Fotossintese e respiração

5/10/2018 Fotossintese e respira o - slidepdf.com

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Fotossíntese e Respiração



Fotossíntese x Respiração



Fotossíntese



Bactérias

vermelhassulfurosascianobactérias

Plantas verdes



Histórico• Aristóteles: plantas obtém alimento diretamente do solo

• Jan B. van Helmont (1577-1644): 1a evidência de que nãosó o solo alimenta...

– Experimento com salgueiro por 5 anos anos, plantadoem vaso e só “alimentado” com água. Ganhou quase75kg, enquanto o solo perdeu apenas 57 gramas.

– Conclui que “só a água é que alimenta a planta...”

Final do século 18 : pastor/cientista inglês J. Priestley:restaura o ar da queima de uma vela com uma planta.



Histórico• Jan Ingenhousz, médico holandez, em 1796: sugere que o

CO2 é quebrado na fotossíntese para produzir carbono eoxigênio.

CO2 + 2H2O (CH2O) + O2

Início da década de 1930, Van Niel: estudando bactérias

vermelhas fotossintéticas põe em dúvida essa teoria:

CO2 + 2H2S (CH2O) + H2O + 2S

luz

luz



Equação genérica para afotossíntese

CO2 + 2H2A (CH2O) + H2O + 2A

Algas e plantas verdes 2H2A = água,Ou seja, a água é a fonte de oxigênio da fotossíntese!

Proposta do início de 1930,Comprovada mais tarde usando H2

18O para determinar ocaminho percorrido pelo oxigênio da água

luz



FOTOSSÍNTESE

Caminho pelo qual a ENERGIA penetra na biosfera

Responsáveis: plantas, algas superiores e

cianobactérias

Depende da luz visível!!- grande parte da luz que chega a terra está “no visível”

- Só os λ no visível excitam a clorofila



Natureza ePropriedades

da Luz

Luz azul

450nm

660nm

Comprimento de onda (nm)

Luz vermelha



Por que a luz visível foi “escolhida”?

Fenômenos que dependem dessa luz:• Visão

• Fototropismo• Fotoperiodismo

• Fotossíntese



PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS

- clorofilas, carotenóides e ficobilinas(clorofilas b, c e d; carotenóides e ficobilinas são pigmentos

acessórios)

• diferentes pigmentos absorvem os diversos λ

A clorofila absorve em que faixa ?

região do vermelho, violeta e azul do espectroOnde se localiza ?

nas membranas dos tilacóides



Comprimento de onda (nm)

carotenóidesficocianina

ficoeritrina

A b s o r b

â n c i a



Cauda hidrofóbica

Anel porfirínico

Na clorofila b, há umasubstituição aqui por CHO

clorofila a



cutículaepiderme

mesófilo

mesófilo

estômatoXilema efloemma

Cortetransversal

cloroplasto

vacúolo



Membranaexterna

Membranainterna

Espaço intermembrana

Membrana do

tilacóide

estromaFolha

Epiderme superior

Epiderme inferior

Cloroplasto

Granum

lúmen do

tilacóide



FotossínteseOs vegetais utilizam ENERGIA LUMINOSA para

produzir AÇÚCAR

6CO2 + 12H2O ⇒ C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O

Mas como ocorre?



Etapas da Fotossíntese

(1) Reações Luminosas

(2) Reações de Carboxilação



A captação da Energia da LUZ

luzFeita pelos

FOTOSSISTEMAS I e II

• De 250 a 400 moléculas de pigmentos

+ aceptores de e- organizados em cadafotossistema;

Dentro dos fotossistemas, as moléculas declorofila estão ligadas à proteínas;

• Fotossistema I ⇒ P700

• Fotossistema II⇒ P680



estromaLamela doestromaLamela dograna

Fotossistema I

Fotossistema II

ATP sintase

Complexocitocromo bf

lúmen



Fotossistema I



fotofosforilaçãoATP

PSI

PSII

Fotólise da água

plastocianina

plastoquinona

ferredoxina

Um gradiente eletroquímicoé formado e gera ATP

NADPredutaseFotossistema II

Fotossistema I

Direção do fluxo de elétrons

P o t e

n c i a

l r e

d o x

( m

V )

Luz

Luz

F

o t o f o s f

o r i l a ç ã o



A fotofosforilação pela ATPsintase

estroma

lúmen



Fotofosforilação cíclica

Fotossistema I Cadeia redox

ADP + Pi

fótons



(1) Reações Luminosas

a. Clorofila absorve luz ⇒ fluxo de elétrons

b. Parte da E desses e - é transformada em E química (ATP)

c. Parte da E luminosa é usada para a fotólise da água,liberando O2

d. H da H2O combina-se com NADP+⇒ NADPH + H+

Assim: E elétrica⇒ E química



(2) Reações de Carboxilação

• Fixação do CO2 (no estroma) através dociclo de Calvin produzindo glicose(ATP e NADPH não podem ser armazenados...)

• Utiliza produtos da fase luminosa



O ciclo de Calvin

2 3-fosfoglicerato (3C)

1,3 bifosfogliceratoGliceraldeído3 -fosfato

Sacarose

ouamido

Redução

Ribulose 1,5-bifosfato (5C)

Carboxilação

Regeneração

(RUBISCO)transporte

reserva



Cél. do mesófilo

Bainha do feixe

Tecido vascular

estômato

Cél. do mesófilo

Bainhado feixe

açúcar

Tecidovascular

ar

Plantas C4

Precisam de 5 ATPs para cada CO2fixado, contra 3 das C3, mas

A fotorrespiração em plantas C4 é quase

ausente, enquanto nas C3 pode chegar aconsumir até a 50% do C fixado...

CAM b li á id lá



Noite

Dia

Dia açúcares

Ciclo de

Calvin

piruvato

Noite

crassulácea

CAM; metabolismo ácido crassuláceo





Fotossíntese x Respiração• Fotossíntese (F): processo anabólico e endotérmico

• Respiração (R): processo catabólico e exotérmico

Durante o dia: plantas respiram e fotossintetizam,a noite só respiram...

A planta cresce se a F é > R.

A intensidade de F tem limite?



Fotossíntese x Respiração

Intensidade

luminosa

Taxa

fotossíntese

respiração

Ponto decompensação fótico

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