O documento descreve os processos de assimilação de carbono através da fotossíntese, incluindo a absorção de energia solar, os pigmentos fotossintéticos como a clorofila, os fotossistemas I e II, e as fases luminosa e escura da fotossíntese.
Comportamento dos minerais npk nos solos tropicais
A assimilação do carbono a fotossíntese
1. Faculdade de Ciências – Departamento de Ciências Biológicas
O metabolismo do carbono I
A assimilação de carbono através da fotossíntese
2. A assimilação de carbono
Conjunto de processos biológicos de
incorporação de CO2 gasoso nos compostos
orgânicos que constituem os organismos.
– Nas plantas e cianobactérias através da
fotossíntese (ciclo de calvin).
– Nas bactérias através do ciclo de Krebs reverso.
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3. A assimilação de carbono
A vida na Terra depende da energia derivada do
Sol.
A fotossíntese é o único processo biológico que
consegue captar esta energia.
Através deste processo esta energia solar é
transformada.
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4. A fotossíntese
Fotossíntese ― síntese utilizando luz. Processo
físico-químico realizado pelos seres
vivos clorofilados*.
Estes organismos captam a energia solar para
sintetizar compostos orgânicos (açúcares).
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5. A fotossíntese cont.
A energia acumulada nos compostos orgânicos é
depois utilizada:
1. Noutros processos químicos das plantas;
2. Como fonte de energia para outras forma de
vida;
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7. A fotossíntese cont.
As células do mesófilo contém muitos cloroplastos.
Fonte: http://www.google.com/imgres?hl=pt-
PT&biw=1280&bih=660&gbv=2&tbm=isch&tbnid=9R
XXAuJlqiJrUM:&imgrefurl=http://www.botanica.cnba
.uba.ar/Pakete/3er/LaCelula/Cloroplastos.htm&docid
=zi2Oa3-
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/Pakete/3er/LaCelula/Cloroplastos_archivos/image00
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8. Os cloroplastos
• Contém pigmentos fotossintéticos como a clorofila
que absorve luz e cuja energia é depois colhida
pelos PSI e PSII.
– Esta energia será depois utilizada:
• redução de NADP+ a NADPH Utilizados para a síntese de
açúcares nas reações de
• síntese de ATP fixação e redução de CO2
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9. Os cloroplastos cont.
Os cloroplastos também contém grânulos de
amido e lípidos, DNA, RNA e ribossomas próprios.
– Assim, algumas proteínas dos cloroplastos são
produtos da transcrição e tradução que
ocorrem no próprio cloroplasto.
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10. A absorção de energia
• A luz proveniente do Sol tem características de
onda e de partícula.
Onda - caracterizada pelo seu comprimento e
frequência.
Partícula de luz ou fotão. Cada fotão contém
um montante de energia conhecido como
quantum (plural quanta).
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11. – Comprimento de onda (λ) distância entre picos
sucessivos.
Fonte:
http://www.kiron.unesc.ne
t/wiki/index.php/Modelos_
de_Cores
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12. – Frequência (ν) número de picos observados
num determinado período de tempo.
Fonte:
http://www.google.pt/imgres?imgurl=http://files.aj
uda-9ano.webnode.pt/200000051-
0279a036b2/img_som_onda.jpg&imgrefurl=http://
ajuda-
9ano.webnode.pt/a7%25C2%25BA%2520e%25208
%25C2%25BA/&usg=__EVp-
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13. A absorção de energia cont.
Espectro de absorção quantidade de energia da
luz absorvida por uma molecula ou substância em
função do seu comprimento de onda.
• Lei de Planck Onde:
E – energia
h.c
E= ou E = h.γ h – constante de Planck
λ c – velocidade da luz
λ – comprimento de onda
γ – frequência ( c/λ)
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14. A absorção de energia cont.
• Quando a luz atinge um objeto ela pode:
– Ser absorvida, ser transmitida ou ser refletida.
• A cor de um objeto depende da luz que ele reflete.
Se toda luz for absorvida o objeto será preto.
• As substâncias que absorvem determinados
comprimentos de onda denominam-se pigmentos.
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15. Os pigmentos fotossintéticos
a. Clorofilas*
- a e b nas plantas superiores;
b. Carotenóides
c. Ficobilinas
d. Pigmentos acessórios
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16. A clorofila
• Anel de porfirina com Mg2+ no centro (que
determina a cor da molécula) e um fitol (unidade
lipofílica que liga a clorofila a membrana);
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17. A clorofila cont.
Características
Tipos de clorofilas Grupo que possuem λ em que
Cor
ligado ao anel absorvem
Clorofila a Metil Azul-esverdeada 430-660 nm
Clorofila b Formil Amarela 454-643 nm
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18. Os carotenóides
• Possuem cor amarela-alaranjada ou vermelha;
• Dois tipos:
– Carotenos ( átomos de C e H, ex: β-caroteno)
– Xantofilas ( átomos de C, H e O)
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19. Os carotenóides cont.
• Carotenos e as xantofilas são
tetraterpenos formados pela
junção de unidades de isopreno.
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20. As ficobilinas
Encontradas nas algas vermelhas e nas cianobactérias;
Dois tipos:
Ficoeritrobilina (rodofíceas)
Ficocianobilina (cianofíceas)
Fonte: zyxel-nsa210.lilu2.ch
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21. Os pigmentos acessórios
• São pigmentos não diretamente envolvidos nas
reações luminosas. Servem para:
– Absorver luz nos λ onde a clorofila não absorve;
– Transferir esta luz para a clorofila;
– Proteger a clorofila da oxidação;
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22. Os fotossistemas
• A luz é absorvida nos centros de reação de duas
unidades conhecidas como fotossistemas.
