FOTOSSÍNTESE. Katia Christina Zuffellato-Ribas
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- Manuel Van Der Vinne
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1 FOTOSSÍNTESE Katia Christina Zuffellato-Ribas
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3 LUZ REAÇÃO DA FOTOSSÍNTESE CLOROFILA 6 CO H 2 O C 6 H 12 O O 2 FOTOSSÍNTESE (REDUÇÃO DE CO 2 ) C 6 H 12 O O 2 6 CO H 2 O RESPIRAÇÃO (OXIDAÇÃO DE C 6 H 12 O 6 )
4 LUZ H + REAÇÃO DA FOTOSSÍNTESE CLOROFILA 6 CO H 2 O C 6 H 12 O O 2 FOTOSSÍNTESE (REDUÇÃO DE CO 2 ) H + C 6 H 12 O O 2 6 CO H 2 O RESPIRAÇÃO (OXIDAÇÃO DE C 6 H 12 O 6 )
5 LUZ REAÇÃO DA FOTOSSÍNTESE CLOROFILA 6 CO H 2 O C 6 H 12 O O 2 FOTOSSÍNTESE (REDUÇÃO DE CO 2 ) 6 CO H 2 O C 6 H 12 O O H 2 O BACTÉRIAS SULFUROSAS VERDES CO H 2 S CH 2 O + H 2 O + 2 S
6 PRODUÇÃO DE O 2 DURANTE A FOTOSSÍNTESE EM FOLHAS DE Elodea
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11 CÉLULA TÚRGIDA CÉLULA PLASMOLISADA
12 PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS 1. PIGMENTOS CLOROFILIANOS 2. PIGMENTOS CAROTENÓIDES
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14 Absorção estimada (em porcentagem) Comprimentos de ondas (nanômetros)
15 Absorção estimada (em porcentagem) 1 CLOROFILA A: VERDE-AZULADA AC VL CLOROFILA B: VERDE-AMARELADA AL VC CAROTENOS: ALARANJADOS AZUL - VERDE Comprimentos de ondas (nanômetros)
16 CLOROPLASTO
17 PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS 1. PIGMENTOS CLOROFILIANOS CLOROFILA A: PIGMENTO ESSENCIAL CLOROFILA B: PIGMENTO ACESSÓRIO
18 SÍNTESE DE CLOROFILA ÁCIDO GLUTÂMICO ÁCIDO 5-AMINOLEVULÍNICO + ÁCIDO 5-AMINOLEVULÍNICO PROTOCLOROFILIDEO a CLOROFILIDEO a CLOROFILA a LUZ CLOROFILASE
19 Ácido glutâmico Ácido 5-aminolevulínico (x 2) Profobilinogênio (x 4) Protoporfirina IX Mg +2 LUZ Clorofilídeo a Cauda de fitol Protoclorofilídeo a monovinílico Clorofila a
20 Etioplasto Cloroplasto
21 PRINCIPAIS DIFERENÇAS ENTRE CLOROFILAS A e B DIFERENÇAS CLOROFILA A CLOROFILA B RADICAIS METIL LIGADO NO C 3 ALDEÍDO LIGADO NO C 3 COR VERDE-AZULADA VERDE-AMARELADA SOLUBILIDADE ÉTER DE PETRÓLEO ÁLCOOL METÍLICO ABSORÇÃO LUMINOSA AZUL CURTO ( nm) VERMELHO LONGO ( DE 700 nm) AZUL LONGO ( nm) VERMELHO CURTO ( nm)
22 Clorofila a Clorofila b Bacterioclorofila a Ficoeritrobilina Caroteno
23 PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS 2. PIGMENTOS CAROTENÓIDES CAROTENOS (alaranjados): CONSTITUÍDOS DE C e H XANTOFILAS (AMARELADAS): CONSTITUÍDAS DE C, H e O
24 PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS 2. PIGMENTOS CAROTENÓIDES PRECURSOR: LICOPENO (COR VERMELHA) CAROTENOS (alaranjados): CONSTITUÍDOS DE C e H XANTOFILAS (AMARELADAS): CONSTITUÍDAS DE C, H e O FUNÇÃO DOS CAROTENÓIDES: ABSORVER LUZ TRANSFERINDO-A PARA A CLOROFILA a
25 UNIDADE FOTOSSINTÉTICA (QUANTOSSOMOS) LUZ MOLÉCULAS ANTENAS CL. A, CL. B, CAROTENÓIDES FASE I CENTRO DE REAÇÃO CL. A, CL. B FASE II APRISIONADOR CL. A RECEBE E TRANSFORMA EM ATP
26 L U Z
27 FOTOSSISTEMA I CLOROFILA A CLOROFILA B CAROTENÓIDES APRISIONADOR P 700 (VERMELHO LONGO)
