RESPIRAÇÃO CELULAR E FOTOSSÍNTESE...3 Núcleo celular Aula 1: Introdução O núcleo é de...

16
Aprenda biologia com rapidez e eficiência www.clubedagenetica.com.br Entenda o que está por trás do Núcleo celular, e mais: RESPIRAÇÃO CELULAR E FOTOSSÍNTESE Cursos gratuitos

Transcript of RESPIRAÇÃO CELULAR E FOTOSSÍNTESE...3 Núcleo celular Aula 1: Introdução O núcleo é de...

Page 1: RESPIRAÇÃO CELULAR E FOTOSSÍNTESE...3 Núcleo celular Aula 1: Introdução O núcleo é de fundamental importância para grande parte dos processos que ocorrem nas células, dentre

1

Aprenda biologia com rapidez e eficiência

www.clubedagenetica.com.br

Entenda o que está por trás do Núcleo celular, e mais:

RESPIRAÇÃO CELULAR

E

FOTOSSÍNTESE

Cursos gratuitos

Page 2: RESPIRAÇÃO CELULAR E FOTOSSÍNTESE...3 Núcleo celular Aula 1: Introdução O núcleo é de fundamental importância para grande parte dos processos que ocorrem nas células, dentre

2

ÍNDICE

NÚCLEO CELULAR Pg 03.......Aula 1- Introdução: Núcleo celular Pg 03.......Aula 2: A cromatina- Eucromatina e hererocromatina Pg 04.......Aula 3: Ácidos nucleicos- DNA e RNA Pg 05.......Aula 4: Replicação do DNA Pg 05.......Aula 5: RNA, transcrição e tradução Pg 07.......Testes

BIOENERGÉTICA: Respiração celular

Pg 09.......Aula 1- Introdução Pg 09.......Aula 2: Glicólise Pg 09.......Aula 3: Fermentação Pg 10.......Aula 4 e 5: Oxidação do piruvato e ciclo de Krebs Pg 11.......Aula 6: Cadeia respiratória

BIOENERGÉTICA: Fotossíntese

Pg 11.......Aula 1- Introdução Pg 12.......Aula 2: Fase clara ou fotoquímica Pg 12.......Aula 3: Fase escura ou química Pg 13.......Aula 4: Fatores limitantes da fotossíntese Pg 13.......Aula 5: Quimiossíntese Pg 14.......Testes

Page 3: RESPIRAÇÃO CELULAR E FOTOSSÍNTESE...3 Núcleo celular Aula 1: Introdução O núcleo é de fundamental importância para grande parte dos processos que ocorrem nas células, dentre

3

Núcleo celular

Aula 1: Introdução

O núcleo é de fundamental importância para grande parte dos processos que ocorrem nas células, dentre eles, a produção dos ribossomos, divisão celular, produção de RNAm e outros. Algumas células podem apresentar um ou mais núcleos e outras podem ser até anucleadas, como ocorre com os eritrócitos (hemácias). No interior do núcleo há uma organela chamada retículo nucleoplasmático (semelhante ao endoplasmático) com função de armazenamento de cálcio para a contração muscular, ativação e transcrição de genes, apoptose e síntese de proteínas.

Carioteca (membrana nuclear) Formada por duas membranas lipoprotéicas, cada uma delas com organização estrutural semelhante à das

demais membranas celulares. Entre as membranas existe um espaço denominado perinuclear. A membrana externa comunica-se com o retículo endoplasmático granuloso, e, como ele, apresenta ribossomos aderidos em sua superfície.

Complexo do poro A carioteca apresenta poros ou annuli, delimitando espaços através dos quais ocorrem trocas de substâncias

entre o núcleo e o citoplasma. Em cada poro há um complexo de proteínas que regula a entrada e saída de substâncias, de modo que há controle sobre o que entra e sai do núcleo.

Cariolinfa (nucleoplasma) É constituída de substâncias (íons, vários tipos de enzimas, moléculas de ATP) dissolvidas em água. Algumas

moléculas e íons podem fluir através dos poros da carioteca no sentido hialoplasma-nucleoplasma e vice-versa. Entre as moléculas orgânicas, destaque para o DNA, principal componente do nucleoplasma.

Nucléolo É uma região mais densa no interior do núcleo não delimitada por membrana. É o local de intensa síntese do

ácido ribonucleico ribossômico (RNAr). Essa síntese ocorre em regiões de determinados cromossomos, denominadas regiões organizadoras do nucléolo – RON, onde estão os genes responsáveis por esse processo.

