação resumida:
C6H12O6 + O2 → CO2 + H2O + energia
Saldo energético: 38 ATP (30 ATP)

25. Mitocôndrias: respiração celular (produção de energia)

27. Fases da
respiração
aeróbica
Glicólise
(citoplasma)
Saldo energético:
2 ATP

30. Ciclo de Krebs
(matriz mitocondrial)
ATP
Saldo energético:
2 ATP
1 ATP para cada
ácido pirúvico

33. Cadeia
respiratória
(cristas mitocondriais)
Saldo energético:
34 ATP

36. SALDO ATUAL DE ATP

37. Fontes energéticas para respiração

38. Fermentações
Saldo energético: 2 ATP
Equação resumida:
C6H12O6 → 2 C3H6O3 (ácido láctico)

39. Aplicações: fabricação de derivados do leite e cãibra
nas células musculares.

40. Equação resumida:
C6H12O6 → 2 CO2 + 2 C2H5OH (álcool etílico)

41. Aplicações: fabricação de pães, bolos e bebidas
alcoólicas (cerveja, vinho e champagne).

43. FOTOSSÍNTESE

44. Cloroplastos: fotossíntese (síntese de glicose)

45. Fotossíntese

46. Fotossíntese
Equação: 6CO2 + 12H2O + luz solar→ C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

47. Fases da Fotossíntese
Etapa Fotoquímica (fase clara):
Fotofosforilação
(cíclica e acíclica)
ADP + P → ATP
Fotólise da água
H2O → H2 + ½ O2
NADP atmosfera

51. Etapa Química (fase escura):
Síntese da glicose
(Ciclo de Calvin-Benson)
CO2 + NADPH + ATP → C6H12O6

52. FASE CLARA X FASE ESCURA

53. Etapa Química (fase escura):

56. Ponto de compensação luminosa
Taxa
metabólica
Fotossíntese
Respiração
PCL
Meia noite Meio dia
Taxa de Fotossíntese = Taxa de respiração
Equilíbrio energético