O documento descreve o processo de fotossíntese realizado por seres autotróficos. A fotossíntese envolve duas fases principais: 1) a fase fotoquímica, na qual a energia luminosa é captada e transformada em energia química na forma de ATP e NADPH; 2) a fase química ou ciclo de Calvin, onde o CO2 é incorporado para formação de compostos orgânicos usando a energia de ATP e NADPH. O documento também aborda brevemente a quimiossínt
2. Fotossíntese
A fotossíntese é o processo através do qual seres autotróficos (que produzem seu
próprio alimento), transformam energia luminosa em energia química.
Para se realizar é necessário:
- Dióxido de carbono (CO2)
- Água (H2O)
- Minerais
Fornecido pelo meio
ambiente
- Luz
-Órgãos Fotossintéticos (ex: folha);
-Cloroplastos;
-Pigmentos fotossintéticos (clorofilas,
carotenóides, ficobilinas)
-Fotossistemas P700 e P680(local onde se
organizam os pigmentos fotossintéticos)
Fornecido pelo ser
autotrófico
3. Fotossíntese
Cloroplasto - Organelo presente nas plantas e outros seres vivos fotossínteticos, como
algas e protistas
Os cloroplastos
apresentam,
No seu interior
apresenta um líquido
que preenche o
cloroplasto, o estroma.
O sistema
de membranas onde
se encontra
a clorofila encontra-se
organizado
emtilacóides,
agrupados em grana.
pigmentos como a
clorofila,
responsáveis pela
sua cor verde.
4. Fotossíntese
De uma forma geral o processo fotossintético pode ser traduzido da seguinte forma:
12 H2O
+ 6 CO2
Luz
Clorofilas
C6H12O6
+ 6 O2
+ 6 H2O
A Fotossíntese compreende duas fases sucessivas:
1 - Fase Fotoquímica (as reacções dependem da luz);
Estas reacções ocorrem nos tilacóides, onde a energia luminosa vai ser captada
pelos pigmentos fotossintéticos e transformada em energia quimica, que vai ser
utilizada na fase seguinte.
2 - Fase Quimica (não depende directamente da luz) ou Ciclo de Calvin
Estas reacções ocorrem no estroma do cloroplasto, onde se vai utilizar a energia
química contida no ATP e NADPH, sintetizados na fase anterior, para o CO 2 ser
incorporado para a formação de compostos orgânicos.
5. Fotossíntese
1 - Fase Fotoquímica (as reacções dependem da luz);
Tilacóides
Nesta fase verifica-se:
-Conversão de energia luminosa em energia química;
Luz
-Fotólise da água;
-Redução do NADP+ a NADPH;
-Fosforilação do ADP, formando-se ATP
Cloroplasto
H2O
- Fotólise da água
H2O
2 H+ + 2e- + ½ O2
Na presença de luz a água desdobra-se em oxigénio, que é libertado, em
hidrogénio, que é utilizado na redução do NADP+ em NADPH, e em 2 electrões
que são aceites pelo Fotossistema II (P680).
6. Fotossíntese
- Fotofosforilação
O fluxo de electrões dá-se através de cadeias transportadoras de electrões, ao
longo dos quais o nível energético desses electrões vai baixando.
A energia transferida, ao longo da cadeia de transportadores, é usada
para formar ATP a partir da fosforilação de uma molécula de ADP.
ADP + P + energia
ATP + H 2O
- Redução do NADP+
NADP – é uma molécula aceptora e transportadora de protões (H +) e electrões.
NADP+ +
2e-
+ 2H+
NADPH + H+
Os protões (H+) provenientes da fotólise da água, juntamente com electrões
provenientes do fluxo electrónico da cadeia de transportadores, vão reduzir
uma molécula de NADP+ em NADPH.
7. Fotossíntese
Fase fotoquímica
- Todas as reacções fotoquímicas ocorrem na membrana dos tilacoides.
Fotossistema I
Aceptor de
e-
electrões
Cadeia transportadora
de electrões
Fotossistema II
Nível de energia
Fotão
Aceptor de
e-
electrões
Cadeia transportadora
de electrões
NADP+ + 2e- + 2 H+
e-
Fotão
ADP + Pi
e-
P680
H2O
2e- + ½ O2 + 2H+
Liberta Oxigénio
ATP
e-
P700
NADPH + H+
9. Fotossíntese
Sintetizando…
- A energia luminosa é absorvida pela clorofila a, excitando-a.
- Simultaneamente dá-se a fotólise da água, que é um dador primário de electrões;
- A clorofila excitada liberta os electrões que vão ser captados por um aceptor de electrões
(Ferredoxina).
- Estes electrões são transferidos ao longo de uma cadeia transportadora de electrões, onde
vai-se disponibilizar energia para a síntese de ATP (Fosforilação);
- Os protões provenientes da fotólise da água, juntamente com os electrões provenientes
da cadeia transportadora de electrões, vão reduzir a molécula de NADP +.
A síntese de ATP e de NADPH depende do fluxo de electrões, iniciada no centro de reacção
dos fotossistemas. Este fluxo pode ocorrer de 2 modos:
- Fosforilação acíclica – está relacionada basicamente com a fotólise da água, os
electrões libertados durante a fotólise da água são capturados pelo fotossistema e não
retornam à água. Tais electrões passam por um sistema de transporte até chegar ao NADP e,
juntamente com os protões provenientes da fotólise da água, são utilizados na síntese de
NADPH.
- Fosforilação cíclica – a luz absorvida pelo fotossistema, eleva o nível energético dos
electrões que são capturados pelos aceptores de electrões, transferidos ao longo da cadeia
transportadora de electrões, libertando energia que é utilizada na síntese de ATP, regressando
depois os electrões ao fotossitema I.
10. Fotossíntese
2 - Fase Química – Ciclo de Calvin (não depende directamente da luz);
Nesta fase verifica-se:
Tilacóides
-A incorporação do CO2;
-A utilização da energia quimica contida no ATP e
NADPH para formar compostos orgânicos.
Estroma
Cloroplasto
Esta etapa realiza-se
independentemente da
luz, a energia utilizada
resulta da
decomposição do ATP
formado na etapa
fotoquímica, todas as
reacções ocorrem no
estroma do cloroplasto.
11. Fotossíntese
Ciclo de Calvin
1- Uma molécula de CO2 combina-se com uma
pentose (composto com 5 C) – Ribulose difosfato
(RuDP) – originando um composto instável com 6C.
2- Este composto desdobra-se logo em duas
moléculas de ácido fosfoglicérico (PGA), cada uma
com 3 C.
3- A molécula de PGA é fosforilada pelo ATP e
reduzida pelo NADPH (vindas da fase fotoquímica),
originando o Aldeído fosfoglicérico (PGAL).
4- O PGAL segue dois caminhos:
-Um vai intervir na regeneração da RuDP
-Outro vai ser usado para diversas sínteses a
ocorrer no estroma, entre elas a síntese de
Glicose.
5- Por cada 12 moléculas de PGAL formadas, 2
moléculas são utilizdas para a formação de
glicose e 10 moléculas para a regeneração da
RuDP.
Para a formação de uma molécula de
Glicose é necessário que ocorram 6
ciclos destes.
12. Quimiossíntese
QUIMIOSSÍNTESE – Um processo autotrófico
Certas bactérias conseguem sintetizar matéria orgânica a partir de CO2 e H2O
sem utilizar energia luminosa.
Utilizam energia química proveniente da oxidação de materiais inorgânicos
Exemplos de bactérias quimioautotróficas:
- Sulfobactérias (bactérias sulfurosas, presentes nas fontes termais)
- Ferrobactérias (bactérias ferrosas)
- Bactérias nitrificantes (presentes no solo, importantes na reciclagem
de produtos azotados)
A grandes profundidades marinhas, também encontramos bactérias
quimioautotróficas, das quais dependem muitos outros animais.
14. Quimiossíntese
Na quimiossíntese distingue-se duas fases:
1ª Fase
- Oxidação de substratos minerais (NH3, CO2 e H2S)
O substrato mineral é oxidado e desta oxidação resulta um fluxo de electrões
e de protões, que serão utilizados para a produção de ATP e redução do
NADP+.
2ª Fase
Esta fase é igual á fase química da fotossíntese – dá-se a redução do
dióxido de carbono, o que conduz à síntese de substâncias orgânicas, a
partir de moléculas de NADPH e da energia contida no ATP produzidas
na 1ª fase..