Ancorensis Cooperativa de Ensino, CRL

Disciplina: Biologia e Geologia

Professora: Susana Leão

Trabalho realizado por: Filipa Fonseca; 10º A

Data: 17 de abril de 2012

Introdução

Os seres autotróficos sintetizam matéria orgânica, recorrendo para isso a diferentes fontes de energia. A maioria produz matéria orgânica a partir da matéria mineral, por um processo que utiliza como fonte de energia o Sol – fotossíntese. Os organismos que realizam este processo designam-se por seres autotróficos fotossintéticos ou fotoautotróficos, de que são exemplo as algas, as plantas e as cianobactérias.

Contudo, existem alguns seres autotróficos que, em vez da energia luminosa, utilizam a energia química proveniente da oxidação de compostos inorgânicos para a síntese da matéria orgânica a partir da matéria inorgânica. Estes seres designam-se por seres autotróficos quimiossintéticos ou quimioautotróficos e o processo que realizam é denomindo quimiossíntese. Todos os seres quimioautotróficos são bactérias, como, por exemplo, as bactérias nitrificantes e amonizantes, que vivem no solo e integram o ciclo de reciclagem do azoto na biosfera, e as bactérias sulfurosas e ferrosas, que vivem nos fundos oceânicos, junto de fontes termais.

ATP, fonte de energia nas células

A energia luminosa ou a energia química não podem ser utilizadas diretamente pelas células. Parte dessa energia é transferida para um composto, adenosina trifosfato (ATP), que constitui a fonte de energia diretamente utilizável pelas células. As moléculas de ATP são a forma mais comum de circulação de energia numa célula, pois podem ser facilmente hidrolisadas.

Fotossíntese

A fotossíntese é um processo complexo que envolve a utilização da energia na produção de substâncias orgânicas a partir de dióxido de carbono (CO2) e água (H2O), com libertação de oxigénio (O2). Este processo ocorre em todos os seres vivos que possuem pigmentos capazes de captar energia luminosa, pigmentos fotossintéticos, e reveste-se de uma grande importância para a generalidade dos seres vivos:

Produz substâncias orgânicas a partir de substâncias inorgânicas; Transforma a energia luminosa em energia química que fica armazenada

na glicose (principal combustível das células); Produz o oxigénio, gás essencial para a sobrevivência da maioria dos

seres vivos, uma vez que intervém na respiração celular, processo pelo qual a maioria das células produz energia.

Os principais pigmentos fotossintéticos presentes nas plantas e nas algas são as clorofilas, os carotenos, as xantofilas e as ficobilinas. Nestes organismos, esses pigmentos acumulam-se nos cloroplastos, organelos citoplasmáticos com forma discóide e cor verde devido à presença de clorofilas, sendo aí que ocorre a fotossíntese. De entre vários aspetos estruturais do cloroplasto destacam-se o estroma e os tilacóides (vesículas achatadas e empilhadas). É no cloroplasto que ocorre a fotossíntese. Localizando-se os pigmento fotossintéticos nas membranas dos tilacóides.

Captação da energia luminosa

A energia solar é constituída por radiações de diferentes comprimentos de onda, sendo as radiações de comprimento de onda correspondentes ao espetro da luz visível as

que os seres vivos fotossintéticos utilizam na fotossíntese. As clorofilas a e b possuem picos e absorção que se situam nas zonas azul-violeta e vermelho alaranjado, já os carotenóides absorvem preferencialmente radiação na zona do azul-esverdeado. As radiações correspondentes à zona verde do espetro não são absorvidas, são refletidas, daí as folhas apresentarem cor verde.

Mecanismos da fotossíntese

A fotossíntese é um processo complexo de reações químicas que compreende duas fases: a fase fotoquímica e a fase química.

Fase fotoquímica

Nesta fase, também designada por fase dependente da luz, a energia luminosa, captada pelos pigmentos fotossintéticos, é convertida em energia química, que vai ser utilizada na fase seguinte. Nesta etapa ocorrem:

Fotólise da água – desdobramento de molécula de água em hidrogénio e oxigénio na presença de luz.

H 2O→2H+¿+2e

−¿+12O2¿¿

O oxigénio é libertado e os hidrogénios cedem os seus eletrões, que vão ser captados pela clorofila a quando oxidada. Por esta razão a água é considerada o dador primário de eletrões.

Oxidação da clorofila a e redução do NADP+ - a clorofila a, quando excitada pela luz, perde eletrões, ficando oxidada. Esses eletrões vão ser transferidos ao longo de uma cadeia de moléculas transportadoras de eletrões até serem captados pelo NADP+, que fica reduzido a NADPH. Para a redução do NADP+ a NADPH contribuem também os protões (2 H+) provenientes da fotólise da água.

NADP+¿+2e−¿+2H +¿→NADPH +H+¿¿¿¿ ¿

Fotofosforilação – ao longo da cadeia transportadora de eletrões ocorrem reações de oxidação-redução com libertação de energia. Esta energia é utilizada na fosforilação do ADP em ATP num processo denominado fotofosforilação.

ADP+Pi+Energia→ ATP+H 2O

Fase química

Nesta fase, também designada por fase não dependente da luz, ocorre a redução de CO2 e a síntese de compostos orgânicos num ciclo de reações conhecidas como Ciclo de Calvin. Este compreende basicamente as seguintes etapas:

Fixação do dióxido de carbono – o CO2 combina-se com uma pentose (ribulose difosfato - RuDP), formando um composto intermédio de seis átomos de carbono, que origina, quase imediatamente, duas moléculas de três átomos de carbono cada uma – ácido fosfoglicérico (PGA). Formações do aldeído fosfoglicérido (PGAL) – as moléculas de ácido fosfoglicérico são fosforiladas pelo ATP e reduzidas pelo NADPH, formado na fase fotoquímica, originando um composto de três átomos de carbono, o aldeído fosfoglicérido. Regeneração da ribulose difosfato e síntese de compostos orgânicos – a maior parte das moléculas de PGAL é utilizada na regeneração da ribulose difosfato. As moléculas de PGAL que não intervêm na regeneração da ribulose são utilizadas na síntese de compostos orgânicos, como a glicose.

Equação global:6H 2O+6CO2→C6H12O6 (glicose )+6O2

Quimiossíntese

A quimiossíntese é um processo de síntese de compostos orgânicos que utiliza, tal como a fotossíntese, o dióxido de carbono com 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.

Na quimiossíntese é possível distinguir duas fases:

Produção de molécula de ATP e de NADPH – da oxidação de compostos minerais (amoníaco, sulfureto de hidrogénio, carbonatos e sulfatos de ferro) obtêm-se eletrões e protões que vão ser transportados ao longo de uma cadeia, ocorrendo a fosforilação de ADP em ATP e a redução do NADP+ em NADPH. Redução de dióxido de carbono – 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 produzidas na fase anterior. Neste ciclo verifica-se a fixação do dióxido de carbono, que é reduzido, permitindo a formação de substâncias orgânicas.

Bibliografia:B. FotossínteseA. Quimiossíntese

http://www.prof2000.pt/users/geologia/testes/quiz.htm http://www.infoescola.com/biologia/fotossintese/ http://www.cientic.com/portal/index.php?

option=com_content&view=article&id=209:autotrofia-parte-i&catid=21:obtencao-de-materia&Itemid=87

Preparação para o Exame Nacional 2008 – Biologia e Geologia – Porto Editora

“Terra, Universo da Vida” – Manual Biologia e Geologia – 10º Ano – Porto Editora (2005 e 2011)