Fotossíntese

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Fotossíntese 
↪A captura da energia solar por organismos 
fotossintéticos e sua conversão na energia química de 
compostos orgânicos reduzidos é a fonte elementar de 
quase toda a energia biológica da Terra; 
↪Os organismos fotossintéticos capturam a energia 
solar e formam ATP e NADPH, usados como fonte de 
energia para sintetizar carboidratos e outros compostos 
orgânicos a partir de CO2 e H2O. Simultaneamente, eles 
liberam O2 na atmosfera; 
↪Heterótrofos aeróbios (p. ex. humanos, assim como 
plantas durante períodos escuros) usam o O2 formado 
desse modo para degradar os produtos orgânicos ricos 
em energia da fotossíntese em CO2 e H2O, gerando 
ATP; 
↪O CO2 retorna à atmosfera, para ser usado 
novamente pelos organismos fotossintéticos. Assim, a 
energia solar fornece a força propulsora para a 
ciclagem contínua de CO2 e O2 na biosfera, fornecendo 
também os substratos reduzidos – combustíveis como 
a glicose – dos quais dependem os organismos não 
fotossintéticos; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
↪Possui ligação direta com a cadeira transportadora de 
elétrons e fosforilação oxidativa; 
 
 
 
↪A equação geral da fotossíntese em plantas 
descreve uma reação de oxidação-redução na qual 
H2O doa elétrons (como hidrogênio) para a redução de 
CO2 a carboidrato (CH2O): 
 
 
Características gerais da 
fotofosforilação 
↪A fotofosforilação difere da fosforilação oxidativa por 
requerer o acréscimo de energia na forma de luz para 
criar um bom doador de elétrons e um bom aceptor 
de elétrons; 
↪Na fotofosforilação, os elétrons fluem por uma série 
de carregadores ligados a membranas, incluindo 
citocromos, quinonas e proteínas ferro-enxofre, 
enquanto prótons são bombeados através de uma 
membrana para criar um potencial eletroquímico; 
↪A transferência de elétrons e o bombeamento de 
prótons são catalisados por complexos de membrana 
análogos em estrutura e função ao complexo III das 
mitocôndrias; 
↪O potencial eletroquímico que eles produzem é a 
força propulsora para a síntese de ATP a partir de ADP 
e Pi , catalisada por um complexo de ATP-sintase ligado 
à membrana, muito similar àquele de mitocôndrias e 
bactérias; 
↪A fotossíntese em plantas engloba dois processos: as 
reações dependentes de luz, ou reações luminosas, que 
ocorrem apenas quando as plantas são iluminadas, e as 
reações de assimilação de carbono (ou reações de 
fixação de carbono); 
 
 
 
