RESPIRAÇÃO CELULAR E FOTOSSÍNTESE

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BIOLOGIA I
PROMEDICINA 1SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO
RESPIRAÇÃO CELULAR 
E FOTOSSÍNTESE
INTRODUÇÃO
A estrela mais próxima do nosso planeta é o sol. Nele estão 
ocorrendo fusões nucleares nos átomos de hidrogênio e hélio. A 
energia nuclear dos átomos que formam o sol foi transformada 
agora em energia luminosa. 
A energia luminosa (luz) é transmitida através de fótons que 
são transportados em ondas eletromagnéticas. Ao atingir a folha 
de um vegetal, essa energia luminosa excita pequenas partículas 
internas da folha, permitindo que essa energia seja armazenada em 
moléculas de glicose. 
Quando um animal ou até mesmo a própria planta se alimenta 
dessa molécula de glicose, parte dessa energia é liberada no 
interior do ser vivo e poderá ser usada para manutenção da vida. 
A energia que nos move vem do Sol. Abaixo vamos desvendar 
como esse maravilhoso processo ocorre.
METABOLISMO ENERGÉTICO
Metabolismo é o conjunto de reações químicas que ocorrem 
no corpo do ser vivo envolvendo energia. 
As reações químicas que absorvem energia são chamadas de 
endotérmicas ou endergônicas, como a reação de fotossíntese, 
por exemplo. 
As reações químicas que liberam energia, por sua vez, são 
chamadas de exotérmicas ou exergônicas, como a reação de 
respiração celular, por exemplo. 
Reações químicas Fotossíntese Respiração celular
Tipo de reação Endotérmica Exotérmica
Reagente Água e gás 
carbônico Glicose e oxigênio
Produto Glicose e oxigênio Água e gás 
carbônico
Objetivo Produzir alimento Produzir energia 
Onde ocorre Cloroplasto Mitocôndria
Quem realiza Vegetais e 
cianobactérias Animais e vegetais 
FOTOSSÍNTESE
A fotossíntese é um processo que ocorre nas células 
vegetais, especificamente no interior da organela cloroplasto, que 
conhecemos no módulo anterior. Este é um processo que ocorre 
em duas etapas: na fase clara e na escura. 
Fase clara Fase escura
Etapa fotoquímica Etapa química
Depende diretamente da luz Não depende 
diretamente da luz
Ocorre nos tilacóides Ocorre no estroma
Ocorrem as reações de: fotólise 
da água e fotofosforilação 
cíclica ou acílica
Ocorre a reação de: ciclo de 
Calvin-Benson 
Entra água Entra CO2
Oxigênio é liberado Produz glicose
Fase clara ou etapa fotoquímica
Ocorrem dois processos nesta fase: a fotofosforilação e a 
fotólise da água.
Fotofosforilação
Ocorre em uma região do cloroplasto chamada de tilacoide 
e apenas na presença de luz. O pigmento de clorofila transfere 
a energia da luz para seus elétrons, que ao passarem por 
regiões chamadas de citocromos, armazenam esta energia em 
moléculas de ATP.
O ciclo da adenosina trifosfato (ATP) 
fosfato fosfato reação de 
condensação
reação de 
hidrólise
alimento energia
https://www.shutterstock.com/pt/image-vector/biology-diagram-show-adenosine-
triphosphate-atp-1798861645
Como um átomo de fósforo foi adicionado a uma molécula de 
ADP na presença de luz, chamamos esta etapa de fotofosforilação. 
Este processo pode ocorrer de duas formas: cíclica e acíclica.
- Fotofosforilação cíclica: os elétrons carregados de energia 
pela clorofila passam pelos citocromos e retornam para a clorofila, 
onde serão novamente carregados.
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http://salabioquimica.blogspot.com/2014/06/fotossintese-fases-clara-e-escura.html
- Fotofosforilação acíclica: os elétrons, ao passarem pelos 
citocromos, não retornam para a clorofila pois participam do 
processo de fotólise da água liberando, oxigênio e 2 H+, que é 
capturado pelo NADP, formando o NADPH2.
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Fotólise
A fotólise da água é um processo que quebra a molécula de água 
por meio da energia dos fótons. O átomo de oxigênio é, portanto, 
liberado na sua forma gasosa (O2) e utilizado para a respiração 
de plantas e animais. Já o átomo de hidrogênio é capturado por 
moléculas transportadoras chamadas de NADP, gerando NADPH2. 
Perceba, portanto, que o oxigênio que respiramos não é fruto 
da transformação da molécula de gás carbônico, mas sim da 
molécula de água. 
