Cloroplastos e fotossíntese

Células e energia
 Na fotossíntese, a energia
luminosa é convertida em
energia química contida
em moléculas orgânicas.
 As moléculas orgânicas
podem ser degradadas na
respiração celular,
liberando energia para as
atividades da célula ou
podem ser usadas como
matéria-prima na síntese
de outras moléculas
orgânicas.
ATP – Energia em trânsito

A célula pode transferir
energia para moléculas de
ATP.
 Na realização do trabalho
celular a energia vem da
conversão de ATP, que
resulta em ADP e fosfato
inorgânico.
 A incorporação de um
fosfato inorgânico ao ADP,
com armazenamento de
energia, chama-se
fosforilação.
 Se a energia vier da luz, é
a fotofosforilação; se vier
da degradação de
moléculas orgânicas,
fosforilação oxidativa.
Cloroplastos e fotossíntese
 Nos cloroplastos de células vegetais e de algas existe
clorofila, pigmento fundamental à ocorrência de
fotossíntese.
 Cloroplastos: delimitados por 2 membranas lipoprotéicas
e preenchidos por um fluido – o estroma. Dentro dos
cloroplastos  sacos membranosos discóides – os
tilacóides (contém clorofila) – que formam pilhas (granun)
unidas entre si por lamelas.
 Ao ser excitada pela energia
luminosa, a clorofila tem seus
elétrons energizados 
arremessados para fora da
molécula.
 Esses elétrons liberam gradualmente a energia captada,
que a célula utiliza na produção de ATP, ligando ADP a
um grupo fosfato.
 Nos tilacóides, moléculas de água são
decompostas num processo conhecido
como fotólise da água ou reação de
Hill  produz oxigênio, que é liberado.
 Os prótons H+, associados aos elétrons
ricos em energia, ligam-se a uma
molécula transportadora ou aceptora –
o NADP.
 O ATP e os
compostos que
recolhem os átomos
de hidrogênio são
empregados pela
célula vegetal na
fabricação de
glicose.
 Com a energia do
ATP, átomos de
carbono do CO2
formam um
esqueleto carbônico,
ao qual se ligam
outros átomos,
inclusive os
hidrogênios ricos em
energia  glicose.
Moléculas excitáveis pela luz
 A clorofila a e a clorofila b são verdes, mas
absorvem luz de comprimentos de onda um
pouco diferentes.
 Nos tilacóides também são encontrados
pigmentos acessórios, como os
carotenóides, que podem ser amarelos ou
alaranjados.
 Os pigmentos acessórios preenchem a faixa
de absorção da luz branca não coberta pela
clorofila. Todos eles, após captarem a
energia luminosa, transferem-na à clorofila
a.
 A fotossíntese é mais eficiente nos
comprimentos de onda em que a absorção
da luz é maior  azul e vermelho.
 Sistemas fotossintetizantes ou fotossistemas 
contém moléculas de clorofila e pigmentos acessórios
 fotossistemas I e II (diferença está nas moléculas
de proteína associadas à clorofila).
 Clorofila a, associada a moléculas de proteínas 
centro de reações fotoquímicas.
 Clorofila e pigmentos acessórios  complexos-antena
 captar luz e transferir de pigmento a pigmento por
ressonância, até que ela atinja o pigmento do centro
de reações fotoquímicas, onde se inicia o transporte
de elétrons.
A etapa fotoquímica
 Reações da fotossíntese que
dependem diretamente da energia
luminosa.
 Também chamada fase clara.
 Ocorre nos tilacóides.
 Inclui fotólise da água, fotofosforilação
cíclica e fotofosforilação acíclica.
 Produz ATP, NADPH e oxigênio.
Fotofosforilação cíclica
 Envolve apenas o
fotossistema I e não
libera O2.
 Os elétrons excitados
por fótons, depois de
deixarem a clorofila,
tendem a retornar a ela,
passando por aceptores
chamados citocromos.
 A energia liberada
pelos elétrons excitados
permite a produção de
ATP
Fotofosforilação acíclica
 A fotólise da água libera O2,
elétrons excitados e prótons
H+.
 O fotossistema II, excitado
pela energia luminosa, perde
elétrons, que passam por uma
cadeia de aceptores, liberando
energia  ATP.
 Clorofila  recebe elétrons provenientes da fotólise da
água.
 Fotossistema I  elétrons excitados juntamente com
prótons H+  recolhidos pelo NADP+  NADPH.
Etapa
Química –
Ciclo de
Calvin
 Conhecida como
fase escura, embora
também ocorra na
presença de luz.
 Depende de NADPH
e ATP gerados na
fase clara.
 Ocorre no estroma
dos cloroplastos.
Resumo geral
 Equação geral da fotossíntese:
 Equação geral da fase clara:
 Equação geral da fase escura:
Fatores limitantes da fotossíntese
 CO2 - H2O – luz - temperatura.
Taxas de fotossíntese
e da respiração celular
aeróbia em função da
intensidade luminosa.
Taxa de fotossíntese em função da
concentração de CO2
Taxa de fotossíntese em função
da temperatura
Fotossíntese bacteriana
 Também chamada de fotorredução.
Infravermelho
Bacterioclorofila
2H 2 A  xCO2 (CH 2 O) x  H 2 O  2 A
Realizada por bactérias verdes e púrpuras, que possuem um
tipo especial de clorofila - a bacterioclorofila (absorve luz na
região do espectro correspondente ao infravermelho). Essas
bactérias podem utilizar o sulfeto de hidrogênio (H2S), álcoois,
ácidos graxos ou acetoácidos.
Quimiossíntese


1.
2.
Utiliza energia proveniente de reações químicas.
Ex.: Bactérias nitrificantes:
Nitrosomonas: oxidam a amônia a nitritos e a
energia liberada nessa oxidação é utilizada na
síntese de matéria orgânica.
Nitrobacter: oxidam o nitrito a nitrato e a energia
liberada nessa oxidação é utilizada na síntese de
matéria orgânica.