aula-8---fotossintese-fase-luminosa-2022

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A insegurança alimentar tem se 
agravado no Brasil, e a fome está 
ainda mais presente na vida dos 
brasileiros em 2022. Segundo 
dados do novo Inquérito 
Nacional sobre Insegurança 
Alimentar no Contexto da 
Pandemia de Covid-19 no 
Brasil, apenas 4 entre 10 famílias 
conseguem acesso pleno à 
alimentação no país.
Rede Brasileira de Pesquisa em Soberania e Segurança Alimentar e Nutricional (Rede PENSSAN) – 8 junho 2022
A fome já atinge 33,1 milhões de pessoas.
FOTOSSÍNTESE
FASE LUMINOSA
Fosforilação Oxidativa e 
Fotossíntese (ou 
Fotofosforilação) são dois 
processos de captação de 
energia pelos organismos vivos 
– relacionados pelo ciclo de 
energia entre os organismos 
vivos. 
Diferenças:
❖ Organismos
❖ Local da célula onde ocorrem
❖ Fonte de energia e substratos
❖ Transportadores de elétrons
envolvidos
❖ Produtos finais formados.
A fotossíntese (que ocorre nos cloroplastos) tem duas fases:
Fase 1 - a energia 
luminosa é 
transformada em 
energia química 
(NADPH e ATP) 
com o uso de 
água e liberação 
de oxigênio
(ocorre nas 
membranas dos 
tilacóides)
Fase 2 - a 
energia química 
formada é 
utilizada, junto 
com CO2, para a 
síntese de 
carboidrato
(ocorre no 
estroma dos 
cloroplastos)
Ocorre formação de oxigênio (O2) e carboidrato (CH2O)n
Luz é a fonte de energia da fotossíntese
Na presença de CO2 e H20
Equação total da fotossíntese
CO2 + H2O O2 + (CH2O)n
LUZ
Que tipo de reação é essa ?
A equação total da fotossíntese descreve uma
reação de oxidação-redução onde a H2O doa
elétrons (como hidrogênio) para a redução do CO2
até o carboidrato (CH2O)n.
Afinidade 
por e-
Oxigênio mais eletronegativo, maior E, último aceptor 
de elétrons e a água um péssimo doador de elétrons
Potencial de 
redução
Fotofosforilação - precisa CRIAR condições
para que a água consiga ser um bom
doador de elétrons para reduzir o CO2
formar carboidratos.
COMO OCORRE ISSO?....
Através da captação de 
energia da luminosa pelo 
sistema fotossintético
Reações 
luminosas da 
Fotossíntese
A fotossíntese abrange 2 processos, que ocorrem nos 
cloroplastos.
1) as reações luminosas (ou
dependentes de luz), que
ocorrem apenas quando as
plantas estão bem iluminadas;
formação de doador de e-
originando ATP, NADPH e O2.
2) as reações de fixação (ou
assimilação) do carbono que
ocorrem tanto na luz como no
escuro com formação dos
carboidratos , a partir de ATP,
NADPH e CO2.
Etapas da fotossíntese 
Estrutura dos dos cloroplastos
Membrana externa 
lisa, permeável a 
íons e pequenas 
moléculas.
Membrana interna é 
composta por várias 
dobras (vesículas) 
formando 
os tilacoides, grana 
e as lamelas, 
envolvidos por uma 
porção aquosa, 
estroma.
Organela presente nas plantas e outros organismos fotossintetizadores. 
Possui clorofila, pigmento responsável pela sua cor verde. 
Delimitados por duas membranas lipoprotéicas:
http://www.sobiologia.com.br/conteudos/bioquimica/bioquimica11.php
Membranas tilacoides estão inseridos os complexos com pigmentos
fotossintetizadores e transportadores de elétrons que promovem as
reações luminosas (fotossistemas – PSI e PSII), transportadores de
elétrons que unem os fotossistemas e a e ATP sintase. (Fase 1 –
reações luminosas)
Estroma – fase aquosa com as enzimas, cofatores e intermediários
das reações de assimilação de carbono (Fase 2 - reação de fixação do
carbono)
O que se encontra no estroma e nas 
membranas tilacóides dos cloroplastos?
http://studyingplantphysiology.blogspot.com.b
r/
Recordar conceitos importantes para entender a 
fotossíntese
Luz e Pigmentos
1 - Luz é uma radiação eletromagnética
Possui características tanto de uma onda 
como de uma partícula
Comprimento de onda (λ)
é a distância entre cristas
de onda sucessivas
Frequencia (η) é o número
de cristas de onda num
determinado tempo
Uma onda é caracterizado por um comprimento 
de onda e uma frequencia
Luz também é uma partícula chamada fóton
➢ Cada fóton contém uma quantidade de energia - quantum
➢ O quantum de um fóton depende da frequência da 
luz/comprimento de onda 
comprimento onda frequência energia
Luz solar é como uma chuva de 
fótons de frequências diferentes. 
