Cada triose-P sintetizada a partir de CO2 custa 6 NADPH E 9 ATP Show A fonte de ATP e NADPH para essas reações são as reações potenciadas pela luz na fotofosforilação. Das nove moléculas de ATP convertidas para ADP e fosfato na geração de uma molécula de triose fosfato, oito dos fosfatos são liberados como Pi e combinados com oito ADP para regenerar o ATP. O nono fosfato é incorporado na própria triose fosfato. Para converter o nono ADP em ATP, uma molécula de Pi precisa ser importada do citosol. No escuro, a produção de ADP e NADPH pela fotofosforilação cessa e a incorporação de CO2 na triose fosfato (via reações escuras). As reações escuras são chamadas assim para distingui-las das reações de transferência de elétrons para o NADP+ e a síntese do ATP, primariamente potenciadas pelas radiações luminosas. Nos organismos fotossintéticos elas não ocorrem em velocidades significativas no escuro, embora elas o façam nos organismos quimiotróficos. Os átomos de carbono fixos gerados no cloroplasto também são estocados aí em quantidades significativas. No interior do estroma do cloroplasto estão todas as enzimas necessárias para converter as trioses fosfato produzidas pela fixação do CO2 (gliceraldeído-3-fosfato e diidroxiacetona fosfato) em amido, o qual é armazenado no cloroplato como grânulos insolúveis. A aldolase condensa as trioses em frutose-1,6-bifosfato, a frutose-1,6-bifosfato, libera a frutose-6-fosfato, a fosfoexose isomerase produz a glicose-6-fosfato e a fosfoglicomutase produz glicose-1-fosfato, o material de partida para a síntese do amido. Todas as reações do ciclo de Calvin também ocorrem em tecidos animais, exceto a primeira e a última, catalisadas pela rubisco e pela ribulose-5-fosfato quinase, respectivamente. Por não possuírem essas duas enzimas, os animais não podem realizar a conversão líquida de CO2 em glicose. (1)EFICIÊNCIA DO CICLO C3 A equação simplificada mostra que para cada molécula de CO2 incorporada, são requeridas 3 moléculas de ATP e 2 moléculas de NADPH, provenientes da fase fotoquímica da fotossíntese, gerando a produção de 3-PGA e GAP (gliceraldeido 3- fosfato). 6RUDP + 6CO2 + 12NADPH + 18ATP + 6H2O → C6H12O6 + 12NADP+ + 18ADP Esta eficiência normalmente é medida em termos de mol de quanta absorvido/mol de CO2 incorporado, relacionando-a a energia armazenada em um mol de carboidrato (hexose). O mínimo de quantum requerido é 8 fótons para cada mol de CO2 fixado, embora experimentalmente pode-se chegar a 9 ou 10. Desse modo, a energia mínima necessária para reduzir 6 mol de CO2 a um mol de hexose é de 6x8x175 = 8400 KJ (2016 Kcal). Entretanto, um mol de hexose (frutose) rende somente 2804 KJ (673 Kcal) quando oxidada, dando uma eficiência de apenas 33%, aproximadamente. Isto porque existem grandes perdas nas reações luminosas. Quando calculamos a eficiência do Ciclo C3, mais diretamente, computando-se as mudanças associadas à hidrólise do ATP (29 KJ: 7 Kcal) e NADPH (217 KJ: 52 Kcal) por mol, chega-se a 90% a eficiência (12 x 217 + 18 x 29 = 3212 KJ = 750 Kcal). Voltar para página inicial A fotossíntese é um processo pelo qual a planta e outros organismos, como algas, convertem a energia solar em energia química e utilizam-na para a produção de moléculas orgânicas. A fotossíntese é a principal responsável pela entrada de energia na biosfera. → Como ocorreA fotossíntese ocorre em organelas denominadas cloroplastos. Essas organelas estão presentes nas mais diversas partes da planta, entretanto, a sua maior ocorrência é no tecido interior das folhas, denominado mesófilo. Os cloroplastos são constituídos por uma membrana dupla que os reveste e, além desse conjunto de membranas externas, apresentam dois conjuntos de membranas internas, as lamelas e os tilacoides. Os tilacoides podem ser encontrados empilhados formando uma estrutura denominada grana. É nos tilacoides que encontramos os pigmentos.  Pigmentos são substâncias que captam a luz, como as clorofilas, os carotenoides e as ficobilinas, sendo a principal delas a clorofila a. Diferentemente da maioria das demais organelas, os cloroplastos apresentam DNA próprio. Além disso, eles possuem um espaço interno denominado estroma. A fotossíntese ocorre em duas etapas ou fases, que serão descritas mais detalhadamente no próximo tópico. A fase luminosa ou fotoquímica, que é a fase em que ocorre a captura de luz; e a fase de fixação de carbono, em que a energia capturada será utilizada na produção dos compostos orgânicos. A fase luminosa ou fotoquímica ocorre nos tilacoides, local em que se encontram os pigmentos, já a fase de fixação de carbono ocorre no estroma. Leia também: Tipos de clorofila Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) → EtapasA fotossíntese ocorre em etapas ou fases que são denominadas fase luminosa ou fotoquímica e fase de fixação de carbono:
