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Fotossíntese: Visão geral das reações dependentes de luz

Transcrição de vídeo

no último vídeo aprendemos um pouco sobre fotossíntese conhecemos muitos termos gerais nesse processo começamos com os fótons a água e o co2 o gás carbônico utilizamos a energia dos fótons para fixar o carbono esta ideia da fixação do carbono é essencial temos o carbono no estado gasoso como o dióxido de carbono que chamamos também de co2 o gás carbônico que será afixado numa estrutura sólida e no interior dessa estrutura fixamos um carboidrato o primeiro produto final da fotossíntese foi essa cadeia de três carbono sobre sinal de 0 3 fosfato em seguida vamos usá-la para produzir glicose ou qualquer outro carboidrato então a partir disso vamos nos aprofundar e entender o que realmente está acontecendo nessas fases da fotossíntese lembrem-se dissemos que há duas fases quando as reações são dependentes de luz e quando não dependem da luz eu não gosto de usar o termo reação escura por que ela ocorre quando não há luz solar na verdade tudo isso está ocorrendo simultaneamente só que ela não precisa dos fótons do sol vamos focar primeiro nas reações dependentes da luz ou como podemos dizer da fase declaro a parte que realmente utiliza fótons do sol ou na verdade até mesmo os fótons provenientes do aquecimento da lâmpada que de repente tem uma estufa ela utiliza aqueles fotos junto com água para produzir atp e reduzir o n adp n adp mais em ead p h lembrem se a redução está ganhando elétrons ou átomos de hidrogênio o que é a mesma coisa pois quando você ganha um átomo de hidrogênio incluindo seus elétrons uma vez que o hidrogênio não é muito elétron negativo o número dos seus elétrons aumenta você está ganhando ao mesmo tempo hidrogênio e elétrons mas vamos estudar isso um pouco mais antes de nos aprofundarmos acho que é bom conhecermos um pouquinho sobre a anatomia de uma planta deixa desenhar algumas células vegetais as células vegetais têm paredes celulares então eu posso desenhar mas um pouco mais rígidas digamos que essas aqui são células vegetais cada um desses quadrado zé uma célula vegetal nestas células vegetais você tem essas organizações chamadas cloroplastos devemos lembrar que o organelo elas são como órgãos das células são sub unidades ligadas à membrana celular e claro estas células têm núcleos dna e todas as outras estruturas normais das células eu não vou desenhar mas aqui vou apenas desenhar os cloroplastos é uma célula vegetal média a outros tipos de organismos vivos que realizam fotossíntese mas vamos nos focar nas plantas que é o que normalmente associamos com a fotossíntese cada célula vegetal com têm de 10 a 50 cloroplastos cloroplastos vou fazê los verde de propósito porque os cloroplastos tem clorofila e que aos nossos olhos aparecem em verde lembre se eles são verdes porque refletem a luz verde e absorve os comprimentos de onda da luz vermelha azul e outros por isso é que são verdes porque estão refletindo mas estão absorvendo todos os outros comprimentos de onda de qualquer forma vamos falar mais detalhadamente sobre isso vamos ter de 10 a 50 desses cloroplastos vamos ampliar um coro plástico pronto ampliamos um coro plus tu deixa eu ser muito claro essa coisa que é uma célula vegetal e isso é uma célula vegetal e cada uma dessas coisinhas vezes aqui é uma organela chamada cloroplasto cloroplasto vamos ampliá lo aqui jogar um zoom do cloroplasto muito bem ao ampliar um cloroplasto veremos uma membrana como essa uma membrana que em seguida um fluido dentro do cloroplasto dentro de sua membrana este fluido aqui todo esse fluido é chamado de estroma o estroma do cloroplasto e em seguida dentro do cloroplasto propriamente dito temos essas pilhas de membranas dobradas estas pilhas aqui é assim que eu faço direitinho talvez isso seja uma ou duas dessas pilhas cada uma delas ligada à membrana você pode quase imaginá las como panquecas deixa eu desenhar mais aqui talvez tenham algumas aqui outras aqui e mais aqui beleza então cada um destes achatados parecidos com panquecas são chamados tila acordes então isso aqui é um tio acorde isto é 1 quilo acorde último acorde possui uma membrana e essa membrana é muito importante ampliar a rapidinha já ele tem uma membrana que eu vou colorir um pouquinho dentro do tio acorde existe um espaço um fluido ali naquela área é essa coloração verde