A energia é armazenada nas ligações químicas que se estabelecem entre os átomos qua constituem as moléculas.

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Augusto da Fonseca Osório
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5 Reação Endoenergética Reação Exoenergética

7 Conseguem sustentar-se sem comer nada com origem noutros organismos. São os produtores da biosfera, produzindo moléculas orgânicas de CO 2 e outros moléculas inorgânicas. Quase todas as plantas são fotoautótroficas, usando a energia do sol para formar moléculas orgânicas a partir de H 2 O e CO 2.

8 (a) Plantas (b) Alga Multicellular (c) Protista unicelular 10 µm (d) Cyanobacteria 40 µm

9 Estes organismos alimentam-se não só a si, mas também servem de alimento à maior parte do mundo vivo. BioFlix: Photosynthesis

10 Obtêm o material orgânico a partir de outros organismos. São os consumidores da biosfera. Quase todos os seres heterotróficos, incluindo seres humanos, dependem dos seres fotoautotróficos para obter os alimentos e o O2

11 A Fotossíntese pode ser resumida na seguinte equação:

12 As folhas são os locais principais da fotossíntese

13 Sua cor verde deve-se à grande quantidade de clorofila, um dos pigmentos dentro de cloroplastos. A energia da luz absorvida pela clorofila e dirige a síntese de moléculas orgânicas no cloroplasto. CO 2 O 2 Os cloroplastos são estruturalmente similares e provavelmente evoluíram a partir de bactérias fotossintéticas.

(sacos conectados no cloroplasto); tilacóides podem ser empilhadas em

14 A organização estrutural destas células permite que ocorram as reacções químicas da fotossíntese A clorofila está nas membranas dos tilacóides (sacos conectados no cloroplasto); tilacóides podem ser empilhadas em colunas denominadas grana. Cloroplastos contêm também estroma, um fluido denso.

15 No ponto nº 5, compara os resultados obtidos com a informação da seguinte tabela:

16 Cloroplastos são fábricas movidas a energia solar. Seus tilacóides transformam a energia luminosa em energia química do ATP e NADPH

17 A luz é uma forma de energia eletromagnética, também chamada de radiação eletromagnética. Como outras formas de energia eletromagnéticas, a luz viaja em ondas rítmicas. Comprimento de onda é a distância entre cristas de ondas. Comprimento de onda determina o tipo de energia eletromagnética.

18 10 5 nm 10 3 nm 1 nm 10 3 nm 10 6 nm 1 m (10 9 nm) 10 3 m Gamma rays X-rays UV Infraverm Micro- ondas Radio waves Luz visível nm Curto C.O. Muita Energia Grande C. O. Pouca Energia

19 O espectro eletromagnético é toda a gama de energia eletromagnética, ou radiação. A luz visível é composto de comprimentos de onda (incluindo aqueles que unidade fotossíntese) que produzem cores que podemos ver. A luz também se comporta como se fosse constituída por partículas discretas, chamadas de fotões.

Comprimentos de onda que não são absorvidos são reflectidos ou

20 Os pigmentos são substâncias que absorvem a luz visível. Pigmentos diferentes absorvem diferentes comprimentos de onda. Comprimentos de onda que não são absorvidos são reflectidos ou transmitidos. Folhas têm a cor verde porque a clorofila reflete e transmite luz verde. Animation: Light and Pigments

21 Light Reflected light Chloroplast Absorbed light Granum Transmitted light

22 TECNICA White light Refracting prism Slit moves to pass light of selected wavelength Chlorophyll Photoelectric solution tube Galvanometer 2 3 Green light 1 Blue light 4 The high transmittance (low absorption) 2 3 reading indicates that chlorophyll absorbs very little green light. The low transmittance (high absorption) reading indicates that chlorophyll absorbs most blue light. Um espectrofotómetro mede a capacidade de um pigmento de absorção de comprimentos de onda diferentes. Esta máquina envia luz através de pigmentos e mede a fracção de luz transmitida a cada comprimento de onda

23 Um espectro de absorção é um gráfico que representa a absorção de luz de um pigmento versus o comprimento de onda. O espectro de absorção de clorofila sugere que o melhor trabalho azul-violeta e vermelho luz para a fotossíntese. Dos perfis espectro de ação, a eficácia relativa de diferentes comprimentos de onda de radiação, depende a condução do processo de fotossíntese.

24 O espectro de ação da fotossíntese foi demonstrado pela primeira vez em 1883 por Theodor W. Engelmann. Na sua experiência, ele expôs diferentes segmentos de uma alga filamentosa de diferentes comprimentos de onda. Áreas que recebem comprimentos de onda favoráveis à fotossíntese, produziam O2 em maior quantidade. Foi utilizado o crescimento de bactérias aeróbicas agrupadas ao longo da alga como uma medida da produção de O2

RESULTADOS Chlorophyll a Chlorophyll b Carotenoids (a) Absorption spectra 400 500 600 700 Wavelength of

25 RESULTADOS Chlorophyll a Chlorophyll b Carotenoids (a) Absorption spectra Wavelength of light (nm) (b) Action spectrum Aerobic bacteria Filament of alga (c) Engelmann s experiment

26 Clorofila a é o pigmento fotossintético principal. Pigmentos acessórios, como clorofila b, ampliar o espectro utilizado para a fotossíntese. Pigmentos carotenóides é acessório e tem a função de absorver a luz excessiva que prejudicaria clorofila.

