O documento descreve os processos de fotossíntese em plantas, incluindo a estrutura da folha, cloroplastos, estômatos e as fases luminosa e química. Também discute os tipos de fixação de carbono C3, C4 e CAM e a fotossíntese em bactérias.

1. A Química da fotossíntese
Frente 3 Aula 6
Professora Zayra Almondes

2. A folha – órgão da fotossíntese
 A folha apresenta grande superfície para aumentar a captação
de luz e pequena espessura para permitir a passagem da luz.
 Na estrutura da folha, observam-se:
 Epiderme com estômatos (trocas gasosas) e cutícula
(controle hídrico pela transpiração).
 Tecidos vasculares: Xilema (transporta seiva bruta) e
floema (transporta seiva elaborada). São as nervuras da
folha.
 Parênquimas clorofilianos com células ricas em
cloroplastos, onde ocorrem os fenômenos da fotossíntese.

3. Cloroplastos
 São plastos verdes, em razão da presença das clorofilas.
Neles, realizam-se todas as etapas da fotossíntese.
 Possuem:
 Membrana plastidial externa: revestimento.
 Membrana plastidial interna: revestimento.
 Estroma ou matriz: região amorfa do cloroplasto formada
basicamente de proteínas, DNA, RNA, amido e ribossomos.
 Lamelas: membranas duplas originadas de invaginações da
membrana plastidial interna.
 Granum: pilhas e tilacoides (unidades discoidal e achatada onde
há pigmentos como clorofila A, clorofila B, carotenos e xantofilas.

4. Estômatos
 São estruturas encontradas na epiderme dos
órgãos aéreos das plantas como caule, flores,
frutos, mas principalmente nas folhas.
 O estômato é constituído por duas células-
guarda ou células estomáticas, que delimitam
entre elas uma fenda chamada ostíolo. As
paredes destas células são espessas na parte
voltada para o ostíolo e delgadas no lado
oposto. Elas são providas de cloroplastos.
 Função: trocas gasosas e transpiração.

5. Fotossíntese - Definição
 É o processo de conversão de energia luminosa em energia
química no qual o vegetal sintetiza substâncias orgânicas a
partir de água, dióxido de carbono e luz.

6. Equação da fotossíntese

7. Fases da fotossíntese
 Luminosa ou fotoquímica: ocorre nos grana do cloroplastos.
 Química, escura ou enzimática: ocorre na matriz ou estroma do
cloroplasto.

8. Fase luminosa – granum (tilacoides)
 Absorção de luz pelos pigmentos do cloroplasto,
especialmente as clorofilas.
 Transformação de energia luminosa em energia química,
que leva a formação de dois compostos energéticos:
 ATP (adenosina trifosfato)
 NADPH2 (nicotimanida adenina dinucleotídeos fosfato
reduzido).

9. Fase luminosa - fotólise da água

10. Fase luminosa (grana)
 Redução do NADP e formação do ATP
4H2O + 2 NADP → 2 NAPH2 + 2H2O + O2
ADP + P → ATP

11. Produtos da fase luminosa
 ATP: substância energética.
 NADPH2: substância energética e agente redutor.
 O2: liberado para a atmosfera.
 O oxigênio liberado na fotossíntese provém da água e não
do CO2.

12. Fase química (estroma)
 Utilização dos produtos da fase luminosa (ATP e NADPH2).
 Absorção do CO2.
 Fixação do CO2.
 Redução do CO2 e a consequente formação do carboidrato que
pode ser representado pela formula CH2O.
CO2 + 2 NADPH2 → CH2O + H2O + 2 NADP
ATP → ADP + P

13. Ciclo de Calvin
 Após a redução do NADP+ a NADPH e de fosforilação do ADP+Pi em ATP, que
ocorre durante a fase clara da fotossíntese, o dióxido de carbono se combina
com a pentose ribulose-1,5-difosfato, dando origem à um composto de seis
carbonos, intermédio e instável.
 Este composto origina duas moléculas de fosfoglicerato, também conhecido
como ácido fosfoglicérico (PGA), formado por três carbonos.
 O ATP, por sua vez, fosforila essas duas moléculas e é reduzido pelo NADPH
(produzido na fase luminosa da fotossíntese).
 Origina-se o aldeído fosfoglicérico (PGAL). De cada seis moléculas de PGAL
formadas, 5 são usadas na regeneração da ribulose, e a molécula restante,
utilizada na formação de compostos orgânicos.
 Sendo assim, é necessário que esse ciclo ocorra seis vezes para originar
uma molécula de glicose.

15. Ciclo de Calvin
 Após a redução do NADP+ a NADPH e de fosforilação do ADP+Pi em ATP, que
ocorre durante a fase clara da fotossíntese, o dióxido de carbono se combina
com a pentose ribulose-1,5-difosfato, dando origem à um composto de seis
carbonos, intermédio e instável.
 Este composto origina duas moléculas de fosfoglicerato, também conhecido
como ácido fosfoglicérico (PGA), formado por três carbonos.
 O ATP, por sua vez, fosforila essas duas moléculas e é reduzido pelo NADPH
(produzido na fase luminosa da fotossíntese).
 Origina-se o aldeído fosfoglicérico (PGAL). De cada seis moléculas de PGAL
formadas, 5 são usadas na regeneração da ribulose, e a molécula restante,
utilizada na formação de compostos orgânicos.
 Sendo assim, é necessário que esse ciclo ocorra seis vezes para originar
uma molécula de glicose.

