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Fotossíntese
- 1. Escola Secundária Dr. Augusto César da Silva Ferreira Disciplina de Biologia Geologia 10º ano 2007-2008 OBTENÇÃO DE MATÉRIA PELOS SERES AUTOTRÓFICOS Unidade 1: Obtenção de matéria Professora Cidália Santos de Aguiar
- 2. SUMÁRIO SUMÁRIO Introdução Pigmentos Fotossintéticos Etapas da Fotossíntese Síntese
- 3. Introdução Pigmentos Fotossintéticos Etapas da Fotossíntese Síntese Seres vivos autotróficos Seres vivos autotróficos Podem ser Fotoautotróficos Quimioautróficos Cuja fonte de Cuja fonte de energia é energia é Oxidação de Luz substâncias inorgânicas • Bactérias Bactérias Ferrosas, Fotossintéticas sulfurosas e nitrificantes ▪ • Algas Algumas arqueobactérias ▪ • Plantas
- 4. Introdução Pigmentos Fotossintéticos Etapas da Fotossíntese Síntese Equação Geral da Fotossíntese luz 6 CO2 + 12 H2O 6 C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O clorofila Obtidos a partir do meio
- 6. Pigmentos Fotossintéticos Introdução Etapas da Fotossíntese Síntese Como captam os pigmentos a energia luminosa? Reacções termonucleares no Sol Energia Radiante 42% atinge a superfície terrestre • Será que todos os comprimentos de onda são igualmente eficazes no processo da fotossíntese? 1882, Theodore Engelmann (1843-1909), biólogo alemão
- 7. Pigmentos Fotossintéticos Introdução Etapas da Fotossíntese Síntese Experiência de Engelmann • Colocou numa lâmina um filamento de alga verde • Usou como meio de montagem água com bactérias aeróbias • Cobriu a preparação com lamela • Observou a preparação com microscópio óptico • Ao microscópio tinha sido adaptado um prisma óptico que permitia a decomposição da luz branca Resultados???
- 8. Pigmentos Fotossintéticos Introdução Etapas da Fotossíntese Síntese Experiência de Engelmann Resultados • Foi possível detectar maior concentração de bactérias em determinadas zonas do espectro • azul-violeta • vermelho-laranja Como explica as diferentes concentrações de bactérias? • Deduz-se assim que estas zonas deverão corresponder a uma maior libertação de oxigénio, fundamental para as bactérias
- 9. Pigmentos Fotossintéticos Introdução Etapas da Fotossíntese Síntese Experiência de Engelmann Resultados Que relação se poderá estabelecer entre a distribuição de bactérias e a taxa fotossintética? • Uma vez que o oxigénio é um produto da fotossíntese, e que as bactérias se concentram nos locais com maior libertação de oxigénio, pode-se dizer que as bactérias se distruibuem nos locais onde ocorre a maior taxa de fotossíntese
- 10. Pigmentos Fotossintéticos Introdução Etapas da Fotossíntese Síntese Experiência de Engelmann Resultados Que relação se poderá estabelecer entre a distribuição de bactérias e a capacidade que a clorofila tem de absorver as radiações do espectro? • Dado que as bactérias se distribuem preferencialmente nas zonas azul-violeta e vermelho-laranja, pode-se dizer que a clorofila tem maior capacidade de absorção nessas zonas do espectro
- 11. Pigmentos Fotossintéticos Introdução Etapas da Fotossíntese Síntese Experiência de Engelmann • Trabalhos de investigação posteriores permitiram verificar que existe uma correlação entre o espectro de absorção dos pigmentos fotossintéticos e o espectro de acção da fotossíntese Porquê?
