A fotossíntese compreende duas fases: a fase fotoquímica, na qual a energia luminosa é convertida em energia química através da fotólise da água e produção de ATP e NADPH; e a fase química, no ciclo de Calvin, onde o CO2 é fixado e compostos orgânicos são produzidos utilizando a energia química gerada na primeira fase.
1. Sumário
2.1.3.Atividade fotossintética
2.1.3.4.Natureza e caraterística das reações
químicas na fotossíntese:
- Fase fotoquímica – reações
diretamente dependentes da luz;
- Fase química – reações não
dependentes da luz (ciclo de Calvin).
2. Que processos de autotrofia podem
ocorrer?
• Atualmente admite-se que a fotossíntese compreende 2 fases sucessivas
estreitamente ligadas, a fase fotoquímica e a fase química.
Em que consiste
a fase
fotoquímica?
3. Fase Fotoquímica - Membrana do tilacóide
Fase também designada por fase dependente da luz
• Energia luminosa é captada pelos pigmentos fotossintéticos e é convertida
em energia química, que será utilizada na fase seguinte.
Como ocorre este processo?
Ocorre essencialmente em 3 passos:
1. Fotólise da água
2. Oxidação da clorofila
3. Fotofosforilação
4. 1. Fotólise da água –desdobramento da molécula de água em hidrogénio e oxigénio na
presença de luz.
H2O 2 H+ + 2 e- + ½ O2
O oxigénio é libertado e os hidrogénios cedem os seus eletrões, que vão ser captados
pelo clorofila quando oxidada. Poe esta razão, a água é considerada o dador primário
de eletrões.
2. Oxidação da clorofila- a clorofila, quando excitada pela luz, perde/liberta eletrões,
ficando assim oxidada. Esses eletrões vão ser transferidos ao longo de uma cadeia de
moléculas transportadoras de eletrões até serem capturados por um transportador de
eletrões, que fica reduzido.
Moléculas T = Composto NADP+
3. Fotofosforilação – ao longo da cadeia transportadora de eletrões ocorrem reações de
oxidação-redução com libertação de energia. Esta energia é utilizada na fosforilação do
ADP (adenosina difosfato) em ATP (adenosina trifosfato) num processo denominado de
fotofosforilação.
ADP + Pi (fosfato inorgânico) + Energia ATP + H20
6. Que processos de autotrofia podem
ocorrer?
• Atualmente admite-se que a fotossíntese compreende 2 fases sucessivas
estreitamente ligadas, a fase fotoquímica e a fase química.
Em que consiste
a fase química?
7. Fase Química - Estroma
Fase também conhecida como como fase não dependente da luz, onde ocorre a
redução do CO2 e a síntese de compostos orgânicos num ciclo de reações
conhecido como o ciclo de Calvin
Como ocorre este
processo?
Utilização da energia química (formada na fase fotoquímica ou dependente da luz) contida
no ATP e NADPH para formar compostos orgânicos. Ocorre essencialmente em 3 passos:
1.Incorporação do CO2;
2. Produção de compostos orgânicos
3. Regeneração da ribulose difosfato
8. 1. Fixação de dióxido de carbono – O CO2 combina-se com uma pentose, formando um
composto intermédio de seis átomos de carbono, que origina, quase imediatamente,
duas moléculas de três carbonos cada uma.
2. Produção de compostos orgânicos – as moléculas referidas anteriormente são
fosforiladas pelo ATP e reduzidas pelos eletrões e iões H+ (NADPH) transportados da fase
fotoquímica, originando compostos orgânicos (glicose).
3. Regeneração da ribulose difosfato - Por cada seis moléculas de CO2 que entram no
ciclo, formam-se doze moléculas de PGAL, das quais dez vão regenerar a ribulose,
restando duas para formar, por exemplo, uma molécula de glicose. Neste conjunto de
reacções são utilizadas dezoito moléculas de ATP (três por cada ciclo) e doze moléculas
de NADPH (2 por cada ciclo).
9. Fase Química - Estroma
Ciclo de Calvin
3.Regeneração da
ribulose-1,5-
difosfato (RuBP)
1.Incorporação
do CO2
2. Produção
de compostos
orgânicos
Produtos
• Formação de glícidos ricos em
energia.
• Formação de ADP e NADP+ a
reutilizar nas reações
fotoquímicas.