Pequena parte da energia solar é 
usada na fotossíntese (1%).
Nossos olhos são sensíveis a só uma gama pequena 
de frequência — a região de luz visível do espectro 
eletromagnético 
São moléculas que possuem uma estrutura
especial onde alguns átomos podem absorver a
energia dos fótons
2 - Pigmentos
Como acontece a absorção de 
luz por um átomo?
Elétron em sua órbita 
normal, estável
Feixe de luz incidente 
transfere energia
Elétron muda de camada 
energética - instável
Elétron volta para sua 
órbita normal, estável
Elétron libera energia
•Calor
•Fluorescência
•Fotoquímica
•Transferência por 
contato (exciton)
Na natureza existem 
diferentes tipos de 
pigmentos capazes 
de absorver energia 
luminosa em 
diferentes 
comprimentos de 
onda
Relação pigmento e luz absorvida
A clorofila é o mais importante 
pigmento para absorção de luz 
para a fotossíntese nos vegetais
Vegetais superiores tem dois 
tipos a e b (2:1)
Cadeia lateral fitol e um conjunto 
de 5 anéis com 5 átomos contendo 
os átomos de N coordenados com 
um Mg
Sequencias alternadas de simples 
e duplas ligações nos anéis são 
responsáveis pela absorção de luz 
e transferência de elétrons
Apresentam cor verde (absorve 
vermelho e azul)
Clorofila a (650nm) e b (450nm) e 
os outros tipos de luz?
Anel Porfirinico
contendo um 
átomo de 
magnésio central, 
local de absorção 
da energia
Calda de hidrocarboneto: 
responsável por interações 
com as regiões hidrofóbicas 
de proteínas nas membranas 
dos tilacóides
Pigmentos acessórios – são outros pigmentos que
absorvem diferentes tipos de luz nos vegetais – ampliam
o espectro de absorção de luz
Ficoeritrobilina – vermelho
Xantofila ou luteina- amarelo
-caroteno - alaranjado
Como ocorre a absorção e 
transferência de energia nos 
organismos 
fotossintetizadores???
A luz produz o fluxo de elétrons 
nos cloroplastos
Em 1937, Robert Hill 
extratos aquoso de folhas contendo cloroplastos +
receptor de hidrogênio não biológicos (químico)
produção de O2 + redução do receptor de H
luz
Cloroplastos em 
solução aquosa
Aceptor químico 
de elétrons
escuro
Presença de luz 
o aceptor de 
elétrons é 
reduzido e muda 
de cor
Reação de Hill
Cloroplastos + 2H2O + 2A → AH2 + O2+ Cloroplastos
Y A (forma oxidada) azul / AH2 (forma reduzida) incolor
Y No escuro não havia a produção de O2 e o corante continuava azul.
LUZ
Princípio da conversão de luz em energia química mostra 
fluxo de e- da água para um aceptor de e-
Como ocorre essa reação no cloroplasto?
Quais moléculas/estruturas das membranas dos tilacóides 
estão envolvidas?
Fotossistemas 
conjuntos de 
proteínas, pigmentos e 
transportadores de 
elétrons que formam 
uma estrutura nas 
membranas dos 
tilacóides que 
absorvem luz e iniciar 
um processo de 
transferência de 
elétrons
➢Moléculas Antena ou Captadores de Luz (CCL) – pigmentos
➢Transdutor ou Centro de Reação Fotoquímica – clorofila, 
doador e receptor de elétrons
O que é e como é a estrutura de um fotossistema?
