processos de obtenção de energia - parte ii

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

z so

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