metabolismo energÉtico ii fotossÍntese e quimiossÍntese
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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.