A energia é armazenada nas ligações químicas que se estabelecem entre os átomos qua constituem as moléculas.
Reação Exoenergética
Reação Endoenergética
• Conseguem sustentar-se sem comer nada
com origem noutros organismos.
• São os produtores da biosfera, produzindo
moléculas orgânicas de CO2 e outros
moléculas inorgânicas.
• Quase todas as plantas são
fotoautótroficas, usando a energia do sol
para formar moléculas orgânicas a partir de
H2O e CO2.
(a) Plantas
(b) Alga Multicellular (c) Protista unicelular
10 µm
(d) Cyanobacteria 40 µm
• Estes organismos alimentam-se não só a
si, mas também servem de alimento à maior
parte do mundo vivo.
BioFlix: Photosynthesis
• 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
• A Fotossíntese pode ser resumida na seguinte
equação:
• As folhas são os
locais principais da
fotossíntese
• 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.
CO2 O2
• Os cloroplastos
são
estruturalmente
similares e
provavelmente
evoluíram a
partir de
bactérias
fotossintéticas.
• 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.
No ponto nº 5, compara os resultados obtidos com
a informação da seguinte tabela:
• Cloroplastos são fábricas movidas a energia solar.
• Seus tilacóides transformam a energia luminosa em
energia química do ATP e NADPH
• 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.
UV
Luz visível
Infraverm Micro- ondas
Radio waves X-rays
Gamma
rays
103 m 1 m
(109 nm) 106 nm 103 nm 1 nm 10–3 nm 10–5 nm
380 450 500 550 600 650 700 750 nm
Grande C. O.
Pouca Energia Muita Energia
Curto C.O.
• 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.
• 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
Reflected light
Absorbed light
Light
Chloroplast
Transmitted light
Granum
• 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
1
2 3
Galvanometer
Slit moves to pass light of selected wavelength
White light
Green light
Blue light
The low transmittance (high absorption) reading indicates that chlorophyll absorbs most blue light.
The high transmittance (low absorption) reading indicates that chlorophyll absorbs very little green light.
Refracting prism
Photoelectric tube
Chlorophyll solution
TECNICA
2 3
4
• 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.
• 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
Wavelength of light (nm)
(b) Action spectrum
(a) Absorption spectra
(c) Engelmann’s experiment
Aerobic bacteria
RESULTADOS
Filament of alga
Chloro-
phyll a Chlorophyll b
Carotenoids
500 400 600 700
700 600 500 400
• 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.
Fig. 10-10
Porphyrin ring: light-absorbing “head” of molecule; note magnesium atom at center
in chlorophyll a CH3
Hydrocarbon tail: interacts with hydrophobic regions of proteins inside thylakoid membranes of chloroplasts; H atoms not shown
CHO in chlorophyll b
Pigment molecules
Light
P680
e–
Primary acceptor
2
1
e–
e–
2 H+
O2
+
3
H2O
1/2
4
Pq
Pc
Cytochrome complex
5
ATP
Photosystem I (PS I)
Light
Primary acceptor
e–
P700
6
Fd
NADP+ reductase
NADP+
+ H+
NADPH
8
7
e– e–
6
Fig. 10-13-5
Photosystem II (PS II)
Fig. 10-14
Mill
makes
ATP
e–
NADPH
e– e–
e–
e–
e– ATP
Photosystem II Photosystem I
e–
Fig. 10-12
THYLAKOID SPACE (INTERIOR OF THYLAKOID)
STROMA
e–
Pigment molecules
Photon
Transfer of energy
Special pair of chlorophyll a molecules
Th
yla
ko
id m
em
bra
ne
Photosystem
Primary electron acceptor
Reaction-center complex
Light-harvesting
complexes
CO2
NADP+ reductase
Photosystem II
H2O
O2
ATP
Pc
Cytochrome complex
Primary acceptor
Primary acceptor
Photosystem I
NADP+
+ H+
Fd
NADPH O2
H2O Pq
Fig. 10-17
Light
Fd
Cytochrome
complex
ADP
+
i H+
ATP P
ATP synthase
To Calvin Cycle
STROMA (low H+ concentration)
Thylakoid membrane
THYLAKOID SPACE (high H+ concentration)
STROMA (low H+ concentration)
Photosystem II Photosystem I
4 H+
4 H+
Pq
Pc
Light NADP+
reductase
NADP+ + H+
NADPH
+2 H+
H2O O2
e– e–
1/2 1
2
3
Ribulose bisphosphate (RuBP)
3-Phosphoglycerate
Short-lived intermediate
Phase 1: Carbon fixation
(Entering one at a time)
Rubisco
Input
CO2
P
3 6
3
3
P
P P P
Ribulose bisphosphate (RuBP)
3-Phosphoglycerate
Short-lived intermediate
Phase 1: Carbon fixation
(Entering one at a time)
Rubisco
Input
CO2
P
3 6
3
3
P
P P P
ATP 6
6 ADP
P P 6
1,3-Bisphosphoglycerate
6
P
P 6
6
6 NADP+
NADPH
i
Phase 2: Reduction
Glyceraldehyde-3-phosphate (G3P)
1 P
Output G3P (a sugar)
Glucose and other organic compounds
Calvin Cycle
Ribulose bisphosphate (RuBP)
3-Phosphoglycerate
Short-lived intermediate
Phase 1: Carbon fixation
(Entering one at a time)
Rubisco
Input
CO2
P
3 6
3
3
P
P P P
ATP 6
6 ADP
P P 6
1,3-Bisphosphoglycerate
6
P
P 6
6
6 NADP+
NADPH
i
Phase 2: Reduction
Glyceraldehyde-3-phosphate (G3P)
1 P
Output G3P (a sugar)
Glucose and other organic compounds
Calvin Cycle
3
3 ADP
ATP
5 P
Phase 3: Regeneration of the CO2 acceptor (RuBP)
G3P
Regeneration of
CO2 acceptor
1 G3P (3C)
Reduction
Carbon fixation
3 CO2
Calvin Cycle
6 3C
5 3C
3 5C
Light
H2O
Chloroplast
Light Reactions
NADP+
P
ADP
i +
Light
H2O
Chloroplast
Light Reactions
NADP+
P
ADP
i +
ATP
NADPH
O2
Light
H2O
Chloroplast
Light Reactions
NADP+
P
ADP
i +
ATP
NADPH
O2
Calvin Cycle
CO2
Light
H2O
Chloroplast
Light Reactions
NADP+
P
ADP
i +
ATP
NADPH
O2
Calvin Cycle
CO2
[CH2O]
(sugar)
Light Reactions:
Photosystem II Electron transport chain
Photosystem I Electron transport chain
CO2
NADP+
ADP
P i +
RuBP 3-Phosphoglycerate
Calvin Cycle
G3P ATP
NADPH Starch (storage)
Sucrose (export)
Chloroplast
Light
H2O
O2
1.5 µm (e) Purple sulfur
bacteria
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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
Fotossíntese - Nuno Correia:
b9-fotossntese-110302154954-phpapp02
Referências Bibliográficas