Tanto o ATP produzido quanto o NADPH2 formados na fase 
clara serão utilizados na fase escura. Logo, podemos deduzir 
que a fase escura depende indiretamente da luz, pois depende de 
produtos produzidos na presença de luz. 
FASE ESCURA OU QUÍMICA
Esta fase ocorre no estroma, região gelatinosa situada no 
interior do cloroplasto com função similar ao citoplasma das 
células. Nesta fase a energia contida nas ATP e nos hidrogênios 
carregados pelo NADPH2 é usada para a produção de glicose. 
A produção de glicose ocorrerá no ciclo das pentoses ou ciclo 
de Calvin-Benson, do qual participam vários compostos simples. É 
no ciclo de Calvin que a molécula de gás carbônico é incorporada.
CICLO DE CALVIN
O ciclo começa com a reação de uma molécula de CO2 com 
um açúcar de cinco carbonos, conhecido como ribulose difosfato, 
catalisada pela enzima rubisco, formando um composto instável 
de seis carbonos, que logo se quebra em duas moléculas de três 
carbonos. O ciclo prossegue até que, no final, é produzida uma 
molécula de glicose e é regenerada a molécula de ribulose difosfato.
https://blogdoenem.com.br/biologia-enem-revise-a-fase-escura-ciclo-de-calvin-da-
fotossintese-post-3/
A cada volta no ciclo de Calvin uma molécula de CO2 é 
incorporada, ou seja, para que a glicose seja formada será 
necessária a incorporação de seis moléculas de gás carbônico.
Logo para formar uma molécula de glicose são necessárias seis 
voltas no ciclo de Calvin.
Perceba que, como a energia liberada na fase clara é totalmente 
utilizada na fase escura para a produção da glicose, esta reação não 
é considerada uma reação do tipo exotérmica, que libera energia. 
Ela é, portanto, endotérmica, que utiliza a energia proveniente da 
luz para ocorrer. 
Fatores que influenciam na fotossíntese:
• Disponibilidade de luz;
• Disponibilidade de CO2;
• Espectro luminoso.
https://mybrainsociety.blogspot.com/2017/06/plantas-cam.html
As plantas do tipo CAM, como as crassuláceas e os 
cactos, apresentam um mecanismo fotossintético alternativo.
Elas armazenam moléculas de CO2 em vacúolos no 
interior das células foliares durante a noite. Desta forma, 
estas plantas conseguem manter uma alta eficiência do uso 
de água, abrindo os estomas apenas durante a noite, quando 
a temperatura é mais baixa. É uma excelente adaptação a um 
ambiente árido, não acha?
PROEXPLICA
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QUIMIOSSÍNTESE
A produção de alimento também pode ocorrer sem a presença 
de luz. Para isso, são usados elementos químicos presentes na 
natureza, como por exemplo, o ferro (ferrobactérias), o enxofre 
(sulfobactérias) e o nitrogênio (nitrobactérias ).
A RESPIRAÇÃO CELULAR
É o processo em que moléculas orgânicas (como a glicose) são 
metabolizadas pelas células para produzir energia. Esse processo 
pode ocorrer na presença de oxigênio (respiração aeróbia), ou na 
ausência de oxigênio (respiração anaeróbia ou fermentação).
A energia liberada na respiração celular é armazenada na 
forma de ATP (adenosina trifosfato), que se difunde para todas 
as regiões da célula, fornecendo energia para as mais diversas 
atividades celulares. 
RESPIRAÇÃO CELULAR AERÓBIA
C6H12O6 + O2 → 6 CO2 + 6 H2O + energia
Consiste na degradação completa da glicose na presença do 
oxigênio, dividindo-se em três etapas: 
• Glicólise;
• Ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico; e
• Cadeia respiratória ou fosforilação oxidativa.
GLICÓLISE
Consiste na quebra da molécula de glicose (C6H12O6) em duas 
moléculas de ácido pirúvico ou piruvato (C3H4O3), que ocorre 
no citoplasma da célula com a liberação de quatro átomos de 
hidrogênio que são capturados pelo NAD+ (nicotinamida adenina 
dinucleotídeo), formando 2 NADH2 e 2 ATP.
https://quizlet.com/br/307217655/respiracao-celular-3-glicolise-diagram/
Para iniciar a reação de quebra da glicose,a célula 
gasta inicialmente 2 ATP. Ao final do processo da glicólise 
serão formados 4 ATP, onde 2 ATP serão devolvidos à célula, 
restando um saldo de 2 ATP ao final do processo.
