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• Necessitam de obter matéria orgânica e não orgânica (água, minerais, vitaminas, lípidos, glícidos e proteínas) do meio ambiente, alimentando-se de outros organismos ou dos seus produtos.

• Energia luminosa - Fotossíntese (plantas, algas, algumasbactérias, como por exemplo cianobactérias)

• Energia química – Quimiossíntese ( algumas bactérias,como por exemplo as bactérias nitrificantes)

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• Podem ser:

– Fotoautotróficos: a fonte de energia utilizada é a luz solar.

– Quimioautotróficos: a fonte de energia utilizada são compostos químicos (ausência de luz)

PLANTAS: ALGAS: ALGUMAS BACTÉRIAS:

Cianobactérias

“algas azuis”unicelulares

pluricelulares

FITOPLÂNCTON:

O que significa dizer que “fabricam o seu próprio alimento”?

CLOROFILAS

12 H2O + 6 CO2 C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2OLUZ

OHH

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O HH OH

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H

+ + +

águadióxido de carbono glicose oxigénio água

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6CO2 + 12 H2O C6H12O6+ 6 O2 + 6 H2O

6CO2 + 6 H2O C6H12O6+ 6 O2

» A fotossíntese é um processo de transformação de energia luminosa em energia química.

• Experiências que permitiram compreender melhor a fotossíntese :– Na Grécia antiga sabia-se que solos fertilizados

permitiam o crescimento das plantas.– Acreditava-se que o desenvolvimento destas

dependia apenas dos nutrientes que estas “comiam” a partir do solo.

- Conclusão tirada? O aumento do peso resultou da adição de água e não do solo.

- Que variáveis não foram controladas? Consumo e produção de gases atmosféricos.

Séc. XVII – Van Helmont

5 anos

Plântula

2,25 Kg

Árvore

76,1 Kg

Regada com água da chuva

Solo

90 Kg de peso seco

Solo

89,9 Kg de peso seco

• Séc XVIII – Joseph Priestley

CONCLUSÃO: As plantas renovam o ar.

Rato sobrevive

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Jan Ingenhousz (séc XVIII) – Identificou o gás libertado: O2

• Van Niel 1930

• Estudou bactérias sulfurosas• Produzem glicose

• Utilizam na fotossíntese H2S em vez de H2O

• Na presença de Luz libertam S (enxofre) e produzem compostos orgânicos

• Vivem em meios sem O2

• Van Niel comparou a equação da quimiossíntese nas Bactérias sulfurosas:

– CO2 + 2 H2S CH2O + H2O + 2 S

• Com a equação geral da fotossíntese nas plantas:

– CO2 + 2 H2O CH2O + H2O + O2

• Pela sua teoria, o O2 tem origem na H2O e não no CO2

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• Actividade 1- página 94• “Qual a origem do oxigénio produzido na

fotossíntese?”

• Calvin - 1941• Algas verdes Chlorella

• Colocadas em H2O, em que O é radioactivo (18O)• Iluminaram as algas

• O O2 libertado da fotossíntese é 18O2

• O oxigénio da glicose não é o radioactivo

• Animação

• Qual será então a origem do O2 libertado pelas plantas?– Tem origem na água e não no CO2.

• Calvin - 1941

• Algas verdes Chlorella

• Colocadas em CO2, em que C é radioactivo (14C2)

• O C da glicose é radioactivo

CONCLUSÃO:

O carbono do CO2 é necessário para formar os compostos orgânicos

Com os pigmentos fotossintéticos

Página 95

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� ANÁLISE E INTERPRETAÇÃO DA ACTIVIDADE LABORATORIAL 1 –

PÁG. 9

� EXTRACÇÃO E SEPARAÇÃO DE PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS»

Macerar as folhas num almofariz, com acetona ou etanol Filtrar para obter

a solução de pigmentos fotossintéticos

Verter o filtrado e colocar o papel de filtro

Resultado:

Cromatografia dos diferentes pigmentos fotossintéticos:

Sucessivamente: Clorofila a, Clorofila b, Xantofilas e Carotenos

Pigmentos fotossintéticos das plantas Cor

Clorofilas b Verde-amarelada

a Verde-intensa

Carotenóides xantofilas amarela

carotenos laranja

Qual a função dos pigmentos fotossintéticos?Qual a função dos pigmentos fotossintéticos?

