fotossíntese-pt1

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PARTE I 
ENERGIA RADIANTE 
 
É a radiação que se propaga na forma de onda eletromagnética. 
 
A luz solar, ou a luz branca parece homogênea. 
 
Ao passar através de um prisma, surge um espectro de cores, 
tal como Newton demonstrou pela primeira vez, em 1663. 
 
 
 
A sequência das cores 
mais proeminentes do 
espectro da luz solar é: 
Vermelho 
Alaranjado 
Amarelo 
Verde 
Azul 
Violeta 
 
Cada uma dessas cores 
corresponde a uma 
diferente banda de 
comprimento de onda da luz 
 
O comprimento de uma 
onda é a distância entre 
duas cristas dessa onda. 
VALOR ENERGÉTICO DO QUANTUM 
 
• O mais importante nas reações fotoquímicas da luz é 
admitir que a luz tem uma natureza corpuscular. 
 
•Considera-se como um feixe de luz um jato de pequenas 
partículas, cada uma das quais designa-se como fóton. 
 
• Quando os fótons colidem com uma substância, a sua 
energia pode transferir-se para os elétrons da substância 
atingida, iniciando-se, assim, reações fotoquímicas. 
 
A quantidade de energia possuída por um fóton designa-se 
QUANTUM. 
 
 q = h.v = hc . 
  
 - h = Constante de Planck; 
 - v = Freqüência de energia radiante em ondas/segundo; 
 - c = Velocidade da luz (3x1010 cm/seg.) 
 -  = O comprimento de onda expressa em centímetros 
O VALOR ENERGÉTICO DE UM 
QUANTUM 
 
MODELO TEÓRICO SOBRE A 
ESTRUTURA DO CLOROPLASTO 
1 – A existência de camadas alternadas de proteínas 
hidrofílicas e de lipídeos. 
2 – A molécula de clorofila está orientada de tal forma 
que sua : 
 
Cabeça hidrofílica camada de proteínas 
 
 
Camada lipofílica camada lipídica. 
Carotenóides 
CLOROFILA 
1 – Uma molécula em forma de espátula 
com um complexo anel de porfirina 
(Cabeça). 
2 – Ao qual se liga uma longa Cadeia de Fitol 
(Cauda). 
3 – O anel de porfirina compõe-se de quatro 
Núcleos pirrólicos ligados entre si e contendo 
Cadeia Laterais. 
4 – O metal constituinte da molécula é o 
magnésio e está incorporado neste anel. 
PERCURSO DO CARBONO NA FOTOSSÍNTESE 
No fim da década de 
40 do século passado, 
Calvin, Benson e outros 
iniciaram investigações 
sobre o percurso do 
carbono na 
fotossíntese. 
 
 Isto é, sobre a série 
de compostos nos quais 
o CO2 é convertido. 
 
 
 
 
 
1 
• FORNECENDO ÀS ALGAS CO2 MARCADO RADIATIVAMENTE COM 14C; 
• MATAM-SE AS ALGAS COM METANOL FERVENTE 
2 
• IDENTIFICAÇÃO DESTES COMPOSTOS POR: 
• CROMATOGRAFIA 
• AUTO-RADIOGRAFIA 
3 
• Verificou-se que com a radioatividade surge 
uma grande diversidade de compostos 
• Encontravam-se acúcares, ésteres, fósforos, 
ácidos orgânicos e aminoácidos. 
COMO FOI EXECUTADO? 
CICLO DE CALVIN 
REAÇÃO DE HILL 
O bioquímico inglês R. Hill mostrou em 1937 que a iluminação de 
suspensões aquosas de cloroplastos na presença de um aceitador 
apropriado de H2 tinha como resultado a produção de O2. 
 
A reação pode ser assim representada: 
 (Sendo A um aceitador de H2): 
 
 
 Luz 
 2H2O + 2A AH2 + O2 
 Cloroplastos 
* Alguns compostos podem atuar como aceitadores de hidrogênio 
nesta reação. São eles: 2,6-diclorofenol, Benzoquinona, certos 
indofenóis. 
Posteriormente, fez-se a importante descoberta 
de que NADPt e NAD podem funcionar como 
aceitadores de H2, numa reação do tipo da de Hill: 
 
 
 
 Luz 
2H2O + 2NADP 2NADPH + 2H+ + O2 
 Cloroplastos 
REAÇÃO DE HILL 
INTENSIFICAÇÃO FOTOSSINTÉTICA 
 Em 1943, Emerson e Lewis: 
1 – Descobriram que a luz de comprimento de onda 
mais longos com cerca de 680 nm (Região do 
vermelho extremo) eram extremamente ineficientes 
para a fotossíntese da alga verde Chlorella. 
2 – Verificou-se que a fraca eficiência do vermelho extremo podia 
aumentar pela sobreposição a essa radiação de radiações de 
comprimento de onda mais curtos. 
3 – Quando o vermelho extremo e a radiação de comprimento de 
onda mais curto eram simultaneamente absorvidos conseguia-se uma 
taxa de fotossíntese por unidade de energia luminosa maior do que a 
soma das taxas fotossintéticas conseguidas por cada uma dessas 
radiações, se absorvidas separadamente. 
4 – A este fenômeno deram o nome de Intensificação Fotossintética. 
5 – Considera-se como uma evidência da participação na fase 
fotoquímica de duas reações luminosas independentes, mas qua 
interagem entre si. 
6 – O fenômeno da intensificação fotossintética ocorre também em 
plantas superiores. 
CONVERSÃO DA ENERGIA 
RADIANTE EM ENERGIA QUÍMICA 
A característica única da fotossíntese é a conversão da energia radiante 
em energia química, durante a fase fotoquímica do processo. 
Uma hipótese de trabalho sobre a fase fotoquímica da fotossíntese: 
 Consiste em duas reações luminosas que serão referidas por 
Sistema I e Sistema II, ligados entre si por uma cadeia de transporte de 
elétrons. 
Está-se ainda longe de compreender completamente o mecanismo desta 
conversão energética 
O sistema I caracteriza-se pela presença de uma forma de clorofila a, 
designada por p700 em referência ao seu comprimento de onda de máxima 
absorção. 
O funcionamento de cada um dos sistemas está dependente de um 
diferente complexo de pigmentos. 
CONVERSÃO DA ENERGIA 
RADIANTE EM ENERGIA QUÍMICA 
1 – O Sistema I: Caracteriza-se pela presença de uma forma de clorofila a, 
designada por P700, que refere-se ao seu comprimento de onda de máxima 
absorção. A fotofosforilação cíclica está associada com o sistema I. 
2 - O Sistema II caracteriza-se por possuir uma forma de clorofila a com 
um máximo de absorção de 680. 
 A fotofosforilação acíclica está associada com o Sistema II. 
3 – Mecanismo: 
 Quando os cloroplastos apenas absorvem luz de comprimento de 
onda 700 nm só o fotosistema I funciona. 
 Quando os cloroplastos apenas absorvem luz de comprimento de 
onda 680nm, só o fotossistema II funciona. 
 Não se sabe se há qualquer separação morfológica entre os dois 
fotosistemas, ou se eles se interpenetram. 
 Admite-se que: 
 O sistema II no seu funcionamento precede o sistema I. 
 A absorção máxima de quanta de luz pelo fotosistema II leva à 
fotólise da água: