BVE 270 PROVA DA FOTOSSINTESE

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FOTOSSINTESE – MATERIAL NOTURNO
FOTOSSINTESE = síntese de substâncias orgânicas mediante fixação do gás carbônico do ar através da radiação solar. 
(Síntese de compostos orgânicos através da luz solar) 
Funções da fotossíntese:
Aporte de energia;
Manutenção de vida na Terra;
Oxigênio;
Combustíveis fosseis....
* Cellular Respiration: 
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O
* Photosynthesis: 
6CO2 + 6H2O → C6H12O6+ 6O2
CLOROPLASTO:
> Origem dos cloroplastos (e mitocôndrias): 
 * Teoria Endossimbiotica 
Teoria que diz que essas organelas foram fagocitadas ou internalizadas em um passado distante, e não foram digeridas vivendo em simbiose com a célula.
  
O procarionte provavelmente beneficiou a célula hospedeira com o processo de respiração (mitocôndria) e fotossíntese(cloroplasto), e a célula hospedeira fornecia proteção e nutrientes.
? O que fortalece a teoria ?
- Cloroplastos e mitocôndrias assemelham-se a bactérias em tamanho e forma, além da semelhança genética e bioquímica, o que sugere que possam ter ancestrais procarióticos;
- Cloroplastos e mitocôndrias possuem DNA e ribossomos próprios;
- DNA de cloroplastos e mitocôndrias são bastante diferentes daquele existente no núcleo da célula;
- As duas organelas possuem o seu próprio sistema de membranas internas e a presença de duas membranas revestindo-as;
- Tanto cloroplastos quanto mitocôndrias possuem capacidade de autoduplicação.
> Ultraestrutura de um Cloroplasto:
O cloroplasto apresenta membrana dupla: a Membrana mais externa é lisa e a interna forma estruturas que invaginam, as chamadas LAMELAS, que apresentam vários discos que são chamados de TILACOIDES. Um conjunto de tilacoides é chamado de GRANUM e o conjunto de granuns se chama GRANA. Eles se encontram no ESTROMA do cloroplasto.
No interior de cada Tilacoide (no LUMEN) se encontram diversas clorofilas que são responsáveis pela absorção luminosa.
 
