reações luminosas

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FOTOSSÍNTESE
CARACTERÍSTICAS
Possuem DNA e ribossomos
Função: armazenamento de 
substâncias de reserva e 
pigmentos
membrana externa
lamelas
membrana interna
granum
tilacóide estroma
Os cloroplastos são os 
principais responsáveis pela 
fotossíntese.
CLOROPLASTOS
Célula 
clorofilada
Membrana do tilacóide
Esquema da 
molécula de 
clorofila
Folha
Granum
Parede 
celular
Cloroplasto
Membrana externa
Membrana 
interna
Tilacóide
Granum
Estroma
DNA
Núcleo
Vacúolo
Cloroplasto
Tilacóide
Complexo antena
Fotossíntese: estruturas envolvidas
Visão geral do processo fotossintético
Fotossíntese
DEFINIÇÃO: 
�Conversão de energia luminosa em energia 
química
�Reações de oxirredução nas quais a água é 
oxidada e o CO2 é reduzido, liberando O2 como 
subproduto, com a formação de carboidratos
�Importância: principal processo de entrada de 
energia no ecossistema 
OCORRÊNCIA:
Algas Cianobactérias
Plantas
Cloroplasto: organela 
típica de vegetais, 
constituída de 
membrana dupla e 
estroma
FASE FOTOQUÍMICA: 
Depende diretamente da luz, ocorre nos tilacoídes, produz ATP, 
NADPH2 e O2
FASE BIOQUÍMICA: 
Depende indiretamente da luz (ativação enzimática), ocorre no 
estroma, produz carboidratos gastando ATP e NADPH2
Fotossíntese: Fases
Fotossíntese: Visão Geral
Fotossíntese: Visão Geral
FASE 
FOTOQUÍMICA
Luz - características de partícula e de onda
A luz como Partícula = causa efeito fotoelétrico - fótons
e
e
e
e
EXCITAÇÃO
e
e
IONIZAÇÃO
A luz como ONDA
Comprimento de onda (λ)
Velocidade (c)
Freqüência (ν)
Energia
Lei de Planck: energia de um fóton é proporcional a sua 
frequência
E = h . ν c = λ . ν (v = c/ λ)
Assim:
E = h . c / λ
Energia da luz é inversamente proporcional ao seu λ
h (constante de Planck) = 6,626 x 10-34 J s
Comprimento de onda (λ)
Freqüência (ν)
Velocidade (c)
Espectro radiação eletromagnética
Pigmentos fotossintéticos 
Clorofila a
Clorofila b
Pigmentos fotossintéticos 
Pigmentos carotenóides
Espectro de absorção de Pigmentos 
fotossintéticos 
S0
S1
S2Ní
v
e
l
e
n
e
r
g
é
r
ti
c
o
CALOR
CALOR
FLUORESCÊNCIA
NÍVEL DE 
TRANSFERÊNCIA DE 
ENERGIA 
ABSORÇÃO E TRANSFERÊNCIA DE LUZ
FOTOSSISTEMAS
Conjunto de pigmentos associados à polipeptideos no tilacóide 
dos cloroplastos
Sistema antena: complexo responsável pela absorção e transferência 
da energia até os centros de reação.
Centro de reação: complexo constituído de moléculas responsáveis 
pelo efeito fotoelétrico (saída de elétrons) 
ESQUEMA GERAL DE FOTOSSISTEMAS
Sistema 
antena
Carotenoides
Clorofilas
Clorofilas
Clorofilas
elétron
Centro de 
reação
FOTOSSISTEMA II
SISTEMA ANTENA:
Clorofilas e carotenoides 
Duas proteínas integrais principais (43 e 47 kDa)
D2 (34 kDa) clorofila a (P680), feoftina e QA
D1 (32 kDa) resíduuo de tirosina (Z) 
clorofila a (P680), feoftina e QB
Vários outros polipeptideos periféricos = complexo 
de evolução de oxigênio
CENTRO DE REAÇÃO:
Principais polipeptideos:
FOTOSSISTEMA II
FOTOSSISTEMA I
SISTEMA ANTENA:
Polipeptideos + clorofilas
CENTRO DE REAÇÃO:
Pelo menos 11 polipeptideos ( 1,5 a 82 kDa)
Dois principais: 82 kDa, aos quais se ligam 
o P700 (clorofila a especial), A0 (clorofila a), 
A1 (filoquinona), proteína Fe-S (X)
FOTOSSISTEMA I
CADEIA DE TRANSPORTE DE ELETRONS
NADP+
NADPH2
H2O
O2 + 4 H+
4e-
FS II FS I
e- e-
PQ Cit b6f PC
e- e
- e-
CADEIA DE TRANSPORTE DE ELETRONS
Integração entre complexos protéicos no tilacóide responsável
pelo fluxo de elétrons da água até o NADP+, arranjados em
função do potencial de oxiredução.
Fotossistema II
Plastoquinona
Complexo citocromo b6f
Plastocianina
Fotossistema I
CADEIA DE TRANSPORTE DE ELETRONS
Plastoquinona: conjunto de moléculas altamente hidrofófica,
dissolvidas no tilacóide, com mobilidade na membrana, e que
ao transferir elétrons introduz prótons para dentro do lumen
do tilacóide
Complexo citocromo b6 f : conjunto protéico
despigmentado com dois grupamentos heme (citocromo)
Plastocianina: proteína pequena (10,5 kDa) que apresenta
cobre na sua estrutura
Lei da equivalência fotoquímica
Uma molécula somente absorve um fóton por vez 
causando a excitação de um elétron
Excitação: elevação do nível energético proporcional à 
energia absorvida = aumento instabilidade
CADEIA DE TRANSPORTE DE ELETRONS
CADEIA DE TRANSPORTE DE ELETRONS
Passagem de elétrons pelo Citocromo b6f
1° turnover 2° turnover
Fotoquímica x Bioquímica
FOTOFOSFORILAÇÃO
Biossíntese de ATP acoplada à cadeia de transporte de elétrons da
fotossíntese
Teoria quimiosmótica:: Durante o fluxo de elétrons ocorre a
entrada de H+ para dentro do lumen do
tilacoíde, gerando uma diferença de
pH e de carga entre os lados da
membrana, o que resulta em um
gradiente de potencial eletroquímico,
o qual a ser dissipado na ATPsintase
fornecerá energia para a síntese de
ATP.
4 H+ para síntese de 1 ATP
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Durante a fase fotoquímica, ocorre:
�Absorção da energia luminosa nos sistemas antena dos
fotossistemas
� Transferência de energia até os centros de reação, onde ocorre
o efeito fotoquímico.
� Fluxo de elétrons pela CTE gera um gradiente de potencial
eletroquímico→ síntese de ATP.
� Os elétrons que originados da água serão utilizados para a
produção de NADPH2
� Para a liberação de uma molécula de oxigênio no
complexo de evolução de oxigênio é necessário a
absorção de 8 fótons (4 no FS II e 4 no FS I),
acarretando um fluxo de 4 elétrons gerando a
formação de 2 NADPH2
�Durante o fluxo de elétrons são liberados para
dentro do tilacóide 10 prótons que serão utilizados na
síntese do ATP (fotofosforilação).