3 FOTOSSINTESE

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FOTOSSÍNTESE 
Katia Christina Zuffellato-Ribas 
 
 
6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2 
 
FOTOSSÍNTESE (REDUÇÃO DE CO2) 
 
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O 
 
RESPIRAÇÃO (OXIDAÇÃO DE C6H12O6) 
LUZ 
CLOROFILA 
REAÇÃO DA FOTOSSÍNTESE 
6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2 
 
FOTOSSÍNTESE (REDUÇÃO DE CO2) 
 
 
 C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O 
 
RESPIRAÇÃO (OXIDAÇÃO DE C6H12O6) 
LUZ 
CLOROFILA 
REAÇÃO DA FOTOSSÍNTESE 
H+ 
H+ 
6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2 
 
FOTOSSÍNTESE (REDUÇÃO DE CO2) 
LUZ 
CLOROFILA 
6 CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O 
 
BACTÉRIAS SULFUROSAS VERDES 
CO2 + 2 H2S CH2O + H2O + 2 S 
 
REAÇÃO DA FOTOSSÍNTESE 
 
PRODUÇÃO DE O2 DURANTE A FOTOSSÍNTESE EM 
 FOLHAS DE Elodea 
 
 
CÉLULA TÚRGIDA CÉLULA PLASMOLISADA 
PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS 
 
 
 
 
 
1. PIGMENTOS CLOROFILIANOS 
 
 
 
 
 
2. PIGMENTOS CAROTENÓIDES 
100 
 
80 
 
60 
 
40 
 
20 
 
0 
 
A
b
s
o
rç
ã
o
 e
s
ti
m
a
d
a
 (
e
m
 p
o
rc
e
n
ta
g
e
m
) 
 400 500 600 700 
 
 Comprimentos de ondas (nanômetros) 
1 
 
100 
 
80 
 
60 
 
40 
 
20 
 
0 
 
A
b
s
o
rç
ã
o
 e
s
ti
m
a
d
a
 (
e
m
 p
o
rc
e
n
ta
g
e
m
) 
 400 500 600 700 
 
 Comprimentos de ondas (nanômetros) 
1 
 
CLOROFILA A: 
VERDE-AZULADA 
AC – VL 
 
CLOROFILA B: 
VERDE-AMARELADA 
AL – VC 
 
CAROTENOS: 
ALARANJADOS 
AZUL - VERDE 
CLOROPLASTO 
PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS 
 
 
 
 
 
1. PIGMENTOS CLOROFILIANOS 
 
 
 
 CLOROFILA A: PIGMENTO ESSENCIAL 
 
 
 CLOROFILA B: PIGMENTO ACESSÓRIO 
SÍNTESE DE CLOROFILA 
ÁCIDO GLUTÂMICO ÁCIDO 5-AMINOLEVULÍNICO 
 + 
 ÁCIDO 5-AMINOLEVULÍNICO
 
 PROTOCLOROFILIDEO a 
 
 CLOROFILIDEO a 
 
 CLOROFILA a 
LUZ 
CLOROFILASE 
Ácido glutâmico Ácido 
5-aminolevulínico 
(x 2) 
Profobilinogênio 
(x 4) 
Protoporfirina IX 
Protoclorofilídeo a monovinílico Clorofilídeo a 
Clorofila a 
Mg+2 
Cauda de fitol 
LUZ 
Etioplasto 
Cloroplasto 
CLOROPLASTO 
CLOROPLASTO 
PLANTA C3 
 
PRINCIPAIS DIFERENÇAS ENTRE CLOROFILAS A e B 
DIFERENÇAS 
 
CLOROFILA A 
 
CLOROFILA B 
 
RADICAIS 
 
METIL LIGADO NO C3 
 
ALDEÍDO LIGADO NO C3 
 
COR 
 
VERDE-AZULADA 
 
VERDE-AMARELADA 
 
SOLUBILIDADE 
 
ÉTER DE PETRÓLEO 
 
ÁLCOOL METÍLICO 
 
ABSORÇÃO 
LUMINOSA 
 
AZUL CURTO (420-430 nm) 
 
