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TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA E MATÉRIA. Um ecossistema mantém-se através do fluxo de energia e dos ciclos biogeoquímicos. O fluxo de energia e a reciclagem.

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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 O sol emite por dia 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. FLUXO DE ENERGIA

5 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. FLUXO DE ENERGIA

6 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. FOTOSSÍNTESE

7 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. FOTOSSÍNTESE

8 Teoria da endossimbiose FOTOSSÍNTESE

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

10 Pode se dividir em duas etapas: 1) Etapa fotoquímica (fase clara) 2) Etapa química (fase escura) FOTOSSÍNTESE

11 A clorofila é um pigmento que reage a luz FOTOSSÍNTESE

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13 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. FOTOSSÍNTESE – etapa fotoquímica

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15 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. FOTOSSÍNTESE – etapa fotoquímica

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

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

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

19 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. FOTOSSÍNTESE – etapa fotoquímica

20 Fluxo não cíclico de elétrons FOTOSSÍNTESE – etapa fotoquímica

21 Fluxo não cíclico de elétrons FOTOSSÍNTESE – etapa fotoquímica

22 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. Fornece elétrons excitados para a redução do NADP + ; Recebe elétrons provenientes do FS II (aceptor final) repondo os elétrons perdidos nos centros de reação. FOTOSSÍNTESE – etapa fotoquímica

23 Fotofosforilação FOTOSSÍNTESE – etapa fotoquímica

24 Balanço da etapa fotoquímica Produção de ATP Produção de NADPH Liberação de O 2 FOTOSSÍNTESE – etapa fotoquímica

25 Ciclo de Calvin FOTOSSÍNTESE – etapa química

26 Ciclo de Calvin FOTOSSÍNTESE – etapa química

27 Regeneração da ribulose FOTOSSÍNTESE – etapa química

28 Regeneração da ribulose FOTOSSÍNTESE – etapa química

29 Regeneração da ribulose FOTOSSÍNTESE – etapa química

30 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. FOTOSSÍNTESE – etapa química

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

32 Células do mesófilo tem uma estrutura especial, estrutura de Kranz onde ocorre a fixação do CO 2 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 CO 2. Organismos C4

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

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35 Abrem os estômatos à noite para evitar a intensa perda de água durante o dia. Armazenam CO 2 em diversos ácidos orgânicos (metabolismo do ácido crasuláceo). Organismos CAM

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