clara aqui ele é chamado de espaço til acorde ou lúmen de la code apenas para sabermos a tecnologia uma pilha de vários estilos acordes como estes é chamada de grana não é a grana é o grana é uma pilha de tila cordes este é um grane grana e isso é uma organela os biólogos evolutivos acreditam que antigamente as organelas eram organismos independentes ou então que reuniram se com outros organismos e começaram a viver dentro das células na verdade eles têm seu próprio dna da mitocôndria é outro exemplo de organização que as pessoas acreditam que seus precursores tenham sido organismos independentes que em seguida uniram-se com outras células e disseram uma beleza só produzirá energia talvez você me de algum alimento ou qualquer coisa assim e elas começaram a evoluir juntas e ela se transformaram num único organismo aí você se pergunta até quando podemos evoluir bom isso é uma coisa à parte na realidade a ribossomos aqui isso é bom pra fazer a gente pensar basta ter em mente que um ponto do passado revolucionário o precursor desta organização poderia ter sido um organismo independente bom já falamos bastante desse processo vamos voltar e ampliar novamente uma destas membranas fila cordes eu vou ampliar deixou enquadrar deixou ampliar mais aqui assim minha ampliação fica melhor enquadrada então deixa fazer realmente grande assim esta é a minha ampliação enquadrada assim essa caixinha é a mesma coisa que esta caixa inteira então ampliamos a membrana átila coord aquela ali é a membrana tila coord isso é na verdade uma dupla camada foz felipe dica ela tem seu lado hidrofílico e hidrofóbico eu poderia desenhar la assim se vocês quiserem o importante sob o ponto de vista da fotossíntese está nesta membrana na parte de fora da membrana aqui temos o fluido que preenche todo o cloro pasto aqui você tem o estroma em seguida neste espaço aqui a o interior do chile acorde este é o volume eu vou colorido de rosa este é o número um o espaço de la code esta membrana pode parecer um pouco familiar se você pensar na mitocôndria na cadeia de transporte de elétrons na verdade que vou explicar neste vídeo é uma cadeia de transporte de elétrons muitas pessoas podem não considerar a cadeia de transporte de elétrons mas a idéia é a mesma é a mesma ideia geral nesta membrana temos essas proteínas esses complexos protéicos e moléculas que atravessam a membrana então deixa eu desenhar alguns deles aqui eu vou chamá-lo de fotos sistema 2 estou chamando assim porque é isso que ele é foto sistema 2 temos talvez outros mais complexos mas esses são extremamente complicados vamos dar uma olhada como foco o sistema dois realmente parece isso é o photo o sistema 2 como pode ver ele é verdadeiramente complexo essas coisas cilíndricas são proteínas essas verdes são moléculas de clorofila quer dizer a todos os tipos de coisas acontecendo aqui elas estão todas misturadas eu acho que provavelmente a melhor palavra é um complexo são várias proteínas várias moléculas misturadas para realizar uma função muito particular vamos escrever isso em poucos segundos então é com isso que o photo o sistema parece temos também o photo sistema 1 e ainda outras moléculas outros complexos temos o complexo do citocromo b 6f e vou desenhar lo aqui com uma cor diferente eu não quero começar a complicar muito porque a coisa mais importante é entender vemos aqui outros complexos complexos protéicos moleculares que também atravessam a membrana eu vou dizer qual é a ideia geral nós falaremos sobre as especificidades sobre o que acontece durante a fase clara ou a fase dependente de luz fase dependente de luz onde você tem alguns fótons fótons provenientes do sol esses fótons percorreram 93 milhões de quilômetros alguns fótons que chegam aqui e estimulam os elétrons na moléculas de clorofila a moléculas de clorofila a eu não vou entrar em detalhes ainda mas no photoshop sistema 2 eles estimulam uma molécula de clorofila e os elétrons entrou no estado de alta energia talvez não devesse desenhar isso dessa forma eles estão num estado de alta energia então eles passam de molécula em moléculas e seu estado de energia vai caindo mas como eles abaixam seu estado de energia os átomos de hidrogênio ou melhor os prótons de hidrogênio sem os elétrons todos esses prótons de hidrogênio são bombeados para o interior do lume este bombeamento para o interior do lúmen vocês devem se lembrar da cadeia de