PROEXPLICA
CICLO DE KREBS
Ocorre na matriz mitocondrial, onde o piruvato perde um carbono 
e um hidrogênio, formando o grupo acetil, que se une à coenzima 
A, formando o acetil CoA, que se integra ao ciclo de Krebs. Nesse 
processo uma molécula de NADH e uma de CO2 são formadas.
https://blogdoenem.com.br/mitocondria-e-respiracao-celular-revisao-de-biologia-enem/
http://professorromario.blogspot.com/2012/10/o-ciclo-de-krebs.html
Ao final do ciclo de Krebs teremos um saldo de 8 NADH, 
2 FADH, 6 CO2 e 2 ATP.
Lembre-se de que duas moléculas de ácido pirúvico são 
formadas ao final da glicólise, portanto, teremos dois ciclos 
de Krebs acontecendo, totalizando 3 NADH, 1 FADH, 3 CO2 
e 1 ATP por ciclo de Krebs. As outras duas moléculas de 
NADH e de CO2 surgem da conversão do ácido pirúvico em 
acetilcoenzima A.
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CADEIA RESPIRATÓRIA OU TRANSPORTADORA 
DE ELÉTRONS
Esta etapa ocorre nas cristas mitocondriais, onde as moléculas 
de NADH2 e FADH2 produzidas ao longo da glicólise e do ciclo de 
Krebs liberam os 2 H+ que percorrem toda a cadeia transportadora 
de elétrons. Assim à medida que o hidrogênio desce para a cadeia 
transportadora de elétrons, os citocromos retiram sua energia e a 
armazenam na forma de ATP. Em seguida, o hidrogênio se liga ao 
oxigênio, formando H2O. 
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http://www.universiaenem.com.br/sistema/faces/pagina/publica/conteudo/texto-html.
xhtml?redirect=55775178225145379076530692243
Na cadeia respiratória são produzidas 30 moléculas de ATP 
provenientes dos 2 NADH2 da glicólise e dos 8 NADH2 do ciclo de 
Krebs, além de 4 ATP produzidos pelas duas moléculas de FADH2 
produzidas no ciclo de Krebs.
Ao final da respiração celular aeróbia, uma molécula de glicose 
degradada na presença de oxigênio produziu 38 ATP, sendo 2 ATP 
da glicólise, 2 do ciclo de Krebs e 34 da cadeia respiratória.
RESPIRAÇÃO CELULAR ANAERÓBIA
Na respiração anaeróbia ocorre a quebra da glicose de forma 
incompleta devido à ausência de oxigênio. Esse processo pode ser 
chamado de fermentação e se divide em fermentação láctica e 
fermentação alcoólica.
FERMENTAÇÃO LÁCTICA
Este processo consiste na degradação da glicose em duas 
moléculas de ácido láctico, produzindo 2 ATP. Esse processo ocorre 
em células musculares esqueléticas e em bactérias.
https://blogdoenem.com.br/biologia-enem-fermentacao-alcoolica-lactica/
O sabor azedo do leite fermentado se deve ao ácido lático 
formado e eliminado pelos lactobacilos, que diminui o pH, 
provocando a coagulação das proteínas do leite e do coalho, 
usado na fabricação de iogurtes e queijos.
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FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA
Este processo consiste na degradação da glicose em duas 
moléculas de etanol (ou álcool etílico), na liberação de duas moléculas 
de CO2 e na produção de 2 ATP. Alguns seres, como as leveduras e 
algumas bactérias, fermentam açúcares, e por isso são utilizados na 
produção de bebidas alcoólicas como vinhos e cervejas.
https://blogdoenem.com.br/biologia-enem-fermentacao-alcoolica-lactica/
O gás carbônico liberado na fermentação é fundamental 
na fabricação de pães e bolos, bem como na produção 
industrial de álcool combustível.
PROEXPLICA
Processos metabólicos que 
produzem alimento
Processos metabólicos que 
produzem energia a partir de 
um alimento
Fotossíntese
Produz alimento a partir da 
energia luminosa.
Realizado por: algas, plantas 
e cianobactérias.
Respiração celular
Produz energia na presença 
de oxigênio.
Realizado por: animais, 
plantas, algas e algumas 
bactérias e fungos. 
Quimiossíntese
Produz alimento a partir da 
energia química.
Realizado por: 
algumas bactérias.
Fermentação
Produz energia na ausência 
de oxigênio.
Realizado por: algumas 
bactérias, leveduras (fungos) e 
células musculares.
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Monóxido de carbono mata! 
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/monoxido-carbono.htm
O gás monóxido de carbono (CO), ao ser inalado em 
grande quantidade, pode matar. Isso ocorre porque esse gás 
bloqueia a última etapa da respiração celular, impedindo o 
corpo de produzir ATP e levando a célula à morte. 
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