Fotossíntese: Processo de Transformação de Energia

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1 Bioquímica 
Fotossíntese 
 
Seres heterótrofos 
Não conseguem transformar energia. 
Logo precisam adquirir substratos que liberem 
energia quando são quebrados. 
 
Seres Autótrofos 
São capazes de transformar energia. 
Autótrofos fotossintetizantes: são capazes de 
transformar energia luminosa em energia química. 
 
Fotossíntese 
Usa o C do CO2 para produzir MO, usando a luz 
como fonte de energia. 
 
 
Todo o processo é dividido em duas etapas: 
Fase clara ou etapa fotoquímica 
Fase escura ou etapa química 
 
Obs: a Fase escura não necessita de ativação 
luminosa para acontecer, mas utiliza os produtos 
provenientes da fase clara. 
 
Ambos processos ocorrem nos 
cloroplastos 
1.Etapa Fotoquímica: Aproveitamento da Luz; 
originando ATP, NADPH e O2 
• A célula usa a energia da Luz para produzir ATP 
ATP irá fornecer energia para a Etapa Química 
• Obtenção de H2O 
Da H2O serão retirados H e elétrons 
H e elétrons serão passados para moléculas de 
NADP para formar NADPH 
• Ocorre dentro do Cloroplasto 
 
 
2.Etapa Química: Utilização do C do CO2 para 
produção de MO; que ocorrem tanto na luz como 
no escuro; usando ATP, NADPH e CO2 
• Retorna ADP e NADP para a Etapa Fotoquímica 
• Produz MO à base de C fixado do CO2 
 
 
 
 
2 Bioquímica 
Cloroplasto 
Organela presente nos seres autótrofos 
fotossintetizantes onde encontramos a clorofila. 
Clorofila: pigmento necessário para a realização da 
fotossíntese. 
Molécula feita de uma cauda de hidrocarboneto 
com uma estrutura em anel com um átomo de Mg. 
 
A Clorofila não trabalha sozinha 
• Ela se reúne na membrana da tilacóide com 
uma série de pigmentos 
• Esse conjunto de pigmentos forma o Complexo 
da Antena 
• Complexo da Antena faz parte do Fotossistema 
 
Fotossistema 
Conjunto de pigmentos na membrana da tilacóide, 
reunido com outras proteínas. 
Local onde ocorre a conversão da energia luminosa 
em energia química. 
Como ocorre? 
• Nos pigmentos: a energia luminosa é usada 
para excitar os elétrons da quebra da H2O. 
• Com o aumento do nível de energia dos elétrons 
ocorre a passagem da energia luminosa para 
energia química. 
 
 
Qual a vantagem de ter vários pigmentos? 
• Cada um deles absorve luz em um comprimento 
de onda diferente. 
Aumenta o aproveitamento de energia 
luminosa. 
• Na presença de luz: 
Os elétrons desses pigmentos são excitados, 
aumentando o nível de energia desses elétrons. 
 
 
 
• Os elétrons são transportados para os 
pigmentos seguintes. 
Seguem até o par de Clorofilas A 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 Bioquímica 
Par de Clorofilas A 
 
• Onde se concretiza a conversão de energia 
luminosa em energia química. 
 
As clorofilas A que passarão os elétrons para as 
próximas reações que caracterizam a etapa 
fotoquímica. 
 
A etapa Fotoquímica ocorre na Tilacóide. 
Os pigmentos fotossintetizantes estão na 
membrana da Tilacóide. 
Esses pigmentos excitam seus elétrons na presença 
de luz. 
Os pigmentos trabalham reunidos no complexo da 
antena. 
O complexo da antena faz parte do fotossistema. 
 
Quando a luz atinge o complexo da antena: 
Os elétrons ficam energizados e passam de um 
pigmento para o outro até chegar ao par de 
Clorofilas A, que está no centro da reação. 
 
Detalhando a Etapa Fotoquímica: 
Envolve a participação de 2 Fotossistemas 
Fotossistema 2 (P680): Absorve luz num 
comprimento de onda máximo de 680 nm. 
Fotossistema 1 (P700): Absorve luz num 
comprimento de onda máximo de 700 nm. 
F2 --------- F1 
Aumento do nível de energia 
 
 
 
 
A luz atinge os pigmentos do C. Antena do F2 
Ocorre a excitação dos elétrons 
 
 
O nível de energia dos elétrons aumenta 
Os elétrons são levados até o par de Clorofilas A 
 
 
A Clorofila A irá transferir esse elétron para as 
proteínas da CTE. 
Essas proteínas irão levar esses elétrons até o F1. 
 
 
4 Bioquímica 
Do F2 à F1, o elétron perde energia 
Essa energia é usada para produzir ATP 
 
 
A luz volta a excitar o elétron no F1. 
O elétron fica energizado sendo transferido para a 
enzima NADP redutase. 
 
