Fotossíntese e Metabolismo

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METABOLISMO CELULARMETABOLISMO CELULAR
 
Fotossíntese é um processo fsico-químico, a nível celular, realizado pelos seres vivos 
cloroflados, que utlizam dióxido de carbono e água, para obter glicose através da 
energia da luz. Ocorre em plantas: folhas e caules jovens; em algas e em muitas 
bactérias. Este é um processo do anabolismo, em que a planta acumula energia a 
partr da luz para uso no seu metabolismo, formando adenosina tri-fosfato, o ATP, a 
moeda energétca dos organismos vivos.
A fotossíntese inicia a maior parte das cadeias alimentares na Terra. Sem ela, os 
animais e muitos outros seres heterotrófcos seriam incapazes de sobreviver porque 
a base da sua alimentação estará sempre nas substâncias orgânicas proporcionadas 
pelas plantas verdes.
FOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESE
C16O2
H2
18O
C6H12
16O6
18O2
C18O2
H2
16O
C6H12
18O6
16O2
6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 
Luz
Clorofla
 
TIPOS DE PLASTOSTIPOS DE PLASTOS
Variedade Pigmento Função
Cromoplastos
Leucoplastos
Cloroplastos
Xantoplastos
Eritroplastos
Feoplastos
Proteoplastos
Oleoplastos
Amiloplastos
Verde
Amarelo
Vermelho
Pardo
Ausente
Ausente
Ausente
Fotossíntese
Pigmentação
Pigmentação
Pigmentação
Acúmulo de proteínas
Acúmulo de óleos
Acúmulo de amido
 
CLOROPLASTOSCLOROPLASTOS
CARACTERÍSTICAS
Possuem DNA e ribossomos
Função: armazenamento de 
substâncias de reserva e 
pigmentos
Os cloroplastos são os 
principais responsáveis pela 
fotossíntese.
 
1) Etapa fotoquímica ou fase de claro
 Ocorre nas lamelas e nos tlacoides
 Depende diretamente da luz e da clorofla
 Eventos: fotólise da água e fotofosforilação
2) Etapa química ou fase de escuro
 Ocorre no estroma
 Depende indiretamente da luz
 Evento: Ciclo de Calvin-Benson
ETAPAS DA FOTOSSÍNTESEETAPAS DA FOTOSSÍNTESE
ETAPAS REAÇÕES QUÍMICAS
Etapa fotoquímica (reações de 
claro)
1. Fosforilação e produção de ATP
2. Fotólise da água
Etapa puramente química 
(reações de escuro)
1. Ciclo das pentoses (Ciclo de 
Calvin-Benson)
 
ETAPA FOTOQUÍMICAETAPA FOTOQUÍMICA
Fotólise da água
Fotofosforilação
6H2O 4 H+ + 4 e- + O2
Luz
Produz ATP (acíclica e cíclica) e NADPH2 (acíclica) 
 
FOTOFOSFORILAÇÃO CÍCLICAFOTOFOSFORILAÇÃO CÍCLICA
aceptor de
elétrons
clorofla
aceptor de
elétrons
citocromos
luz ATP ADP
e-
e-
e-
e-
 
FOTOFOSFORILAÇÃO ACÍCLICAFOTOFOSFORILAÇÃO ACÍCLICA
O2 + 4 H+
4 e-
clorofla b
fo
to
ss
is
te
m
a 
II
cadeia de 
transporte
 de elétrons
ADP + P
ATP
clorofla a
fo
to
ss
is
te
m
a 
I
NADP+
cadeia de 
transporte
de elétrons
NADPH2
CO2
açúcar
2 H2O
FASE DE CLARO FASE DE ESCURO
 
ETAPA QUÍMICAETAPA QUÍMICA
 
ETAPA QUÍMICAETAPA QUÍMICA
 
FATORES QUE INFLUENCIAM A FOTOSSÍNTESEFATORES QUE INFLUENCIAM A FOTOSSÍNTESE
Concentração de CO2
 
FATORES QUE INFLUENCIAM A FOTOSSÍNTESEFATORES QUE INFLUENCIAM A FOTOSSÍNTESE
Temperatura
 
FATORES QUE INFLUENCIAM A FOTOSSÍNTESEFATORES QUE INFLUENCIAM A FOTOSSÍNTESE
Luminosidade
 
FOTOSSÍNTESE x RESPIRAÇÃOFOTOSSÍNTESE x RESPIRAÇÃO
PCL ou PCF (ponto de 
compensação luminoso ou 
fótco)
PSL ou PSF (ponto de 
saturação luminoso ou 
fótco)
 
