Fotossíntese Etapa fotoquímica

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FISIOLOGIA VEGETAL— UFRRJ—RESUMO
Fot�ssíntes�
O QUE É:
● Processo de conversão da energia solar (luminosa) em energia química;
● Utilização: redução de CO2 e carboidratos (CHO); Síntese de AtP e açúcares;
● CO2+H2O=\CH2O\n + O2 (O2 é subproduto).
AS PLANTAS E O AMBIENTE TERRESTRE:
● Absorção de água e nutrientes do solo;
● Interceptação de luz e trocas gasosas eficientes com a atmosfera para a aquisição de
CO2;
● Sistema de transporte: circulação de água, nutrientes e moléculas orgânicas;
● conservação de água no seu interior.
➢ Folhas:
● Órgão fotossintético (luz e CO2);
● Conservação de água nos tecidos foliares;
● Cutícula: Minimiza a perda de água;
● Tecidos fotossintéticos– Parênquima;
● Estômatos: Para facilitar a aquisição de CO2 e diminuir a perda de água.
➢ Cloroplastos:
● Plastídio que armazena clorofila (pigmento verde p/ absorção de luz);
● Além da membrana interna e externa possui tilacóides.
Etapa� d� Fot�ssíntes�
● O processo fotossintético acontece em duas etapas: Etapa fotoquímica e Etapa
bioquímica:
● RESUMO: Na etapa fotoquímica há a captação de energia dos fótons que é
transformada em energia química e na etapa bioquímica se utiliza dessa energia
para a redução de CO2 e carboidratos;
● Os produtos de uma fase são essenciais para a outra fase (interdependência).
Etap� Fotoquímic� —---------------------------------------------------------
● A luz impulsiona elétrons para níveis mais elevados de energia— Processo
termodinâmico espontâneo;
● Ocorre nos TILACÓIDES;
● Ocorre simultaneamente a conversão de energia luminosa em energia química
(NADPH e ATP), a oxidação da água e a liberação do oxigênio.
➢ Aparelho:
● Complexos antena (pigmentos fotossintéticos conectados ao centro de reação dos
fotossistemas I e II);
● Dois fotossistemas— Centros de reação + moléculas carreadoras de elétron;
● F-ATP sintase.
➔ Luz:
● Comprimento de onda: É a distância entre dois picos sucessivos da mesma luz;
● Frequência: É o número de vezes que a mesma fase ou ciclo passa por um ponto
no espaço por segundo; tem relação inversa ao comprimento de onda.
➔ Pigmentos fotossintéticos:
● A luz é absorvida por um fotorreceptor ou pigmento;
● FUNÇÃO: Atuam como tradutores da energia agindo como uma ponte entre a
energia do fóton e a energia química.
● Além das clorofilas os organismos fotossintéticos possuem uma mistura de
pigmentos com funções específicas:
● Os pigmentos são encontrados nos CLOROPLASTOS em diferentes
compartimentos para otimizar o processo fotossintético— Complexo antena
(coletor de luz) + centro de reação;
● Complexo antena: Clorofila A e B e carotenóides; Centro de reação: Clorofila
A.
❖ Clorofila A e B: Absorvem com maior eficiência nos comprimentos de onda nas
bandas AZUL e VERMELHO e quase nada em VERDE;
❖ Carotenóides: Espectro de absorção na banda de 400 a 500nm, coloração
ALARANJADA.
● Localizados nas membranas dos tilacóides, dentro do complexo antena;
● A luz que é absorvida é transferida para a clorofila por ressonância
indutiva— o que faz dele um pigmento acessório.
➢ COMO FUNCIONAM?
● A clorofila absorve fóton de luz e esse fóton impulsiona os elétrons para orbitais
de energia mais elevados na molécula de clorofila.
● A luz AZUL e VERMELHA possuem níveis energéticos distintos, então a luz
VERMELHA (MENOS ENERGÉTICA) excita os elétrons do estado basal (S0)
para o estado excitado (S1), enquanto a luz AZUL (MAIS ENERGÉTICA)
impulsionará esse elétron já excitado para um estado mais excitado ainda (S2);
● Quando essa energia de excitação é gerada, ela precisa ser transferida para
outra molécula, voltando os pigmentos ao estado basal (S0).
● Dissipação da energia de excitação: Ressonância indutiva, emissão de calor e
emissão de luz (fluorescência).
➢ Fluorescência:
● Clorofilas: Pico de emissão de luz fluorescente na banda VERMELHA,
independente do comprimento de onda que tenha excitado as moléculas de
clorofila;
● A emissão de clorofila é mínima em cloroplastos intactos—Processo de
ressonância indutiva e reações fotoquímicas competem de modo eficiente pela
energia de excitação eletrônica.
● Quando extraídas das folhas e solubilizadas em solventes apolares (acetona,
éter) a emissão de fluorescência é extremamente elevada, podendo ser
observada a olho nu
● UTILIZAÇÃO: Estimar a capacidade fotossintética da planta.
➢ Ressonância Indutiva:
● Transferência de energia de excitação de uma molécula de pigmento de status
energético mais alto para outra de status energético mais baixo.
● As moléculas devem encontrar-se próximas e com níveis energéticos distintos.
● Ocorre no complexo antena— Fótons são absorvidos transformando a energia
luminosa em energia de excitação que são transferidos para outros pigmentos
até chegar no centro de reação);
➢ Dissipação de energia de reações fotoquímicas (REAÇÕES REDOX):
● O elétron excitado é doado para uma molécula aceptora desencadeando uma
sequência de reações redox que será finalizada ao chegar no aceptor final, o
NADP( Redução do NADP+ em NADPH);
● O estado oxidado da clorofila do centro de reação promove a FOTOXIDAÇÃO
DA ÁGUA e a liberação de O2.
➔ Fotoxidação da água:
● Por se tratar de uma molécula muito estável, a oxidação da água para formar o
oxigênio é bastante difícil e a liberação do oxigênio ligada ao processo
fotossintético é o único sistema biológico conhecido em que esta reação acontece.
● Formação do poder redutor— ferredoxina reduzida e NADPH; A doação de
elétrons da ferredoxina reduzida para NADP+ é catalisada por uma enzima , a
FNR (ferredoxina NADP+ oxirredutase), e forma a ferredoxina reduzida que é
utilizada pela planta em outros processos.
➔ Fotofosforilação:
● Síntese de atp nos cloroplastos promovida pela luz;
● mecanismo semelhante aos das mitocôndrias— Impulsionada pela força
pr´ton-motriz gerada durante o fluxo fotossintético de elétrons;
● Fotofosforilação não-cíclica: Síntese de ATP ocorre acoplado ao transporte linear
de elétrons da água até o NADP+
● Fotofosforilação cíclica: Síntese de ATP sem a produção de NADPH.
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★ ESSE RESUMO FOI BASEADO NAS AULAS E NA APOSTILA DE
FISIOLOGIA VEGETAL