transporte de elétrons na cadeia de transporte os elétrons passaram de um alto potencial um alto nível de energia para o estado de baixo nível de energia pois ela foi utilizada para bombear o hidrogênio através da membrana e isso acontece nas mitocôndrias aqui na membrana átila coord em ambos os casos estamos criando este gradiente onde devido à energia essencialmente dos fótons os elétrons entrou num estado de alto nível de energia e vão para o estado de nível energético mais baixo em seguida vão para o photo o sistema 1 e são atropelados por outro fóton isso é uma simplificação mas é como podemos pensar nisso de um estado de alto nível energético chega a um estado de baixo nível de energia que é cada vez mais baixo mas o tempo todo a energia dos elétrons varia de altos níveis para baixos níveis e realizando o bombeamento de prótons de hidrogênio para o interior do lume é assim que temos esta enorme concentração de prótons de hidrogênio e como o que vimos na cadeia de transporte de elétrons essa concentração é de prótons de hidrogênio que é em seguida utilizada para conduzir a atp sintase exatamente a mesma deixa eu ver se consigo desenhar essa atp sintase aqui temos que nos lembrar que a atp sintase parece um pouco como isso onde temos uma enorme concentração de prótons de hidrogênio eles vão querer voltar para o interior do estroma do lume e eles o fazem eles passam através da atp sintase deixa fazer isso marcou diferente esses prótons de hidrogênio estão indo fazer o seu caminho de volta voltando para o gradiente baixo e como eles vão para o menor gradiente eles agem como um motor eu vou entrar em detalhes sobre isso quando falarmos sobre respiração isso volta literalmente para esta parte superior da maneira como eu desenhei atp sintase ela coloca o adp e os grupos de fosfato juntos o adp e os grupos de fosfato juntos para produzir atp isso é superficial só uma visão geral eu vou entrar em mais detalhes já já esse processo que eu apenas descrevi é chamado de foto fosforilação deixou por uma cor mais agradável foto fosforilação que beleza porque é chamado assim é bom porque estamos usando fótons essa é a parte do fóton estamos usando luz estamos usando fotos para estimular os elétrons da clorofila como os elétrons são transferidos de uma molécula de um receptor de elétrons para outro eles entram num estado cada vez mais baixo vão no estado de baixa energia que é utilizado para conduzir literalmente e as bombas que permitem a passagem dos prótons de hidrogênio do estroma para o lume em seguida os prótons de hidrogênio querem voltar eu acho que poderíamos chamar de kimi osmose eles querem voltar para o estroma e em seguida dirigem-se para a atp sintase isso aqui é a apresentação atp sintase é essencialmente necessária para juntar o saber ps e os grupos de fosfato para produzir atp pensando nas reações de claro e escuro as reações de claro tem dois sub produtos atp e também na verdade ela tem três o atp o nh de ph e o n adp reduzido ele ganha esses elétrons e esses hidrogênio e onde isso acontece estamos falando sobre a foto fosforilação oxi da ativa não cíclica ou reações de claro não cíclicas doha setor final de elétrons após esses elétrons avançarem entrando num estado de energia cada vez mais baixo o setor final de elétrons é n adp mais quando ele aceita os elétrons junto com o próton de hidrogênio ele torna-se n adp h eu também disse que a água faz parte desse processo e isso é realmente uma coisa muito interessante a água fica oxi dada pelo oxigênio molecular onde isso acontece quando anteriormente falamos em fotos sistema um que temos uma molécula decoro fila que possui um elétron estimulado e ele vai para um alto nível de energia e em seguida esse elétron atravessa de um lado para o outro então o que podemos utilizar para substituir esses elétrons bom na verdade literalmente usamos os elétrons da água então aqui literalmente temos h2o e h2o doa o hidrogênio e os elétrons com ele então podemos imaginar que doa dois prótons de hidrogênio e 2 elétrons para substituir o elétron que foi estimulado pelos fótons isso porque esses elétrons percorreram todo o caminho para o photo sistema um eventualmente terminando em a de ph estamos deste modo roubando os elétrons da água e quando retiramos os elétrons e o hidrogênio ficamos apenas com oxigênio molecular a razão pela qual eu quero realmente focar isso é que algo sério tá acontecendo