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Metabolismo Energético 
Professor Rodrigo Nogueira
TTIIPPOOSS DDEE NNUUTTRRIIÇÇÃÃOO 
Fotossíntese: energia usada é 
a luz. 
Ex: plantas, algas e algumas 
bactérias. 
Autótrofa ou autotrófica (do grego 
auto: por si só; sozinha e tróphos: 
alimento) – o ser vivo fabrica seu 
próprio alimento usando 
substâncias inorgânicas e energia 
vindas do ambiente. 
Quimiossíntese: energia usada 
vem da quebra de substâncias 
inorgânicas, onde há liberação 
de elétrons. 
Ex: algumas bactérias. 
Heterótrofa ou heterotrófica (do 
grego hetero: diferente e tróphos: 
alimento) – o ser vivo busca seu 
alimento em outro ser vivo ou em 
restos destes. 
Por ingestão: o alimento é 
ingerido e posteriormente 
digerido. 
Ex: animais e protozoários. 
Por absorção: o alimento é 
digerido e posteriormente 
absorvido. 
Ex: fungos, bactérias, 
protozoários.
Metabolismo Energético Celular 
• Reações químicas entre moléculas reagentes dão 
origem ao produto. 
• Reações endergônicas: precisam receber energia. 
Ganha mais P Ex.: fotossíntese e quimiossítese 
• Reações exergônicas: perda de P. 
• Funcionamento do ATP como moeda energética.
Reações Exergônicas e Endergônicas
ATP – a moeda energética das células
•ATP = Adenosina Trifosfato. 
•Trata-se de um 
ribonucleotídeo de Adenina 
associado a três radicais 
Fosfato. As ligações entre os 
Fosfatos são de Alta energia. 
Adenina 
Ribose 
ATP 
Ligação de Alta 
Energia
Molécula de ATP 
NUCLEOSÍDEO 
NUCLEOTÍDEO = adenosina monofosfato (AMP) 
Adenosina difosfato (ADP) 
Adenosina trifosfato (ATP) 
Adenina 
Fosfato 
Ribose
ATP(Adenosina Trifosfato)
A 
ATP 
Calor 
B ADP + Pi 
Reação 
endotérmica 
Calor 
Reação 
exotérmica 
Reação 
exotérmica 
C 
D 
e 
e 
REAÇÕES ACOPLADAS 
Reação 
exotérmica 
Reação 
endotérmica 
ATP em ação
AA FFOOTTOOSSSSÍÍNNTTEESSEE 
MATÉRIA INORGÂNICA 
6CO2 + 12H2O 
MATÉRIA ORGÂNICA 
GLICOSE 
C6H12O6 
Luz Solar 
Energia Luminosa 
CLOROFILA 
ENERGIA QUÍMICA 
+ 6 H2O 
6O2 
EEnneerrggiiaa LLuummiinnoossaa 
CCLLOORROOFFIILLAA 
6CO2 + 12H2O 
EEnneerrggiiaa QQuuíímmiiccaa C6H12O6 + 6 H2O + 6O2
FFOOTTOOSSSSÍÍNNTTEESSEE BBAACCTTEERRIIAANNAA 
 Realizada por algumas espécies de 
bactérias autótrofas. 
 O pigmento que capta energia luminosa é 
um tipo específico de clorofila: a 
bacterioclorofila. 
 Como não utiliza a água como doador de 
hidrogênio, e sim substâncias como o H2 e 
o H2S não há liberação de oxigênio.
FFOOTTOOSSSSÍÍNNTTEESSEE BBAACCTTEERRIIAANNAA 
MATÉRIA INORGÂNICA 
6CO2 + 12H2S 
MATÉRIA ORGÂNICA 
GLICOSE 
C6H12O6 
Luz Solar 
Energia Luminosa 
BACTERIOCLOROFILA 
ENERGIA QUÍMICA 
+ 6 H2O 
1122 SS 
EEnneerrggiiaa LLuummiinnoossaa 
BBAACCTTEERRIIOOCCLLOORROOFFIILLAA 
EEnneerrggiiaa QQuuíímmiiccaa 
6CO2 + 12H2SS C6H12O6 + 6 H2O + 12 S
QQUUIIMMIIOOSSSSÍÍNNTTEESSEE 
 PPrroocceessssoo eemm qquuee aa eenneerrggiiaa uuttiilliizzaaddaa nnaa 
ffoorrmmaaççããoo ddee ccoommppoossttooss oorrggâânniiccooss,, pprroovvéémm 
ddaa ooxxiiddaaççããoo ddee ssuubbssttâânncciiaass iinnoorrggâânniiccaass 
ddiivveerrssaass.. 
 AAss ssuubbssttâânncciiaass ooxxiiddaaddaass ssããoo ddiiffeerreenntteess 
ppaarraa ooss ddiiffeerreenntteess ttiippooss ddee bbaaccttéérriiaass 
qquuiimmiioossssiinntteettiizzaanntteess..
QQUUIIMMIIOOSSSSÍÍNNTTEESSEE 
MATÉRIA INORGÂNICA 
6CO2 + 12H2O 
MATÉRIA ORGÂNICA 
GLICOSE 
C6H12O6 
Oxidação de 
Compostos 
Inorgânicos 
ENERGIA QUÍMICA 
6O2 
+ 6 H2O 
6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6 H2O + 6O2 
SSuubbssttaanncciiaa iinnoorrggâânniiccaa ++ OO22 SSuubbssttâânncciiaa iinnoorrggâânniiccaa 
ooxxiiddaaddaa ++ EEnneerrggiiaa QQuuíímmiiccaa
Processos ddee IInnccoorrppoorraaççããoo ddee 
EEnneerrggiiaa –– pprroodduuççããoo ddee gglliiccoossee 
FOTOSSÍNTESE 
BACTERIANA 
(CO2 + H2) 
GLICOSE 
C6H12O6 
www.bioloja.com 
FOTOSSÍNTESE 
(CO2 + H2O) 
QUIMIOSSÍNTESE 
( CO2 + H2O ) 
Bacterioclorofila 
OO22 
Clorofila 
Reações de 
Oxidação 
E 
OO22
 As formas ddee vviiddaa hheetteerroottrróóffiiccaass qquueebbrraamm,, nnoo 
iinntteerriioorr ddee ssuuaass ccéélluullaa,, aa mmoollééccuullaass oorrggâânniiccaass 
ccoonnttiiddaass nnooss aalliimmeennttooss qquuee ccoonnssoommeemm.. 
 OOss aauuttóóttrrooffooss qquueebbrraamm mmoollééccuullaass oorrggâânniiccaass 
qquuee eelleess mmeessmmooss pprroodduuzziirraamm..
PPrroocceessssooss ddee LLiibbeerraaççããoo ddee 
EEnneerrggiiaa 
 AA qquueebbrraa ddaa mmoollééccuullaa oorrggâânniiccaa ppaarraa lliibbeerraarr 
eenneerrggiiaa ppooddee ssee ddaarr ddee dduuaass mmaanneeiirraass:: 
– RReessppiirraaççããoo:: qquueebbrraa ccoommpplleettaa ddaa 
mmoollééccuullaa ddee gglliiccoossee nnaa pprreesseennççaa ddee 
ooxxiiggêênniioo.. 
– FFeerrmmeennttaaççããoo:: qquueebbrraa ppaarrcciiaall ddaa 
mmoollééccuullaa ddee gglliiccoossee nnaa aauussêênncciiaa ddee 
ooxxiiggêênniioo..
Processos de LLiibbeerraaççããoo ddee EEnneerrggiiaa:: 
rreessppiirraaççããoo 
 AA rreessppiirraaççããoo ccoorrrreessppoonnddee àà ddeeggrraaddaaççããoo 
ccoommpplleettaa ddaa mmoollééccuullaa ddee gglliiccoossee oorriiggiinnaannddoo 
ggááss ccaarrbbôônniiccoo ee áágguuaa.. 
 OO ssaallddoo eenneerrggééttiiccoo éé ddee 3366 oouu 3388 mmoollééccuullaass 
ddee AATTPP.. 
