FOTOSSÍNTESE

Danielle Ferraz Mello

Praticamente toda energia

utilizada pelas células animais

provém do sol!!!

Obtenção de energia pelos seres vivos

Autotróficos

Fotoautotróficos

Quimioautotróficos

Heterotróficos

Fotoheterotróficos

Quimioheterotróficos

H2S, S, Fe2+... CO2

CO2

Compostos orgânicos

como fonte de C

Compostos orgânicos

como fonte de C

6 CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2

C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 6 CO2 + 12 H2O

Plantas (folhas)

Herbívoros/Carnívoros

Compostos inorgânicos compostos orgânicos

Compostos orgânicos compostos inorgânicos

Fotossíntese

Respiração

Local da fotossíntese: cloroplasto

Estrutura do cloroplasto

Micrografia de um cloroplasto

Fase I: Reações luminosas

MEMBRANA TILACÓIDEA energia solar é capturada e armazenada temporariamente em pequenas moléculas

especializadas.

Fase II: Reações de fixação de carbono

ESTROMA Essas moléculas são usadas no processo de fixação de

carbono (produção de açúcar a partir do CO2).

Etapas da Fotossíntese

Etapas da Fotossíntese

ETAPA II: ESCURA OU DE REAÇÕES DE FIXAÇÃO DO CARBONO

Síntese de Glicose a partir de CO2

Do que as plantas precisam para tal??

5C CO2 Enzimas

Energia

RubiscoRibulose-1,5-bifosfato

Provenientes da fase clara

Ribulose-1,5-Bisfosfato (RuBP)

• Molécula de 5C aceptora do CO2 da atmosfera.

Ribulose bisfosfato carboxilase (RuBisCo)

• Atividade letárgica!! • Processa aprox. 3 moléculas de substrato

por seg.• Normalmente representa mais de 50% das

proteínas do cloroplasto;• Acredita-se que seja a proteína mais abundante

do planeta!!

Fixação é realizada através da:

RuBisCo

A carboxilação da RuBP gera um composto intermediário de 6 carbonos altamente instável (3-

ceto-2-carboxiarabinitol-1,5-bisfosfato), o qual instantaneamente dá origem a 2 moléculas de 3-

fosfoglicerato.

Ciclo de

Calvin

Regeneração da RuBP

Fixação doCO2

Redução

Glicólise(fonte de energia)

Conversão em frutose 6-fosfato e glicose 1-fosfato (inversão das reações da glicólise)

SACAROSE AMIDOCELULOSEPrincipal forma de transporte de carbono das folhas para outros tecidos da planta.

Parede celular (polissacarídeo feito de monômeros de glicose).

Polímero de glicose que serve como carboidrato de reserva para a planta.

Gliceraldeído 3-fosfato

ETAPA I: REAÇÕES FOTOSINTETIZANTES DE TRANSFERÊNCIA DE ELÉTRONS

Absorção da luz

Energia do fóton é absorvida pela maquinaria fotossintética do cloroplasto e transformado

em energia química

Clorofilas

Porque as plantas são verdes?

e Xantofilas

Coloração alaranjada

Carotenóides

Pigmentos ou fotorreceptores

Clorofilas e Carotenóides

O pigmento é excitado por um fóton e um elétron move-se de um orbital molecular para outro de mais alta energia, o qual tende a voltar para o seu estado original.

Pigmentos ou fotorreceptores

O pigmento excitado pode voltar para o seu estado original por uma das 3 seguintes maneiras:

- Calor e fluorescência;

- Transferência de energia para um pigmento vizinho (energia ressonante);

- Transferência de elétrons de alta energia para uma molécula próxima -> aceptor de elétrons.

Fotossistema

Complexo da antena: Complexos proteicos de membrana que ligam

centenas de moléculas de clorofila e pigmentos acessórios (carotenóides), orientando-as na membrana do tilacóide. Responsável pela transferência de energia ressonante de um pigmento a outro até chegar no centro de reação.

Centro de reação: Par especial de moléculas de clorofila que

imediatamente transfere os seus elétrons excitados para uma cadeia vizinha de aceptores de elétrons.

CENTRO DE REAÇÃO + COMPLEXO DA ANTENA

Muitas clorofilas e pigmentos acessórios, mas só um único centro de reação!!

Fotossistema

Fornece elétrons para a cadeia transportadora de elétrons;

Remove elétrons da água (fotólise da água óxido-redução ativada pela luz) repondo os elétrons perdidos nos centros de reação.

Fotossistemas Eucarióticos

FS II (P680)

Fornece elétrons excitados para a redução do NADP+;

Recebe elétrons provenientes do FS II (aceptor final) repondo os elétrons perdidos nos centros de reação.

FS I (P700)

Fotofosforilação acíclica

Fotofosforilação acíclica

Fotofosforilação

Síntese de ATP luz-dirigida. A transferência de elétrons pelas

proteínas do esquema Z dirige a geração de um gradiente de próton pela membrana do tilacóide.

Prótons bombeados no lúmen do tilacóide fluem de volta, enquanto proporcionam a síntese de ATP

A ATP sintase dos cloroplastos é semelhante à ATP sintase mitocondrial.

Fotofosforilação

O esquema Z

Fatores que influenciam a Fotossíntese

CO2: quanto menor a taxa na atmosférica, menor a velocidade da fotossíntese. Muito gás carbônico satura a planta.

Temperatura - a velocidade máxima da fotossíntese é com temperatura entre 30ºC e 40ºC. A temperatura baixa, deixa as enzimas pouco ativadas. Muito alta, anula seu efeito.

Luz: as luzes azul e vermelho são mais absorvidas. O verde e amarelo são menos absorvidos. Muita luz, satura a planta.

Resumindo...

A vida depende tanto do sol!!!

E AGORA VOCÊS SABEM PORQUE: