Apostila de Bioquímica Capitulo 1 ao 4

Prévia do material em texto

BIOQUÍMICA									 CESUBE
Ciências Biológicas
B
	
B
ioquímica
Origem da Vida
�
ORIGEM DA VIDA XE "ORIGEM DA VIDA" \i 
Desde os mais primórdios tempos o Homem sempre se preocupou em descobrir sua origem. Várias explicações foram dadas, algumas baseadas em acontecimentos religiosos e outras em experiências científicas. O fato é que, no início do século XXI ainda não chegaram a nenhuma conclusão.
Duas perguntas sempre intrigaram o Homem e de certa forma moveram sua busca por conhecimento, por explicações. São elas:
Existe vida após a morte?
Independente da religião, crença ou misticismo o ser humano sempre procurou desvendar os mistérios da possível vida após a morte. 
Existe vida em outro planeta?
Marcianos verdes, vulcanos e jedis compõem a galeria de criaturas extraterrestres criadas pela ficção, perpetuados pela população em geral e refletem a curiosidade do ser humano em relação aos outros planetas.
O que estas duas perguntas tem em comum? Exatamente – ambas falam em vida.
Afinal o que é VIDA ?
Como a definimos?
O que diferencia um ser vivo de um inanimado? 
Qual o sinal que caracteriza a morte de um indivíduo?
Se já não bastassem todas estas perguntas, outras vão aos poucos surgindo:
A vida da forma como a conhecemos seria uma característica universal?
Existiria forma de vida diferente?
Toda a vida terrestre é baseada num elemento, o carbono, e numa substância, a água. Carboidratos, proteínas, o DNA XE "DNA" \i e todas as milhares de moléculas que constituem quaisquer ser vivo, da bactéria ao homem, incluindo também os vírus, tem em quase sua totalidade a presença do carbono.
Existiria em algum lugar, uma forma de vida baseada em algum outro elemento?
Todos sabemos a importância da água para os seres vivos, não só como nutriente, mas por transportar substâncias pelo sangue, por proporcionar um meio para que aconteça a maioria das reações químicas nos seres vivos, por servir de veículo para eliminar substâncias tóxicas ou desnecessárias. Ela é vital para qualquer célula, microorganismo, para os vegetais e para os animais.
Existiria em algum lugar vida independente da água?
Podemos perceber que a questão não é tão simples como parece e promete, dar ainda, muita dor de cabeça aos cientistas.
Origem da vida
Desde a antiguidade, vem sendo contestada a origem da vida. Surgiram algumas teorias aceitáveis:
Teoria Criacionista XE "Teoria Criacionista" \i – Teoria fundamentada na Bíblia e no livro do Gênesis. Segundo esta teoria, uma participação divina está por trás da criação de todos os seres vivos.
Teoria da Abiogênese XE "Teoria da Abiogênese" \i – Desde a Grécia Antiga, várias tentativas foram feitas no sentido de explicar, por meio racional, a origem da vida. A mais influente teoria foi feita por Aristóteles XE "Aristóteles" \i , onde ele fez acreditar, durante séculos, que existia um "principio ativo", uma capacidade de originar seres vivos na matéria inanimada. A teoria da abiogênese (criação sem vida) diz que os seres vivos originam-se da matéria bruta e ficou conhecida como “teoria da geração espontânea”.
Teoria da Biogênese XE "Teoria da Biogênese" \i – A teoria da biogênese diz que os seres vivos originam-se de outros seres vivos já existentes.
Histórico da Origem da Vida XE "Histórico da Origem da Vida" \i 
Von Helmont XE "Von Helmont" \i (1577-1644): importante médico belga, defensor da teoria de Aristóteles XE "Aristóteles" \i e muito conhecido por seu livro de “receitas”, onde ensina como se obter seres vivos através do "principio ativo". Sua receita mais famosa é aquela em que ele diz que se deve misturar uma roupa suja de mulher com germe de trigo, e, após 21 dias, pode-se conseguir ratos (sendo a verdade que os ratos foram atraídos pela mistura).
Francesco Redi XE "Francesco Redi" \i (1626-1697): tentou combater a idéia de Aristóteles XE "Aristóteles" \i fazendo experiências com pedaços de carne e frascos de vidro (metade deles abertos e outra metade coberta com gazes). Após alguns dias pode-se notar que os "vermes" (larvas de mosca) apareciam apenas nos frascos abertos. Foi provado que os insetos eram atraídos pela carne em decomposição. Surgiam os primeiros fatos a favor da teoria da biogênese.
John T. Needham XE "Needham" \i (1713-1781): fez várias experiências com frascos de vidro contendo "caldos nutritivos" abertos e fechados, aquecidos ou não, conseguindo proliferação de microrganismos em todos os casos. Onde os microrganismos só poderiam ter aparecido através da "geração espontânea" já que os caldos foram aquecidos e as possíveis formas vivas foram eliminadas e os frascos, levemente fechados, impediram a entrada de formas vivas presentes no ar. Dizia que existia um tipo de "força vital" que era responsável pelo aparecimento dos microrganismos.
Lazzaro Spallanzani XE "Spallanzani" \i (1729-1799): fez as mesmas experiências que Needham XE "Needham" \i , mas com algumas mudanças na técnica: ferveu durante uma hora diversas infusões e a distribuiu em frascos, alguns fortemente arrolhados, outros tapados com algodão e alguns abertos. A presença de microrganismos foi proporcional a um maior ou menor contato com o ar, fazendo com que Spallanzani concluísse que no ar deveria haver ovos ou outras formas de proliferação de seres vivos, ou seja, a vida vinha pelo ar a partir de outras formas de vida. Needham, no entanto, contestou os resultados de Spallanzani alegando que ao ferver por uma hora os "caldos" perdia-se a "força vital" e ao fechá-los impediu a entrada do oxigênio, não permitindo, assim, o aparecimento de qualquer forma de vida.
Louis Pasteur XE "Louis Pasteur" \i (1822-1895): conseguiu provar que os seres vivos provêm de outros seres vivos . Utilizou balões de vidro com pescoço alongado parecido com um "pescoço de cisne" onde neles colocou um "caldo altamente nutritivo", submetendo-os à fervura que esteriliza o liquido, que, por sua vez, se torna estéril; após o resfriamento do balão há entrada de ar. Pode-se observar que mesmo após a entrada de ar o líquido continua "puro" (pois os microrganismos contidos no ar ficam retidos no vapor d’água dentro do pescoço do balão). Depois basta quebrar o "pescoço de cisne" que o líquido desenvolve microrganismos . Esse experimento serviu para provar que o liquido ao ser fervido não destrói o "principio ativo" (o líquido não perde suas propriedades naturais).
Hoje, a teoria da abiogênese ainda é aceita, mas não mais como a idéia de Aristóteles XE "Aristóteles" \i . Acredita-se que, de uma forma ou outra, o primeiro ser vivo tenha realmente vindo da matéria bruta.
O Primeiro Ser Vivo XE " O Primeiro Ser Vivo " \i 
Derrubada a teoria da geração espontânea, os cientistas, a partir do século XIX passaram a se preocupar com a origem do primeiro ser vivo. Várias teorias foram lançadas e duas de maior destaque foram: 
- teoria cosmozóica XE "teoria cosmozóica" \i , proposta por vários cientistas, e na qual os seres vivos se originaram de partículas (esporos) provenientes do espaço e que chegaram à Terra através de meteoritos. Moléculas orgânicas encontradas em meteoritos reforçam esta teoria, mas não se sabe se tais moléculas são provenientes de contaminação provocada pelo contato com a atmosfera terrestre.
- teoria da panspermia XE "teoria da panspermia" \i (sementes espalhadas), proposta por Arrhenius, dizia também que a vida teria se originado no espaço e os esporos trazidos, para a Terra, pela energia luminosa. Atualmente acha-se pouco provável qualquer forma de vida, por mais simples que seja, resistir às radiações e às temperaturas espaciais. Alguns autores, entre eles Crick, chegaram a propor que os esporos teriam sido enviados em naves espaciais mandadas por civilizações avançadas e distantes da terra. 
Apesar dos esforços científicos, asteorias apresentadas apenas transferem de lugar a origem da vida, mas a pergunta continua sem resposta, ou seja, como surgiu a vida e o primeiro ser vivo?
Avanços científicos obtidos em diversas áreas, a partir do século XIX e início do século XX, permitiram ao russo Oparin XE "Oparin" \i propor uma teoria que tentava explicar o surgimento da vida na Terra. Oparin analisou diversos dados, entre os quais podemos citar: 
O sol e os planetas do sistema solar formaram-se na mesma época e a partir da mesma origem, portanto é de se supor que a constituição química de ambos seja semelhante. Gases como hidrogênio, metano e amônia, já detectados em outros planetas, deveriam estar presentes também na atmosfera terrestre primitiva. 
Vulcões lançam diversos gases na atmosfera. 
Rochas antigas são menos oxidadas que formações rochosas mais recentes indicando pouca presença de oxigênio na atmosfera primitiva.
Os seres vivos possuem, em sua constituição, basicamente os mesmos elementos (C, H, O, N, P e S) que por sua vez se organizam num pequeno grupo de substâncias (proteínas, ácidos graxos, carboidratos XE "carboidratos" \i e nucleotídeos)
Os raios ultravioletas (UV) podem degradar vários compostos orgânicos e a vida na Terra só se tornou possível a partir do efeito filtrante, dessa radiação, feito pela camada de ozônio.
Após analisar estes e muitos outros fatos, Oparin XE "Oparin" \i concluiu que a vida surgiu como um fenômeno natural sem interferência Divina ou extraterrena. Para Oparin as condições primitivas eram bem diferentes da atual. A atmosfera primitiva era composta por hidrogênio (H2), gás carbônico (CO2), amoníaco (NH3), sulfeto de hidrogênio (H2S) e vapor de água (H2O). Devido a falta da camada de ozônio, as temperaturas eram bem mais elevadas que as atuais, mas acredita-se que a temperatura oscilava entre 0 e 100ºC. O vapor de água poderia ter se condensado dando origem aos oceanos e a água, penetrando na terra, teria reagido com o elemento cálcio que sofre decomposição originando o gás carbônico. 
