Fase luminosa da fotossíntese

A fase luminosa da fotossíntese é o processo em que a luz solar é necessária para transformar o dióxido de carbono em oxigênio

Qual é a fase luminosa da fotossíntese?

O Estágio fotossíntese luminosa É a primeira parte do processo fotossintético que requer a presença de luz para obter energia química na forma de ATP e NADPH. A partir da dissociação de moléculas de água, gerará oxigênio.

Reações bioquímicas ocorrem em tilacóides de cloroplasto, onde são encontrados pigmentos fotossintéticos que são excitados pela luz. Estes são clorofila para, Clorofila b e carotenóides.

Para reações dependentes da luz, vários elementos são necessários. É necessária uma fonte de luz dentro do espectro visível. Da mesma forma, a presença da água é necessária.

A fase luminosa da fotossíntese tem como produto final a formação de ATP (adenosina trifosfato) e NADPH (nicotinamida e fosfato de dyucleotídeo de adenina).

Essas moléculas são usadas como fonte de energia para a fixação do CO₂ na fase escura. Além disso, durante esta fase, é liberado ou₂, Produto da ruptura da molécula H₂o.

Requisitos

Para que as reações dependentes da luz na fotossíntese possam ocorrer, é necessário entender as propriedades da luz. Também é necessário conhecer a estrutura dos pigmentos envolvidos.

A luz

A luz tem propriedades de onda e partículas. A energia atinge a Terra do Sol na forma de ondas de diferentes comprimentos, conhecida como espectro eletromagnético.

Aproximadamente 40% da luz que atinge o planeta é uma luz visível. Isso é encontrado em comprimentos de onda entre 380-760 nm. Inclui todas as cores do arco -íris, cada uma com um comprimento de onda característico.

Os comprimentos de onda mais eficientes para a fotossíntese são os de violeta a azul (380-470 nm) e vermelho-laranja vermelho (650-780 nm).

A luz também tem propriedades de partículas. Essas partículas são chamadas de fótons e estão associadas a um comprimento de onda específico. A energia de cada fóton é inversamente proporcional ao seu comprimento de onda. Em um comprimento de onda mais curto, maior energia.

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Quando uma molécula absorve um fóton de energia luminosa, um de seus elétrons é energizado. O elétron pode deixar o átomo e ser recebido por uma molécula aceitadora. Este processo ocorre na fase leve da fotossíntese.

Os pigmentos

Na membrana tilacóide (estrutura de cloroplasto), vários pigmentos são apresentados com a capacidade de absorver a luz visível. Pigmentos diferentes absorvem diferentes comprimentos de onda. Esses pigmentos são clorofila, carotenóides e ficobilinas.

Carotenóides dão cores amarelas e laranja presentes nas plantas. Ficobilinas são encontradas em cianobactérias e algas vermelhas.

A clorofila é considerada o principal pigmento fotossintético. Esta molécula possui um longo hidrocarboneto hidrofóbico, que o mantém junto com a membrana tilacóide. Além disso, possui um anel de porfirina que contém um átomo de magnésio. Neste anel, a energia da luz é absorvida.

Existem diferentes tipos de clorofila. Clorofila para É o pigmento que intervém mais diretamente em reações leves. Clorofila b Absorver luz para um comprimento de onda diferente e transfere esta energia para a clorofila para.

No cloroplasto, há aproximadamente três vezes mais clorofila para Que clorofila b.

Mecanismo

Fotossistemas

Moléculas de clorofila e outros pigmentos são organizados dentro do tilacóide em unidades fotossintéticas.

Cada unidade fotossintética é composta por 200-300 moléculas de clorofila para, pequenas quantidades de clorofila b, Carotenóides e proteínas. Uma área chamada Centro de Reação é apresentada, que é o local que usa energia luminosa.

Os outros pigmentos presentes são chamados de complexos de antena. Eles têm a função de capturar e passar a luz para o centro de reação.

Existem dois tipos de unidades fotossintéticas, chamadas fotossistemas. Eles diferem na medida em que seus centros de reação estão associados a diferentes proteínas. Eles causam um ligeiro deslocamento em seus espectros de absorção.

