fotossintese licenciatura

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Fotossíntese
Márcia Vanusa
Recife, 2019
 Toda energia livre utiliza pelos sistemas biológicos surge da
energia solar, que é capturada pelo processo de fotossíntese.
A fotossíntese é a fonte essencial de todos compostos de carbono
e todo oxigênio que torna o metabolismo aeróbico possível.
 Se a fotossíntese cessasse, todas as formas superiores de vida se
extinguiriam em cerca de 10 anos!!!!
Importância da Fotossíntese
Célula 
clorofilada
Membrana do tilacóide
Esquema da 
molécula de 
clorofila
Folha
Granum
Parede 
celular
Cloroplasto
Membrana externa
Tilacóide
Granum
Estroma
DNA
Núcleo
Vacúolo
Cloroplasto
Tilacóide
Complexo antena
▪ No cloroplasto, duas reações fundamentais ocorrem durante a
fotossíntese:
➢Produção de ATP e NADPH reações da fase clara.
➢Conversão de CO2 em carboidrato reações da fase
escura.
 Os eventos principais da fotossíntese ocorrem nas membranas
tilacóides:
Proteínas de colheitas de luz
Centros de reação
Cadeias transportadoras de elétrons
ATP sintase
 Estroma: Enzimas que utilizam o NADPH e ATP que transformam
CO2 em glicídeos.
 Absorção de luz pela clorofila induz a transferência de elétrons.
 Captura de energia luminosa: Chave da fotossíntese.
 Primeiro evento: Absorção de luz por uma molécula fotoreceptora.
 Molécula fotoreceptora: Clorofila a, um tetrapirrol
Tetrapirróis com um ionte de
magnésio central.
 Plantas: clorofilas a e b. 
 Plantas superiores: duas vezes mais clorofila a que b.
Pigmentos secundários: carotenóides que podem ser amarelos,
vermelhos ou purpúreos.
 -caroteno: Composto isoprenóide vermelho-alaranjado.
 Luteína: carotenóide amarelo
Pigmentos que absorvem luz
- Luz: onda ou partícula (fóton: quantum de luz).
- Energia de um fóton (E): depende de seu comprimento de onda de acordo
com a lei de Planck :
E= hc

h= constante de Planck (6,626 x 10-34 J. s)
c= velocidade da luz (2,998 x 108 m. s-1)
= comprimento de onda (cerca de 400 a 700 nm para a luz visível)
O que acontece quando a luz é absorvida por uma
molécula de clorofila???
A energia da luz excita elétron;
 Este elétron de alta energia pode ter vários destinos;
 Elétron retorna ao estado fundamental, e a energia é
transformada em calor;
 Se um aceptor estiver presente, a energia é transferida para a
molécula aceptora.
 Pigmentos: Absorvem a luz das membranas tilacóides em conjuntos
funcionais chamados de fotossistemas.
 Centro de reação fotoquímico: clorofilas especializadas para
transformar a luz em energia química.
 Moléculas coletoras de luz ou moléculas antenas: Absorvem a
energia luminosa e a transmitem rápida e eficientemente para o centro
de reação.
 A energia luminosa capturadas pelas clorofilas nos
cloroplastos é utilizada para gerar elétrons de alta
energia.
Fotossíntese em vegetais verdes é realizada por são dois tipos
de complexos sensíveis a luz:
 Fotossistema I (FS I) e Fotossistema II (FS II).
 Dois fotossistemas geram um gradiente de prótons e NADPH na
fotossíntese geradora de oxigênio.
-Elétrons derivados da água:
duas moléculas de água são
oxidadas gerando uma molécula
de O2;
-Redução de NADP+ a NADPH.
Gera um gradiente de prótons
que impulsiona a formação de
ATP.
Comparação entre fotossíntese e fosforilação oxidativa
Muitos herbicidas inibem as reações à luz da fotossíntese
Inibidores do fotossistema II:
bloqueiam a plastoquinol (QH2)
▪Evidências sugerem que os cloroplastos são descendentes de
bactérias fotossintetizantes;
▪ Fotossíntese surgiu nos primórdios da história da vida terrestre;
Assimilação do CO2 na biomassa por meio das plantas
Plantas: Cloroplastos catalisa a conversão do CO2 em
compostos orgânicos.