Todas as condições primitivas (temperaturas, vulcões, radiações, etc) permitiram o surgimento de uma “sopa primitiva” contendo diversos compostos orgânicos, formados, por sua vez, a partir de compostos inorgânicos. Estas moléculas primitivas teriam se agregados formando o que Oparin XE "Oparin" \i chamou de coacervados XE "coacervados" \i . Tais estruturas eram capazes de interagir com o meio, incorporar moléculas, crescer e se dividir. Estes coacervados são, segundo Oparin, a primeira forma de vida possível surgida na Terra. Evolutivamente, outro fato muito importante foi a síntese dos ácidos nucléicos, inicialmente o RNA e posteriormente o DNA.
É aceitável a hipótese de que os primeiros seres vivos eram heterótrofos (hetero = diferente, trofos = alimento), ou seja, organismos que não são capazes de sintetizar seu próprio alimento, retirando-os, poirtanto, do meio. Os organismos capazes de produzir seu próprio alimento são chamados autótrofos (auto = próprio, trofos = alimento).
Naquela época não havia gás oxigênio (O2) abundante na atmosfera. O único processo metabólico possível era a fermentação: processo anaeróbio (ana = sem, aero = ar, bio = vida).
Os organismos heterótrofos fermentadores se reproduziram intensamente e houve um grande acumulo de CO2.O alimento foi se esgotando e alguns organismos desenvolveram um mecanismo para produzir alimento, surgiram os autótrofos quimiossintetizantes. Com o desenvolvimento da capacidade de produzir clorofila XE "clorofila" \i , surgiram os fotossintetizantes:
Os organismos autótrofos aos poucos foram modificando o meio, com a liberação de O2 que foi se acumulando. Surgiu o O3 (gás ozônio) que agiu e age como um escudo protetor contra as radiações solares e os seres capazes de fazer a respiração celular:
A glicose XE "glicose" \i é quebrada em gás carbônico e água, liberando muito mais energia para as funções vitais do que a fermentação, permitindo que os seres vivos cresçam e se reproduzam com mais rapidez, permitindo uma maior evolução.
Lançada sua teoria, vários cientistas se preocuparam em prová-la experimentalmente. 
Stanley L. Miller XE "Miller" \i (em 1953) foi o primeiro a testar em laboratório essa hipótese . Ele construiu um aparelho onde simulou a atmosfera primitiva e fornecia descargas elétricas constantes. Este procedimento foi mantido durante uma semana, após a qual se recolhia amostras que eram analisadas por cromatografia. As análises mostraram a presença de vários tipos de aminoácidos (alanina, aspartato e glutamato) e ácidos orgânicos simples (fórmico, acético, láctico) comuns nos seres vivos. 
Juan Oro XE "Juan Oro" \i , demonstrou que era possível obter abioticamente as bases púricas e pirimídicas que compõem os ácidos nucléicos, aquecendo ácido cianídrico e amoníaco, por sua vez obtidos abioticamente de hidrogênio, monóxido de carbono e nitrogênio molecular.
Sidney Fox XE "Sidney Fox" \i testou a formação abiótica de polímeros a partir dos monômeros. Dado que as reações de polimerização são reações de desidratação, estas não seriam fáceis de obter em condições naturais. Fox testou então a participação de argilas como catalisadores naturais permitindo a formação dos primeiros polímeros. Fox testou esta possibilidade aquecendo a 200ºC misturas de aminoácidos obtidos abioticamente sobre pedaços de rocha obtendo cadeias polipeptídicas e a partir destas cadeias obtendo estruturas semelhantes ao que Oparin XE "Oparin" \i havia denominado de coacervados XE "coacervados" \i . 
Apesar de terem sido realizados experimentos que vieram corroborar com a teoria de Oparin, alguns pontos ainda ficaram sem uma resposta satisfatória:
Sendo o H2 um gás muito leve e devido às altas temperaturas na Terra primitiva, ele pode não ter sido abundante na atmosfera primitiva.
Se a água se decompunha facilmente pela ação dos raios UV, possivelmente haveria quantidade de gás oxigênio maior na atmosfera, mesmo antes da realização da fotossíntese XE "fotossíntese" \i pelos seres primitivos.
Análise de todo o conjunto geológico (rochas de diversos tipos) pode demonstrar que a atmosfera primitiva seja semelhante à atual.
Qual molécula replicável surgiu inicialmente, as proteínas ou os ácidos nucléicos?
Evolução Celular
Procarióticas:
Microorganismos sem a presença de núcleo ou organelas citoplasmática.
São unicelulares
Elevada taxa de crescimento
Adaptação a qualquer ambiente
Eucarióticas:
Organismos cujas células apresentam núcleo e organelas citoplasmáticas
Podem ser uni ou pluricelulares
Pequena taxa de crescimento
A
daptação a locais mais estáveis
 Célula Vegetal Célula Animal
Mecanismo da Evolução Celular
Mutações Mudanças sofridas por uma célula, podendo ser ou não, benéficas. São aleatórias e às vezes independentes de exposição anterior a um agente externo (radiação, produto químico, etc.)
�
ÁGUA XE "ÁGUA" \i 
A água é o principal líquido do planeta sendo vital para os seres vivos.
Tanto o planeta quanto os organismos vivos tem, em sua constituição, aproximadamente 70 % dessa substância.
( Seres vivos podem sobreviver em qualquer ambiente desde que tenham água.
propriedades da água
Propriedades físicas e químicas da água XE "Propriedades Físicas e Químicas da Água" \i 
É um líquido incolor, inodoro e insípido.
A molécula é constituída por um átomo de oxigênio (O) ligado a dois átomos de hidrogênio (H) através de ligações covalentes
Sua molécula tem uma geometria angular (104,5º) devido aos dois pares de elétrons livres (que não fazem ligações)
Polaridade das moléculas
Devido à diferença de eletronegatividade (entre os átomos de oxigênio e hidrogênio) e a estrutura angular da molécula,a água é uma substância polar, ou seja, apresenta distinta separação entre cargas elétricas (positiva e negativa) na sua molécula.
Polar 	geralmente ocorre quando a substância é formada por átomos de elementos diferentes.					Ex: NH3, HBr, SO2 
Apolar 	geralmente ocorre quando a substância é formada por átomos de elementos iguais ou quando a geometria molecular favorece a anulação das forças, geralmente contrárias e de mesma intensidade.		Ex: O2, N2, CO2, CH4 
2.2.1 Pontes de Hidrogênio XE "Pontes de Hidrogênio" \i 
Devido à sua natureza polar a água é capaz de formar as chamadas “pontes de hidrogênio”. Estas pontes são, na verdade, interações intermoleculares que aparecem toda vez que o átomo de hidrogênio está ligado a um outro átomo de elevada eletronegatividade (flúor, oxigênio e nitrogênio). As pontes explicam as diferenças nas características físicas de substâncias semelhantes:
Ex:	H2O ( PE = 100º C )		e		H2S ( PE = - 60º C )
	HF ( PE = 19º C)		e		HCl ( PE = - 85º C )
O estado físico altera o número de pontes de hidrogênio: 6 na água sólida, 4 no estado líquido e praticamente não se formam na água em estado gasoso.
2.2.2 Por que o gelo flutua ? XE "Por que o gelo flutua ?" \i 
O gelo flutua porque a sua densidade (0,9 g/mL) é menor que a densidade da água líquida (1 g/mL). Por sua vez, a densidade é menor porque no gelo ocorre à formação de cristais hexagonais e estes retêm ar no seu interior.
É importante que o gelo flutue, pois caso contrário, o gelo formado nas regiões polares ou nos lagos e rios em regiões com inverno rigoroso, iriam afundar e com isso mataria os animais e plantas ali presentes.
A água como solvente
A água é considerada solvente universal pelo fato dela dissolver a maioria das substâncias conhecidas. A sua natureza polar interfere na solubilidade das substâncias apolares.
Semelhante dissolve Semelhante
a) Hidrofílicas XE "Hidrofílicas" \i 
São substâncias que possuem afinidade pela água, são polares e portanto, solúveis na água.
b) Hidrofóbicas XE "Hidrofóbicas" \i 
São substâncias que não possuem afinidade pela água, são apolares e, portanto insolúveis na água.
c) Anfipáticas XE "Anfipáticas" \i 
São substâncias que possuem parte da molécula com afinidade pela água e parte da molécula sem afinidade pela água, ou seja, um lado da molécula é polar e, portanto solúvel na água e outro lado é apolar e portanto insolúvel na água.
Difusão XE "Difusão" \i e osmose
Difusão - XE "Difusão" \i É o movimento espontâneo entre partículas de substâncias diferentes, que se misturam dando origem a uma solução (sistema homogêneo).
Osmose - XE "Osmose" É a passagem do solvente (água) através de uma membrana semipermeável (permite a passagem apenas do solvente) do meio hipotônico (menor concentração) para o meio hipertônico (maior concentração).
A pressão que força a água a atravessar a membrana é chamada de pressão osmótica.
O fenômeno da osmose é fundamental para os seres vivos a partir do momento que todas as células de um organismo, seja ele animal ou vegetal, são envoltas por membranas semipermeáveis. As diversas substâncias se distribuem de maneira desigual nos meios, extra e intracelular, criando o chamado gradiente de concentração.
Esse gradiente faz com que a água entre e saia da célula facilmente.
As hemácias quando submetidas a um soro fisiológico hipertônico (acima de 0,9% de cloreto de sódio - NaCl) irão murchar, ao passo que, quando submetidas a um soro hipotônico (abaixo de 0,9% de NaCl) elas incharão. Em ambos os casos elas terão sua função fisiológica altamente comprometida podendo levar o indivíduo à morte. Observa-se a importância no controle de qualidade dos soros fisiológicos endovenosos que devem ser isotônicos em relação ao sangue, ou seja, possuírem uma concentração exata de 0,9% de NaCl, concentração esta que, corresponde à pressão osmótica sanguínea.
Os peixes de água doce morrem ao serem colocados no mar bem como os peixes de água salgada morrem ao serem colocados num rio devido ao fenômeno osmótico.
A osmose é também fundamental para os vegetais desde a absorção de água pelas raízes até o transporte da seiva pelo vegetal.
Um indivíduo à deriva em alto mar corre um sério risco de morrer por desidratação.
A osmose é também utilizada na conservação de frutas, verduras e carnes.
Auto ionização da água
As moléculas de água, embora em pequena quantidade, se auto ionizam, ou seja, formam íons hidrogênio (H+) e íons hidroxila (OH-1). Ocorre na molécula uma quebra de ligação heterolítica devido à diferença entre as eletronegatividades dos átomos de hidrogênio e oxigênio. O íon H+ liberado é capturado por uma molécula de água vizinha formando o íon hidrônio (H3O+).
H2O ( H+ + OH-1 ou 2 H2O ( H3O+ + OH-1
Considerando a ionização da água:
 	
