Em 1771 Joseph Priestley realizou uma experiência, demonstrando que os vegetais “restauram” o ar viciado pela combustão de uma vela, de tal forma que esse ar, depois de restaurado, é capaz de sustentar novamente a combustão ou ainda permitir a respiração de uma animal.
Essa descoberta foi apenas a ponta do iceberg.
Jan Ingenhousz
A fotossíntese é um processo biológico realizado pelas plantas e outros organismos, como as algas, em que ocorre a transformação da energia luminosa em energia química, com o objetivo de suprir as necessidades metabólicas necessárias para o crescimento e reprodução destes seres vivos.
A fotossíntese pode ser representada pela seguinte equação:
6H2O + 6CO2 > 6O2 + C6H12O6
clorofila
A água e o CO2 são pouco energéticos, enquanto que os carboidratos formados são altamente energéticos.
Portanto a fotossíntese transforma energia da radiação solar em energia química e para que esse fenômeno ocorra é fundamental a participação da clorofila.
Pigmentos fotossintetizantes
Um pigmento é qualquer substância que absorve luz visível.
Os pigmentos que participam da fotossíntese incluem as clorofilas, os carotenóides e as ficobilinas.
Os principais tipos de clorofila são:
Clorofila a: ocorre nas cianobacterias e em todos os eucariontes fotossintetizantes
Clorofila b:ocorre em todas as plantas e nas algas verdes
Clorofila c:ocorre nas algas pardas e nas diatomáceas
Os carotenóides são pigmentos de coloração vermelha, laranja e amarela, são encontrados em todos os cloroplastos e nas cianobactérias.
Estes são pigmentos acessórios e, a energia absorvida por estes pigmentos devem ser transferidos para a clorofila a
Estes pigmentos acessórios não podem substituir a clorofila a na fotossíntese.
Dois grupos de carotenóides - carotenos e xantofilas
As xantofilas contém oxigênio em sua estruturas moleculares e os carotenos, não
O beta-catoreno encontrado em plantas, é a principal fonte de vitamina A necessária aos seres humanos e outros animais
Nas folhas verdes, a cor dos carotenóides é mascarada devido à maior abundância das clorofilas.
A terceira maior classe de pigmentos acessórios, as ficobilinas, é encontrada em cianobactérias e em cloroplastos das algas vermelhas.
Ficocianina – azul
Ficoeritrina - vermelho
Os pigmentos tem a propriedade de absorver apenas determinados comprimentos de onda, refletindo os demais.
A cor do pigmento é determinada pelo comprimento de onda refletido
A clorofila reflete a luz verde e absorve com maior eficiência os comprimentos de onda das luzes azul e vermelha
A fotossíntese é o processo através do qual ocorre a produção de compostos orgânicos (carboidratos) a partir de compostos inorgânicos, como a água e o dióxido de carbono (CO2), utilizando a energia luminosa em presença de clorofila.
Qual a importância da Fotossíntese
De uma forma direta ou indireta, a fotossíntese supre todas as nossas necessidades alimentares.
A cada ano, as plantas e as algas através da fotossíntese, convertem mais de 100 bilhões de toneladas métricas de CO2 e H2O em celulose e outros produtos.
Manutenção da taxa de O2 e CO२
Cloroplasto
São as organelas mais importantes do grupo dos plastídeos ou plastos sendo, responsáveis pelo fenômeno biológico da fotossíntese, estando presentes exclusivamente no citoplasma de células de planta e de algas.
São classificados como cromoplastos, pois possuem pigmentos coloridos
No grupo dos Plastos, há também os leucoplastos que são incolores, como os amiloplastos, proteínoplastos e oleoplastos.
Existem células com apenas um cloroplasto, contudo, a maioria contém aproximadamente de 50 a 150 Cloroplastos.
AnaliseUma planta confinada por um certo tempo em uma campânula fechada permanecia viva; um rato confinado nessa mesma condição morreria. No entanto se uma planta fosse introduzida neste mesmo ambiente, o rato mantinha-se vivo.
1)Qual o motivo da morte do rato? 2)Que tipo de interação estaria acontecendo com os dois tipos de seres vivos?
3)E agora o que você acha da afirmação de que dormir com planta no quarto faz mal? 4)O experimento de Priestley colabora com a crença de que dormir com planta no quarto faz mal? Justifique.
5) “Na biosfera, a maioria dos organismos depende dos produtores para sua sobrevivência.” Discuta essa frase.
ATP - Trifosfato de adenosina ou adenosina trifosfato, é um nucleotídeo formado por uma molécula de adenina, uma ribose e três fosfatos.
Responsável pelo armazenamento de energia em suas ligações químicas
Esta energia pode ser utilizada em diversos processos biológicos, tais como o transporte ativo de moléculas, síntese e secreção de substâncias, locomoção e divisão celular, entre outros.
