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