Quais são as radiações do espectro solar?

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Radiação incidente

Radiação reflectida

Radiação transmitida

Radiação absorvida

• A luz propaga-se através de partículas – Fotões.• Quanto menor o comprimento de onda, maior a energia que

transportam.

• Quando um electrão absorve a energia do fotão passa do estado fundamental ao estado excitado – nível de energia superior.

• Quando o electrão regressa ao estado fundamental liberta essa energia – calor ou fluorescência

• Se a energia fornecida pelo fotão é muito elevada, o electrão pode ser transmitido para outra molécula –molécula aceitadora de electrões.

• Molécula perde electrão – carga eléctrica aumenta (era nula – passa a positiva) – fixa oxidada.

• Aceitador de electrões – fica reduzido. É o agente oxidante.

Clorofila

oxidada

Aceitador

reduzido

electrão

• A oxidação e a redução são processos químicos complementares, que envolvem a perda de electrões por um dos reagentes (oxidação) e o correspondente ganho de electrões por outro reagente (redução).

• O mesmo que reacções redox.

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• Espirogira (alga filamentosa)• Observação microscópica• Preparação é atravessada

pela luz com prisma óptico• Suspensão de bactérias

aeróbias no meio de montagem

• Bactérias dispostas uniformemente, no início

Bactérias Aeróbias: precisam de O2

para respirar

• Actividade 2 – página 99• “Qual a influência o comprimento de onda

das radiações na taxa da fotossíntese?”

• Resultado:o Bactérias aglomeradas em

volta do filamento, em zonas que recebem radiação azul-violeta e vermelho alaranjado.

• Conclusão:

o Há mais bactérias onde há mais Oxigénio.

o Os locais onde existe mais oxigénio, a taxa fotossintética é superior, já que o O2 é um produto.

o Radiações azul e vermelho são as mais eficazes para a fotossíntese

Qual é a relação entre a cor das folhas e o Qual é a relação entre a cor das folhas e o espectro de absorção da radiação solar pelos espectro de absorção da radiação solar pelos

pigmentos fotossintéticos?pigmentos fotossintéticos?

• As folhas são verdes, já que esta radiação não é absorvida mas sim reflectida.

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Se colocarmos plantas num quarto iluminado somente com luz verde, elas morrem.

� Espectro de absorção:capacidade de absorção de uma radiação, por um pigmento em função do respectivo comprimento de onda

� Espectro da acção da fotossintese: eficiência fotossintética em função do comprimento de onda das radiações absorvidas.

• Actividade 3 – página100, 101

• “Como se processa a fotossíntese?”

• Experiências de Graffon, 1951• A uma suspensão de algas, fortemente iluminada, foi

fornecido dióxido de carbono radioactivo ( 14CO2). Após uma hora de iluminação, as algas foram colocadas na obscuridade, verificando-se que o CO2 continuava a ser absorvido durante 15 a 20 segundos.

• Se a iluminação inicial não se fizer durante pelo menos uma hora, a incorporação de CO2 cessa assim que se transferem as algas para a obscuridade.–– Para que se inicie o processo fotossintético, é necessário luz? Para que se inicie o processo fotossintético, é necessário luz?

–– A incorporação de COA incorporação de CO22 depende directamente da acção da luz? depende directamente da acção da luz?

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• A captação de CO2 que intervém na formação de substâncias orgânicas continua a realizar-se durante algum tempo na obscuridade, se tiver ocorrido iluminação prévia suficiente.

• A luz é necessária para iniciar o processo fotossintético que poderá continuar a decorrer durante alguns segundos na ausência dela.

00002 2 2 2 CCCC6666HHHH1212121200006666

1- H203- CO2

4- NADP+5- ATP

• 2 Fases:–Fase Fotoquímica

–Fase Química ou Ciclo de Calvin

–Ficha de Trabalho: fases da fotossíntese

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• Fase Fotoquímica - animação

1. Os fotões absorvidos pela clorofila a provocam a excitação da molécula que perde electrões e por isso fica oxidada.

2. A clorofila oxidada necessita de captar electrões para compensar a perda. A sua instabilidade permite a lise da molécula da água que funciona como dador de electrões, decompondo-se em H, O e electrões.