Aula 2: A Cromatina Consiste em DNA associado a proteínas chamadas histonas. Há a eucromatina (DNA ativo) e a

heterocromatina (DNA inativo). Fatores epigenéticos podem inativar ou ativar os genes (metilação do DNA e acetilação de histonas). A cromatina, após a sua condensação, pode ser bem visível. Com isso, identificamos os cromossomos de acordo com a posição do centrômero, uma zona de heterocromatina presente em diferentes posições. Na imagem a seguir, o centrômero é a região com destaque. Assim, temos 4 tipos de cromossomos.

Page 4: RESPIRAÇÃO CELULAR E FOTOSSÍNTESE...3 Núcleo celular Aula 1: Introdução O núcleo é de fundamental importância para grande parte dos processos que ocorrem nas células, dentre

4

A- Metacêntrico- o centrômero localiza-se na

porção mediana.

B- Submetacêntrico – o centrômero localiza-se

acima da porção mediana.

C- Acrocêntrico- o centrômero localiza-se na

porção superior.

D- Telocêntrico – o centrômero localiza-se na

porção terminal. Não há esse tipo na espécie humana.

Aula 3: Ácidos nucleicos- DNA e RNA

Fazem parte de um grupo de moléculas orgânicas de enorme importância para os seres vivos. Tanto o DNA

(ácido desoxirribonucleico) como o RNA (ácido ribonucleico) são compostos por sua unidade estrutural, o nucleotídeo. Os ácidos nucleicos são formados por quatro nucleotídeos diferentes. Cada nucleotídeo apresenta um grupo fosfato, uma pentose (açúcar) e uma base nitrogenada.

Existem cinco bases nitrogenadas: ADENINA, CITOSINA, GUANINA, TIMINA E URACILA. Essas bases podem ser purinas (guanina e adenina) ou pirimidinas (citosina, timina e uracila) Observe abaixo o esquema que representa um nucleotídeo com seus constituintes:

O DNA É formado por duas cadeias polinucleotídicas enroladas entre si, formando uma estrutura de dupla hélice. As

duas cadeias encontram-se ligadas entre si pelas bases nitrogenadas dos nucleotídeos através de ligações de hidrogênio, sendo que a base guanina (G) liga-se à citosina (C) e a base adenina (A) liga-se à timina (T). O DNA tem a função bioquímica de assegurar a transmissão da informação genética de uma geração para a próxima bem como de, ao ser portador dessa informação, controlar a síntese proteica.

O modelo do DNA foi decifrado em 1953 por James Watson e Francis Crick como uma molécula helicoidal com duas cadeias de nucleotídeos que são complementares e antiparalelas.

Atenção: Os filamentos externos de açúcares e de fosfatos se dispõem em direções opostas. A dupla ligação dos fosfatos, que inicia no C5 de uma pentose e termina no C3 de outra, determina a polaridade da cadeia, sempre no sentido 5’-3’. Os filamentos transversais são constituídos de pares de bases orgânicas A-T e C-G (e vice-versa).

Pioneira nas pesquisas de biologia molecular, a biofísica britânica Rosalind Franklin (foto) ficou conhecida no

meio científico por seu trabalho sobre a difração dos raios-x, além de ter descoberto o formato helicoidal do DNA e ganhar o título póstumo de “mãe do DNA”.Por ser, talvez, umas das mulheres mais injustiçadas da ciência moderna, o reconhecimento de Rosalind foi impedido pelo seu chefe, o biólogo molecular Maurice Wilkins, nos anos 1950. Wilkins não a aceitava como autora da descoberta do formato helicoidal do DNA. Os dois cientistas que ficaram famosos por isso foram Watson e Crick (foto). (adaptado de: https://canaltech.com.br/)

Page 5: RESPIRAÇÃO CELULAR E FOTOSSÍNTESE...3 Núcleo celular Aula 1: Introdução O núcleo é de fundamental importância para grande parte dos processos que ocorrem nas células, dentre

5

De acordo com a “Regra de Chargaff” caso tenhamos

24% de adeninas em uma das fitas do DNA, teremos 24% de timinas na fita complementar desse DNA. Assim, teremos também 26% de citosinas e 26 % de guaninas.