Nessa fase, que ocorre nos tilacoides dos cloroplastos, acontece a captação de energia luminosa, e esta é utilizada na produção de moléculas de ATP e na redução de moléculas de NADP+. A redução ocorrerá com a utilização proveniente da quebra de moléculas de água (fotólise da água). Esse processo dará origem ao NADPH, que será utilizado nas reações de fixação do carbono, fornecendo energia. Essa fase é constituída por dois fotossistemas, fotossistema I e fotossistema II. Cada fotossistema pode ser constituído por até cerca de 400 pigmentos e apresenta dois componentes: o complexo antena e o centro de reação. O complexo antena, constituído por moléculas de pigmento, absorve a energia luminosa e transfere-a para centro de reação, em que ela será convertida em energia química. O centro de reação é constituído por proteínas e clorofila. A energia luminosa é absorvida por uma molécula de pigmento no complexo antena e transferida para uma outra molécula de pigmento, e assim sucessivamente até atingir o centro de reação, no qual se encontra com um par de moléculas de clorofila a associado a proteínas específicas. Quando uma molécula de clorofila a absorve a energia, um de seus elétrons é transferido para um receptor de elétrons. À medida que ocorre a transferência desses elétrons, eles são substituídos por outros provenientes da fotólise da água, que ocorre no fotossistema II. O aceptor final dos elétrons é uma proteína chamada ferredoxina, que irá transferir os elétrons para NADP+, reduzindo-os a NADPH. O processo de fotólise da água liberará prótons que serão bombardeados para o lúmen do tilacoide, estimulando a síntese de ATP. O processo de fotólise da água também é responsável pela produção de O2. No fotossistema I, os pigmentos absorvem comprimentos de ondas de 700 nm ou maiores. Já no fotossistema II, os pigmentos absorvem comprimentos de ondas 680 nm ou menores. Geralmente os dois fotossistemas atuam em conjunto, entretanto, o fotossistema I pode atuar de forma independente. Leia também: Quimiossíntese
Essa fase ocorre no estroma do cloroplasto por meio de reações denominadas Ciclo de Calvin, o qual consiste em três etapas. Na etapa de fixação do carbono, serão utilizadas as moléculas de NADPH e ATP produzidas na fase luminosa para a produção de açúcares com base na redução do carbono fixado. O processo inicia-se com a fixação do carbono a um açúcar constituído por cinco carbonos com dois grupos fosfato, conhecido como ribulose 1,5-bifosfato. A fixação do carbono pela maioria das plantas ocorre geralmente por meio de uma enzima denominada RuBisCo. Essas plantas são denominadas C3, pois o primeiro produto do ciclo — duas moléculas de 3-fosfoglicerato ou ácido 3-fosfoglicérico (PGA) — apresenta três átomos de carbono em cada uma das moléculas. Entretanto, algumas plantas, denominadas C4, formam como primeiro produto um composto com quatro átomos de carbono e apresentam um modo alternativo de fixação do carbono. Na segunda etapa, ocorre a redução do 3-fosfoglicerato a gliceraldeído 3-fosfato ou 3-fosfogliceraldeído (PGAL). Nessa etapa a fixação de três moléculas de CO2 a três moléculas de ribulose 1,5-bifosfato dará origem a seis moléculas de gliceraldeído 3-fosfato. Na terceira e última etapa do Ciclo de Calvin, cinco das seis moléculas de gliceraldeído 3-fosfato, formadas na segunda etapa, são usadas para regenerar três moléculas de ribulose 1,5-bifosfato, o material inicial, fechando, assim, o ciclo. → EquaçãoO processo de fotossíntese pode ser descrito por meio de uma equação global, descrita ao fim deste tópico. Entretanto, é importante destacar que as primeiras moléculas a serem formadas não são de glicose (C6H12O6), e sim de açúcares mais simples com apenas três átomos de carbono. A equação global da fotossíntese pode ser escrita da seguinte maneira: 6 CO2 + 12 H2O + energia luminosa → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
→ ImportânciaA fotossíntese é um processo essencial para a existência da vida na Terra da maneira que a encontramos hoje, pois é por meio dela que ocorre a produção de oxigênio, fundamental para a sobrevivência da maioria dos organismos. Ela também é responsável pela produção de energia para praticamente todos os seres vivos. Diferentemente dos organismos autotróficos fotossintetizantes, alguns organismos não conseguem produzir seu próprio alimento, são os organismos heterotróficos. Estes consumem os compostos produzidos pelos organismos autotróficos. Essa transferência de energia do alimento entre os organismos é denominada cadeia alimentar. Quando os heterotróficos alimentam-se dos organismos autotróficos (produtores), são denominados herbívoros (consumidores primários). Quando se alimentam de outro organismo heterotrófico, são denominados carnívoros (consumidores secundários, terciários e assim por diante). Ao final das cadeias, há sempre um organismo decompositor, que obtém a energia da matéria orgânica morta. Saiba mais: Seres autotróficos e heterotróficos O que são ATP e NADPH?Como os produtos das reações à luz, ATP e NADPH, são usados para fixar o carbono em açúcares na segunda fase da fotossíntese.
O que e o ATP e qual a sua função?ATP (adenosina trifosfato) é uma importante molécula formada por adenosina e fosfato que funciona como fonte de energia para a célula realizar seus processos celulares. Adenosina trifosfato, o famoso ATP, é uma molécula que funciona como fonte de energia para a realização da maioria dos processos celulares.
Qual a função do NADH e ATP?Tanto NADH como FADH2 estão envolvidos no processo de respiração celular. A glicólise e o ciclo de Krebs são dois caminhos metabólicos que levam a fabricação de ATP. O NADH é um produto desses dois processos, enquanto o FADH2 é produto do ciclo de Krebs apenas.
Quais as funções do ATP e do NADPH nas células?A ATP (adenosina trifosfato) é a principal molécula carreadora da energia química utilizada nas mais diversas reações que ocorrem nas células. Ela funciona como um depósito de energia, acionado quando necessário para a realização de alguma reação.
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O que e ATP e NADPH?
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