H2O ( H+ + OH-1 
Constante de Equilíbrio: 	Ke = 
				Ke . [H2O] = [H+] . [OH-1]
				
Kw = [H+] . [OH-]
Na água pura: 			[H+] = [OH-] = 	10 -7 mol/L
Na água com ácido:		[H+] > [OH-] 	[H+] > 10 -7 mol/L
Na água com base:		[H+] < [OH-] 	[H+] < 10 -7 mol/L
Ácidos
Ácidos são substâncias moleculares capazes de liberar íons hidrogênio (H+), podendo ou não formar o íon hidrônio.
HA ( H+ + A-1 	ou HA + H2O ( H3O+ + A-1
HCl ( H+ + Cl-1 	ou HCl + H2O ( H3O+ + Cl-1
Bases
Bases são substâncias iônicas capazes de liberarem íons hidroxila (OH-1) ou aceitarem o íon hidrogênio (H+).
BOH ( B+ + OH-1
NaOH ( Na+ + OH-1 
2.6 Potencial hidrogeniônico – pH XE "Potencial Hidrogeniônico – pH" \i 
A medida do pH determina a concentração de íons hidrogênio (H+) e pode ser usada na análise das mais diferentes substâncias, desde o solo até os tecidos e materiais orgânicos.
�
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
 ( ( ( ( ( (
 HCl Limão Pão Plasma Detergente NaOH
 Estômago Cerveja Leite Bicarbonato Amônia
 Ácido Básico
 
pH = – log [H+ ]
Observe que:
- quando [H+] = 10-7 		pH = - log [H+]
				pH = - log 10 -7
				pH = - (- 7). log 10
				pH = 7		(neutro)
				