Aula 4: A replicação do DNA Durante a divisão celular o material genético presente na célula é transmitido às células-filhas. A replicação

do material genético tem de ser o mais fiel possível ao original para que todas as características sejam transmitidas. Cada uma das duas novas moléculas de DNA possui uma cadeia da molécula inicial, obtendo-se assim uma replicação semi-conservativa. A outra cadeia, de cada uma das moléculas é obtida através de um processo em que se forma uma cadeia complementar à que já existe. Esse processo é catalisado por diversas enzimas (a enzima DNA polimerase e enzima Helicase, por exemplo).

Aula 5: RNA, Transcrição e tradução O RNA

É formado através da transcrição de segmentos de uma das duas cadeias de moléculas do DNA. A transcrição é catalisada por uma enzima, a RNA polimerase. Ela tem a capacidade de reconhecer o local exato onde deve iniciar a transcrição, iniciando a síntese de RNA e iniciando o percurso ao longo da cadeia de DNA até o local onde reconhece o sinal de “stop”, libertando a cadeia de RNA sintetizada. No RNA existem riboses, e a base timina (T) é

substituída pela base uracila (U). O RNA origina-se por transcrição. Existem três tipos de RNA RNAr- É o RNA ribossômico, é o mais abundante e constituinte fundamental dos ribossomos RNAm- É o RNA mensageiro, que contém sequências de nucleotídeos utilizadas na síntese proteica (Tradução) RNAt- É o RNA transportador ou de transferência, que tem o papel de transportar os aminoácidos até os ribossomos, para que estes realizem a formação das proteínas.

Anotações

Anotações

Page 6: RESPIRAÇÃO CELULAR E FOTOSSÍNTESE...3 Núcleo celular Aula 1: Introdução O núcleo é de fundamental importância para grande parte dos processos que ocorrem nas células, dentre

6

Após a transcrição ocorre o Splicing do RNA mensageiro

Para a ocorrência do Splicing do RNAm, proteínas especiais ligam-se às extremidades dos íntrons (não condificantes) e unem os éxons (codificantes). O RNAm maduro que será traduzido é formado apenas por éxons. É possível a saída de éxons durante o processo, o que dá possibilidades de formações diferentes de RNAm a partir de um mesmo RNAm original.

Comparação entre DNA e RNA

Tipo e Função Fitas Açúcar (pentose) Bases Local onde é encontrado

DNA “Hereditariedade”

Duas (helicoidal)

Desoxirribose A-T-C-G Núcleo nos eucariotos e citoplasma nos procariotos.

RNA “Tradução”

Uma

Ribose A-U-C-G Núcleo e citoplasma dos eucariotos e citoplasma dos procariotos.

Código genético e síntese proteica A tabela apresenta as possíveis combinações no RNA mensageiro que codificam as aminoácidos. Há 4

importantes ressalvas: a trinca AUG indica o códon de iniciação da proteína (a metionina) e as trinca UAA, UAG e UGA indicam códons de terminação da proteína. Logo, temos 64 possíveis códons (que são trincas do RNAm).

A Síntese de Proteínas (tradução)

A sede da síntese de proteínas é o ribossomo, que recebe o RNAm livre no citoplasma ou no retículo endoplasmático (RER ou REG). Abaixo todas as etapas da formação dos ribossomos e da Tradução, a produção das proteínas.

Page 7: RESPIRAÇÃO CELULAR E FOTOSSÍNTESE...3 Núcleo celular Aula 1: Introdução O núcleo é de fundamental importância para grande parte dos processos que ocorrem nas células, dentre

7

O início da Tradução

1- A subunidade menor do ribossomo liga-se a uma molécula de RNAm. Nos procariotos, o sítio de ligação do RNAm 2- O RNAt iniciador, com o anticódon de iniciação UAC, pareia com o códon de iniciação AUG que codifica o aminoácido metionina. 3- A ligação da subunidade maior completa o complexo de iniciação. Proteínas chamadas fatores de iniciação são necessárias para a união de todos os componentes. O GTP fornece a energia para a formação desse complexo. O RNAt iniciador está ocupando o sítio P e o sítio A está aberto para a chegada de um próximo RNAt correspondente a outro códon que codifica um segundo aminoácido.