27 Fig CH 3 in chlorophyll a CHO in chlorophyll b Porphyrin ring: light-absorbing head of molecule; note magnesium atom at center Hydrocarbon tail: interacts with hydrophobic regions of proteins inside thylakoid membranes of chloroplasts; H atoms not shown

Fig. 10-13-5 2 H + H 2 O + 3 1 / 2 O 2 e e Primary acceptor e 2 P680 Pq 4 Cytochrome complex 5 Pc Primary acceptor e P700 Fd

34 Fig H + H 2 O / 2 O 2 e e Primary acceptor e 2 P680 Pq 4 Cytochrome complex 5 Pc Primary acceptor e P700 Fd e e 7 Light 8 NADP + reductase NADP + + H + NADPH 1 Light 6 ATP Photosystem II (PS II) Pigment molecules Photosystem I (PS I)

35 Fig ATP e e e e e e NADPH Mill makes ATP e Photosystem II Photosystem I

36 Thylakoid membrane Fig Photon Light-harvesting complexes Photosystem Reaction-center complex STROMA Primary electron acceptor e Transfer of energy Special pair of chlorophyll a molecules Pigment molecules THYLAKOID SPACE (INTERIOR OF THYLAKOID)

37 H 2 O CO 2 Primary acceptor Primary acceptor Fd O 2 H 2 O Pq Cytochrome complex NADP + reductase NADP + + H + NADPH Pc Photosystem II ATP Photosystem I O 2

Fig. 10-17 STROMA (low H + concentration) Light Photosystem II 4 H + Cytochrome complex Light Photosystem I Fd NADP + reductase 3 NADP + + H + Pq NADPH H 2 O

41 Fig STROMA (low H + concentration) Light Photosystem II 4 H + Cytochrome complex Light Photosystem I Fd NADP + reductase 3 NADP + + H + Pq NADPH H 2 O THYLAKOID SPACE (high H + concentration) e e 1 1 / 2 O 2 +2 H H + Pc To Calvin Cycle STROMA (low H + concentration) Thylakoid membrane ATP synthase ADP + P i H + ATP

42 Input 3 (Entering one at a time) CO 2 Phase 1: Carbon fixation Rubisco 3 P Short-lived intermediate 3 P P 6 P Ribulose bisphosphate 3-Phosphoglycerate (RuBP) P

43 Input 3 (Entering one at a time) CO 2 Phase 1: Carbon fixation Rubisco 3 P Short-lived intermediate 3 P P 6 P Ribulose bisphosphate 3-Phosphoglycerate (RuBP) P 6 6 ADP ATP Calvin Cycle 6 P P 1,3-Bisphosphoglycerate 6 NADPH 6 NADP + 6 P i 6 P Glyceraldehyde-3-phosphate (G3P) Phase 2: Reduction Output 1 P G3P (a sugar) Glucose and other organic compounds

44 Input 3 (Entering one at a time) CO 2 Phase 1: Carbon fixation Rubisco 3 P Short-lived intermediate 3 P P 6 P Ribulose bisphosphate 3-Phosphoglycerate (RuBP) P 6 6 ADP ATP 3 ATP 3 ADP Calvin Cycle 6 P P 1,3-Bisphosphoglycerate Phase 3: Regeneration of the CO 2 acceptor (RuBP) 5 P G3P 6 P Glyceraldehyde-3-phosphate (G3P) 6 NADPH 6 NADP + 6 P i Phase 2: Reduction Output 1 P G3P (a sugar) Glucose and other organic compounds

45 3 CO 2 Carbon fixation 3 5C 6 3C Regeneration of CO 2 acceptor 5 3C Calvin Cycle Reduction 1 G3P (3C)

46 H 2 O Light NADP + Light Reactions ADP + P i Chloroplast

47 H 2 O Light NADP + Light Reactions ADP + P i ATP NADPH Chloroplast O 2

48 H 2 O CO 2 Light Light Reactions NADP + ADP + P ATP i Calvin Cycle NADPH Chloroplast O 2

49 H 2 O CO 2 Light Light Reactions NADP + ADP + P ATP i Calvin Cycle NADPH Chloroplast O 2 [CH 2 O] (sugar)

50 H 2 O CO 2 Light NADP + ADP + P i Light Reactions: Photosystem II Electron transport chain Photosystem I Electron transport chain ATP NADPH RuBP 3-Phosphoglycerate Calvin Cycle G3P Starch (storage) Chloroplast O 2 Sucrose (export)

52 (e) Purple sulfur bacteria 1.5 µm

Referências Bibliográficas Fotossíntese - Nuno Correia: b9-fotossntese-110302154954-phpapp02 PowerPoint Lecture Presentations for Biology Eighth Edition Neil Campbell and

57 Referências Bibliográficas Fotossíntese - Nuno Correia: b9-fotossntese phpapp02 PowerPoint Lecture Presentations for Biology Eighth Edition Neil Campbell and Jane Reece Lectures by Chris Romero, updated by Erin Barley with contributions from Joan Sharp Copyright 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings

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