FOTOSSÍNTESE
Danielle Ferraz Mello
Obtenção de energia pelos
seres vivos
CO2
Fotoautotróficos
Autotróficos
H2S, S, Fe2+...
CO2
Quimioautotróficos
Fotoheterotróficos
Heterotróficos
Quimioheterotróficos
Compostos
orgânicos
como fonte de C
Compostos
orgânicos
como fonte de C
Plantas (folhas)
6 CO2 + 12 H2O
C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2
Compostos inorgânicos  compostos orgânicos
Herbívoros/Carnívoros
C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2
6 CO2 + 12 H2O
Compostos orgânicos  compostos inorgânicos
Local da fotossíntese: cloroplasto
Estrutura do cloroplasto
Micrografia de um cloroplasto
Etapas da Fotossíntese
Fase I: Reações luminosas
MEMBRANA TILACÓIDE
A energia solar é capturada e armazenada temporariamente
em pequenas moléculas especializadas.
Fase II: Reações de fixação de carbono
ESTROMA
Essas moléculas são usadas no processo de fixação de
carbono (produção de açúcar a partir do CO2).
Etapas da Fotossíntese
Síntese de Glicose a partir de CO2
Do que as plantas precisam para tal??
5C
CO2
Energia
Provenientes da fase clara
Ribulose-1,5-Bisfosfato
(RuBP)
• Molécula de 5C aceptora do CO2 da atmosfera.
Fixação é realizada através da:
Ribulose bisfosfato
carboxilase (RuBisCo)
• Atividade letárgica!!
• Processa aprox. 3 moléculas de substrato por seg.
• Normalmente representa mais de 50% das proteínas
do cloroplasto;
• Acredita-se que seja a proteína mais abundante do
planeta!!
RuBisCo
A carboxilação da RuBP gera um composto intermediário de
6 carbonos altamente instável (3-ceto-2-carboxiarabinitol1,5-bisfosfato), o qual instantaneamente dá origem a 2
moléculas de 3-fosfoglicerato.
Fixação do
CO2
Regeneração
da RuBP
Redução
Gliceraldeído
3-fosfato
Glicólise
(fonte de energia)
Conversão em frutose
6-fosfato e glicose 1fosfato (inversão das
reações da glicólise)
SACAROSE
Principal forma de
transporte de
carbono das folhas
para outros tecidos
da planta.
CELULOSE
Parede celular
(polissacarídeo feito
de monômeros de
glicose).
AMIDO
Polímero de glicose
que serve como
carboidrato de
reserva para a planta.
Absorção da luz
Energia do fóton é absorvida pela maquinaria
fotossintética do cloroplasto e transformado em
energia química
Clorofilas
Porque as plantas são verdes?
Carotenóides
e Xantofilas
Coloração alaranjada
Pigmentos ou fotorreceptores
O pigmento é excitado
por um fóton e um
elétron move-se de um
orbital molecular para
outro de mais alta
energia, o qual tende a
voltar para o seu
estado original.
Pigmentos ou fotorreceptores
O pigmento excitado pode voltar para o seu estado
original por uma das 3 seguintes maneiras:
-Calor e fluorescência;
-Transferência de energia para um pigmento
vizinho (energia ressonante);
-Transferência de elétrons de alta energia para uma
molécula próxima -> aceptor de elétrons.
CENTRO DE REAÇÃO + COMPLEXO DA ANTENA
 Complexo da antena:
 Complexos proteicos de membrana que ligam centenas
de moléculas de clorofila e pigmentos acessórios
(carotenóides), orientando-as na membrana do
tilacóide. Responsável pela transferência de energia
ressonante de um pigmento a outro até chegar no
centro de reação.
 Centro de reação:
 Par especial de moléculas de clorofila que
imediatamente transfere os seus elétrons excitados para
uma cadeia vizinha de aceptores de elétrons.
 Muitas clorofilas e pigmentos acessórios, mas só um único centro de reação!!
Fotossistemas Eucarióticos
Fornece elétrons para a cadeia transportadora de
elétrons;
Remove elétrons da água (fotólise da água óxidoredução ativada pela luz) repondo os elétrons perdidos
nos centros de reação.
Fornece elétrons excitados para a redução do NADP+;
Recebe elétrons provenientes do FS II (aceptor final)
repondo os elétrons perdidos nos centros de reação.
Fotofosforilação acíclica
Fotofosforilação acíclica
Fotofosforilação
 Síntese de ATP luz-dirigida.
 A transferência de elétrons pelas proteínas
do esquema Z dirige a geração de um
gradiente de próton pela membrana do
tilacóide.
 Prótons bombeados no lúmen do tilacóide
fluem de volta, enquanto proporcionam a
síntese de ATP
 A ATP sintase dos cloroplastos é semelhante
à ATP sintase mitocondrial.
Fotofosforilação
O esquema Z
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 azul e vermelho são mais absorvidas. O
verde e amarelo são menos absorvidos. Muita luz,
satura a planta.