Fotossíntese 
↪Nas reações luminosas, a clorofila e outros pigmentos 
de células fotossintéticas absorvem energia luminosa e a 
conservam como ATP e NADPH; simultaneamente, O2 
é liberado; 
↪Nas reações de assimilação de carbono, ATP e 
NADPH são usados para reduzir CO2 para formar 
trioses-fosfato, amido e sacarose e outros produtos 
deles derivados. 
Fotossíntese em plantas ocorre nos 
cloroplastos 
↪Em células eucarióticas fotossintéticas, tanto as 
reações dependentes de luz quanto as de assimilação 
de carbono ocorrem nos cloroplastos, organelas 
intracelulares variáveis em forma e geralmente com 
poucos micrômetros de diâmetro; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
↪Da mesma forma que as mitocôndrias, eles são 
circundados por duas membranas, uma membrana 
externa, permeável a pequenas moléculas e íons, e 
uma membrana interna, que delimita o compartimento 
interno; 
↪Esse compartimento contém muitas vesículas ou 
sacos achatados, circundados por membranas, os 
tilacoides, comumente arranjados em pilhas chamadas 
de grana; 
↪Embebidos nas membranas tilacoides (comumente 
chamadas de lamelas) estão os pigmetos fotossintéticos 
e os complexos enzimáticos que realizam as reações 
luminosas e a síntese de ATP; 
↪O estroma (a fase aquosa delimitada pela membrana 
interna) contém a maioria das enzimas necessárias para 
as reações de assimilação de carbono. 
Reação Luminosa 
↪Chamada fase clara, fase luminosa ou fase 
fotoquímica; 
↪Usar a energia luminosa para quebrar a molécula de 
água (fotólise); 
↪Promover influxo de prótons H+ do estroma para o 
interior dos tilacóides; 
Membrana externa: formada por porinas, 
permite a passagem de íons e pequenas 
moléculas. 
Membrana interna: possui seletividade à 
moléculas e apresenta interligação com os 
tilacóides. 
Estroma: consiste no espaço fluído rico em 
enzimas da “fase escura” da fotossíntese. 
Membrana do tilacóide: contém os 
cromóforos da fotossíntese, para a fase de 
luz.. Na qual a fixação da energia é feita 
através dos pigmentos cromófors: clorofilas, 
B-caroteno, ficoeritrina, ficocianina. 
↪Produzir NADPH e ATP para ser utilizado nas reações 
de fixação de carbono; 
↪Na fase clara, existem dois tipos de fotossistemas, 
cada um com uma média de 300 moléculas de clorofila: 
 fotossistema I: conta com centro de reação 
P700, absorvendo preferencialmente a luz de 
comprimento de onda de 700nm; 
 fotossistema II: conta com centro de reação 
P680, absorvendo preferencialmente a luz de 
comprimento de onda de 680nm. 
↪Esses dois fotossistemas atuam de forma 
independente, mas complementar, estando ligados por 
uma cadeia transportadora de elétrons; 
↪Nessa fase, ocorrem dois processos muito 
importantes: a fotofosforilação e a fotólise da água. 
 
↪O processo de fotofosforilação consiste basicamente 
na adição de um P (Fósforo) ao ADP (Adenosina 
difosfato), o que resulta na formação de ATP; 
↪Ao ser capturado pelas moléculas antenas dos 
fotossistemas, a energia de um fóton de luz é 
transferida para os centros de reação, onde está 
localizada a clorofila; 
↪Ao atingir a clorofila, ela se torna energizada e libera 
elétrons, que passam por diferentes aceptores, 
formando, juntamente com H2O, ATP e NADPH. 
Existem dois tipos de fotofosforilação: 
 fotofosforilação acíclica: os elétrons liberados 
pela clorofila não retornam para ela, indo para o 
outro fotossistema. Ele produz ATP e NADPH. 
 fotofosforilação cíclica: os elétrons liberados 
pela clorofila retornam para ela. Esse processo 
produz apenas ATP. 
 
Fotólise da água: 
↪A fotólise da água é o processo de quebra da 
molécula de água por meio do uso da energia solar; 
↪Esse processo é responsável pela substituição dos 
elétrons perdidos pela clorofila no fotossistema II e 
também por produzir o oxigênio que respiramos; 
↪A equação geral da fotólise, também conhecida 
como reação de Hill, é descrita da seguinte maneira: 
↪Dessa forma, a molécula de água é a doadora final 
dos elétrons. 
Etapas: 
↪A luz excita o fotossistema II (680 nm) e promove a 
fotólise da água, com liberação de O2 e H+; 
↪PQH2 encaminha os elétrons para o citocromo bf, 
resultando no influxo de H+ para o interior do tilacóide; 
↪Plastocianina tranfere os elétrons para o fotossistema 
II (700 nm), com produção de NADPH; 
↪O gradiente de H+ é usado para movimentar o 
complexo ATP síntase. 
Fotofosforilação: 
https://www.stoodi.com.br/blog/2018/08/27/oxigenio/
Ciclo de Calvin: 
↪Utilizar o CO2 para o processo de fixação de C na 
forma de biomoléculas diversas; 
↪O processo de fixação consome o NADPH e o ATP 
produzidos nas reações lumínicas; 
↪Durante o período noturno quando não há o 
funcionamento das reações lumínicas, a planta passa a 
consumir o O2 produzindo energia (ATP) e água; 
 
 
 
 
↪Esta fase envolve a participação da enzima Ribulose 
1,5-difosfato carboxilase/oxigenase (rubisco); 
↪Esta enzima encontra-se em alta concentração no 
estroma do cloroplasto. Ela é responsável pela fixação 
de carbono.