O ciclo da tradução

Testes

1- Qual das seguintes estruturas celulares é responsável pela formação dos ribossomos? a) Retículo endoplasmático b) Complexo de Golgi c) Centríolo d) Nucléolo e) Lisossomo

Page 8: RESPIRAÇÃO CELULAR E FOTOSSÍNTESE...3 Núcleo celular Aula 1: Introdução O núcleo é de fundamental importância para grande parte dos processos que ocorrem nas células, dentre

8

2- Uma célula humana, com cariótipo de 46 cromossomas e quantidade de DNA equivalente a 5.6 picogramas (pg), apresentará na fase inicial da metáfase da mitose, respectivamente, um cariótipo e uma quantidade de DNA correspondente a: a) 23 e 5.6 pg. b) 23 e 11.2 pg. c) 46 e 11.2 pg. d) 92 e 5.6 pg. e) 92 e 11.2 pg. 3- (UFRGS) Tanto em uma célula eucarionte quanto em uma procarionte podemos encontrar a) membrana plasmática e retículo endoplasmático. b) ribossomos e aparelho de Golgi. c) mitocôndrias e nucléolo. d) mitocôndrias e centríolos. e) membrana plasmática e ribossomos. 4- (UFRGS-adaptada) O dogma central da biologia molecular refere-se ao sentido do fluxo de informação genética nos seres vivos, o qual está representado na figura abaixo.

Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmações abaixo, relacionadas aos processos indicados pelos números I e II. ( ) Em I, a RNA-polimerase liga-se a uma sequência especial de DNA, denominada sítio promotor. ( ) Em I, a fita de DNA que é molde para um gene pode ser complementar para outro gene. ( ) Em II, um determinado ribossomo é específico para a produção de uma determinada proteína. ( ) Em II, a formação de polissomos aumenta a taxa de síntese proteica. A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é a) F-F-F-V b) V-V-F-V c) F-V-F-F d) V-F-V-V e) V-F-V-F 5- (UFRGS) O esquema a seguir representa uma etapa do processo de tradução. Logo após, assinale a alternativa que identifica corretamente os números 1, 2 e 3, e os componentes das alternativas, respectivamente. a) polipeptídeo – RNA transportador - códon b) proteína – RNA mensageiro – anticódon c) RNA mensageiro – RNA ribossômico – anticódon d) RNA mensageiro – RNA ribossômico – RNA transportador e) polipeptídeo – RNA mensageiro – aminoácido 6- No processo de replicação, observamos a) Uma molécula de DNA formada de modo compensatório.

b) Duas moléculas de DNA formadas a partir de uma molécula original após a formação de uma forquilha.

c) Duas moléculas de DNA formadas a partir de um conjunto enzimático disperso no citosol.

d) Quatro moléculas de DNA formadas de modo semi-conservativo, já que cada molécula é uma dupla fita.

e) Uma molécula de DNA formada, já que a replicação é semi-conservativa.

7- (UFRGS) Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmações abaixo, referentes aos constituintes do núcleo celular. ( ) A carioteca é uma membrana lipoproteica dupla presente durante as mitoses. ( ) Os nucléolos, corpúsculos ricos em RNA ribossômico, são observados na interfase. ( ) Os cromossomos condensados na fase inicial da mitose são constituídos por duas cromátides. ( ) Cromossomos homólogos são os que apresentam seus genes com alelos idênticos.

Page 9: RESPIRAÇÃO CELULAR E FOTOSSÍNTESE...3 Núcleo celular Aula 1: Introdução O núcleo é de fundamental importância para grande parte dos processos que ocorrem nas células, dentre

9

A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é a) V – V – F – V. b) V – F – V – F. c) F – V – V – F. d) F – F – V – V. e) V – F – F – V.

Bioenergética Aula 1: Introdução

É o estudo dos processos do metabolismo celular nos seres vivos. Os principais processos são fermentação, respiração celular aeróbia, fotossíntese e quimiossíntese.

Organismos que só vivem na presença de oxigênio são chamados aeróbios obrigatórios e organismos que vivem na ausência de oxigênio são chamados de anaeróbios. Porém, alguns eucariotos, como as leveduras, alguns moluscos, alguns anelídeos e certas bactérias são chamados anaeróbios facultativos, pois podem viver tanto na presença como na ausência de oxigênio. O principal processo anaeróbio de produção de ATP a partir de substâncias orgânicas é a fermentação. Além disso, nossas próprias células executam fermentação se faltar oxigênio para a respiração celular. Podemos definir fermentação como um processo de degradação incompleta de moléculas orgânicas com liberação de energia para formação de ATP, em que o aceptor de elétrons e de H+ é uma molécula orgânica.

Mesmo assim, o principal processo energético para obtenção de energia nos seres vivos em geral é a respiração celular aeróbia.