 AA rreessppiirraaççããoo aaccoonntteeccee nnoo cciittooppllaassmmaa ddooss 
pprrooccaarriioonntteess.. NNooss eeuuccaarriioonntteess tteemm iinníícciioo nnoo 
cciittooppllaassmmaa,,ccoonnttiinnuuaa ee tteerrmmiinnaa nnaass 
mmiittooccôônnddrriiaass ..
Processos ddee LLiibbeerraaççããoo ddee EEnneerrggiiaa:: 
rreessppiirraaççããoo 
 AA pprreesseennççaa ddee ááttoommooss ddee ooxxiiggêênniioo éé ccoonnddiiççããoo 
bbáássiiccaa ppaarraa aa rreessppiirraaççããoo ee aa oorriiggeemm ddooss 
mmeessmmooss ppeerrmmiittee iiddeennttiiffiiccaarr ddooiiss ttiippooss 
ddiiffeerreenntteess ddeessssee pprroocceessssoo:: 
– RReessppiirraaççããoo AAeerróóbbiiaa –– qquuaannddoo oo ooxxiiggêênniioo 
ccoonnssuummiiddoo éé oo OO22 ((ggááss ooxxiiggêênniioo)).. 
– RReessppiirraaççããoo AAnnaaeerróóbbiiaa –– qquuaannddoo oo ooxxiiggêênniioo 
ccoonnssuummiiddoo tteemm oorriiggeemm eemm ssuubbssttâânncciiaass 
iinnoorrggâânniiccaass ccoommoo ccaarrbboonnaattooss,, nniittrraattooss,, eettcc.
Respiração AAeerróóbbiiaa ee AAnnaaeerróóbbiiaa 
Respiração 
Com O2 Nitritos / Nitratos / Carbonatos 
Resp. Aeróbia Rep. Anaeróbia 
Quebra total da 
Glicose – C6H12O6 
Quebra total da 
Glicose – C6H12O6 
ENERGIA 
38 ATP 
Matéria inorgânica 
CO2 e H2O 
ENERGIA 
36 ATP 
Matéria Inorgânica 
CO2 e H2O 
 A respiração aeróbia é realizada por muitos procariontes, 
protistas, fungos e pelas plantas e animais. 
 A respiração anaeróbia é realizada por apenas alguns tipos 
de bactérias.
Processos de LLiibbeerraaççããoo ddee EEnneerrggiiaa:: 
FFeerrmmeennttaaççããoo 
 AA ffeerrmmeennttaaççããoo ccoorrrreessppoonnddee àà ddeeggrraaddaaççããoo 
ppaarrcciiaall ddaa mmoollééccuullaa ddee gglliiccoossee oorriiggiinnaannddoo 
ssuubbssttâânncciiaass mmaaiiss ssiimmpplleess ppoorréémm aaiinnddaa 
oorrggâânniiccaass ee ppoorrttaannttoo rriiccaass eemm eenneerrggiiaa.. 
 OO ssaallddoo eenneerrggééttiiccoo ddeessssee pprroocceessssoo éé ddee 22 
mmoollééccuullaass ddee AATTPP Þ 1199 vveezzeess mmeennooss rreennttáávveell 
qquuee aa rreessppiirraaççããoo..
Processos de LLiibbeerraaççããoo ddee EEnneerrggiiaa:: 
FFeerrmmeennttaaççããoo 
OO pprroodduuttoo ffiinnaall oobbttiiddoo ddeetteerrmmiinnaa oo ttiippoo ddee 
ffeerrmmeennttaaççããoo rreeaalliizzaaddaa:: 
• FFeerrmmeennttaaççããoo aallccooóólliiccaa –– áállccooooll eettíílliiccoo ee 
ggááss ccaarrbbôônniiccoo 
• FFeerrmmeennttaaççããoo llááttiiccaa –– áácciiddoo llááttiiccoo 
OOss ddiivveerrssooss ttiippooss ddee ffeerrmmeennttaaççããoo ssããoo uuttiilliizzaaddooss 
ppeelloo hhoommeemm nnaa pprroodduuççããoo ddee bbeebbiiddaass,, aalliimmeennttooss ee 
ccoommbbuussttíívveeiiss..
FFeerrmmeennttaaççããoo 
FERMENTAÇÃO 
Sem Oxigênio 
ALCOÓLICA LÁTICA 
Álcool Etílico 
Gás Carbônico 
2 ATP de 
Energia 
Ácido Lático 
2 ATP de 
Energia
A Degradação ddaa MMaattéérriiaa OOrrggâânniiccaa:: 
rreessuummoo 
GLICOSE 
Com Oxigênio Sem Oxigênio 
RESPIRAÇÃO FERMENTAÇÃO 
QUEBRA TOTAL QUEBRA PARCIAL 
ENERGIA 
38 ATP 
MATÉRIA 
INORGÂNICA 
MATÉRIA 
INORGÂNICA 
ENERGIA 
2 ATP 
MATÉRIA 
ORGÂNICA
RReesspp.. AAeerróóbbiiaa 
CCOO22 ++ HH22OO 
RRRERESSEEPPSSIIPPRRIIRARAÇAÇAÇÃÇÃOÃOÃOO 
3388AATTPP 
AAllccooóólliiccaa –– CCOO22 ++ 
áállccooooll eettíílliiccoo 
FFeerrmm.. LLááttiiccaa –– 
aacc.. LLááttiiccaa 
CC66HH1122OO66 
Resp. Anaeróbia 
CO2 + H2O 
36 ATP 
CCaarrbboonnaattooss 
FFoossffaattooss,, eettcc 
OO22 
CC66HH1122OO66 
FFOOTTOOSSSSÍÍNNTTEESSEE 
BBAACCTTEERRIIAANNAA 
FFOOTTOOSSSSÍÍNNTTEESSEE 
BBAACCTTEERRIIAANNAA 
QQQQUUUIUIMMIIMMIIOOIIOOSSSSSSÍÍSSNNÍÍNTNTEETTSSEEEESSEE 
FFEEFFRREERMRMMMEENNEENTNTAATTÇAÇAÇÃÇÃOÃOÃOO 
FFOOFFOOTTOOTTOOSSSSSSÍÍSSNNÍÍNTNTEETTSSEEEESSEE 
GGGGLLIILLCCIICOCOOOSSEESSEE 
CCOO22 ++ HH22 
CCLLOORROOFFIILLAA 
BBAACCTTEERRIIOOCCLLOORROOFFIILLAA 
CCOO22 ++ HH22 
CCOO22 ++ HH22 
OO 
OO 
GGLLIICCOOSSEE 
OOxxiiddaaççããoo ddee ccoommppoossttooss 
iinnoorrggâânniiccooss 
SSeemm ooxxiiggêênniioo 
VVIISSÃÃOO GGEERRAALL 
CC66HH1122OO66
Fotossíntese 
• Principal processo autotrófico realizado por seres 
clorofilados. 
• Fórmula básica: 
• 6 CO2 + 12 H2O luz e clorofila C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Organismos fotossintetizadores 
• Plantas verdes; 
• Microalgas (diatomáceas e as 
euglenoidinas); 
• Cianófitas (algas verde-azuladas) e diversas 
bactérias.
Caminho da Fotossíntese 
Célula 
clorofilada 
Esquema da 
molécula de 
Membrana do tilacóide 
clorofila 
Folha 
Granum 
Parede 
celular 
Membrana externa 
Cloroplasto 
Membrana 
interna 
Tilacóide 
Granum 
DNA 
Estroma 
Núcleo 
Cloroplasto Vacúolo 
Tilacóide 
Complexo antena
Cloroplastos 
Função:Realizar FOTOSSÍNTESE 
- captação de energia luminosa para transformação em energia química. 
- gás carbônico (CO2) e água (H2O) reagem formando glicose ( C6H12O6) e 
gás oxigênio(O2)
CCLLOORROOPPLLAASSTTOOSS EE FFOOTTOOSSSSÍÍNNTTEESSEE
LOCALIZAÇÃO DDOOSS CCLLOORROOPPLLAASSTTOOSS 
Os cloroplastos 
localizam-se nas partes 
verdes de plantas e 
algas. Nas plantas 
superiores, geralmente 
se localiza nas folhas, 
órgão vegetal 
responsável em captar 
luz e gás carbônico e 
realizar a fotossíntese. 
cloroplastos vistos no 
microscópio óptico
Cloroplastos 
realizam a fotossíntese. Para isso é necessária a presença 
de um pigmento verde chamado clorofila, presente nessas 
organelas exclusivas de algas e plantas. Acredita-se que 
os cloroplastos eram bactérias que ao longo da evolução 
se associaram as células eucariontes. 
cloroplasto visto no 
microscópio eletrônico
Metabolismo Energético
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.
