Fotossíntese e Respiração

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Fotossíntese e Respiração
Fotossíntese x Respiração
Fotossíntese
Bactérias 
vermelhas 
sulfurosascianobactérias
Plantas verdes
Histórico
• Aristóteles: plantas obtém alimento diretamente do solo
• Jan B. van Helmont (1577-1644): 1a evidência de que não 
só o solo alimenta...
– Experimento com salgueiro por 5 anos anos, plantado 
em vaso e só “alimentado” com água. Ganhou quase 
75kg, enquanto o solo perdeu apenas 57 gramas.
– Conclui que “só a água é que alimenta a planta...”
Final do século 18 : pastor/cientista inglês J. Priestley: 
restaura o ar da queima de uma vela com uma planta.
Histórico
• Jan Ingenhousz, médico holandez, em 1796: sugere que o 
CO2 é quebrado na fotossíntese para produzir carbono e 
oxigênio.
CO2 + 2H2O (CH2O) + O2
Início da década de 1930, Van Niel: estudando bactérias 
vermelhas fotossintéticas põe em dúvida essa teoria:
CO2 + 2H2S (CH2O) + H2O + 2S
luz
luz
Equação genérica para a 
fotossíntese
CO2 + 2H2A (CH2O) + H2O + 2A
Algas e plantas verdes 2H2A = água,
Ou seja, a água é a fonte de oxigênio da fotossíntese!
Proposta do início de 1930, 
Comprovada mais tarde usando H218O para determinar o 
caminho percorrido pelo oxigênio da água
luz
FOTOSSÍNTESE
Caminho pelo qual a ENERGIA penetra na biosfera
Responsáveis: plantas, algas superiores e 
cianobactérias
Depende da luz visível!!
- grande parte da luz que chega a terra está “no visível”
- Só os λ no visível excitam a clorofila
Natureza e 
Propriedades 
da Luz
Luz azul
450nm
660nm
Comprimento de onda (nm)
Luz vermelha
Por que a luz visível foi “escolhida”?
Fenômenos que dependem dessa luz:
• Visão
• Fototropismo
• Fotoperiodismo
• Fotossíntese
PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS
- clorofilas, carotenóides e ficobilinas
(clorofilas b, c e d; carotenóides e ficobilinas são pigmentos 
acessórios)
• diferentes pigmentos absorvem os diversos λ
A clorofila absorve em que faixa ? 
região do vermelho, violeta e azul do espectro
Onde se localiza ?
nas membranas dos tilacóides
Comprimento de onda (nm)
carotenóides
ficocianina
ficoeritrina
A
bs
or
bâ
nc
ia
Cauda hidrofóbica
Anel porfirínico
Na clorofila b, há uma 
substituição aqui por CHO
clorofila a
cutícula
epiderme
mesófilo
mesófilo
estômato
Xilema e 
floemma
Corte 
transversal
cloroplasto
vacúolo
Membrana 
externa
Membrana 
interna
Espaço intermembrana
Membrana do 
tilacóide
estromaFolha
Epiderme superior
Epiderme inferior
Cloroplasto
Granum
lúmen do 
tilacóide
Fotossíntese
Os vegetais utilizam ENERGIA LUMINOSA para 
produzir AÇÚCAR
6CO2 + 12H2O ⇒ C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Mas como ocorre?
Etapas da Fotossíntese
(1) Reações Luminosas
(2) Reações de Carboxilação
A captação da Energia da LUZ
luzFeita pelos 
FOTOSSISTEMAS I e II
• De 250 a 400 moléculas de pigmentos 
+ aceptores de e- organizados em cada 
fotossistema;
Dentro dos fotossistemas, as moléculas de 
clorofila estão ligadas à proteínas;
• Fotossistema I ⇒ P700
• Fotossistema II⇒ P680
estroma
Lamela do 
estroma
Lamela do 
grana
Fotossistema I
Fotossistema II
ATP sintase
Complexo 
citocromo bf
lúmen
Fotossistema I
fotofosforilação
ATP
PSI
PSII
Fotólise da água
plastocianina
plastoquinona
ferredoxina
Um gradiente eletroquímico 
é formado e gera ATP
NADP 
redutaseFotossistema II
Fotossistema I
Direção do fluxo de elétrons
Po
te
nc
i a
l r
ed
ox
 ( m
V
)
Luz
Luz
Fo
to
fo
sf
or
ila
çã
o
A fotofosforilação pela ATPsintase
estroma
lúmen
Fotofosforilação cíclica
Fotossistema I Cadeia redox
ADP + Pi
fótons
(1) Reações Luminosas
a. Clorofila absorve luz ⇒ fluxo de elétrons
b. Parte da E desses e - é transformada em E química (ATP)
c. Parte da E luminosa é usada para a fotólise da água, 
liberando O2
d. H da H2O combina-se com NADP+ ⇒ NADPH + H+
Assim: E elétrica⇒ E química
(2) Reações de Carboxilação
• Fixação do CO2 (no estroma) através do 
ciclo de Calvin produzindo glicose
(ATP e NADPH não podem ser armazenados...)
• Utiliza produtos da fase luminosa
O ciclo de Calvin
2 3-fosfoglicerato (3C)
1,3 bifosfoglicerato
Gliceraldeído 
3 -fosfato
Sacarose 
ou 
amido
Redução
Ribulose 1,5-
bifosfato (5C)
Carboxilação
Regeneração
(RUBISCO)transporte
reserva
Cél. do mesófilo
Bainha do feixe
Tecido vascular
estômato
Cél. do mesófilo
Bainha 
do feixe
açúcar
Tecido 
vascular
ar
Plantas C4
Precisam de 5 ATPs para cada CO2
fixado, contra 3 das C3, mas
A fotorrespiração em plantas C4 é quase 
ausente, enquanto nas C3 pode chegar a 
consumir até a 50% do C fixado...
Noite
Dia
Dia açúcares
Ciclo de
Calvin
piruvato
Noite
crassulácea
CAM; metabolismo ácido crassuláceo
Fotossíntese x Respiração
• Fotossíntese (F): processo anabólico e endotérmico
• Respiração (R): processo catabólico e exotérmico
Durante o dia: plantas respiram e fotossintetizam, 
a noite só respiram...
A planta cresce se a F é > R.
A intensidade de F tem limite?
Fotossíntese x Respiração
Intensidade 
luminosa
Taxa
fotossíntese
respiração
Ponto de 
compensação fótico