Nessa aula 1, explicaremos também, o que são os processos exergônicos e endergônicos, importantes passos para você compreender o conteúdo de maneira rápida e fácil.

Aula 2: Glicólise A glicólise consiste em uma sequência de 10 reações

químicas que determinam a quebra parcial da glicose, até que seja formada a molécula de ácido pirúvico. A etapa ocorre no hialoplasma, produz 2 ATPs de saldo líquido e é anaeróbia. É a primeira etapa nos dois processos: na fermentação e na respiração celular, sendo semelhante em ambos. Ao lado, um resumo do processo.

Aula 3: Fermentação

A fermentação é uma forma parcial de quebra da glicose, gerando produtos orgânicos no final do processo.

O ácido pirúvico gerado na glicólise é transformado em ácido lático - fermentação lática, ou em etanol e gás carbônico - fermentação alcoólica, é uma reação de oxirredução, sendo o ácido pirúvico a molécula que atua como aceptor final de elétrons e dos H+ liberados na glicólise e captados pelo NAD+. Um outro processo é conhecido como fermentação acética e é empregado na produção de vinagre. Ele é realizado por bactérias dos gêneros Acetobacter e Acetomonas, que crescem espontaneamente em bebidas alcoólicas, como vinho, expostas ao ar, oxidando o álcool, que se transforma em ácido acético.

As duas rotas metabólicas da fermentação: alcoólica e lática

Acompanhe a vídeo-aula de fermentação e anote o que for acrescentado durante a aula no espaço a seguir:

Anotações

Page 10: RESPIRAÇÃO CELULAR E FOTOSSÍNTESE...3 Núcleo celular Aula 1: Introdução O núcleo é de fundamental importância para grande parte dos processos que ocorrem nas células, dentre

10

Aula 4 e 5: Oxidação do Piruvato e Ciclo de Krebs

A respiração celular aeróbia é o principal processo de formação de energia para o metabolismo. Consiste na liberação da energia química continua em compostos orgânicos. Os transportadores desta energia são moléculas de ATP (trifosfato de adenosina) que serão utilizadas mediante a necessidade da célula. As principais fontes energéticas da respiração são moléculas de lipídios e monossacarídeos. Veremos a degradação da glicose, que é degradada lentamente para um melhor aproveitamento energético da molécula. Muitos autores utilizam a respiração com base em 3 etapas. Veremos a respiração a partir de quatro etapas, conforme a seguir:

GLICÓLISE (já vista anteriormente)

Consiste na conversão de glicose em piruvato e se processa no citoplasma.

OXIDAÇÃO DO PIRUVATO

O piruvato se converte em acetil ao entrar na mitocôndria.

CICLO DE KREBS

Conhecida também por ciclo do ácido cítrico, é uma sequência de reações interligadas que ocorrem na matriz

mitocondrial com o objetivo de oxidar completamente moléculas de acetil-CoA.

CADEIA RESPIRATÓRIA (FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA)

Envolve a fosforilação do ADP para formar ATP associado à transferência de elétrons para o oxigênio com a

libertação de água. Ocorre nas cristas mitocondriais.

EQUAÇÃO GERAL DA RESPIRAÇÃO

Oxidação do piruvato e Ciclo de Krebs O ácido pirúvico produzido na glicólise é transportado através das membranas das mitocôndrias, na matriz

mitocondrial, se converte em acetil e reage imediatamente com uma substância denominada coenzima A (CoA). Nessa reação, são produzidas uma molécula de acetil-coenzima A (acetil-CoA) e uma molécula de gás

carbônico (CO2). Dela também participa uma molécula de NAD+, que se transforma em NADH.

Atenção: Em uma das etapas do ciclo, a energia liberada permite a formação direta de uma molécula de trifosfato de guanosina ou GTP, a partir de GDP e P. O GTP é muito semelhante ao ATP; difere dele apenas por apresentar a base nitrogenada guanina em vez de adenina. É o GTP que fornece energia para alguns processos celulares, como a síntese de proteínas. Ele também pode ser formado pela transferência de fosfato energético do ATP para um GDP; de forma similar, ATP pode ser gerado pela transferência de fosfato do GTP para ADP.

Veja a animação.