- quando [H+] = 10-3 		pH = - log [H+]
				pH = - log 10 -3
				pH = - (- 3). log 10
				pH = 3		(ácido)
- quando [H+] = 10-12 		pH = - log [H+]
				pH = - log 10 -12
				pH = - (- 12). log 10
				pH = 12		(básico)
�
	ANOTAÇÔES
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
Química Orgânica
�
QUÍMICA ORGÂNICA XE "QUÍMICA ORGÂNICA" \i 
A princípio o termo química orgânica referia-se aos comnpostos extraídos ou relacionados aos seres vivos. No século XVIII avançou graças ao trabalho de vários pesquisadores, entre eles, Lavoisier que após analisar vários compostos de origem biológica, constatou que em todos eles havia a presença do elemento carbono. Scheele conseguiu isolar o ácido tartárico da uva, o ácido cítrico do limão e o ácido lático do leite. No séc. XIX Berzelius lançou a “teoria da força vital“, na qual dizia que somente os seres vivos eram capazes de sintetizar compostos orgânicos por possuírem, o que ele chamou de, força vital. Esta teoria atrasou o desenvolvimento e pesquisasna química orgânica.
Somente em 1828, quando o alemão Wöhler, conseguiu, acidentalmente, sintetizar uréia (orgânico) a partir do cianato de amônio (inorgânico), é que a teoria da força vital foi deixada de lado pelo mundo científico.
NH4OCN ( O = C(NH2)2
A partir de então vários compostos orgânicos passaram a ser sintetizados em laboratório e em 1858, Kekulé definiu a química orgânica, como sendo a química dos compostos do carbono. Do outro lado ficou a química inorgânica como a química que estuda os compostos que não tem carbono.
Nos séculos seguintes não só a química orgânica, mas a química em geral, teve um avanço significativo com a descoberta de novas substâncias que passaram a serem utilizadas nos mais diversos ramos profissionais (têxtil, farmacêutica,tintas, etc.). O uso do petróleo no século XX permitiu o desenvolvimento de plásticos e diversos outros materiais sintéticos.
Muita coisa ainda está por vir daqui pra frente em termo de novos materiais (hoje se conhece cerca de 15 milhões de compostos orgânicos) e novas descobertas são feitas todos os dias.
O CARBONO
Características do Carbono
O carbono é um elemento pertencente à família 14 (IV A) da tabela periódica.
Possui número atômico Z = 6, ou seja, o átomo de carbono possui 6 prótons em seu núcleo.
Possui número de massa A = 12, ou seja, o átomo possui 6 nêutrons, uma vez que a massa do elemento é dada pela soma de prótons e nêutrons.
Em torno desse núcleo, na eletrosfera, giram 6 elétrons, sendo 4 na camada de valência.
A configuração eletrônica é: 1s2, 2s2, 2p2 ( K = 2, L = 4).
O átomo de carbono foi escolhido como padrão para a determinação das massas atômicas dos outros elementos. Quando se diz que um elemento tem massa atômica igual a 1u, significa que sua massa corresponde a 1/12 da massa do carbono e assim sucessivamente com todos os outros elementos. 
O átomo de carbono possui uma geometria tetraédrica, com cada elétron apontado para um dos vértices da figura.
As Ligações
O carbono é capaz de ligar-se a outros átomos de carbono de três formas diferentes:
Ligações simples XE "Ligações Simples" \i 
Quando ocorre apenas uma única ligação covalente entre os átomos envolvidos. Cada átomo entra compartilhando um elétron para a ligação. Ela é representada por um traço: ( – ) 
 – C – C – C – C – 		 – C – C – C – 			C – C 
			 |				 | | 
 C C – C 
Ligações duplas XE "Ligações Duplas" \i 
Quando ocorre duas ligações covalentes entre os átomos envolvidos. Cada átomo entra compartilhando dois elétrons para a ligação. Ela é representada por um traço: ( = )
 – C – C = C – C – 		 – C – C = C – 			C = C 
			 |				 | | 
 C C – C 
Ligações triplas
 XE "Ligações Triplas" \i Quando ocorre três ligações covalentes entre os átomos envolvidos. Cada átomo entra compartilhando três elétrons para a ligação. Ela é representada por um traço: ( ( ) 
 – C – C – C ( C – 		 – C – C ( C – 			 
			 				 
As cadeias carbônicas
 XE "Cadeias Carbônicas" \i Os átomos de carbono podem ligar-se uns aos outros formando as cadeias carbônicas. Estas cadeias chegam a conter centenas e às vezes milhares de átomos de carbono.
Cadeias saturadas
Considera-se uma cadeia saturada, aquela que apresenta, entre os átomos de carbono, apenas ligações simples. O termo saturada, indica que ela está cheia, ou seja, que não se pode adicionar mais nenhum elemento a esta cadeia.
– C – C – C – C – 		 – C – C – C – 			C – C 
			 |				 | | 
 C C – C 
Cadeias insaturadas
Considera-se uma cadeia insaturada, aquela que apresenta, entre os átomos de carbono, pelo menos uma dupla ou tripla ligação. No ponto da insaturação é possível, por meio de reações, quebrar uma (no caso de duplas) ou duas (quando for tripla) das ligações e adicionar 2 ou 4 novos elementos.
– C – C = C – C – 		 – C – C = C – 		C = C – C – C – C ( C –
			 |			 | | 
 C C – C 
Os exemplos abaixo não são cadeias insaturadas, porque a insaturação ocorre entre o carbono e um outro elemento.
 – C – C = O 		 – C – C ( N
Cadeias abertas
Considera-se uma cadeia aberta, aquela que não apresenta ciclos ou anéis em sua estrutura.
– C – C = C – C – 		 – C – C – C – 	 – C – C – C – – C – C – C ( C –
			 |			
 C
Ramificação: 	uma cadeia é considerada ramificada quando apresenta pelo menos um carbono terciário ou quaternário.
Carbono primário: 	liga-se a apenas um outro átomo de carbono
Carbono secundário: 	liga-se a dois outros átomos de carbono	
Carbono terciário: 	liga-se a três outros átomos de carbono
Carbono quaternário: 	liga-se a quatro outros átomos de carbono
 
