FotossínteseFotossíntese
Tio OtoTio Oto
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 22
Características gerais:Características gerais:
Fotossíntese é um processo de produção Fotossíntese é um processo de produção de alimento a partir da energia luminosa, de alimento a partir da energia luminosa, sais minerais, água e Gás carbônico.sais minerais, água e Gás carbônico.
A fotossíntese é feita por vegetais e algas, A fotossíntese é feita por vegetais e algas, por isso são chamados de organismo por isso são chamados de organismo produtores.produtores.
Obs.: Obs.: Algumas algas utiliza do ácido Algumas algas utiliza do ácido sulfídrico no lugar da água, neste caso sulfídrico no lugar da água, neste caso não libera Oxigênio.não libera Oxigênio.
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Fórmula da FotossínteseFórmula da Fotossíntese
Formula reduzida:Formula reduzida:
6 CO6 CO22 + 6 H + 6 H2O 1 C6H12O6 + 6 O2
Fórmula atual:Fórmula atual:
6CO6CO22 + 12H + 12H2O 1 C6H12O6 + 6 O2 + 6 H+ 6 H2O
Luz
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 44
Qual a diferença das duas Qual a diferença das duas formulas?formulas?
Na fórmula reduzida (Material do anglo) os Na fórmula reduzida (Material do anglo) os reagentes e o produtos estão balanceados, reagentes e o produtos estão balanceados, entretanto, na prática, a reação química não é bem entretanto, na prática, a reação química não é bem assim....assim....
Um cientista chamado de Hills (1937) descobriu Um cientista chamado de Hills (1937) descobriu que todo oxigênio liberado na fotossíntese vem da que todo oxigênio liberado na fotossíntese vem da quebra da água (fotólise), portanto a equação quebra da água (fotólise), portanto a equação reduzida não estaria, na prática, balanceada.reduzida não estaria, na prática, balanceada.
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 55
Veja:Veja:
6CO6CO22 + 12H + 12H2O 1 C6H12O6 + 6 O2 + 6 H+ 6 H2O6
Se temos apenas 6 HH2O, automaticamente só poderíamos produzir 3 O2
Mas se são 12 Águas, conseguimosProduzir 6 moléculas de Oxigenio.
E o que sobra de reagentes vira 6 águas nos produtos. Faça as contas...
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 66
Pense:Pense:
6CO6CO22 + 12H + 12H2O 1 C6H12O6 + 6 O2 + 6 H+ 6 H2O
6átomos
Oxigênio
12átomos
Hidrogênio
Sobra
TodoOxigênio daÁgua vemPara o gásoxigênio
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 77
A fotossíntese é dividida em duas A fotossíntese é dividida em duas etapas:etapas:
Fase clara (ciclo de Hills)Fase clara (ciclo de Hills)Fotofosforilação cíclicaFotofosforilação cíclicaFotofosforilação acíclicaFotofosforilação acíclicaFotólise da águaFotólise da água
Fase escura (ciclo de Calvin)Fase escura (ciclo de Calvin)Construção orgânicaConstrução orgânica
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Mas e a clorofila ???Mas e a clorofila ???
A clorofila é uma proteína fotossensívelA clorofila é uma proteína fotossensível
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 99
Parênquima clorofilianoParênquima clorofiliano
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 1010
EstômatoParênquimaLacunoso
ParenquimaPaliçadico
Epiderme( imcolor )
Entrada de água
Entrada de CO2Saída de O2
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 1111
CloroplastoCloroplasto
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 1212
Conhecendo o CloroplastoConhecendo o Cloroplasto
Grana é umConjuntoDeTilacóides...
Fase Clara é no tilacóideRico em clorofila
Fase escura é no estroma,Espaço entre as grana.
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 1313
Detalhes da clorofilaDetalhes da clorofila
Molécula muito instável... Molécula muito instável... Fácil de ser Fácil de ser energizada...energizada...
A luz tem energia: A luz tem energia: FótonFóton ou ou QuantunQuantun......A clorofila absorve o Fóton... Aumentando A clorofila absorve o Fóton... Aumentando
a sua energia cinética (interna) e assim... a sua energia cinética (interna) e assim... Desestabiliza a clorofila... Neste caso, ela Desestabiliza a clorofila... Neste caso, ela perde perde elétronselétrons energizadosenergizados..
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 1414
E mais...E mais...
