2. Autotróficos
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Capacidade de produzir compostos orgânicos a partir
de substâncias minerais, utilizando uma
fonte de energia externa.
Nuno Correia 09/10
3. A fotossíntese permite converter a
energia luminosa em energia
química
3 Nuno Correia 09/10
4. Sol irradia 3X1031 KJ de energia
E = mc2 logo 1kg de matéria solar = 9X1013 KJ de
energia
Por dia atinge a Terra 1,5X1019 KJ de energia
Quantidade de luz solar que atinge a Terra = 165 ton (60.000
ton/ano)
As plantas utilizam 0,01% da E que chega à Terra 40 ton de
matéria solar.
Com essa energia as plantas sintetizam 2 X 1011 ton de biomassa
por ano.
4 Nuno Correia 09/10
5. Biomassa Continentes Oceanos
Fitomassa 1837 X 109 ton 3,9 X 109 ton
Zoomassa 1,005 X 109 ton 0.997 X 109 ton
Seres 0,052 X 109 ton
Humanos
Biomassa 1838,057 X 109 ton 4,897 X 109 ton
Total
5 Nuno Correia 09/10
6. Interacção com outros subsistemas
6
Atmosfera Luz CO2 O2 H2O
Respiração
Fotossíntese
Biosfera - Plantas Substâncias
Orgânicas
ATP
Biossíntese e outros
processos vitais
Geosfera
Água Nutrientes
Nuno Correia 09/10
8. Perspectiva Histórica
Na Grécia antiga sabia-se que solos
fertilizados permitiam o crescimento das
plantas, pelo que se acreditava que o
desenvolvimento destas dependia apenas
dos nutrientes que estas «comiam» a partir
do solo.
Na tentativa de esclarecer esta hipótese,
Van Helmont executou a seguinte
experiência, em 1648
8 Nuno Correia 09/10
9. De que forma as plantas obtêm matéria
orgânica responsável pelo seu crescimento?
9
Hipótese
Van Helmont colocou uma planta jovem num vaso, tendo pesado ambos no
início. Regou a planta com água da chuva durante 5 anos. Ao fim deste
tempo, pesou a planta e o solo.
Nuno Correia 09/10
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Os dados obtidos na experiência apoiam a
hipótese original? Justifique a sua resposta.
Não, pois enquanto a planta
aumentou 73,85 kg, o solo
pesava apenas menos 0,1 kg.
Nuno Correia 09/10
11. 11
Van Helmont deduziu, a partir desta experiência, que o
crescimento das plantas se deve apenas à presença da
água. Critique a conclusão tirada por Van Helmont.
Não se pode concluir que a
planta cresce unicamente
devido à água, pois verificou-se
diminuição do peso do solo, o
que indica que também foi
utilizado.
Nuno Correia 09/10
12. 12
Identifique as variáveis que não foram controladas
durante a experiência.
Não foram controladas na
experiência a luz e os gases.
Nuno Correia 09/10
13. 13
Proponha um percurso investigativo que permita
demonstrar que a conclusão retirada por Van
Helmont estava incorrecta.
Os alunos deverão indicar o
material e procedimento de
uma experiência que deverá
apresentar, por exemplo;
1.° vaso - Planta em água
destilada;
2.° vaso - Planta em terra,
regada diariamente com água
destilada;
3.° vaso - Planta em terra sem
ser regada.
Nuno Correia 09/10
14. 14
Com o trabalho de Van Helmont, são introduzidas
alterações aos conceitos, até aí adoptados como
correctos, relacionados com o modo de nutrição das
plantas.
Embora ainda longe da explicação deste
fenómeno, começam a surgir outros factores — a
água - necessários à realização deste processo.
Nuno Correia 09/10
15. 15
No século XVIII, Joseph Priestley enriqueceu os
conhecimentos sobre este assunto, adicionando uma
nova perspectiva até aí nunca considerada: as
plantas também tinham um papel importante na
manutenção da qualidade do ar.
Nuno Correia 09/10
16. Hipótese : QUAL É O PAPEL DAS PLANTAS NA RENOVAÇÃO DO AR?
Na tentativa de perceber qual era o papel das plantas na renovação do ar, Joseph
Priestley montou a seguinte actividade experimental.
Experiência de Priestley que demonstrou que a chama de uma vela se apaga
dentro de uma campânula (A); o rato morre dentro de uma campânula (B) e o rato
sobrevive se estiver acompanhado de uma planta dentro da campânula (C).
16 Nuno Correia 09/10
17. Interprete os resultados obtidos nas montagens A, B e C.
A — A vela apaga-se quando a combustão esgota o oxigénio existente na
campânula.
B - O rato morre quando a sua respiração esgota o oxigénio existente na
campânula.
C - A planta renova o oxigénio, permitindo que o rato sobreviva.