VERMELHO LONGO 
 ( DE 700 nm) 
 
AZUL LONGO (470-490 nm) 
 
VERMELHO CURTO 
 (640-680 nm) 
 
Clorofila a Clorofila b Bacterioclorofila a 
Ficoeritrobilina 
 Caroteno 
PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS 
 
 
 
 
 
2. PIGMENTOS CAROTENÓIDES 
 
 
 CAROTENOS (alaranjados): CONSTITUÍDOS DE C e H 
 
 
 XANTOFILAS (amareladas): CONSTITUÍDAS DE C, H e O 
PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS 
 
 
 
2. PIGMENTOS CAROTENÓIDES 
 
 PRECURSOR: LICOPENO (COR VERMELHA) 
 
 
 CAROTENOS (alaranjados): CONSTITUÍDOS DE C e H 
 
 XANTOFILAS (amareladas): CONSTITUÍDAS DE C, H e O 
 
 
FUNÇÃO DOS CAROTENÓIDES: 
 
ABSORVER LUZ TRANSFERINDO-A PARA A CLOROFILA a 
 
MOLÉCULAS ANTENAS 
CL. A, CL. B, CAROTENÓIDES 
FASE I 
CENTRO DE REAÇÃO 
CL. A, CL. B 
FASE II 
APRISIONADOR 
CL. A 
RECEBE  E TRANSFORMA EM ATP 
LUZ 
UNIDADE FOTOSSINTÉTICA (QUANTOSSOMOS) 
FOTOSSISTEMA 
 L 
 U 
 Z 
CLOROFILA B 
APRISIONADOR 
P 700 (VERMELHO LONGO) 
CLOROFILA A 
CAROTENÓIDES 
FOTOSSISTEMA I 
CLOROFILA A 
APRISIONADOR 
P 680 (VERMELHO CURTO) 
CLOROFILA B 
CAROTENÓIDES 
FOTOSSISTEMA II 
FOTOFOSFORILAÇÃO 
P680 
Clorofila b 
AL - VC 
P 700 
Clorofila a 
AC - VL 
FOTOSSÍNTESE 
 
FASE CLARA FASE ESCURA 
 
 
FASE FOTOQUÍMICA FASE BIOQUÍMICA 
 (Reação dos Tilacóides) (Reação do Estroma) 
 FOTOFOSFORILAÇÃO C3 – C4 – C2 
 
 
 REAÇÕES LUMINOSAS REAÇÕES DE CARBOXILAÇÃO 
 
 ESQUEMA Z CICLO DE CALVIN 
CLOROPLASTO 
Reações 
fotoquímicas 
(Reações dos Tilacóides) 
Reações 
bioquímicas 
(Reações do Estroma) 
FOTOFOSFORILAÇÃO 
Cl e Mn 
Fe 
Cu 
ORGANIZAÇÃO DOS FOTOSSISTEMAS NOS TILACÓIDES 
 F II nos grana dos tilacóides 
 F I e Complexo ATP sintase nos tilacóides do estroma e partes externas dos grana 
FOTOFOSFORILAÇÃO 
FII FI 
ORGANIZAÇÃO E ESTRUTURA DOS 4 MAIORES COMPLEXOS PROTÉICOS DAS 
MEMBRANAS DOS TILACÓIDES 
FOTOFOSFORILAÇÃO 
LUZ 
8 FÓTONS 
PARA 2 H2O 
FOTOFOSFORILAÇÃO 
DCMU 
PARAQUAT 
FOTOFOSFORILAÇÃO 
CONDIÇÕES PARA A QUEBRA DA MOLÉCULA DE ÁGUA: 
 
1. ALTA INSTABILIDADE ELÉTRICA DE Z 
 
2. FRACA ESTRUTURA MOLECULAR DA ÁGUA 
 
3. PRESENÇA DA RADIAÇÃO VERMELHO CURTO (ALTO 
 NÍVEL ENERGÉTICO) 
 
4. PRESENÇA DE Cl- E Mn+2 PARA A FOTÓLISE DA ÁGUA 
FOTOFOSFORILAÇÃO 
BALANÇO ENERGÉTICO DA FOTOFOSFORILAÇÃO: 
 
FOTOFOSFORILAÇÃO ACÍCLICA: 
2 ATP + 2 NADPH2 
 
FOTOFOSFORILAÇÃO CÍCLICA: 
1 ATP 
 
PRODUTO FINAL DAS 2 FOTOFOSFORILAÇÕES: 
3 ATP + 2 NADPH2 
FOTOFOSFORILAÇÃO 
BALANÇO ENERGÉTICO DA FOTOFOSFORILAÇÃO: 
 
