Biologia Fotossíntese Professor Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br
Biologia FOTOSSÍNTESE Processo de formação de matéria orgânica (principalmente a glicose) a partir de gás carbônico e água. Essa capacidade é encontrada em muitos procariotos e eucariotos. As cianobactérias, algas e vegetais são os principais exemplos de seres fotossintetizantes. Todos os seres fotossintetizantes, exceto algumas bactérias, utilizam o processo geral conforme abaixo, na presença da luz e com o pigmento clorofila: Estudaremos a fotossíntese com base na seguinte equação geral: Vamos dividir a fotossíntese em duas etapas nos cloroplastos: 1. Etapa Fotoquímica (fase clara) Nos tilacoides Nesta etapa a luz é convertida em energia elétrica, com fluxo de elétrons através de aceptores especiais. Essa energia é convertida em energia química, que será armazenada em moléculas de ATP e NADPH 2. O oxigênio é um produto importante nesta etapa e é resultado da quebra da água (fotólise). A etapa fotoquímica é dividida em duas: Fotofosforilação e Fotólise da água ou ciclo de Hill. www.acasadoconcurseiro.com.br 3
Anotações: 2. Etapa Química (Fase escura ciclo de Calvin) No estroma Esta etapa é altamente dependente das moléculas produzidas durante a fase clara, como o ATP e o NADPH 2. Ela também pode ocorrer na presença da luz, mas não ocorrerá caso não haja luz, pois, nesse caso, não aconteceria nem a primeira fase (fotoquímica). O processo principal é a utilização da energia assimilada na fase clara. Assim, há incorporação de átomos de carbono em moléculas orgânicas, produzindo substâncias mais convenientes para o consumo, transporte e armazenamento. Essa incorporação vai ocorrer em sequências cíclicas de reações que chamamos de ciclo de Calvin (ou ciclo das pentoses). Assim, a partir da pentose ribulose, CO 2, ATP e NADPH 2, teremos a produção final de glicose (C 6 H 12 O 6 ). No ciclo não será mostrada a participação da água. Anotações: 4 www.acasadoconcurseiro.com.br
Biologia Fotossíntese Prof. Enrico Blota Leitura obrigatória Metabolismo C3, C4 e CAM Nas plantas C3 a assimilação do CO 2 forma um primeiro produto com 3 carbonos. Em torno de 95% das plantas apresentam metabolismo C3. Assim, ele é caracterizado pela produção inicial de um composto de três carbonos e fotorrespiração quando há elevação da temperatura. Cerca de 95% das árvores possuem esse metabolismo. Em plantas C4 a fixação do CO 2 forma um ácido orgânico com 4 carbonos. Devido ao seu sistema fotossintético altamente eficaz, crescem rapidamente em condições favoráveis de temperatura, água e nutrientes. Apresentam diferenças anatômicas e fisiológicas que as permite utilizar com maior eficiência o gás carbônico, mesmo em altas temperaturas e em altas intensidades luminosas. São exemplos, o milho e a cana-de-açúcar. No metabolismo CAM os ácidos orgânicos são armazenados em vacúolos nos vegetais e as taxas de fixação de C estão limitadas pela capacidade de armazenamento dos vacúolos. Ocorre em plantas suculentas dos desertos (cactáceas) ou em epífitas dos trópicos (muitas bromélias). Assim, ocorre em plantas adaptadas a ambientes com falta de água ou em altas temperaturas e, nesse processo, a absorção de CO 2 ocorre durante a noite e a sua conversão em carboidratos durante o dia, para evitar que a planta perca água. Quimiossíntese Certas espécies de bactérias e arqueas são autótrofas e produzem substâncias orgânicas a partir da quimiossíntese, processo que utiliza a energia liberada por reações oxidativas de substâncias inorgânicas simples. Arqueas metanogênicas, por exemplo, obtém energia a partir da reação entre o gás hidrogênio (H 2 ) e o gás carbônico (CO 2 ), com produção de gás metano (CH 4 ). Essa arqueas vivem em ambientes pobre em gás oxigênio (anaeróbios), tais como depósitos de lixo, fundos de pântanos e tubos digestórios de animais. Outras bactérias quimiossintetizantes são conhecidas na ciclagem dos nutrientes durante o ciclo do nitrogênio, as Nitrosomonas e a Nitrobacter. As bactérias quimiossintetizantes podem vivem em ambientes desprovidos de luz e de matéria orgânica, uma vez que a energia necessária ao seu desenvolvimento é obtida de oxidações inorgânicas. Anotações: www.acasadoconcurseiro.com.br 5