Page 11: RESPIRAÇÃO CELULAR E FOTOSSÍNTESE...3 Núcleo celular Aula 1: Introdução O núcleo é de fundamental importância para grande parte dos processos que ocorrem nas células, dentre

11

Aula 6: Cadeia respiratória

A síntese de maior parte do ATP gerado na respiração celular está acoplada à reoxidação das moléculas de

NADH e FADH2, que se transformam em NAD+ e FAD respectivamente. Nessa reoxidação, são liberados elétrons com alto nível de energia que, após perderem seu excesso de energia, reduzem o gás oxigênio a moléculas de água.

A energia liberada gradativamente pelos elétrons durante sua transferência até o gás oxigênio é usada na produção de ATP. O termo fosforilação oxidativa (também usado para essa estapa) refere-se justamente à produção de ATP, pois a adição de fosfato ao ADP para formar ATP é uma reação de fosforilação.

Ela é chamada oxidativa porque ocorre diversas oxidações sequenciais, nas quais o último grande oxidante é o gás oxigênio (O2). Observe a seguir, um resumo da membrana interna da mitocôndria, e da produção de ATPs que ocorre em seu interior.

Fotossíntese

Aula 1: Introdução

A fotossíntese é o processo de formação de matéria

orgânica (glicose) a partir de gás carbônico e água usando energia luminosa. Essa capacidade é encontrada em muitos procariotos e eucariotos. As cianobactérias, algas e vegetais são os principais exemplos de seres fotossintetizantes. Todos os seres fotossintetizantes, exceto algumas bactérias, utilizam o processo geral conforme abaixo, na presença da luz e com o pigmento clorofila:

Estudaremos a fotossíntese com base na seguinte equação geral:

Nessa aula 1, acompanhe a vídeo aula, onde o prof. Enrico apresentará a estrutura de um cloroplasto antes de apresentar as reações que ocorrem em seu interior.

Basicamente, a cadeia é um fluxo de elétrons a partir de NADH e FADH2 até que esses elétrons cheguem ao aceptor final oxigênio. Note na imagem que, com isso, são gerados ATPs e H2O, produtos finais.

H2O

Anotações

Membrana externa

Membrana interna

Tilacoides

Estroma

Granum

Page 12: RESPIRAÇÃO CELULAR E FOTOSSÍNTESE...3 Núcleo celular Aula 1: Introdução O núcleo é de fundamental importância para grande parte dos processos que ocorrem nas células, dentre

12

Lembre-se que a fotossíntese, é um processo endergônico e a respiração celular é um processo exergônico, vistos na aula 1 desse assunto.

Aula 2: Fase clara ou fotoquímica

Para compreendermos melhor o processo, vamos dividir a fotossíntese em em duas fases: a fase clara e a escura. A seguir, um resumo da membrana dos tilacoides, local onde ocorre a fase clara

Etapa Fotoquímica (fase clara) – ocorre na membrana dos tilacoides

Nesta etapa a luz é convertida em energia elétrica, com fluxo de elétrons através de aceptores especiais.

Essa energia é convertida em energia química, que será armazenada em moléculas de ATP e NADPH. O oxigênio é um produto importante nesta etapa e é resultado da quebra da água (fotólise). A etapa fotoquímica é dividida em duas: Fotofosforilação e Fotólise da água (ou reação de Hill). Acompanhe atentamente a vídeo aula com o esquema feito pelo prof. Enrico e faça anotações da fase clara.

Aula 3: Fase escura ou química

Esta etapa é altamente dependente das moléculas produzidas durante a fase clara, como o ATP e o NADPH.

Ela também pode ocorrer na presença da luz, mas não ocorrerá caso não haja luz, pois, nesse caso, não aconteceria nem a primeira fase (fotoquímica). O processo principal é a utilização da energia assimilada na fase clara. Assim, há incorporação de átomos de carbono em moléculas orgânicas, produzindo substâncias mais convenientes para o consumo, transporte e armazenamento. Essa incorporação vai ocorrer em sequências cíclicas de reações que chamamos de ciclo de Calvin (ou ciclo das pentoses).

Assim, a partir da pentose ribulose, CO2, ATP e NADPH2, teremos a produção final de glicose (C6H12O6). A seguir, acompanhe o resumo do processo.

Na fase clara, elétrons oriundos da clorofila passam por uma cadeia semelhante à cadeia respiratória da respiração, porém, o aceptor final da fase clara é o NADP+, que após o processo, torna-se NADPH.

