Fotossíntese: Produção de Alimentos

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FOTOSSÍNTESE
PRODUÇÃO DE ALIMENTO DAS PLANTAS A PARTIR DA LUZ
DEFINIÇÃO
Sempre ocorre em folhas maduras, pois, nas velhas a
fotossíntese está diminuindo visto que se aproxima da
senescência foliar; e para ocorrer nas jovens precisam
rer atingido um limbo foliar suficiente (cerca de 30% da
área)
É a conversão de energia luminosa em energia química.
Ocorrem reações de
oxirredução nas quais
a água é oxidada e o
CO2 é reduzido,
liberando O2 como
subproduto com
formação de
carboidratos. POR QUE A AMAZÔNIA NÃO É O
PULMÃO DO MUNDO?
Tem relação com o metabolismo das plantas, classificando as ALGAS como maiores
liberadoras de O2 na atmosfera. As plantas consomem mais O2 devido ao tamanho
delas, já algas e fitoplânctons não necessitam de uma grande quantidade assim como
as cianobactérias.
https://maestrovirtuale.com/wp-content/uploads/2019/10/648px-Cloroplasto.svg_-1.jpg
CLOROPLASTO
Organela responsável
pela fotossíntese.
- parte fluída = estroma
- cada membrana é
chamada de tilacóide
onde encontra-se os
pigmentos que
absorvem a energia
luminosa.
ESTRUTURAS E FUNÇÕES
Um conjunto de tilacóides é chamado de GRANUM e o conjunto de granos são
chamados de GRANA
LAMELA ESTROMAL liga um tilacóide a outro.
O AMIDO é o principal carboidrato da planta, sendo que é sintetizado e
armazenado nos cloroplastos, característica que classifica o vegetal no reino
Plantae
No ESTROMA ocorrem reações de carboxilação e a fixação de O2; produção de
carboidratos e gasto de ATP e NADPH. (durante a noite a planta acumula CO2 mas
não produz carboidratos)
As reações que ocorrem no tilacóide produzem ATP, NADPH e O2.
@sam.soaresp
Samara Soares
A radiação é a energia que se propaga na forma de ondas eletromagnéticas, sem a
necessidade de um meio de propagação. É gerada a partir da oscilação de cargas
elétricas.
CARACTERÍSTICAS DE PARTÍCULAS E ONDA
A luz como partícula causa efeito fotoelétrico (fótons).
ESQUEMA
CLOROPLASTO TILACÓIDE
PRODUZ
ATP E
NADPH
 REAÇÕES DE
CARBOXILAÇÃO
PRODUZ O2
QUE VAI PARA
O MEIO
AMBIENTE
ABSORVE CO2
ESTROMA
PRODUÇÃO
DE C6H12O6
E H2O
HÁ GASTO
DE ATP E
NADPH
PRODUÇÃO DE ADP E NADP QUE VAI
PARA AS REAÇÕES LUMINOSAS NO
TILACÓIDE
REAÇÕES LUMINOSAS
ocorre
excitação
(incidência de
luz)
os elétrons
passam para
níveis
energéticos +
altos
ocorre
ionização (saída
do elétron da
molécula
excitada)
@sam.soaresp
Samara Soares
A energia que chega a superfície terrestre é chamada de luz visível, corresponde a luz que
visualizamos (arco-íris = a luz atravessa uma partícula de H2O dissipando a energia. Cada
cor representa uma onda diferente).
Estudos recentes comprovaram maior produção de fotossíntese nos comprimentos de
onda azul e vermelho, onde há maior absorção de luz.
A luz visível corresponde a 44%
Comprimentos de onda inferiores a 400 μm a energia é muito alta; quanto menor o
comprimento de onda maior a energia e vice-versa
Não há fotossíntese em comprimento de onda maior que 700μm, a energia é muito baixa
correspondendo a 52%.
ESQUEMA
São sistemas de captação de luz que absorve e transfere energia luminosa.
Corresponde a um conjunto de pigmentos associados à polipeptídios no tilacóide dos
cloroplastos.
G
ra
di
en
te
 d
e 
en
er
gi
a
alto
baixo P680
A clorofila tem uma cauda que prende na membrana
do tilacóide.
Os carotenóides só aparecem visualmente quando a
clorofila some, na deficiência de N causando clorose
por exemplo.
Carotenóides são moléculas de hidrocarbonetos
com duplas ligações, retiram o excesso de energia