Para estocagem a longo prazo, a energia pode ser transferida para carboidratos e lipídios.
ADP = adenosina di-fosfato, ou seja com duas ligações de fosfato.
Adenosina difosfato é composto por uma base adenina e um açúcar do tipo pentose, que é a ribose.
ADP é Adenosina difosfato, com duas ligações de fósforo e menos energia, após uma reação de energia o ATP vira ADP, pois perdeu um fosfato para liberar energia.
NADP - nicotinamida adenina dinucleotído fosfato - aceptor intermediário de hidrogênio
NADPH2 – aceptor final de hidrogênio
Fotossistema – conjunto constituído pelo complexo antena, centro de reações e pelos aceptores de elétrons.
Para os químicos, uma substância que perde elétrons ou que perde hidrogênios fica oxidada; a substância que ganha elétrons ou hidrogênios fica reduzida.
Assim quando as moléculas de água sofrem ionização, devido à presença da luz, quebrando-se em íons H+ e OH- ; os íons H+ são capturados pelo NADP, formando o composto NADPH2 – processo de redução
É a adição de um grupo fosfato (PO4) a uma proteína ou outra molécula
A energia obtida na fotossíntese é utilizada para adicionar o grupo fosfato ao ADP (difosfato de adenosina) e convertê-lo em ATP.
Esta molécula armazena essa energia , que fica à disposição da célula.
Também é chamada de fosforilação fotossintética, ocorre quando a energia usada na fosforilação provém da luz.
ADP + fosfato + luz → ATP
Posteriormente, no estroma, a energia do ATP é utilizada para reduzir o CO2 em glicose.
As moléculas do alimento são decompostas durante uma série de reações e a energia liberada em certos estágios do processo é utilizada para produzir ATP em reações de fosforilação.
Alimento → CO2 + energia
ADP + fosfato(Pi) + energia → ATP (fosforilação oxidativa)+H2O
O ATP produzido é utilizado como reservatório de energia, nas células,e em diversas atividades metabólicas.
Nas plantas ocorrem a fosforilação fotossintética (na fotossíntese) e a oxidativa (na respiração) e nos animais apenas a oxidativa
Etapa fotoquímica, fase luminosa ou fase clara – esta depende diretamente da luz
Etapa química ou fase escuro – etapa em que a luz não é necessária diretamente
É importante lembrar que as reações de ‘escuro’, apesar do nome, ocorrem também durante o dia, pois dependem de substancias produzidas nas reações de claro.
Ocorrem nas partes clorofiladas do cloroplastos - lamela e grana
Absorção de luz pelas clorofilas.
Síntese de ATP.
Fotólise da água.
Redução do NADP à
NADPH2
É processada no estroma do cloroplasto
Absorção e fixação do CO2
Redução do CO2 pelo NADPH2
Gasto de ATP
Síntese de açúcar
Etapa fotoquímica
Processo em que a luz é essencial
Fotofosforilações e fotólise
Fotofosforilação – adição de fosfato em presença de luz
Fotólise – quebra da molécula de água sob a ação da luz (reação de Hill)
Fotossistema
conjunto constituído pelo complexo antena, centro de reações e pelos aceptores de elétrons.
Ocorre a conversão de energia luminosa em energia química (transdução)
A energia da luz aumenta o nível de energia dos elétrons dos pigmentos
Etapa química
Ciclo de Calvin – Benson (Melvin Calvin e Andy Benson)
Ciclo das pentoses
É processada no estroma do cloroplasto
Absorção e fixação do CO2
Redução do CO2 pelo NADPH2
Gasto de ATP
Síntese de açúcar
Fotossíntese
É um processo que retira elétrons pobres em energia da água, energiza esses elétrons usando a luz, usa a energia dos elétrons pra produzir ATP e NAPH, e depois usa o ATP e o NAPH para pegar o CO2 como fonte de carbono para produzir matéria orgânica
Fatores que influenciam na fotossíntese
CO2: quanto menor a taxa na atmosférica, menor a velocidade da fotossíntese. Muito gás carbônico satura a planta.
Temperatura - a velocidade máxima da fotossíntese é com temperatura entre 30ºC e 40ºC. A temperatura baixa, deixa as enzimas pouco ativadas. Muito alta, anula seu efeito.
Luz: as luzes azul e vermelho são mais absorvidas. O verde e amarelo são menos absorvidos. Muita luz, satura a planta.
QUIMIOSSÍNTESE
Utiliza como fonte energética a energia de compostos químicos (síntese de substâncias orgânicas a partir de inorgânicas, que utiliza a energia liberada numa reação química, principalmente as do metabolismo e fixação de nitrogênio).
Não utiliza energia luminosa
Ocorre em alguns grupos de bactérias, como:
Nitrobactérias, sulfobactérias, ferrobactérias
Utiliza gás carbônico e água e produz glicose
Fotossíntese X Quimiossíntese LUZ .