 
 PLANTAS C3: 3 ATP + 2 NADPH2 
 
 
 PLANTAS C4: 5 ATP + 2 NADPH2 
FOTOFOSFORILAÇÃO 
LUZ 
8 FÓTONS 
PARA 2 H2O 
FIXAÇÃO DE CO2 
ESTÔMATO ABERTO ESTÔMATO FECHADO 
 LUZ PRESENTE LUZ AUSENTE 
  CO2  CO2 
 ÁGUA DISPONÍVEL SEM ÁGUA 
 TEMPERATURAS AMENAS TEMPERATURAS EXTREMAS 
  AMIDO  AMIDO 
  K+  K+] 
  pH (6-7)  pH (4-5) 
 
FIXAÇÃO DE CO2 
FIXAÇÃO DE CO2 
CICLO DE CALVIN-BENSON 
 
Melvin Calvin et al. – Prêmio Nobel em 1961 
Melvin Calvin – James Bassham – Andrew Benson (Universidade da Califórnia) 
FIXAÇÃO DE CO2 
CICLO DE CALVIN-BENSON 
 
Melvin Calvin – James Bassham – Andrew Benson 
 (1911 – 1997) (1922 – 2012) (1917 – 2015) 
 
 
CO2 
RudP Rubisco 
2(3 PGA) 
2 ATP 
2 NADPH2 
2(3 PGALD) 
CH2O R-5-P 
ATP 
FIXAÇÃO DE CO2 
CICLO DE CALVIN-BENSON 
 
Melvin Calvin et al. – Prêmio Nobel em 1961 
Melvin Calvin – James Bassham – Andrew Benson (Universidade da Califórnia) 
1 CO2: 3 ATP : 2 NADPH2 
FIXAÇÃO DE CO2 
CICLO DE CALVIN-BENSON 
FIXAÇÃO DE CO2 
CICLO DE CALVIN-BENSON 
ESTÁGIO 1: FIXAÇÃO DE CO2 
 
ESTÁGIO 2: REDUÇÃO DE 2(3PGA) A 2 (3PGALD) 
 
ESTÁGIO 3: REGENERAÇÃO DO RECEPTOR DE CO2 (RudP) 
Olá pessoal!!! 
Sou a Fiorella! 
Minha mãe não 
pára de falar, né!!! 
Eu sou a Nina... E já 
estou enlouquecendo 
com essa história de 
FOTOSSÍNTESE... 
 
INTERVALO!!!! 
Seção transversal de folha de trigo (Triticum aestivum) C3 
PLANTA C3 
Bainha interna do feixe 
PLANTA C3 
CLOROPLASTO DO MESOFILO: 
tilacóides 
granum envelope 
lamelas 
estroma 
grão de amido 
Seção transversal de folha de milho (Zea mays) C4 
PLANTA C4 
ANATOMIA KRANZ 
PLANTA C4 
 
1. CLOROPLASTO DO MESOFILO 
 
 
 
 
2. CLOROPLASTO DA BAINHA 
PLANTA C4 
CLOROPLASTO DO MESOFILO: 
tilacóides 
granum envelope 
lamelas 
estroma 
PLANTA C4 
CLOROPLASTO DA BAINHA: 
tilacóides 
envelope 
estroma 
grão de amido 
PLANTA C4 
KORTSHACK et al. (1965) 14CO2 EM CANA-DE-AÇÚCAR 
 
CO2 marcado + luz 70 a 80% do marcador era recuperado em 
 malato e aspartato (C4) 
 
