a energia é armazenada nas ligações químicas que...

A energia é armazenada nas ligações químicas que se estabelecem entre os átomos qua constituem as moléculas.

Reação Exoenergética

Reação Endoenergética

• Conseguem sustentar-se sem comer nada

com origem noutros organismos.

• São os produtores da biosfera, produzindo

moléculas orgânicas de CO2 e outros

moléculas inorgânicas.

• Quase todas as plantas são

fotoautótroficas, usando a energia do sol

para formar moléculas orgânicas a partir de

H2O e CO2.

(a) Plantas

(b) Alga Multicellular (c) Protista unicelular

10 µm

(d) Cyanobacteria 40 µm

• Estes organismos alimentam-se não só a

si, mas também servem de alimento à maior

parte do mundo vivo.

BioFlix: Photosynthesis

• Obtêm o material orgânico a partir de

outros organismos.

• São os consumidores da biosfera.

• Quase todos os seres heterotróficos,

incluindo seres humanos, dependem dos

seres fotoautotróficos para obter os

alimentos e o O2

• A Fotossíntese pode ser resumida na seguinte

equação:

• As folhas são os

locais principais da

fotossíntese

• Sua cor verde deve-se à grande quantidade de clorofila,

um dos pigmentos dentro de cloroplastos.

• A energia da luz absorvida pela clorofila e dirige a síntese

de moléculas orgânicas no cloroplasto.

CO2 O2

• Os cloroplastos

são

estruturalmente

similares e

provavelmente

evoluíram a

partir de

bactérias

fotossintéticas.

• A organização estrutural destas células permite que

ocorram as reacções químicas da fotossíntese

• A clorofila está nas membranas dos tilacóides (sacos

conectados no cloroplasto); tilacóides podem ser

empilhadas em colunas denominadas grana.

• Cloroplastos contêm também estroma, um fluido denso.

No ponto nº 5, compara os resultados obtidos com

a informação da seguinte tabela:

• Cloroplastos são fábricas movidas a energia solar.

• Seus tilacóides transformam a energia luminosa em

energia química do ATP e NADPH

• A luz é uma forma de energia eletromagnética, também

chamada de radiação eletromagnética.

• Como outras formas de energia eletromagnéticas, a luz

viaja em ondas rítmicas.

• Comprimento de onda é a distância entre cristas de ondas.

• Comprimento de onda determina o tipo de energia

eletromagnética.

UV

Luz visível

Infraverm Micro- ondas

Radio waves X-rays

Gamma

rays

103 m 1 m

(109 nm) 106 nm 103 nm 1 nm 10–3 nm 10–5 nm

380 450 500 550 600 650 700 750 nm

Grande C. O.

Pouca Energia Muita Energia

Curto C.O.

• O espectro eletromagnético é toda a gama de

energia eletromagnética, ou radiação.

• A luz visível é composto de comprimentos de

onda (incluindo aqueles que unidade

fotossíntese) que produzem cores que

podemos ver.

• A luz também se comporta como se fosse

constituída por partículas discretas, chamadas

de fotões.

• Os pigmentos são substâncias que absorvem

a luz visível.

• Pigmentos diferentes absorvem diferentes

comprimentos de onda.

• Comprimentos de onda que não são

absorvidos são reflectidos ou transmitidos.

• Folhas têm a cor verde porque a clorofila

reflete e transmite luz verde.

Animation: Light and Pigments

Reflected light

Absorbed light

Light

Chloroplast

Transmitted light

Granum

• Um espectrofotómetro

mede a capacidade de

um pigmento de

absorção de

comprimentos de onda

diferentes.

• Esta máquina envia luz

através de pigmentos e

mede a fracção de luz

transmitida a cada

comprimento de onda

1

2 3

Galvanometer

Slit moves to pass light of selected wavelength

White light

Green light

Blue light

The low transmittance (high absorption) reading indicates that chlorophyll absorbs most blue light.

The high transmittance (low absorption) reading indicates that chlorophyll absorbs very little green light.

Refracting prism

Photoelectric tube

Chlorophyll solution

TECNICA

2 3

4

• Um espectro de absorção é um gráfico que

representa a absorção de luz de um pigmento

versus o comprimento de onda.

• O espectro de absorção de clorofila sugere

que o melhor trabalho azul-violeta e vermelho

luz para a fotossíntese.

• Dos perfis espectro de ação, a eficácia relativa

de diferentes comprimentos de onda de

radiação, depende a condução do processo de

fotossíntese.

• O espectro de ação da fotossíntese foi demonstrado pela primeira vez em 1883 por Theodor W. Engelmann.

• Na sua experiência, ele expôs diferentes segmentos de uma alga filamentosa de diferentes comprimentos de onda.

• Áreas que recebem comprimentos de onda favoráveis à fotossíntese, produziam O2 em maior quantidade.

• Foi utilizado o crescimento de bactérias aeróbicas agrupadas ao longo da alga como uma medida da produção de O2

Wavelength of light (nm)

(b) Action spectrum

(a) Absorption spectra

(c) Engelmann’s experiment

Aerobic bacteria

RESULTADOS

Filament of alga

Chloro-

phyll a Chlorophyll b

Carotenoids

500 400 600 700

700 600 500 400

• Clorofila a é o pigmento fotossintético principal.