Etapas da Fotossíntese
CLOROPLASTO 
Fotossíntese em ação 
Luz H2O CO2 
Tilacóide 
Etapa II 
QUÍMICA 
Etapa I 
FOTOQUÍMIC 
A 
ADP 
NADP 
H2O 
C6H12O6 
ATP 
NADPH2 
O2 
ESTROMA 
Glicose
O NADP é um transportador de átomos de hidrogênio 
liberados pela quebra da água. Ele captura hidrogênio na 
fase clara se convertendo em NADPH e fornece esse 
hidrogênio na fase escura para a formação da glicose, 
voltando a se converter em NADP. 
glicose 
A água é quebrada 
(sofre fotólise) e 
libera átomos de 
hidrogênio e 
oxigênio. 
Os átomos de 
oxigênio se unem 
para formar o gás 
oxigênio. 
O ADP é um transportador de energia. Ele recolhe a 
energia luminosa do ambiente para que ocorra um 
processo chamado de fosforilação, onde há a união de 
mais um átomo de fósforo (com absorção de energia) 
ao ADP, transformando-o em ATP que fornece essa 
energia para que as reações da fase escura ocorram. 
Gás carbônico 
fornece 
produtos (C e 
O) para que 
junto com os 
hidrogênios 
vindos da água 
ocorra a 
formação da 
glicose. 
Glicose será 
usada no 
processo de 
respiração 
celular. 
Fase clara 
Fase 
escura
Etapa Fotoquímica 
• Ações: 
Fotofosforilação e Fotólise da água 
• Reagentes: 
Luz, H2O, ADP e NADP 
• Produtos: 
O2 / ATP / NADPH2 
• 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 O2 e formação de NADPH2
FATORES DE INFLUÊNCIA DDAA FFOOTTOOSSSSÍÍNNTTEESSEE 
COMPRIMENTO DE ONDA (nm) 
TAXA DE FOTOSSÍNTESE 
LUZ 
É o principal fator de influência da taxa de 
fotossíntese. A luz branca é formada pela união das 
sete cores do espectro visível. Dessas sete cores, a 
planta absorve melhor os comprimentos de onda 
que representam as cores vermelho e azul, sendo 
que a cor verde é pouco absorvida pela folha.
Fotólise da água: quebra da molécula de água em presença de luz 
Luz 
2 H2O 4 H+ + 4 e- + 
Clorofila 
Fotofosforilação: adição de fosfato em presença de luz 
ADP ATP 
O2 
2 NADPH2 
4 H+ + 2 NADP
FOTOFOSFORILAÇÃO CÍCLICA 
FONTE: 
http://vsites.unb.br/ib/cel/microbiologia/metabolismo/fotoss.jpg
FOTOFOSFORILAÇÃO ACÍCLICA 
Fonte: http://curlygirl.no.sapo.pt/imagens/luminosa.jpg
NADP- nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato- Transportador de hidrogênio. 
e- elétros 
H+ prótons
Etapa Química 
• Ações: 
Ciclo das pentoses 
• Reagentes: 
CO2, ATP e NADPH2 
• Produtos: 
Carboidratos e H2O 
• Local: 
Estroma 
Ciclo de pentoses 
proposto por Melvin Calvin (1961) 
Fixação do carbono, elemento presente no meio abiótico que passa 
para o biótico
Equação da etapa 
química 
6C O2 + 12NADPH2 + nATP C6 H12 O6 + 6 H2 O + nADP + nP
CCIICCLLOO DDEE CCAALLVVIINN 
Fonte:http://www.netxplica.com/figuras_netxplica/exanac/ciclo.calvin.completo.1. 
png
RESUMO DO PROCESSO 
FOTOSSÍNTESE 
12H2O 
ETAPA 
CLARA 
LOCAL: 
ETAPA 
ESCURA 
LOCAL: 
1122NNAADDPPHH22 
Tilacóides 1188AATTPP Estroma 
6 H2 6O O 2 
Glicídio 
(C6H1206) 
6CO2 
LUZ
PASSO A PASSO DDAA FFOOTTOOSSSSÍÍNNTTEESSEE 
A luz é absorvida pela clorofila e sua energia é usada num processo 
chamado de fosforilação – a incorporação de mais um átomo de 
fósforo a molécula de ADP (adenosina difosfato) que é transformada 
em ATP (adenosina trifosfato). 
A água é quebrada (sofre fotólise) em átomos de hidrogênio e 
oxigênio. 
Os átomos de hidrogênio são “capturados” pelo NADP (nicotinamida 
adenina dinucleotídeo fosfato), que se transforma em NADPH. O 
átomo de oxigênio se junta a outro e se transforma em gás oxigênio. 
F 
ASE 
CL 
ARA 
F 
ASE 
ES 
CURA 
O gás carbônico é convertido em glicose usando-se os átomos de 
hidrogênio vindos do NADPH e a energia da molécula de ATP 
produzidos durante a fase clara. 
O NADPH ao deixar os hidrogênios vira NADP e o ATP se transforma 
em ADP. O NADP e o ADP voltam para a etapa clara para novamente 
serem convertidos.
Fatores limitantes da Fotossíntese 
• Intensidade luminosa; 
• Concentração de CO2; 
• Temperatura; 
• Fatores internos: Genética, posição das folhas, 
nutrição e etc.
IINNTTEENNSSIIDDAADDEE LLUUMMIINNOOSSAA
COMPENSAÇÃO E SSAATTUURRAAÇÇÃÃOO LLUUMMIINNOOSSAA 
Situação x 
Situação B 
Situação A 
Ponto de compensação 
luminosa é quando a taxa de 
fotossíntese é igual a taxa de 
respiração. Nesse ponto a 
planta produz a mesma 
quantidade de gás oxigênio 
que ela própria consome. 
Ponto de saturação luminosa é 
quando a taxa de fotossíntese 
é freada e não aumenta 
independente do aumento da 
quantidade de luz que é 
fornecida a planta. 
y 
planta libera gás 
oxigênio e 
cresce. 
planta consome 
gás oxigênio e 
definha.
CCOONNCCEENNTTRRAAÇÇÃÃOO DDEE CCOO22
TTEEMMPPEERRAATTUURRAA
FATORES QUE AFETAM A TAXA DE FOTOSSÍNTESE DA PLANTA 
 Eficiência fisiológica da planta 
C3, C4 e CAM 
Variações dentro de cada grupo 
 Intensidade e qualidade da luz 
Radiação fotossinteticamente ativa (RFA) incidente: 
Regiões temperadas = 2000 mmol/m2 ´ s (pleno sol no verão) 
(Mckenzie et al., 1999) 
Região Tropical = 2500 mmol/m2 ´ s (pleno sol em Capinópolis- 
MG, nov/2000) 
Região Nordeste @ 3000 mmol/m2 ´ s (pleno sol na época seca, 
Sobral, 2009) 
 Teor de nutrientes do solo 
Manejado via fertilização 
Possibilidade do uso de plantas tolerantes
Disponibilidade de água 
Temperatura 
Concentração de dióxido de carbono na atmosfera 
 Área foliar (quantidade e qualidade) 
Capacidade síntese de compostos orgânicos 
f(área foliar) 
Dilema: folhas novas Þ mais consumidas
CICLO C4 E CAM(METABOLISMO ÁCIDO DAS 
CRASSULÁCEAS) 
 Ciclo C4 = Forma o ácido oxaloacético (4C) e depois concertido 
em ácido málico (Não o acumulam). O ácido Málico libera o CO2 . 
 EX. Milho, cana-de-açúcar, e outras gramíneas tropicais. 
 CAM= Fixam o CO2 durante à noite, mantendo os estômatos 
fechados durante o dia , evitando a perda d’água. Economizam mais 
água. 
 Formam também o ácido oxaloacético e málico. (o Acumulam). 
 EX. Cactos e outras plantas suculentas.
