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
Fig. 1 - Visão geral da fotossíntese.
Obtenção de matéria
Compostos
orgânicos
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 O2.
Equação oxidação da água: 2H₂O -> 4H⁺ + 4 e⁻ + O₂
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
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
que chegam da CTE.
NADP⁺ + 2e⁻ + 2H⁺ -> NADPH + H⁺
❷
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
― 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
❶ Fixação do carbono
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
necessárias para a síntese de uma molécula de glicose.
Obtenção de matéria
Glicose
(e outros compostos orgânicos)
Obtenção de matéria pelos seres vivos autotróficos
Fases da fotossíntese – Fase química
❶ Fixação do carbono
Regeneração da ribulose bifosfato
― 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
necessárias para a síntese de uma molécula de glicose.
Obtenção de matéria
Glicose
(e outros compostos orgânicos)
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.
Obtenção de matéria
Fig. 7 - Origem dos átomos da glicose.
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