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tese
Obtenção de matéria pelos seres Obtenção de matéria pelos seres
autotróficosautotróficos
Fotossíntese
A fotossíntese é o processo através do qual seres autotróficos (que produzem seu
próprio alimento), transformam energia luminosa em energia química.
Para se realizar é necessário:
- Dióxido de carbono (CO2)
- Água (H2O)
- Minerais
- Luz
Fornecido pelo meio ambiente
-Órgãos Fotossintéticos (ex: folha);
-Cloroplastos;
-Pigmentos fotossintéticos (clorofilas, carotenóides, ficobilinas)
-Fotossistemas P700 e P680(local onde se
organizam os pigmentos fotossintéticos)
Fornecido pelo ser autotrófico
Fotossíntese
Cloroplasto - Organelo presente nas plantas e outros seres vivos fotossínteticos, como
algas e protistas
Os cloroplastos
apresentam,
pigmentos como a
clorofila,
responsáveis pela
sua cor verde.
No seu interior
apresenta um líquido
que preenche o
cloroplasto, o estroma.
O sistema
de membranas onde
se encontra
a clorofila encontra-se
organizado
emtilacóides,
agrupados em grana.
Fotossíntese
De uma forma geral o processo fotossintético pode ser traduzido da seguinte forma:
H2O CO2+ C6H12O6 + O2 H2O+Luz
Clorofilas12 6 66
A Fotossíntese compreende duas fases sucessivas:
1 - Fase Fotoquímica (as reacções dependem da luz);
2 - Fase Quimica (não depende directamente da luz) ou Ciclo de Calvin
Estas reacções ocorrem nos tilacóides, onde a energia luminosa vai ser captada
pelos pigmentos fotossintéticos e transformada em energia quimica, que vai ser
utilizada na fase seguinte.
Estas reacções ocorrem no estroma do cloroplasto, onde se vai utilizar a energia
química contida no ATP e NADPH, sintetizados na fase anterior, para o CO2 ser
incorporado para a formação de compostos orgânicos.
Fotossíntese
1 - Fase Fotoquímica (as reacções dependem da luz);
Cloroplasto
Tilacóides
Luz
H2O
Nesta fase verifica-se:
-Conversão de energia luminosa em energia química;
-Fotólise da água;
-Redução do NADP+ a NADPH;
-Fosforilação do ADP, formando-se ATP
H2O 2 H+ + 2e- + ½ O2
- Fotólise da água
Na presença de luz a água desdobra-se em oxigénio, que é libertado, em
hidrogénio, que é utilizado na redução do NADP+ em NADPH, e em 2 electrões
que são aceites pelo Fotossistema II (P680).
Fotossíntese
- Redução do NADP+
NADP – é uma molécula aceptora e transportadora de protões (H+) e electrões.
Os protões (H+) provenientes da fotólise da água, juntamente com electrões
provenientes do fluxo electrónico da cadeia de transportadores, vão reduzir
uma molécula de NADP+ em NADPH.
NADP+ + 2e- + 2H+ NADPH + H+
- Fotofosforilação
O fluxo de electrões dá-se através de cadeias transportadoras de electrões, ao
longo dos quais o nível energético desses electrões vai baixando.
A energia transferida, ao longo da cadeia de transportadores, é usada
para formar ATP a partir da fosforilação de uma molécula de ADP.
ADP + P + energia ATP + H2O
Fotossíntese
Fase fotoquímica
Fotão
P680
H2O 2e- + ½ O2 + 2H+
Fotossistema II
e-
e-Aceptor de
electrões
Nív
el d
e e
ne
rgia
Cadeia transportadora
de electrões
ADP + Pi ATP P700
e-
e-
Fotão
Aceptor de
electrões
NADP+ + 2e- + 2 H+ NADPH + H+
Cadeia transportadora
de electrões
e-
Liberta Oxigénio
Fotossistema I
- Todas as reacções fotoquímicas ocorrem na membrana dos tilacoides.
Fotossíntese
Cadeia transportadora de electrões
Fotossíntese
Sintetizando…
- A energia luminosa é absorvida pela clorofila a, excitando-a.