 C C
 | |
 – C – C – C – C – C – 
 |
 C
Cadeias fechadas
Considera-se uma cadeia fechada, aquela que apresenta ciclos ou anéis em sua estrutura.
	C – C 				
	 | |	
 C – C 			
Aromática: 	uma cadeia é chamada de aromática quando possui um ou mais anéis aromáticos (benzênicos)
Cadeias homogênea XE "Cadeias Homogênea" \i 
Será homogênea a cadeia formada apenas por átomos de carbono.
– C – C = C – C – 	 – C – C – C – 		C – C – C – C – C ( C –
			 |		 | | 
 C C – C 
Cadeias heterogênea
Será heterogênea a cadeia que apresentar um heteroátomo no meio da estrutura carbônica. Os heteroátomos são: nitrogênio (N), oxigênio (O) e enxofre (S).
 – C – C – O – C – C – 	 – C – O – C – 		C – S – C – C – N = C –
			 |			 | | 
 C C – C 
As cadeias abaixo não são heterogêneas porque o heteroátomo está fora da estrutura principal.
 – C – C – C – C = O 		 – C – C – C – C – C – C ( N
Nomenclatura de compostos orgânicos XE "Nomenclatura de Compostos Orgânicos" \i 
	Prefixo 
	Intermediário 
	Sufixo
	No de carbonos 
	Saturação da Cadeia 
	Função
	1 C = MET
2 C = ET
3 C = PROP
4 C = BUT
5 C = PENT
6 C = HEX
7 C = HEPT
8 C = OCT
	Saturada = AN
1 dupla = EN
2 duplas = DIEN
1 tripla = IN
2 triplas = DIIN
	Hidrocarbonetos = O
Álcool = OL
Ácido = ÓICO
Cetona = ONA
Aldeído = AL
Funções Orgânicas
Funções são grupos de substâncias que apresentam algumas características em comum. Na química orgânica nós temos várias funções:
Hidrocarbonetos
São compostos formados unicamente por carbono e hidrogênio. São classificados em:
Alcanos: 	hidrocarbonetos saturados, de cadeia aberta (podendo ser ramificada).
CH4 – Metano	 C2H6 – Etano	 	C3H8 – Propano
Alcenos: 	hidrocarbonetos insaturados com uma dupla ligação, de cadeia aberta (podendo ser ramificada).
	 H2C = CH2 – Eteno	 	 H2C = CH – CH3 – Propeno
Alcinos: 	hidrocarbonetos insaturados com uma tripla ligação, de cadeia aberta (podendo ser ramificada).
	 HC ( CH – Etino	 	 HC ( C – CH3 – Propino
Aromáticos: hidrocarbonetos que contém um ou mais anel benzênico em sua estrutura. O anel pode ou não conter radicais ligados a ele.Benzeno	 	 Naftaleno
Álcool
São compostos que apresentam o grupo funcional –OH (hidroxila) ligada a um carbono saturado.
CH3OH – Metanol	 	C2H5OH – Etanol 
Éter
São compostos que apresentam o grupo funcional C – O – C.
 
 H3C – O – CH3 – Metóxi metano	 C2H5OC2H5 – Etóxi etano	 
 
Aldeído
São compostos que apresentam o grupo funcional – C = O (carbonila) ligada a um carbono da extremidade (primário).
H2C = O – Metanal	 CH3CHO – Etanal	 	 			 				
Cetona
São compostos que apresentam o grupo funcional – C = O (carbonila) ligada a um carbono do meio da cadeia (secundário).
H3C – C – CH3 	 – Propanona			H3C – C – CH2 - CH3 – Butanona
 ||						 ||
 O						 O
Ácido Carboxílico
São compostos que apresentam o grupo funcional – COOH (carboxila).
HCOOH – Ácido Metanóico CH3COOH – Ácido Etanóico C2H5C = O – Ácido Propanóico 
									 |
						 OH
Éster
São compostos derivados dos ácidos e apresentam o grupo funcional – COO – C.
H3CCOOCH3 – Etanoato de metila C2H5COOC2H5 – Propanoato de etila 
Amina
São compostos derivados da amônia (NH3) podendo ter a substituição de 1, 2 ou dos 3 átomos de hidrogênio (H) por igual número de radicais orgânicos:
R1 = H3C – 			
 	Metilamina 	(amina primária)
R1 = H3C – 			R2 = H3C – CH2 – 		
 	Metiletilamina (amina secundária)
R1 = H3C – R2 = H3C – CH2 – R3 = H3C – CH2 – CH2 – 	
 	Metiletilpropilamina (amina terciária)
Isomeria
É chamado de isomeria quando dois compostos possuem a mesma fórmula molecular, porém diferentes fórmulas estruturais.
3.4.1 Isomeria Plana
Isomeria de função
Este tipo de isomeria ocorre quando dois compostos possuem a mesma fórmula molecular, mas pertencem a funções orgânicas diferentes.
Álcool e éter: C2H5OH (Etanol)	 	H3C – O – CH3 (Metóxi metano)
ALDEÍDO E CETONA:	C2H5HC = O (Propanal) 	H3C – C – CH3 	 (Propanona)			 						 ||
 							 O
ÁCIDO E ÉSTER:		CH3COOH (Ácido Etanóico)	HCOOCH3 	 (Etanoato de metila)
Isomeria de cadeia
Este tipo de isomeria ocorre quando dois compostos possuem a mesma fórmula molecular, mas possuem tamanhos diferentes para as suas cadeias carbônicas.
H3C – CH2 – CH2 – CH3 	(Butano)
H3C – CH – CH3 		(Metil propano)
 |	 
 CH3 
Isomeria de posição
Este tipo de isomeria ocorre quando dois compostos possuem a mesma fórmula molecular, mas possuem o grupo funcional ou uma insaturação em locais diferentes em suas cadeias carbônicas.
H3C – CH2 – CH2 – CH2 – OH 	(Butanol)
H3C – CH – CH2 – CH3 	(2-Butanol)
 |	 
 OH 
Isomeria de compensação (metameria XE "metameria" \i )
Este tipo de isomeria ocorre quando dois compostos possuem a mesma fórmula molecular, mas possuem o heteroátomo em posição diferente dentro da cadeia carbônica.
H3C – O – CH2 – CH2 – CH3 	(Metóxi propano)
H3C – CH2 – O – CH2 – CH3 	( Etóxi etano)
Tautomeria
Este tipo de isomeria ocorre quando uma hidroxila está ligada a um carbono insaturado (enol), provocando um rearranjo na molécula com formação de aldeído (quando o enol está na extremidade) ou de uma cetona (quando o enol está situado no meio da cadeia). 
H – C = CH – CH3 	 		 H – C – CH2 – CH3 	 
 |	 			( ( ||	
 OH 				 O 	 
H3C – C = CH – CH3 	 		 H3C – C – CH2 – CH3 	 
 |	 			( ( ||	
 OH 				 O 	 
Isomeria espacial
Isomeria geométrica (cis – trans) XE "Isomeria Geométrica (cis – trans)" \i 
Para que ocorra este tipo de isomeria é necessário que, o composto apresente uma insaturação ou um ciclo e que os grupos ligantes em cada carbono sejam diferentes entre si. 
a – C = C – y 	 		sendo obrigatoriamente: a ( b e x ( y	 
 |	 |	
 b 	 x 	 
H3C – C = C – CH3 	 (cis buteno-2)	 
 |	 |		 Na forma cis os dois grupos maiores estão do mesmo lado da cadeia
 H H 	 
H3C – C = C – H (trans buteno-2)	 
 |	 |		 Na forma trans os dois grupos maiores estão em lados opostos da cadeia
 H CH3 	 
Isomeria óptica
Para que ocorra este tipo de isomeria é necessário que, o composto apresente um carbono assimétrico, ou seja, um carbono que faz quatro ligações com grupos diferentes entre si. 
 d
 |
a – C – c 	 		sendo obrigatoriamente: a ( b ( c ( d	 
 |	 	
 b 	 	 
Os isômeros ópticos são imagens especulares um do outro, ou seja, idênticos, mas não sobreponíveis. 
A característica principal dos isômeros ópticos é a de desviar a luz polarizada. Quando o desvio é feito pra o lado direito o isômero é chamado de dextrógiro XE "dextrógiro" \i (d) e quando a luz é desviada para a esquerda o isômero é chamado de levógiro XE "levógiro" \i (l). É chamada de mistura racêmica XE "mistura racêmica" \i a uma mistura constituída por quantidades iguais dos dois isômeros e que não é capaz de desviar a luz polarizada.
Apenas olhando para a fórmula não há como identificar nenhum dos isômeros ópticos, é necessário os testes de desvio da luz. Abaixo estão os isômeros ópticos do gliceraldeído e da glicose XE "glicose" \i .
 
