OBTENÇÃO DE MATÉRIA PELOS ORGANISMOS

AUTOTRÓFICOS

O2

22

SERES

AUTOTRÓFICOS

Usando uma fonte de energia

(luz), água, dióxido de carbono

e sais minerais, conseguem

produzir matéria orgânica.

Contém carbono (C);

Quimicamente é um açúcar

(glícido): GLICOSE

33

Cianobactérias

Algas

Euglena

Panta

REINO MONERA

REINO PROTISTA

REINO DAS

PLANTAS

44

FOTOAUTOTRÓFICOS QUIMIOAUTOTRÓFICOS

55

Processo que converte ENERGIA LUMINOSA em ENERGIA

QUÍMICA!!

Durante o processo de

fotossíntese é produzido ATP.

66

Trata-se de um processo fundamental para o bom funcionamento dos

ecossistemas!!

É com a fotossíntese, e nos produtores, que se inicia o processo de

transferência de energia ao longo dos níveis tróficos!!

77

Durante o processo da fotossíntese é produzido e

libertado oxigénio (O2).

88

Para que o processo ocorra

é necessária a presença de

CLOROFILA!!

Os pigmentos fotossintéticos

funcionam como pequenas

antenas – conseguem captar de

forma eficaz a radiação solar.

Pigmento fotossintético

produzido pelas próprias

células!!(para tal necessitam de Mg e N2)

99

PIGMENTOS

FOTOSSINTÉTICOS

1010

Capturada pelos

pigmentos

fotossintéticos

Libertado para a

atmosfera através de

poros existentes nas

folhas (estomas)

Retirado da atmosfera

e absorvido pelo ser

vivo

Absorvida do solo

através das raízes

Distribuída a todas as

células das plantas através

do sistema vascular

1111

ESTOMAS

1212

1313

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1515

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1818

Moléculas marcadas

radioativamente

*

*

*

1919

Principalmente nas células das folhas,

mais concretamente nos cloroplastos.

Cloroplasto – organelo celular

delimitado por uma dupla

membrana. Internamente possui

sáculos empilhados, os

tilacóides, em cuja membrana

se localizam os pigmentos

fotossintéticos. Um conjunto de

tilacóides empilhados designa-

se granum. O espaço no interior

do cloroplasto está preenchido

por fluidos e designa-se de

estroma.

2020

2121

As cianobactérias ocupam

também, o posto de

produtoras de matéria

orgânica nos ecossistemas.

Realizam a fotossíntese

apesar de não apresentarem

cloroplastos. A estrutura que

garante a realização da

fotossíntese é muito primitiva

– lamelas ou membranas

fotossintéticas.

2222

A luz propaga-se através

de pequenas partículas

que apresentam um

movimento ondulatório e

que carregam alguma

energia.

Os pigmentos

fotossintéticos têm a

capacidade de absorver luz

/ radiação solar.

A radiação solar pode ser

decomposta …

2323

A luz visível encontra-se entre os

comprimentos de onda dos 380 nm

aos 750 nm.

A radiação / luz emitida pelo sol

apresenta vários comprimentos

de onda, no entanto só uma

pequena parte consegue ser

percecionada pelo Homem (luz

visível).

2424

Ao incidir sobre o pigmento

(fotossintético), há radiação

solar que é absorvida e outra

que é refletida.

Por exemplo a clorofila a

absorve radiação no espetro

do azul e do vermelho,

refletindo o verde.

2525

2626

2727

2828

2929

ESPETRO DE AÇÃO DA

FOTOSSÍNTESE

ESPETRO DE ABSORÇÃO

DA FOTOSSÍNTESE

Facilmente se verifica que a

fotossíntese atinge uma maior

eficácia a comprimentos de onda

onde as clorofilas* têm também

maior capacidade de absorção.

* São os pigmentos mais importantes no processo fotossintético!!

3030

Os diferentes pigmentos fotossintéticos, como têm estruturas diferentes,

complementam-se na captação de radiação de diferentes comprimentos

de onda.

Nas plantas superiores, as clorofilas a e b são os pigmentos mais

eficazes.

As radiações mais eficazes para a fotossíntese são as absorvidas pelos

pigmentos nas faixas vermelho-alaranjadas e azul-violetas.

3131

Quando uma molécula

absorve luz (fotões) diz-se

que fica excitada.

Em consequência, os seus

eletrões passam para uma

orbital mais energética (afastam-se do núcleo, ficam

menos atraídos para ele e

podem até sair daquele átomo

e passar para outros –

acetores de electrões)!!

Se tal não acontecer e os eletrões voltarem ao

seu estado /valência normal , liberta-se calor ou,

em alternativa, radiação luminosa (fluorecência)… (molécula acetora de eletrões)

3232

3333

3434

Quando uma molécula

perde eletrões diz-se que

ficou oxidada; quando

recebe eletrões diz-se

que ficou reduzida!!