Estrutura do fotossistema 1 em vegetais
3 subunidades (trimérica) –
11 proteínas, 173 clorofilas, 
18 carotenoides, 3 
proteínas Fe-S, 2 quinonas
https://www.esrf.fr/UsersAndScience/Publications
/Highlights/2010/sb/sb07
https://www.rcsb.org/structure/3PCQ
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelandi
ng/2005/pp/b505519a/unauth#!divAbstract
CCL
Centro de reação
Luz
CCL (pigmentos) 
absorvem a energia 
luminosa, transferindo-a 
entre moléculas até o 
centro de reação
No centro transdutor 
uma reação fotoquímica 
converte a energia de um 
fóton em uma separação 
de cargas iniciando um 
fluxo de elétrons.
Como ocorreo processo de absorção de 
luz e transferência de energia?
Forma-se um dipolo no 
centro de reação 
fotossintética
A absorção de um fóton provoca a separação de cargas
dentro do centro de reação (fotossistemas) - dipolo
Inicia uma sequência de reações de oxirredução usando
os outros transportadores de elétrons da membrana dos
tilacóides e que vai resultar:
➢oxidação da água a O2
➢síntese de NADPH e ATP
Esses dois eventos ocorrem por ação de 
dois fotossistemas que existem nas 
plantas superiores, quais são eles e quais 
suas características? 
Membranas tilacóides das plantas superiores possuem dois
tipos de fotossistemas que operam em série
▪ Fotossistema I (PSI)
Moléculas antenas e Centro de Reação P700
Produz um redutor forte capaz de reduzir o NADP+
▪ Fotossistema II (PSII)
Moléculas antenas e Centro de Reação P680
Produz um oxidante forte capaz de oxidar a água
Os dois fotossistemas estão ligados por uma cadeia 
transportadora de elétrons com potenciais de redução diversos 
↑ Afinidade por e-↑ Potencial de redução
Os elétrons passam do componente com menor potencial 
para os de maior potencial
Os fotossistemas estão rearranjados na membranas dos tilacóides
juntamente com diversos transportadores de elétrons:
•Feofitina, Plastoquinona A e B, citocromo b6f, a plastocianina (PSII
ao PSI)
•Filoquinona (A0 e A1), Ferredoxina e Ferredoxina: NADP
oxidorredutase (PSI ao NADP+ no estroma)
Esses elementos podem ser representados por um esquema 
chamado de esquema Z junto com os potenciais de redução
Esquema Z – conjunto dos 
dois fotossistemas ligados 
por transportadores de e-
(feofitina, quinonas, cit b6f 
e plastocianina) 
distribuídos em uma escala 
com seus potenciais de 
redução (E’o)
Dois sistemas, 
impulsionados pela luz, 
atuam em sequencia 
retirando elétrons da água e 
transferindo para o NADP+
Fluxo cíclico de elétrons 
importantes em alguns 
vegetais, produz menos 
de NADPH e mais ATP.
Com a luz, o P680 produz um 
forte doador de elétrons 
P680*, que rapidamente 
transfere um elétron para a 
feofitina e fica P680+.
O P680+.que captura um 
elétron da água para voltar a 
seu estado fundamental
Transportadores 
de elétrons e PSI
Cisão da água 
H2O → 2H
+ + 2 e- + ½ O2
2 H2O → 4H
+ + 4 e- + O2
Como ocorre a retirada dos 
elétrons da água no PSII? 
Os elétrons não podem ser retirados parcialmente das 
moléculas de água e o P680 capta 1 e- de cada vez
Existe um sistema especial produtor de oxigênio :
proteína (resíduo de tirosina) e um átomo de Mn
Átomo de Mn vai doando 1 elétron de cada vez para o 
centro P680 (0 a +4) alterando seu estado de oxidação.
Quando 4 e- são transferidos outros 4 e- são 
retirados de 2 moléculas de água e doados para 
o complexo produtor de oxigênio (complexo Mn) 
regenerando esse átomo.
Formação de O2
Liberação de prótons para lúmen
Durante a transferência de elétrons (cisão da água e
plastiquinona) prótons (H+) são bombeados para o
lúmen do tilacóide, cria-se uma diferença de potencial
eletroquímica entre o lúmen e o estroma
-
+
Retorno dos prótons do lúmen para o estroma pela 
ATP sintase, implica na síntese ATP
Através desse processo (transferência de elétrons e 
formação de gradiente eletroquímico no tilacóide) e 
cisão da agua ocorre a síntese de NADPH e de ATP, além 
da liberação de O2
ATP e NADPH formados na fase luminosa 
(estroma) vão ser fonte de energia para a síntese 
de carboidratos a partir de CO2 nas reações de 
fixação de carbono