de clorofilas excitadas e dissipam como calor.
Fazem a proteção da fotoinibição.
O comprimento de onda azul recebe tanta energia que se torna
instável, a clorofila não consegue absorver essa energia.
Forma de calor
Fluorescência : dissipação de calor
Ressonância indutiva: transferência dos elétrons
ENERGIA DE EXCITAÇÃO
Pode ser dissipada de 4 formas: 
Formação de radicais livres
Formação de espécies reativas de O2, extremamente
tóxicas para o metabolismo da planta como por
exemplo, superóxidos, oxigênio singleto, peróxido de
H, entre outros.
O que pode causar a energia em excesso?
PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS
Pigmentos
fotossintéticos
são moléculas
que absorvem luz
em comprimentos
de ondas
diferentes.
@sam.soaresp
Samara Soares
As clorofilas
A e B são as
mais
importantes
para a planta.
A primeira linha de
defesa das plantas,
na intensidade de
fótons, é dissipar a
energia na forma de
calor, a segunda é o
sistema de
inativação.
FOTOSSISTEMAS
Luz
Caroteneóides
Clorofila B
Clorofila A
Centro de reação
Complexo
 Antena
O complexo antena é responsável
pela absorção e transferência da
energia até os centros de reação.
O centro de reação é um
complexo constituído de
moléculas responsáveis pelo
efeito fotoelétrico (saída de
elétrons)
FEOFITINA PLASTOQUINONA FERRIDOXINA
P680
CITROCOMO BF
FSII
2 e-
O2
4H+
FOSFORILAÇÃO
 ACÍCLICAalguns
nutrientes
auxiliam na
oxidação
luz P700
Os complexos recebem a luz e direcionam para o centro de reação onde ocorrem todas as
reações fotoquímicas.
Os carotenóides recebem toda a energia e a dissipam em forma de calor, transferindo os
elétrons para clorofila B e A e no centro de reação começa o fotossistema 2.
Fotossistema I e II são sistemas de captação de luz onde serão formados o ATP, NADPH e
O2.
Essa diferença de H+ gera um
gradiente eletroquímico que ativa a
enzima ATP sintase que catalisa a
reação do ADP+ fósforo orgânico
gerando ATP (diferença de PH)
@sam.soaresp
Samara Soares
ESQUEMA
FLAVIPROTEÍNA
NADPH + H+
NADPH
AGENTE REDUTOR
PLASTOCIANINA
ADP + Pi = ATP
ATP SINTASE
FOSFORILAÇÃO
 CÍCLICA
FSI
2H2O
Vai para a fosforilação
1º produto das reações luminosas
aceptores de elétrons
4H+
em condições de estresse
hídrico/luminoso
Tudo ocorre no lúmen do
estroma dos tilacóides
nos cloroplastos
A formação do ATP na fotossíntese é gerada por uma teoria quimiosmótica.
Se a energia vier da luz é a fotofosforilação; se vier da degradação de moléculas orgânicas
é a fosforilação oxidativa.
Quando ocorre o estresse luminoso, não há fotossíntese e a planta já havia produzido ATP e
NADPH para reduzir o CO2, porém, o estomato esta fechado e o CO2 não entra, não há
fotossíntese.
Sobra O2 e a planta direciona o NADPH e os elétrons para reagir com o O2 e formar
espécies reativas de O2, extremamente tóxicas. Portanto a planta opta por usar o NADPH
para formar + ATP (Esta acoplada somente a formação de ATP)
Alguns herbicidas bloqueiam o fluxo
fotossintético de elétrons, pois,
interferem na transferência de elétron
impedindo a fotossíntese.
REAÇÕES DE CARBOXILAÇÃO
Corresponde a fixação de CO2, síntese de carboidratos que acontece no estroma utilizando
o que foi produzido nas reações luminosas.
Porque as plantas têm metabolismos diferentes para a fixação de CO2?
Existem 3 mecanismos - via C3, C4 e CAM
As plantas são geneticamente, morfologicamente e ambientalmente diferentes.
PLANTAS C3 Toda e qualquer
planta só reduz
o carbono
através do ciclo
de Calvin
C - C - C - C - C 
(Ribulose 1,5 bifosfato)
substrato
Catalisa CO2
Ribulose bifosfato
carboxilase oxigenase
(enzima)
