2. Características gerais:
Fotossíntese é um processo de produção
de alimento a partir da energia luminosa,
sais minerais, água e Gás carbônico.
A fotossíntese é feita por vegetais e algas,
por isso são chamados de organismo
produtores.
Obs.: Algumas algas utiliza do ácido
sulfídrico no lugar da água, neste caso
não libera Oxigênio.
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 2
3. Fórmula da Fotossíntese
Luz
Formula reduzida:
6 CO2 + 6 H2O 1 C6H12O6 + 6 O2
Fórmulaatual:
6CO2 + 12H2O 1 C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 3
4. Qual a diferença das duas
formulas?
Na fórmula reduzida (Material do anglo) os
reagentes e o produtos estão balanceados,
entretanto, na prática, a reação química não é bem
assim....
Um cientista chamado de Hills (1937) descobriu
que todo oxigênio liberado na fotossíntese vem da
quebra da água (fotólise), portanto a equação
reduzida não estaria, na prática, balanceada.
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 4
5. Veja:
6CO2 + 12H2O 1 C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
6
Mas se são 12 Águas, conseguimos
Produzir 6 moléculas de Oxigenio.
Se temos apenas 6 H2O, automaticamente
só poderíamos produzir 3 O2
E o que sobra de reagentes vira 6 águas nos produtos. Faça as contas...
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 5
6. Pense:
6CO2 + 12H2O 1 C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Sobra
Todo
Oxigênio da
6 12 Água vem
átomos átomos Para o gás
Oxigênio Hidrogênio oxigênio
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 6
7. A fotossíntese é dividida em duas
etapas:
Fase clara (ciclo de Hills)
Fotofosforilação cíclica
Fotofosforilação acíclica
Fotólise da água
Fase escura (ciclo de Calvin)
Construção orgânica
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 7
8. Mas e a clorofila ???
A clorofila é uma proteína fotossensível
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 8
10. Entrada de água
Saída de O2 de CO
Entrada 2
Epiderme Parenquima Parênquima
Estômato
( imcolor ) Paliçadico Lacunoso
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 10
12. Conhecendo o Cloroplasto
Fase Clara é no tilacóide
Rico em clorofila
Fase escura é no estroma,
Espaço entre as grana.
Grana é um
Conjunto
De
Tilacóides...
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 12
13. Detalhes da clorofila
Molécula muito instável... Fácil de ser
energizada...
A luz tem energia: Fóton ou Quantun...
A clorofila absorve o Fóton... Aumentando
a sua energia cinética (interna) e assim...
Desestabiliza a clorofila... Neste caso, ela
perde elétrons energizados.
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 13
14. E mais...
Os elétrons energizados se encontram
com o ADP (Adenosina di-fosfato)
produzindo ATP (com ajuda de enzimas
fotossintetizantes).
Este ATP é necessário como fonte de
energia para as etapas da fase escura
(principalmente) e fase clara.
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 14
15. Fotofosforilação cíclica
Foto = luz
Fosforilação = produção de ATP
Cíclico
= os elétrons energizados vão e
voltam para a clorofila.
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 15
17. Vamos detalhar? ( Fotofosforilação Cíclica )
Clorofila a Energizado
Ferredoxina
Citocromo
Sem energia
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 17
18. Traduzindo:
Elétron amarelo = elétron energizado.
Elétron cinza = elétron sem energia.
Ferredoxina = co-enzima, uma proteína
que carrega elétrons.
Citocromos = proteína que absorve e
transforma a energia dos elétrons.
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 18
19. Tirando algumas dúvidas:
Clorofila a Energizado
Ferredoxina
Citocromo
Sem energia
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 19
20. Fotofosforilação não volta...
Só que o Elétron Acíclica
É parecido o ciclo...
Clorofila b Energizado
Mas não é
Plastoquinona
Citocromo
Igual... Pense!
Sem energia
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 20
21. Temos dois problemas...
Clorofila b Energizado
Plastoquinona
Citocromo
Sem energia
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 21
22. Quais são os problemas?
1 Para onde vai o elétron?
2 E a clorofila b vai ficar sem elétron?
Então vamos com calma...
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 22
23. Problema 1: O elétron
O elétron será conduzido pela
Ferredoxina (lá fotofosforilação cíclica)
carrega o elétron até a clorofila a.
Isto acontece porque na fotofosfotilação
acíclica são dois elétrons e a intensidade
de energia é tão grande que mantém uma
instabilidade química, não conseguindo
voltar a clorofila b.
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 23
24. Problema 1: O elétron
( cont. )
Só que a clorofila a não aceita os
elétrons... E a ferredoxina libera os
elétrons no tilacóide.
Os elétrons ficam sozinhos até chegar
uma co-enzima: o NADP.
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 24
25. Problema 2: O elétron
( cont. )
E a clorofila b vai ficar sem elétrons?
Então agora entra a fotólise da água...
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 25
26. Fotólise da Água
Foto = luz
Lise = quebra
Quebra da água na presença da luz...
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 26
27. Fotólise da Água
Lig. Covalente
Enzimas Fotolisantes
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 27
28. Fotólise: A água se quebra
Átomo
Oxigênio
livre
Elétrons
livres
Hidrogênios
(prótons)
Enzimas Fotolisantes
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 28
33. Vamos lembras de alguns detalhes
do ciclo de Hills?
