Fotossíntese

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Fotossíntese

  1. 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. 2. SUMÁRIO SUMÁRIO  Introdução  Pigmentos Fotossintéticos  Etapas da Fotossíntese  Síntese
  3. 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. 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
  5. 5. http://www.catie.org.uk/images/plan t_life_rev01_04.swfhttp://www.catie. org.uk/images/plant_life_rev01_04.s wf
  6. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 25. • Fosforilação cíclica e não cíclica
  26. 26. • http://mrhardy.wikispaces.com/Active+tran sport.swf
  27. 27. FOTOSSINTESEhttp://highered.mcgra w- hill.com/sites/dl/free/0072437316/12 0072/bio13.swf
  28. 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. 29. Origem do oxigénio na fotossíntese
  30. 30. Fotossíntese - interactivo Fotossíntese - animação

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