Fases da Fotossíntese - PDF

4.2 OBTENÇÃO DE MATÉRIA PELOS SERES VIVOS AUTOTRÓFICOS Obtenção de matéria ― 4.1 Obtenção de matéria pelos seres vivos heterotróficos ― 4.2 Obtenção de matéria pelos seres vivos autotróficos Obtenção de matéria Obtenção de matéria pelos seres vivos autotróficos Fases da fotossínte...

4.2 OBTENÇÃO DE MATÉRIA PELOS SERES VIVOS AUTOTRÓFICOS Obtenção de matéria ― 4.1 Obtenção de matéria pelos seres vivos heterotróficos ― 4.2 Obtenção de matéria pelos seres vivos autotróficos Obtenção de matéria Obtenção de matéria pelos seres vivos autotróficos Fases da fotossíntese ― O processo fotossintético corresponde a um conjunto de reações em cadeia, que ocorrem em duas fases distintas mas interdependentes: fase fotoquímica e fase química. Fase fotoquímica Fase química Ciclo de Calvin Compostos Fig. 1 - Visão geral da fotossíntese. orgânicos Obtenção de matéria Obtenção de matéria pelos seres vivos autotróficos Fases da fotossíntese – Fase fotoquímica ― É o conjunto de reações dependentes da luz e que ocorrem nos tilacoides. ― A energia luminosa é captada pelos pigmentos fotossintéticos, que se encontram organizados com proteínas em unidades designadas por fotossistemas. ― Existem dois fotossistemas: I e II. ― Em cada fotossistema os pigmentos fotossintéticos recebem energia dos fotões e perdem um par de eletrões – oxidação das clorofilas. ― Estes eletrões são recebidos por moléculas aceitadoras de eletrões, sendo depois transferidos ao longo de uma série de moléculas proteicas – cadeia transportadora de eletrões (CTE) Fig. 2 - Constituição e funcionamento de um fotossistema na membrana dos tilacoides. Obtenção de matéria  Obtenção de matéria pelos seres vivos autotróficos Fases da fotossíntese – Fase fotoquímica ❶ ❶ A absorção da energia de um fotão leva à oxidação das clorofilas do fotossistema II, o que leva à transferência de eletrões para a CTE. Fig. 3 - Fase fotoquímica – cadeia transportadora de eletrões. Obtenção de matéria  Obtenção de matéria pelos seres vivos autotróficos Fases da fotossíntese – Fase fotoquímica ❶ ❷ Os eletrões das clorofilas são repostos pela oxidação da água, que produz O 2. ❷ Equação oxidação da água: 2H₂O -> 4H⁺ + 4 e⁻ + O₂ Fig. 3 - Fase fotoquímica – cadeia transportadora de eletrões. Obtenção de matéria  Obtenção de matéria pelos seres vivos autotróficos Fases da fotossíntese – Fase fotoquímica ❶ ❸ ❸ Ao passar por alguns elementos da CTE, os eletrões vão perdendo energia. ❷ Fig. 3 - Fase fotoquímica – cadeia transportadora de eletrões. Obtenção de matéria  Obtenção de matéria pelos seres vivos autotróficos Fases da fotossíntese – Fase fotoquímica ❶ ❹ ❸ ❹ Outro fotão é absorvido por clorofilas do fotossistema I, que oxidam e cedem eletrões para moléculas transportadoras, até à formação de NADPH. Os eletrões dessas clorofilas são repostos pelos ❷ que chegam da CTE. NADP⁺ + 2e⁻ + 2H⁺ -> NADPH + H⁺ Fig. 3 - Fase fotoquímica – cadeia transportadora de eletrões. Obtenção de matéria  Obtenção de matéria pelos seres vivos autotróficos Fases da fotossíntese – Fase fotoquímica ADP + Pi + energia -> ATP ❶ ❶ A oxidação da água liberta protões para o lúmen dos tilacoides. Fig. 4 - Fase fotoquímica – síntese de ATP por fotofosforilação. Obtenção de matéria  Obtenção de matéria pelos seres vivos autotróficos Fases da fotossíntese – Fase fotoquímica ADP + Pi + energia -> ATP ❶ ❷ ❷ Parte da energia dos eletrões é utilizada para o transporte ativo de iões H+ para o interior dos tilacoides por um elemento da CTE. Fig. 4 - Fase fotoquímica – síntese de ATP por fotofosforilação. Obtenção de matéria  Obtenção de matéria pelos seres vivos autotróficos Fases da fotossíntese – Fase fotoquímica ADP + Pi + energia -> ATP ❸ ❶ ❷ ❸ No lúmen dos tilacoides, a acumulação de H + gera um gradiente de concentração que é usado pela ATP sintase para a produção de ATP. ADP + Pi + energia -> ATP Fig. 4 - Fase fotoquímica – síntese de ATP por fotofosforilação. Obtenção de matéria  Obtenção de matéria pelos seres vivos autotróficos Fases da fotossíntese – Fase química ― Também designada por ciclo de Calvin. ― Não depende diretamente da luz, é caracterizada pela produção de matéria orgânica e ocorre no estroma. ― Realiza-se em três etapas: fixação do carbono, redução e produção de açúcares e regeneração da ribulose bifosfato. Fig. 5 - Fase química. Os números indicados correspondem ao número de moléculas necessárias para a síntese de uma molécula de glicose. Obtenção de matéria  Obtenção de matéria pelos seres vivos autotróficos Fases da fotossíntese – Fase química Fixação do carbono ❶ Fixação do carbono ― O dióxido de carbono é incorporado na ribulose bifosfato sendo esta a reação que inicia o ciclo. ― Esta reação é catalisada pela enzima RuBisCO, formando-se um composto com 6 carbonos altamente instável. Fig. 5 - Fase química. Os números indicados correspondem ao número de moléculas necessárias para a síntese de uma molécula de glicose. Obtenção de matéria  Obtenção de matéria pelos seres vivos autotróficos Fases da fotossíntese – Fase química Redução e produção de açúcares ❶ Fixação do carbono ― Os compostos com 3 carbonos formados anteriormente são fosforilados pelo ATP e depois reduzidos pelo NADPH. ― No final desta etapa forma-se uma triose (G3P) que pode ser utilizado para a produção de glicose e outras biomoléculas. ❷ Redução e produção de açúcares Fig. 5 - Fase química. Os números indicados correspondem ao número de moléculas Glicose necessárias para a síntese de uma molécula de glicose. (e outros compostos orgânicos) Obtenção de matéria  Obtenção de matéria pelos seres vivos autotróficos Fases da fotossíntese – Fase química Regeneração da ribulose bifosfato ❶ Fixação do carbono ― As moléculas de G3P que não são utilizadas para formar açúcares são fosforiladas pelo ATP regenerando o RuBP e que podem fixar mais moléculas de dióxido de carbono. ❸ Regeneração da ribulose bifosfato ❷ Redução e produção de açúcares Fig. 5 - Fase química. Os números indicados correspondem ao número de moléculas Glicose necessárias para a síntese de uma molécula de glicose. (e outros compostos orgânicos) Obtenção de matéria Obtenção de matéria pelos seres vivos autotróficos Fotossíntese ― O NADP⁺, o ADP e o fosfato inorgânico regenerados durante o ciclo de Calvin ficam disponíveis novamente para serem utilizados na fase fotoquímica. ― A fotossíntese é um processo endoenergético pois os produtos finais possuem mais energia que os reagentes. ― Os átomos de carbono e oxigénio da glicose têm origem no dióxido de carbono enquanto os átomos de hidrogénio resultam da oxidação da água. Fig. 6 - A fotossíntese é um processo endoenergético. Fig. 7 - Origem dos átomos da glicose. Obtenção de matéria