Fotossíntese

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INTRODUÇÃO:INTRODUÇÃO:
org. autotróficos. 
 síntese 
utilizando luz.
 produtos finais 
importantes. 
1771-Priestley-O2.
1779-Ingenhousz-luz.
Final séc. XIX, equação geral:
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
Luz, planta
± 200 milhões de ton de CO2 
convertidas em biomassa/ano 
(Taiz, 2009). 
CONCEITOS GERAIS:CONCEITOS GERAIS:
 luzluz  caract de onda e partícula. Onda  
comprimento de onda. Freqüência: n. de picos que 
passam por 1 ponto/tempo. Partícula, denominada 
fóton (energia = quantum). 
LUZ SOLAR:LUZ SOLAR: 
Chuva de fótons de ≠s freqüências  olhos 
sensíveis a uma faixa destas  região da 
LUZ VISÍVELLUZ VISÍVEL do espectro 
eletromagnético.
ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO:
(a)
Espectro de absorção pigmentos/fotossíntese:
TROCAS GASOSAS:TROCAS GASOSAS: processos 
fotoquímicos 
(tilacóides); 
enzimáticos (estroma) 
e de difusão.
folha  mesofilo  P. 
Clorofiliano  cloroplastos  
pigmentos.
O CLOROPLASTO E OS PIGMENTOS:
CLOROPLASTOSCLOROPLASTOS
O CLOROPLASTO
Principal!!!!
 d) bacterioclorofilas
CLOROFILA
 c e d em algas e cianobactérias.
xxxxxxxxxxx
Xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
Vermelha ou verde
Alguns carotenóides:
(Tomate, melancia)
(cenoura)
(espinafre, brócolis, ervilha)
(laranja, mamão, brócolis, milho, couve)
(milho, caqui, cenoura, manga)
(salmão, flamingos)xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
Betaína (beterraba)
Antocianinas
Absorção da luz pelos pigmentos:Absorção da luz pelos pigmentos: 
(< energia)
(> energia)
→ Instável → libera parte na forma de calor
Absorção da luz pelos pigmentos:Absorção da luz pelos pigmentos:
Energia liberada pela clorofila:
-Fluorescência.
-Calor.
-Transfere sua energia p/ outra molécula.
-provoca reações químicas: PROCESSO 
FOTOQUÍMICO. 
LOCALIZAÇÃO E FASES DA LOCALIZAÇÃO E FASES DA 
FOTOSSÍNTESE:FOTOSSÍNTESE:
TILACÓIDESTILACÓIDES  FASE FOTOQUÍMICA FASE FOTOQUÍMICA  
reações luminosas. 
ESTROMAESTROMA  FASE BIOQUÍMICAFASE BIOQUÍMICA  Ciclo de 
redução do C ou Reações de Carboxilação da 
FS (CICLO DE CALVIN). 
ETAPA FOTOQUÍMICAETAPA FOTOQUÍMICA
CONVERSÃO DE ENERGIACONVERSÃO DE ENERGIA
 2 sist de pigmentos 2 sist de pigmentos  em série  FS I (p700)FS I (p700) e FS FS 
II (p680)II (p680)  Complexo antenaComplexo antena + centro de reaçãocentro de reação
armazenamento 
de energia.
ClorofilasClorofilas
carotenóidescarotenóides
aa
(200-300 moléculas)(200-300 moléculas)
 FS II FS II  vermelho  lamelas granais  + b 
e xantofila que I. Produz oxidante forte.
(p680)(p680)
Membrana 
do tilacóide
 FS I FS I  vermelho distante  lamelas estromais 
 vários pigmentos, clorofila predomina  Produz 
redutor forte. + ATP sintase.
 parte da energia radiante absorvida aproveitada no 
processo fotoquímico  resto  radiaçãoradiação e calorcalor.
(p700)(p700)
estromaestroma
Membrana 
do tilacóide
FOTOFOSFORILAÇÃO:FOTOFOSFORILAÇÃO:
 ATP produzido:
1.fosforilação oxidativa (mitocôndrias).
2.fotofosforilação (cloroplastos) 
 