• Pigmentos acessórios, como clorofila b,

ampliar o espectro utilizado para a

fotossíntese.

• Pigmentos carotenóides é acessório e tem a

função de absorver a luz excessiva que

prejudicaria clorofila.

Fig. 10-10

Porphyrin ring: light-absorbing “head” of molecule; note magnesium atom at center

in chlorophyll a CH3

Hydrocarbon tail: interacts with hydrophobic regions of proteins inside thylakoid membranes of chloroplasts; H atoms not shown

CHO in chlorophyll b

Pigment molecules

Light

P680

e–

Primary acceptor

2

1

e–

e–

2 H+

O2

+

3

H2O

1/2

4

Pq

Pc

Cytochrome complex

5

ATP

Photosystem I (PS I)

Light

Primary acceptor

e–

P700

6

Fd

NADP+ reductase

NADP+

+ H+

NADPH

8

7

e– e–

6

Fig. 10-13-5

Photosystem II (PS II)

Fig. 10-14

Mill

makes

ATP

e–

NADPH

e– e–

e–

e–

e– ATP

Photosystem II Photosystem I

e–

Fig. 10-12

THYLAKOID SPACE (INTERIOR OF THYLAKOID)

STROMA

e–

Pigment molecules

Photon

Transfer of energy

Special pair of chlorophyll a molecules

Th

yla

ko

id m

em

bra

ne

Photosystem

Primary electron acceptor

Reaction-center complex

Light-harvesting

complexes

CO2

NADP+ reductase

Photosystem II

H2O

O2

ATP

Pc

Cytochrome complex

Primary acceptor

Primary acceptor

Photosystem I

NADP+

+ H+

Fd

NADPH O2

H2O Pq

Fig. 10-17

Light

Fd

Cytochrome

complex

ADP

+

i H+

ATP P

ATP synthase

To Calvin Cycle

STROMA (low H+ concentration)

Thylakoid membrane

THYLAKOID SPACE (high H+ concentration)

STROMA (low H+ concentration)

Photosystem II Photosystem I

4 H+

4 H+

Pq

Pc

Light NADP+

reductase

NADP+ + H+

NADPH

+2 H+

H2O O2

e– e–

1/2 1

2

3

Ribulose bisphosphate (RuBP)

3-Phosphoglycerate

Short-lived intermediate

Phase 1: Carbon fixation

(Entering one at a time)

Rubisco

Input

CO2

P

3 6

3

3

P

P P P

Ribulose bisphosphate (RuBP)

3-Phosphoglycerate

Short-lived intermediate

Phase 1: Carbon fixation

(Entering one at a time)

Rubisco

Input

CO2

P

3 6

3

3

P

P P P

ATP 6

6 ADP

P P 6

1,3-Bisphosphoglycerate

6

P

P 6

6

6 NADP+

NADPH

i

Phase 2: Reduction

Glyceraldehyde-3-phosphate (G3P)

1 P

Output G3P (a sugar)

Glucose and other organic compounds

Calvin Cycle

Ribulose bisphosphate (RuBP)

3-Phosphoglycerate

Short-lived intermediate

Phase 1: Carbon fixation

(Entering one at a time)

Rubisco

Input

CO2

P

3 6

3

3

P

P P P

ATP 6

6 ADP

P P 6

1,3-Bisphosphoglycerate

6

P

P 6

6

6 NADP+

NADPH

i

Phase 2: Reduction

Glyceraldehyde-3-phosphate (G3P)

1 P

Output G3P (a sugar)

Glucose and other organic compounds

Calvin Cycle

3

3 ADP

ATP

5 P

Phase 3: Regeneration of the CO2 acceptor (RuBP)

G3P

Regeneration of

CO2 acceptor

1 G3P (3C)

Reduction

Carbon fixation

3 CO2

Calvin Cycle

6 3C

5 3C

3 5C

Light

H2O

Chloroplast

Light Reactions

NADP+

P

ADP

i +

Light

H2O

Chloroplast

Light Reactions

NADP+

P

ADP

i +

ATP

NADPH

O2

Light

H2O

Chloroplast

Light Reactions

NADP+

P

ADP

i +

ATP

NADPH

O2

Calvin Cycle

CO2

Light

H2O

Chloroplast

Light Reactions

NADP+

P

ADP

i +

ATP

NADPH

O2

Calvin Cycle

CO2

[CH2O]

(sugar)

Light Reactions:

Photosystem II Electron transport chain

Photosystem I Electron transport chain

CO2

NADP+

ADP

P i +

RuBP 3-Phosphoglycerate

Calvin Cycle

G3P ATP

NADPH Starch (storage)

Sucrose (export)

Chloroplast

Light

H2O

O2

1.5 µm (e) Purple sulfur

bacteria

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PowerPoint® Lecture Presentations for

Biology

Eighth Edition

Neil Campbell and Jane Reece

Lectures by Chris Romero, updated by Erin Barley with contributions from Joan Sharp

Fotossíntese - Nuno Correia:

b9-fotossntese-110302154954-phpapp02

Referências Bibliográficas