Rubisco no popular
6C composto instável
é quebrado originando
1ºcarboxilação fixação
do O2
3C e 3C
Ácido fosfoglicérico
(PGA) estável
daí o nome C3
Passa por várias
reduções com gasto
de energia
ATP
NADPH
Gliceraldeído 3 fosfato
precursor da formação
de amido e sacarose
(principais
carboidratos de
reserva na planta)
armazenando-os e
utilizando em seu
crescimento
sacarose =
armazena no
citoplasma
amido=
armazena no
cloroplasto
ATP
Regenera o substrato
ribulose 1,5 bifosfato
(volta ao composto
inicial)
2º Redução
3º Regeneração
Quando o rubisco atua
como oxigenase se
combina com O2 e
produz 1 fosfoglicerato
e 1 fosfoglicolato
(inútil) consumindo ATP
e levando a perda de 1
molécula de CO2 (1°
desvantagem das
plantas C3)
Grande maioria das C3
são eudicotiledôneas
@sam.soaresp
Samara Soares
H2O2
TÓXICO PARA AS
PLANTAS
CATALASE QUEBRA E
LIBERA H2O E O.
TRANSPORTADA
PARA ASMITOCÔNDRIAS
Fotorrespiração não é
prejudicial à planta,
pois, forma AA e libera
íon NH3 e dissipa
excesso de energia
quando a planta
encontra-se sob
condição de estresse
hídrico ou luminoso
(funções)
@sam.soaresp
Samara Soares
FOSFORILAÇÃO NAS C3
5C
ÁCIDO 3-
FOSFOGLICOLATO
ÁCIDO 3-
FOSFOGLICÉRICO
(CICLO ANTERIOR)
TRANSPORTADO COMO
ÁCIDO GLICÓLICO PARA
OS PEROXISSOMOS
CONVERTIDO A GLICINA
(AA)
CO2 (DESVANTAGEM)
CONVERTIDA EM
SERINA (AA)
TRANSPORTADA
PARA
PEROXOMOS
CONVERTIDA EM
GLICERATO
CONVERTIDO EM ÁCIDO
FOSFOGLICÉRICO
(CLOROPLASTOS)
CICLO DE CALVIN
Os dois ciclos são
coexistentes, o que
define a atividade de cada
um é o pool de CO2 e O2.
rubisco oxigenase
@sam.soaresp
Samara Soares
PLANTAS C4
Corresponde mais as plantas monocotiledôneas
Acredita-se que esse mecanismo foi uma evolução para as condições ambientais
Estômato parcialmente fechado
Possuem anatomia KRANZ (têm uma bainha vascular sob os feixes vasculares xilema e
floema)
mesófilo Fosfenolpiruvato
C-C-C
PEPcarboxilase (HCO3-)
Recebe CO2
4C
oxalacetato
daí o nome C4
MalatoTransportado para
bainha
libera CO2
que vai para o ciclo de
calvin
piruvato
Bainha
Regenera
fosfenolpiruvato
Aspartato
inútil
Mecanismos de concentração de CO2 aumentam a eficiência de assimilação do CO2 pela
diminuição da fotorespiração.
Enzima responsável pela assimilação do carbono: Fosfenol - piruvato carboxilase (PEP
case)
O processo necessita de células do mesófilo foliar e da bainha para fixação do CO2.
PLANTAS CAM
Ocorre no estroma do cloroplasto
Cutículas grossas, grandes vacúolos, estômatos com pequenas aberturas
CAM= metabolismo ácido das crassuláceas
Existe mecanismo CAM obrigatório e facultativo
Para não perder água, durante o dia, seus estômatos são fechados e não entra CO2.
@sam.soaresp
Samara Soares
NOITE
FOSFOENOL
PIRUVATO CASE
C-C-C
4C
OXALACETATO
MALATO (NO
CITOPLASMA É
TÓXICO)
Convertido em
ácido málico e
armazenado no
vacúolo
Convertido a malato
transportado para
citoplasma
CO2 que vai para o
ciclo de calvin
piruvato
DIAentra no
metabolismo para
formar amido
Regenera 3C
ou
Diferenças entre C4 e
CAM
 
C4= utiliza 2 células,
processos separados
por espaço
 
CAM= processos
separados por dia e
noite
Síntese de amido
nos cloroplastos
 
Síntese de sacarose
no citoplasma
Destino dos produtos
da fotossíntese
 
FATORES QUE AFETAM A
FOTOSSÍNTESE
Concentrações de CO2 = baixas concentrações são prejudiciais para plantas C3
Intensidade luminosa = quando sobe também sobe a taca fotossintética
Temperatura = 35°C ocorre aumento da taxa fotossintética, acima disso tem o
fechamento dos estômatos
Concentrações de O2
Influência da H2O
Influência dos nutrientes minerais
Regulação genética
Idade da folha