A fotossíntese
A fotossíntese ocorre nas folhas, mais precisamente dentro de uma organela chamada CLOROPLASTO (plastídio), que está presente na célula dessa folha O cloroplasto é formado por tilacóides (grupo de tilacóides é chamado de granun) e sua matriz é chamada de estroma, onde estão várias enzimasO interiordos tilacóides é chamado de lúmem
Os cloroplastos são encontrados nas células do mesofilo
(há enzimas, DNA, pequenos ribossomos e amido)
Lumém (interior do tilacóide)
Membrana Interna Pouco permeável (onde proteínas de transporte estão embebidas)
Obs: O cloroplasto, assim como a mitocôndria, possui seu próprio genoma e sistema genético, portanto contém um conjunto especial de ribossomos, RNA e DNA
Dentro da membrana dos tilacóides, encontram-se os as moléculas declorofila:
As substâncias que absorvem a luz visível chamam-se pigmentos (clorofila)
A luz e constituída por “partículas luminosas”, altamente energéticas, designadas de fótons
A cor da luz é determinada pela energia dos fótons que a compõe (zona azul do espectro- mais energia, e zona vermelha do espectro - menos energia) Obs: a energia do fóton é inversamente proporcional ao seu comprimento de onda
Obs: 400nm é + energético que 700nm
Quando o elétron de um átomo é atingido por um fóton, pode absorver essa energia e ser impelido para uma orbital mais elevada (mais afastada do núcleo do átomo ), dizendo-se que o átomo/molécula está num estado excitado
Quando moléculas de clorofila são atingidas por luz de cor azul e vermelha (fótons com determinada energia, portanto), alguns dos seus elétrons passam a orbitais mais elevados e a molécula fica excitada
No entanto, a clorofila excitada é muito instável e ao fim de certo tempo os elétrons regressam ás suas orbitas de origem-estado fundamental-liberando a energia que absorveram do fóton, sob a forma de luzEste fenômeno é conhecido pela fluorescência da clorofila
O elétron excitado primeiramente relaxa ao menor nível do estado excitado, emitindo
radiação infravermelha, isto é calor Após ele retorna ao estado fundamental, podendo
neste retorno acontecer três processos: a) perda de calor; b) emissão de um fóton (fluorescência) ou c) transferência de energia a uma molécula adjacente, onde outro elétron é excitado
Absorção de um fóton e excitação de um elétron em um pigmento fotossintético
As clorofilas refletem a luz verde, sendo esse o motivo porque as plantas são verdes
A clorofila absorve a luz vermelha e azul e transmite e reflete a verde
A clorofila absorve a luz vermelha e azul e transmite e reflete a verde
Na maioria das células vegetais existem dois tipos de clorofila, a e b, sendo a clorofila b mais oxidada
Em plantas superiores, os principais pigmentos fotossintéticos são as clorofilas (a e b) e os carotenóides Esses além de absorverem energia e transferi-las as clorofilas, podem também ter ação protetora das plantas contra radiações de alta intensidade
A clorofila a é verde-azuladae a b é verde-amarelada A clorofila a ocorre em todos os organismos fotossintéticos que liberam O2 A clorofila b está presente nas folhas de plantas superiores e nas algas verdes
Esta molécula possui N, Mg além do C,O e H
As moléculas de clorofila, pigmentos acessórios (sistemas captadores de luz), receptores de elétrons (que formam a cadeia transportadora), e enzimas (ATPase) participantes na fotossíntese estão organizados nas membranas do tilacóides e não na membrana interna dos cloroplastos
Na fotólise de uma molécula de água, é liberado 2H + e 2e - Os e - vão para as clorofilas para serem excitado, e os H + ficam no interior do tilacóide para serem utilizados como energia na produção de ATP, juntamente com a energia que é liberada pelo elétron ao passar do PS II para o PS I na CTE
A energia (H + ) liberada pelos elétrons forma um gradiente de prótons, que vai impulsionar o complexo ATP sintase, pois o H + tende a passar do local mais concentrado( interior do tilacóide) para o menos concentrado (estroma) e essa passagem é feita por meio da enzima ATP sintase Esta por sua vez tem a função de unir Pi ao ADP, formando o ATP (no estroma)
O ATP é um nucleotídeo!
(Clorofilas e pigmentos acessórios: carotenóides)
Centro de reação
Este par de clorofilas, localizado ao centro do fotossistema forma o centro de reação, enquanto as restantes moléculas se designam pigmentos antena A clorofila b, os carotenóides e as ficobilinas (ficocianina azul e ficoeritrina vermelho) constituem os chamados pigmentos
acessórios ou antena Os carotenóides ajudam a proteger as plantas da fotooxidação (quando os pigmentos absorvem muita luz, ficam muito tempo excitados e interagem com o CO2 produzindo radicais livres, como superóxido (O2-), o qual pode destruir os pigmentosDentro dos fotossistemas, as molculas de pigmentos esto ligadas a protenas especficas, isso porque uma nica molcula de clorofila incapaz de converter a luz que absorve em uma forma de energia til para os seres vivos.
Sistema de coleta de fótons, mostrando a antena e o centro de reação
Dentro dos fotossistemas, as moléculas de pigmentos estão ligadas a proteínas específicas, isso porque uma única molécula de clorofila é incapaz de converter a luz que absorve em uma forma de energia útil para os seres vivos Ela só pode fazê-lo quando está associada a uma proteína apropriada e embebida em uma membrana
M olécula de clorofila:
Rede de ligações onde a luz é absorvida por elétrons
Cauda hidrofóbica que ajuda a sustentar a clorofila na membrana tilacóide
Existem dois tipos de fotossistemas:
Fotossistema I (2º): Também designado PS I, contém no seu centro de reação uma forma de clorofilaa designada P 700, pois absorve melhor a luz de comprimento de onda de 700 nm Localizam-se preferencialmente nas membranas intergranas, em contato direto com o estroma do cloroplasto No PS I existe um número maior de clorofila a, isso porque elas são capazes de absorver uma boa quantidade de energia no comprimento de 650 a 700nm, enquanto a clorofila b absorve baixa quantidade de energia nessa faixa
Etapa Fotoquímica da Fotossíntese (ocorre na membrana dos tilacóides)
A partir do seguinte experimento ficou provado que o O2 liberado na fotossíntese vem da água e não do gás carbônico:
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