A fotossíntese ocorre em complexos contendo antenas de captação de luz e

centros fotoquímicos

Granum

Visão 2-D do sistema antena do Fotossistema II de plantas

Stroma

Membrana do tilacóide

O estado de excitação energético dos pigmentos

diminui quanto mais próximo do centro de reação.

Este gradiente de energia

garante que a energia transmitida para o centro de reação seja favorável e que não haja “retorno” da energia para os pigmentos

do Complexo Antena.

Molécula do pigmento

Estado excitado

Estado fundamental

Absorção do fóton pela molécula

Fóton

Elétron Núcleo

Fóton

Absorção do

fóton

Estado

excitado

Estado

fundamental

Molécula do pigmento

Estado

excitado

Estado

fundamental

Absorção

do fóton

Fóton

Retorno ao estado fundamental

• Calor • Fluorescência • Transferência de energia (ressonância) • Reação fotoquímica

Transferência de energia: ressonância

Centro de reação

Moléculas do pigmento

Antena

Transferência de energia por ressonância Transferência de elétrons

Luz

Aceptor (A)

Doador

e-

e-

Expulsão de e-

Reposição de e-

Transporte

Clorofila a + (A) Clorofila a* + (A) Clorofila a+ + (A-) LUZ

Plantas possuem dois fotossistemas

Fotossistemas (FS): referem-se ao arranjamento das Moléculas de clorofila e outros pigmentos e proteínas embutidos nas tilacóides. -A maioria dos procariontes tem apenas um fotossistema, o FSII. -Eucariontes tem FSI e FSII. O FSI usa a clorofila a na forma referida como P700. O FSII usa a forma da clorofila a conhecida como P680. (P significa pigmento) -Experimentos empregando raios-X, espectroscópio (analisa espectros de absorção eletromagnética), e ressonância magnética foram importantes para descrever os FS.

Organização dos FS na membrana do tilacóide

Membrana tilacóide

lúmen tilacóide

estroma

Estroma

Membrana

do tilacóide

Lúmen

Esquema Z – Transporte acíclico de elétrons na membrana do tilacóide para a síntese de NADPH

+ 2H+

2H+

Fotossistema II (PSII)

Fotossistema I (PSI)

2H+

PQ: Plastoquinona Cyt: complexo citocromo PC: Plastocianina PQH2: Plasto-hidroquinona

Fd:ferredoxina FNR: complexo ferredoxina-NADP redutase

Fd-NR

NADPH

pH ~ 5

pH ~ 8

FASE FOTOQUÍMICA

Armazenamento de energia fotossintética: a transferência inicial de um elétron de uma

clorofila excitada para uma molécula aceptora, seguida por uma série muito rápida de reações

químicas secundárias (200 picossegundos).

A reação reversa (se ocorrer) é muitas ordens de grandeza mais lenta e, portanto, a energia foi

capturada.

Membrana tilacóide

lúmen tilacóide

estroma

Estroma

Membrana

do tilacóide

Lúmen

Esquema Z e formação de bomba de prótons para produção de ATP

2 H+ 2 H+

2 H+

ADP + Pi

Fd-NR

Bomba de prótons: pode ser gerada por diferença de potencial eletroquímico

ATP

CF1

CF0

pH ~ 5

pH ~ 8

Organization and structure of the four major protein complexes

Stroma

Thylakoid Lumen

Formação de bomba de prótons nos tilacóides dos cloroplastos é SUFICIENTE para a produção de ATP (teoria quimiosmótica)

Fonte: Taiz e Zeiger, 2006

A fotofosforilação cíclica gera ATP e a acíclica gera ATP e NADPH

MODO DE AÇÃO DE DOIS HERBICIDAS

Movimento dos cloroplastos

Escuro Luz fraca Luz forte

Fonte: Taiz & Zeiger (2006)

Os fotossistemas são sensíveis ao excesso de energia luminosa

Os fotossistemas são sensíveis ao excesso de energia luminosa

Mecanismos de proteção: -Dissipação do excesso de energia na forma de calor -Carotenóides reduzem o estado de instabilidade da clorofila (neutralização de produtos tóxicos) -Reposição de proteínas danificadas (ex. proteína D1) no PSII