Fotossíntese Biologia Tema: Fotossíntese 982984198.

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1 Fotossíntese Biologia Tema: Fotossíntese

2 Fotossíntese Conceito:
Os fotossintetizadores Propriedades da luz Clorofila e Pigmentos acessórios Visão global Etapa Fotoquímica Etapa Enzimática Fatores Limitantes Dicas Quimioautotróficos Quimiossíntese Questões Conceito: Fotossíntese é o processo de síntese de moléculas orgânicas na presença de luz. “Todos os organismos fotossintetizantes são autotróficos, mas nem todos os autotróficos são fotossintetizantes.” luz

3 Fotossíntese Quais organismos realizam fotossíntese? Plantas Algas
Conceito Os fotossintetizadores Propriedades da luz Clorofila e Pigmentos acessórios Visão global Etapa Fotoquímica Etapa Enzimática Fatores Limitantes Dicas Quimioautotróficos Quimiossíntese Questões Quais organismos realizam fotossíntese? Plantas Algas Cianobactérias

4 Fotossíntese As propriedades da luz
Conceito Os fotossintetizadores Propriedades da luz Clorofila e Pigmentos acessórios Visão global Etapa Fotoquímica Etapa Enzimática Fatores Limitantes Dicas Quimioautotróficos Quimiossíntese Questões As propriedades da luz Luz: Radiação eletromagnética que se propaga em ondas. A luz transporta “pacotes” de energia denominados Fótons. A luz visível corresponde a uma pequena parte do espectro eletromagnético (400 a 700 nm) – luz violeta até vermelha. A energia contida em cada fóton é inversamente proporcional ao comprimento de onda.

5 Fotossíntese Conceito Os fotossintetizadores Propriedades da luz
Clorofila e Pigmentos acessórios Visão global Etapa Fotoquímica Etapa Enzimática Fatores Limitantes Dicas Quimioautotróficos Quimiossíntese Questões

6 Fotossíntese A clorofila e os pigmentos acessórios
Conceito Os fotossintetizadores Propriedades da luz Clorofila e Pigmentos acessórios Visão global Etapa Fotoquímica Etapa Enzimática Fatores Limitantes Dicas Quimioautotróficos Quimiossíntese Questões A clorofila e os pigmentos acessórios Clorofila: Anel complexo com um átomo de Magnésio no centro e uma cadeia carbônica hidrofóbica. Função: Absorção de energia luminosa Dois tipos: Clorofila a (3/4) Clorofila b (1/4) Absorvem luz azul e vermelha preferencialmente Cauda hidrofóbica

7 Fotossíntese A clorofila e os pigmentos acessórios Conceito
Os fotossintetizadores Propriedades da luz Clorofila e Pigmentos acessórios Visão global Etapa Fotoquímica Etapa Enzimática Fatores Limitantes Dicas Quimioautotróficos Quimiossíntese Questões A clorofila e os pigmentos acessórios

8 Fotossíntese A clorofila e os pigmentos acessórios
Conceito Os fotossintetizadores Propriedades da luz Clorofila e Pigmentos acessórios Visão global Etapa Fotoquímica Etapa Enzimática Fatores Limitantes Dicas Quimioautotróficos Quimiossíntese Questões A clorofila e os pigmentos acessórios Pigmentos acessórios: Absorvem os fótons de comprimento de onda que a clorofila não consegue absorver. ß (beta) caroteno Ficoeritrina Ficocianina

9 Fotossíntese Célula clorofilada Folha Esquema da molécula de clorofila
Parede celular Célula clorofilada Folha Núcleo Vacúolo Cloroplasto Esquema da molécula de clorofila Tilacóide Membrana externa Granum Membrana interna Cloroplasto Complexo antena Tilacóide Membrana do tilacóide Granum Estroma DNA

10 Fotossíntese Célula clorofilada Folha Esquema da molécula de clorofila
Parede celular Célula clorofilada Folha Núcleo Vacúolo Cloroplasto Esquema da molécula de clorofila Tilacóide Membrana externa Granum Membrana interna Cloroplasto Complexo antena Tilacóide Membrana do tilacóide Granum Estroma DNA