FOTOSSÍNTESE x RESPIRAÇÃOFOTOSSÍNTESE x RESPIRAÇÃO
 
PLANTAS C3PLANTAS C3
 Rubisco fxa o CO2 e o O2
 Fixação do CO2 forma gliceraldeído-fosfato (3 C)
 Em dias quentes: realiza a fotorrespiração (reação com o O2)
 Limitação da fotossíntese
 Consomem muita água.
 Exemplos: rosa, trigo, soja, arroz.
 
PLANTAS C4PLANTAS C4
 Mantêm a razão CO2 /O2 elevada próxima ao rubisco.
 CO2 é fxado com auxílio do fosfoenolpiruvato e forma ácido oxalacétco (4 C).
 Maximizam a fotossíntese.
Separação fsica entre fxação e redução do CO2.
 Consome pouca água.
 Exemplos: milho, cana, orquídea e gramíneas.
 
PLANTAS CAMPLANTAS CAM
 Abrem seus estômatos à noite.
 CO2 é fxado na forma de oxalacetato e ácido málico.
 Durante o dia: ácido málico fornece CO2 ao ciclo de Calvin.
 Consomem pouquíssima água.
 Exemplos: cactáceas e abacaxi.
Estômato 
fechado
CO2
Ácido 
oxalacétco
Ácido 
málico
Estômato 
aberto
CO2
Ciclo de 
Calvin
Luz 
ATP e 
NAPH2 
 
FOTOSSÍNTESE BACTERIANAFOTOSSÍNTESE BACTERIANA
Luz
Bacterioclorofla
Pigmento: bacterioclorofla
Desenho esquemátco ilustrando a 
estrutura de uma cianobactéria. 
Observar o nucleoide central 
envolto por camadas concêntricas 
de membranas do sistema 
fotossintétco.
6CO2 + 6H2S C6H12O6 + 6S2
Luz
Clorofla
6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6H2O + 6O2
 
QUIMIOSSÍNTESEQUIMIOSSÍNTESE
A quimiossíntese é a produção de matéria orgânica através da oxidação de 
substâncias minerais, sem recorrer à luz solar. Ex:
 bactérias nitrosomonas: NH3 + 2O2 → HNO2 + 2H2O + ENERGIA
 bactérias nitrobactérias: HNO2 + 2O2 → 2HNO3 + ENERGIA
OBS: Diferença entre fotossíntese e 
quimiossíntese
Na fotossíntese, a energia é 
proveniente da luz do sol
Na quimiossíntese, a energia é 
proveniente de uma reação química 
inorgânica
 
RESPIRAÇÃORESPIRAÇÃO
Nas células, os alimentos orgânicos (ex.: glicose) são oxidados, liberando energia 
necessária às atvidades vitais.
Energia: armazenada em compostos químicos, como o ATP (adenosina trifosfato).
Processo aeróbio, ou seja, utliza-se o oxigênio livre (presença de O2).
Ocorre no citoplasma celular (glicólise) e nas mitocôndrias (ciclo de Krebs e cadeia 
respiratória).
A equação geral da respiração aeróbica da glicose, de acordo com dados recentes é:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H20 + 30ATP
A respiração celular pode ser dividida em 3 etapas:
PROCESSOS LOCAL DE OCORRÊNCIA
Glicólise Citoplasma / Hialoplasma
Ciclo de Krebs Matriz Mitocondrial
Cadeia Respiratória Cristas Mitocondriais
 
RESPIRAÇÃO - GLICÓLISERESPIRAÇÃO - GLICÓLISE
Glicólise: essa etapa ocorre no citosol (hialoplasma)e não requer oxigênio (é 
anaeróbia).
 Saldo: 4 ATPs – 2 ATPs = 2 ATPs e 2 NADH2
 
RESPIRAÇÃO – CICLO DE KREBSRESPIRAÇÃO – CICLO DE KREBS
Ocorre na matriz mitocondrial.
 Saldo: 3 NADH2 , 2CO2 1 FADH2 e 1 ATP (x 2)
 
RESPIRAÇÃO – CADEIA RESPIRATÓRIARESPIRAÇÃO – CADEIA RESPIRATÓRIA
Ocorre nas cristas mitocondriais, na presença de O2.
 Saldo: 3 ATP (x 2)
 