Luz = Estímulo, Energia, Qualidade e quantidade.
A clorofila tem participação fundamental nesse processo (fotossíntese).
*Fotossíntese necessita apenas de agua, luz e gás carbônico.
Agua fonte de hidrogênio no processo fotossintético
O organismo fotossintetizante utiliza o gás carbônico (CO2) e a água, absorve energia luminosa (luz solar) por meio da clorofila, produzindo glicose (C6H12O6) e Oxigênio (O2).
Glicose é a base da energia.
Orgão sede da fotossíntese: folhas e dentro delas tem a organela onde as reações da fotossíntese ocorre (Cloroplasto).
ETAPAS:
Duas etapas interdependentes e simultâneas:
Etapa FOTOQUIMICA: iluminada (fase luminosa)
Etapa QUIMICA ou FIXAÇÃO DE CO2: ciclo fotossintético redutivo do carbono, assimilação do carbono (fase escura) 
ETAPA FOTOQUIMICA ou LUMINOSA: Ocorre nos tilacoides
Fase dependente de Luz (só ocorre na presença de luz) = Ocorre absorção de luz para produção de ATP
Os principais pigmentos envolvidos são as clorofilas, localizadas em dois complexos proteicos, Fotossistema II e I (PSII e PSI)
A luz quebra a agua = Fotolise da agua
É produzido 1 ATP e 1 NADPH2 e 1 O2 (vindo da agua)
COMPLEXOS PROTEICOS:
Caracteristicas:
Localizados nas membranas dos tolacoides
Arranjo assimétrico, responsáveis pelo transporte de elétrons e transporte vetorial de H+
PSII (Fotossistema 2) = região empilhada
Cyt b6f (Citocromo b6f) = ambas as regiões 
PS I (Fossistema 1) = região não empilhada
CF0 CF1 (ATP Sintase) = região não empilhada
Proteinas moveis : Platoquinona (PSII) e plastocinina (cytb6f) são moveis
Atraves da fotolise de 2 moleculas de agua, ocorre liberação de um O2 e 4 H+ e 4 e- no lumen. Primeiro 1 foton de luz atinge uma molécula de clorofila no complexo PSII. Isto cria uma energia de ressonância que é transferida pelas moléculas de clorofila A vizinhas chegando ao centro de reação do PSII (P680) que irá liberar 1 eletron. A clorofila A do centro de reação tem elétrons que podem ser transferidos quando excitados. Assim que formados dois elétrons, eles são transferidos para a plastoquinona (PQ), o primeiro transportador móvel.Além dos 2e- a PQ recebe 2 protons (H+) do estroma. A PQ transfere os 2e- para o Cyt b6f que são logo transferidos para a plastocianina (PC, outro transportador móvel. Os 2 H+ trazidos pela PQ são liberados no lumen do tilacoide. Depois de chegados a PC são transferidos para o PSI e lá os fótons dão de novo energia a cada e- promovendo a sua transferência para ferrodoxina que transfere os elétrons para a NADP Redutase onde é gerado NADPH pela adição dos 2 e- e 1 ion de NADP+ do Lumen. O gradiente de ions criado pela cadeia transportadora de elétrons é usado pela ATP sintase para gerar ATP a partir de ADP e Pi. O ATP, NADPH e O2 são produtos finais e vitais dessa etapa fotoquímica da fotossíntese.
- Fotofosforilação acíclica e cíclica:
Acíclica é a fosforilação do ADP em ATP, eles fluem das quinonas ate o Cyt b6f, utiliza-se agua, são necessários 8 fotons para oxidar duas moléculas de agua para assim ser produzido 3 ATP e 2 NADPH, porem a quantidade produzida é insuficiente e precisa da via cíclica, sendo ela sem utilização da agua. PSI usa 4 fotons expelindo 2 e- que são capturados pela ferrodoxina que reduz o NADPH que sera retornado para o cyt b6f e logo depois para a PSI gerando mais 1 ATP
ETAPA QUIMICA ou ESCURO ou FIXAÇÃO DE CARBONO: Ocorre no estroma do cloroplasto.
Consiste em um ciclo de reações, o Ciclo de Calvin ou Ciclo das Pentoses.
Não dependem diretamente da luz, mas dependem diretamente dos produtos da fase clara: O ATP e o NADPH2. 
Ocorre de dia e de noite.
Formando o carboidrato glicose.
Nela ocorre a fixação de CO2 que incorporado a biomassa dos vegetais. Plantas retiram CO2 e incorporam na forma de carboidrato (glicose). 
 Pode ser dividida em 3 etapas:
1- Fixação do CO2 ou Carboxilação 
2- Redução 
3- Regeneração 
A incorporação (fixação e redução) de CO2 pode ser feita porr 3 rotas diferentes:
Rota C3 ou Ciclo de Calvin Benson
Rota C4 ou Hatch Slack
Rota CAM 
Ciclo de Calvin :
Ribulose 1,5 bifosfato (RuBP) primeira substância a se associar ao gás carbônico (CO2) por isso recebe o nome de ciclo das pentoses.
3 RuBP (Ribulose 1,5 Bifosfato) se unem a 3 CO2 produzindo 6 moléculas de PGA (3-fosfoglicerato), esse irá receber 6 H+ vindos da fase fotoquímica (6 NADPH2) e nisso há consumo de energia, ou seja, ATP. Consome-se então 6 ATP também advindos da fase fotoquímica, formando então na 6 moléculas de PGAL (Gliceraldeido-3-fosfato). 5 PGAL são utilizadas para regeneração de 3 RuBP e apenas 1 molécula de PGAL será reservada para síntese da glicose (C3H6O3). Na regeneração a PGAL perde 5 moléculas de H2O ocorrendo consumo de 3 ATP tendo por fim a reconstituição de 3 RuBP.
C3 C4 3 CAM:
O ciclo do carbono descoberto por Calvin é denominado de “ciclo de Calvin” ou ciclo redutivo do carbono de plantas C3 , porque o primeiro composto estável formado é um composto de 3 carbonos (ácido fosfoglicérico).
Posteriormente, outros pesquisadores determinaram que algumas espécies de gramíneas tropicais eram capazes de fixar CO2 em compostos de 4 carbonos. Essas plantas são denominadas “plantas concentradoras de CO2 ” ou plantas C4 .
Algumas plantas de regiões semi-áridas, abrem seus estômatos à noite e fixam CO2 pelo mecanismo C4 . Durante o dia essas plantas fecham seus estômatos para evitar perda de água, mas uma separação temporal da fixação do carbono no ciclo C4 e C3 . As plantas com essa característica são denominadas de plantas CAM (metabolismo ácido das crassuláceas).
PIGMENTOS
Substâncias orgânicas capazes de absorver a radiação visível que iniciará as reações fotoquímicas da fotossíntese
Melhores cores: Vermelho e azul que produz maior taxa fotossintética
Piores: Verde e amarelo(não são absorvidas, são refletidas)
Pigmentos:
1 - Hidrofóbicos (Nos cloroplastos e outros plastideos):
Clorofilas (a e b, bacterioclorofias)
Carotenoides (carotenos e xantofilas) ---> Xantofilas participam na proteção de estresse oxidativo
Ficobilinas (cianobactérias e algas)
2 – Hidrofílicos (Nos vacúolos):
Flavonoides (antocianinas e antocianidinas)