Pakito Batidão.

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BOTÂNICA

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1. FOTOSSÍNTESE:

É o processo de transformação de energia luminosa em energia química,ou ainda, é o processo de transformação de substâncias inorgânicas em substâncias orgânicas à partir de energia da luz solar. É um processo realizado pelos seres autótrofos que possuem um pigmento capaz de absorver a energia luminosa. Este pigmento é a clorofila, nos vegetais clorofilados e nas algas fotossintetizantes, e bacterioclorofila nas bactérias.

I. EQUAÇÃO GERAL:

6CO2 + 12H2O Clorofila

SolarLuz C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

2. A CLOROFILA:

Os pigmentos existentes nos cloroplastos são de tipos variados; alguns são comuns a todos os cloroplastos, como as clorofilas e os carotenóides, outros são característicos de certos grupos de algas. Os mais importantes são as clorofilas. A clorofila é uma porfirina que contém, no centro do núcleo tetrapirrólico, um átomo de Magnésio (Mg). Os dois grupos ácidos são esterificados; um pelo álcool metílico, outro por um álcool com 20C, o Fitol.

Existem dois tipos de clorofila que diferem pelo radical situado na posição 3 sobre o núcleo da porfirina: A clorofila A que possui um radical metil (-CH3) e a clorofila B, que possui uma radical formila (-CHO).

As fórmulas da clorofila A e do β-caroteno estão representadas ao lado. As dimensões e a forma dessas moléculas são indicadas esquematicamente. Na clorofila B existe um radical –CHO em lugar do radical –CH3 situado na posição 3. Na bacterioclorofila das bactérias fotossintetizantes existe um radical –CO-CH3 em lugar do radical CH = CH2 situado na posição 2.

NOTA1: Clorifila A ou α possui coloração verde-azulada e fórmula geral C55 H72 O5 N4 Mg. Aclorofila B ou β possui coloração verde-amarelada e fórmula geral C55 H70 O6 N4 Mg.

\ A fluorescência da clorofila:

Ao iluminarmos moléculas de clorofila, isoladas dos cloroplastos, os elétrons ficam excitados e são emitidos. Como NÃO são captados por aceptores de elétrons liberam a energia absorvida na forma de ‘’Luz Vermelha’’ e retornam

às moléculas de clorofila. É por isso que a clorofila brilha no escuro, após ser iluminada, isto é conhecido como FLUORESCÊNCIA. NOTA2: Se iluminarmos uma solução contendo apenas cloroplastos isolados e intactos, a clorofila libera elétrons excitados que serão imediatamente captados captados por aceptores. Com isso não observaremos o fenômeno de fluorescência

3. OS FOTOSSISTEMAS:

São unidades organizadas constituídas por moléculas de clorofila, aceptores de elétrons, alguns pigmentos e enzimas. Há dois tipos de fotossistemas: \ Fotossistema I ou PSI ou P700: Absorve luz de

comprimento de onda de 700nm, predomina a clorofila A e é encontrado nas membranas intergranas (lamelas) dos cloroplastos.

\ Fotossistema II ou PSII ou P680: Absorve luz de comprimentos de ondas de 680nm, predomina a clorofila B e é encontrado nos tilacóides dos cloroplastos.

II. ESPECTRO DA LUZ BRANCA:

A luz branca é formada por um conjunto de radiações eletromagnéticas de diversos comprimentos de onda, que variam de 390 a 760 nm. Ao atravessar um prisma, a luz branca se decompõe em diversas radiações, com comprimentos de onda específicos, como observados na tabela:

LUZ COMPRIMENTOS DE ONDA

VIOLETA 390 a 430nm

AZUL 430 a 500nm

VERDE 500 a 560nm

AMARELA 560 a 600nm

ALARANJADA 600 a 650nm

VERMELHA 650 a 760nm

CTEM Ano 3 Biologia, com Diego Sousa

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NOTA3: A luz verde é refletida pela clorofila, portanto, não tem importância fotossintética. As radiações nas faixas da luz azul e da luz vermelha são as mais importantes para a fotossíntese, pois são as mais absorvidas pela clorofila.

4. ETAPAS DA FOTOSSÍNTESE:

\ Etapa fotoquímica ou luminosa ou reações de claro:

Ocorre nas lamelas e tilacóides dos cloroplastos, com a participação efetiva da luz solar (fótons). Nesta etapa ocorrem as seguintes reações: \ Fotólise da água ou reação de Hill:

As moléculas de água sofrem uma cisão devido a ação dos fótons de luz solar formando cátions H+, elétrons e o gás O2. O gás O2 resultante da fotossíntese é totalmente originado da água.