SALDO DA RESPIRAÇÃOSALDO DA RESPIRAÇÃO
GLICÓLISE:
4 ATPs – 2 ATPs: 2 ATPs 
2 NADH2 (x 3) : 6 ATPs
FORMAÇÃO DO ACETIL:
1 NADH2 (x 2) (x 3): 6 ATPs
CICLO DE KREBS:
1 ATP (x 2): 2 ATPs 
3 NADH2 (x 2) (x 3): 18 ATPs
1 FADH2 (x 2) (x 2): 4 ATPs 
 
TOTAL 38 ATPs
 
FOTOSSÍNTESE x RESPIRAÇÃOFOTOSSÍNTESE x RESPIRAÇÃO
produto
energia
produtos
energia
reagente
reagentes
t
E
N
E
R
G
IA
ENDOTÉRMICA
E
N
E
R
G
IA
EXOTÉRMICA
t
Ex.: Fotossíntese
6CO2 + 12H2O → C6H12O6 +6O2 + H2O
Ex.: Respiração celular
C6H12O6 + CO2 → 6CO2 + 6H2O + Energia
 
FERMENTAÇÃO ANAERÓBIA: ALCOÓLICAFERMENTAÇÃO ANAERÓBIA: ALCOÓLICA
Realizado industrialmente pelo fungo (levedura) Saccharomyces cerevisiae na 
fabricação de bebidas alcoólicas e pão (CO2). Ocorre no hialoplasma, na ausência de 
O2.
 Saldo: 4 ATPs – 2 ATPs = 2 ATPs e 2 CO2
 
FERMENTAÇÃO ANAERÓBIA: LÁCTICAFERMENTAÇÃO ANAERÓBIA: LÁCTICA
Realizada por bactérias do gênero Lactobacillus que fermentam o leite, produzindo 
latcínios (queijo, coalhada, iogurte). Ocorre no hialoplasma, na ausência de O2.
 Saldo: 4 ATPs – 2 ATPs = 2 ATPs
 
FERMENTAÇÕESFERMENTAÇÕES
RESUMO FINALRESUMO FINAL
AutotrófcosAutotrófcosAutotrófcosAutotrófcos
FotoautotrófcosFotoautotrófcos
QuimioautotrófcosQuimioautotrófcos
HeterotrófcosHeterotrófcosHeterotrófcosHeterotrófcos
FotoeterotrófcosFotoeterotrófcos
QuimioeterotrófcosQuimioeterotrófcos
Um organismo fotoautotrófco é aquele que obtém 
seus nutrientes com a ajuda da luz do sol, nos seus 
cloroplastos, como em algas, plantas e cianobactérias.São organismos que utlizam a energia 
resultante da quebra de ligações químicas 
de compostos inorgânicos para sintetzar 
substâncias orgânicas, usando o dióxido 
de carbono como fonte de carbono. 
Usam luz como fonte de energia e 
compostos orgânicos (álcool, 
carboidratos, ácidos orgânicos, etc.) 
como fonte de carbono. São as 
bactérias verdes não sulfurosas e as 
bactérias púrpuras não sulfurosas.
As bactérias que utlizam como fonte de 
energia a luz e como fonte de carbono 
compostos orgânicos para além de dióxido de 
carbono (fotoheterotrófcos) ou bactérias que 
obtém energia da oxidação de compostos 
orgânicos (quimioheterotrófcos).
Exercício 1
(Enem 2016.1) As proteínas de uma célula eucariótica possuem peptídeos sinais, 
que são sequências de aminoácidos responsáveis pelo seu endereçamento para as 
diferentes organelas, de acordo com suas funções. Um pesquisador desenvolveu 
uma nanopartícula capaz de carregar proteínas para dentro de tipos celulares 
específicos. Agora ele quer saber se uma nanopartícula carregada com uma 
proteína bloqueadora do ciclo de Krebs in vitro é capaz de exercer sua atividade em 
uma célula cancerosa, podendo cortar o aporte energético e destruir essas células.
Ao escolher essa proteína bloqueadora para carregar as nanopartículas, o 
pesquisador deve levar em conta um peptídeo sinal de endereçamento para qual 
organela?
a) Núcleo.
b) Mitocôndria.
c) Peroxissomo.
d) Complexo golgiense.
e) Retículo endoplasmático.
OBRIGADOOBRIGADO
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