 D-glicose XE "glicose" \i 					 L-glicose
H O O H
 
 C C
 I I
 H – C – OH 					 HO – C – H 
 I I 
 HO – C – H2 					 H2 – C – OH
 I I
 H – C – OH 					 HO – C – H 
 I I 
 H – C – OH 					 HO – C – H
 I I 
 H2 – C – OH 					 HO – C – H2
�
	ANOTAÇÔES
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
 
Fotossíntese
fotossíntese XE "fotossíntese" \i 
A fotossíntese XE "fotossíntese" \i é um processo onde ocorre absorção de luz e é através dela que os vegetais produzem carboidratos, o combustível indispensável para a vida da planta, do homem e de outros animais.
As folhas possuem células fotossintetizadoras, que contém clorofila XE "clorofila" \i e são muito sensíveis à luz. Quando a luz incide em uma molécula de clorofila, esta absorve parte da energia luminosa que permite a reação do gás carbônico com água, produzindo carboidratos XE "carboidratos" \i e liberando oxigênio. 
A reação química que ocorre na fotossíntese XE "fotossíntese" \i pode ser esquematizada da seguinteforma:
gás carbônico + água + luz ( glicose XE "glicose" \i + oxigênio
A água é retirada do solo pela raiz e sobe como seiva pelos vasos. O gás carbônico é retirado da atmosfera e absorvido pelas folhas. A energia luminosa vem da luz solar. A clorofila XE "clorofila" \i tem ação catalisadora na reação, iIsto é, não se desgasta nem é consumida, apenas ativa a reação. 
A absorção da energia luminosa e sua transformação em energia química, permite o crescimento das plantas, seu florescimento e a produção de frutos.
A clorofila XE "clorofila" \i é o pigmento mais importante no processo fotossintético das plantas, na captação da radiação luminosa e na transformação dessa forma de energia em energia química.
Nas plantas, as moléculas de clorofila se agrupam de maneira ordenada, formando estruturas que compõem unidades fotossintéticas denominadas cloroplastos. 
A fotossíntese XE "fotossíntese" \i é importantíssima para o homem. É na fotossíntese realizada pelas plantas que ocorre o primeiro e principal processo de transformação de energia no ambiente terrestre. Ao ingerirmos o alimento proveniente das plantas, uma parte das substâncias entram na constituição celular e outra parte fornece a energia necessária às nossas atividades como o crescimento, a reprodução, etc. 
É interessante notar que a única luz sob a qual os vegetais não podem viver é a luz verde. Se colocarmos plantas num quarto iluminado somente com essa cor, elas definham e morrem. Isso acontece exatamente por elas serem verdes. A energia que a planta absorve, e com a qual realiza o processo de fotossíntese XE "fotossíntese" \i , é exatamente a que corresponde a todas as outras cores menos a verde. A luz verde é refletida pela clorofila XE "clorofila" \i do vegetal e, portanto, não participa da fotossíntese.
Definição
È o fenômeno através do qual ocorre a produção de substâncias orgânicas (glicídios XE "glicídios" \i ) a partir de gás carbônico (CO2) e água (H2O), com a utilização de energia da luz solar desprendendo gás oxigênio (O2), o que ocorre em todos os vegetais que possuem clorofila XE "clorofila" \i .
A fotossíntese é um dos fenômenos biológico de maior importância para os seres vivos:
pois produz substâncias orgânicas a partir de substâncias inorgânicas; 
transforma a energia luminosa em energia química que fica armazenada na glicose XE "glicose" \i (principal combustível das células); 
produz o oxigênio que será utilizado na respiração celular a fim de produzir energia para as células  
Cloroplasto
Nos cloroplastos ocorre a reação da mais fundamental importância para a vida das plantas e, indiretamente, para a vida dos animais: a fotossíntese XE "fotossíntese" \i . Os cloroplastos são geralmente discoidais. Sua cor é verde devido a presença de clorofila XE "clorofila" \i . No seu interior existe um conjunto bem organizado de membranas, as quais formam pilhas unidas entre si, que são chamadas de granum. Ao conjunto dos granum é dado o nome de grana. Cada elemento da pilha, que tem o formato de uma moeda, é chamado de tilacóide. Todo esse conjunto de membranas encontra-se mergulhado em um fluído gelatinoso que preenche o cloroplasto, chamado de estroma, onde há enzimas, DNA XE "DNA" \i , pequenos ribossomos e amido XE "amido" \i . 
As moléculas de clorofila se localizam nos tilacóides, reunidas em grupos, formando estruturas chamadas de "complexos de antena". 
 
