OBTENÇÃO DE MATÉRIA PELOS ORGANISMOS AUTOTRÓFICOS O 2
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- Giovana Mendes Gomes
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1 OBTENÇÃO DE MATÉRIA PELOS ORGANISMOS AUTOTRÓFICOS O 2
2 2 2 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
3 3 3 Cianobactérias Euglena Algas REINO MONERA REINO PROTISTA REINO DAS PLANTAS Panta
4 4 4 FOTOAUTOTRÓFICOS QUIMIOAUTOTRÓFICOS
5 5 5 Processo que converte ENERGIA LUMINOSA em ENERGIA QUÍMICA!! Durante o processo de fotossíntese é produzido ATP.
6 ATP: ATP Principal transportador de energia Adenina Ribose Três grupos fosfatos ATP - Fonte privilegiada de energia química As ligações entre os grupos fosfato são muito frágeis e rompem-se por hidrólise
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9 9 9 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!!
10 10 10 Durante o processo da fotossíntese é produzido e libertado oxigénio (O 2 ).
11 111 Para que o processo ocorra é necessária a presença de CLOROFILA!! Pigmento fotossintético produzido pelas próprias células!! (para tal necessitam de Mg e N 2 ) Os pigmentos fotossintéticos funcionam como pequenas antenas conseguem captar de forma eficaz a radiação solar.
12 12 12 PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS (cloroplastos)
13 13 13 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
14 14 14 ESTOMAS
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21 21 21 * * * Moléculas marcadas radioativamente
22 222 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 designase granum. O espaço no interior do cloroplasto está preenchido por fluidos e designa-se de estroma.
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24 24 24 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.
25 25 25 A luz propaga-se através de ondas que carregam alguma energia. Os pigmentos fotossintéticos têm a capacidade de absorver luz / radiação solar. A radiação solar pode ser decomposta
26 26 26 A radiação / luz emitida pelo sol apresenta vários comprimentos de onda, no entanto só uma pequena parte consegue ser percecionada pelo Homem (luz visível). A luz visível encontra-se entre os comprimentos de onda dos 380 nm aos 750 nm.
27 27 27 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.
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32 32 32 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!!
33 333 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.
34 34 34 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)
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37 37 37 Quando uma molécula perde eletrões diz-se que ficou oxidada; quando recebe eletrões diz-se que ficou reduzida!! REDUÇÃO Receção de eletrões OXIDAÇÃO Cedência de eletrões
38 38 38 Recebeu e - Perdeu e - FORMA REDUZIDA FORMA OXIDADA
39 39 39 FASE DEPENDENTE DA LUZ / FOTOQUÍMICA (ocorre na membrana do tilacóide) FASE INDEPENDENTE DA LUZ / QUÍMICA (ocorre no estroma dos tilacóides)
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41 41 41 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: Absorvem diferentes tipos de luz (com diferentes comprimentos de onda). Ambos têm no centro clorofila a. FOTOSSISTEMA I FOTOSSISTEMA II
42 42 42 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.
43 43 43 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!!! Com a fotólise da água induzida pela clorofila oxidada, 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
44 444 Ao mesmo tempo, e no fotossistema I (P 700 ) 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 (P 700 ). 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 (P 700 ) vai receber os eletrões libertados durante o processo que ocorreu no fotossistema II e volta a ficar reduzido, podendo absorver mais fotões.
45 45 45 FOTOFOSFORILAÇÃO ACÍCLICA 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.
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48 48 48 FOTOFOSFORILAÇÃO ACÍCLICA NADP + + H +
49 49 49 LOCALIZAÇÃO da FOTOFOSFORILAÇÃO ACÍCLICA FOTOSSISTEMA II Estroma do cloroplasto FOTOSSISTEMA I Lúmen do tilacóide
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51 51 51 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!
52 Preenche os 3 rectângulos da figura com os termos adequados 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.
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54 54 54 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). Tudo isto ocorre através de um conjunto de reações (ciclo de Calvin), as quais são controladas por enzimas.
55 Que substâncias se poderia fornecer a uma planta para que sobrevivesse na obscuridade durante algum tempo? 1 Qual a molécula que se combina com o CO 2 e o incorpora? 2 Qual é o papel do ATP e do NADPH neste ciclo? 3 Quantas moléculas de CO 2, 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.
56 Qual a molécula que se combina com o CO 2 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 CO 2, ATP e NADPH são necessárias para a síntese de cada molécula de glicose? R: 6CO 2, 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.
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58 58 58 O ciclo de Calvin regenera o NADP + e o ADP necessários às reações fotoquímicas. Muitas vezes a glicose produzida fica armazenada sob a forma de amido (longos polímeros de glicose); podem também formar-se outros compostos orgânicos. ALTERAÇÕES QUE OCORRAM EM QUALQUER UMA DAS FASES IRÃO INFLUENCIAR A OUTRA!!
59 59 59 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.
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61 61 61 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.
62 62 62 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 CO 2. 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 CO 2, que é reduzido, permitindo a formação de moléculas orgânicas.
63 63 63 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 (CO 2 ) e são produzidos compostos orgânicos tal como na fotossíntese, no entanto não se liberta oxigénio (O 2 ).
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65 65 65 /NADPH. FIM!!
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