PROCESSOS DE PROCESSOS DE OBTENÇÃO DE OBTENÇÃO DE
ENERGIAENERGIA
FOTOSSÍNTESECAPÍTULO 10
Reações químicas que resultam na
transformação da energia luminosa do sol em
energia química orgânica
FOTOSSÍNTESE Energia luminosa transforma-se em energia química
armazenada nas moléculas de glicídios produzidas no processo. Ocorre em vegetais, algas e certas bactérias (cianobactérias) 21% do oxigênio atmosférico é produzido na fotossíntese.
CO2 + H2O C6H12O6 + O2
LuzLuz
ClorofilaClorofila
CLOROPLASTO: A SEDE DA FOTOSSÍNTESE
Organela celular presente nos autótrofos fotossintetizantes eucariotos onde encontramos a clorofila.
ClorofilaClorofila pigmento necessário para a realização da fotossíntese. Associado apenas à membrana interna do cloroplasto – membrana tilacóide. Tem como átomo central o Magnésio (Mg).
Livro, pág. 286
FOTOSSÍNTESE
Todo o processo é dividido em quatro etapas: 1) Absorção de luz1) Absorção de luz 2) Transporte de elétrons2) Transporte de elétrons 3) Produção de ATP3) Produção de ATP 4) Fixação de carbono4) Fixação de carbono
As etapas 1, 2 e 3 são dependentes diretas da LUZLUZ e, por isso, são chamadas de fotoquímicas. Constituem a fase clara.
A etapa 4 ou química não necessita de ativação luminosa para acontecer, mas utiliza os produtos provenientes da fase clara. Constitui a fase escura.
FASE CLARA – 1) ABSORÇÃO DE LUZABSORÇÃO DE LUZ Luz
Excitação dos elétrons da clorofila Elétrons capturados pelo aceptor Q
Recuperação de elétrons perdidos pela clorofila a partir da decomposição da água
FOTÓLISE DA ÁGUAMoléculas de água decompõem-se em H+, elétrons e
oxigênio.
2 H2O ------ O2 + 4 H+ + 4 e-
FOTÓLISE DA ÁGUA Quebra da água pela energia da luz.
FASE CLARA – 2) TRANSPORTE DE TRANSPORTE DE ELÉTRONSELÉTRONS Aceptor Q
Transferência ------- ENERGIA Transferência ---------- ENERGIA
Transferência -------- ENERGIANADP+: último aceptor de elétrons no cloroplasto
CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS
REUNINDO AS DUAS ETAPAS EM UMA REAÇÃO QUÍMICA
2 H2O + 2NADP+ ------- O2 + 2H+ + 2NADPH
ee--
A luz solar incide na molécula de clorofila. Essa molécula armazena essa energia e elétrons são liberados.
ee--
ee--
Esse elétron é passado para uma proteína transportadora presente na membrana dos tilacóides.
ee--
ee--
ee--
ATPATP
ATPATP
Dessa proteína, o elétron é passado para outras proteínas transportadoras presentes na membrana dos tilacóides.
Quando o elétron pula de uma proteína para outra, energia é
liberada e ATPs são produzidos.
NADP
Aceptor intermediário de hidrogênios.
Essa molécula capta os hidrogênios liberados durante a fotólise da água e os passa para os carbonos que formarão a molécula de glicose.
NADP + H NADPH
NADPH2
H2O
que
brad
a pe
la lu
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lar Molécula de Gás Oxigênio
VÍDEO – PROF. DORIVAL
2) TRANSPORTE DE ELÉTRONS E FOTOSSISTEMASFOTOSSISTEMAS Pigmentos fotossintetizantes
Proteínas das membranas dos tilacóides Unidades de captação de luz: COMPLEXOS ANTENA Pigmentos reunidos – antena captadora de LUZ CLOROFILA a – área central – centro de reação
Transferência dos elétrons excitados ao AceptorQ
FOTOSSISTEMAS I e II: conjunto formado pelo complexo antena, como o centro de reação e os aceptores de elétros.
Livro, pág. 291
Livro, pág. 291, 292 e 293.
FASE CLARA – 3) PRODUÇÃO DE PRODUÇÃO DE ATPATP
FOTOFOSFORILAÇÃO ACÍCLICA E CÍCLICA ACÍCLICA: envolve a participação dos dois
fotossistemas; a energia luminosa captada pelo PSII é utilizada para a síntese de ATP, enquanto a luz captada pelo PSI é utilizada para a produção de NADPH. O elétron perdido é reposto pela quebra da água.
CÍCLICA: o elétron excitado e emitido pela clorofila do PSI é captado por um aceptor e transferido para uma cadeia transportadora de elétrons e em seguida retorna, com menor nível de energia, à mesma clorofila.
Livro, pág. 293, 294 e 295
FASE ESCURA - 4) FIXAÇÃO DO FIXAÇÃO DO CARBONOCARBONO
O NADPH e o ATP produzidos nas etapas iniciais da fotossíntese fornecem, respectivamente, hidrogênios e energia para a produção de glicídios a partir do gás carbônico.
Resumindo numa equação química:
CO2 + 3ATP + 2NADPH + 2H+ ----- (CH2O) + 3ADP + 3Pi + 2NADP+ + H2O
4) FIXAÇÃO DO CARBONO E O CICLO DAS CICLO DAS PENTOSESPENTOSES
Ocorre no estroma dos cloroplastos.
Série de reações químicas sequenciais, das quais participam o NADPH e o ATP produzidos nas fosforilações.
6 moléculas de CO2 reagem com 6 moléculas de RuBP (1.5-bifosfato de ribulose) e produzem no final duas moléculas de PGAL (gliceraldeído-3-fosfato), além de regenerar as 6 moléculas de RuBP.
As moléculas de PGAL produzidas combinan-se para originar outros glicídios.
VÍDEO – PROF. DORIVAL
Livro, pág. 296 e 297
FASE CLARA E FASE ESCURA
PGAL E OS NUTRIENTES
1- PGAL transformado em sacarose no citosol
2 – PGAL no cloroplasto = amido armazenado
3 – PAGL – produção de glicídios UTILIZAÇÃO IMEDIATA NAS MITOCÔNDRIAS =
RESPIRAÇÃO Transformação em diversas substâncias orgânicas:
aminoácidos, glicídios, gorduras, celulose; Armazenamento na forma de amido
QUIMIOSSÍNTESEQUIMIOSSÍNTESE Processo que utiliza energia liberada por reações
oxidativas de substâncias inorgânicas simples.
Arqueas metanogênicas: obtêm energia a partir da reação entre H2 e CO2 com produção de CH4
Bactérias: Nitrosomonas e Nitrobacter Vivem no solo e possuem importância fundamental no
ciclo do nitrogênio no planeta.Nitrossomonas obtêm energia por meio da oxidação do
íon amônio presente no solo transformando-o em íon de nitrito
Nitrobactérias obtêm energia por meio da oxidação do íon nitrito oxidando-o a íon nitrato
Livro, pág. 298