Os elétrons energizados se encontram Os elétrons energizados se encontram com o ADP (Adenosina di-fosfato) com o ADP (Adenosina di-fosfato) produzindo ATP (com ajuda de enzimas produzindo ATP (com ajuda de enzimas fotossintetizantes).fotossintetizantes).
Este Este ATPATP é necessário como fonte de é necessário como fonte de energia para as etapas da fase escura energia para as etapas da fase escura (principalmente) e fase clara.(principalmente) e fase clara.
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Fotofosforilação cíclicaFotofosforilação cíclica
Foto = luzFoto = luz
Fosforilação = produção de ATPFosforilação = produção de ATP
Cíclico = os elétrons energizados vão e Cíclico = os elétrons energizados vão e voltam para a clorofila.voltam para a clorofila.
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ADP + Pi
Fóton
Fotofosforilação cíclicaFotofosforilação cíclica
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 1717
Vamos detalhar? Vamos detalhar? ( Fotofosforilação Cíclica )( Fotofosforilação Cíclica )
Clorofila a
Ferred
oxin
a
Energizado
Sem energia
Citocromo
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 1818
Traduzindo:Traduzindo:
Elétron amarelo = elétron energizado.Elétron amarelo = elétron energizado.Elétron cinza = elétron sem energia.Elétron cinza = elétron sem energia.Ferredoxina = co-enzima, uma proteína Ferredoxina = co-enzima, uma proteína
que carrega elétrons.que carrega elétrons.Citocromos = proteína que absorve e Citocromos = proteína que absorve e
transforma a energia dos elétrons.transforma a energia dos elétrons.
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 1919
Tirando algumas dúvidas:Tirando algumas dúvidas:
Clorofila a
Ferred
oxin
a
Energizado
Sem energia
Citocromo
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 2020
Fotofosforilação AcíclicaFotofosforilação Acíclica
Clorofila b
Plasto
qu
ino
na
Energizado
Sem energia
Citocromo
Só que o Elétron não volta...
É parecido o ciclo...Mas não é
Igual... Pense!
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 2121
Temos dois problemas...Temos dois problemas...
Clorofila b
Plasto
qu
ino
na
Energizado
Sem energia
Citocromo
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 2222
Quais são os problemas?Quais são os problemas?
1 1 Para onde vai o elétron? Para onde vai o elétron?
2 2 E a clorofila b vai ficar sem elétron? E a clorofila b vai ficar sem elétron?
Então vamos com calma...Então vamos com calma...
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 2323
Problema 1: O elétronProblema 1: O elétron
O elétron será conduzido pela O elétron será conduzido pela Ferredoxina (lá fotofosforilação cíclica) Ferredoxina (lá fotofosforilação cíclica) carrega o elétron até a clorofila a.carrega o elétron até a clorofila a.
Isto acontece porque na fotofosfotilação Isto acontece porque na fotofosfotilação acíclica são dois elétrons e a intensidade acíclica são dois elétrons e a intensidade de energia é tão grande que mantém uma de energia é tão grande que mantém uma instabilidade química, não conseguindo instabilidade química, não conseguindo voltar a clorofila b.voltar a clorofila b.
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Problema 1: O elétronProblema 1: O elétron( cont. )( cont. )
Só que a Só que a clorofila aclorofila a não aceita os não aceita os elétrons... E a ferredoxina libera os elétrons... E a ferredoxina libera os elétrons no tilacóide.elétrons no tilacóide.
Os elétrons ficam sozinhos até chegar Os elétrons ficam sozinhos até chegar uma co-enzima: o NADP.uma co-enzima: o NADP.
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 2525
Problema 2: O elétronProblema 2: O elétron( cont. )( cont. )
E a clorofila b vai ficar sem elétrons?E a clorofila b vai ficar sem elétrons?
Então agora entra a fotólise da água...Então agora entra a fotólise da água...
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Fotólise da ÁguaFotólise da Água
Foto = luzFoto = luz
Lise = quebraLise = quebra
Quebra da água na presença da luz...Quebra da água na presença da luz...
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Fotólise da ÁguaFotólise da Água
Lig. Covalente
Enzimas Fotolisantes
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 2828
Fotólise:Fotólise: A água se quebra A água se quebra
Enzimas Fotolisantes
ÁtomoOxigênio
livre
Elétronslivres
Hidrogênios(prótons)
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 2929
OxigênioOxigênio
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 3030
Os elétrons da água???Os elétrons da água???
