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ssín

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..