 
A NADP redutase catalisa a união desse elétron ao 
NADP + H+ 
Produzindo NADPH, que carrega o elétron rico em 
energia. 
 
 
 
 
Atenção! 
• O F2 perdeu elétron. 
Mas o F2 não pode perder elétron 
continuamente. 
• Deve existir uma forma de repor o elétron 
perdido no F2. 
O elétron será resposto por uma molécula de 
H2O. 
• A quebra da H2O libera elétron, H+ e O2 
Esse elétron repõe o elétron perdido pelo F2 
 
 
 
Esse processo todo é chamado de Fotofosforilação 
Acíclica. 
 
Fosforilação: 1 fosfato foi ligado a 1 molécula 
1 P se ligou ao ADP à ATP 
 
Fotofosforilação: A energia para fosforilação 
veio da luz 
 
Acíclica: Porque o elétron sai do F2 e não retorna 
Ele tem que ser reposto pela H2O 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 Bioquímica 
ETAPA FOTOQUÍMICA 
 
 
 
A luz excita o elétron no F2 
Para repor a perda 1 molécula de 
H2O é quebrada 
A H2O libera o elétron para repor a perda no F2, 
O2 e 2 H+ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O elétron energizado será levado até o F1 
O elétron fornece energia para bombear 1 H+ para 
dentro da tilacóide 
 
 
O elétron chega no F1 e volta a ser energizado pela 
luz 
O elétron é levado até a enzima NADP redutase 
 
 
 
 
 
6 Bioquímica 
A NADP redutase irá usar esse elétron energizado 
para produzir NADPH 
Os H + foram bombeados para dentro da tilacóide 
para haver um acúmulo de H +, forçando a saída 
dos H + pela ATP sintase 
 
 
Quando o H + passa pela ATP sintase, é produzido 
ATP 
Portanto na etapa fotoquímica é liberado O2 e 
produzido NADPH e ATP 
 
 
Atenção! 
A Etapa Química irá consumir esse ATP e NADPH 
Só que ela consome uma quantidade maior de ATP 
Para produzir mais ATP existe a Fotofosforilação 
Cíclica 
 
 
 
Fotofosforilação Cíclica 
Só existe a participação do F1 
 
 
A luz excita o elétron 
O elétron é energizado 
O elétron volta para F1 pela CTE 
 
 
Quando o elétron passa pela CTE ele bombeia H+ 
que será usado para produzir ATP 
Só é produzido ATP 
Não ocorre liberação de O2 pois não existe quebra 
da H2O 
 
 
7 Bioquímica 
 
 
 
Etapa Química 
Ocorre no estroma 
Espaço dentro do Cloroplasto 
Ocorre uma sequência de reações 
Ciclo de Calvin – Benson 
 
Ciclo de Calvin - Benson 
Inicia com 3 moléculas de CO2 
Os 3CO2 serão unidos a 3 moléculas de Ribulose 
1,5-bifosfato 
Catalisada pela enzima Ribulose Bifosfato 
Carboxilase Oxigenase (Rubisco) 
 
 
 
 
Rubisco 
É a enzima mais abundante no planeta 
Importante pois organifica o C do CO2 
Converte o C que é inorgânico em uma substância 
orgânica 
3-fosfoglicerato 
Quando a Rubisco une o CO2 a molécula de 
Ribulose 1,5-bifosfato é formado uma molécula de 
3-fosfoglicerato 
 
 
O ciclo segue consumindo 6 ATP e 6 NADPH 
O ciclo libera uma molécula de Gliceraldeído 3-P 
 
 
Gliceraldeído 3-P tem 3C 
No ciclo de Calvin entram 3C pobres em energia e 
inorgânicos 
Do ciclo saem 3 moléculas de C no gliceraldeído 3-
P que é orgânico e rico em energia 
 
 
8 Bioquímica 
No final do ciclo ocorre, ainda, o consumo de 3 ATP 
Portanto, o ciclo consome 9 ATP (Fotofosforilação 
Cíclica e Acíclica) e 6 NAPH (Fotofosforilação 
Acíclica) 
 
 
Biossíntese do Amido e Sacarose 
Amido: Ocorre no Cloroplasto 
Semelhante a glicogênese 
 
Sacarose: Ocorre no Citosol 
Semelhante a gliconeogênese 
Substrato: Gliceraldeído 3-P 
Glicose + Frutose 
 
Fatores que influenciam a Fotossíntese 
CO2: quanto menor a taxa na atmosférica, menor 
a velocidade da fotossíntese. Muito gás carbônico 
satura a planta. 
Temperatura: a velocidade máxima da 
fotossíntese é com temperatura entre 30oC e 40oC. 
A temperatura baixa, deixa as enzimas pouco 
ativadas. Muito alta, anula seu efeito. 
Luz: as luzes azuis e vermelho são mais 
absorvidas. O verde e amarelo são menos 
absorvidos. Muita luz,satura a planta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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