C4 
CAM 
CAM
Exemplos de Vegetais de acordo com o metabolismo energético 
C3 
Leguminosas de clima temperado (trevos...) 
Gramíneas de clima temperado (azevém anual, azevém perene, festuca...) 
Leguminosas de clima tropical (fisiologia C3 mas temp. ótima >; leucena, 
cunhã, estilosantes, desmodium, calopogônio...) 
C4 
Gramíneas de clima tropical (cana-de-açúcar, milho, sorgo, milheto...) 
CAM 
Cactáceas 
palma forrageira (Opuntia ficus-indica, Nopalea cochenilifera) 
mandacaru (Cereus jamacaru) 
xique-xique (Cereus gounellei) 
facheiro (Pilosocereus pachycladus) 
Bromeliáceas 
macambira (Bromelia laciniosa) 
sisal (Agave sisalana)
C4
Metabolismo Energético
CAM (fosfoenolpirúvico carboxilase)
Quimiossíntese 
• Processo em que a energia utilizada na formação 
de compostos orgânicos, a partir de gás 
carbônico(CO2) e água (H2O), provém da oxidação 
de substâncias inorgânicas. 
• Principais bactérias quimiossintetizantes: 
• FERROBACTÉRIAS  oxidação de compostos de ferro. 
• NITROBACTÉRIAS  oxidação da amônia (NH3) ou de 
nitritos (NO3) (importantes no ciclo do nitrogênio). 
– Nitrossomas & Nitrobacter
CADEIA ALIMENTAR NNAASS PPRROOFFUUNNDDEEZZAASS 
“fumarola” 
exalando sulfeto 
de hidrogênio 
DDOO OOCCEEAANNOO 
bactérias que 
fazem 
quimiossíntese 
vermes se 
alimentam das 
bactérias 
outros seres se 
alimentam dos 
vermes
Respiração 
• Processo de síntese de ATP que envolve 
a cadeia respiratória. 
• Tipos 
– AERÓBIA  em que o aceptor final de 
hidrogênios é o oxigênio. 
– ANAERÓBIA  em que o aceptor final de 
hidrogênio não é o oxigênio e sim outra 
substância (sulfato, nitrato)
Respiração em 
Eucariontes 
CITOPLASMA MITOCÔNDRIA 
Glicose 
(6 C) 
C6H12O6 
Glicose 
(6 C) 
C6H12O6 
2 CO2 
4 CO2 
Ciclo 
de 
Krebs 
2 ATP 
H2 
CADEIA 
RESPIRATÓRIA 
FASE ANAERÓBIA FASE AERÓBIA 
6 H2O 
Saldo de 32 ou 34 ATPs 
6 O2 
Piruvato 
(3 C) 
GLICÓLISE 
Saldo de 2 ATP
Respiração Aeróbia 
• Utilizadas por procariontes, protistas, fungos, plantas e 
animais. 
• Molécula principal: glicose. 
• Etapas: 
– Glicólise (não usa O2). 
– Ciclo de Krebs 
– Cadeia respiratória (usa O2) 
• Obs.: 
– Procariontes: glicólise e ciclo de Krebs ocorrem no citoplasma 
e a cadeia respiratória na membrana. 
– Eucariontes: glicólise ocorre no citossol, e nas mitocôndrias o 
ciclo de Krebs (matriz) e a cadeia respiratória (cristas).
Respiração Aeróbia 
Glicólise 
• Função: quebra de moléculas de glicose e 
formação do piruvato. 
• Local: citossol 
• Procedimento: 
– Glicose  2 piruvato: liberação de hidrogênio e energia. 
– NAD  NADH :energia usada na síntese de ATP. 
• O piruvato formado entra na mitocôndria e segue 
para o ciclo de Krebs.
Glicólise 
Glicose (6C) 
C6H12O6 
Glicose (6C) 
C6H12O6 
P ~ 6 C ~ P 
ATP 
ADP 
ATP 
ADP 
1. Duas moléculas de ATP são 
utilizadas para ativar uma 
molécula de glicose e iniciar a 
reação. 
3 C ~ P 3 C ~ P 
NNAADDHH 
ADP 
AATTPP 
3 C Piruvato 3 C Piruvato 
2. A molécula de glicose ativada 
pelo ATP divide-se em duas 
moléculas de três carbonos. 
Pi NAD Pi 
NNAADDHH 
P ~ 3 C ~ P 
NAD 
P ~ 3 C ~ P 
3. Incorporação de fosfato 
inorgânico e formação de NADH. 
P ~ 3 C 
ADP 
AATTPP 
P ~ 3 C 
4. Duas moléculas de ATP são 
liberadas recuperando as 
duas utilizadas no início. 
ADP 
AATTPP 
ADP 
AATTPP 
5. Liberação de duas moléculas de 
ATP e formação de piruvato.
Respiração Aeróbia 
Ciclo de Krebs 
• Nomes: ciclo do ácido cítrico ou ácido tricarboxílico. 
• Mentor: Hans Adolf Krebs, 1953) 
• Local: matriz mitocondrial 
• Procedimento: 
– Piruvato  acetil : liberação de CO2 e H. 
– Acetil  Acetil-coenzima A (acetil-CoA) : entra no ciclo de 
Krebs. 
– Ciclo de Krebs: liberação de CO2, ATP, NADH, FADH2 
• Obs.: todo o gás carbônico liberado na respiração provém 
da formação do acetil e do ciclo de Krebs.
Respiração Aeróbia 
Cadeia respiratória 
• Função: formação de ATP 
• Local: crista mitocondrial 
• Procedimento: 
– Fosforilação oxidativa:transferência de hidrogênios pelos 
citocromos, formando ATP e tendo como aceptor final o 
oxigênio e a formação de água 
• Obs.: O rendimento energético para cada 
molécula de glicose é de 38 moléculas de ATP.
Citosol 
Visão geral do processo respiratório 
32 ou 34 
ATP 
Crista mitocondrial 
Glicose (6 C) 
C6H12O6 
Glicose (6 C) 
C6H12O6 
Mitocôndria 
em célula eucariótica 
Total: 
10 
NADH 2 
FADH2 
11 AATTPP 11 AATTPP 
11 NNAADDHH 11 NNAADDHH 
PPiirruuvvaattoo ((33 CC)) PPiirruuvvaattoo ((33 CC)) 
6 O2 
6 H 2O 
4 CO2 
22 AATTPP 
66 NNAADDHH 
22 FFAADDHH 
2 CO2 
22 NNAADDHH 
2 acetil-CoA 
(2 C) 
Ciclo 
de 
Krebs
Respiração Anaeróbia 
• Utilizada por bactérias desnitrificantes do solo 
como a Pseudimonas disnitrificans, elas 
participam do ciclo de nitrogênio devolvendo o N2 
para a atmosfera. 
• Molécula principal: glicose e nitrato. 
• Fórmula: 
C6H12O6 + 4NO3  6CO2 + 6H2O + N2 + energia
Fermentação 
• Processo anaeróbio de síntese de ATP que ocorre na ausência de 
O2(solos profundos e regiões com teor de O2 quase zero) e que não 
envolve a cadeia respiratória. 
• Aceptor final: composto orgânico. 
• Seres Anaeróbios: 
– ESTRITOS: só realiza um dos processos anaeróbios(fermentação 
ou respiração anaeróbia) 
Ex.: Clostridium tetani 
– FACULTATIVAS: realizam fermentação ou respiração aeróbia. 
Ex.: Sacharomyces cerevisiae 
• Procedimento: 
– Glicose degradada em substâncias orgânicas mais simples como : 
ácido lático (fermentação lática) e álcool etílico (fermentação 
alcoólica)
Fermentação Lática 
• O piruvato é transformado em ácido lático. 
• Realizada por bactérias, fungos protozoários e por 
algumas células do tecido muscular humano. 
• Exemplos: 
– Cãibra: fermentação devido à insuficiência de O2 
– Azedamento do leite. 
– Produção de conservas.
Fermentação Lática 
Glicose (6 C) 
C6H12O6 
Glicose (6 C) 
C6H12O6 
Glicólise 
AATTPP 
AATTPP 
NADH 
PPiirruuvvaattoo ((33 CC)) 
PPiirruuvvaattoo ((33 CC)) 
NADH 
NAD 
Ácido 
lático 3 C 
Ácido 
lático 3 C 
NAD
Fermentação Alcoólica 
• O piruvato é transformado em álcool etílico. 