17 Nuno Correia 09/10
18. Que conclusões pode tirar da experiência?
A combustão e a respiração do rato consomem oxigénio. A planta
renova o ar, libertando oxigénio.
18 Nuno Correia 09/10
19. Com base nos resultados desta experiência, infira sobre a importância das
plantas nos ecossistemas.
As plantas são muito importantes nos ecossistemas, pois libertam
oxigénio que pode ser utilizado por quase todos os seres vivos.
19 Nuno Correia 09/10
20. Nicolas Theodore de Saussure (1804)
20
concluiu que o aumento de
peso nas plantas dependia
da presença de dióxido de
carbono, da água e de
azoto.
Nuno Correia 09/10
21. 21
Qual a origem do oxigénio
libertado pelas plantas?
Nuno Correia 09/10
22. Cornelis van Niel (1897-1987).
22
O primeiro a levantar dúvidas
sobre qual reagente fornecia os
átomos de oxigénio que formam as
moléculas do O2 produzidas na
fotossíntese .
Por volta de 1930, ele estudava a
fotossíntese realizada por
sulfobactérias púrpuras, um tipo de
bactéria autotrófica que utiliza
moléculas de sulfeto de hidrogénio
(H2S) em vez de água (H2O) no
processo fotossintético, liberando
enxofre elementar (S), em vez de
gás oxigénio (02).
Nuno Correia 09/10
24. Estava Van Niel certo?
Experiência de
24
Calvin - 1940
Nuno Correia 09/10
25. Com base nos resultados, que pode concluir
relativamente à hipótese de Van Niel?
A hipótese de Van Niel está correcta, tendo em conta os resultados, desta
experiência.
25 Nuno Correia 09/10
26. Se admitir a hipóetese do O2 ter origem no CO2, que
experiência poderia realizar para refutar esta hipótese?
Fornecer às algas CO2 radioactivo e verificar se o O2 formado seria
ou não radioactivo.
26 Nuno Correia 09/10
27. Conclusões
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A utilização de água marcada com 18O2 permitiu
verificar que a hipótese de Van Niel estava
correcta e, portanto, que o oxigénio libertado
durante a fotossíntese provém da água.
Poder-se-ia provar que o O2 libertado pelas
plantas não provém do CO2. Para isso, bastaria
fornecer às algas CO2 marcado com o isótopo 18O
e proceder como na experiência inicial.
Nuno Correia 09/10
28. 28
Durante as décadas de 40 e de 50, do século XX,
foram realizadas mais experiências que
contribuíram para esclarecer as etapas envolvidas
no processo fotossintético.
Nuno Correia 09/10
29. Experiência A
Colocaram-se algas verdes, do género Chlorella, num meio contendo dióxido de carbono marcado com carbono
radioactivo (14C). Verificou-se que as substâncias sintetizadas no decurso da fotossíntese apresentavam
radioactividade.
Experiência B
A uma suspensão de algas, fortemente iluminada, foi fornecido dióxido de carbono radioactivo (14C02).
Após uma hora de iluminação, as algas foram colocadas na obscuridade, verificando-se que o C02
continuava a ser absorvido durante 15 a 20 segundos.
Se a iluminação inicial não se fizer durante pelo menos uma hora, a incorporação de C02 cessa assim que
se transferem as algas para a obscuridade.
29 Nuno Correia 09/10
30. Experiência A
Colocaram-se algas verdes, do género Chlorella, num
meio contendo dióxido de carbono marcado com
carbono radioactivo (14C). Verificou-se que as
substâncias sintetizadas no decurso da fotossíntese
apresentavam radioactividade.
O que pode concluir dos resultados da experiência A?
O CO2 é necessário para formar as substâncias sintetizadas no
decurso da fotossíntese.
30 Nuno Correia 09/10
31. Para que se inicie o processo fotossintético, é necessário luz? Justifique a
sua resposta.
Sim, pois se a iluminação inicial
não se fizer durante pelo menos 1
hora, a incorporação de CO2
cessa, assim que as algas passam
para a obscuridade.
31 Nuno Correia 09/10
32. A incorporação de C02 depende directamente da acção da luz? Justifique
a sua resposta.
Não, pois, as algas iluminadas durante 1 hora continuaram a
incorporar CO2 durante mais alguns segundos, após serem
colocadas na obscuridade.
32 Nuno Correia 09/10
33. Conclusões
33
Estas experiências permitiram verificar que o CO2 é
necessário para formar compostos orgânicos. Por outro
lado, embora seja necessária luz para dar início ao
processo fotossintético, a incorporação de CO2 não
depende directamente da luz, pois pode prolongar-se
na obscuridade.
Assim, pode admitir-se que a fotossíntese compreende
duas fases:
uma fase em que as reacções dependem da luz (fase
fotoquímica);
uma fase não dependente directamente da luz (fase
química).
Nuno Correia 09/10
