Obtenção de matéria pelos seres autotróficos

Obtenção de matéria pelos seres autotróficos

• Os seres autotróficos possuem a capacidade de sintetizar a matéria orgânica a partir de compostos inorgânicos.
• Através da fotossíntese, as plantas, alguns protistas e as cianobactérias conseguem efetuar essa síntese, utilizando a luz solar como fonte de energia.
• Nas plantas, as folhas constituem os principais órgãos fotossintéticos. Na maioria das suas células há cloroplastos, no interior dos quais se desenrola a fotossíntese.

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Diversidade de pigmentos fotossintéticos entre os seres fotoautotróficos

7 µm

• Nos tilacoides, canais formados pela membrana interna dos cloroplastos, existem pigmentos fotossintéticos responsáveis pela captação da luz.

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1 m

1 mm

1000 nm

1 nm

400 nm

500 nm

600 nm

700 nm

Fotão

Estado excitado

Estado fundamental

Aumento de energia

• Os fotões absorvidos pelos pigmentos transferem a sua energia para os eletrões dos átomos dessas moléculas, provocando a sua excitação, ou seja, a transição dos eletrões para um nível energético mais elevado.

• A luz captada pelos pigmentos fotossintéticos localiza-se no espetro visível da luz solar.

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Espetro de absorção dos pigmentos fotossintéticos nas plantas

700

500

600

400

700

500

600

400

Espetro de ação da fotossíntese

• A maior eficiência fotossintética ocorre com os comprimentos de onda mais absorvidos pelos pigmentos fotossintéticos.

• Os diferentes pigmentos fotossintéticos possuem picos de absorção de luz na região do azul-violeta e na zona do laranja-vermelho do espetro visível.

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Os pigmentos fotossintéticos estão organizados em fotossistemas. As clorofilas a e b e carotenoides funcionam como pigmentos-antena, captando luz que provoca a sua excitação transferindo energia para o centro de reação onde se localiza um par demoléculas de clorofila a. Estas moléculas sofrem oxidação, libertando eletrões que são transferidos através de uma cadeia de transportadores damembrana dos tilacoides. Essa transferência dá-se por reações de oxidação-redução de natureza exoenergética, ou seja, em que ocorre libertação de energia • Esta energia é utilizada na produção de ATP a partir da fotofosforilação do ADP, um processo endoenergético que se caracteriza pela absorção de energia. Deste modo, pode considerar-se que a energia luminosa é convertida em energia química (ATP). • A água, através da ação da luz sobre os pigmentos fotossintéticos, sofre oxidação, sendo desdobrada em oxigénio, em iões de hidrogénio (H ) e em + eletrões. O oxigénio é libertado para o exterior, e os eletrões resultantes desta oxidação reduzem a clorofila anteriormente oxidada. • No final da cadeia transportadora, os eletrões, bem como os iões H + provenientes da água, são transferidos para moléculas NADP , que ficam + reduzidas a NADPH

Fase fotoquímica

A fotossíntese é um processo que se desenrola em duas fases: a fase fotoquímica e a fase química.

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O dióxido de carbono proveniente do exterior é fixado e, conjuntamente com o ATP e o NADPH, formados durante a fase fotoquímica, é utilizado num conjunto de reações que integram o ciclo de Calvin • Os açúcares resultantes destas reações, como a glicose, vão ser utilizados pelos organismos fotossintéticos para a produção de diferentes compostos orgânicos, como a celulose ou o amido. • O ciclo de Calvin compreende três etapas, ilustradas na figura. Por cada molécula de glicose produzida, o ciclo tem de ocorrer seis vezes.

Fase química

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Esquema geral da fotossíntese

Fase química

Fase fotoquímica

CO2

Ciclode Calvin

Glicose

O2

H2O

• As moléculas produzidas na fase fotoquímica – NADPH e ATP – são utilizadas durante a fase química, reduzindo o CO2 a glícidos, como a glicose.
• A partir dos glícidos, as células vegetais produzem outros tipos de compostos orgânicos.
• O oxigénio resultante da fotólise da água é libertado para o exterior da planta.

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