A natureza da luz
Absorção de fótons
-Comprimento de onda λ
Fotossíntese
Aula IV
- Freqüência ( nu (ν))
- Fóton
- Quantum (quanta)
Célula vegetal
Etapa fotoquímica da fotossíntese
Local: membranas do cloroplasto
Produtos: ATP e NADPH
Dependência: luz; elétrons e consumo dos
produtos pela etapa de carboxilação
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Estruturas do cloroplasto
Absorção de luz pelo complexo antena
tilacóide
M.
tilacóide
Moléculas de clorofila e
carotenóides
M. E.
granum
M. I.
Espaço
intermembra
nar
Lamela
Estroma
DNA
Absorção e liberação de luz pelas moléculas
-
Fluorescência da clorofila e transferência de energia para
molécula vizinha
Transferência de energia
A clorofila excitada possui quatro alternativas de rotas para
liberar energia:
1) Reemissão de um fóton (fluorescência)
2) Emissão de calor
3) Transferência de energia
- 200 a 300 clorofilas por centro de reação
- milhares de pigmentos algas e bactérias
4) Fotoquímico (alta velocidade)
- 95 a 99% de eficiência
- processo físico e químico
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Comprimento de onda captado pelas clorofilas a e b
Perda de energia através de calor desprendido
Medidas da luz solar
Condição
Pleno sol (meio dia, claro, sem
nuvens)
Nublado (ao meio dia)
Muito sombreado
Esquema da captação de fótons na membrana dos tilacóides
¾ Complexo liberador de oxigênio
Fluxo Fótons Fotossintéticos
(µmol m-2 s-1)
1840 - 2400
250 - 300
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Fluxo de elétrons pode ter dois destinos
Não cíclico – predomina;
- gera a mesma quantidade de ATP e NADPH
Cíclico – menor intensidade sob condições normais;
- produz somente ATP
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¾ Fluxo de elétrons cíclico
O complexo
citocromo b6f
recupera prótons do
estroma
Milagre da vida
H+ gradiente = poder energético
Produto gerado: ATP
Radiação em
excesso
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Excesso de luz = fotooxidação
Parte II: Etapa de carboxilação da
fotossíntese
Controle do poro estomático
Local: estroma do cloroplasto
Produtos: trioses e amido
Dependência: luz; poder redutor (NADPH);
energia (ATP); temperatura; Concentração
de CO2; nutrição; condutância estomática
Fluxo de fótons fotossintéticos
450 nm 550 nm 650 nm 750 nm
Três estádios da abertura estomática de
colza (Brassica campestris). Fotos feitas
em microscópio eletrônico (X 4000), e
cedidas por cortesia do Prof.Dr. Laffray.
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Fotoquímica e carboxilação
Exportação
de trioses do
cloroplasto
O Ciclo de Benson-Calvin
Estrutura da rubisco
Carboxilação e formação de trioses
Fotorrespiração
(ciclo C2)
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Mecanismos de concentração de CO2 I (em algas)
Bombas de CO2 na membrana plasmática
Cianobactérias e algas unicelulares - condições favoráveis – cel. cultivadas
em ambientes com baixa [CO2] (0,03%)
Conseqüência – rubisco é afetada
Princípio – concentrar carbono inorgânico CO2 e HCO3Bainha perivascular de
Atriplex nummularia, uma
planta C4,
evidenciando o acúmulo de
amido somente nos
cloroplastos da bainha
perivascular.
Proteínas não estão presentes em cel. expostas a alta concentração de CO2
Plantas que formam o primeiro composto com 4 carbonos
Plantas que acumulam CO2 a noite e o assimilam durante o dia
Mecanismo de concentração de CO2 (II)
Mecanismo de concentração de CO2 (III)
C4 X CAM
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O que possuem em comum?
Principais
características dos três
mecanismos
Plantas intermediárias ou facultativas C3 – C4
Fotorrespiração reduzida
Pontos de compensação de CO2 entre 8 e 35 µmol mol-1
C3 = 30 – 90 / C4 = 1 – 10 µmol mol-1
Ex.: Abacaxi; Sisal = MAC facultativas
Ex.: Mandioca = intermediária (40-60% → ácido 4C) sem estrutura Kranz
C4
C3
CAM
¾Intermediárias
MAC – Facultativa
(C4 – MAC)
Kalanchoe uniflora
C3 - MAC
Eleocharis vivipara
Portulaca oleracea
C3 – C4
Yucca gloriosa
Portulaca grandiflora
C3 - MAC
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