28 FOTOSSISTEMA II CLOROFILA B CLOROFILA A CAROTENÓIDES APRISIONADOR P 680 (VERMELHO CURTO)
29 FOTOFOSFORILAÇÃO P 700 Clorofila a P680 AC - VL Clorofila b AL - VC
30 FOTOFOSFORILAÇÃO Fe Cl e Mn Cu
31 FOTOFOSFORILAÇÃO LUZ 8 FÓTONS PARA 2 H 2 O
32 FOTOFOSFORILAÇÃO PARAQUAT DCMU
33 FOTOFOSFORILAÇÃO CONDIÇÕES PARA A QUEBRA DA MOLÉCULA DE ÁGUA: 1. ALTA INSTABILIDADE ELÉTRICA DE Z 2. FRACA ESTRUTURA MOLECULAR DA ÁGUA 3. PRESENÇA DA RADIAÇÃO VERMELHO CURTO (ALTO NÍVEL ENERGÉTICO) 4. PRESENÇA DE Cl - E Mn +2 PARA A FOTÓLISE DA ÁGUA
34 FOTOFOSFORILAÇÃO BALANÇO ENERGÉTICO DA FOTOFOSFORILAÇÃO: FOTOFOSFORILAÇÃO ACÍCLICA: 2 ATP + 2 NADPH 2 FOTOFOSFORILAÇÃO CÍCLICA: 1 ATP PRODUTO FINAL DAS 2 FOTOFOSFORILAÇÕES: 3 ATP + 2 NADPH 2
35 FOTOFOSFORILAÇÃO BALANÇO ENERGÉTICO DA FOTOFOSFORILAÇÃO: PLANTAS C 3 : 3 ATP + 2 NADPH 2 PLANTAS C 4 : 5 ATP + 2 NADPH 2
36 FIXAÇÃO DE CO 2 ESTÔMATO ABERTO ESTÔMATO FECHADO LUZ PRESENTE LUZ AUSENTE CO 2 CO 2 ÁGUA DISPONÍVEL SEM ÁGUA TEMPERATURAS AMENAS TEMPERATURAS EXTREMAS AMIDO AMIDO K + K + ] ph (6-7) ph (4-5)
37 FIXAÇÃO DE CO 2 CUTÍCULA
38 FIXAÇÃO DE CO 2 CICLO DE CALVIN-BENSON Melvin Calvin et al. Prêmio Nobel em 1961 Melvin Calvin James Bassham Andrew Benson (Universidade da Califórnia) CO 2 RudP Rubisco 2(3 PGA) 2 ATP 2 NADPH 2 2(3 PGALD) R-5-P CH 2 O ATP
39 FIXAÇÃO DE CO 2 CICLO DE CALVIN-BENSON Melvin Calvin James Bassham Andrew Benson ( ) ( ) ( )
40 CICLO DE CALVIN-BENSON FIXAÇÃO DE CO 2
41 FIXAÇÃO DE CO 2 CICLO DE CALVIN-BENSON ESTÁGIO 1: FIXAÇÃO DE CO 2 ESTÁGIO 2: REDUÇÃO DE 2(3PGA) A 2 (3PGALD) ESTÁGIO 3: REGENERAÇÃO DO RECEPTOR DE CO 2 (RudP)
42 PLANTA C 3 Bainha interna do feixe Seção transversal de folha de trigo (Triticum aestivum) C 3
43 PLANTA C 3 CLOROPLASTO DO MESOFILO: lamelas envelope granum tilacóides estroma grão de amido
44 PLANTA C 4 ANATOMIA KRANZ Seção transversal de folha de milho (Zea mays) C 4
45 PLANTA C 4 1. CLOROPLASTO DO MESOFILO 2. CLOROPLASTO DA BAINHA
46 PLANTA C 4 CLOROPLASTO DO MESOFILO: lamelas envelope granum tilacóides estroma
47 PLANTA C 4 CLOROPLASTO DA BAINHA: tilacóides envelope estroma grão de amido
48 PLANTA C 4 Transporte de CO 2 em Plantas C 4 - Via Malato Cloroplasto do Mesofilo AOA PEP CO 2 NADPH 2 ATP AOA Malato Piruvato Piruvato PEP PEPcase Cloroplasto da Bainha NADPH 2 Malato Piruvato CO 2 RudP Rubisco 2(3 PGA) 2 ATP 2 NADPH 2 2(3 PGALD) R-5-P CH 2 O ATP 1 CO 2 : 5 ATP: 2 NADPH 2
49 PLANTA C 4 Transporte de CO 2 em Plantas C 4 - Via Aspartato 1 Cloroplasto do Mesofilo Piruvato Piruvato CO 2 NH 2 ATP NH 2 AOA Aspartato PEP Alanina PEP PEPcase Cloroplasto da Bainha CO 2 Mitocôndria RudP Rubisco 2(3 PGA) 2 ATP 2 NADPH 2 Alanina Aspartato AOA NH 2 2(3 PGALD) NH 2 NADH 2 ATP R-5-P CH 2 O Piruvato Malato CO 2 1 CO 2 : 5 ATP: 2 NADPH 2
50 Transporte de CO 2 em Plantas C 4 - Via Aspartato 2 PLANTA C 4 Cloroplasto do Mesofilo Piruvato Piruvato CO 2 NH 2 ATP NH 2 AOA Aspartato PEP Alanina PEP PEPcase Cloroplasto da Bainha CO 2 RudP ATP Rubisco R-5-P 2(3 PGA) 2(3 PGALD) CH 2 O 2 ATP 2 NADPH 2 Alanina Piruvato PEP NH 2 ATP Aspartato AOA NH 2 CO 2 1 CO 2 : 5 ATP: 2 NADPH 2
