Aula 4 - Fotossíntese

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Dr. Cleto Kaveski Peres 
 
Desenvolvimento Rural e Segurança Alimentar - 
UNILA 
 Fotossíntese 
 CO2 + H2O + Luz = açúcar + O2 
 De onde vem e para onde vai cada um? 
 
 Equação: 
 6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2 (inverso da 
respiração!!) 
 O O2 vem da água ou do CO2? 
 Por que a luz é necessária? 
Então, na verdade a equação correta é: 
6CO2 + 12H2O = C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 
Água é usada 
como reagente e 
como produto!! 
 A fotossíntese ocorre nos cloroplastos 
 
 Como ocorre?? 
 
 Várias etapas (reações) ⇨ duas rotas: 
 Fase clara: acionada pela Energia luminosa ⇨ produz 
ATP e reduz o transportador NADP a NADPH 
 Fase escura: não usa luz diretamente ⇨ usa ATP, NADPH 
e CO2 para produzir açúcar 
 Papel da luz na fotossíntese 
 
 O que é a luz? 
 
 Uma forma de radiação eletromagnética ⇨ chega 
em fótons ⇨ ondas 
 Quando um fóton encontra 
uma molécula ele pode 
ser: 
 Refletido (salta fora da 
molécula) 
 Transmitido (atravessa a 
molécula) 
 Absorvido ⇨ fóton some ⇨ 
energia não ⇨ molécula 
passa para a um estado 
excitado (maior energia) 
 Pigmentos ⇨ moléculas que absorvem 
comprimentos de onda visíveis 
 Mais importante ⇨ CLOROFILA 
 Fotossíntese 
 Fase Clara: reações à luz 
 Fase Escura: ciclo de Calvin 
 Fase Clara ⇨ reações luminosas 
 Molécula excitada: ou perde E por fluorescência ou 
transfere elétron para outra molécula (transf e- = 
redução) ⇨ Chl* + A = Chl+ + A- 
 Elétrons passam por várias moléculas ⇨ fluxo de 
e- 
Esquema Z da fotossíntese 
No final NADP+ é reduzido a NADPH 
E o que acontece com o pigmento que perdeu o e-? 
Acoplado a esse processo ocorre a síntese de ATP 
 Fase Escura: produção de açúcar a partir de 
CO2 
 Ciclo de Calvin-Benson 
 Usam ATP e NADPH ⇨ dependem indiretamente 
da luz 
 Três processos: 
 Fixação do CO2 
 Conversão do CO2 em G3P (carboidrato) ⇨ usando 
NADPH e ATP 
 Regeneração do aceptor de CO2 (RuBP) 
 
 Interação nas Rotas Metabólicas 
 
 Absorção de nutrientes pelos vegetais 
Constituintes dos organismos vivos 
Lei do Mínimo de Liebig 
% do 
necessário 
para a 
planta 
Elementos essenciais 
Estruturais: 
formando a 
maioria dos 
compostos na 
célula 
Classificação de acordo com a função bioquímica 
Mengel & Kirkby (1987) 
Grupo 1: Nutrientes que fazem parte de compostos 
de carbono 
Grupo 2: Nutrientes que são importantes no 
armazenamento de energia ou na integridade 
estrutural 
Grupo 3: Nutrientes que permanecem na forma 
iônica 
Grupo 4: Nutrientes que estão envolvidos em 
reações redox 
Grupo 1: Nutrientes que fazem parte de compostos 
de carbono 
N: aminoácidos, ác. nucléicos, nucleotídeos, 
coenzimas, etc 
 
S: cisteína, metionina, CoA, tiamina pirofosfato 
(coenzima), glutationa (antioxidante), etc 
 
Metionina CoA 
Grupo 2: Nutrientes que são importantes no 
armazenamento de energia ou na integridade 
estrutural 
P: ATP, açúcares-fosfato, ácidos nucléicos, coenzimas, 
fosfolipídeos, etc 
Si: propriedades mecânicas 
B: parede celular (manitol, manano, ác. polimanurônico, 
alongamento celular) 
 
ATP 
Lamela média 
Grupo 3: Nutrientes que permanecem na forma iônica 
K: co-fator em mais de 40 enzimas, turgidez da célula 
Ca: co-fator enzimático, mensageiro secundário na 
regulação metabólica 
Mg: clorofila 
Cl: requerido nas reações fotossintéticas na evolução do 
O2 
Mn: requerido para a atividade de várias enzimas 
(desidrogenases, descarboxilases, quinases, oxidades e peroxidases) 
Na: envolvido na regeneração do PEP (C4 e CAM), 
turgidez 
Grupo 4: Nutrientes que estão envolvidos em reações 
redox 
Fe: citocromos e Fe-proteínas não-heme → 
fotossíntese, fixação de N e respiração 
Zn: álcool desidrogenase, desidrogenase glutâmica, 
anidrase carbônica, etc 
Cu: ác. ascórbico oxidase, tirosinase, monoamina 
oxidase, fenolase, lacase e plastocianina 
Ni: urease, hidrogenase em bactérias fixadoras de N 
Mo: nitrogenase, nitrato redutase e xantina 
desidrogenase 
O intemperismo → elementos minerais (formação de 
argila) 
Horizontes do solo 
A estrutura do solo é complexa 
Argila 
Húmus 
Intemperismo químico e físico 
Intemperismo químico e biológico 
Nutrientes 
minerais 
Os solos são a fonte da nutrição vegetal 
O papel-chave da argila na adsorção 
Como um organismo fixo encontra nutrientes? 
Grande área 
superficial 
Cátions (NH4
+, K+, Ca2+, Mg2+) 
Cátions 
Ferro 
Liga com sais e forma precipitados → fisicamente 
indisponível para a planta 
Quelantes + Fe= compostos solúveis 
DTPA – ác. pentético 
Ânions 
NO3
- e Cl- móveis na solução do solo 
H2PO2
- adere-se a partículas contendo Fe2+, Fe3+ e 
Al3+ troca com OH- 
 
O efeito do pH 
-disponibilidade de 
nutrientes 
-crescimento das raízes 
Ideal: 
maior 
solubilidade 
A facilitação da absorção por fungos micorrízicos e 
bactérias (simbiose) 
FM Ectotróficos FM Vesículo-arbusculares 
Bactérias fixadoras de N 
 Tendências de translocação na planta 
 Nitrogênio 
Clorose, inicialmente nas 
partes maduras 
 
Assim como o Mg, S, Fe, 
Mn 
 Fósforo 
Desenvolvimento de 
pigmentos purpúreos 
em folhas velhas 
 Potássio 
Necrose marginal nas 
folhas velhas 
 Boro 
Deformação de folhas novas 
 
Também o Mo, Ni, Zn 
 Cálcio 
Regiões meristemáticas 
mortas 
 Cobre 
Pontos necróticos 
 Cloro 
Murcha e 
bronzeamento 
Reposição por reciclagem 
Perda por lixiviação 
Uso de calcário 
Fertilizantes macro vs. micronutrientes 
Fertilizantes orgânicos