1-Obtenção de energia
1.2. Obtenção de matéria pelos seres autotróficos
1.2.1.Fotossíntese
Os seres autotróficos, são produtores, pois produzem a matéria orgânica essencial aos seres heterotróficos que dependem diretamente (herbívoros) ou indiretamente (carnívoros e omnívoros). São fundamentais para o equilíbrio da biosfera, mas também necessitam da geosfera e da hidrosfera para sobreviverem (água e sais minerais).
FOTOSSISTEMAS
É nas membranas dos tilacóides que existem os pigmentos fotossintéticos
agrupadas em FOTOSSISTEMAS. A energia é transferida de molécula para molécula
até chegar à clorofila a. A clorofila fica excitada e perde um eletrão que é
transferido para uma molécula aceitadora de eletrões (proteína), esta energia
será depois utilizada em reações químicas (energia luminosa transformada em
energia química).
Existem, conhecidos, dois tipos de fotossistemas I e o II que atuam em conjunto. A molécula da clorofila do fotossistema II é especializada em absorver energia luminosa com um comprimento de onda de 680 nm e a do fotossistema I em energia com comprimento de onda de 700nm. A designação I e II tem apenas a ver com altura em que foram descobertas.
Genericamente a fotossíntese pode-se traduzir por esta equação:
6 CO2 + 6 H2O --------> C6H12O6 + 6 O2
Há produção de oxigénio proveniente da água e de glicose do dióxido de carbono.
A fotossíntese compreende dois processos complementares:
-a fase fotoquímica (reações que dependem da luz),
-e a fase química (não depende diretamente da luz).
FASE FOTOQUÍMICA
1-A luz solar incide nas folhas e é absorvida pela clorofila, presente no cloroplasto na membrana interna, no tilacoide, constituindo a fonte energética inicial. A clorofila do fotossistema II fica excitada e perde eletrões que vão reagir com a molécula de água, oxidando-a e originando a libertação do oxigénio, protões e eletrões. Os eletrões vão fluir para uma cadeia de acetores que existem na membrana do tilacoide e que serão transportados até ao fotossistema I. Os protões de hidrogénio deslocam-se para o interior do tilacóide.
Os eletrões que a clorofila perdeu acabam por ser repostos pela fotólise da água.
oxidação da água- fotólise da água (ocorre no interior do tilacóide)
2-O fluxo de eletrões liberta energia para transformar várias moléculas ADP em ATP. Os protões que foram encaminhados para o interior do tilacóide vão ser utilizados para a fosforilação do ADP que irá ocorrer no estroma (exterior do tilacóide).
fosforilação do ADP (ocorre no estroma)
3- O Fotossistema I após captar a energia luminosa, reencaminha os eletrões para o estroma e em conjunto com os protões, vão ser cedidos a uma molécula chamada de NADP(+) (Nicotinamina adenina dinocleótido fosfato), reduzindo-a e transformando-a em NADPH (molécula transportadora de eletrões e hidrogénios), molécula importante, tal como o ATP para a formação de compostos orgânicos.
redução da molécula aceitadoras de Hidrogénio NADP(ocorre no estroma)
fonte AREAL EDITORES
FASE QUÍMICA
Esta fase ocorre no estroma dos cloroplastos
e é nela que se forma a glicose, pela
reação inicial entre o dióxido de carbono atmosférico e a ribulose difosfato (RDP),
um composto com cinco carbonos, que funciona para a incorporação do CO2.
Nesta fase ocorre uma série de reações químicas que necessitam de ATP e NADPH
formados na fase anterior. Estas reações ocorrem por ação de enzimas que
dependem da presença de luz e da temperatura. O dióxido de carbono desde que
entra na planta sofre uma sequência de reações até à formação de matéria
orgânica.
Em 1950 um grupo de cientistas da Universidade da Califórnia, liderado por
Melvin Clavin, utilizando uma série de compostos marcados radioactivamente
conseguiam estudar a sequência de reações, permitindo conhecer as moléculas
intervenientes na formação de glicose, e o papel do ATP e NADPH na síntese de
matéria orgânica. Esta sequência está expressa no Ciclo de Calvin, homenagem ao
cientista.
Ciclo de Calvin é constituído por 3 fases:
1ª Fixação do Carbono
2ª Produção de compostos orgânicos
3ª Regeneração do aceitador
O CO2 combina-se com a ribulose difosfato (RuBP) que origina um composto com 6 carbonos instáveis.
Este composto instável dá origem imediatamente a 2 moléculas de com 3 carbonos cada uma, o ácido fosfoglicérico (PGA).
O ATP atua nestas 2 moléculas e estas são reduzidas pelo NDPH, formando o aldeído fosfoglicérico (PGAL).
Por cada 12 PGAL, 10 são utilizadas para regenerar o RuBP e 2 são para sintetizar compostos orgânicos.
Para se formar uma molécula de glicose é necessário que o ciclo ocorra 6 vezes gastando-se:
- 6 moléculas de CO2;
-18 moléculas de ATP;
-12 de NADPH.
O aldeído fosfoglicérido é utilizado não só para a formação da glicose mas também de outros compostos orgânicos : aminoácidos, glicerol e ácidos gordos.
Os seres quimioautotróficos (grupo de bactérias sulfurosas, nitrificantes e ferrosas), são os protagonistas deste processo. Sintetizam matéria orgânica a partir da oxidação de compostos inorgânicos.
Utilizam a energia proveniente da oxidação na formação de ATP, protões H+ e eletrões, para fixar o dióxido de carbono e sintetizar a matéria orgânica. Os compostos são: amoníaco (NH3), dióxido de carbono (CO2) ou Sulfureto de Hidrogénio (H2S).
Nas fumarolas negras, fontes hidrotermais que se localizam a grandes profundidades no fundo oceânico, onde a luz solar não penetra, a existência destas bactérias sulfurosas produtoras de matéria orgânica, são a base a cadeia alimentar do local.
Distinguem-se 2 fases:
1- Dá-se oxidação dos compostos, formam-se eletrões e protões que são transportado numa cadeia para produzir ATP e NADPH, através da redução do NADP(+).
2- Produção de compostos orgânicos a partir do dióxido de carbono, do ATP e do poder redutor de NADPH.
fonte Areal Editores
