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

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

Reação Exoenergética

(6)

(7)

• 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 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.

(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.

CO₂ O2 • Os cloroplastos são estruturalmente similares e provavelmente evoluíram a partir de bactérias fotossintéticas.

(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.

(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)

UV

Luz visível

Infraverm Micro- _ondas _wavesRadio 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.

(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.

(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.

(21)

Reflected light Absorbed light Light Chloroplast Transmitted light Granum

(22)

• 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

(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

(25)

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

(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. 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

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

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)

(35)

Fig. 10-14 Mill makes ATP e– NADPH e– e– e– e– e– ATP Photosystem II Photosystem I e–

(36)

Fig. 10-12 THYLAKOID SPACE (INTERIOR OF THYLAKOID) STROMA e– Pigment molecules Photon Transfer of energy Special pair of chlorophyll a molecules Th y lakoid mem brane Photosystem Primary electron acceptor Reaction-center complex Light-harvesting complexes

(37)

CO₂ NADP+ reductase Photosystem II H₂O O₂ ATP Pc Cytochrome complex Primary acceptor Primary acceptor Photosystem I NADP+ + H+ Fd NADPH O₂ H₂O _Pq

(38)

(39)

(40)

(41)

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

(42)

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

(43)

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

(44)

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

(45)

Regeneration of CO₂ acceptor 1 G3P (3C) Reduction Carbon fixation 3 CO₂ Calvin Cycle 6  3C 5  3C 3  5C

(46)

Light H₂O Chloroplast Light Reactions NADP+ P ADP i +

(47)

Light H₂O Chloroplast Light Reactions NADP+ P ADP i + ATP NADPH O₂

(48)

Light H₂O Chloroplast Light Reactions NADP+ P ADP i + ATP NADPH O₂ Calvin Cycle CO₂

(49)

Light H₂O Chloroplast Light Reactions NADP+ P ADP i + ATP NADPH O₂ Calvin Cycle CO₂ [CH₂O] (sugar)

(50)

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

(51)

(52)

1.5 µm

(e) Purple sulfur bacteria

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

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