Fotossintese
[Grego=photos, luz; e syntithenai,
juntar, produzir ou seja um processo endergônico, um processo
anabolico que acontece em todos os seres autotrofos, vamos encontrar
em:
3 Reinos:
- Monera ( cianobacterias) –
Procariontes;
- Protistas (Algas) – uni ou
multicelulares, eucariontes;
- Plantae (vegetais) –
multicelulares, eucariontes.
O
processo de fotossíntese é um processo primordial para vida na
terra, pois além de produzir energia para os seres vivos, ela produz
o Oxigênio que é fundamental para queima de carboidratos nos
animais, esta reação acontece em dois momentos a fase clara e fase
escura, que acontece em organelas citoplasmáticas no interior das
células vegetais, os famosos Cloroplastos:
São
formados por Tilacoides, pilha de membranas formado por granas, são
recoberto por duas membranas, possuem DNA e RNA próprios
e possuem o seu plasma que é rico em clorofila, onde acontece as
duas fases responsáveis para a manutenção da vida destes seres.
-
Clorofila =
pigmentos fotossintenticos, formados por compostos de cordenação
quando estiver um íon metálico ligado a molécula, este composto é
formados por Porfirinas
(moléculas
orgânicas com uma estrutura geral de macrociclo tetrapirrólico
(formado por quatro anéis pirrólicos), ligados por ligações
metínicas (-CH-).
A
intensa cor verde da clorofila se deve a suas fortes absorções das
regiões azuis e vermelhas do espectro eletromagnético (intervalo
completo de todas as possíveis frequências da radiação
eletromagnética.), e
por causa absorções a luz que ela reflete e transmite parece verde.
Obs.: O Espectro
Eletromagnético se estende desde frequências abaixo das frequências
de baixa frequência até a radiação gama.
A energia da luz solar em energia
química através do processo de fotossíntese. Neste processo a
energia absorvida pela clorofila transforma dióxido de carbono e
água em carboidratos e oxigênio.
Tipos
de Clorofila:
Clorofila a
|
Clorofila b
|
Clorofila c1
|
Clorofila c2
|
Clorofila d
|
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Fórmula molecular
|
C55H72O5N4Mg
|
C55H70O6N4Mg
|
C35H30O5N4Mg
|
C35H28O5N4Mg
|
C54H70O6N4Mg
|
|
grupo C3
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-CH=CH2
|
-CH=CH2
|
-CH=CH2
|
-CH=CH2
|
-CHO
|
|
grupo C7
|
-CH3
|
-CHO
|
-CH3
|
-CH3
|
-CH3
|
|
grupo C8
|
-CH2CH3
|
-CH2CH3
|
-CH2CH3
|
-CH=CH2
|
-CH2CH3
|
|
grupo C17
|
-CH2CH2COO-fitilo
|
-CH2CH2COO-fitilo
|
-CH=CHCOOH
|
-CH=CHCOOH
|
-CH2CH2COO-fitilo
|
|
ligação C17-C18
|
simples
|
simples
|
dupla
|
dupla
|
simples
|
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Ocorrência
|
Universal, única clorofila em
muitas Cianobactérias
|
Plantas, Euglenídios e
Proclorófitas
|
Stramenopilos
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Dinoflagelados
|
Rodófitas (Plantas)e
Cianobactérias
|
A
fotofosforização(Fase Clara)
O
primeiro passo é a captação de luz pelo tilácoides através de
fotossistemas, denominados de fotossistema I e fotosistema II, neste
sistema pode ser aciclico (quando os elétrons volta para o
fotossistema II) o ciclico, quando participa da fase quimica:
No
Fotossistema II,
absorve luz, os elétrons na clorofila ficam excitados e sobem para
um nível de energia mais elevado e são captados pelo aceptor
primário de elétrons. Esta reação compensar a deficiência em
elétrons, outros são extraídos da água, através de fotólise ou
por via enzimática, sendo depois direcionados para a clorofila o
oxigênio saem da célula e vai para atmosfera o 2 H+
são guardados ou reutilizados pela reação.
Na
membrana do tilácoides iremos encontrar uma proteina que faz o
transporte de elétrons (complexo citocromos B6F) que longo é
recebido pela Ferredoxina
que leva o elétrons para fotossistema I a agitação dos elétrons
no fotossistema I faz o receptor primário repassar este elétron
para a fase Química (fase escura).
Resumo da fotólise
No
interior dos cloroplastos, a água é decomposta na presença da luz.
Essa reação é a fotólise
da água. (ou reação
de Hill).
Fase
Química (fase escura)
Esta
fase irá receber os elétrons do hidrogênio e para a produção de
alimento e energia, também conhecido como ciclo de Calvin ou ciclo
das Pentoses. para entender vamos começar falando da transferência
de elétrons trazido pelo aceptor NADP, os elétrons serão usados,
para formar a glicose.
Então
será captado o dióxido de carbono (CO2),pela Ribulose
disfosfato (Rubp), irá captar e formar o Glicerato de fosfato, que
irá repor a Ribulosa, produzindo 6 ATPs e 6 ADPs, que futuramente
irá formar a glicose, um composto formados por 6 carbonos.
O
retorno do Glicerato de fosfato irá produzir a ribulosa que irá
captar o carbono e produzirá novamente nutrientes e energia nos
vegetais, sendo que a planta não conseguindo suprir a necessidade de
luz ou de carbono, ela vai começar a usar o processo de respiração.
O
Ciclo de Calvin Benson
O
ciclo começa com a reação de uma molécula de CO2
entra em reação com Ribulose
difosfato (açúcar com 5 Carbono) que é catalisada
pela enzima rubisco
(Ribulose bifosfato, RuBP),
uma das mais abundantes proteínas presentes no reino vegetal.
O
composto possui seis carbonos, que são lisadas em duas moléculas de
três carbonos (2 moléculas de ácido 3-fosfoglicérico ou
3-fosfoglicerato,
conhecidas como PGA),
no final deste ciclo é produzida uma molécula de glicose
e outra parte é regenerada a molécula de ribulose
difosfato.
Note,
porém, que para o ciclo ter sentido lógico, é preciso admitir a
reação de seis moléculas de CO2 com seis moléculas de
ribulose difosfato, resultando em uma molécula de glicose e a
regeneração de outras seis moléculas de ribulose difosfato.
A
redução do CO2 é feita a partir do fornecimento de
hidrogênios pelo NADH2 e a energia é fornecida pelo ATP.
Lembre-se que essas duas substâncias foram produzidas na fase clara.
O
esquema apresentado é uma simplificação do ciclo de Clavin: na
verdade, as reações desse ciclo se parecem com as que ocorrem na
glicólise, só que em sentido inverso.
É
correto admitir, também, que o ciclo origina unidades do tipo CH2O,
que poderão ser canalizadas para a síntese de glicose, sacarose,
amido e, inclusive, aminoácidos, ácidos graxos e
glicerol.(http://www.sobiologia.com.br/conteudos/bioquimica/bioquimica16.php)
formula geral da fotossíntese
6CO2
+ 12H2O FOTOSSÍNTESE C6H12O6
+ 6O2
FATORES DE INFLUENCIA FOTOSSINTÉTICA
Referências
- SPEER, Brian R. (1997). "Photosynthetic Pigments" (em inglês)
- NELSON, David L.; COX, Michael M., Lehninger Principles of Biochemistry, 4th ed., W.H.Freeman, 2004, ISBN 978-0716743392