Fotossíntese. Captação de energia luminosa. MsC Elwi Machado Sierra

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1 Captação de energia luminosa MsC Elwi Machado Sierra

2 s Etapa luminosa Resumo Etapa de assimilação Ciclo do Calvin Benson Bassham Fotorrespiração (C2) Mecanismos de assimilação de C CO2 CO2 CO2

3 Captação da energia solar e sua conversão em energia química Energia solar NADPH + ATP Compostos orgânicos reduzidos Todos os organismos fotossintetizantes são autotróficos, mas nem todos os autotróficos são fotossintetizantes.

4 Ocorre em uma grande variedade de organismos Plantas Algas Cianobactérias

5 Etapas Fotossíntese A fotossíntese (que ocorre nos cloroplastos) tem duas fases: 1. Luminosa: a Luz é transformada em energia química (NADPH e ATP) com liberação de oxigênio 2. Assimilação: a energia química é utilizada para a síntese do carboidrato

6 Fase Luminosa Fotossíntese

7

8 Os produtos da fotossíntese e sua dependência da luz

9 Os produtos da fotossíntese e sua dependência da luz Coloração com lugol

10 Cloroplasto Organela presente nas plantas e outros organismos fotossintetizadores. Duas membranas lipoprotéicas: Membrana externa: lisa, permeável a íons e pequenas moléculas. Membrana interna: é composta por várias dobras (vesículas) formando os tilacoides, grana e as lamelas, envolvidos por uma porção aquosa, estroma.

11 Características gerais pigmentos Os fotossintetizadores encontrase nos tilacóides, onde ocorre a absorção da energia luminosa. O conjunto de tilacóides cham-se granum, sendo o plural, grana. Membrana externa No estroma estão as enzimas das reações de assimilação de carbono Tilacóide Granum Cloroplasto DNA Estroma

12 Antes de falar de Fotossínteses temos que conhecer dois conceptos

13 Luz Possui características tanto de uma onda como de uma partícula Transporta pacotes de energia denominados Fótons. A luz visível corresponde a uma pequena parte do espectro eletromagnético (400 a 700 nm) luz violeta até vermelha. A energia contida em cada fóton é inversamente proporcional ao comprimento de onda

14 Luz Comprimento de onda (λ) é a distância entre cristas de onda sucessivas Frequencia (η) é o número de cristas de onda num determinado tempo Luz solar é como uma chuva de fótons de frequencias diferentes. Pequena parte da energia solar é usada na fotossíntese (1%).

15 clorofila Anel complexo com um átomo de Magnésio no centro e uma cadeia carbônica hidrofóbica. Função: Absorção de energia luminosa Dois tipos: Clorofila a (3/4) (650nm) Clorofila b (1/4) (450nm) Absorvem luz azul e vermelha preferencialmente

16 clorofila Anel complexo com um átomo de Magnésio no centro e uma cadeia carbônica hidrofóbica. Função: Absorção de energia luminosa Dois tipos: Clorofila a (3/4) (650nm) Clorofila b (1/4) (450nm) Absorvem luz azul e vermelha preferencialmente

17 Clorofilas Fotossíntese

18 Pigmentos acessórios Pigmentos acessórios: Absorvem os fótons de comprimento de onda que a clorofila não consegue absorver. o ß (beta) caroteno - alaranjado o Ficoeritrina ou Ficoeritrobilina - Vermelho o Luteina - Amarelo

19

20 Tilacóide Complexo antena Granum Membrana do tilacóide

21 A clorofila e a formação do complexo antena Fotossíntese

22 Etapa Fotoquímica Fase clara (Produção de ATP e NADPH 2 )

23 1. A luz excita uma molécula antena (clorofila ou pigmento acessório) elevando um elétron a um nível de energia maior 2. A molécula antena excitada transfere energia a uma molécula de clorofila vizinha, excitando-a (transferência de éxciton) e volta ao estado fundamental

24 3. Quando um centro de reação é alcançado uma molécula de clorofila a do centro é excitada tendo um elétron passado para um orbital de energia superior 4. Esse elétron passa para um receptor de elétrons que é parte da cadeia de transferência de elétrons

25 5. O elétron perdido pelo centro de reação da clorofila é substituído por um elétron de um doador de elétrons vizinho que se torna positivamente carregado Ocorre a formação de um dipolo separação de cargas no centro de reação

26 A absorção de um fóton provoca a separação de cargas dentro do centro de reação (fotosistemas) Inicia uma sequência de reações de oxirredução que vai resultar: oxidação da água a O2 síntese de NADPH e ATP

27 Fotosistemas? Fotossistema I (PSI) Moléculas antenas e Centro de Reação P700 Produz um redutor forte capaz de reduzir o NADP+ Produz um oxidante fraco. Maior proporcoes de clorofila a

28 Fotosistemas? Fotossistema II (PSII) Moléculas antenas e Centro de Reação P680 Produz um redutor mais fraco Produz um oxidante forte capaz de oxidar a água Iguais proporcoes de Clorofila a e b

29 Fotosistemas e foto fosforilacao Dois sistemas, impulsionados pela luz, atuam em sequencia retirando elétrons da água e transferindo para o NADP+

30 H20 + NADP Fotosistemas I e II 02 + (H+) + NADPH ADP + Pi ATPasa ATP

31 Assimilação Fotossíntese

32 Assimilação - Etapa Enzimática Fase Escura Produção de açúcares a partir de CO 2 Estroma do Cloroplasto Fase escura: Conceito errôneo! A fase enzimática ocorre também na presença de luz e utiliza ATP e NADPH produzidos nos tilacóides durante as reações luminosas. Luz Fotossíntese Fase Enzimática (Estroma)

33 Ciclo do Calvin Benson Bassham Fotossíntese

34 Ciclo do Calvin Benson Bassham Fotossíntese

35

36 Regulação do ciclo de Calvin pela luz 1. Rubisco 2. NADP-gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase 3. Frutose-1,6-bifosfato fosfatase 4. Sedoheptulose-1,7-bifosfatase 5. Ribulose-5-fosfato quinase

37 ATP + NADPH CO2 Ciclo de Calvin Gliceraldeído 3 fosfato + ADP + NADP

38 Sínteses de amido e sacarose Apenas 1/6 da triose fosfato produzida é utilizada para a síntese de amido e/ou sacarose

39 Fotorrespiração (C2) Mecanismo de control ativo em condições de extrema luminosidade e temperatura usado para dissipar o excesso de ATP e poder redutor

40 Fotorrespiração CO2 / O2 CO2 Atividade carboxilase Rubisco Atividade oxigenasse O2/ CO2 O2

41 Fotorrespiração (C2) Recuperação de 75% do carbono perdido no ciclo de Calvin como 2- fosfoglicolato Geração de AA

42 Mecanismos de assimilação de C C3 - Plantas que só executam o Ciclo de Calvin C4 plantas que executam o ciclo de Hatch e Slack

43 Mecanismos de assimilação de C C3 - Plantas que só executam o Ciclo de Calvin C4 plantas que executam o ciclo de Hatch e Slack

44 mecanismos de assimilação de C C3 - Plantas que só executam o Ciclo de Calvin C4 plantas que executam o ciclo de Hatch e Slack

45 mecanismos de assimilação de C

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