3. O Fotossistema I (P700) também perde electrões depois da incidência dos fotões de luz. No entanto, os electrões são repostos pelo fluxo de electrões gerado pelo Fotossistema II.

4. A fotólise da H2O está associada ao Fotossistema II.

5. O O2 libertado provém da H2O.

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6. A energia para a produção de ATP provém do fluxo de electrões, cujo nível energético vai diminuindo, pois a energia é utilizada para transformar ADP em ATP por fosforilação.

7. O aceitador final de electrões é o NADP+ que, ao receber electrões, fica reduzido na forma de NADPH.

8. O dador inicial de electrões é a H2O.

9. Este processo denomina-se fotofosforilação acíclica porque:

– Fotofosforilação: corresponde à fosforilaçãoda molécula de ADP, transformando-a em ATP, com intervenção de fotões/ energia luminosa.

– Acíclica: o fluxo inicia-se no Fotossistema II, passa pelo Fotossistema I e termina no aceitador final: NADP+.

10. A Energia luminosa é transformada em Energia química quando os fotões excitam as moléculas de clorofila a e esta fica oxidada.

Membrana dos tilacóides:

H+

ATP NADPH

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H+ H+

H+

H+

H+ H+

H+

Fotofosforilação Cíclica e acíclica -animação

• Também pode ocorrer fosforilação cíclica, mas só ocorre excitação das clorofilas do Fotossistema I.

• Os electrões são transferidos para o aceitador primário, mas não são transportados até ao NADP+ - regressam às clorofilas do Fotossistema I.

• Aqui só há síntese de ATP e não de NADPH.

A- Fixação CO2

B- Produção açucares

C- Regeneração RuDP

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1. Fotólise da água2. Oxidação da clorofila a3. Fluxo de electrões e fosforilação do ADP4. Redução do NADP+ a NADPH.

• Produtos:– ATP– NADPH

1. O Ciclo de Calvin/ fase química tem 3 fases:

A. Fixação do CO2.B. Redução do PGA (ácido fosfoglicérico)

C. Regeneração do aceitador de CO2 (RuDP –Ribulose Difosfato)

Estroma:

Biossíntese de outras moléculas

Fase fotoquímica• Energia luminosa é

convertida em energia química (ATP)

• Oxidação da água• Redução de NADP+ a

NADPH• Fosforilação do ADP

formando-se ATP

Fase química• Fixação CO2

• Fosforilação dos substratos pelos ATP

• Redução dos substratos pelos NADPH

• Síntese de compostos orgânicos

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OXIDAÇÃO DA CLOROFILA

FOTÓLISE DA ÁGUA:

DADOR PRIMÁRIO DE ELECTRÕES

FLUXO DE ELECTRÕES

ATRAVÉS DA CADEIA TRANSPORTADORA DE

ELECTRÕESFOTOFOSFORILAÇÃO

EXCITAÇÃO DA CLOROFILA E FLUXO DE ELECTRÕES

ATRAVÉS DA CADEIA TRANSPORTADORA DE

ELECTRÕES

REDUÇÃO DE NADP+

CICLO DE CALVIN

• Usada na síntese sacarose que será distribuída para todos os órgãos da planta.

• Polimerizada em glícidos mais complexos, como por exemplo o amido (actividade 2 da pág. 106)

Bactérias sulfurosas

Ficha de trabalho nº 3.doc

• Semelhanças• Síntese de compostos

orgânicos a partir de compostos inorgânicos

• 1ª etapa – produção de ATP e NADPH

• 2ª etapa – produzam compostos orgânicos a partir do CO2, do poder redutor do NADPH e da energia contida ATP

• Diferenças

• fotossíntese – fonte energia é a luz

• Quimiossíntese – fonte energia a oxidação de compostos minerais como NH3 e H2S

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• filme• Fotossíntese - mapa de conceitos.pdf• Sumário – página 107

• ATP – Energia?

ATP- forma comum de circulação de energia

Fórmula estrutural da molécula:

adenina

ribose

fosfatofosfatofosfato

• A hidrólise do ATP liberta energia • A síntese do ATP consome energia

Reacção exoenergética

Reacção endoenergética

ATP + H2O ADP + P + energia

Transferência de energia de uma reacção para outra:

Fosforilação do substratoDesfosforilação do substrato