• Realizada por bactérias e leveduras. 
• Exemplos: 
– Sacharomyces cerevisiae  produção de 
bebidas alcoólicas (vinho e cerveja) 
– Levedo  fabricação de pão.
Fermentação Alcoólica 
Glicose (6 C) 
C6H12O6 
Glicose (6 C) 
C6H12O6 
Glicólise 
AATTPP 
AATTPP 
NADH 
PPiirruuvvaattoo ((33 CC)) 
PPiirruuvvaattoo ((33 CC)) 
NADH 
CO2 
CO2 
NAD 
Álcool 
etílico 3 C 
Álcool 
etílico 3 C 
NAD
Fermentação Acética 
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C6H12O6 
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H2O 
PPiirruuvvaattoo ((33 CC)) 
PPiirruuvvaattoo ((33 CC))
Resumo dos Tipos de fermentação 
e a respiração 
Fermentação Lática 
Glicose ® áácciiddoo llááttiiccoo ++ 22 AATTPP 
Fermentação Alcoólica 
Glicose ® álcool etílico + CO 2 + 2 ATP 
Fermentação Acética 
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Metabolismo Energético

  • 2. TTIIPPOOSS DDEE NNUUTTRRIIÇÇÃÃOO Fotossíntese: energia usada é a luz. Ex: plantas, algas e algumas bactérias. Autótrofa ou autotrófica (do grego auto: por si só; sozinha e tróphos: alimento) – o ser vivo fabrica seu próprio alimento usando substâncias inorgânicas e energia vindas do ambiente. Quimiossíntese: energia usada vem da quebra de substâncias inorgânicas, onde há liberação de elétrons. Ex: algumas bactérias. Heterótrofa ou heterotrófica (do grego hetero: diferente e tróphos: alimento) – o ser vivo busca seu alimento em outro ser vivo ou em restos destes. Por ingestão: o alimento é ingerido e posteriormente digerido. Ex: animais e protozoários. Por absorção: o alimento é digerido e posteriormente absorvido. Ex: fungos, bactérias, protozoários.
  • 3. Metabolismo Energético Celular • Reações químicas entre moléculas reagentes dão origem ao produto. • Reações endergônicas: precisam receber energia. Ganha mais P Ex.: fotossíntese e quimiossítese • Reações exergônicas: perda de P. • Funcionamento do ATP como moeda energética.
  • 4. Reações Exergônicas e Endergônicas
  • 5. ATP – a moeda energética das células
  • 6. •ATP = Adenosina Trifosfato. •Trata-se de um ribonucleotídeo de Adenina associado a três radicais Fosfato. As ligações entre os Fosfatos são de Alta energia. Adenina Ribose ATP Ligação de Alta Energia
  • 7. Molécula de ATP NUCLEOSÍDEO NUCLEOTÍDEO = adenosina monofosfato (AMP) Adenosina difosfato (ADP) Adenosina trifosfato (ATP) Adenina Fosfato Ribose
  • 9. A ATP Calor B ADP + Pi Reação endotérmica Calor Reação exotérmica Reação exotérmica C D e e REAÇÕES ACOPLADAS Reação exotérmica Reação endotérmica ATP em ação
  • 10. AA FFOOTTOOSSSSÍÍNNTTEESSEE MATÉRIA INORGÂNICA 6CO2 + 12H2O MATÉRIA ORGÂNICA GLICOSE C6H12O6 Luz Solar Energia Luminosa CLOROFILA ENERGIA QUÍMICA + 6 H2O 6O2 EEnneerrggiiaa LLuummiinnoossaa CCLLOORROOFFIILLAA 6CO2 + 12H2O EEnneerrggiiaa QQuuíímmiiccaa C6H12O6 + 6 H2O + 6O2
  • 11. FFOOTTOOSSSSÍÍNNTTEESSEE BBAACCTTEERRIIAANNAA  Realizada por algumas espécies de bactérias autótrofas.  O pigmento que capta energia luminosa é um tipo específico de clorofila: a bacterioclorofila.  Como não utiliza a água como doador de hidrogênio, e sim substâncias como o H2 e o H2S não há liberação de oxigênio.
  • 12. FFOOTTOOSSSSÍÍNNTTEESSEE BBAACCTTEERRIIAANNAA MATÉRIA INORGÂNICA 6CO2 + 12H2S MATÉRIA ORGÂNICA GLICOSE C6H12O6 Luz Solar Energia Luminosa BACTERIOCLOROFILA ENERGIA QUÍMICA + 6 H2O 1122 SS EEnneerrggiiaa LLuummiinnoossaa BBAACCTTEERRIIOOCCLLOORROOFFIILLAA EEnneerrggiiaa QQuuíímmiiccaa 6CO2 + 12H2SS C6H12O6 + 6 H2O + 12 S
  • 13. QQUUIIMMIIOOSSSSÍÍNNTTEESSEE  PPrroocceessssoo eemm qquuee aa eenneerrggiiaa uuttiilliizzaaddaa nnaa ffoorrmmaaççããoo ddee ccoommppoossttooss oorrggâânniiccooss,, pprroovvéémm ddaa ooxxiiddaaççããoo ddee ssuubbssttâânncciiaass iinnoorrggâânniiccaass ddiivveerrssaass..  AAss ssuubbssttâânncciiaass ooxxiiddaaddaass ssããoo ddiiffeerreenntteess ppaarraa ooss ddiiffeerreenntteess ttiippooss ddee bbaaccttéérriiaass qquuiimmiioossssiinntteettiizzaanntteess..
  • 14. QQUUIIMMIIOOSSSSÍÍNNTTEESSEE MATÉRIA INORGÂNICA 6CO2 + 12H2O MATÉRIA ORGÂNICA GLICOSE C6H12O6 Oxidação de Compostos Inorgânicos ENERGIA QUÍMICA 6O2 + 6 H2O 6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6 H2O + 6O2 SSuubbssttaanncciiaa iinnoorrggâânniiccaa ++ OO22 SSuubbssttâânncciiaa iinnoorrggâânniiccaa ooxxiiddaaddaa ++ EEnneerrggiiaa QQuuíímmiiccaa
  • 15. Processos ddee IInnccoorrppoorraaççããoo ddee EEnneerrggiiaa –– pprroodduuççããoo ddee gglliiccoossee FOTOSSÍNTESE BACTERIANA (CO2 + H2) GLICOSE C6H12O6 www.bioloja.com FOTOSSÍNTESE (CO2 + H2O) QUIMIOSSÍNTESE ( CO2 + H2O ) Bacterioclorofila OO22 Clorofila Reações de Oxidação E OO22
  • 16.  As formas ddee vviiddaa hheetteerroottrróóffiiccaass qquueebbrraamm,, nnoo iinntteerriioorr ddee ssuuaass ccéélluullaa,, aa mmoollééccuullaass oorrggâânniiccaass ccoonnttiiddaass nnooss aalliimmeennttooss qquuee ccoonnssoommeemm..  OOss aauuttóóttrrooffooss qquueebbrraamm mmoollééccuullaass oorrggâânniiccaass qquuee eelleess mmeessmmooss pprroodduuzziirraamm..
  • 17. PPrroocceessssooss ddee LLiibbeerraaççããoo ddee EEnneerrggiiaa  AA qquueebbrraa ddaa mmoollééccuullaa oorrggâânniiccaa ppaarraa lliibbeerraarr eenneerrggiiaa ppooddee ssee ddaarr ddee dduuaass mmaanneeiirraass:: – RReessppiirraaççããoo:: qquueebbrraa ccoommpplleettaa ddaa mmoollééccuullaa ddee gglliiccoossee nnaa pprreesseennççaa ddee ooxxiiggêênniioo.. – FFeerrmmeennttaaççããoo:: qquueebbrraa ppaarrcciiaall ddaa mmoollééccuullaa ddee gglliiccoossee nnaa aauussêênncciiaa ddee ooxxiiggêênniioo..