12 H2O ®®®® 24 H+ + 24 e- + 6 O2

\ Fotofosforilação Cíclica:

As moléculas de clorofila A recebem fótons de

energia luminosa, ficam excitados, e, liberam elétrons periféricos que são então, cedidos a moléculas de ferridoxina. A clorofila A fica oxidada e a ferridoxina reduzida. A ferridoxina cede elétrons para o citocromo X, durante a transferência de elétrons, há liberação de energia suficiente para promover uma fosforilação do ADP para ATP. O citocromo X cede elétrons para o citocromo Y, nesta reação também ocorre liberação de energia para promover uma fosforilaçao do ADP em ATP. O citocromo Y reduzido, cede elétrons para o citocromo Z, estes elétrons perdem energia que será utilizada na fosforilaçao do ADP em ATP. Finalmente, o citocromo Z cede elétrons para as moléculas de clorofila A que estão oxidadas. \ Fotofosforilação Acíclica:

Quando os fótons de energia luminosa incidem sobre as moléculas de clorofila B, seus elétrons periféricos ficam excitados e são liberados. Estes elétrons são então captados pela plastoquinona que fica reduzida. A plastoquinona cede elétrons para o citocromo X, reação que libera energia para promover uma fosforilação do ADP em ATP. O citocromo X reduzido cede elétrons para o citocromo Y, estes elétrons perdem energia que será aproveitada em uma fosforilação do ADP em ATP. Do citocromo Y para o citocromo Z ocorre mais uma oxiredução com liberação de energia para uma fosforilação do ADP em ATP. Os elétrons do citocromo Z reduzem a clorofila A que cede elétrons para a ferridoxina, estes elétrons reduzem a Nicotinamida Adenina Dinucleotideo Fosfato (NADP) que reage com os cátions hidrogênio originados da fotólise da água, formando o NADPH2.

III. DETALHES IMPORTATES:

ð Os elétrons provenientes da fotólise da água vão recompor a clorofila B.

ð As moléculas de O2 formadas a partir da fotólise da água são liberadas para a atmosfera.

ð As moléculas de ATP produzidas nas fotofosforilações cíclica e acíclica serão todas gastas na fase química da fotossíntese.

ð O NADPH2 formado na fase luminosa vai participar da fase química como fornecedor de hidrogênio.

\ Etapa Química ou Enzimática ou Reação de Escuro:

Ocorre no estroma dos cloroplastos e não necessita dos fótons da luz solar. Nesta etapa acontecem as reações do Ciclo das Pentoses ou Ciclo de Calvin.

6 CO2 + 6 RIBULOSE DIFOSFATO + 6 H2O + n ATP

¾¾¾ ®¾ ENZIMAS 12 ÁCIDO FOSFOGLICÉRICO (PGA)

12 ÁCIDO FOSFOGLICÉRICO (PGA) +12 NADPH2 ¾¾¾ ®¾ENZIMAS 12 ALDEÍDO FOSFOGLICÉRICO (PGAl) +6 H2O

2 ALDEÍDO FOSFOGLICÉRICO (PGAl) ® GLICOSE

O gás carbônico absorvido da atmosfera reage com moléculas de ribulose difosfato e com a água formando o ácido fosfoglicérico (PGA). Este é hidrogenado formando o aldeído fosfoglicérico (PGAl). Das moléculas de PGAl formadas, dez, reagem entre si, recompondo as moléculas de ribulose difosfato. Duas moléculas de PGAl reagem entre si para formar uma molécula de glicose.

5. A FOTOSSÍNTESE BACTERIANA:

Ocorre com as sulfobactérias. Estas bactérias utilizam como fonte de hidrogênios o gás sulfídrico(H2S), como fonte de energia a luz infravermelha e o pigmento é a bacterioclorofila. Veja a equação:

6CO2 + 12H2S orofilabacteriocl

solar luz C6H12O6 + 6H2O + 12S

IV. A QUIMIOSSÍNTESE:

É a síntese de matéria orgânica a partir de matéria inorgânica utilizando energia proveniente de reações químicas de oxiredução. Ocorre com algumas bactérias que podem oxidar o gás sulfídrico, o enxofre, a amônia, os nitritos, o ferro, etc....

CLOROFILA A FERRIDOXINA

CITOCROMO X

CITOCROMO Z CITOCROMO Y

e-

e-

e-

e-

e-

CLOROFILA A FERRIDOXINA NADP= e-

e-

CITOCROMO Y

CLOROFILA B PLASTOQUINONA CITOCROMO X

CITOCROMO Z

NADPH2

e-

NADPH2

e-

e-

e-

e-

+2H+

CTEM Ano 3 Biologia, com Diego Sousa

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6CO2 + 6H2O ¾¾¾ ®¾Energia C6H12O6 + 6H2O + 6O2

I. 2NH3 + 3O2 ® 2HNO2 + 2H2O + Energia (Nitrossomonas)

II. 2HNO2 + O2 ® 2HNO3 + Energia. (Nitrobacter)

Em I, as bactérias do gênero Nitrossomonas,

oxidam a amônia para formar nitritos e durante esta reação há liberação de energia que será aproveitada na síntese de glicose.