 
HATCH & SLACK (1966) elucidaram o ciclo C4 
 
PLANTA C4 
 
 
CO2 
RudPRubisco 
2(3 PGA) 
2 ATP 
2 NADPH2 
2(3 PGALD) 
CH2O R-5-P 
ATP 
Cloroplasto da Bainha 
Transporte de CO2 em Plantas C4 - Via Malato 
1 CO2: 5 ATP: 2 NADPH2 
 AOA 
 
 
 
 Malato 
NADPH2 
PEP 
 
 
 
Piruvato 
CO2 
PEP 
PEPcase 
AOA 
Cloroplasto do Mesofilo 
ATP 
Piruvato 
Malato 
NADPH2 
Piruvato 
PLANTA C4 
Alanina 
NH2 
Piruvato 
Aspartato 
 
 
 AOA 
 
 
 
Malato 
NH2 
NADH2 
Piruvato 
 
 
 
 PEP 
ATP 
Piruvato 
 
 
 
 Alanina 
NH2 
CO2 
PEP 
PEPcase 
AOA 
 NH2 
Aspartato 
CO2 
RudP Rubisco 
2(3 PGA) 
2 ATP 
2 NADPH2 
2(3 PGALD) 
CH2O R-5-P 
ATP 
CO2 
Cloroplasto do Mesofilo 
Cloroplasto da Bainha 
Mitocôndria 
Transporte de CO2 em Plantas C4 - Via Aspartato 1 
1 CO2: 5 ATP: 2 NADPH2 
PLANTA C4 
Piruvato 
NH2 
 
PEP 
Aspartato 
 
 
 
 
 
 
 AOA 
NH2 
Piruvato 
 
 
 
 PEP 
ATP 
Piruvato 
 
 
 
 Alanina 
NH2 
CO2 
PEP 
PEPcase 
AOA 
 NH2 
Aspartato 
 
 
CO2 
RudP Rubisco 
2(3 PGA) 
2 ATP 
2 NADPH2 
2(3 PGALD) 
CH2O R-5-P 
ATP 
CO2 
Cloroplasto do Mesofilo 
Cloroplasto da Bainha 
Transporte de CO2 em Plantas C4 - Via Aspartato 2 
1 CO2: 5 ATP: 2 NADPH2 
Alanina 
ATP 
Seção transversal de folha de milho (Zea mays) C4 
PLANTA C4 
ANATOMIA KRANZ 
PLANTA C4 
PLANTA C4 
Célula da 
bainha do feixe 
Célula do 
mesofilo 
PLANTA C4 
Electromicrografia de uma célula da bainha vascular de milho (C4) 
mostrando grãos de amido nos cloroplastos 15.800 x 
PLANTA C4 
CAPIM MASSAI 
BRACHIARIA 
CAPIM XARAES 
CONSÓRCIO COM MILHO 
Brachiaria brizantha 
GRAMÍNEA C3 
Panicum maximum 
GRAMÍNEA C3 
Os tecidos das gramíneas C3 são rapidamente digeridos, em relação às gramíneas C4 
Brachiaria brizantha 
GRAMÍNEA C4 
Brachiaria decumbens 
GRAMÍNEA C4 
Prof. Bruno Sant’Anna -Santos 
Brachiaria decumbens 
CAPIM BRAQUIÁRIA – C4 
Imperata brasiliensis 
CAPIM SAPÉ – C4 
Maiores proporções de xilema e esclerênquima são 
características de forrageiras de mais baixo valor nutricional 
C3 x C4 
 
ESTABELECIMENTO DO NÍVEL DE SOMBREAMENTO MÁXIMO 
(ACIMA DO QUAL NÃO HÁ CRESCIMENTO DE FORRAGEM SUFICIENTE 
PARA O DESEMPENHO ANIAMAL) 
 
RECOMENDAÇÕES DE FREQUÊNCIA E INTENSIDADE DA DESFOLHA DA 
PASTAGEM 
(A PARTIR DO ACÚMULO DE RESERVAS DA FOTOSSÍNTESE PELAS 
PLANTAS SOMBREADAS) 
 