- Simultaneamente dá-se a fotólise da água, que é um dador primário de electrões;- A clorofila excitada liberta os electrões que vão ser captados por um aceptor de electrões
(Ferredoxina).- Estes electrões são transferidos ao longo de uma cadeia transportadora de electrões, onde
vai-se disponibilizar energia para a síntese de ATP (Fosforilação);
- Os protões provenientes da fotólise da água, juntamente com os electrões provenientes
da cadeia transportadora de electrões, vão reduzir a molécula de NADP+.
A síntese de ATP e de NADPH depende do fluxo de electrões, iniciada no centro de reacção
dos fotossistemas. Este fluxo pode ocorrer de 2 modos:
- Fosforilação acíclica – está relacionada basicamente com a fotólise da água, os
electrões libertados durante a fotólise da água são capturados pelo fotossistema e não
retornam à água. Tais electrões passam por um sistema de transporte até chegar ao NADP e,
juntamente com os protões provenientes da fotólise da água, são utilizados na síntese de
NADPH.
- Fosforilação cíclica – a luz absorvida pelo fotossistema, eleva o nível energético dos
electrões que são capturados pelos aceptores de electrões, transferidos ao longo da cadeia
transportadora de electrões, libertando energia que é utilizada na síntese de ATP, regressando
depois os electrões ao fotossitema I.
Fotossíntese
2 - Fase Química – Ciclo de Calvin (não depende directamente da luz);
Cloroplasto
Tilacóides
Nesta fase verifica-se:
-A incorporação do CO2;
-A utilização da energia quimica contida no ATP e
NADPH para formar compostos orgânicos.
Estroma
Esta etapa realiza-se independentemente da luz, a energia utilizada
resulta da decomposição do ATP
formado na etapa fotoquímica, todas as reacções ocorrem no
estroma do cloroplasto.
Fotossíntese
Ciclo de Calvin1- Uma molécula de CO2 combina-se com uma
pentose (composto com 5 C) – Ribulose difosfato (RuDP) – originando um composto instável com 6C.
2- Este composto desdobra-se logo em duas moléculas de ácido fosfoglicérico (PGA), cada uma com 3 C.
3- A molécula de PGA é fosforilada pelo ATP e reduzida pelo NADPH (vindas da fase fotoquímica), originando o Aldeído fosfoglicérico (PGAL).
4- O PGAL segue dois caminhos:
-Um vai intervir na regeneração da RuDP
-Outro vai ser usado para diversas sínteses a ocorrer no estroma, entre elas a síntese de Glicose.
5- Por cada 12 moléculas de PGAL formadas, 2 moléculas são utilizdas para a formação de glicose e 10 moléculas para a regeneração da RuDP.
Para a formação de uma molécula de Glicose é necessário que ocorram 6
ciclos destes.
Quimiossíntese
QUIMIOSSÍNTESE – Um processo autotrófico
Certas bactérias conseguem sintetizar matéria orgânica a partir de CO2 e H2O
sem utilizar energia luminosa.
Utilizam energia química proveniente da oxidação de materiais inorgânicos
Exemplos de bactérias quimioautotróficas:
- Sulfobactérias (bactérias sulfurosas, presentes nas fontes termais)
- Ferrobactérias (bactérias ferrosas)
- Bactérias nitrificantes (presentes no solo, importantes na reciclagem de produtos azotados)
A grandes profundidades marinhas, também encontramos bactérias
quimioautotróficas, das quais dependem muitos outros animais.
Quimiossíntese
QUIMIOSSÍNTESE – Um processo autotrófico
Quimiossíntese
Na quimiossíntese distingue-se duas fases:
1ª Fase
- Oxidação de substratos minerais (NH3, CO2 e H2S)
O substrato mineral é oxidado e desta oxidação resulta um fluxo de electrões e de protões, que serão utilizados para a produção de ATP e redução do NADP+.
2ª Fase
Esta fase é igual á fase química da fotossíntese – dá-se a redução do dióxido de carbono, o que conduz à síntese de substâncias orgânicas, a partir de moléculas de NADPH e da energia contida no ATP produzidas na 1ª fase..