REDUÇÃO

OXIDAÇÃO

Receção de eletrões

Cedência de eletrões

3535

Recebeu e- Perdeu e-

FORMA

REDUZIDA

FORMA

OXIDADA

3636

• FASE DEPENDENTE DA LUZ /

FOTOQUÍMICA(ocorre na membrana do tilacóide)

• FASE INDEPENDENTE DA LUZ /

QUÍMICA(ocorre no estroma dos tilacóides)

3737

3838

Nos cloroplastos (membrana

dos tilacóides) existem

pigmentos (dão cor à planta e

conseguem ABSORVER LUZ /

FOTÕES) – funcionam como

antenas.

Estes pigmentos

encontram-se organizados

em dois fotossistemas:

• FOTOSSISTEMA I

• FOTOSSISTEMA II

Absorvem diferentes tipos de luz (com

diferentes comprimentos de onda).

Ambos têm no centro clorofila a.

3939

Quando os fotões incidem nos fotossistemas,

são aborvidos pelas clorofilas e transferidos

para a clorofila a que se encontra no centro

de reação dos fotossistemas. A clorofila

fica excitada e perde eletrões para uma

molécula acetora de eletrões.

4040

Na membrana dos tilacóides, o fotossistema II (P 680) absorve fotões. A clorofila a

que está no centro do fotossistema fica excitada e vai ceder dois eletrões fica por

isso oxidada (P 680). Mas estes eletrões irão ser transferidos para uma cadeia de

eletrões, os quais vão ficando sucessivamente oxidados e reduzidos. Durante este

transporte de eletrões liberta-se energia que vai servir para fosforilar o ADP em

ATP!!!

Mas, entretanto como também

ocorreu fotólise da água, os dois

eletrões originados por este

processo irão reduzir o

fotossistema II (P 680) que estava a

precisar de eletrões para voltar ao

estado normal e poder novamente

absorver fotões para que todo o

processo de conversão da energia

luminosa em química continue …

…

4141

Ao mesmo tempo, e no fotossistema I (P700) ocorre também a absorção de

fotões. A clorofila a que está no centro do fotossistema fica excitada e vai ceder

dois eletrões. Fica por isso oxidada (P700). Os eletrões irão ser transferidos para

uma cadeia transportadora de eletrões mais curta. Quem os vai receber é a

molécula de NADP+. Esta molécula irá receber estes dois eletrões, bem como um

protão H+ proveniente da fotólise da água. Vai transformar-se em NADPH!!!

Para voltar ao estado inicial, o fotossistema I

(P700) vai receber os eletrões libertados durante

o processo que ocorreu no fotossistema II e volta

a ficar reduzido, podendo absorver mais fotões.

4242

Este tipo de

fosforilação

designa-se por

acíclica. Os

eletrões

perdidos pelo

fotossistema II já

não regressam a

ele – servirão

para reduzir a

clorofila a do

fotossistema I.

FOTOFOSFORILAÇÃO ACÍCLICA

4343

4444

4545

NADP+

+ H+

FOTOFOSFORILAÇÃO ACÍCLICA

4646

LOCALIZAÇÃO da FOTOFOSFORILAÇÃO ACÍCLICA

FOTOSSISTEMA II

FOTOSSISTEMA I

Estroma do cloroplasto

Lúmen do tilacóide

4747

4848

FOTOFOSFORILAÇÃO CÍCLICA

Só intervém o fotossistema I.

Apenas se produz ATP e não NADPH.

Não entra em jogo a fotólise da

água, logo não é libertado oxigénio.

O fotossistema I capta fotões, a clorofila a fica

excitada e perde eletrões (fica oxidada),

Esses eletrões são encaminhados para uma

cadeia transportadora onde ocorrem

sucessivas reações de oxidação-redução.

Durante estas reações o ADP é fosforilado em

ATP. No entanto, o destino final dos eletrões é

retornar à clorofila a do fotossistema I,

reduzindoa-a. Este processo é cíclico, os

eletrões voltam novamente ao fotossistema I!

http://highered.mcgraw-hill.com/sites/dl/free/0072437316/12

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4949

1.1. Preenche os 3 rectângulos da

figura com os termos adequados.

1.2. Completa a afirmação

seguinte, com os termos: água;

electrões; hidrogénio; oxigénio.

Os __________ perdidos pela

clorofila são repostos pela molécula

de __________, que é desdobrada

por acção da luz, o que permite a

separação dos átomos de

__________, de onde provêm os

__________ para neutralizar a

clorofila, e de __________, que é

libertado pela planta para o meio

ambiente.