PROMOÇÃO DE RÁPIDO REBROTE E GARANTIA DA PERSISTÊNCIA DAS 
FORRAGEIRAS EM AMBIENTE SOMBREADO 
C3 x C4 
 
COMPORTAMENTO FOTOSSINTÉTICO DAS FORRAGEIRAS TEMPERADAS 
NÃO SE ALTERA COM RADIAÇÃO SUPERIOR A 50% (PLENO SOL) 
 
ATIVIDADE FOTOSSINTÉTICA 
 
C4 ( 30% IRRADIAÇÃO) = C3 (50% A 90% IRRADIAÇÃO) 
 
 
APENAS EM ELEVADO NÍVEL DE SOMBREAMENTO 
GRAMÍNEAS TEMPERADAS  GRAMÍNEAS TROPICAIS 
 
PLANTAS CAM 
 
 
METABOLISMO ÁCIDO DAS CRASSULÁCEAS 
 
 
 CACTÁCEAS 
 ORQUÍDEAS 
 BROMÉLIAS 
 
 
PLANTA CAM 
PLANTA CAM 
PLANTA CAM 
PLANTA CAM 
PLANTA CAM: Separação temporal 
 (noite / dia) 
 
 
 
 
 
 
 
 
PLANTA C4: Separação espacial 
 (cloroplastos do mesofilo / cloroplastos da bainha) 
Paulo Roberto Winckler Filho 
Bromélia – PLANTA CAM 
Aechmea lamarchei 
Anatomia C3 
PLANTA CAM 
1 CO2 : 6 ATP ou 5 ATP : 2 NADPH2 
CARREGAMENTO E DESCARREGAMENTO DO FLOEMA 
PRESSÃO DO FLOEMA DE UMA FONTE DE AÇÚCAR PARA UM DRENO 
CARREGAMENTO E DESCARREGAMENTO DO FLOEMA 
CARREGAMENTO E DESCARREGAMENTO DO FLOEMA 
CÉLULAS FLOEMÁTICAS 
ELEMENTOS DE TUBO CRIVADO, PLACAS CRIVADAS, CÉLULA COMPANHEIRA, 
PARÊNQUIMA DO FLOEMA, FIBRAS 
CÉLULAS FLOEMÁTICAS 
Seção longitudinal do floema secundário de Tilia americana 
CÉLULAS FLOEMÁTICAS 
CÉLULAS XILEMÁTICAS 
TRAQUEÍDES, ELEMENTOS DE VASO, PARÊNQUIMA DO XILEMA, FIBRAS 
BAINHA 
PLANTA C4 
ANATOMIA KRANZ 
Imunofluorescência de Rubisco confinada em células da bainha de 
folha da gramínea Pennisetum – C4 
PLANTA C4 
ANATOMIA KRANZ 
CARREGAMENTO DO FLOEMA 
NERVURA DE PEQUENO PORTE 
XILEMA 
FLOEMA 
PAREDE CELULAR 
(APOPLASTO) 
CÉLULA DO MESOFILO 
TUBO 
CRIVADO 
CÉLULA 
COMPANHEIRA 
CÉLULA 
PARENQUIMÁTICA 
DO FLOEMA CÉLULA DA 
BAINHA DO 
FEIXE 
PLANTA C3 
Brassica oleracea 
PLANTA C3 
Brassica oleracea 
GLICOSE-P 
+ 
FRUTOSE-P 
SACAROSE-P SACAROSE-P + TR 
TRIOSES + TRIOSES FRUTOSE DI-FOSFATO (FDP) + UDPG 
  SACAROSE ] 
  SACAROSE ] 
 PT 
 PT 
CLOROPLASTO 
CITOPLASMA (CÉLULA DA FONTE) 
FLOEMA 
L
U
Z 
 
TRANSPORTE ATIVO 
 
TRANSPORTE PASSIVO 
TR 
1 a 3 células 
CARREGAMENTO E DESCARREGAMENTO DO FLOEMA 
 
 
 
 
DRENO DE CONSUMO 
GLICOSE-P 
+ 
FRUTOSE-P 
SACAROSE-P 
  SACAROSE ] 
  SACAROSE ] 
 PT 
 PT 
ESPACO LIVRE FLOEMA 
1 a 3 células 
GLICOSE-P 
+ 
FRUTOSE-P 
OXIDADAS 
(RESPIRADAS) 
ATP 
(síntese orgânica, 
crescimento, etc.) 
 
