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Disciplina de Bioquímica Metabolismo Curso de Ciências Biológicas 2º Semestre de 2016 Fotofosforilação e Fotossíntese Prof. Marcos Túlio de Oliveira mtoliveira@fcav.unesp.br Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias de Jaboticabal Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” mailto:mtoliveira@fcav.unesp.br Fotossíntese • Etapa luminosa • Etapa de assimilação – Ciclo do Calvin–Benson–Bassham Fotorrespiração (C2) Mecanismos de assimilação de C CO2 CO2 CO2 Ocorre em uma grande variedade de organismos Plantas Algas Cianobactérias Animais!!!!!!!! Cloroplasto Membrana externa Tilacóide Granum Estroma DNA O cloroplasto Luz • Possui características tanto de uma onda como de uma partícula • Transporta “pacotes” de energia denominados fótons. • A luz visível corresponde a uma pequena parte do espectro eletromagnético (400 a 700 nm) – luz violeta até vermelha. • A energia contida em cada fóton é inversamente proporcional ao comprimento de onda • A luz solar é como uma chuva de fótons de frequências diferentes. Pequena parte da energia solar é usada na fotossíntese (1%). Clorofila Clorofila a (3/4) (650nm) Clorofila b (1/4) (450nm) Pigmentos acessórios Pigmentos acessórios: Absorvem os fótons de comprimento de onda que a clorofila não consegue absorver. o ß (beta) caroteno - alaranjado o Ficoeritrina ou Ficoeritrobilina - Vermelho o Luteina - Amarelo Tilacóide Granum Complexo antena Etapa Fotoquímica “Fase clara” – (Produção de ATP e NADPH) Fotofosforilação Dois sistemas, impulsionados pela luz, atuam em sequencia retirando elétrons da água e transferindo para o NADP+, ao mesmo tempo que um gradiente de prótons é formado entre o interior do tilacóide e o estroma, possibilitando síntese de ATP. Assimilação - Etapa Enzimática – “Fase Escura” • Produção de açúcares a partir de CO2 • Estroma do Cloroplasto • Fase escura: Conceito errôneo! A fase enzimática ocorre também na presença de luz e utiliza ATP e NADPH produzidos nos tilacóides durante as reações luminosas. Fase Enzimática (Estroma) Luz Fotossíntese Ciclo de Calvin–Benson–Bassham Fotorrespiração Rubisco Atividade carboxilase Atividade oxigenase ↑ CO2/O2 ↓ CO2/O2 CO2 O2 Fotorrespiração Fotorrespiração Mecanismos de assimilação de C C3 - Plantas que só executam o Ciclo de Calvin C4 - Plantas que executam o ciclo de Hatch e Slack Mecanismos de assimilação de C C3 - Plantas que só executam o Ciclo de Calvin C4 - Plantas que executam o ciclo de Hatch e Slack Resumo A fotossíntese é dividida em duas etapas. Na fase luminosa, a energia solar é usada para remover um elétron da água, gerando oxigênio. O elétron é transportado através de complexos (fotossitema II – citocromo b6f – fotossistema I) até ser usado na redução do NADP+ em NADPH. Neste transporte, cria-se uma maior concentração de prótons no interior do tilacóide. O gradiente de prótons é usado para síntese de ATP. Resumo O NADPH e o ATP são então usados na fase de assimilação, onde CO2 será usado para formação de 3-fosfoglicerato (açúcar). Se a intensidade luminosa for muito alta, a enzima RuBisCo usará O2 ao invés de CO2, e a planta (C3) realizará fotorrespiração. Plantas C4 resolveram este problema evoluindo a compartimentalização das fases luminosa e de assimilação. Disciplina de Bioquímica Metabolismo Curso de Ciências Biológicas 2º Semestre de 2016 Próxima aula: Integração Metabólica
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