TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA E MATÉRIA

Apresentação em tema: "TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA E MATÉRIA"— Transcrição da apresentação:

1 TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA E MATÉRIA

2 Um ecossistema mantém-se através do fluxo de energia e dos ciclos biogeoquímicos. O fluxo de energia e a reciclagem química estão relacionados pois ambos ocorrem por transferência de substâncias pelos diferentes níveis alimentares. A matéria é reciclada no ambiente: Proteína gás carbônico tecido vegetal

3 A energia não se recicla no ambiente: depende de um constante influxo de energia nova externa ao sistema (ex: o sol e fontes hidrotermais).

4 FLUXO DE ENERGIA O sol emite por dia 1022 Joules de energia o que equivale a 100 milhões de bombas atômicas. A maior parte é refletida ou absorvida pela atmosfera ou superfície da Terra.

5 FLUXO DE ENERGIA Só 1% da energia solar é convertida em energia química pela fotossíntese. Essa porcentagem é suficiente para gerar ~170 bilhões de toneladas de matéria orgânica anualmente no mundo todo.

6 FOTOSSÍNTESE A fotossíntese ocorre nos cloroplastos. Em algas há apenas um grande cloroplasto por célula e nos vegetais superiores pode haver de 30 a 50 cloroplastos por célula.

7 FOTOSSÍNTESE Os cloroplastos são organelas com DNA próprio que codifica algumas proteínas e com alguns ribossomos próprios. Há algumas evidências de que os cloroplastos evoluíram de seres unicelulares fotossintetizantes semelhantes a cianobactérias.

8 FOTOSSÍNTESE Teoria da endossimbiose

9 FOTOSSÍNTESE Tilacóide – ocorre todas as reações que dependem de luz.
Estroma – todas as outras reações.

10 FOTOSSÍNTESE Pode se dividir em duas etapas:
Etapa fotoquímica (fase clara) Etapa química (fase escura)

11 FOTOSSÍNTESE A clorofila é um pigmento que reage a luz

12 FOTOSSÍNTESE

13 FOTOSSÍNTESE – etapa fotoquímica
Os pigmentos estão organizados nas membranas dos tilacóides em conjuntos de moléculas (~300). Essas moléculas se agrupam em dois fotossistemas. Em cada fotossistema há uma única clorofila que inicia a reação – o centro de reação. Associadas ao centro de reação as 300 moléculas de clorofila formam o complexo antena.

14 FOTOSSÍNTESE – etapa fotoquímica

15 FOTOSSÍNTESE – etapa fotoquímica
A energia de um fóton de luz viaja pelo complexo antena, aleatoriamente, até encontrar o centro de reação. A clorofila do centro de reação tem um nível de energia um pouco menor servindo como uma “armadilha” para a energia absorvida pelos pigmentos.

16 FOTOSSÍNTESE – etapa fotoquímica
No fotossistema I – absorve luz menor que 700 nm. No fotossistema II – absorve luz menor que 680 nm.

17 FOTOSSÍNTESE – etapa fotoquímica
Fluxo cíclico de elétrons – somente o fotossistema I

18 FOTOSSÍNTESE – etapa fotoquímica
Fluxo cíclico de elétrons Elétron Aceptor primário Ferredoxina Fd Plastoquinona PQ Plastocianina Pc Citocromo bf P700

19 FOTOSSÍNTESE – etapa fotoquímica
Fluxo cíclico de elétrons O citocromo bf ao receber o elétron excitado dispende 2H+ para o lúmen do tilacóide. A passagem pela membrana gera ATP e a volta dos íons se dá por diferença de concentração.

20 FOTOSSÍNTESE – etapa fotoquímica
Fluxo não cíclico de elétrons

21 FOTOSSÍNTESE – etapa fotoquímica
Fluxo não cíclico de elétrons

22 FOTOSSÍNTESE – etapa fotoquímica
FS II (P680) Fornece elétrons para a cadeia transportadora de elétrons; Remove elétrons da água (fotólise da água óxi-redução ativada pela luz) repondo os elétrons perdidos nos centros de reação. FS I (P700) Fornece elétrons excitados para a redução do NADP+; Recebe elétrons provenientes do FS II (aceptor final) repondo os elétrons perdidos nos centros de reação.

23 FOTOSSÍNTESE – etapa fotoquímica
Fotofosforilação

24 FOTOSSÍNTESE – etapa fotoquímica
Balanço da etapa fotoquímica Produção de ATP Produção de NADPH Liberação de O2

25 FOTOSSÍNTESE – etapa química
Ciclo de Calvin

26 FOTOSSÍNTESE – etapa química
Ciclo de Calvin

27 FOTOSSÍNTESE – etapa química
Regeneração da ribulose

28 FOTOSSÍNTESE – etapa química
Regeneração da ribulose

29 FOTOSSÍNTESE – etapa química
Regeneração da ribulose

30 FOTOSSÍNTESE – etapa química
Ciclo de Calvin – balanço da etapa química Gasta-se 12 NADPH e 12 ATP para formar duas moléculas de gliceraldeído 3-P, que por sua vez pode formar uma molécula de glicose. A regeneração da 1,5 RuBP consome mais 6 ATP.

31 FOTORESPIRAÇÃO Gasta-se ATP sem necessidade.
Perde-se moléculas de Ribulose 1,5 bifosfato.

32 Organismos C4 Células do mesófilo tem uma estrutura especial, estrutura de Kranz onde ocorre a fixação do CO2 em oxaloacetato. Tem uma via a mais antes de entrar no ciclo que começa por um composto de 4 carbonos – o oxaloacetato que é convertido em piruvato e libera o CO2.

33 Atmosfera Câmbio Células da bainha – estrutura Kranz
Camada extra de cloroplastos

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35 Organismos CAM Abrem os estômatos à noite para evitar a intensa perda de água durante o dia. Armazenam CO2 em diversos ácidos orgânicos (metabolismo do ácido crasuláceo).

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