Fotofosforilação cíclica produz só ATPs.
Fotofosforilação Acíclica produz:
NADP -2
Clorofila b sem dois elétrons.
Fotólise da água serve para:
Formar o Gás Oxigênio.
Completar o NADP -2 produzindo o NADP.H2
Completar a clorofila b com 2 elétrons.
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 33
34. Fase Escura (Ciclo de Calvin)
Está fase não acontece apenas a noite,
está relação está errada...
Na verdade o ciclo de Calvin acontece o
tempo todo, durante o dia e durante a
noite.
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 34
35. Então o que acontece no Ciclo de
Calvin???
Os ATPs e NADP.H2 formados durante a
fase clara são usados na redução de gás
carbônico para a produção de glicose e
outras substâncias, na fase escura.
Está teoria foi feita por um cientista
chamado de Melvin Calvin e é dividida em
3 etapas:
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 35
36. Etapas de Calvin
1 Carboxilação da ribulose difosfato
(RuDP) com a formação de duas
moléculas de ácido fosfoglicérico (PGA).
2 Redução do PGA a trioses fosfatadas
(fosfogliceraldeído – PGAL) pelo ATP e
NADP.H2.
3 Regenaração do RuDP, usando ATP.
Mas fique calmo...
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 36
37. 1ª Etapa: A carboxilação do RuDP
A ribulose fosfato (Carboidrato de 5
carbonos) torna-se ativa com a presença
de 1 ATP, formando a ribulose difosfato
(RuDP).
ATP Ribulose Fosfato
+
Ribulose Fosfato Pi + Pi
ADP
Ribulose Difosfato
RuDP
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 37
38. Veja a Etapa 1
C H2 O
C H2 O C H2 O
H C – O H
C = O H O O C – O H
C O O H
Enzima Enzima
H C – O H + C O2 C = O
+ H2O
H C – O H H C – O H C H2 O
C H2 O C H2 O H C – O H
C O O H
RuDP Composto Instável
Fotossíntese
Tio Oto - Biologia PGA (2x) 38
39. 2ª Etapa: Redução de PGA em
Trioses fosfatadas
Está reação gasta ATP e NADP.H2
A PGA é reduzida a fosfogliceraldeído
(PGAL).
PGAL
PGA
ADP Pi
Enzima
ATP NADP.H2
NADP
Fotossíntese Tio Oto - Biologia
H2 O 39
40. Veja a etapa 2
ADP
+
Pi
C H2 O C H2 O
ATP Enzimas
H C – O H NADP.H2 H C – O H H2O
C O O H C H O
NADP
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 40
41. ADP
Detalhes da etapa 2 +
Pi
H2O
C H2 O C H2 O
ATP Enzimas
H C – O H NADP.H2 H C – O H
C O O H C H O
NADP
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 41
42. Concluindo até aqui...
Assim, para cada molécula de CO2 fixada
são produzidas duas trioses.
Para a produção de uma molécula de
hexose (C6H12O6) são necessárias seis
moléculas de CO2. ou seja, seis voltas no
ciclo.
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 42
43. 1º Carboidrato do ciclo de Calvin
3 moléculas de
Ribulose-fosfato
(5 carbonos)
6
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 43
47. Fatores Limitantes da fotossíntese
Existem fatores internos:
Pigmentos fotossintetizantes.
enzimas e co-enzimas.
Existem fatores externos:
Concentração de CO2.
Quantidade de água.
Concentração de oxigênio.
Intensidade de luz.
Temperatura.
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 47
48. Concentração de CO2
Quanto mais CO2 tiver na
atmosfera, maior será a 0,13% CO2
taxa de fotossíntese.
Taxa fotossintética
0,05% CO2
Concentrações CO2 de
acima de 1% são
0,028% CO2
inibitórias, principalmente
por alteração de pH
(fecha os estômatos). Itensidade luminosa
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 48
49. Quantidade de água
Embora apenas 1% da água
absorvida pela planta seja
usada na fotossíntese.
Taxa de fotossintese
O déficit de água limita a
taxa de fotossíntese, porque
a menor hidratação do
Protoplasma e cloroplasto
cai a atividade enzimática.
Quantidade de Água
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 49
50. Concentração de Oxigênio
O Oxigênio tem efeito
inibidor sobre a
fotossíntese,
Taxa de Fotossíntese
provavelmente porque
promove reoxidação
dos primeiros produtos
da fase fotoquímica e
pela inativação de
algumas enzimas do
ciclo de Calvin. Quantidade de Oxigênio
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 50
51. Intensidade de Luz
A Luz favorece a etapa
fotoquímica.
Entretanto, a partir de
Taxa de Fotossíntese
uma certa intensidade
luminosa não tem
enzimas e substratos
suficientes para aumentar
a fotossíntese, por isso
fica constante.
Intensidade Luminosa
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 51
52. Temperatura
Nas plantas tropicais, a
fotossíntese geralmente não
ocorre com temperaturas Alta intensidade
de luz
próximas a 5ºC.
Taxa de Fotossíntese
A temperatura alta desnatura as
enzimas fotossintetizantes.
Algumas plantas conseguem
Baixa intensidade
fazer fotossíntese a até - 35º C. de luz
Temperatura
Fotossíntese Tio Oto - Biologia 52