  • 18. Processos de LLiibbeerraaççããoo ddee EEnneerrggiiaa:: rreessppiirraaççããoo  AA rreessppiirraaççããoo ccoorrrreessppoonnddee àà ddeeggrraaddaaççããoo ccoommpplleettaa ddaa mmoollééccuullaa ddee gglliiccoossee oorriiggiinnaannddoo ggááss ccaarrbbôônniiccoo ee áágguuaa..  OO ssaallddoo eenneerrggééttiiccoo éé ddee 3366 oouu 3388 mmoollééccuullaass ddee AATTPP..  AA rreessppiirraaççããoo aaccoonntteeccee nnoo cciittooppllaassmmaa ddooss pprrooccaarriioonntteess.. NNooss eeuuccaarriioonntteess tteemm iinníícciioo nnoo cciittooppllaassmmaa,,ccoonnttiinnuuaa ee tteerrmmiinnaa nnaass mmiittooccôônnddrriiaass ..
  • 19. Processos ddee LLiibbeerraaççããoo ddee EEnneerrggiiaa:: rreessppiirraaççããoo  AA pprreesseennççaa ddee ááttoommooss ddee ooxxiiggêênniioo éé ccoonnddiiççããoo bbáássiiccaa ppaarraa aa rreessppiirraaççããoo ee aa oorriiggeemm ddooss mmeessmmooss ppeerrmmiittee iiddeennttiiffiiccaarr ddooiiss ttiippooss ddiiffeerreenntteess ddeessssee pprroocceessssoo:: – RReessppiirraaççããoo AAeerróóbbiiaa –– qquuaannddoo oo ooxxiiggêênniioo ccoonnssuummiiddoo éé oo OO22 ((ggááss ooxxiiggêênniioo)).. – RReessppiirraaççããoo AAnnaaeerróóbbiiaa –– qquuaannddoo oo ooxxiiggêênniioo ccoonnssuummiiddoo tteemm oorriiggeemm eemm ssuubbssttâânncciiaass iinnoorrggâânniiccaass ccoommoo ccaarrbboonnaattooss,, nniittrraattooss,, eettcc.
  • 20. Respiração AAeerróóbbiiaa ee AAnnaaeerróóbbiiaa Respiração Com O2 Nitritos / Nitratos / Carbonatos Resp. Aeróbia Rep. Anaeróbia Quebra total da Glicose – C6H12O6 Quebra total da Glicose – C6H12O6 ENERGIA 38 ATP Matéria inorgânica CO2 e H2O ENERGIA 36 ATP Matéria Inorgânica CO2 e H2O  A respiração aeróbia é realizada por muitos procariontes, protistas, fungos e pelas plantas e animais.  A respiração anaeróbia é realizada por apenas alguns tipos de bactérias.
  • 21. Processos de LLiibbeerraaççããoo ddee EEnneerrggiiaa:: FFeerrmmeennttaaççããoo  AA ffeerrmmeennttaaççããoo ccoorrrreessppoonnddee àà ddeeggrraaddaaççããoo ppaarrcciiaall ddaa mmoollééccuullaa ddee gglliiccoossee oorriiggiinnaannddoo ssuubbssttâânncciiaass mmaaiiss ssiimmpplleess ppoorréémm aaiinnddaa oorrggâânniiccaass ee ppoorrttaannttoo rriiccaass eemm eenneerrggiiaa..  OO ssaallddoo eenneerrggééttiiccoo ddeessssee pprroocceessssoo éé ddee 22 mmoollééccuullaass ddee AATTPP Þ 1199 vveezzeess mmeennooss rreennttáávveell qquuee aa rreessppiirraaççããoo..
  • 22. Processos de LLiibbeerraaççããoo ddee EEnneerrggiiaa:: FFeerrmmeennttaaççããoo OO pprroodduuttoo ffiinnaall oobbttiiddoo ddeetteerrmmiinnaa oo ttiippoo ddee ffeerrmmeennttaaççããoo rreeaalliizzaaddaa:: • FFeerrmmeennttaaççããoo aallccooóólliiccaa –– áállccooooll eettíílliiccoo ee ggááss ccaarrbbôônniiccoo • FFeerrmmeennttaaççããoo llááttiiccaa –– áácciiddoo llááttiiccoo OOss ddiivveerrssooss ttiippooss ddee ffeerrmmeennttaaççããoo ssããoo uuttiilliizzaaddooss ppeelloo hhoommeemm nnaa pprroodduuççããoo ddee bbeebbiiddaass,, aalliimmeennttooss ee ccoommbbuussttíívveeiiss..
  • 23. FFeerrmmeennttaaççããoo FERMENTAÇÃO Sem Oxigênio ALCOÓLICA LÁTICA Álcool Etílico Gás Carbônico 2 ATP de Energia Ácido Lático 2 ATP de Energia
  • 24. A Degradação ddaa MMaattéérriiaa OOrrggâânniiccaa:: rreessuummoo GLICOSE Com Oxigênio Sem Oxigênio RESPIRAÇÃO FERMENTAÇÃO QUEBRA TOTAL QUEBRA PARCIAL ENERGIA 38 ATP MATÉRIA INORGÂNICA MATÉRIA INORGÂNICA ENERGIA 2 ATP MATÉRIA ORGÂNICA
  • 25. RReesspp.. AAeerróóbbiiaa CCOO22 ++ HH22OO RRRERESSEEPPSSIIPPRRIIRARAÇAÇAÇÃÇÃOÃOÃOO 3388AATTPP AAllccooóólliiccaa –– CCOO22 ++ áállccooooll eettíílliiccoo FFeerrmm.. LLááttiiccaa –– aacc.. LLááttiiccaa CC66HH1122OO66 Resp. Anaeróbia CO2 + H2O 36 ATP CCaarrbboonnaattooss FFoossffaattooss,, eettcc OO22 CC66HH1122OO66 FFOOTTOOSSSSÍÍNNTTEESSEE BBAACCTTEERRIIAANNAA FFOOTTOOSSSSÍÍNNTTEESSEE BBAACCTTEERRIIAANNAA QQQQUUUIUIMMIIMMIIOOIIOOSSSSSSÍÍSSNNÍÍNTNTEETTSSEEEESSEE FFEEFFRREERMRMMMEENNEENTNTAATTÇAÇAÇÃÇÃOÃOÃOO FFOOFFOOTTOOTTOOSSSSSSÍÍSSNNÍÍNTNTEETTSSEEEESSEE GGGGLLIILLCCIICOCOOOSSEESSEE CCOO22 ++ HH22 CCLLOORROOFFIILLAA BBAACCTTEERRIIOOCCLLOORROOFFIILLAA CCOO22 ++ HH22 CCOO22 ++ HH22 OO OO GGLLIICCOOSSEE OOxxiiddaaççããoo ddee ccoommppoossttooss iinnoorrggâânniiccooss SSeemm ooxxiiggêênniioo VVIISSÃÃOO GGEERRAALL CC66HH1122OO66
  • 26. Fotossíntese • Principal processo autotrófico realizado por seres clorofilados. • Fórmula básica: • 6 CO2 + 12 H2O luz e clorofila C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
  • 27. Organismos fotossintetizadores • Plantas verdes; • Microalgas (diatomáceas e as euglenoidinas); • Cianófitas (algas verde-azuladas) e diversas bactérias.
  • 28. Caminho da Fotossíntese Célula clorofilada Esquema da molécula de Membrana do tilacóide clorofila Folha Granum Parede celular Membrana externa Cloroplasto Membrana interna Tilacóide Granum DNA Estroma Núcleo Cloroplasto Vacúolo Tilacóide Complexo antena
  • 29. Cloroplastos Função:Realizar FOTOSSÍNTESE - captação de energia luminosa para transformação em energia química. - gás carbônico (CO2) e água (H2O) reagem formando glicose ( C6H12O6) e gás oxigênio(O2)
  • 31. LOCALIZAÇÃO DDOOSS CCLLOORROOPPLLAASSTTOOSS Os cloroplastos localizam-se nas partes verdes de plantas e algas. Nas plantas superiores, geralmente se localiza nas folhas, órgão vegetal responsável em captar luz e gás carbônico e realizar a fotossíntese. cloroplastos vistos no microscópio óptico
  • 32. Cloroplastos realizam a fotossíntese. Para isso é necessária a presença de um pigmento verde chamado clorofila, presente nessas organelas exclusivas de algas e plantas. Acredita-se que os cloroplastos eram bactérias que ao longo da evolução se associaram as células eucariontes. cloroplasto visto no microscópio eletrônico
  • 34. 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.