11 Fotossíntese Visão global do processo fotossintético Conceito
Os fotossintetizadores Propriedades da luz Clorofila e Pigmentos acessórios Visão global Etapa Fotoquímica Etapa Enzimática Fatores Limitantes Dicas Quimioautotróficos Quimiossíntese Questões Visão global do processo fotossintético

12 Fotossíntese Conceito Os fotossintetizadores Propriedades da luz Clorofila e Pigmentos acessórios Visão global Etapa Fotoquímica Etapa Enzimática Fatores Limitantes Dicas Quimioautotróficos Quimiossíntese Questões Etapa Fotoquímica “Fase clara” – (Produção de ATP e NADPH2)

13 Fotossíntese Luz Etapa Enzimática – “Fase Escura”
Conceito Os fotossintetizadores Propriedades da luz Clorofila e Pigmentos acessórios Visão global Etapa Fotoquímica Etapa Enzimática Fatores Limitantes Dicas Quimioautotróficos Quimiossíntese Questões Etapa Enzimática – “Fase Escura” Produção de açúcares a partir de CO2 Local de ocorrência: Estroma do Cloroplasto Fase escura: Conceito errôneo! A fase enzimática ocorre também na presença de luz. A fase enzimática utiliza ATP e NADPH produzidos nos tilacóides durante as reações luminosas (Etapa fotoquímica) Luz Fase Enzimática (Estroma)

14 VISÃO GERAL DO PROCESSO FOTOSSINTÉTICO
FASE CLARA OU ETAPA FOTOQUÍMICA FASE ESCURA OU ETAPA QUÍMICA FOTÓLISE DA ÁGUA FOTOFOSFORILAÇÃO LAMELAS E GRANA LAMELAS E GRANA ESTROMA quebra da água na presença de luz – formação de NADPH2 CO2 se combina com H da água que são cedidos pelo NADPH2 + ATP PRODUÇÃO DE GLICOSE produção de ATP em presença de luz

15 Fotossíntese Etapa Enzimática – Ciclo de Calvin Dividido em 3 etapas
Conceito Os fotossintetizadores Propriedades da luz Clorofila e Pigmentos acessórios Visão global Etapa Fotoquímica Etapa Enzimática Fatores Limitantes Dicas Quimioautotróficos Quimiossíntese Questões Etapa Enzimática – Ciclo de Calvin Dividido em 3 etapas Fixação de CO2 Produção de Açúcares Regeneração da RuBP (Ribulose Bifosfato) Vídeo: Ciclo de Calvin Estroma

16 Fotossíntese Fatores limitantes da atividade fotossintética Conceito
Os fotossintetizadores Propriedades da luz Clorofila e Pigmentos acessórios Visão global Etapa Fotoquímica Etapa Enzimática Fatores Limitantes Dicas Quimioautotróficos Quimiossíntese Questões Fatores limitantes da atividade fotossintética Valor ótimo para atuação da Rubsico Saturação das enzimas rubisco Intensidade luminosa alta Desnaturação de enzimas Taxa relativa de fotossíntese Taxa relativa de fotossíntese 10˚ ˚ ˚ ˚ Concentração de CO2 Temperatura Ponto de compensação luminoso Ponto de saturação luminosa Saturação dos fotossistemas Taxa de fotossíntese Taxa relativa de fotossíntese Taxa de respiração Quantidade de CO2 consumida na fotossíntese Intensidade luminosa Intensidade Luminosa

17 Fotossíntese Dicas Importantes
Conceito Os fotossintetizadores Propriedades da luz Clorofila e Pigmentos acessórios Visão global Etapa Fotoquímica Etapa Enzimática Fatores Limitantes Dicas Quimioautotróficos Quimiossíntese Questões Dicas Importantes Numa prova dissertativa (aberta) utilize os vocabulários Etapa fotoquímica e Etapa Enzimática ao invés de fase clara e escura. Como foi visto o oxigênio liberado pelos organismos fotossintetizantes provém da água e não do CO2 Alguns autores consideram que a Etapa Enzimática só ocorre na presença de luz, haja vista que nessa etapa o ATP e o NADPH produzidos nos tilacóides durante as reações luminosas são necessários para a produção de carboidratos. A fotofosforilação cíclica envolve somente o Fotossistema I, além disso, há somente produção de ATP, dessa maneira, NADPH e O2 não são produzidos. Quando o organismo está com deficiência de ATP a Fotofosforilação cíclica é utilizada. Na fotofosforilação acíclica há produção de ATP e NADPH e os dois fotossistemas são participantes.

