Células e energia Na fotossíntese, a energia

luminosa é convertida em energia química contida em moléculas orgânicas.

As moléculas orgânicas podem ser degradadas na respiração celular, liberando energia para as atividades da célula ou podem ser usadas como matéria-prima na síntese de outras moléculas orgânicas.

ATP – Energia em trânsito A célula pode transferir

energia para moléculas de ATP.

Na realização do trabalho celular a energia vem da conversão de ATP, que resulta em ADP e fosfato inorgânico.

A incorporação de um fosfato inorgânico ao ADP, com armazenamento de energia, chama-se fosforilação.

Se a energia vier da luz, é a fotofosforilação; se vier da degradação de moléculas orgânicas, fosforilação oxidativa.

Cloroplastos e fotossíntese

Nos cloroplastos de células vegetais e de algas existe clorofila, pigmento fundamental à ocorrência de fotossíntese.

Cloroplastos: delimitados por 2 membranas lipoprotéicas e preenchidos por um fluido – o estroma. Dentro dos cloroplastos sacos membranosos discóides – os tilacóides (contém clorofila) – que formam pilhas (granun) unidas entre si por lamelas.

Ao ser excitada pela energia luminosa, a clorofila tem seus elétrons energizados arremessados para fora da molécula.

Esses elétrons liberam gradualmente a energia captada, que a célula utiliza na produção de ATP, ligando ADP a um grupo fosfato.

Nos tilacóides, moléculas de água são decompostas num processo conhecido como fotólise da água ou reação de Hill produz oxigênio, que é liberado.

Os prótons H+, associados aos elétrons ricos em energia, ligam-se a uma molécula transportadora ou aceptora – o NADP.

O ATP e os compostos que recolhem os átomos de hidrogênio são empregados pela célula vegetal na fabricação de glicose.

Com a energia do ATP, átomos de carbono do CO2 formam um esqueleto carbônico, ao qual se ligam outros átomos, inclusive os hidrogênios ricos em energia glicose.

Moléculas excitáveis pela luz A clorofila a e a clorofila b são verdes, mas

absorvem luz de comprimentos de onda um pouco diferentes.

Nos tilacóides também são encontrados pigmentos acessórios, como os carotenóides, que podem ser amarelos ou alaranjados.

Os pigmentos acessórios preenchem a faixa de absorção da luz branca não coberta pela clorofila. Todos eles, após captarem a energia luminosa, transferem-na à clorofila a.

A fotossíntese é mais eficiente nos comprimentos de onda em que a absorção da luz é maior azul e vermelho.

Sistemas fotossintetizantes ou fotossistemas contém moléculas de clorofila e pigmentos acessórios fotossistemas I e II (diferença está nas moléculas de proteína associadas à clorofila).

Clorofila a, associada a moléculas de proteínas centro de reações fotoquímicas.

Clorofila e pigmentos acessórios complexos-antena captar luz e transferir de pigmento a pigmento por ressonância, até que ela atinja o pigmento do centro de reações fotoquímicas, onde se inicia o transporte de elétrons.

A etapa fotoquímica Reações da fotossíntese que

dependem diretamente da energia luminosa.

Também chamada fase clara. Ocorre nos tilacóides. Inclui fotólise da água, fotofosforilação

cíclica e fotofosforilação acíclica. Produz ATP, NADPH e oxigênio.

Fotofosforilação cíclica Envolve apenas o

fotossistema I e não libera O2.

Os elétrons excitados por fótons, depois de deixarem a clorofila, tendem a retornar a ela, passando por aceptores chamados citocromos.

A energia liberada pelos elétrons excitados permite a produção de ATP

Fotofosforilação acíclica A fotólise da água libera O2,

elétrons excitados e prótons H+.

O fotossistema II, excitado pela energia luminosa, perde elétrons, que passam por uma cadeia de aceptores, liberando energia ATP.

Clorofila recebe elétrons provenientes da fotólise da água.

Fotossistema I elétrons excitados juntamente com prótons H+ recolhidos pelo NADP+ NADPH.

Etapa Química – Ciclo de Calvin

Conhecida como fase escura, embora também ocorra na presença de luz.

Depende de NADPH e ATP gerados na fase clara.

Ocorre no estroma dos cloroplastos.

Resumo geral Equação geral da fotossíntese:

Equação geral da fase clara:

Equação geral da fase escura:

Fatores limitantes da fotossíntese CO2 - H2O – luz - temperatura.

Taxas de fotossíntese e da respiração celular aeróbia em função da intensidade luminosa.

Taxa de fotossíntese em função da concentração de CO2

Taxa de fotossíntese em função da temperatura

Fotossíntese bacteriana Também chamada de fotorredução.

Realizada por bactérias verdes e púrpuras, que possuem um tipo especial de clorofila - a bacterioclorofila (absorve luz na região do espectro correspondente ao infravermelho). Essas bactérias podem utilizar o sulfeto de hidrogênio (H2S), álcoois, ácidos graxos ou acetoácidos.

AOHOCHxCOAH xorofilaBacteriocllhoInfraverme

2)(2 2222

Quimiossíntese Utiliza energia proveniente de reações químicas. Ex.: Bactérias nitrificantes:1. Nitrosomonas: oxidam a amônia a nitritos e a energia

liberada nessa oxidação é utilizada na síntese de matéria orgânica.

2. Nitrobacter: oxidam o nitrito a nitrato e a energia liberada nessa oxidação é utilizada na síntese de matéria orgânica.