  • 36. CLOROPLASTO Fotossíntese em ação Luz H2O CO2 Tilacóide Etapa II QUÍMICA Etapa I FOTOQUÍMIC A ADP NADP H2O C6H12O6 ATP NADPH2 O2 ESTROMA Glicose
  • 37. O NADP é um transportador de átomos de hidrogênio liberados pela quebra da água. Ele captura hidrogênio na fase clara se convertendo em NADPH e fornece esse hidrogênio na fase escura para a formação da glicose, voltando a se converter em NADP. glicose A água é quebrada (sofre fotólise) e libera átomos de hidrogênio e oxigênio. Os átomos de oxigênio se unem para formar o gás oxigênio. O ADP é um transportador de energia. Ele recolhe a energia luminosa do ambiente para que ocorra um processo chamado de fosforilação, onde há a união de mais um átomo de fósforo (com absorção de energia) ao ADP, transformando-o em ATP que fornece essa energia para que as reações da fase escura ocorram. Gás carbônico fornece produtos (C e O) para que junto com os hidrogênios vindos da água ocorra a formação da glicose. Glicose será usada no processo de respiração celular. Fase clara Fase escura
  • 38. Etapa Fotoquímica • Ações: Fotofosforilação e Fotólise da água • Reagentes: Luz, H2O, ADP e NADP • Produtos: O2 / ATP / NADPH2 • 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 O2 e formação de NADPH2
  • 39. FATORES DE INFLUÊNCIA DDAA FFOOTTOOSSSSÍÍNNTTEESSEE COMPRIMENTO DE ONDA (nm) TAXA DE FOTOSSÍNTESE LUZ É o principal fator de influência da taxa de fotossíntese. A luz branca é formada pela união das sete cores do espectro visível. Dessas sete cores, a planta absorve melhor os comprimentos de onda que representam as cores vermelho e azul, sendo que a cor verde é pouco absorvida pela folha.
  • 40. Fotólise da água: quebra da molécula de água em presença de luz Luz 2 H2O 4 H+ + 4 e- + Clorofila Fotofosforilação: adição de fosfato em presença de luz ADP ATP O2 2 NADPH2 4 H+ + 2 NADP
  • 41. FOTOFOSFORILAÇÃO CÍCLICA FONTE: http://vsites.unb.br/ib/cel/microbiologia/metabolismo/fotoss.jpg
  • 42. FOTOFOSFORILAÇÃO ACÍCLICA Fonte: http://curlygirl.no.sapo.pt/imagens/luminosa.jpg
  • 43. NADP- nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato- Transportador de hidrogênio. e- elétros H+ prótons
  • 44. Etapa Química • Ações: Ciclo das pentoses • Reagentes: CO2, ATP e NADPH2 • Produtos: Carboidratos e H2O • Local: Estroma Ciclo de pentoses proposto por Melvin Calvin (1961) Fixação do carbono, elemento presente no meio abiótico que passa para o biótico
  • 45. Equação da etapa química 6C O2 + 12NADPH2 + nATP C6 H12 O6 + 6 H2 O + nADP + nP
  • 46. CCIICCLLOO DDEE CCAALLVVIINN Fonte:http://www.netxplica.com/figuras_netxplica/exanac/ciclo.calvin.completo.1. png
  • 47. RESUMO DO PROCESSO FOTOSSÍNTESE 12H2O ETAPA CLARA LOCAL: ETAPA ESCURA LOCAL: 1122NNAADDPPHH22 Tilacóides 1188AATTPP Estroma 6 H2 6O O 2 Glicídio (C6H1206) 6CO2 LUZ
  • 48. PASSO A PASSO DDAA FFOOTTOOSSSSÍÍNNTTEESSEE A luz é absorvida pela clorofila e sua energia é usada num processo chamado de fosforilação – a incorporação de mais um átomo de fósforo a molécula de ADP (adenosina difosfato) que é transformada em ATP (adenosina trifosfato). A água é quebrada (sofre fotólise) em átomos de hidrogênio e oxigênio. Os átomos de hidrogênio são “capturados” pelo NADP (nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato), que se transforma em NADPH. O átomo de oxigênio se junta a outro e se transforma em gás oxigênio. F ASE CL ARA F ASE ES CURA O gás carbônico é convertido em glicose usando-se os átomos de hidrogênio vindos do NADPH e a energia da molécula de ATP produzidos durante a fase clara. O NADPH ao deixar os hidrogênios vira NADP e o ATP se transforma em ADP. O NADP e o ADP voltam para a etapa clara para novamente serem convertidos.
  • 49. Fatores limitantes da Fotossíntese • Intensidade luminosa; • Concentração de CO2; • Temperatura; • Fatores internos: Genética, posição das folhas, nutrição e etc.
  • 51. COMPENSAÇÃO E SSAATTUURRAAÇÇÃÃOO LLUUMMIINNOOSSAA Situação x Situação B Situação A Ponto de compensação luminosa é quando a taxa de fotossíntese é igual a taxa de respiração. Nesse ponto a planta produz a mesma quantidade de gás oxigênio que ela própria consome. Ponto de saturação luminosa é quando a taxa de fotossíntese é freada e não aumenta independente do aumento da quantidade de luz que é fornecida a planta. y planta libera gás oxigênio e cresce. planta consome gás oxigênio e definha.
  • 54. FATORES QUE AFETAM A TAXA DE FOTOSSÍNTESE DA PLANTA  Eficiência fisiológica da planta C3, C4 e CAM Variações dentro de cada grupo  Intensidade e qualidade da luz Radiação fotossinteticamente ativa (RFA) incidente: Regiões temperadas = 2000 mmol/m2 ´ s (pleno sol no verão) (Mckenzie et al., 1999) Região Tropical = 2500 mmol/m2 ´ s (pleno sol em Capinópolis- MG, nov/2000) Região Nordeste @ 3000 mmol/m2 ´ s (pleno sol na época seca, Sobral, 2009)  Teor de nutrientes do solo Manejado via fertilização Possibilidade do uso de plantas tolerantes
  • 55. Disponibilidade de água Temperatura Concentração de dióxido de carbono na atmosfera  Área foliar (quantidade e qualidade) Capacidade síntese de compostos orgânicos f(área foliar) Dilema: folhas novas Þ mais consumidas
  • 56. CICLO C4 E CAM(METABOLISMO ÁCIDO DAS CRASSULÁCEAS)  Ciclo C4 = Forma o ácido oxaloacético (4C) e depois concertido em ácido málico (Não o acumulam). O ácido Málico libera o CO2 .  EX. Milho, cana-de-açúcar, e outras gramíneas tropicais.  CAM= Fixam o CO2 durante à noite, mantendo os estômatos fechados durante o dia , evitando a perda d’água. Economizam mais água.  Formam também o ácido oxaloacético e málico. (o Acumulam).  EX. Cactos e outras plantas suculentas.