- 12. Pigmentos Fotossintéticos Introdução Etapas da Fotossíntese Síntese Absorção da energia luminosa pelos pigmentos • Depende da configuração electrónica dos átomos que os constituem • Dualidade partícula-onda da energia radiante • radiação é formada por partículas (fotões) que se propagam sob a forma de ondas com diferentes comprimentos • Quando um fotão atinge um átomo um dos electrões pode saltar para um nível de energia superior estado excitado
- 13. Pigmentos Fotossintéticos Introdução Etapas da Fotossíntese Síntese Absorção da energia luminosa pelos pigmentos • Os electrões excitados tem tendência a regressar ao nível energético inicial Estado fundamental – libertando Energia • Energia libertada sob a forma de • calor • Luz – fluorescência Os electrões excitados podem também ser cedidos a outras moléculas vizinhas- aceptores- conduzindo a uma reacção vizinhas- aceptores- fotoquímica de oxidação-redução oxidação-
- 14. Pigmentos Fotossintéticos Introdução Etapas da Fotossíntese Síntese Localização dos pigmentos fotossintéticos • Actualmente admite-se que as clorofilas e outros pigmentos fotossintéticos estão dispersos na bicamada fosfolipídica da membrana interna dos cloroplastos (tilacóides)
- 15. Etapas da Fotossíntese Introdução Pigmentos Fotossintéticos Síntese Origem do Oxigénio • Problema que permaneceu por resolver até ao século XX! • 1930, Van Niel • Estudo com bactérias que vivem em ambientes pobres em oxigénio • Oxigénio libertado na fotossíntese tem origem na água e não no dióxido de carbono • Confirmado com utilização de água marcada com 18O2
- 16. Etapas da Fotossíntese Introdução Pigmentos Fotossintéticos Síntese Outras experiências… • Verificou-se que o CO2 é necessário para formar compostos orgânicos • Embora a luz seja necessária para dar inicio ao processo fotossintético, a incorporação de CO2 pode prolongar-se na obscuridade não depende directamente da luz
- 17. Etapas da Fotossíntese Introdução Pigmentos Fotossintéticos Síntese A fotossíntese compreende 2 fases… Fotossíntese Dependente da luz Não dependente da luz Fase Fotoquímica Fase Química CO2 H2O Ciclo de Calvin Recções Fotoquímicas Compostos orgânicos O 2
- 18. Etapas da Fotossíntese Introdução Pigmentos Fotossintéticos Síntese Fase dependente da luz Clorofila Luz Corrente de electrões Propagada através de proteínas aceptoras (membrana interna do cloroplasto) ADP NADPH NADP+ ATP H2O • Electrões perdidos pela clorofila são repostos pela + fotólise da molécula água O + e- H+ 2
- 19. Etapas da Fotossíntese Introdução Pigmentos Fotossintéticos Síntese Fase dependente da luz • Conversão da energia luminosa em energia química; • Desdobramento da molécula de água em hidrogénio e oxigénio- fotólise da água; • Fosforilação de ADP, formando-se ATP • Redução de NADP+ a NADPH, por acção do hidrógénio libertado durante a fotólise da água
- 20. Etapas da Fotossíntese Introdução Pigmentos Fotossintéticos Síntese Fase não dependente directamente da luz • Fase de fixação do CO2; • Constituída pelo Ciclo de Calvin; • O ciclo de Calvin é composto por 3 fases: • Fixação do Carbono • Produção de compostos orgânicos • Regeneração do RuDP (Ribulose difosfato)
- 21. Etapas da Fotossíntese Introdução Pigmentos Fotossintéticos Síntese Fase não dependente directamente da luz ATP 2ª fase 1ª fase CO 2 NADPH Ciclo do Carbono RuDP Aminoácidos PGAL Ácidos Gordos Glicose Celulose Frutose Amido
- 22. Etapas da Fotossíntese Introdução Pigmentos Fotossintéticos Síntese Fase não dependente directamente da luz • O ciclo de Calvin tem início com a combinação do CO2 com a pentose ribulose difosfato (RuDP) • Do composto originado, instável, resulta ácido fosfoglicérico (PGA) • As moléculas de PGA são fosforiladas pelo ATP e, posteriormente, reduzidos pelo NADPH (provenientes da fase dependente de luz) formação de aldeído fosfoglicérico (PGAL)
- 23. Etapas da Fotossíntese Introdução Pigmentos Fotossintéticos Síntese Fase não dependente directamente da luz • Cada 12 moléculas de PGAL formadas, 10 regeneram o RuDP e 2 são utilizadas para sintetizar compostos orgânicos • Assim, são necessários 6 ciclos para que se forme uma molécula de glicose • 6 CO2 • 18 ATP (3 por ciclo) • 12 NADPH (2 por ciclo) • O PGAL pode também ser convertido noutros compostos orgânicos, como lípidos ou prótidos
- 24. Síntese Introdução Pigmentos Fotossintéticos Etapas da Fotossíntese Síntese Fotossíntese Dependente da luz Não dependente da luz Fase Química Fase Fotoquímica CO2 H2O Ciclo de Calvin Recções Fotoquímicas Compostos orgânicos O (CH2O)n 2
- 25. • Fosforilação cíclica e não cíclica
- 26. • http://mrhardy.wikispaces.com/Active+tran sport.swf
- 28. http://highered.mcgraw- hill.com:80/olcweb/cgi/pluginpop.cgi?it=swf ::535::535::/sites/dl/free/0072437316/1200 72/bio13.swf::Photosynthetic Electron Transport and ATP SynthesisPhotosynthetic Electron Transport and ATP Synthesis
- 29. Origem do oxigénio na fotossíntese
- 30. Fotossíntese - interactivo Fotossíntese - animação