Aula 1- Balanço de Carbono - fotoquímica

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

*
Ândrea Carla Dalmolin
andreacarlad@gmail.com
*
Aristóteles (350 aC): Teoria Humística – As plantas se alimentam do húmus e voltam ao húmus quando morrem
Van Helmont (1579-1644): As plantas absorvem água e sintetizam suas substâncias a partir dela.
Joseph Priestley (1772): As plantas purificam o ar liberando o oxigênio.
Nicolas de Saussure (1767-1845): As plantas obtém o carbono do CO2 atmosférico
*
*
Fonte: Saugier, B. Vegetação e Atmosfera. BBCC, 1996.
Folhas
Estômatos
CO2
Caule
Fotossíntese
Respiração
Respiração
Respiração
CO2
CO2
CO2






Raiz
Balanço de carbono
em plantas
*
CO2
CO2
*
Absorção de água e nutrientes do reservatório do solo
2.Interceptação de luz e trocas gasosas eficientes com a atmosfera, principalmente para aquisição de CO2
3. Sistema de transportes que permitisse circulação da água e dos nutrientes absorvidos do solo, exportação e circulação das moléculas orgânicas geradas na fotossíntese.
4. Conservação de água no interior dos tecidos
BIG DESAFIO
Maximização da capacidade de absorver luz e CO2 a partir da atmosfera e a capacidade de conservar água nos tecidos
DESAFIOS
*
Fotossíntese = síntese pela luz
Perda de elétrons
Ganho de 
elétrons
*
Inicio do século XX – 1905- Blackman concluiu que a fotossíntese ocorre
em duas etapas interdependentes: 
Etapa fotoquímica
Etapa bioquímica
Transformação da energia 
Solar em energia química
ATP e NADPH
Membranas internas 
dos cloroplastos
*
*
Anatomia da Folha
*
Os Cloroplastos
Organelas que se auto duplicam com genoma próprio; 
Diferenciam-se a partir de plastídeos das células meristemáticas 
	(em plantas superiores isto ocorre somente na presença de luz);
Organelas circundadas por uma dupla membrana, com sistema de membranas 
internas – tilacóides. 
Possuem três compartimentos distintos: o espaço intermembranar, 
				 o estroma (matriz) 
			 lúmem dos tilacóides.
*
Espaço intermembrana
Estroma
Tilacoides 
Granun
(plural: grana)
Lamela do estroma
Membrana interna
Membrana externa
Tilacoide
Lúmem 
 tilacoide
Lamela
 do estroma
Membranas: onde encontram-se
os pigmentos e ocorrem as 
reações fotoquimicas
Estroma: reações bioquimicas
associada a fixação de CO2
*
Conversão da luz em energia química
Luz característica tanto de onda quanto de partícula
Enquanto onda: apresenta um comprimento (ʎ), e uma frequência (v). 
Enquanto partícula apresenta-se na forma de fótons, onde cada fóton contém uma quantidade de energia armazenada, denominada quantum 
Os quantuns são emitidos em forma de pacotes de energia denominados quanta! 
*
Luz solar: chuva de fótons de diferentes frequências!
Nossos olhos são sensíveis a apenas uma pequena faixa!! 
*
Se luz visível corresponde a uma pequena faixa no espectro...(380-700nm) porque as plantas resolveram utilizar justamente essa faixa???
b) radiações de comprimento de onda menor do que 380 nm (ultravioleta) são muito energéticas e destroem a maioria das ligações químicas importantes em substâncias orgânicas, tais como as pontes de hidrogênio; 
c) radiações de comprimento de onda superior a 750 nm (infrevermelho) provocam um aumento excessivo de sua energia cinética, ou calor. 
Os seres vivos provavelmente se especializaram em utilizar esta banda espectral devido às seguintes razões: 
a maior quantidade de radiação que atinge a terra encontra-se dentro desta faixa; 
*
PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS
		CLOROFILAS E CAROTENÓIDES
São pigmentos que encontram-se densa e rigorosamente organizados nas membranas dos cloroplastos. 
Estão estruturadas de modo a otimizar a absorção de de luz e transferência de energia.
Nas plantas superiores são encontrados as
clorofilas a e b e as xantofilas.
Carotenos são encontrados nas membranas dos tilacoides, são denominados 
pigmentos acessórios, pois captam luz e 
a transfere para as clorofilas.
*
Ação fotoquímica e fotobiológica da luz obedece a dois princípios: 
 A luz só tem atividade fotoquimica se for absorvida ( Pricípio de Gotthaus-Draper)
 Um fóton pode excitar apenas um elétron (Lei da Equivalência Fotoquímica de 
Einstein-Stark). 
Espectro de absorção: 
quantidade de energia luminosa captada ou absorvida por uma molécula ou substância em função do comprimento de onda.
*
*
*
*
Uso da Radiação Solar
pelas Plantas
Taiz, L, Zeiger, E. Fisiologia Vegetal. ArtMed, 2004.
*
	A maioria dos pigmentos serve como uma antena (CA), coletando a luz e transferindo a energia, por ressonância induzida, para o centro de reação (CR), onde a reação fotoquímica ocorre. 
*
Processo de armazenamento fotossintético de energia se dá com a participação
		 de quatro complexos proteicos...
			fotossistema I (FSI)
			fotossistema II (FSII)
		 Complexo Citocromo b6f (Cit bf)
 	 Complexo ATP sintase
*
Fluxo fotossintético de elétrons representado em função do potencial redox
Fotossistema II
Fotossistema I
*
CEO
.
.
.
Plastoquinona
Plastocianina
.
.
.
.
.
.
.
.
Ferrodoxina
.
.
.
.
*
Cada transferência de elétron é acompanhada pela perda de energia, tornando o processo irreversível. 
Os elétrons do processo de oxidação da água são transferidos via PSII e PSI até a redução do NADP....mas e os prótons restantes da oxidação da água??
ATP
ou 
ATPase
*
ADP-3 + Pi-2 + H+ =========> ATP-4 + H2O
(+)
(-)
Potencial químico 
	 +
Potencial elétrico da membrana
	 =
Força motora de prótons
	(p)
*
Sistemas fotossintéticos construídos para absorver grandes quantidades de
energia luminosa e transformar em energia química....CONTUDO.... em nível
molecular o excesso de energia pode ser danoso.
*
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter10/
animations.html#