 Síntese de ATP dependente de luz.
 Cond normais  requer fluxo de e-. 
ATP SINTASE:ATP SINTASE:
 Fosforilação acíclica Fosforilação acíclica  síntese de ATP acoplada ao 
fluxo de E- através dos 2 FS (da água até NADPH). 
Fosforilação cíclica Fosforilação cíclica  FS I pode transportar E- 
independente do FS II  síntese de ATP acoplada a 
esse fluxo.
2H2O + 2NADP+ + 2ADP + 2Pi  2NADPH + 2ATP + O2
http://www.science.smith.edu/departments/Biology/Bio231/ltrxn.html
FOTOINIBIÇÃO e FOTOOXIDAÇÃO FOTOINIBIÇÃO e FOTOOXIDAÇÃO  
excesso de excitação que chega ao centro de 
reação dos FS  inativação e dano  proteínas e 
substâncias tóxicas.
REPARO E REGULAÇÃO DA MAQUINARIA REPARO E REGULAÇÃO DA MAQUINARIA 
FOTOSSINTÉTICA:FOTOSSINTÉTICA:
ETAPA BIOQUÍMICAETAPA BIOQUÍMICA
REAÇÕES DE CARBOXILAÇÃOREAÇÕES DE CARBOXILAÇÃO
FIXAÇÃO DO COFIXAÇÃO DO CO22 VIA PENTOSE-P VIA PENTOSE-P 
(CICLO DE CALVIN):(CICLO DE CALVIN):
 Melvin Calvin – Nobel 1961.
 Todas as plantas! 
 Plantas C3 fazem td ciclo num só tipo de cloroplasto!
 RUBISCO  40% do total de proteínas das folhas.
Rendimento líquido do Ciclo de Calvin: 
6 CO2 + 11 H2O + 12 NADPH + 18 ATP  C6H12O6 + 
12 NADP+ + 6 H+ + 18 ADP + 17 Pi.
Carboxilação
RUBISCO
Re
du
çã
o
Regeneração
1/6
5/6
1 frutose
Fosfoglicerato 
quinase
Gliceraldeído 3-P 
desidrogenase
H2O
http://www.science.smith.edu/departments/Biology/Bio231/
xxxxxxxxxxxxxxxx
xx
5/6
1/6 Carboidrato **
EFICIÊNCIA DA CARBOXILAÇÃO:EFICIÊNCIA DA CARBOXILAÇÃO:
•qdade e atividade enzimática (carboxilase/ 
oxigenase);
•disponibilidade de CO2 e O2;
•[aceptor];
•Temperatura;
•hidratação do protoplasma;
•sais (PO4-);
•grau desenvolvimento e ativ da planta;
•Luz (rubisco, NADPH e ATP).
(Ciclo oxidativo fotossintético C2)(Ciclo oxidativo fotossintético C2)
  Nas C3, nas C4 não é visível. 
≠ da respiração  cessa no escuro. 
 Estímulo [CO2] baixa, ↑ [O2], Tº alta, luz. 
 Importância  dissipa excesso energia  
impede danos. 
 Recupera parte do C.
 Por quê ocorre? DEFEITO na RUBISCO.
Ex. efeito da aplicação de CO2 via água de 
irrigação em alface
Hort. Bras., v. 19 (1), 2001
A
FOTORRESPIRAÇÃO
MECANISMOS DE CONCENTRAÇÃO DO COMECANISMOS DE CONCENTRAÇÃO DO CO22::
1- Bombas de CO1- Bombas de CO2 2 na MP (aquáticas) na MP (aquáticas)  
menos CO2 q terrestres  usam HCO3- :
HCO3- + H+ H→ 2O + CO2  Ciclo de Calvin.
2- Fixação fotossintética do carbono via 2- Fixação fotossintética do carbono via C4.
 
 3- Metabolismo Ácido das Crassuláceas 
(CAM).
CICLO C4 DO CARBONO:CICLO C4 DO CARBONO:
2 tipos de céls c/ cloroplastos  mesofilo e 
DA BAINHA DO FEIXE VASCULAR  
anatomia KRANZ.
2 fases 2 fases  fixa CO2 via C4 (mesofilo) e forma 
carboidratos via C3 (bainha vascular)  separação separação 
espacial. espacial. 
Cloroplastos
 de milho
Gramineae (milho, sorgo, cana), Chenopodiaceae 
(Atriplex), Cyperaceae (tiririca, capim-arroz)  c/ 
dimorfismo cloroplastídicodimorfismo cloroplastídico  anatomia foliar 
especializada. 
Plantas de ambiente quente, seco e bem iluminado 
(tropicais). C3 zonas temperadas, + frias, onde há 
auto-sombreamento. 
alta T, estresse hídrico moderado e grande 
intensidade de rad  >> eficiência de carboxilação>> eficiência de carboxilação  
favorecidas em relação às C3.
 desvantagem:desvantagem: mtas são sensíveis ao frio. 
AMIDO
METABOLISMO ÁCIDO DAS CRASSULÁCEAS METABOLISMO ÁCIDO DAS CRASSULÁCEAS 
(MAC ou CAM):(MAC ou CAM):
 • clorênquima c/ céls e vacúolos grandes  estoque de 
CO2, H2O, malato.
 plantas c/ melhor EUA  vantagem em ambiente seco.
• de ambiente árido  abacaxi, agave, cactos, 
Orchidaceae, Bromeliaceae.
 Separação temporal Separação temporal  fixação noturna do CO2. De 
dia  forma carboidratos via C3. 
• Estresse  CAM c/ água escassa e C3 c/ água 
abundante  Aizoaceae, Crassulaceae, Portulacaceae, 
Vitaceae.
citosol
COMPARAÇÃO:COMPARAÇÃO:
Amido
↓
reserva
Sacarose→ floema 
 ↓
raízes, caules, grãos, 
tubérculos
 ↓ ↓
crescimento reserva
 SÍNTESE DE AMIDO E SACAROSE:SÍNTESE DE AMIDO E SACAROSE:
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