18 Fotossíntese bacteriana (Fotorredução)
Conceito Os fotossintetizadores Propriedades da luz Clorofila e Pigmentos acessórios Visão global Etapa Fotoquímica Etapa Enzimática Fatores Limitantes Dicas Quimioautotróficos Quimiossíntese Questões Bactérias Púrpuras do Enxofre (Sulfobactérias) Realizam um tipo de fotossíntese em que a substância doadora de elétrons não é a água, mas sim o gás sulfídrico (H2S). Neste processo há produção de enxofre e não gás oxigênio. São anaeróbias estritas pois o O2 inibe a produção de pigmentos fotossintéticos. Fonte de Carbono Fonte de energia Doador de elétrons CO2 Luz do sol H2S CO2 + 2 H2S + Luz  CH2O + 2 S + H2O

19 CO2 + H2O + Energia → Compostos Orgânicos + O2
Quimiossíntese Conceito Os fotossintetizadores Propriedades da luz Clorofila e Pigmentos acessórios Visão global Etapa Fotoquímica Etapa Enzimática Fatores Limitantes Dicas Quimioautotróficos Quimiossíntese Questões Bactérias quimioautotróficas Realizam oxidação de compostos inorgânicos como fonte de energia para a síntese de substâncias orgânicas a partir do CO2 Nitrosomonas sp. _ 2NH3 + 3O2  2NO2 + 2H2O + 2 H+ + Energia Nitrobacter sp. _ _ 2NO2 + O2  2NO3 + Energia + Energia CO2 + H2O + Energia → Compostos Orgânicos + O2

20 Exercícios Resposta: D

21 20. (UFMG) Observe o gráfico:
a) Por que as bactérias se concentram ao redor da alga? b) Por que deve ser esperada uma maior concentração de bactérias ao redor da Spirogyra quando ela for submetida à luz azul? c) Que variável poderia ser introduzida no experimento, favorecendo uma maior concentração de bactérias ao redor da Spirogyra quando submetida à luz vermelha? Justifique. "Em um experimento verificou-se que a concentração de bactérias aeróbicas heterótrofas ao redor de um filamento de uma alga Spirogyra, exposta à luz vermelha, era maior que a concentração ao redor da mesma alga quando exposto à luz verde." Tendo como dados o gráfico, os resultados do experimentos e seus conhecimentos, explique: Resposta: D Por ser aeróbica, necessita de O2 liberado pelas algas. A taxa de fotossíntese em luz azul é maior, conseqüentemente haverá maior concentração de O2 Aumentar ligeiramente a temperatura ou a intensidade de luz. Em ambos os casos, a velocidade da fotossíntese aumentaria.

22 Exercícios (FEI-SP) Com relação à fotossíntese, qual a interpretação que se pode dar ao gráfico ao lado? O gráfico mostra como a velocidade da fotossíntese varia em função da luz. Na ausência de luz não há fotossíntese; à medida que a intensidade de luz aumenta, a fotossíntese também aumenta. Porém, a partir de uma determinada intensidade de luz, a velocidade da fotossíntese mantém-se praticamente constante.

23 Exercícios (FUVEST) Um fisiologista, trabalhando com uma montagem semelhante à da figura abaixo, posicionou a fonte luminosa a uma distância x do tubo de ensaio, atingindo o ponto de compensação fótico do vegetal. a) Como passa a comportar-se o marcador do sistema nessa situação? b) Aproximando-se a fonte luminosa da montagem, que gás passa a ser liberado no interior do tubo? Que processo metabólico é responsável pela produção desse gás? O marcador permanecerá na mesma posição Oxigênio – Fotossíntese

24 Exercícios Resposta: A

25 Quantidade de CO2 consumida na fotossíntese
Exercícios Ponto de compensação luminoso Ponto de saturação luminosa Resposta: c Quantidade de CO2 consumida na fotossíntese Intensidade Luminosa

26 Exercícios UFMG 2008 Resposta: C