Em II, as bactérias do gênero Nitrobacter, oxidam o nitrito para formar o nitrato e durante esta reação há liberação de energia que será aproveitada na síntese de glicose.

EXERCÍCIOS: Questão 01 Na fotossíntese há separação da água em seus componentes (oxigênio e hidrogênio) e posterior formação de carboidratos, por ligação do hidrogênio com o dióxido de carbono. Sabe-se que a cada molécula de carboidrato que se forma, libertam-se seis moléculas de oxigênio. Sabe-se também que todo o oxigênio liberado provém da água. Diante disso, diga qual equação representa a fotossíntese:

a) 6 CO2 + 6 H2O ® C6H12O6 + 6 O2 b) C6H12O6 + 6 O2 ® 6 CO2 + 6 H2O c) 6 CO2 + 12 H2O ® C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 d) C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 ® 6 CO2 + 12 H2O e) C6H12O6 + 6 O2 ® 2 C2O6OH + 2 CO2

Questão 02 Durante a fotossíntese, a clorofila recebe elétrons provenientes da seguinte substância:

a) Gás carbônico. d) ATP b) Estroma do cloroplasto. e) ADP. c) Água. d) Lamela fotossintetizante e) granum

Questão 03 A vida na terra somente é possível porque existem plantas verdes. Por que as plantas verdes são tão importantes?

a) As plantas verdes são seres heterótrofos que se alimentam de celulose e a transformam em alimentos assimiláveis por outros seres.

b) As plantas verdes realizam fotossíntese, em que absorvem oxigênio e produzem gás carbônico.

c) As plantas verdes são seres autótrofos, que produzem alimentos para o consumo próprio e de outros seres a partir de substâncias inorgânicas e energia.

d) Embora não possuam celulose, as plantas verdes são grandemente utilizadas pela população na produção de móveis e papel.

e) As plantas verdes possuem cloroplastos, organelas em que se realiza a transformação de celulose em alimentos, para a própria planta e para outros seres.

Questão 04 Sabendo que o processo da fotossíntese pode ser dividido em duas etapas, a fotoquímica e a química, os produtos finais de cada etapa são, respectivamente:

a) ATP + NADPH2 e glicose. b) ADP + NADPH2 e amido. . c) ATP + NADP e glicose. d) Glicose e ATP + NADPH2 e) Glicose e ADP + NADP.

Questão 05 Uma planta provavelmente aumentará sua taxa de fotossíntese quando colocada em:

a) Atmosfera rica em oxigênio. b) Atmosfera rica em gás carbônico. c) Atmosfera bem seca. d) Solo adubado com silício. e) Local iluminado por luz verde.

Questão 06 Escrevendo que durante a etapa fotoquímica da fotossíntese houve: I. Fotólise da água. II. Redução do NADP a NADPH2; III. Fotofosforilação do ATP que passa a ADP; IV. Desprendimento de oxigênio.

Foi cometido ERRO na: a) I e na II. b) II e na III. c) III apenas. d) II apenas. e) II, na III e na IV.

Questão 07 Relativo ao processo fotossintético indique as opções corretas:

(01) A fotossíntese tem como objetivo a síntese de compostos ricos em energia

(02) As reações de claro da fotossíntese ocorrem nas zonas clorofiladas do cloroplasto.

(04) A fase de escuro do processo fotossintético está na dependência dos produtos da fase clara.

(08) Um dos compostos fundamentais para que ocorra a fotossíntese é a substância H2O e é dela que sai o oxigênio liberado para a atmosfera.

(16) A temperatura e a intensidade luminosa não afetam a taxa fotossintética.

Dê como resposta a soma dos números das opções corretas. ( _____ )

Questão 08 Durante a fotofosforilação cíclica, há produção de ATP quando, após absorção de energia luminosa, as moléculas de clorofila emitem elétrons:

a) Que cindem moléculas de água e depois retornam à clorofila.

b) Que são captados pelo sistema de citocromos e armazenados sob a forma de fosfogliceraldeído.

c) Transferindo diretamente a energia luminosa ao ADP, que se transforma em ATP.

d) Que passam por transportadores de elétrons e retornam à clorofila.

e) Que são utilizados na reconstituição da Ribulose difosfato.