  • 58. Exemplos de Vegetais de acordo com o metabolismo energético C3 Leguminosas de clima temperado (trevos...) Gramíneas de clima temperado (azevém anual, azevém perene, festuca...) Leguminosas de clima tropical (fisiologia C3 mas temp. ótima >; leucena, cunhã, estilosantes, desmodium, calopogônio...) C4 Gramíneas de clima tropical (cana-de-açúcar, milho, sorgo, milheto...) CAM Cactáceas palma forrageira (Opuntia ficus-indica, Nopalea cochenilifera) mandacaru (Cereus jamacaru) xique-xique (Cereus gounellei) facheiro (Pilosocereus pachycladus) Bromeliáceas macambira (Bromelia laciniosa) sisal (Agave sisalana)
  • 59. C4
  • 62. Quimiossíntese • Processo em que a energia utilizada na formação de compostos orgânicos, a partir de gás carbônico(CO2) e água (H2O), provém da oxidação de substâncias inorgânicas. • Principais bactérias quimiossintetizantes: • FERROBACTÉRIAS  oxidação de compostos de ferro. • NITROBACTÉRIAS  oxidação da amônia (NH3) ou de nitritos (NO3) (importantes no ciclo do nitrogênio). – Nitrossomas & Nitrobacter
  • 63. CADEIA ALIMENTAR NNAASS PPRROOFFUUNNDDEEZZAASS “fumarola” exalando sulfeto de hidrogênio DDOO OOCCEEAANNOO bactérias que fazem quimiossíntese vermes se alimentam das bactérias outros seres se alimentam dos vermes
  • 64. Respiração • Processo de síntese de ATP que envolve a cadeia respiratória. • Tipos – AERÓBIA  em que o aceptor final de hidrogênios é o oxigênio. – ANAERÓBIA  em que o aceptor final de hidrogênio não é o oxigênio e sim outra substância (sulfato, nitrato)
  • 65. Respiração em Eucariontes CITOPLASMA MITOCÔNDRIA Glicose (6 C) C6H12O6 Glicose (6 C) C6H12O6 2 CO2 4 CO2 Ciclo de Krebs 2 ATP H2 CADEIA RESPIRATÓRIA FASE ANAERÓBIA FASE AERÓBIA 6 H2O Saldo de 32 ou 34 ATPs 6 O2 Piruvato (3 C) GLICÓLISE Saldo de 2 ATP
  • 66. Respiração Aeróbia • Utilizadas por procariontes, protistas, fungos, plantas e animais. • Molécula principal: glicose. • Etapas: – Glicólise (não usa O2). – Ciclo de Krebs – Cadeia respiratória (usa O2) • Obs.: – Procariontes: glicólise e ciclo de Krebs ocorrem no citoplasma e a cadeia respiratória na membrana. – Eucariontes: glicólise ocorre no citossol, e nas mitocôndrias o ciclo de Krebs (matriz) e a cadeia respiratória (cristas).
  • 67. Respiração Aeróbia Glicólise • Função: quebra de moléculas de glicose e formação do piruvato. • Local: citossol • Procedimento: – Glicose  2 piruvato: liberação de hidrogênio e energia. – NAD  NADH :energia usada na síntese de ATP. • O piruvato formado entra na mitocôndria e segue para o ciclo de Krebs.
  • 68. Glicólise Glicose (6C) C6H12O6 Glicose (6C) C6H12O6 P ~ 6 C ~ P ATP ADP ATP ADP 1. Duas moléculas de ATP são utilizadas para ativar uma molécula de glicose e iniciar a reação. 3 C ~ P 3 C ~ P NNAADDHH ADP AATTPP 3 C Piruvato 3 C Piruvato 2. A molécula de glicose ativada pelo ATP divide-se em duas moléculas de três carbonos. Pi NAD Pi NNAADDHH P ~ 3 C ~ P NAD P ~ 3 C ~ P 3. Incorporação de fosfato inorgânico e formação de NADH. P ~ 3 C ADP AATTPP P ~ 3 C 4. Duas moléculas de ATP são liberadas recuperando as duas utilizadas no início. ADP AATTPP ADP AATTPP 5. Liberação de duas moléculas de ATP e formação de piruvato.
  • 69. Respiração Aeróbia Ciclo de Krebs • Nomes: ciclo do ácido cítrico ou ácido tricarboxílico. • Mentor: Hans Adolf Krebs, 1953) • Local: matriz mitocondrial • Procedimento: – Piruvato  acetil : liberação de CO2 e H. – Acetil  Acetil-coenzima A (acetil-CoA) : entra no ciclo de Krebs. – Ciclo de Krebs: liberação de CO2, ATP, NADH, FADH2 • Obs.: todo o gás carbônico liberado na respiração provém da formação do acetil e do ciclo de Krebs.
  • 70. Respiração Aeróbia Cadeia respiratória • Função: formação de ATP • Local: crista mitocondrial • Procedimento: – Fosforilação oxidativa:transferência de hidrogênios pelos citocromos, formando ATP e tendo como aceptor final o oxigênio e a formação de água • Obs.: O rendimento energético para cada molécula de glicose é de 38 moléculas de ATP.
  • 71. Citosol Visão geral do processo respiratório 32 ou 34 ATP Crista mitocondrial Glicose (6 C) C6H12O6 Glicose (6 C) C6H12O6 Mitocôndria em célula eucariótica Total: 10 NADH 2 FADH2 11 AATTPP 11 AATTPP 11 NNAADDHH 11 NNAADDHH PPiirruuvvaattoo ((33 CC)) PPiirruuvvaattoo ((33 CC)) 6 O2 6 H 2O 4 CO2 22 AATTPP 66 NNAADDHH 22 FFAADDHH 2 CO2 22 NNAADDHH 2 acetil-CoA (2 C) Ciclo de Krebs
  • 72. Respiração Anaeróbia • Utilizada por bactérias desnitrificantes do solo como a Pseudimonas disnitrificans, elas participam do ciclo de nitrogênio devolvendo o N2 para a atmosfera. • Molécula principal: glicose e nitrato. • Fórmula: C6H12O6 + 4NO3  6CO2 + 6H2O + N2 + energia
  • 73. Fermentação • Processo anaeróbio de síntese de ATP que ocorre na ausência de O2(solos profundos e regiões com teor de O2 quase zero) e que não envolve a cadeia respiratória. • Aceptor final: composto orgânico. • Seres Anaeróbios: – ESTRITOS: só realiza um dos processos anaeróbios(fermentação ou respiração anaeróbia) Ex.: Clostridium tetani – FACULTATIVAS: realizam fermentação ou respiração aeróbia. Ex.: Sacharomyces cerevisiae • Procedimento: – Glicose degradada em substâncias orgânicas mais simples como : ácido lático (fermentação lática) e álcool etílico (fermentação alcoólica)
  • 74. Fermentação Lática • O piruvato é transformado em ácido lático. • Realizada por bactérias, fungos protozoários e por algumas células do tecido muscular humano. • Exemplos: – Cãibra: fermentação devido à insuficiência de O2 – Azedamento do leite. – Produção de conservas.
  • 75. Fermentação Lática Glicose (6 C) C6H12O6 Glicose (6 C) C6H12O6 Glicólise AATTPP AATTPP NADH PPiirruuvvaattoo ((33 CC)) PPiirruuvvaattoo ((33 CC)) NADH NAD Ácido lático 3 C Ácido lático 3 C NAD
  • 76. Fermentação Alcoólica • O piruvato é transformado em álcool etílico. • Realizada por bactérias e leveduras. • Exemplos: – Sacharomyces cerevisiae  produção de bebidas alcoólicas (vinho e cerveja) – Levedo  fabricação de pão.
  • 77. Fermentação Alcoólica Glicose (6 C) C6H12O6 Glicose (6 C) C6H12O6 Glicólise AATTPP AATTPP NADH PPiirruuvvaattoo ((33 CC)) PPiirruuvvaattoo ((33 CC)) NADH CO2 CO2 NAD Álcool etílico 3 C Álcool etílico 3 C NAD
  • 78. Fermentação Acética Glicose (6C) C6H12O6 Glicose (6C) C6H12O6 Glicólise AATTPP AATTPP NADH NADH Ácido acético 3 C NAD NADH2 CO2 NAD NADH2 H2O Ácido acético 3 C CO2 H2O PPiirruuvvaattoo ((33 CC)) PPiirruuvvaattoo ((33 CC))
  • 79. Resumo dos Tipos de fermentação e a respiração Fermentação Lática Glicose ® áácciiddoo llááttiiccoo ++ 22 AATTPP Fermentação Alcoólica Glicose ® álcool etílico + CO 2 + 2 ATP Fermentação Acética Glicose ® ácido acético + CO 2 + 2 ATP Respiração Glicose + O 2 ® CO2 + H2O + 36 ou 38 ATP

Notas do Editor

  1. As ferrobactérias oxidam compostos de ferro e as nitrobactérias compostos de nitrogênio.
  2. As bactérias desnitrificantes do solo, como a Pseudomonas denitricans que participam o ciclo do nitrogênio é um bom exemplo a ser citado. Essas bactérias participam do ciclo do nitrogênio devolvendo para a atmosfera o N2. Como só realizam esse processo na ausência de O2, a desnitrificação não é um mecanismo muito freqüente em solos oxigenados, sendo muito comuns em regiões pantanosas onde a taxa de O2 é reduzida.