A Clorofila
A clorofila é a molécula que absorve a luz do sol e usa esta energia para sintetizar carboidratos XE "carboidratos" \i a partir de CO2 e água. Este processo é conhecido como fotossíntese XE "fotossíntese" \i e é a base para sustentar a vida de todas as plantas. Já que os animais obtêm seu suprimento alimentar comendo plantas, a fotossíntese pode ser dita como fonte de nossa vida também.
Em 1780, o químico inglês Joseph Priestley  descobriu que as plantas podiam "restaurar o ar que  foi danificado pela queima de velas". Ele usou um pé de menta, colocando-o em uma jarra de vidro emborcada para baixo em um recipiente com um pouco de água por vários dias. Ele então descobriu que "o ar não podia apagar uma vela, mas não era inconveniente para um rato que eu coloquei dentro da jarra". Em outras palavras, ele descobriu que as plantas produzem oxigênio.
Alguns anos depois, em 1794, o químico francês Antoine Lavoisier  descobriu o conceito de oxidação. 
Jan Ingenhousz soube dos experimentos de Priestley e alguns anos depois passou um verão em Londres fazendo mais de 500 experimentos, nos quais ele descobriu que a luz participa da fotossíntese XE "fotossíntese" \i . "Eu observei que as plantas não apenas possuem a faculdade de corrigir o ar ruim em 6 a 10 dias, crescendo nele (...) mas que elas realizam este importante ofício de maneira completa em poucas horas; que esta operação maravilhosa é feita por meios independentes do tipo de planta, mas da influência da luz do sol na planta".
Jean Senebier, um pastor suíço, descobriu que o "ar ruim" (CO2) era retirado na fotossíntese XE "fotossíntese" \i . Theodore de Saussure descobriu que o outro reagente necessário era a água. 
Julius Robert Mayer reconheceu que as plantas convertiam energia solar em energia química. Ele disse: "A Natureza resolveu o problema de como captar raios luminosos vindos para a Terra e como estocar a maior energia de todas em uma forma rígida. As plantas absorvem um tipo de energia, a luz; e produzem outra forma, o diferencial químico".
Atualmente sabe-se que há uma reação de moléculas de gás carbônico com a água produzindo glicose XE "glicose" \i e gás oxigênio. A glicose é diretamente usada como fonte de energia para a planta no metabolismo ou crescimento ou é polimerizada para formar amido XE "amido" \i , para que possa ser estocada até necessário. O produto oxigênio é excretado na atmosfera, onde é usado pelas plantas e animais para respiração.
A clorofila XE "clorofila" \i é a molécula responsável por captar essa energia, sendo denominada de fotorreceptora. É encontrada nos cloroplastos das plantas verdes, sendo a responsa´vel pela coloração verde típica dos vegetais. A estrutura básica de uma molécula de clorofila é um anel porfirino, coordenado a um átomo central. É muito semelhante em estrutura ao grupo heme encontrado na hemoglobina, exceto que no heme o átomo central é o ferro, enquanto na clorofila é o magnésio. 
Existem dois tipos de clorofila, chamados A e B. Elas diferem muito pouco, apenas na composição de uma cadeia lateral (na clorofila XE "clorofila" \i A é -CH3 e na B é -CHO). Ambas são fotorreceptoras muito eficientes porque possuem uma rede de ligações simples e duplas alternadas, e os orbitais podem se deslocalizar estabilizando a estrutura. Estes polienos deslocalizados possuem bandas de absorção muito fortes na região visível do espectro, permitindo à planta absorver energia da luz solar.
Os diferentes grupos laterais nas duas clorofilas captam o espectro de absorção em diferentes comprimentos de onda, ou seja, a luz que não é bem absorvida pela clorofila XE "clorofila" \i A, digamos, a 460 nm, será capturada pela clorofila B, que absorve fortemente este comprimento de onda. Logo estes dois tipos de clorofilas complementam-se ao absorver a luz do sol. As plantas podem obter toda as suas necessidades de energia da parte azul e vermelha do espectro, entretanto, há uma larga região espectral, entre 500 e 600 nm, onde apenas um pouco de luz é absorvida. Esta luz é a região verde do espectro e, como é refletida, as plantas nos parecem verdes. A clorofila absorve tão eficazmente a luz que consegue mascarar outras cores menos intensas. Algumas dessas cores mais delicadas (de moléculas como caroteno e quercetino) são reveladas quando a molécula de clorofila decai no outono, e as folhas ficam avermelhadas, laranjas e marrom. A clorofila também pode ser danificada quando os vegetais são cozidos, já que o átomo central de magnésio é substituído por íons de hidrogênio. Isto afeta os níveis de energia na molécula, fazendocom que se alterem os espectros de absorbância. Logo as folhas cozidas terão cores diferentes - algumas vezes tornando-se um verde pálido, amarelado e insípido.
Colocando-se em um gráfico os diferentes comprimentos de onda em função da taxa em que se processa a fotossíntese XE "fotossíntese" \i , pode-se verificar o espectro de ação da luz na fotossíntese:
Observando-se o gráfico apresentado, pode-se notar que os picos do espectro de ação da luz na fotossíntese XE "fotossíntese" \i e os dos espectros de absorção da luz pela clorofila XE "clorofila" \i têm padrão semelhante, evidenciando que a clorofila é o pigmento mais importante na recepção da luz na fotossíntese.
A absorção da luz pela clorofila XE "clorofila" \i se faz com intensidade máxima nas faixas de comprimento de onda de 450 nm (nanômetros), que é correspondente à luz azul, e 700 nm que corresponde, à luz vermelha. A absorção da luz verde é quase nula. A clorofila reflete-a quase integralmente. 
O espectro de ação da fotossíntese XE "fotossíntese" \i não corresponde rigorosamente ao espectro de absorção da luz pelas clorofilas. Considerando o fenômeno fotossíntese em termos gerais, a resposta à luz vermelha é maior do que à luz azul. Isso se explica porque os pigmentos acessórios (xantofila, licopeno e caroteno) absorvem intensamente certas radiações de forma mais eficiente que as clorofilas, transferindo depois a elas a energia absorvida.
Em certas plantas aquáticas, outros pigmentos, com ficoeritrina e a ficoxantina, também absorvem a luz eficientemente. Nesses casos, o espectro de ação da luz na fotossíntese XE "fotossíntese" \i é diferente daquele apresentado anteriormente, estando os picos de maior taxa de fotossíntese praticamente coincidentes com os de absorção pelos pigmentos citados.
A equação tradicional da fotossíntese XE "fotossíntese" \i é:
6 CO2 + 6 H2O 
 C6H12O6 + 6 O2
Essa reação, no entanto, não pode mais ser aceita como correta, tendo em vista que o oxigênio liberado na fotossíntese XE "fotossíntese" \i provém da água e não do gás carbônico. Isto foi confirmado por um experimento clássico (década de 40), no qual o oxigênio da água foi marcado com o isótopo O18, verificando-se que todo o oxigênio liberado na fotossíntese era isótopo –18.
Dessa forma, a reação aceita é:
6 CO2 + 12 H2O 
 C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2
Essa equação mostra o processo de síntese de compostos orgânicos a partir de substâncias inorgânicas, utilizando-se a energia luminosa e com liberação de oxigênio.
	