 Processo: Fixação CO2 ou fixação do carbono
triose fosfato 3-fosfoglicerato
 Melvin Calvin, Andrew Benson e James A. Basham (1950): Elucidaram a via, que
frequentemente é chamada de ciclo de Calvin ou ciclo fotossintético de redução do
carbono.
Assimilação do CO2 ocorre em três estágios:
1- Reação de fixação do carbono:
Condensação do CO2 com a ribulose 1,5-bifosfato para formar duas
moléculas de 3-fosfoglicerato;
2- As moléculas 3-fosfoglicerato é reduzido a trioses fosfatos;
3- Regeneração três moléculas de ribulose 1,5 bifosfato.
Processo cíclico e permite a conversão contínua de CO2 em trioses e hexoses
fosfato.
Três estágios da assimilação do CO2 em organismos fotossintéticos
Estágio 1: Fixação do CO2 no fosfoglicerato
Plantas C3 : Plantas em que o 3-fosfoglicerato (três átomos de carbono) é o
primeiro composto intermediário na fotossíntese.
 ribulose 1,5-bifosfato carboxilase/oxigenase: Enzima que catalisa a incorporação
do CO2 em composto orgânico:
Rubisco
 Rubisco de plantas: estrutura complexa,
codificada pelo genoma do cloroplasto.
 Fixados três moléculas de CO2/seg
 Rubisco das bactérias: estrutura mais
simples, com duas subunidades.
Rubisco (plantas)
Constitui quase 50% das proteínas solúveis dos cloroplastos;
 Enzimas mais abundantes da biosfera;
Papel central do Mg+2 no mecanismo
catalítico da rubisco.
Estágio 2: Conversão do 3-fosfoglicerato em gliceraldeído 3-fosfato
Estágio 3: regeneração da ribulose 1,5-bifosfato a partir das trioses fosfato
Cada triose fosfato sintetizada a partir de CO2 exige o consumo de seis 
NADPH e nove ATP
Metabolismo das plantas C4
 Plantas de origem tropical;
 Fixação temporária de CO2 em um composto com quatro átomos de carbono, o
oxaloacetato;
 Vegetais C4 crescem em ambientes com temperaturas e intensidades luminosas
altas;
 Altas velocidades fotossintéticas, altas velocidades de crescimento, velocidade de
fotorrespiração baixa;
 Envolvem dois tipos celulares: células mesofílicas e células envoltórias do feixe
vascular;
 CO2 é fixado em oxaloacetato: catalisado pela enzima fosfoenolpiruvato
carboxilase.
Assimilação do carbono nas plantas C4:
- Separação espacial da captura do CO2 e
sua fixação pela rubisco.
Rota fotossintética C4
Metabolismo das Plantas MAC
 Metabolismo ácido Crassuláceo;
 Plantas suculentas: ex. cactos, vivem ambientes quentes e secos;
 Outra variação de fixação fotossintética do CO2;
 A captura e fixação do CO2 são separados no tempo;
 Noite: estômatos abrem e permite a entrada do CO2 que é fixado em oxaloacetato
pela PEP carboxilase;
 O oxaloacetato é reduzido a malato e estocado nos vacúolos;
 Dia: estômatos fecham-se evitando a perda da água e o CO2 retido na forma de
malato é liberado;
 CO2 é assimilado pela ação da rubisco e das enzimas do ciclo de Calvin.
Metabolismo das Plantas MAC
Biossíntese do Amido e da sacarose
 Durante a fotossíntese, as folhas das plantas produzem carboidratos (trioses
fosfatos em excesso);
 Excesso de trioses fosfatos é convertido em sacarose e transportado para outras
partes da plantas para ser usado como combustíveis ou ser armazenados;
 Forma principal de armazenamento: amido;
 Podem ser armazenados: sacarose, ex. cana-de-açúcar;
 Síntese do amido: plastídeos ;
Síntese da sacarose: citossol.
Síntese de amido e sacarose
Roteiro de Estudo Fotossíntese fase clara e Ciclo de Calvin fase 
escura
1- Como os vegetais absorvem luz? 
2- Por que é vantajoso para os pigmentos da fotossíntese absorver 
diferentes cores de luz?
3- Onde a fotossíntese ocorre na célula?
4- A água é o único doador possível de elétrons na fotossíntese? Por quê?
5- Quais os estágios da assimilação do CO2 no Ciclo de Calvin?
6- Como o carbono de uma molécula de CO2 é fixado primeiramente em 
outro composto?
7- Qual o rendimento liquido do Ciclo de Calvin?