Anotações

Page 13: RESPIRAÇÃO CELULAR E FOTOSSÍNTESE...3 Núcleo celular Aula 1: Introdução O núcleo é de fundamental importância para grande parte dos processos que ocorrem nas células, dentre

13

Para leitura: Metabolismo C3, C4 e CAM

Nas plantas C3 a assimilação do CO2 forma um primeiro produto com 3 carbonos. Em torno de 95% das plantas apresentam metabolismo C3. Assim, ele é caracterizado pela produção inicial de um composto de três carbonos e fotorrespiração quando há elevação da temperatura.

Em plantas C4 a fixação do CO2 forma um ácido orgânico com 4 carbonos. Devido ao seu sistema fotossintético altamente eficaz, crescem rapidamente em condições favoráveis de

temperatura, água e nutrientes. Apresentam diferenças anatômicas e fisiológicas que as permite utilizar com maior eficiência o gás carbônico, mesmo em altas temperaturas e em altas intensidades luminosas. São exemplos, o milho e a cana-de-açúcar. No metabolismo CAM os ácidos orgânicos são armazenados em vacúolos nos vegetais e as taxas de fixação de C estão limitadas pela capacidade de armazenamento dos vacúolos. Ocorre em plantas suculentas (crassuláceas), certas cactáceas e em certas epífitas. Assim, ocorre em plantas adaptadas a ambientes com falta de água ou em altas temperaturas e, nesse processo, a absorção de CO

2 ocorre durante a noite e a sua conversão

em carboidratos durante o dia, para evitar que a planta perca água.

Aula 4: Fatores limitantes da fotossíntese

O processo de fotossíntese sofre grande influência de três fatores: Temperatura, luminosidade e concentração de gás carbônico. A seguir, acompanhe as curvas nos gráficos e compreenda melhor a relação desses fatores com o processo.

A) CO2 B) Luminosidade C) Temperatura

Aula 5: Quimiossíntese Certas espécies de bactérias e arqueas são autótrofas e produzem substâncias orgânicas a partir da

quimiossíntese, processo que utiliza a energia liberada por reações oxidativas de substâncias inorgânicas simples. O processo, assim como na fotossíntese, é dividido em duas fases, sendo a principal diferença na primeira fase.

Arqueas metanogênicas, por exemplo, obtém energia a partir da reação entre o gás hidrogênio (H2) e o gás carbônico (CO2), com produção de gás metano (CH4). Essa arqueas vivem em ambientes pobre em gás oxigênio (anaeróbios), tais como depósitos de lixo, fundos de pântanos e tubos digestórios de animais. Outras bactérias quimiossintetizantes são conhecidas na ciclagem dos nutrientes durante o ciclo do nitrogênio, as Nitrosomonas e a Nitrobacter. As bactérias quimiossintetizantes podem vivem em ambientes desprovidos de luz e de matéria orgânica, uma vez que a energia necessária ao seu desenvolvimento é obtida de oxidações inorgânicas.

Anotações

Page 14: RESPIRAÇÃO CELULAR E FOTOSSÍNTESE...3 Núcleo celular Aula 1: Introdução O núcleo é de fundamental importância para grande parte dos processos que ocorrem nas células, dentre

14

Testes 1- (FUVEST- adaptada) No ciclo do carbono esquematizado abaixo, do qual participam fungos e algas pardas:

a) Os vegetais realizam apenas a etapa A.

b) os fungos realizam apenas a etapa A.

c) as algas realizam as etapas A e B.

d) os fungos realizam as etapas A e B.

e) Os animais realizam apenas a etapa A.

2- Observe a imagem abaixo correspondente à respiração celular aeróbia.

Qual a alternativa está errada? a) 1 ocorre no hialoplasma e tem como produto moléculas orgânicas com 3 carbonos.

b) 2 ocorre na matriz mitocondrial e pode produzir ATP ou GTP.

c) Moléculas com finalidade energética podem ser ATP, TTP, UTP, CTP ou GTP.

d) 3 depende de oxigênio, e não tem produtos orgânicos.

e) Em 3, os citocromos podem ser inibidos por toxinas levando à morte celular devido ao excesso de água

produzido.

3- (Modelo Enem) A massa preparada com fermento biológico “cresce” devido à: a) reprodução assexuada da massa devido aos fungos presentes no fermento.

b) produção de álcool etílico feito pelos fungos do fermento.

c) produção de gás carbônico feito pelos fungos do fermento.

d) produção de ácido lático realizada pelas bactérias do fermento.

e) produção de oxigênio feito por cianobactérias do fermento.

