aula 11 Fotossintese 1

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20/06/2017
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Fotossíntese
Helton Colares
Iguatu-CE,
Junho de 2017
Faculdade de Educação, Ciências e Letras de Iguatu – FECLI
Disciplina: Bioquímica
Fotossíntese
1. Introdução;
2. Fase Fotoquímica
1. Absorção de Luz;
2. Transporte de elétróns e Síntese de 
NADPH;
3. Fotofosforilação e Síntese de ATP
3. Fase Química:
1. Fixação de CO2;
2. Síntese de Carboidratos;
3. Fotorrespiração;
4. Vias CAM e C4;
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Introdução
Todos os organismos vivos 
derivam sua energia 
direta ou indiretamente 
da energia radiante da 
luz solar 
Os organismos vivos são 
interdependentes, 
trocando energia e 
matéria através do meio 
ambiente
Fotossíntese
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 
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OCORRÊNCIA
Algas
bactériasPlantasAlgas
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
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Visão geral do processo fotossintético
6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O2
Luz
Clorofila
Ocorre em Duas Fases!!
FASE FOTOQUÍMICA (CLARO): 
•Depende diretamente da luz
•Ocorre nos tilacoídes
•Produz ATP, NADPH e O2
FASE QUÍMICA (“ESCURO”): 
•Depende indiretamente da luz (ativação enzimática) 
•Ocorre no estroma 
•Produz carboidratos gastando ATP e NADPH
Fotossíntese: Fases
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C
L
O
R
O
P
L
A
S
T
O
Tilacóide
Etapa II
QUÍMICA
Etapa I
FOTOQUÍMICA
Luz H2O CO2
ADP
NADP
C6H12O6
ATP
NADPH
O2
E
S
T
R
O
M
A
Glicose
Fotossíntese: Fases
2. Fase Fotoquímica
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Ocorre na membrana dos tilacóides;
Absorção da energia luminosa;
Quebrada molécula de H2O e produção de O2;
Transporte de elétrons para a produção de 
NADPH;
Produção de ATP.
Fase Fotoquímica
Absorção da Luz solar
As moléculas da fotossíntese absorvem a luz no 
comprimento de onda da luz visível
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A Clorofila
As plantas possuem dois tipos de clorofila: clorofila a e clorofila b
Espectro de absorção de luz diferentes tipos de 
clorofila das plantas
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POR QUE AS PLANTAS SÃO VERDES?
Pigmentos Acessórios
Ficobilinas
Carotenos
Permitem a absorção de Luz em comprimentos de onda 
diferentes daqueles absorvidos pelas clorofilas
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ESPECTRO DE ABSORÇÃO DE LUZ PELOS PIGMENTOS 
FOTOSSINTETIZANTES DAS PLANTAS
Absorção de Luz: Fotossistemas
A maior parte das 
moléculas de clorofila 
simplesmente coleta a luz, 
são as clorofilas antenares. 
Elas passam a energia de 
excitação para um par 
especializado de clorofila 
em um centro de reações.
A absorção de fótons causa 
a separação de cargas no 
Centro de Reação
-
+
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Mecanismo de Absorção de 
Energia Luminosa nos 
Fotossistemas
Fotossistemas em Bactérias: 
Fotofosforilação Cíclica
Bactérias púrpura 
(Feofitina-Quinona)
Bactérias verde 
sulfurosas (Fe-S)
Produção 
de ATP
Produção de NADPH
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Fotofosforilação em Plantas: Acíclica
Produção de 
ATP e NADPH
Nos Vegetais existem Dois 
Fotossistemas:
•Fotossitema II ou P680
•Fotossistema I ou P700
Os fotossitemas operam em 
sequência;
Alternativamente podem 
operar de forma cíclica;
Fotólise da H20;
Complexo Produtor de O2
Remove os elétrons da H20 e os transfere para P680;
Produz O2;
Libera H+ no interior dos tilacoides;
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O complexo do citocromo b6f
funciona une os dois fotossistemas;
Funciona como uma bomba de 
prótons;
Bombeia H+ para o interior dos 
tilacoides;
Produz um gradiente de H+;
O complexo do citocromo b6f
Síntese de ATP por Fotofosforilação
Os dois fotossistemas interagem 
entre si indiretamente por meio 
de uma cadeia transportadora de 
elétrons.
A produção de ATP é acoplada 
ao transporte de elétrons em um 
processo similar ao da produção 
de ATP nas mitocôndrias.
Essa produção de ATP fornece 
energia para a fixação de CO2 na 
fase escura.
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Movimento de Prótons e Orientação de 
Síntese de ATP em membranas
Fotólise da água: quebra da molécula de água em presença de luz 
com transferência de elétrons para o NADPH
Luz
Clorofila
Fotofosforilação: Produção de ATP em presença de luz
ATPADP
O2
2 NADPH
4 H+ + 4 e- +2 H2O
4 H+ + 2 NADP
Fim da Fase Fotoquímica
Poder Redutor
Energia
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2. Fase Química
Os Vegetais podem sintetizar quase todas as suas 
biomoléculas a partir do CO2 assimilado na 
fotossíntese 
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Fase Fotoquímica Fase Química
LUZ CO2
.
ATP
H2O NADPH
O2 C6H12O6
FOTOFOSFORILAÇÃO
FOTÓLISE DA ÁGUA
CICLO DE 
CALVIN
Síntese de Carboidratos
• Fixação do Carbono:
– Reações de Assimilação do Carbono no Ciclo 
de Calvin;
6CO2 + 12NADPH + 18ATP C6 H12 O6 + 6 H2 O + 18ADP + 18P
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É uma via cíclica;
Foi elucidada em 1950 por Melvin Calvin, Andrew 
Benson e James A. Bassham;
Ocorre no estroma dos cloroplastos;
Ocorre a redução do CO2 a trioses fosfato que por sua 
vez podem ser convertidas em glicose ou em entras 
moléculas;
Utiliza o NADPH e o ATP produzidos na fase 
fotoquímica.
Assimilação de Carbono
(Ciclo de Calvin ou Ciclo C3)
A assimilação do CO2 ocorre em três estágios:
1- Fixação do CO2 no 3-fosfoglicerato;
2- Conversão do 3-fosfoglicerato em gliceraldeido 3-fosfato;
3-Regeneração da ribulose 1,5-bifosfato a partir do 3-fosfoglicerato.
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Condensação de três moléculas CO2 com 
três moléculas de ribulose 1,5-bifosfato para 
formar 6 moléculas de 3- fosfoglicerato ;
Catalisada pela enzima Rubisco ( Ribulose
1,5-bifosfato carboxilase oxigenase);
É a principal enzima reguladora do Ciclo de 
Calvin;
É uma enzima que possui dupla 
especificidade (C02/O2);
Quando a Rubisco atua sobre o O2 ocorre 
um processo chamado fotorrespiração.
1. Fixação do CO2 no 3-fosfoglicerato
Envolve enzimas que atuam de forma semelhante a aquelas 
presentes na Glicólise/ Gliconeogênese;
Produção liquida de um triose fosfato.
2. Conversão do 3-fosfoglicerato em 
gliceraldeido 3-fosfato
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3. Regeneração da ribulose 1,5-bifosfato a 
partir do gliceraldeído-3-fosfato.
Utiliza cinco das seis moléculas 
de gliceraldeído-3-fosfato 
produzidas a partir da fixação 
inicial do C02
Envolve reações semelhantes às 
encontradas na Via das Pentoses 
Fosfato;
Transaldolase e Transcetolase
Ciclo de Calvin – Produção Líquida
Síntese das 
Triose Fosfato 
Requer:
• 3 CO2
• 6 NADPH
• 9 ATP
Independe 
totalmente da Luz?
Saldo
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O Ciclo de Calvin é regulado 
indiretamente pela Luz
Aumento na Disponibilidade de 
ATP e NADPH
Aumento do pH do estroma;
Aumento da concentração de Mg+2
do estroma;
Regulação de enzimas:
•Redução de pontes dissulfeto;
•Modificações covalentes.
Regulação do Ciclo de Calvin
Fotorespiração
Processo resultante da Atividade 
Oxigenase da Rubisco;
Ocorre a síntese de 2-
fosfoglicolato, um composto 
metabolicamente inútil;
A afinidade pelo O2 da Rubisco
aumenta quando a temperatura 
aumenta; 
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Fotorrespiração
Que estratégiasas plantas 
usam para minimizar esse 
efeito?
Recuperação: 
Via do 
Glioxilato
Converte duas moléculas de 2-
fosfoglicolato em uma serina
Não conserva energia e pode inibir 
am até 50% a produção de biomassa!!
Via C4: Separação 
Espacial
 Separação espacial da Fixação do 
Carbono e da Atividade da 
Rubisco;
 Ocorre em Plantas Tropicais;
 A fixação do CO2 ocorre em um 
composto de 4 carbonos 
(oxaloacetato), e não em de 3 
carbonos;
 Plantas que realizam esse 
processo: Plantas C4;
 Estrutura Foliar Especializada;
 Células do Mesófilo x da Bainha 
do Floema
 Possui um custo energético maior 
(15 ATP para assimilar 3 C02)
Rubisco
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Via CAM: Separação Temporal
 A captura do CO2 e a Ação 
da Rubisco são 
temporalmente separados 
(dia/noite);
 Zonas muito quentes;
 Ocorre em Plantas 
Suculentas;
 Poros onde entra CO2 e O2
são fechados durante DIA 
e abretos a NOITE para 
reduzir perda d’água;
 CAM: metabolismo ácido 
das Crassuláceas;