aqui pelo menos num nível químico uma coisa séria está acontecendo estamos oxidando a água e no reino biológico este é o único lugar onde existe um agente oxidante suficientemente forte para oxidar a água para literalmente retirar elétrons da água o que significa que estamos realmente tirando elétrons de oxigênio assim estamos oxidando o oxigênio único lugar que conhecemos onde um agente oxidante é forte o bastante para fazer isso é no photo o sistema 2 é uma coisa muito séria pois normalmente os elétrons são muito felizes na água eles estão muito felizes na água lá circulando em torno de oxigênios oxigênio é um ato muito elétron negativo é por isso que chamamos de óxi dante porque o oxigênio é muito bom em oxi dar as coisas mas de repente encontramos algo que pode oxidar o oxigênio que pode tirar os elétrons de oxigênio e em seguida doá los para a clorofila os elétrons que foram estimulados pelos fótons em seguida eles atingem o estado de energia cada vez mais baixos são estimulados novamente no photo o sistema um por outro grupo de fótons e atingem um nível de energia cada vez menor e finalmente terminam em n a de ph todo o tempo que ficaram no estado de energia baixo essa energia estava sendo usada para bombear de hidrogênio em toda esta membrana do estroma ao lume e em seguida esse gradiente é utilizado para a produção de atp sendo assim no próximo vídeo vou explicar um pouco melhor sobre o que isso significa em termos de estado de energia dos elétrons e o que é um alto ou baixo estado de energia mas isso é essencialmente tudo que está acontecendo elétrons que ficam estimulados e eles eventualmente terminam em ead ph e o elétron que fica estimulado vai para estadas de energia cada vez mais baixos ele bombeia hidrogênio através do gradiente e em seguida esse gradiente é utilizado para conduzir a atp sintase para a produção de atp em seguida esse elétron que foi estimulado teve que ser substituído na realidade esses elétrons substituir os removidos da molécula de h2o então os prótons de hidrogênio e os elétrons jogadores só são arrancados e deixamos apenas o oxigênio molecular apenas plantar uma a idéia da complexidade de tudo isso a deixa uma imagem do que é o photo o sistema 2 realmente não há cilindros como este mas estes cilindros representam as proteínas aqui está o verde da estrutura das moléculas de clorofila a e o que acontece é que temos fótons batendo na verdade nem sempre eles têm que bater na quarta fila eles também podem bater no que chamamos de moléculas da antena afinal a clorofila parece uma antena que absorve a energia solar e então moléculas da antena são outros tipos de clorofila e na verdade outros tipos de moléculas é assim um fóton um grupo de fótons vem aqui e talvez estimulem alguns elétrons não obrigatoriamente uma clorofila poderia bater em alguns desses outros tipos de couro fila ou em alguns desses outros que eu acho que poderíamos chamar de moléculas depoimento que irão absorver esses fótons e em seguida seus elétrons ficam estimulados e você pode imaginar como é uma vibração mas quando estamos falando sobre coisas num nível quântico as vibrações realmente não fazem sentido mas é uma boa analogia são esses tipos de vibração que formam a clorofila a e chamado de energia de ressonância energia de ressonância eles vibram em seu percurso para a clorofila e então na cof lá temos o elétron estimulado o primeiro a setor de elétrons é esta molécula que esta aqui a fé oficina algumas pessoas chamam de fel ea partir daí eles são transmitidos de uma molécula para outra nem vou falar um pouco mais sobre isso no próximo vídeo é fascinante olha como é complicado estimular os elétrons e em seguida usar os que iniciaram o processo de bombeamento do hidrogênio através da membrana e isso é um fator interessante este é o local de oxidação da água então eu fiquei muito empolgado com a idéia de oxidação da água e então isso realmente ocorre no complexo foto o sistema 2 na realidade isso tem um mecanismo muito complicado porque realmente não é brincadeira roubar os elétrons e o hidrogênio de uma verdadeira molécula de água bom vou deixar por aqui no próximo vídeo vou falar um pouco mais sobre esses estados de energia e vou preencher um pouco as lacunas sobre algumas dessas outras moléculas que atuam como as sepulturas de hidrogênio ou você também pode vê las como a sepultura de elétrons ao longo do percurso fui