51 PLANTA C 4 ANATOMIA KRANZ Seção transversal de folha de milho (Zea mays) C 4
52 Célula do mesofilo PLANTA C 4 Célula da bainha do feixe
53 PLANTA C4
54 PLANTA C 4 Electromicrografia de uma célula da bainha vascular de milho (C 4 ) mostrando grãos de amido nos cloroplastos x
55 PLANTA CAM METABOLISMO ÁCIDO DAS CRASSULÁCEAS
56 PLANTA CAM
57 PLANTA CAM
58 PLANTA CAM METABOLISMO ÁCIDO DAS CRASSULÁCEAS
59 CARREGAMENTO E DESCARREGAMENTO DO FLOEMA PRESSÃO DO FLOEMA DE UMA FONTE DE AÇÚCAR PARA UM DRENO
60 CARREGAMENTO E DESCARREGAMENTO DO FLOEMA
61 CARREGAMENTO E DESCARREGAMENTO DO FLOEMA NERVURA DE PEQUENO PORTE XILEMA FLOEMA PAREDE CELULAR (APOPLASTO) CÉLULA COMPANHEIRA TUBO CRIVADO CÉLULA DO MESOFILO CÉLULA DA BAINHA DO FEIXE CÉLULA PARENQUIMÁTICA DO FLOEMA CARREGAMENTO DO FLOEMA A PARTIR DO APOPLASTO OU PAREDE CELULAR
62 EXUDAÇÃO DO FLOEMA DÓLAR / HERA-SUECA (Plectranthus mummularius LABIATAE)
63 ELEMENTOS DE TUBO CRIVADO Seção longitudinal do floema secundário de Tilia americana
64 ELEMENTOS DE TUBO CRIVADO Ptn-P Ptn-P Ptn-P Electromicrografia de tramsmissão a) Floema de caule de milho (monocotiledônea sem Proteína-P) b) Floema do caule de aboboreira (maioria das angiospermas - com Proteína-P)
65 FOTORRESPIRAÇÃO CICLO DE CALVIN-BENSON CO 2 O 2 3 PGA + FOSFOGLICOLATO x 2 RudP ATP Rubisco R-5-P 2(3 PGA) 2(3 PGALD) CH 2 O 2 ATP 2 NADPH 2 F O T O R R E S P I R A Ç Ã O
66 FOTORRESPIRAÇÃO CICLO FOTOSSINTÉTICO OXIDATIVO C 2 DO CARBONO Para o ciclo de Calvin
67 RUBISCO RUBISCO Proteína mais abundante do planeta. Elevado peso molecular, constituída de 2 subunidades: grande (L) e pequena (S) L é sintetizada nos cloroplastos S é sintetizada no citoplasma
68 RUBISCO
69 RUBISCO RUBISCO É ativada pela LUZ Na LUZ fluxo de Mg +2 dos tilacóides para o estroma ativação da RUBISCO pelo CO 2 e Mg +2 aumento do ph do estroma (ph= 8) ação da rubisco ativase COMPLEXO ENZIMA - CO 2 - Mg +2 COMPLEXO se liga a RudP
70 RUBISCO
71 RUBISCO RUBISCO COM CO 2 NO ESCURO: afinidade da RUBISCO por CO 2 afinidade da RUBISCO por O 2 70% CO 2 30% O 2 tºc moderadas ( tºc) afinidade da RUBISCO por CO 2 RESPIRAÇÃO
72 RUBISCO RUBISCO COM O 2 NA LUZ: afinidade da RUBISCO por O 2 afinidade da RUBISCO por CO 2 tºc afinidade da RUBISCO por O 2 RESPIRAÇÃO
73 FOTORRESPIRAÇÃO Para o ciclo de Calvin
74 FOTORRESPIRAÇÃO
75 ADAPTAÇÕES ECOLÓGICAS Electromicrografia de varredura de Thermopsis montana (leguminosa) no sol e na sombra.
76 ADAPTAÇÕES ECOLÓGICAS FOLHA DE SOL nº MOLÉCULAS DE CAROTENÓIDES nº MOLÉCULAS DE CLOROFILAS FOLHA DE SOMBRA nº MOLÉCULAS DE CLOROFILAS nº MOLÉCULAS DE CAROTENÓIDES
77 ADAPTAÇÕES ECOLÓGICAS COM VENTO CONSTANTE NO ALTO DE UMA MONTANHA SEM VENTO CONSTANTE NUMA PLANÍCIE Pinus jeffrei - Califórnia
78 FIM!
FOTOSSÍNTESE. Katia Christina Zuffellato-Ribas
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