Fotossíntese Biologia

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1 Fotossíntese Licenciatura em Ciências Exatas Biologia

2 Fotossíntese x Respiração

3 Fotossíntese cianobactérias Bactérias vermelhas sulfurosas Plantas verdes

4 Histórico Aristóteles: pensava que as plantas obtinham alimento diretamente do solo Jan B. van Helmont ( ): 1 a evidência de que não só o solo alimenta... Experimento com salgueiro por 5 anos anos, plantado em vaso e só alimentado com água. Ganhou quase 75kg, enquanto o solo perdeu apenas 57 gramas. Conclui que só a água é que alimenta a planta... Final do século 18 : pastor/cientista inglês J. Priestley: restaura o ar da queima de uma vela com uma planta.

5 Histórico Jan Ingenhousz, médico holandês, em 1796: sugere que o CO 2 é quebrado na presença de luz para produzir carbono e oxigênio. luz CO 2 + 2H 2 O (CH 2 O) + O 2 Início da década de 1930, Van Niel: estudando bactérias vermelhas fotossintéticas põe em dúvida essa teoria: CO 2 + 2H 2 S luz (CH 2 O) + H 2 O + 2S

6 Equação genérica para a fotossíntese luz CO 2 + 2H 2 A (CH 2 O) + H 2 O + 2A Algas e plantas verdes 2H 2 A = água, Ou seja, oxigênio da fotossíntese provém da água! Proposta do início de 1930, comprovada mais tarde usando H 2 18 O para determinar o caminho percorrido pelo oxigênio da água

7 Fotossíntese: por que precisa da luz visível? Fenômenos que dependem dessa luz: Visão Fototropismo Fotoperiodismo Fotossíntese

8 FOTOSSÍNTESE Depende da luz visível porque: - grande parte da luz que chega a terra está na "faixa no visível - Só os λ no visível excitam a clorofila PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS ACESSÓRIOS - Clorofilas (b, c e d), carotenóides e ficobilinas

9 Natureza e Propriedades da Luz

10 Absorbância carotenóides ficocianina ficoeritrina Comprimento de onda (nm)

11 Na clorofila b, há uma substituição aqui por CHO Anel porfirínico clorofila a Cauda hidrofóbica

12 cutícula epiderme mesófilo mesófilo vacúolo Xilema e floema estômato cloroplasto Corte transversal

13 Cloroplasto Folha Epiderme superior estroma Granum Epiderme inferior Membrana externa Membrana do tilacóide Membrana interna Espaço intermembrana lúmen do tilacóide

14 Fotossíntese Os vegetais utilizam ENERGIA LUMINOSA para produzir AÇÚCAR Luz 6CO H 2 O C 6 H 12 O O H 2 O Mas como ocorre?

15 Etapas da Fotossíntese (1)Reações Luminosas (2) Reações de Carboxilação

16 Reações Luminosas: a captação da Energia da LUZ Feita pelos FOTOSSISTEMAS: luz De 250 a 400 moléculas de pigmentos e consiste em 02 componentes: - o complexo antena (pigmentos) e - O centro de reação (complexo de proteínas e 1 par de clorofila a); Fotossistema I P 700 Fotossistema II P 680

17 Distribuição dos fotossistemas no cloroplasto Fotossistema I Fotossistema II ATP sintase Complexo citocromo bf lúmen Lamela do grana estroma Lamela do estroma

18 Fotossistema Transferência de energia por ressonância Moléculas de pigmento Complexo Antena (na membrana do tilacóide) Moléculas especiais de clorofila Centro de Reação Elétron aceptor

19 Fotossistema I PSI ferredoxina Fotossistema II NADP redutase PSII Um gradiente eletroquímico é formado e gera ATP Fotofosforilação Potencial redox (mv) plastoquinona fotofosforilação ATP plastocianina Luz Luz Fotólise da água Direção do fluxo de elétrons

20

21 A fotofosforilação pela ATPsintase estroma lúmen

22 Fotofosforilação cíclica

23 (1) Reações Luminosas a. Clorofila absorve luz gera fluxo de elétrons b. Esse fluxo de elétrons leva a produção de um gradiente eletroquímico que sustenta a produção de energia química (ATP) c. Parte da energia luminosa é usada na fotólise da água, liberando O 2 d. H + da H 2 O combinam-se com NADP + NADPH + H + Assim: E elétrica E química

24 (2) Reações de Carboxilação Fixação do CO 2 (no estroma) pelo ciclo de Calvin produzindo açúcar (ATP e NADPH não podem ser armazenados...) Utiliza produtos da fase luminosa

25 O ciclo de Calvin transporte Sacarose ou amido Regeneração Ribulose 1,5- bifosfato (5C) Carboxilação (RUBISCO) 2 3-fosfoglicerato (3C) reserva Gliceraldeído 3 -fosfato Redução 1,3 bifosfoglicerato

26

27 Plantas C4 Cél. do mesófilo Cél. do mesófilo Bainha do feixe Tecido vascular ar estômato Bainha do feixe Precisam de 5 ATPs para cada CO 2 fixado, contra 3 ATPs das plantas C 3, mas A fotorrespiração em plantas C 4 é quase ausente, enquanto nas C 3 pode chegar a consumir até a 50% do C fixado... açúcar Tecido vascular

28 CAM: metabolismo ácido crassuláceo Noite crassulácea Noite Dia piruvato Há 23 famílias de plantas que possuem membros com metabolismo CAM Ciclo de Calvin Dia açúcares

29 Resumindo e localizando as etapas da fotossíntese:

30 Fotossíntese x Respiração Fotossíntese (F): processo anabólico e endotérmico Respiração (R): processo catabólico e exotérmico Durante o dia: plantas respiram e fotossintetizam, a noite só respiram... A planta cresce se a F é > R. A fotossíntese tem limite?

31 Fotossíntese x Respiração Taxa Ponto de compensação fótico fotossíntese respiração Intensidade luminosa

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