FOTOSSÍNTESE 1º Semestre de 2011

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1 FOTOSSÍNTESE 1º Semestre de 2011

2 FOTOSSÍNTESE - FORNECIMENTO DE ALIMENTO - BIOMASSA - COMBUSTÍVEL FÓSSIL - OXIGÊNIO - ENERGIA QUÍMICA ATP - PODER REDUTOR - NADPH

3 FOTOSSÍNTESE - APENAS 5 % DA ENERGIA SOLAR QUE ALCANÇA A SUPERFÍCIE TERRESTRE PODE SER CONVERTIDA EM CARBOIDRATOS - A GRANDE MAIORIA DOS RAIOS TEM COMPRIMENTOS DE ONDA MUITO CURTOS OU MUITO LONGOS - RADIAÇÃO SOLAR ATINGE - MÁXIMO VERÃO - MÍNIMO INVERNO - ENERGIA SOLAR = INVERSAMENTE PROPORCIONAL AO COMPRIMENTO DE ONDAS - CO LONGOS BAIXA ENERGIA - CO CURTOS ALTA ENERGIA - SERES VIVOS - APROVEITAMENTO ENTRE 400 e 700 nm - FAIXA FOTOBIOLÓGICA

4 FOTOSSÍNTESE - PIGMENTOS FOTOSSINTETIZANTES - CLOROFILAS - A e B - EFICIENTES NAS FAIXAS ENTRE AZUL E VERMELHO - CAROTENÓIDES E FICOBILINAS - AUMENTAM A EFICIÊNCIA NA CAPTAÇÃO DO ESPECTRO DE LUZ

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6

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8 MESÓFILO Tecido mais ativo fotossinteticamente

9 - Reações que buscam: - Oxidar água - Produzir ATP e NADPH - Produzir oxigênio - Reduzir CO 2 - Produzir CHO

10 Fase fotodependente Fase fotoindependente

11 FOTOSSÍNTESE - 1) Reações de luz - Membrana dos Tilacóides dos cloroplastos - Fotoquímicas; Fase Clara ou Fotodependente - Produção de ATP e NADPH - Liberação de O 2 - Fotofosforilação cíclica - Fotofosforilação acíclica - 2) Reações de escuro - Estroma ou Matriz dos cloroplastos - Bioquímica; Fase Escura ou Fotoindependente - Fixação de CO 2 - Utilização de ATP e NADPH - Formação de Carboidratos

12 RESUMO DO PROCESSO FOTOSSINTÉTICO Hidrólise da água Formação de ATP Formação de NADPH

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14 FOTOSSÍNTESE - Antena conjunto de pigmentos que captam energia em pacotes de fótons - 50 a 1000 moléculas de clorofilas e pigmentos acessórios - Centro de reação - Excitação de elétrons - a) perda de calor - b) emissão de fóton fluorescência - c) transporte de elétrons - transferência de energia - d) formação de ATP

15 FOTOSSÍNTESE - LUZ QUEBRA MOLÉCULAS DE ÁGUA - FOTÓLISE - ÁGUA - DOADORA DE ELÉTRONS - LIBERA OXIGÊNIO - FORNECE HIDROGÊNIO

16 ADP + P = ATP

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18 TIPOS DE ASSIMILAÇÃO DO CARBONO - A) C3 - B) C4 - C) CAM

19 C3 - Primeiro produto estável possui 3 carbonos - 3-APG ácido fosfoglicérico - Incorporação de CO 2 na RUBP Ribulose 1,5 bifosfato - Enzima = Rubisco > CO2 > O2 - Rubisco Ribulose 1,5 Bifosfatocarboxilaseoxigenase - Formação de Trioses Fosfatos - Regeneração de novas Ribuloses - Ciclo de Calvin-Benson ou Via das Pentoses

20 Benson

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22 C4 - Primeiro composto estável possui 4 carbonos ácido oxalacético (AOA) - Via metabólica suplementar de fixação de CO 2 antes de cedê-lo ao Ciclo de Calvin - Plantas C4 possuem uma bainha de células ao redor do feixe vascular Anatomia Kranz - Células com paredes espessas e pouco permeáveis aos gases CO 2 e H 2 O - Proporção de CO2 fixado por unidade de H 2 O transpirada é superior nas C4 do que nas C3 - AOA reduzido a malato (ácido málico) ou aspartato (ácido aspártico) produtos estáveis - Presenças da PEPcase e Rubisco - PEPcase = Fosfoenolpiruvatocarboxilase - PEPcase maior afinidade com o CO 2 do que a Rubisco - Malato ou aspartato descarboxilam para fornecimento de CO 2 no Ciclo de Calvin - FIXAÇÃO E REDUÇÃO DO CO 2 - Separação em função do espaço Mesófilo/Bainha Vascular - No Mesófilo = PEPcase - Na Bainha Vascular = rubisco

23 CICLO C4

24 CICLO C4

25 - CAM Metabolismo Ácido das Crassuláceas - Fecham os estômatos durante o dia CAM - Assimilam o CO 2 durante a noite via PEPCase com formação de AOA e após, a formação de malato - Acúmulo de malato durante a noite nos vacúolos - Durante o dia ocorre a liberação de CO 2 para o ciclo de Calvin - Plantas com adaptação a um meio árido, com alta radiação solar e muita temperatura - Pouca precipitação - Com muita umidade = estômatos das plantas CAM abrem durante o dia. Nesse caso utiliza diretamente o ciclo de Calvin - FIXAÇÃO E REDUÇÃO DO CO 2 - Separação em função do tempo Dia/Noite

26 NOITE DIA ACIDIFICAÇÃO DO CITOPLASMA DE DIA FECHAMENTO ESTOMÁTICO DESACIDIFICAÇÃO DO CITOPLASMA À NOITE ABERTURA ESTOMÁTICA

27 FL = FB - R

28 FOTORRESPIRAÇÃO - Utilização de O 2 ao invés de CO2 na presença de luz, pela rubisco, alterando a finalidade da ribulose, não mais para a FS - Rubisco é carboxilase (afinidade com CO 2 ) e oxigenase (afinidade com Oxigênio) - O2 + RUBP = formação de Fosfoglicolato (2C) - Fosfoglicolato é convertido a glicolato = substrato para a FOTORRESPIRAÇÃO - 3 organelas: - Cloroplasto = Fosfoglicolato sofre desfosforilação para formar Glicolato - Peroxissomo = Glicolato oxidado a Glioxilato, que é transaminado para formar glicina. A enzima catalase tranforma H2O2 em H2O e O2 - Mitocôndria = 2 moléculas de glicina formam serina, liberam NH4 e CO2

29 NH4 + CO2

30 Ciclo 2C

31 1 FS < RS = CONSUMO 2 FS = RS = ESTABILIDADE (PC) 3 FS > RS = CRESCIMENTO RS 1 2 3

32 CONSIDERAÇÕES FINAIS