Bioenergética I - BioS

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INTRODUÇÃO À BIOENERGÉTICA Profª. M.Sc. Mary Ann Saraiva Fornelos


REAÇÕES METABÓLICAS •REAÇÕES ANABÓLICAS Processos Endergônicos que consomem energia

•REAÇÕES CATABÓLICAS Processos Exergônicos que liberam energia


LEIS FÍSICAS E TRANSFORMAÇÃO DA ENERGIA

1ª Lei da Termodinâmica: a energia não é criada nem destruída


•2ÂŞ Lei da Termodinâmica: nem toda energia pode ser usada e a desordem tente a aumentar


PSIU!!! • Em sistemas biológicos a energia total é chamada entalpia. • A energia utilizável é denominada energia livre. • A energia não utilizável é representada pela entropia, que é a desordem do sistema. • Os seres vivos são sistemas abertos, em que energia e matéria podem entrar e sair.


ATP ATP = ADENINA + RIBOSE + P + P + P

NUCLEOSIDEO:ADENOSINA NUCLEOTテ好EO: ADENOSINA TRIFOSFATO


PSIU!!! ESQUEMA PÁG 216


FOTOSSÍNTESE


CLOROPLASTOS E FOTOSSÍNTESE Parede celular

Célula clorofilada

Núcleo

Folha

Vacúolo

Membrana Cloroplasto externa Membrana interna

TILACÓIDE

COMPLEXO ANTENA

Tilacóide GranumCloroplasto

Estroma

Granum

Membrana do tilacoide

30 a 40 cloroplastos por célula 0,5 milhão de cloroplasto/mm² de folha.

Esquema da molécula de clorofila


TIPOS DE PLASTOS

CROMOPLASTOS Xantoplasto (xantofila) Eritroplasto (licopeno)


FOTOSSÍNTESE: LUZ E PIGMENTOS CLOROFILAS

CAROTENÓIDES

FICOBILINAS

FÓTON REFLETIDO TRANSMITIDO

ABSORVIDO

ANOTE: O FÓTON NÃO TEM MASSA; NÃO TEM CARGA. É PARTÍCULA ELEMENTAR DO UNIVERSO.


700

600

500

400

PROPRIEDADES DA LUZ E PIGMENTOS


ABSORÇÃO DE LUZ - ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO

Absorção da clorofila a

Taxa de Fotossíntese


EXPERIMENTO DE ENGELMANN, 1883 • O alemão Thomas Engelmann realizou um experimento utilizando filamentos de uma alga, bactérias aeróbias e iluminou a alga com o espectro resultante da decomposição de um feixe de luz branca por um prisma. Cada parte da alga foi iluminada por comprimentos de onda diferentes. Após algum tempo as bactérias aeróbias se concentraram junto às partes da alga iluminadas com luz vermelha e azularroxeada.


FOTOSSÍNTESE – FASE CLARA FOTÓLISE DA ÁGUA luz solar

2H2O

4ē + 4H+ + O2

FOTOFOSFORILAÇÃO

ADP + Pi

ATP ENERGIA VIA CLOROFILA


Fotólise da Água: reações de Hill


FOTOFOSFORILAÇÃO CÍCLICA

FOTOSSISTEMA I CLOROFILA A P700


FOTOFOSFORILAÇÃO ACÍCLICA Aqui o elétron passa pelos aceptores: filoquinona, proteínas ferro-enxofre, ferredoxina, flavoproteína e NADP-


AÇÃO DA CLOROFILA NA FOTOFOSFORILAÇÃO


SÍNTESE QUIMIOSMÓTICA DE ATP NO CLOROPLASTO

ANIMAÇÃO


FOTOSSÍNTESE – FASE QUÍMICA

ANIMAÇÃO – CICLO DE CALVIN


FASE QUÍMICA – CICLO C3


3. FOTOSSÍNTESE – FASE ESCURA DETALHES DO CICLO DE CALVIN – DAS PENTOSES • Em cada volta do ciclo de Calvin 3 CO2 são fixados por 3 pentoses RuBP (1,5-ribulose bifosfato ), formando 3 hexoses. • Cada hexose é imediatamente quebrada pela enzima rubisco, produzindo duas moléculas de Ácido fosfoglicérico ou fosfoglicerato (PGA), que tem 3C (triose). • Cada PGA é reduzido recebendo hidrogênio de 6 NADPH, que fica oxidado (NADP) e fosforilado ao receber fosfato de 9 ATP (fica 9 ADP). Esta reação forma a triose Gliceraldeído Fosfato ou aldeído fosfoglicérico (PGAL), ainda denominado G3P – gliceraldeído 3-fosfato, que também é uma triose. • Como o ciclo compreende duas voltas, forma-se ao todo 12 moléculas de PGAL. Dois PGAL são utilizados na síntese de glicose ou outras substâncias orgânicas, enquanto 10 PGAL (30 C), são utilizados para reconstituir 6 moléculas de RuBP (cada uma tem 5C). • Em resumo: para sintetizar uma molécula de glicose, os 2 PGAL consomem 6CO2, 18 ATP e 12 NADPH2.


FOTOSSÍNTESE: DETALHES • Parte dos glicídios formados na fotossíntese vão para o citosol da célula vegetal e são consumidos imediatamente pelas mitocôndrias dessa célula durante a respiração celular. A parte excedente segue um dos caminhos descritos no tópico adiante ou forma sacarose ou amido. • As moléculas de PGAL seguem dois caminhos ao saírem do cloroplasto: grande parte vai para o citosol da célula vegetal, transformando-se em sacarose. As moléculas que ficam no cloroplasto são convertidas em amido, armazenados no estroma. À noite, quando o vegetal não está fazendo fotossíntese o amido é quebrado formando sacarose, vai para o citosol e daí é distribuído como seiva elaborada pelos vasos liberianos (floema). • Na fase escura, além da produção de glicídios a partir do CO2 atmosférico, são produzidos também quase todos os aminoácidos necessários para o vegetal sintetizar suas proteínas; são também sintetizados os ácidos graxos, os carotenóides e, talvez, todas as bases nitrogenadas do DNA e RNA.

• No citosol de bactérias fotossintetizantes há ciclo de Calvin.


FATORES QUE INFLUENCIAM NA FOTOSSÍNTESE


EQUAÇÃO DA FOTOSSÍNTESE

6C O2 + 12NADPH2 + nATP

C6 H12 O6 + 6 H2 O + nADP + nP


QUIMIOSSÍNTESE E FOTOSSÍNTESE BACTERIANA


QUIMIOSSÍNTESE 1. Amônia + O2

Nitrossomonas Nitrito

6CO2 + 6 H2O

ENERGIA

2. Nitrito

+ O2

6CO2 + 6 H2O

C6H12O6 + 6O2

Nitrobacter ENERGIA

Nitrato

C6H12O6 + 6O2


Psiu!!! FOTOSSÍNTESE BACTERIANA • Nas bactérias fotossintetizantes os pigmentos estão localizados em lamelas membranosas presentes no citoplasma. Em cianobactérias a fotossíntese se assemelha a das plantas, pois apresentam clorofila a, além de ficoeritrina e ficocianina. • Contudo, as bactérias púrpuras e verdes têm bacterioclorofila ao invés de clorofila, que capta luz com 1040 nm, não visualizado pelo olho humano. Além disso, não usam a água como fonte de hidrogênios , mas o próprio H2 ou o gás sulfídrico (H 2S), e obviamente não liberam oxigênio na fotossíntese .


RESUMO DA FOTOSSÍNTESE


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