Obtenção de matéria pelos seres autotróficos FOTOSSÍNTESE: EXPERIÊNCIAS

Como é que os seres vivos fotossintéticos, obtém a matéria orgânica? O que significa dizer que “fabricam o seu próprio alimento”? +

Equação geral da fotossíntese: (início do séc. XX) Como é que os seres vivos fotossintéticos, obtém a matéria orgânica? O H O C O O H + + + oxigénio dióxido de carbono glicose água água Equação geral da fotossíntese: (início do séc. XX) CLOROFILAS 12 H2O + 6 CO2 C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O LUZ

Que seres vivos realizam a fotossíntese como forma de nutrição autotrófica? PLANTAS: ALGAS: ALGUMAS BACTÉRIAS: Cianobactérias “algas azuis” unicelulares FITOPLÂNCTON: pluricelulares

Onde decorre a fotossíntese? Com os pigmentos fotossintéticos

História da Ciência 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.

Experiências que permitiram compreender melhor a fotossíntese Séc. XVII – Van Helmont Regada com água da chuva Plântula 2,25 Kg Árvore 76,1 Kg Solo 90 Kg de peso seco Solo 89,9 Kg de peso seco 5 anos - 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. Propõe uma investigação para refutar as conclusões tiradas.

Experiências que permitiram compreender melhor a fotossíntese Séc XVIII – Joseph Priestley Rato sobrevive CONCLUSÃO: As plantas renovam o ar.

Experiências que permitiram compreender melhor a fotossíntese Jan Ingenhousz (séc XVIII) – Identificou o gás libertado: O2

Experiências que permitiram compreender melhor a fotossíntese Comparando: CO2 + 2 H2S CH2O + H2O + 2 S (Bactérias sulfurosas) CO2 + 2 H2O CH2O + H2O + O2 (Plantas) Van Niel 1930 Estudou bactérias sulfurosas Produzem glicose Utilizam na fotossíntese H2S e não H2O Precisam de luz Libertam S (enxofre) Vivem em meios sem O2 Qual será então a origem do O2 libertado pelas plantas? Tem origem na água e não no CO2. Como comprovar experimentalmente?

Experiências que permitiram compreender melhor a fotossíntese 1940 – Rubem e Hamen Algas verdes Chlorella Colocadas em H2O, em que O é radioactivo (18O) Iluminaram-se O O2 libertado da fotossíntese é 18O2 O oxigénio da glicose não é o radioactivo Qual será então a origem do O2 libertado pelas plantas? Tem origem na água e não no CO2. Propõe uma experiência para refutar a hipótese do O2 ter origem na H2O.

Experiências que permitiram compreender melhor a fotossíntese 1940 - Rubem e Hamen 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

Experiências que permitiram compreender melhor a fotossíntese 1951 – Gaffron Algas iluminadas Meio com CO2 radioactivo (14CO2) Iluminação seguida de obscuridade O que acontece à incorporação de CO2 pelas algas? RESULTADO: O CO2 continua a ser absorvido CONCLUSÃO: Na fotossíntese há reacções que não dependem directamente da luz

Década de 50: Experiências de Calvin Experiências que permitiram compreender melhor a fotossíntese Década de 50: Experiências de Calvin Identificou os compostos com o C radioactivo, após: Algas 1 segundo 6 segundos 16 segundos 26 segundos Descobrindo assim o primeiro composto que incorpora o C proveniente do CO2; o segundo; o terceiro; o quarto: Descobriu as Reacções químicas do Ciclo de Calvin.

Que pigmentos fotossintéticos existem numa solução de clorofila bruta? Macerar as folhas num almofariz, com acetona ou etanol Verter o filtrado e colocar o papel de filtro Filtrar para obter a solução de pigmentos fotossintéticos Resultado: Cromatografia dos diferentes pigmentos fotossintéticos: Sucessivamente: Clorofila a, Clorofila b, Xantofilas e Carotenos

Experiência do amido Qual a relação existente entre a presença de luz e a formação de amido? Elabora um protocolo experimental que permita responder ao objectivo colocado.

Como captam os pigmentos fotossintéticos a energia luminosa? Quais são as radiações do espectro solar?

Que acontece à luz solar que incide nas folhas? Radiação incidente Radiação reflectida Radiação absorvida Radiação transmitida

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

Experiência de Engelmann 1882 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 Aeróbias: precisam de O2 para respirarem

Experiência de Engelmann RESULTADO: Bactérias aglomeradas em volta do filamento, em zonas que recebem radiação azul-violeta e vermelho alaranjado. CONCLUSÃO: Mais bactérias Mais Oxigénio Maior intensidade fotossintética Radiações azul-violeta e vermelho-laranja são as mais eficazes para a fotossíntese

Qual é a relação entre as radiações do espectro de absorção e a eficiência da fotossíntese? Se colocarmos plantas num quarto iluminado somente com luz verde, elas morrem.