4- Assinale a equação química que melhor representa a fermentação alcoólica a) 6 CO2 + 6 H2O ----->6 O2 + C6H12O6

b) C6H12O6 -----> 2 C2H5OH + 2 CO2

c) C6H12O + 6 O2 -----> 6 CO2 + 6 H2O

d) C18H36O2 + 26 O2 -----> 18 CO2 + 18 H2O

Page 15: RESPIRAÇÃO CELULAR E FOTOSSÍNTESE...3 Núcleo celular Aula 1: Introdução O núcleo é de fundamental importância para grande parte dos processos que ocorrem nas células, dentre

15

e) C4H6O5 + 3 O2 -----> 4 CO2 + 3 H2O

5- (UPF-adaptada) Considere a figura abaixo, a qual representa, de forma esquemática, um importante processo da fisiologia celular. As três etapas desse processo estão destacadas nos retângulos de cor laranja. Com base na análise da figura, assinale a única afirmativa verdadeira

a) As etapas 1, 2 e 3 representam as etapas da respiração celular denominadas, respectivamente, Glicólise,

Ciclo de Calvin e Cadeia transportadora de elétrons (ou cadeia respiratória).

b) As etapas 1, 2 e 3 representam as etapas da fotossíntese denominadas, respectivamente, Glicólise, Ciclo de

Calvin e Cadeia transportadora de elétrons.

c) Durante o processo, a energia contida em moléculas orgânicas é liberada pouco a pouco e parte dessa

energia é armazenada na forma de ATP.

d) As etapas 1 e 2 ocorrem, respectivamente, no citoplasma das células e no estroma.

e) A etapa 3 ocorre nas membranas dos tilacoides

6- No esquema a seguir, que representa a respiração celular, os retângulos identificados pelos números 1, 2 e 3 devem corresponder às séries metabólicas citadas nas opções. As setas numeradas (4 e 5) indicam as substâncias de alto valor energético; derivadas do metabolismo em causa. Indique no quadro a opção que contém todas as legendas corretas para os números 1, 2, 3, 4 e 5.

1 2 3 4 5

a) glicólise ciclo de Krebs cadeia respiratória ATP NADH

b) cadeia respiratória ciclo de Krebs glicólise ATP NADH

c) ciclo de Krebs cadeia respiratória glicólise ATP NADH

d) glicólise ciclo de Krebs cadeia respiratória NADH ATP

e) cadeia respiratória glicólise ciclo de Krebs NADH ATP

7- (UFRGS) fotossíntese consiste em um processo metabólico pelo qual a energia da luz solar é utilizada na conversão de dióxido de carbono e de água em carboidratos e oxigênio. Com relação a esse processo, considere as seguintes afirmações. I - A produção de carboidratos ocorre na etapa fotoquímica. II - A água é a fonte do oxigênio produzido pela fotossíntese. III - A etapa química ocorre no estroma dos cloroplastos.

Page 16: RESPIRAÇÃO CELULAR E FOTOSSÍNTESE...3 Núcleo celular Aula 1: Introdução O núcleo é de fundamental importância para grande parte dos processos que ocorrem nas células, dentre

16

Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas I e III. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 8- (UFSC) O esquema abaixo representa, de forma simplificada, os ciclos do carbono e do oxigênio.

Assinale a(s) proposição (ões) correta(s). 01. I e II, representam, respectivamente, o O2 e o CO2. 02. O oxigênio se encontra no meio abiótico como integrante do ar atmosférico, ou no meio biótico, como constituinte das moléculas orgânicas dos seres vivos. 04. Praticamente, todo o oxigênio livre da atmosfera e da hidrosfera tem origem biológica, no processo de fotossíntese. 08. A necessidade de O2 para a respiração explica o aparecimento dos animais antes dos vegetais na Terra. 16. Alguns fatores, como excessivas combustões sobre a superfície da terra, têm determinado o aumento gradativo da taxa de CO2 na atmosfera. 32. A manutenção das taxas de oxigênio e gás carbônico, no ambiente, depende de dois processos opostos: a fotossíntese e a respiração. Dê como resposta a soma: ______

Gabarito

Referências para elaboração da apostila -Biologia- Sônia Lopes e Sérgio Rosso; -Biologia- Amabis e Martho; -Biologia- Campbell; -www.sobiologia.com.br; -www.mundoeducacao.bol.uol.com.br; -https://www.cientic.com; -www.google.com- Pesquisa google imagens.

1-C 2-E 3-C 4-B 5-C 6-D 7-D 8-55