Clorofila b
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 3131
E os Hidrogênios ???E os Hidrogênios ???
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 3232
Pra que serve o Pra que serve o
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 3333
Vamos lembras de alguns detalhes Vamos lembras de alguns detalhes do ciclo de Hills?do ciclo de Hills?
Fotofosforilação cíclica produz só ATPs.Fotofosforilação cíclica produz só ATPs. Fotofosforilação Acíclica produz:Fotofosforilação Acíclica produz: NADP NADP -2-2
Clorofila b sem dois elétrons.Clorofila b sem dois elétrons. Fotólise da água serve para:Fotólise da água serve para: Formar o Gás Oxigênio.Formar o Gás Oxigênio. Completar o NADP Completar o NADP -2-2 produzindo o NADP.H produzindo o NADP.H22
Completar a clorofila b com 2 elétrons. Completar a clorofila b com 2 elétrons.
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 3434
Fase Escura (Fase Escura (Ciclo de CalvinCiclo de Calvin))
Está fase não acontece apenas a noite, Está fase não acontece apenas a noite, está relação está errada...está relação está errada...
Na verdade o ciclo de Calvin acontece o Na verdade o ciclo de Calvin acontece o tempo todo, durante o dia e durante a tempo todo, durante o dia e durante a noite.noite.
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 3535
Então o que acontece no Ciclo de Então o que acontece no Ciclo de Calvin???Calvin???
Os ATPs e NADP.HOs ATPs e NADP.H22 formados durante a formados durante a
fase clara são usados na redução de gás fase clara são usados na redução de gás carbônico para a produção de glicose e carbônico para a produção de glicose e outras substâncias, na fase escura.outras substâncias, na fase escura.
Está teoria foi feita por um cientista Está teoria foi feita por um cientista chamado de Melvin Calvin e é dividida em chamado de Melvin Calvin e é dividida em 3 etapas: 3 etapas:
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 3636
Etapas de CalvinEtapas de Calvin
11 Carboxilação da ribulose difosfato Carboxilação da ribulose difosfato (RuDP) com a formação de duas (RuDP) com a formação de duas moléculas de ácido fosfoglicérico (PGA).moléculas de ácido fosfoglicérico (PGA).
22 Redução do PGA a trioses fosfatadas Redução do PGA a trioses fosfatadas (fosfogliceraldeído – PGAL) pelo ATP e (fosfogliceraldeído – PGAL) pelo ATP e NADP.HNADP.H2.2.
33 Regenaração do RuDP, usando ATP. Regenaração do RuDP, usando ATP.
Mas fique calmo...Mas fique calmo...
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 3737
1ª Etapa: A carboxilação do RuDP1ª Etapa: A carboxilação do RuDP
A ribulose fosfato (Carboidrato de 5 A ribulose fosfato (Carboidrato de 5 carbonos) torna-se ativa com a presença carbonos) torna-se ativa com a presença de 1 ATP, formando a ribulose difosfato de 1 ATP, formando a ribulose difosfato (RuDP).(RuDP).
Ribulose FosfatoRibulose Fosfato
ATPATP
ADPADP
Pi +
Ribulose FosfatoRibulose Fosfato
Pi
+
Ribulose DifosfatoRibulose DifosfatoRuDPRuDP
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 3838
Veja a Etapa 1Veja a Etapa 1
C H2 O
C = O
H C – O H
H C – O H
C H2 O
+ C O2
Enzima
C H2 O
H O O C – O H
C = O
H C – O H
C H2 O
Enzima
C H2 O
H C – O H
C O O H
C H2 O
H C – O H
C O O H
+ H2O
RuDP Composto Instável PGA (2x)
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 3939
2ª Etapa: Redução de PGA em 2ª Etapa: Redução de PGA em Trioses fosfatadasTrioses fosfatadas
Está reação gasta Está reação gasta ATPATP e e NADP.HNADP.H22
A PGA é reduzida a fosfogliceraldeído A PGA é reduzida a fosfogliceraldeído (PGAL).(PGAL).
PGAPGA ATPATP NADP.HNADP.H22
PGALPGAL
Enzima ADPADP Pi
NADPNADP
HH22OO
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 4040
Veja a etapa 2Veja a etapa 2
C H2 O
H C – O H
C O O H
ATPATP
NADP.HNADP.H22 Enzimas
C H2 O
H C – O H
C H O
H2O
NADP
ADP+Pi
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 4141
Detalhes da etapa 2Detalhes da etapa 2
C H2 O
H C – O H
C O O H
ATPATP
NADP.HNADP.H22 Enzimas
C H2 O
H C – O H
C H O
H2O
NADP
ADP+Pi
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 4242
Concluindo até aqui...Concluindo até aqui...
