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Biologia Química da fotossíntese Definição ➢ Processo de conversão de energia luminosa em energia química, no qual o vegetal sintetiza substancias orgânicas a partir da agua, dióxido de carbono e luz Equação ➢ O fenômeno da fotossíntese pode ser expresso por uma equação LUZ 12H2O + 6CO2 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 CLOROFILA Estrutura folha ➢ O órgão da planta adaptado para a fotossíntese é a folha. As células dos parequemas clorofilianos são ricas em cloroplastos e, no interior destas estruturas, ocorre a transformação de energia luminosa em energia química. Estrutura cloroplasto Fases da fotossíntese ➢ A fotossíntese é separada em duas etapas são elas : • luminosa ou fotoquímica ▪ Ocorre na grana do cloroplasto • Química, escura ou enzimática ▪ Ocorre na matriz ou estroma do cloroplasto ➢ Etapa luminosa ou fotoquímica • Absorção de luz pelos pigmentos do cloroplasto, especialmente das clorofilas • Transformação de energia luminosa em energia química, que leva à formação de 2 compostos energéticos ❖ ATP: adenosina trifosfato • O ATP é uma substancia de alto conteúdo em energia. A energia fica acumulada nas ligações fosfatos (P). este composto é formado por uma base nitrogenada chamada adenina, um açúcar chamado pentose e três grupos fosfatos (PO4) • Quando ATP, por hidolise, transforma-se em ADP e fosfato, libera energia, utilizada pelo cloroplasto na síntese dos compostos ❖ NADPH2: nicotinamida adenina dinucleotideo fosfato reduzido Biologia Química da fotossíntese Processo fotos-forilação luz ADP + P ATP Clorofila • Reação da fase luminosa luz ADP + P ATP Clorofila luz 4H2O + 2NADP 2NADPH2 + 2H2O + O2 Clorofila ➢ Produtos da fase luminosa • ATP = Substancia energética • NADPH2 = substancia energética e agente redutor • O2 = liberado para a atmosfera ➢ Etapa escura, química ou enzimática • Utilização dos produtos da fase luminosa (ATP e NADPH2) • Absorção do dióxido de carbono (CO2) • Fixação do CO2 • Reprodução do CO2 e a consequente formação do carboidrato ou açúcar que pode ser representado pela formula mínima CH2O) Redução do CO2 CO2 + 2NADPH2 (CH2O) +2H2O + 2NADP ATP ADP + P • Nesta fase o desdobramento do ATP em ADP + P fornece energia utilizada para a síntese do açúcar Equação da fotossíntese ➢ Fase luminosa luz 4H2O + 2NADP (CH2O) +2H2O + 2NADP Clorofila luz ADP + P ATP Clorofila ➢ Fase escura CO2 + 2NADPH2 (CH2O) +2H2O + 2NADP luz ADP + P ATP Clorofila • Nas somas das reações apresentadas e realizando as simplificações, resulta a uma equação simplificada da fotossíntese 2H2O + CO2 (CH2O) +2H2O + O2 Anotação Biologia Química da fotossíntese Plantas C-4 • Essas plantas apresentam uma certa modificação na fotossíntese para adaptação a ambientes seco. Plantas C- 4 exibem modificações anatômicas e bioquímicas que permitem minimizar a falta de agua e maximizar e produção de açúcar. O resultado é que plantas C – 4 normalmente as C-3 murcham e morrem, As plantas C – 4 são gramíneas, como o milho, a cana-de- açúcar, capins entre outras plantas. • Nas plantas C-4, uma serie de etapas precede o ciclo de calvin que manda CO2 nas células das folhas que formam uma bainha em torno do feixe vascular. • O CO2 penetra nas células do mesofilo foliar e se combina com uma molécula de 3 carbonos, o fosfoenolopiruvato (PEP), formando uma molécula de 4 carbonos, o acido oxalacético (oxaceletato), origem do nome das plantas C- 4. • A enzima que catalisa essa reação é a PEP carbonoxilase. Essa enzima não reage com o oxigênio e é capaz de fixar o CO2 mais eficientemente. • A estrutura das folhas C-4 se difere das C-3, nas folhas C-4 a bainha do feixe fica abaixo das células do mesofilo ❖ As reações luminosas ocorrem nas células do mesofilo, enquanto as reações de escuro ocorrem nas células da bainha do feixe Estruturas plantas C-3 e C -4 Anotação Biologia Química da fotossíntese Plantas CAM ➢ São plantas também adaptadas às condições de seca, essas plantas mantem os estômatos fechados pelo dia e abrem apenas durante a noite. O CO2 que penetra durante a noite é armazenado sob forma de compostos orgânicos (melatos) ➢ Os melatos são armazenados nos vacúolos e durante o dia o CO2 é liberado e utilizado no ciclo calvin. Esse ciclo ocorre nas células da bainha do feixe e não nas células do mesofilo (parênquima clorofiliano). As plantas CAM utilizam a enzima PEP carboxilase e transforma-lo em acido málico ➢ Nas folhas C-3, todas as células clorofiladas tem acesso ao CO2, elas durante o dia, quando ocorrem as reações luminosas o CO2 é liberado deste composto orgânicos e transformado em açucares (cana de açúcar) Anotação Biologia Química da fotossíntese
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