Síntese de compostos orgânicos, na presença de energia luminosa

Equação

6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2

ou

6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

Luz

Clorofila

Luz

Clorofila

Comprovação da origem do gás oxigênio

C16O2

H2

18O

C6H1216O6

18O2

C18O2

H2

16O

C6H1218O6

16O2

Cloroplasto

Membrana externa

Granun

Tilacoides

Lúmen

EstromaMembrana interna

Adaptado de http://ahlconintlhw.blogspot.com/2010/05/holiday-home-work-class-vii-subject.html

Etapas da fotossíntese

Reações de claro

(fotoquímicas)

Reações de escuro

(químicas)

H2O

O2

CO2

C6H12O6

Luz

ATP

NADPH2

ADP + P

NADP

REAÇÕES FOTOQUÍMICASOcorrem nos tilacóides e nas lamelas

Depende diretamente da luz e da clorofila

Eventos:

Fotólise da água: quebra da água na presença da luz

Produz prótons (H+), elétrons (e-) e oxigênio (O2)

Fotofosforilação (acíclica e cíclica): formação de ATP na presença da luz

Produz ATP (acíclica e cíclica) e NADPH2 (acíclica)

Fotólise da água e fotofosforilação acíclica

e-

e-

e-

e-

Fotossistema II

Fotossistema I

Fóton

Fóton

e-

e-

H+ H+

H+

H+

Cadeia transportadora de elétrons

Nível crescente de

energia

Adaptado de http://madalenamalho.files.wordpress.com/2008/03/fotofosforilacao.pdf

Fotofosforilação cíclica

e-

Fotossistema I

Fóton

Cadeia transportadora

de elétrons

Nível crescente de

energia

e-

e-

e-

Adaptado de http://madalenamalho.files.wordpress.com/2008/03/fotofosforilacao.pdf

REAÇÕES QUÍMICAS

Ocorrem no estroma

Depende indiretamente da luz

Eventos:

Ciclo de Calvin-Benson: reduz o CO2 em carboidrato

Ribulose difosfato(5C)

Ácido fosfoglicérico (3C)

6 ADP + 6 fosfato

6 NAPDH

6 NAPD+

Gliceraldeído fosfato (3C) (x2)

Glicose

3ADP + 3 fosfato

6 ATPs

3 ATPs

3CO2

Adaptado de http://www.atooms.com/index.php?page=search/images&search=ciclo+de+calvin&type=images&startpage=2

Ciclo de Calvin

FATORES QUE INTERFEREM NA FOTOSSÍNTESEConcentração de dióxido de carbono

TemperaturaConcentração de CO2

Ativi

dade

foto

ssin

tétic

a

Temperatura

Ativi

dade

foto

ssin

tétic

a

Muita luz

Pouca luz

Radiação luminosa

Intensidade luminosa

Comprimento de onda (nm)Taxa

de

foto

ssín

tese

Adaptado de http://www.mtagricola.com.br/2009/05/26/luz-artificial-para-plantas/

Intensidade luminosa

PSL ou PSF (ponto de saturação luminoso ou fótico)

Ativi

dade

fo

toss

inté

tica

Fotossíntese x Respiração

I: Respiração > fotossínteseII: Respiração = fotossíntese (PCL ou PCF)III: Respiração < fotossíntese

Intensidade luminosa

Fotossíntese

III

III

Respiração

PCL ou PCF (ponto de compensação luminoso ou fótico)

Plantas heliófilas e umbrófilas

Fotossíntese (heliófila)

Respiração (heliófila)

Fotossíntese (umbrófila)

Respiração (umbrófila)

Intensidade luminosa

PCF (heliófila)

PCF (umbrófila)

PSF (heliófila)

PSF (umbrófila)

Taxas

PLANTAS C3, C4 E CAM

Plantas C3

Rubisco fixa o CO2 e o O2

Fixação do CO2 forma gliceraldeído-fosfato (3 C)

Em dias quentes: realiza a fotorrespiração (reação com o O2)

Limitação da fotossíntese

Exemplos: rosa, trigo, soja, arroz

Plantas C4

Mantêm a razão CO2 /O2

elevada próxima ao rubisco

CO2 é fixado com auxílio do fosfoenolpiruvato e forma ácido oxalacético (4 C)

Maximizam a fotossíntese

Exemplos: milho, cana, orquídea, gramíneas

Célula do mesófilo

Célula da bainha

CO2

Adaptado de http://www.fisicanet.com.ar/biologia/metabolismo/ap12_fijacion_de_carbono.php

Plantas CAM

Abrem seus estômatos à noite

CO2 fixado forma oxalacetato e ácido málico

Durante o dia: ácido málico fornece CO2 ao ciclo de Calvin

Exemplos: cactáceas, abacaxiEstômato fechado

CO2

Ácido oxalacético

Ácido málico

Estômato aberto

CO2

Ciclo de Calvin

Luz

ATP e NAPH2

FOTOSSÍNTESE BACTERIANA

Pigmento: bacterioclorofila

6CO2 + 6H2S C6H12O6 + 6S2

QUIMIOSSÍNTESE

Bactérias nitrosas e nítricas

Luz

Bacterio-clorofila

6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2

NH3 NO2 NO3

Energia química