Assim, para cada molécula de COAssim, para cada molécula de CO22 fixada fixada
são produzidas duas trioses.são produzidas duas trioses.Para a produção de uma molécula de Para a produção de uma molécula de
hexose (Chexose (C66HH1212OO66) são necessárias seis ) são necessárias seis
moléculas de COmoléculas de CO22. ou seja, seis voltas no . ou seja, seis voltas no
ciclo.ciclo.
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 4343
6
3 moléculas deRibulose-fosfato
(5 carbonos)
1º Carboidrato do ciclo de Calvin
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 4444
Para ficar claro...Para ficar claro...6
Ribulosefosfato
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 4545
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 4646
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 4747
Fatores Limitantes da fotossínteseFatores Limitantes da fotossíntese
Existem fatores internos:Existem fatores internos: Pigmentos fotossintetizantes.Pigmentos fotossintetizantes. enzimas e co-enzimas.enzimas e co-enzimas. Existem fatores externos:Existem fatores externos: Concentração de COConcentração de CO22.. Quantidade de água.Quantidade de água. Concentração de oxigênio.Concentração de oxigênio. Intensidade de luz.Intensidade de luz. Temperatura. Temperatura.
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 4848
Concentração de COConcentração de CO22
Quanto maisQuanto mais COCO2 2 tiver na tiver na
atmosfera, maior será a atmosfera, maior será a taxa de fotossíntese.taxa de fotossíntese.
ConcentraçõesConcentrações COCO22 de de
acima de 1% são acima de 1% são inibitórias, principalmente inibitórias, principalmente por alteração de pH por alteração de pH (fecha os estômatos).(fecha os estômatos).
Taxa fo
toss in
tética
Itensidade luminosa
0,028% CO2
0,05% CO2
0,13% CO2
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 4949
Quantidade de águaQuantidade de água
Embora apenas 1Embora apenas 1% % da água da água absorvida pela planta seja absorvida pela planta seja usada na fotossíntese.usada na fotossíntese.
O déficit de água limita a O déficit de água limita a taxa de fotossíntese, porque taxa de fotossíntese, porque a menor hidratação do a menor hidratação do Protoplasma e cloroplasto Protoplasma e cloroplasto cai a atividade enzimática.cai a atividade enzimática.
Taxa de fo tossinte se
Quantidade de Água
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 5050
Concentração de OxigênioConcentração de Oxigênio
O Oxigênio tem efeito O Oxigênio tem efeito inibidor sobre a inibidor sobre a fotossíntese, fotossíntese, provavelmente porque provavelmente porque promove reoxidação promove reoxidação dos primeiros produtos dos primeiros produtos da fase fotoquímica e da fase fotoquímica e pela inativação de pela inativação de algumas enzimas do algumas enzimas do ciclo de Calvin.ciclo de Calvin.
Taxa de F
o tossínte se
Quantidade de Oxigênio
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 5151
Intensidade de LuzIntensidade de Luz
A Luz favorece a etapa A Luz favorece a etapa fotoquímica.fotoquímica.
Entretanto, a partir de Entretanto, a partir de uma certa intensidade uma certa intensidade luminosa não tem luminosa não tem enzimas e substratos enzimas e substratos suficientes para aumentar suficientes para aumentar a fotossíntese, por isso a fotossíntese, por isso fica constante.fica constante.
Taxa de F
o tossínte se
Intensidade Luminosa
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 5252
TemperaturaTemperatura
Nas plantas tropicais, a Nas plantas tropicais, a fotossíntese geralmente não fotossíntese geralmente não ocorre com temperaturas ocorre com temperaturas próximas a 5ºC.próximas a 5ºC.
A temperatura alta desnatura as A temperatura alta desnatura as enzimas fotossintetizantes.enzimas fotossintetizantes.
Algumas plantas conseguem Algumas plantas conseguem fazer fotossíntese a até - 35º C.fazer fotossíntese a até - 35º C.
Taxa de F
o tossínte se
Temperatura
Alta intensidadede luz
Baixa intensidadede luz
Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 5353
Bons estudosBons estudos
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