• Descritos por Emerson em 1960.
Tipo de Fotossistema Características
Absorve luz em comprimentos de onda maiores do
Fotossistema I ou PSI ou P700 que 680 nm, 700 nm precisamente;
Produz um agente redutor forte e um fraco oxidante;
Absorve luz no comprimento de onda igual a 680 nm;
Fotossistema II ou PSII ou P680
Produz um agente oxidante forte em um fraco redutor;
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23. A fotossíntese
• Ocorre em duas etapas a saber:
– Fase fotoquímica ou luminosa
– Fase química ou escura
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24. A fase luminosa
• Reações realizadas por quatro complexos proteicos:
Fonte: Hopkins, 2000
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25. O fotossistema II
– Localizado na membrana do tilacoide
– Constituído por:
Duas proteínas de 32 e 34 kDa (D1 e D2)
Pigmento 680
Plastoquinona (PQ) transporta 2 electrões do
PSII para o PSI e H+ do estroma para o lúmen)
Feofitina
Citocromo b550
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26. Citocromo b6/f
• Localizado no grana, no estroma e no tilacoide
• Constituído por:
Proteína Fe-S
Citocromos do tipo b e c (também denominado f)
• Função – transferir eletrões do PSII para o PSI através
da oxidação da plastohidroquinona (PQH2) e redução
de plastocianina (PC).
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27. O fotossistema I
• Localizado no estroma e no tilacóide
• Constituído por:
Duas proteínas de 66 a 70 kDa
Pigmento 700
Proteínas de ligação: plastocianina (PC), ferredoxina e
centros activos Fe-S
• Função: oxidar a PC reduzida e transferir eletrões para
Fe-S
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28. ATP sintase
• Localizada no estroma
Local catalítico
Porção hidrofóbica
Fonte: Hopkins,2000
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29. Os cientistas sempre acreditaram que as reações
de fixação de CO2 eram independentes da luz,
denominando-as “Reações do Escuro”.
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30. Nas últimas três décadas, no entanto, tornou-se
claro que estas reações são controladas pela luz
sendo mais correto chamá-las:
• Fase bioquímica
• Reações de fixação do carbono
• Ciclo de redução do carbono
• Ciclo de redução da pentose-fosfato
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31. A fase escura
Usa-se a energia (ATP e NADPH) obtida na fase luminosa para
sintetizar matéria orgânica a partir de matéria inorgânica.
Fonte: Taiz e Zieger, 1998
Reações da fase luminosa Reações da fase escura
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32. A fase bioquímica da fotossíntese
Envolve 3 processos principais:
A. Ciclo de Calvin
B. Síntese de amido e sacarose
C. Síntese de fructosanos
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33. A. Ciclo de Calvin
Processo de redução de CO2 para carbohidratos
que ocorre nos cloroplastos.
Fonte: recursos.cnice.mec.es
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34. A. Ciclo de Calvin cont.
• Originalmente descrito para plantas C3:
– Todas Angiospérmicas
– Briófitas
– Algas
– Maioria das pteridófitas
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35. A. Ciclo de Calvin cont.
• A enzima que catalisa este processo é a RuBisCo,
Ribulose-1, 5-Bifosfato Carboxilase oxigenase.
• Possui 2 subunidades: “a” ou maior (codificada
no núcleo) e “b” ou menor (codificada nos
clorosplastos).
• É a proteína mais abundante da Terra.
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36. A. Ciclo de Calvin cont.
• Dos 6 fosfogliceraldeídos produzidos:
– Três serão usados nos cloroplastos para a síntese
de amido.
– Os outros três serão transportados o citossol
(sistema antiporte) e aqui serão usadas para
formar 1) sacarose ou 2) para formar polissacáridos
da parede celular.
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37. A. Ciclo de Calvin cont.
• A luz influencia este processo:
1. Realizando mudanças no estroma;
2. Alterando o movimento de protões e de Mg2+;
3. Reduzindo as pontes dissulfídricas;
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38. B. Síntese de amido e sacarose
• Sacarose – principal forma de carbohidrato
translocada na planta via floema.
• Amido – carbohidrato insolúvel, de reserva.
– Amilose e amilopectina
Ambos sintetizados a partir da triose-fosfato gerada no ciclo de Calvin.
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39. C. Síntese de fructosanos
• Composto por cadeias de frutose e sacarose.
• Frequentes nas plantas C3 (gramíneas) mas
existem também nas:
– Asteraceae
– Campanulaceae
– Liliaceae
– Iridaceae
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40. C. Síntese de fructosanos cont.
• Tipos:
1. Insulina (ausentes em gramíneas)
2. Levanas (frequentes em folhas e caules de muitas
gramíneas das zonas frias)
3. Outros sem nome (presentes na cebola, no aspargo e
no trigo)
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41. C. Síntese de fructosanos cont.
• Principais enzimas:
– SSF (sacarose-sacarose-frutosil transferase)
combina duas sacaroses;
– FFF (frutano-frutano-frutosil transferase) enzima
de alongamento;
• Função dos fructosanos – responsáveis pelo acúmulo
de hidratos de carbono.
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