5050

5151

Tudo isto ocorre através de um

conjunto de reações (ciclo de Calvin),

as quais são controladas por enzimas.

• Fixação do dióxido de

carbono

• Obtenção de glicose / compostos orgânicos,

com gasto de ATP’s e de

NADPH’s

• Regeneração da ribulose

difosfato (para que novo ciclo

possa ter lugar).

5252

1 – Qual a molécula que

se combina com o CO2 e

o incorpora?

2 – Qual é o papel do

ATP e do NADPH neste

ciclo?

3 – Quantas moléculas

de CO2, ATP e NADPH

são necessárias para a

síntese de cada

molécula de glicose?

4 – Quantas moléculas

de PGAL são

necessárias para:

-Sintetizar glicose;

- regenerar a RUDP.

5 - Que substâncias se poderia fornecer a uma planta

para que sobrevivesse na obscuridade durante algum

tempo?

5353

1 – Qual a molécula que se combina com o CO2 e o incorpora?

R: É a RUDP (ribulose difosfato).

2 – Qual é o papel do ATP e do NADPH neste ciclo?

R: O ATP fornece energia eo NADPH fornece hidrogeniões (H+).

3 – Quantas moléculas de CO2, ATP e NADPH são necessárias para a

síntese de cada molécula de glicose?

R: 6CO2, 18 ATP, 12 NADPH.

4 – Quantas moléculas de PGAL são necessárias para:

-Sintetizar glicose; R: 2 PGAL.

- regenerar a RUDP. R: 10 PGAL.

5 - Que substâncias se poderia fornecer a uma planta para que

sobrevivesse na obscuridade durante algum tempo?

R: A planta poderia sobreviver na obscuridade, pois continuaria a produzir

glicose, desde que lhe fossem fornecidas as substâncias produzidas na fase

fotoquímica: ATP e NADPH.Em alternativa também sobreviveria porque

continuaria a produzir glicose se lhe for fornecido diretamente o PGAL.

5454

5555

O ciclo de

Calvin

regenera o

NADP+ e o

ADP

necessários

às reações

fotoquímicas.

ALTERAÇÕES QUE OCORRAM EM QUALQUER UMA DAS FASES IRÃO

INFLUENCIAR A OUTRA!!

Muitas vezes a glicose produzida fica armazenada sob a forma de amido (longos

polímeros de glicose); podem também formar-se outros compostos orgânicos.

5656

A LUZ PERMITE A FORMAÇÃO DE

ATP E DE NADPH, ELEMENTOS

ESSENCIAIS PARA A FASE

QUÍMICA E CONSEQUENTE:

OBTENÇÃO DE GLICOSE!!!

A fase química não se realiza na

ausência da luz, mas depende

indiretamente da mesma, devido à

necessidade de ATP e NADPH

produzidos durante a fase fotoquímica.

5757

5858

A quimiossíntese é um processo de síntese de compostos orgânicos

que utiliza, tal como a fotossíntese, o dióxido de carbono como fonte de

carbono, mas, em vez da energia solar, usa a energia proveniente da

oxidação de substâncias inorgânicas, como a amónia, os nitritos, o

enxofre e o ferro.

Enquanto na fotossíntese é

utilizada energia solar e os

protões e eletrões provem

da água, na

quimiossíntese, os protões e

os eletrões têm origem nos

compostos minerais que são

oxidados.

5959

Na quimiossíntese, tal como na fotossíntese, é possível distinguir duas fases:

• Produção de moléculas de ATP e

NADPH – a apartir da oxidação de

compostos minerais (amoníaco, sulfureto de

hidrogénio, carbonatos e sulfatos de ferro)

obtêm-se protões (H+) e eletrões (e-) que

vão ser transportados ao longo de uma

cadeia, ocorrendo a fosforilação de ADP em

ATP e a redução do NADP+ em NADPH.

• Redução do CO2. Esta fase corresponde

à fase química da fotossíntese, ocorrendo,

também aqui, um ciclo idêntico ao de

Calvin, onde intervêm as moléculas de ATP

e de NADPH produzidos na fase anterior.

Neste ciclo verifica-se a fixação de CO2, que

é reduzido, permitindo a formação de

moléculas orgânicas.

6060

É um processo alternativo –

bactérias que vivem nas

profundezas oceânicas, como não

conseguem absorver luz,

desenvolveram esta outra forma de

obterem produtos orgânicos.

Algumas bactérias que intervêm no ciclo do azoto também usam este

processo (oxidam os átomos deste elemento, libertando óxidos de

azoto).

Durante a quimiossíntese é usado dióxido de carbono (CO2) e são

produzidos compostos orgânicos tal como na fotossíntese, no

entanto não se liberta oxigénio (O2).

6161

6262

/NADPH.

… FIM!!