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No fotossistema I, clorofila para associado ao centro de reação tem um pico de absorção de 700 nm (P₇₀₀). No fotossistema II, o pico de absorção ocorre a 680 nm (P₆₈₀).

Fotólise

Durante esse processo, ocorre a ruptura da molécula de água. Participe do Photostem II. Um fóton de luz afeta a molécula p₆₈₀ e dirige um elétron em um nível mais alto de energia.

Os elétrons excitados são recebidos por uma molécula feia, que é um aceitador intermediário. Posteriormente, eles atravessam a membrana tilacóide, onde são aceitos por uma molécula de plastoquinona. Os elétrons são finalmente dados a P₇₀₀ do fotossistema i.

Os elétrons que foram cedidos pelo P₆₈₀ Eles são substituídos por outros da água. É necessária uma proteína contendo manganês (proteína z) para quebrar a molécula de água.

Quando o h₂o é quebrado, dois prótons são lançados (h⁺) e oxigênio. É necessário que duas moléculas de água sejam divididas para que uma molécula de O seja liberada₂.

Fotofosforilação

Existem dois tipos de fotofosforilação, de acordo com a direção do fluxo de elétrons.

Fotofosforilação não cíclica

Na mesma intervalo, tanto o fotossistema i quanto. É chamado de não -cíclico porque o fluxo de elétrons é em um sentido.

Quando ocorrer a excitação de moléculas de clorofila, os elétrons serão movidos através de uma cadeia de transporte de elétrons.

Começa no fotossistema I quando um fóton de luz é absorvido por uma molécula P₇₀₀. O elétron excitado é transferido para um aceitador primário (Fe-S) que contém ferro e sulfeto.

Em seguida, passe uma molécula de ferredoxina. Posteriormente, o elétron vai para uma molécula transportadora (FAD). Isso dá a uma molécula NADP⁺ Isso o reduz para Nadph.

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Os elétrons atribuídos pelo fotossistema II na fotólise substituirão os designados pelo P₇₀₀. Isso ocorre através de uma cadeia de transporte formada por pigmentos contendo ferro (citocromos). Além disso, as plastocianinas intervêm (proteínas que apresentam cobre).

Durante esse processo, ocorrem moléculas NADPH e ATP. Para a formação do ATP, a enzima ATPSINTEASE intervém.

Fotofosforilação cíclica

Isso acontece apenas no fotossistema eu. Quando as moléculas do centro de reação P₇₀₀ Eles estão animados, os elétrons são recebidos por uma molécula P₄₃₀.

Posteriormente, os elétrons são incorporados à cadeia de transporte entre os dois fotosystems. No processo, as moléculas ATP são produzidas. Ao contrário da fotofosforilação não cíclica, o NADPH não é produzido ou liberado ou₂.

No final do processo de transporte de elétrons, eles retornam ao centro de reação do fotossistema i. Portanto, a fotofosforilação cíclica é chamada.

Produtos finais

No final da fase luminosa, o oxigênio é liberado (ou₂) para o meio ambiente como um produto da fotólise. Este oxigênio vai para a atmosfera e é usado na respiração de organismos aeróbicos.  

Outro produto final da fase leve é ​​o NADPH, uma coenzima (parte de uma enzima não -proteína) que participará da fixação do CO₂ durante o ciclo Calvin (fase escura da fotossíntese).

O ATP é um nucleotídeo usado para obter a energia necessária necessária nos processos metabólicos dos seres vivos. Isso é consumido na síntese de glicose.

Referências

1. Salomão, e., eu. Berg e d. Martín (1999). biologia. Editores interamericanos de MGraw-Hill. 
2. Sarn, k. (1997). Biologia Introdutória de Plantas. WC Brown Publishers. 
3. Yamori, w., T. Shikanai e a. Makino (2015). Fluxo de elétrons cíclicos do fotossistema I via cloroplasto nadh desidrogenase o complexo do tipo de papel fisiológico da fotossíntese a pouca luz. Relatório científico da natureza.