TRANSPORTE ATIVO 
 
TRANSPORTE PASSIVO 
DRENO DE CONSUMO 
TR 
 
 
 
DRENO DE RESERVA (SACAROSE – AMIDO) 
 
 
 
 
 
 
GLICOSE-P 
+ 
FRUTOSE-P 
SACAROSE-P 
  SACAROSE ] 
  SACAROSE ] 
 PT 
 PT 
ESPACO LIVRE FLOEMA 
1 a 3 células 
GLICOSE-P 
+ 
FRUTOSE-P 
SACAROSE 
(acumulo 
 em AMIDO) 
 
TRANSPORTE ATIVO 
 
TRANSPORTE PASSIVO 
DRENO DE RESERVA 
TR 
 
 
 
EXUDAÇÃO DO FLOEMA 
DÓLAR / HERA-SUECA (Plectranthus mummularius – LABIATAE) 
FOTORRESPIRAÇÃO 
 
 
CO2 
RudP Rubisco 
 2(3 PGA) 
2 ATP 
2 NADPH2 
2(3 PGALD) 
CH2O R-5-P 
ATP 
CICLO DE CALVIN-BENSON 
O2 3 PGA + FOSFOGLICOLATO 
x 2 
F
O
T
O
R
R
E
S
P
I
R
A
Ç
Ã
O 
FOTORRESPIRAÇÃO – C2 
Para o ciclo 
de Calvin 
CICLO FOTOSSINTÉTICO OXIDATIVO C2 DO CARBONO 
RUBISCO 
RUBISCO 
 
 
Proteína mais abundante do planeta. 
 
Elevado peso molecular, constituída de 2 subunidades: 
 grande (L) e pequena (S) 
 
 L é sintetizada nos cloroplastos 
 S é sintetizada no citoplasma 
 
RUBISCO 
RUBISCO 
RUBISCO 
 
 
É ativada pela LUZ 
 
Na LUZ  fluxo de Mg+2 dos tilacóides para o estroma 
 ativação da RUBISCO pelo CO2 e Mg
+2 
 aumento do pH do estroma (pH= 8) 
 ação da rubisco ativase 
 COMPLEXO ENZIMA - CO2 - Mg
+2 
 COMPLEXO se liga a RudP 
 
RUBISCO 
RUBISCO 
NO ESCURO:  afinidade da RUBISCO por CO2 
  afinidade da RUBISCO por O2 
 
 70% CO2 
 30% O2 
 
 
 
tºC moderadas ( tºC)  afinidade da RUBISCO por CO2 
  RESPIRAÇÃO 
RUBISCO COM CO2 
RUBISCO 
RUBISCO COM O2 
 
 
 
NA LUZ:  afinidade da RUBISCO por O2 
  afinidade da RUBISCO por CO2 
 
 
 
 
 
  tºC  afinidade da RUBISCO por O2 
  RESPIRAÇÃO 
 
FOTORRESPIRAÇÃO 
Para o ciclo 
de Calvin 
FOTORRESPIRAÇÃO 
FOTORRESPIRAÇÃO 
ADAPTAÇÕES ECOLÓGICAS 
Electromicrografia de varredura de Thermopsis montana (leguminosa) no sol e na sombra. 
ADAPTAÇÕES ECOLÓGICAS 
ADAPTAÇÕES ECOLÓGICAS 
FOLHA DE SOL 
 
nº MOLÉCULAS DE CAROTENÓIDES  nº MOLÉCULAS DE CLOROFILAS 
 
 
FOLHA DE SOMBRA 
 
nº MOLÉCULAS DE CLOROFILAS  nº MOLÉCULAS DE CAROTENÓIDES 
ADAPTAÇÕES ECOLÓGICAS 
Pinus jeffrei - Califórnia 
SEM VENTO CONSTANTE 
NUMA PLANÍCIE 
COM VENTO CONSTANTE 
NO ALTO DE UMA MONTANHA 
FIM!