biodiversidade e ambiente imaloucao/aula 4+5ba.pdfpigmentos das bactérias • bacteriocloroﬁla a...

10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006

Biodiversidade e Ambiente I

Capt II - A Origem da Vida


Capítulo II - A origem da Vida• A evolução dos organismos e tipo de atmosfera• O tipo de actividade metabólica dos organismos• O espectro de radiação e a captação de luz.• Os pigmentos fotossintéticos e suas diferenças• Fotossintese oxigénica e anoxigénica• As suas implicações ecológicas• Os mecanismos de concentração de CO2


Evolução daatmosfera


Classificação dos organismosem termos de energia

Quimiotróficos Fototróficos

Quimiolitotróficos Quimioorganotróficos


Fluxo de Energia


Leis da termodinâmica

• 1ª Lei - Energia não se perde apenas setransforma

• 2ª Lei - Em todas as trocas e conversões deenergia, se nenhuma energia entra ou sai dosistema a energia potencial do estado inicialé sempre maior à do estado final


Reacções de Oxi-redução


Energia de activação


O Espectro da radiação


Espectro daradiação


A moléculada clorofila

Clorofila a

Bacterioclorofila a


Clorofila a, b e bacterioclorofila


A luz é absorvida pelas moléculasde clorofila

P680

Centro de reacção

LH

Dador e- Aceitador e-

Tran

sfer

ênci

a de

EnTr

ansf

erên

cia

deEx

cita

ção

Pigmento Pigmento*hv


Localização das moléculas declorofila

1) invaginação da membrana citoplasmática - nas purpura;

2) na própria membrana citoplasmática nas heliobacterias;

3) em ambas as membranas citoplasmática e unidades membranares nãoespecializadas chamadas cromosomas - bacterias verdes


Os Pigmentos e seu espectro deabsorção

Pigmentos acessórios:

• Carotenóides

• Ficobilinas(cianobactérias)


Espectro de absorçãoPigmentos das bactérias

• Bacterioclorofila a - bactérias púrpuras - 830-890• Bacterioclorofila b - bactérias púrpuras - 1020-1040• Bacterioclorofila c - bactérias verdes sulfurosas - 745-755• Bacterioclorofila d - bactérias verdes sulfurosas - 705-740• Bacterioclorofila e - bactérias verdes sulfurosas - 719 - 726• Bacterioclorofila g - heliobactéria - 670, 788


Espectros deabsorção

Cianobactéria

Alga verde

Bactéria vermelha


Cinética da transferência deelectrões nas bactérias.

Um único centro de reacção


Fluxo de electrões

Reverse electron flow(energy consuming)

Externalelectron donors(H2S, S2O3

2 ’ S0 ,Fe2+)

Fluxocíclico deelectrões

Anoxigénicas Oxigénicas


A reacção luminosa dafotossintese


Fotofosforilação

Bactériaspúrpuras


FotofosforilaçãoPlantas


Produção de O2

H2O

2 e -2 H+1/2 O2

Clorofila


Anabaena cylindrica

Chlorophyll-containingmembranes


Capacidade de fixar N2

heterocistos


Pigmentos fotossintéticos

• Clorofila ae• Ficobilinas

– Ficoeritrinas– Ficocianinas

“Algas” verde-azuladas


Pigmentos fotossintéticos

• Clorofila ae• Clorofila b

PROCLORÓFITAS - Cianobactérias

ProchloronProchlorothrix

Acaryochloris - clorofila d


Cianobactérias

Oscillatoria Nostoc Anabaena Synechococcus

heterocisto

acineto


Synechoccus sp. Clamydomonas reinhardtii

CO2

HCO3-

CI-PUMPCI-PUMP

HCO3-

Rubisco

CACA

COCO22

CarboxysomesCarboxysomesPyrenoidsPyrenoids

RubiscoCOCO22

CACA

HCO3-

HCO3

-Ci-PUMPCi-PUMP

Ci-PUMPCi-PUMP

CA

CO2

HCO3

-

Rubisco

CACA

COCO22

Hypothetical CCMs

Rubisco

COCO2i2i HCOHCO33--ii

COCO2a2a HCOHCO33--aa

F1F3

F2

Anidrase carbónica


COCO2 2 concentrating mechanism concentrating mechanism (CCM)(CCM)

RavenRaven, 1997, 1997


14 MJ m-2 d-1

Ambiente

Produção annual

(Pg C ano-1, %

total)

Biomassa (Pg C, % total)

Turnover

(ano-1)

Marinho 54 - 59 (46-50) 1.0 - 2.0 (0.1-0.3) 27 - 59

Terrestre 57 - 58 (50-54) 600 - 1000 (60-99.8) 0.06 - 0.10


Conceitos a reter• Diversidade metabólica• Reacções fotossintéticas• Fotossíntese oxigénica e anoxigénica• Pigmentos clorofilinos, clorofilas e carotenóides• Fotofosforilação. Diferenças entre fotossíntese oxigénica eanoxigénica• Centros de reacção• Mecanismos de concentração de CO2

• Cianobactérias e proclorófitas. Diferenças e relação com as algase plantas superiores.• O papel da fotossíntese na evolução do clima• Produtividade. Conceitos


ReferênciasBrock - Biology of MicrorganismsPlant Physiology - Taiz and ZieglerPlant Biology - Cap 5 e 7Kolber et al. (2000). Bacterial photosynthesis in surface watersof the open ocean. Nature 407: 177-179Kühl et al. (2005). Nature 433: 820http://web.cas.ufl.edu/users/mrosenme/oceanography/lectures/primary_productivity.htmlhttp://oceanography.geol.ucsb.edu/Student_Pages/Paul/biolprod.html

biodiversidade e ambiente imaloucao/aula 4+5ba.pdfpigmentos das bactérias • bacteriocloroﬁla a...

Documents