metabolismo energÉtico ii fotossÍntese e quimiossÍntese

METABOLISMO ENERGÉTICO II: FOTOSSÍNTESE E QUIMIOSSÍNTESE.

A descoberta da fotossíntese

Até o século XVII, os cientistas imaginavam que o solo era o responsável pelo fornecimento de todos os nutrientes necessários para o crescimento dos vegetais. Foi nessa época em que o médico e alquimista Jan Baptist van Helmont (1580-1644) concluiu que essa idéia não era verdadeira. Durante cinco anos, ele forneceu água a um pequeno salgueiro. Passado esse tempo, verificou que a terra perdeu 57 gramas, enquanto a planta saltou de 2 para 75 quilos. Van Helmont concluiu que era a água que fornecia os nutrientes necessários para o crescimento da planta.

Fatores que influem na Fotossíntese

Fatores que influem na Fotossíntese

Fatores que influem na Fotossíntese

Célula clorofilada

Membrana do tilacóide

Esquema da molécula de

clorofila

Folha

Granum

Parede celular

Cloroplasto

Membrana externa

Membrana interna

Tilacóide

GranumEstroma

DNA

Núcleo

VacúoloCloroplasto

Tilacóide

Complexo antena

Algas marinhas

Cloroplastos e outros plastosCloroplastos e outros plastos

Diferenças da clorofila a e b:

• Clorofila a: fica no centro de reação.

• Clorofila b: transfere energia para a clorofila a.

Alguns vegetais, são capazes de realizar o processo de fixação do CO2 em cloroplastos de células

especializadas. Esses vegetais são denominados C-4.

ENZIMA

CO2 CO3

CO3 moléc. de 3 carbonos

Moléc. de 4 carbonos se

difunde para as células da bainha.

A A Fotossíntese Fotossíntese A A Fotossíntese Fotossíntese Os pigmentos fotossintetizantes Os pigmentos fotossintetizantes Os pigmentos fotossintetizantes Os pigmentos fotossintetizantes

Existem vários tipos de clorofila, que diferem ligeiramente entre si e

absorvem a luz de modo mais eficiente em diferentes comprimentos de onda, dentro do espectro azul e vermelho.

4 tipos principais

Clorofila A

Clorofila B

Clorofila C

Bacterioclorofila

Além das clorofilas, existem outros pigmentos envolvidos na absorção de luz, como os carotenóides (caroteno e xantofila) que ocorrem em plantas.

ClorofilaEnergia luminosa

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

Etapas da fotossíntese:

1. Absorção de luz (fotólise da água)

2. Transporte de elétrons.

3. Produção de ATP.

4. Fixação de carbono. (ESCURO)

O processo de fotossíntese O processo de fotossíntese O processo de fotossíntese O processo de fotossíntese

Etapa fotoquímica Reações de claro

Etapa química Reações de escuro

Em cada uma das etapas ocorrem várias reações

O processo de fotossíntese dos eucariontes pode ser dividido em duas etapas:

FotossínteseFórmula geral:

6 CO2 + 12 H2O ----Clorofila---> C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2

Fotólise da água: quebra da molécula de água em presença de luz

Luz

Clorofila

Fotofosforilação: adição de fosfato em presença de luz

ATPADP

O2

2 NADPH2

4 H+ + 4 e- +2 H2O

4 H+ + 2 NADP

A fotofosforilação pode ser cíclica ou acíclica:

Acíclica: envolve os dois fotossistemas (PSII E PSI)

Cíclica: envolve apenas o fotossistema I (P700)

Fonte de Fonte de oxigêniooxigênioFonte de Fonte de oxigêniooxigênio

6 CO2 + 12 H2O clorofila e Luz C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O

Fotossíntese em plantas, algas e protistas

6C O2 + 12NADPH2 + nATP C6 H12 O6 + 6 H2 O + NADP + P6C O2 + 12NADPH2 + nATP C6 H12 O6 + 6 H2 O + NADP + P

No ciclo de fixação do carbono, 3 moléculas de ATP e 2 de NADPH são consumidas para cada molécula

de CO2;

reação: 3CO2 + 9ATP + 6NADPH + água

gliceraldeído 3-fosfato + 8Pi + 9ADP + 6NADP+

Comprovando o processo de fotossínteseComprovando o processo de fotossínteseComprovando o processo de fotossínteseComprovando o processo de fotossíntese

Como provar a produção de oxigênio

por plantas

A etapa química A etapa química A etapa química A etapa química Os produtos da etapa fotoquímica

O2 liberado para o ambiente

NADPH2 e ATP que serão utilizados na etapa química

Durante a etapa química o CO2 recebe o hidrogênio transportado pelo NADPH proveniente da fotólise da água. Há então a formação de carboidratos, denomidada de fixação do carbono.

O ATP obtido na etapa fotoquímica é utilizado em diversas reações químicas nessa etapa. Essas reações compreendem o ciclo das pentoses ou ciclo de Calvin

6 CO2 + 12 NADPH2 + 18 ATP C6H12O6 + 12 NADP + 18 ADP + 18 Pi + 6 H2O

Ciclo de Calvin

A fonte de energia A fonte de energia A fonte de energia A fonte de energia Fonte imediata de energia ATP

Fonte imediata de energia glicose

A relação entre mitocôndrias A relação entre mitocôndrias e cloroplastos e cloroplastos A relação entre mitocôndrias A relação entre mitocôndrias e cloroplastos e cloroplastos

Quimiossíntese

Fórmula geral: EnzimasCO2 + H2O --------ATP------> Matéria Orgânica + O2

Arqueas metanogênicas

CO2 + 4 H2 CH4 + 2H20 + ENERGIA

Nitrossomonas sp

NH4+ NO2

-

Amônio para nitrito.

Nitrobacter sp

NO2- NO3

-

Nitrito para nitrato.

Próxima aula: multicelularidade, tecidos animais.