16. Fotossíntese
(a)
(b)
(c)
Energia Química
CO2 é fixado por um
acetor
Moléculas com 3C
(g)
Oxidação da Água
Transferência de
Hidrogénios
(d)
(e)
inclui
converte
em
liberta
em que há
em que
originando
que
produzem
usando
(f)
reduz
NADP+
em
permite
produzir
18. Fotossíntese
Energia luminosa
Fase fotoquímica
Fase química
Energia Química
CO2 é fixado por um
acetor
Moléculas com 3C
Trioses
Oxidação da Água
Transferência de
Hidrogénios
Oxigénio
NADPH
inclui
converte
em
liberta
em que há
em que
originando
que
produzem
usando
ATP
reduz
NADP+
em
permite
produzir
Notas del editor
Como é que a clorofila a do centro de reacção do fotossistema recupera os electrões perdidos? O fotossistema recupera os electrões perdidos a partir dos electrões libertados durante a fotólise da água (na presença de luz há a dissociação da molécula de água em oxigénio, que se liberta, e em hidrogénio).
H2O 2H+ + 2e- + ½ O2).
Em suma, neste processo os electrões provenientes do desdobramento da molécula de água vão até ao NADP+ (permitindo a redução do NADP+ a NADPH), desencadeado pela energia luminosa, dando-se a fosforilação do ADP ao nível da cadeia de transportadores.
A energia luminosa (fotões) é captada pelos pigmentos fotossintéticos do fotossistema, sendo transferida para a clorofila a do respectivo centro de reacção (clorofila a fica excitada).
2. A clorofila a transfere os electrões para uma molécula aceptora de electrões, ficando a clorofila a oxidada e a molécula acetora reduzida;
os electrões captados são então transferidos, ao longo de uma cadeia transportadora de electrões, ao longo do qual o nível energético dos electrões vai decaindo até serem captados pelo NADP+ (dinucleótido de adenina nicotinamida fosfato) juntamente com os protões provenientes da fotólise da água, provocando a sua redução a NADPH;
NADP+ + 2e- + 2H+ NADPH + H+.
3. Durante este fluxo electrónico, vão dar-se reacções de oxidação-redução, que conduzem à libertação de energia que é utilizada para a fosforilação do ADP, formando-se ATP (molécula responsável pelo armazenamento de energia química directamente utilizável pela célula, é uma espécie de pilha energética). A formação de ATP faz-se pela intervenção de enzimas – ATP sintetases – que também se localizam na membrana dos tilacóides.
ADP + Pi + energia livre ATP + H2O.
É neste momento que a energia luminosa se transforma em energia química (contida no ATP e NADPH), que vai ser utilizada na fase seguinte (fase não fotoquímica ou não dependente da luz) na redução do CO2, a partir do qual são sintetizados glícidos.
Utilização da energia química (formada na fase fotoquímica ou dependente da luz) contida no ATP e NADPH para formar compostos orgânicos.
1.Incorporação do CO2;
2. Produção de compostos orgânicos
3. Regeneração da ribulose difosfato
Ciclo de Calvin tem inicio com a combinação do CO2 com um glícido com cinco átomos de carbono (pentose) – ribulose difosfato (RuDP), originando um composto intermédio, instável, com seis átomos de carbono; este composto desdobra-se imediatamente em duas moléculas com três átomos de carbono – ácido fosfoglicérico (PGA)
Por cada seis moléculas de CO2 que entram no ciclo, formam-se doze moléculas de PGAL, das quais dez vão regenerar a ribulose, restando duas para formar, por exemplo, uma molécula de glicose. Neste conjunto de reacções são utilizadas dezoito moléculas de ATP (três por cada ciclo) e doze moléculas de NADPH (2 por cada ciclo).
Utilização da energia química (formada na fase fotoquímica ou dependente da luz) contida no ATP e NADPH para formar compostos orgânicos.
1.Incorporação do CO2;
2. Produção de compostos orgânicos
3. Regeneração da ribulose difosfato
Ciclo de Calvin tem inicio com a combinação do CO2 com um glícido com cinco átomos de carbono (pentose) – ribulose difosfato (RuDP), originando um composto intermédio, instável, com seis átomos de carbono; este composto desdobra-se imediatamente em duas moléculas com três átomos de carbono – ácido fosfoglicérico (PGA)
Por cada seis moléculas de CO2 que entram no ciclo, formam-se doze moléculas de PGAL, das quais dez vão regenerar a ribulose, restando duas para formar, por exemplo, uma molécula de glicose. Neste conjunto de reacções são utilizadas dezoito moléculas de ATP (três por cada ciclo) e doze moléculas de NADPH (2 por cada ciclo).