As etapas da fotossíntese XE "fotossíntese" \i 
A Fotossíntese ocorre em duas etapas: a fotoquímica e a química .
A etapa fotoquímica é chamada também de fase do claro, pois nela é imprescindível a presença de luz. Sua sede é o granum e as membranas intergrana. A etapa química, pelo fato de independer da ação da luz, denomina-se fase do escuro. Sua sede é o estoma.
Mas tanto a fase química quanto a fotoquímica ocorrem durante o dia.
Etapa fotoquímica XE "Etapa fotoquímica" \i 
Nessa etapa a energia luminosa absorvida pela clorofila XE "clorofila" \i é transferida sob forma de energia química, através dos elétrons a outros compostos, os aceptores. Nessas condições, a clorofila (que é doadora de elétrons) se oxida e o composto aceptor de elétrons se reduz. Trata-se, portanto, de um processo de oxidorredução, no qual tomam um par de um redutor (doador de elétrons) e um oxidante (receptor de elétrons).
A fotossíntese envolve dois processos ligados:
a oxidação de H2O em O2 mediada pela luz e produção de ATP
a redução do CO2 em moléculas orgânicas, onde o ATP é utilizado 
Vale lembrar que oxidação é a remoção ou perda de elétrons ou átomos de hidrogênio (próton + elétron) ou adição de oxigênio. Redução é a adição ou ganho de elétrons ou átomos de hidrogênio ou remoção de oxigênio. O agente redutor ao doar elétron se oxida, enquanto que o agente oxidante ao receber elétron se reduz. Para que haja oxidação é necessário que haja redução e vice-versa.
Fotofosforilação cíclica XE "Fotofosforilação cíclica" \i 
Na fotofosforilação cíclica, a luz é absorvida pelo fotossistema, elevando o nível energético dos elétrons que são capturados pela ferredoxina e transportados a citocromos via plastoquinona, retornando depois ao fotossistema.
Fotofosforilação acílica XE "Fotofosforilação acílica" \i 
Nesse caso os elétrons liberados durante a fotólise da água são capturados pelo fotossistema e não retornam à água. Tais elétrons passam por um sistema de transporte ate chegar ao NADP e, juntamente com os prótons provenientes da fotólise da água, são utilizados na síntese da NADPH2.
Etapa química
A etapa química da fotossíntese realiza-se independentemente da luz, e suas reações são catalisadas por enzimas, sendo importante nesse caso a temperatura. A fase escura ou química como é chamada, representa a fixação do CO2, através de três diferentes compostos, sendo as plantas denominadas de:
PLANTAS C3 – que possuem apenas o Ciclo C3 (Ciclo de Calvin) de fixação do CO2, onde a enzima ribulosebifosfato carboxilase, fixa o CO2 na ribulosebifosfato , produzindo duas moléculas de gliceraldeido 3 fosfato (3C).
PLANTAS C4 – que possuem a enzima ativa de fixação a PEP carboxilase (fosfoenol piruvato carboxilase). Possuem o ciclo C4 de fixação, pois o primeiro composto formado é o oxaloacetato com 4 C.
PLANTAS CAM – são plantas que apresentam metabolismo ácido das crassuláceas, abrem o estômato à noite, para fixar o CO2, e acumulam acido málico. Durante o dia, fecham os estômatos e transformam o ácido málico em amido.
A energia utilizada nessa fase resulta da decomposição do ATP XE "ATP" \i formado na etapa fotoquímica. A energia do ATP XE "ATP" \i é empregada na redução do CO2 pelo NADPH2 também formado na etapa fotoquímica.
Desta forma chega-se a conclusão que Fotossíntese é um processo de oxidorredução no qual tomam parte o CO2 como oxidante e o H2O como redutor, envolvendo a transferência de dois elétrons (da fotólise da água). Como produtos da reação formam-se carboidratos XE "carboidratos" \i (que funcionam como alimentos energéticos) e o oxigênio, imprescindível no processo de respiração aeróbio.
Fatores que afetam a Fotossíntese 
A fotossíntese XE "fotossíntese" \i é afetada por vários fatores, tais como a intensidade luminosa, a temperatura e a concentração de gás carbônico no ar. Por exemplo: em uma planta mantida em um ambiente com temperatura e concentração de CO2 constantes, a quantidade de fotossíntese realizada passa a depender exclusivamente da luminosidade
Temperatura
Qualquer temperatura abaixo ou acima da “ótima” resulta em condição limitante para as reações de fotossíntese XE "fotossíntese" \i . Abaixo da temperatura “ótima” a energia cinética das moléculas reagentes (CO2, H2O) é insuficiente para conseguir o rendimento químico. Acima da “temperatura ótima” as enzimas vão se desnaturando, podendo até parar as reações.
Concentração de CO2 
No ar atmosférico há uma mistura de gases: N2 78% ; O2 21% ; CO2 0,035%.
A construção do gráfico ao lado utiliza dados obtidos em condições experimentais de laboratório. Observa-se que a concentração ótima é atingida em 0,2% de CO2, pois acima dessa concentração a taxa de fotossíntese XE "fotossíntese" \i já não poderá melhorar. Conseqüentemente, qualquer concentração abaixo desse ótimo (0,2%) está funcionando como limitante para o melhor rendimento do processo.
A concentração do CO2 no ar atmosférico exerce contribuição importante para a temperatura ambiente. Os estudiosos estimam que se essa concentração chegar em torno de 0,05% o calor será suficiente para descongelar parcela das calotas polares, fazendo subiro nível dos mares, o que provocaria inundações catastróficas.
Intensidade luminosa
Sendo a energia luminosa de natureza ondulatória eletromagnética, a freqüência (ou comprimento de onda) determina as diferenças de cores no espectro visível, enquanto a amplitude é responsável pela intensidade luminosa forte ou fraca.
Durante o dia, entre 11 horas e 14 horas a intensidade luminosa é muito forte, enquanto ao amanhecer ou ao entardecer essa intensidade é fraca.
Se observarmos as plantas de região de mata densa e fechada, como a Amazônia, veremos que várias espécies praticamente não recebem a luz do sol e apesar de terem menor porte, sobrevivem muito bem à baixa luminosidade. Estas plantas são chamadas de plantas da sombra. Por outro lado, as plantas que recebem toda a energia solar são chamadas de plantas do sol. Não é só na Amazônia que isso acontece, observamos até mesmo em casa, que determinadas plantas crescem melhor quando colocadas na sombra e outras já exigem maior quantidade de luz e até mesmo numa árvore, algumas folhas (internas) não recebem tanto sol e comportam-se como plantas de sombra enquanto que outras folhas (externas) se comportam como plantas de sol.
A sobrevivência de cada planta deve-se à adaptações que elas fizeram adequando-se a uma maior ou menor luminosidade. Primeiro, e o que parece ser a principal razão, é o fato das plantas de sombra apresentarem baixíssima taxa respiratória. Elas possuem menos células por folha e menor concentração de proteínas do que plantas de sol, tendo assim um custo baixo para o funcionamento. Segundo, em baixas luminosidades, as plantas de sombra absorvem a luz disponível com maior eficiência, tanto  que com poucas células nas folhas, poucos fótons são desperdiçados.
Por outro lado, plantas de sombra apresentam performance ineficiente em altos níveis de luminosidade se comparado com plantas de sol. Elas tornam-se rapidamente saturadas de luz (atingem rapidamente o ponto de saturação de luz) e após este ponto a fotossíntese é inibida. Este fenômeno é chamado de foto-inibição e ocorre em todas as plantas que estão crescendo em locais com pouca luz e são subitamente expostas à altos níveis de luz.  Assim, longas exposições de plantas de sombra à luz causam danos irreversíveis devido à foto-oxidação dos pigmentos do cloroplasto. Os pigmentos são destruídos por este processo, as folhas esbranqueçem e acabam morrendo.
Os fatores analisados estão todos presentes ao mesmo tempo no ambiente e os componentes limitantes podem ser dois ou mais concomitantemente. O que se procura analisar, nas condições naturais, é qual deles estará influindo de maneira mais decisiva como fator limitante da fotossíntese XE "fotossíntese" \i .
Quimiossíntese
Certas bactérias sintetizam seu material orgânico a partir de CO2 e H2O sem utilizar a energia luminosa. Eles utilizam a energia química proveniente da oxidação de compostos inorgânicos. Tal processo é denominado quimiossíntese. Realizam este processo alguns grupos de bactérias autótrofas como as sulfobactérias, as ferrobactérias e as nitrobactérias.
As nitrobactérias compreendem dois grupos distintos: as nitrosomonas e as nitrobacter. 
Respiração aeróbica
A respiração aeróbica, assim como ocorre na fermentação, extrai energia da glicose XE "glicose" \i , porém, se dá em presença de O2 e resulta como produto final CO2 e H2O. 
Simplificadamente, ela se dá em 3 etapas distintas:
Glicólise: ocorre no hialoplasma, e por um processo idêntico ao da fermentação, transforma a glicose XE "glicose" \i em duas moléculas de ácido pirúvico. 
Ciclo de Krebs: na mitocôndria, cada molécula de ácido pirúvico se transforma em ácido acético, resultando em perda de CO2 que é eliminado pelas vias respiratórias e H2 que é transportado pelo NAD e FAD (aceptores intermediários de hidrogênio).
Cadeia respiratória: O hidrogênio combina-se com o oxigênio (proveniente das vias respiratórias) e transforma-se em água.
Ao final, o saldo de energia é de 38 ATP XE "ATP" \i , contra apenas 2 da fermentação.
	
	ANOTAÇÔES
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
Claudio Galeno Caldeira		 � PAGE �31�
_1231077526.unknown
_1231077613.unknown
_1137428710.unknown