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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


Síntese             Acoplamento                           Degradação
      Consumo         de energia                    Liberação



                  Produtos da degradação
                    servem como unidades
                   básicas para a produção
                   dos compostos celulares
Reações endergônicas                Fosforilação
            x                             X
  Reações exorgônicas           Transporte de elétrons




            OXIDAÇÃO
                Consumo
Composto                              Composto
 reduzido           Liberação          oxidado
                   REDUÇÃO
CATABOLISMO




 ANABOLISMO
Metabolismo celular (completo)
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
  FOTOSSÍNTESE
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.
Metabolismo celular (completo)
Metabolismo celular (completo)
Metabolismo celular (completo)
Metabolismo celular (completo)
Metabolismo celular (completo)
Metabolismo celular (completo)
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
Metabolismo celular (completo)
Fases Clara e
Escura
Fase clara ou etapa fotoquímica

• Ocorre nos   tilacóides

• Depende da energia luminosa
 Fotólise da Água
 Formação de NADPH
 Fotofosforilação
Fotólise da Água
Fotofosforilação
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
Metabolismo celular (completo)
Fatores que interferem na
Fotossíntese
     Intensidade Luminosa.

     Concentração de CO2.

     Temperatura

     Água

     Oxigênio
Metabolismo celular (completo)
Metabolismo celular (completo)
Metabolismo celular (completo)
Quimiossíntes
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!!!
Metabolismo celular (completo)
Metabolismo celular (completo)
Metabolismo celular (completo)
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Metabolismo celular (completo)
Metabolismo celular (completo)
Respiração
  Celular
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
Equação da Respiração Aeróbia




C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energia
Metabolismo celular (completo)
Mitocôndria
Metabolismo celular (completo)
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.
FASE ANAERÓBICA
                                GLICOSE
      Glicólise                  C6H12O6


   2 NAD+                                               2 ADP + 2 Pi
                                           Parte da energia que é liberada é
                                             utilizada para formação de ATP.


 2 NADH2                                                       2 ATP
O NAD retira H da glicose




                            2 Ácidos pirúvicos
                                 (Piruvato)
                                 C3H4O3
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 AERÓBIA
        Ciclo de Krebs ou Ciclo do
    Ácido Cítrico
    A molécula de acetil-CoA é completamente
     degradada.

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

    Ocorre na matriz mitocondrial.
                      mitocondrial
Metabolismo celular (completo)
Metabolismo celular (completo)
Metabolismo celular (completo)
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 mitocondriais.
                       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
Metabolismo celular (completo)
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.
Metabolismo celular (completo)
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!!!
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Metabolismo celular (completo)

  • 1. METABOLISMO CELULAR PROFESSORA : ADRIANNE MENDONÇA
  • 2. 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.
  • 3. Crescimento celular, reprodução, manutenção e movimento Componentes celulares tais como proteínas (enzimas), DNA, RNA, carboidratos, lipídios e estruturas celulares complexas Síntese Acoplamento Degradação Consumo de energia Liberação Produtos da degradação servem como unidades básicas para a produção dos compostos celulares
  • 4. Reações endergônicas Fosforilação x X Reações exorgônicas Transporte de elétrons OXIDAÇÃO Consumo Composto Composto reduzido Liberação oxidado REDUÇÃO
  • 8. 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.
  • 9. EQUAÇÃO GERAL DA FOTOSSÍNTESE
  • 10. Representação da equação química da fotossíntese
  • 11. Organismos capazes de fazer fotossíntese Plantas Algas verdes Cianobactérias e outras bactérias Alguns protistas
  • 12. 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.
  • 13. A 2,3 bilhões de anos: observa-se a formação da hematita  FOTOSSÍNTESE OXIGÊNICA
  • 14. 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.
  • 22. 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
  • 25. Fase clara ou etapa fotoquímica • Ocorre nos tilacóides • Depende da energia luminosa Fotólise da Água Formação de NADPH Fotofosforilação
  • 28. Cadeia Transportadora de Elétrons e Fabricação de ATP
  • 29. União entre as duas fases Alguns produtos obtidos na fase fotoquímica são utilizados na fase química. NADPH ATP
  • 30. 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.
  • 31. Estágios do Ciclo de Calvin  Fixação de CO2  Formação de GLICOSE  Regeneração da ribose 1,5-bifosfato
  • 33. Fatores que interferem na Fotossíntese  Intensidade Luminosa.  Concentração de CO2.  Temperatura  Água  Oxigênio
  • 38. 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.
  • 40. 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.
  • 41. Ferrobactérias 4FeO + O2 → 2Fe2O3 ↓ Energia ↓ 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 +6O2
  • 42. Sulfobactérias H2S +½ O2 → H2O + S ↓ Energia ↓ CO2 + H2O → C(H2O) +O2
  • 43. 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.
  • 44. 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
  • 45. Vamos ver no ENEM!!!
  • 53. 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
  • 54. Equação da Respiração Aeróbia C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energia
  • 58. 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.
  • 59. FASE ANAERÓBICA GLICOSE Glicólise C6H12O6 2 NAD+ 2 ADP + 2 Pi Parte da energia que é liberada é utilizada para formação de ATP. 2 NADH2 2 ATP O NAD retira H da glicose 2 Ácidos pirúvicos (Piruvato) C3H4O3
  • 60. 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
  • 61. FASE AERÓBIA Ciclo de Krebs ou Ciclo do Ácido Cítrico  A molécula de acetil-CoA é completamente degradada.  Os produtos finais são duas moléculas de CO2, elétrons energizados e íons H+.  Ocorre na matriz mitocondrial. mitocondrial
  • 65. 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.
  • 66. Cadeia Respiratória  Ocorre nas cristas mitocondriais. 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
  • 68. A falta de O2 mata a célula por asfixia, pois bloqueia a cadeia respiratória.
  • 70. Produção de ATP e locais onde ocorrem as etapas da fotossíntese
  • 71. 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
  • 72. 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
  • 73. 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.
  • 75. 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.
  • 77. Principais organismos que realizam fermentação  Leveduras  Bactérias  Células musculares  Sementes em germinação
  • 78. 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.
  • 79. Vamos ver no ENEM mais uma vez!!!