16. http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/Fisiologia_celular/imagenes/Ciclo_de_Calvin_Bort.gif

18. Equações
 Fase luminosa
4H2O + 2 NADP → 2 NAPH2 + 2H2O + O2
ADP + P → ATP
 Fase química
CO2 + 2 NADPH2 → CH2O + H2O + 2 NADP
ATP → ADP + P
 Geral
2H2O + CO2 → CH2O + H2O + O2

19. Modificações
 A absorção de dióxido de carbono (CO2) é fundamental para que seja
realizada a fotossíntese.
 Alguns tipos de plantas tem uma forma diferente de fazer a assimilação deste
importante gás.
 São chamadas C3, C4 e CAM.

21. Resumo sobre a Fixação de Carbono
 O que é?
 Absorção de carbono, através do CO2.
 Como ocorre?
 por meio do Ciclo de Calvin ou “fase escura” da fotossíntese.
 O que origina?
 Pode originar moléculas maiores e mais complexas, como aminoácidos, ácidos
graxos e carboidratos através de uma reação de redução.
 Durante estes processos há perda de água, principalmente por meio da
fotossíntese, tendo em vista que a radiação solar aumenta a velocidade das
reações químicas na planta por conta do calor que transmite.

22.  Ao longo da evolução dos vegetais terrestres, surgiram 3 comportamentos
diferentes que os mesmos apresentaram em relação ao modo de fixação de
carbono e à perda de água, um recurso importantíssimo.
 Esses 3 tipos de vegetais são chamados de C3, C4 e CAM.

23. Plantas C3
 Compreendem a maioria das espécies terrestres, ocorrendo principalmente
em regiões tropicais úmidas.
 Recebem este nome por conta do ácido 3-fosfoglicérico formado após a
fixação das moléculas de CO2.
 As taxas de fotossíntese das plantas C3 são elevadas a todo o momento, tendo
em vista que a planta atinge as taxas máximas de fotossíntese (TMF) em
intensidades de radiação solar relativamente baixas.
 São consideradas espécies esbanjadoras de água.
 É um grupo altamente produtivo, contribuindo significativamente para o
equilíbrio da biodiversidade terrestre.

24. Plantas C3
 Todas as células clorofiladas têm
acesso ao gás carbônico.
 Durante o dia (fase luminosa)
gás carbônico é liberado dos
compostos orgânicos e
transformado em açúcares.

25. Plantas C4
 São milho, cana-de-açúcar, capins, entre outras.
 As plantas C4 possuem grande afinidade com o CO2.
 Recebem este nome devido ao fato do ácido oxalacético possuir 4 moléculas de
carbono, formado após o processo de fixação de carbono.
 Apresentam uma grande vantagem em relação às plantas C3: elas podem
sobreviver em ambientes áridos, pois só atingem as taxas máximas de fotossíntese
sob elevadas intensidades de radiação solar, fazendo com que fixem mais CO2 por
unidade de água perdida.
 São mais econômicas quanto ao uso da água, elas perdem menos água que as C3
durante a fixação e a fotossíntese.
 As plantas C4 são também conhecidas como “plantas de sol” por ocorrerem em
áreas muitas vezes sem sombra alguma. Elas também ocorrem em áreas áridas
com menores quantidades de água disponível nos solos.

27. Plantas C4
Etapas que
precedem o Ciclo de
Calvin

28. Plantas CAM
 As plantas CAM são ainda mais econômicas quanto ao uso da água do que as
plantas C4!
 Ocorrem em áreas desérticas ou intensivamente secas.
 A abertura dos estômatos durante a noite, evitam a grande perda de água, ao
mesmo tempo em que o CO2 é fixado, por meio do ácido málico.
 Durante o dia, os estômatos se fecham (não há grande perda de água) e o CO2
fixado é então utilizado na realização da fotossíntese sob elevadas
intensidades de radiação solar.
 São também “plantas de sol”, assim como as C4.

30. Fotossíntese em
bactérias

31. Fotossíntese em bactérias
 Seres autotróficos
 Não possuem o cloroplasto
 Bacterioclorofila.
 Não utilizam a água, mas H2S.
 Não liberam oxigênio para a atmosfera.

32. Quimiossíntese em bactérias
 Produção de matéria orgânica utilizando gás carbônico para produção de
alimento em bactérias.
 A quimiossíntese está dividida em duas etapas:
 Primeira etapa: formação do NADPH e de ATP para originar energia
necessária para a produção do seu alimento.
 Segunda etapa: redução de dióxido de carbono, o que ocasiona à síntese de
substâncias orgânicas.

33. Quimiossíntese: bactérias sulfurosas
 Realizam o processo de oxidação com o sulfídrico (H2S).
 1º) O H2S sofre oxidação e se transforma em enxofre elementar e água, que
libera energia:
 2º) O enxofre também passa por uma oxidação com água, dando origem ao
ácido sulfúrico e libera energia:

34. Quimiossíntese: nitrobactérias
 Existem as Nitrosonomas e Nitrosococcus que realiza o processo de oxidação
na amônia para nitrito.

35. Quimiossíntese: nitrobacter
 Bactérias que vivem no solo
 Realizam a oxidação no nitrito para nitrato.
 Disponível para as raízes das plantas.
 Será posteriormente reduzido e transformando em matéria orgânica
nitrogenada no interior da planta.