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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.

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Espectro de absorção de alguns pigmentos.

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A luz captada pelos seres fotossíntéticos (para fazer a fotossíntese) corresponde a porção de luz visível no espectro electromagnético (ou seja, ondas entre 380nm até 760nm).
Os diferentes pigmentos dos seres fotossíntéticos possuem estruturas diferentes, com capacidade de absorver luz com diferentes comprimentos de onda.
Contudo, os vários comprimentos de onda da luz do sol não são usados igualmente.
A maioria dos organismos fotossintéticos tem uma variedade de pigmentos diferentes, então eles podem absorver energia de uma faixa ampla de comprimentos de luz.

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oxidação da água- fotólise da água (ocorre no interior do tilacóide)

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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.

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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).

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A clorofila a e b, os carotenos e as xantofilas são os principais pigmentos presentes nas células da planta. No entanto, noutros organismos fotossintéticos é possível encontrar outros tipos de pigmentos.

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 redução da molécula aceitadoras de Hidrogénio  NADP(ocorre no estroma)

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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.

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Na grande maioria dos seres fotossintéticos a fotossíntese ocorre em estruturas denominadas de cloroplastos, estas sendo encontradas nas células das folhas.
Nestes cloroplastos, energia proveniente do sol é absorvida pelos pigmentos fotossíntéticos nos cloroplastos, sendo convertida em energia química que será armazenada em compostos orgânicos.

Cloroplastos no microscópio: https://youtu.be/SCg9Hnm4kPA

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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.

3 Fases do Ciclo de Calvin:
1-Fixação do Carbono
2-Produção de compostos orgânicos
3-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 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.

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15/04/2020 BIOLOGIA-GEOLOGIA 10ºA

Escola Básica e Secundária de Campo
Fotossíntese: observação de cloroplastos
Bruno Santos, nº3; Catarina Martins, nº4; Maria Magalhães, nº | Geologia-Biologia | 15-04-

Índice

I ntrodução

Atividade nº1: Observação de cloroplastos na planta Élodea

Material:...........................................................................................................................

Procedimento:

Resultados:

Interpretação

Conclusão

Bibliografia/Webgrafia.......................................................................................................

Figura 3: Estrutura do Cloroplasto.
A fotossíntese é um processo complexo de reações químicas que se pode representar através da equação:

6 CO2 + 12 H2O + energia (luz) C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O

O oxigénio que se liberta para a atmosfera, durante a fotossíntese, provém da H2O e, o O2 da glicose (matéria orgânica formada) provém do CO2.

Os cloroplastos são as estruturas envolvidas na captação de energia luminosa (fotões) e estes são limitados por duas membranas; a membrana interna dá origem a um conjunto de unidades achatadas, denominadas de tilacóides e também, nesta mesma membrana interna, na bicamada fosfolipídica, encontram-se dispersos pigmentos fotossintéticos nomeadamente a clorofila. Um conjunto de tilacóides sobrepostos origina um

granum. Os tilacóides de um granum podem se ligar aos de outro granum, formando uma rede de membranas complexa denominada por intergrana. Os conjuntos de granum formam o grana e o fluído onde este se encontra suspenso é o estroma.

Quando as moléculas de clorofila absorvem luz podem ceder eletrões a outra molécula (através de uma corrente de eletrões, podemos associar esta corrente à síntese de ATP), que fica reduzida. Já as moléculas que os perdem ficam oxidadas. A este processo dá-se o nome de reações oxidação-redução.

A fotossíntese compreende-se em duas fases: fase fotoquímica (dependente da luz) e a fase química ( não depende da luz). E resumidamente:

Na fase fotoquímica ocorrem as seguintes reações (nos tilacóides):

Esta membrana constituída por tilacóides é impermeável ao H+, assim sendo, o mesmo só a atravessa por transporte mediado;

Ocorre conversão de energia luminosa, através dum fluxo de fotões, em energia química (ATP);

Fosforilação (adição de um grupo fosfato a uma molécula) de ADP, formando ATP:

ADP + Pi (fosfato inorgânico) + energia ATP + H2O

Fotólise da H20 (desdobramento da molécula em H e O na presença de luz):

H2O 2H+ + 2e- + (O2÷ 2)

Clorofila

Redução de NADP+ em NADPH (moléculas transportadoras de hidrogénio) por ação do H libertado durante a fotólise da água:

NADP+ + 2e- + 2H+ NADPH + H+

Na fase química (ou ciclo de Calvin/ de carbono) dá-se um conjunto de reações que não dependem diretamente da luz (no estroma):

Fixação do CO2 pela RuDP (ribulose disfosfato) que é uma molécula com 5 carbonos aceitadora de CO2;

Regeneração da RuDP:

6CO2 + 12NADPH + 18ATP C6H12O

12NADPH+ + 12H + 18ADP + 18Pi

Para se formar uma molécula de glicose são necessárias 6 moléculas de CO2 ( ciclos).

Alguns seres autotróficos (produzem a sua própria matéria orgânica a partir de matéria mineral) em vez de utilizarem energia luminosa, utilizam energia proveniente de compostos químicos (oxidações de substâncias inorgânicas como o ferro e o enxofre). A este processo dá-se o nome de quimiossíntese.

Apesar das fontes energéticas serem diferentes, há certos aspetos que se podem comparar entre a fotossíntese e a quimiossíntese, como por exemplo:
Figura 4 - Fase fotoquímica da fotossíntese. Figura 5- Fase química da fotossíntese.
Atividade nº1: Observação de cloroplastos na planta Élodea

Material:...........................................................................................................................

✓ Lápis com borracha ✓ Conta gotas ✓ Pinça ✓ Láminas ✓ Lâmelas ✓ Água ✓ Planta Élodea ✓ Recipiente

Procedimento:

1. Retirar, com a pinça, apenas uma folha da planta Élodea, e colocar na lámina.

2. Colocar, com o conta-gotas, uma gota de água em cima da lámina com a folha.

3. Cobrir com a lâmela e, com o lápis com borracha, dar pequenos toques para remover bolhas de ar.

4. Observar ao microscópio, começando pela objetiva com menor ampliação.

5. Registar as observações.

Resultados:

Figura 6: Observação de cloroplastos nas folhas da planta Élodea, com 400x de ampliação.

Figura 5: Observação de cloroplastos nas folhas da planta Élodea, com 100x de ampliação.

Figura 7: Observação de cloroplastos nas folhas da planta Élodea, com 1000x de ampliação.

Membrana celular

Parede celular

Cloroplastos

Conclusão

Nesta atividade, conseguimos alcançar os objetivos propostos. Foi possível observar diversos constituintes celulares, tais como a parede celular, a membrana celular e, mais importante, os cloroplastos.

Apesar de ter sido uma atividade teórico -prática, devido à pandemia que atualmente estamos a sofrer, através dos videos conseguimos visualizar a atividade e conclui-la com sucesso.

Acreditamos que atividade ajudou-nos a aprofundar e a relembrar conceitos vistos nas aulas anteriores sobre a fotossíntese e o funcionamento dos cloroplastos.

Bibliografia/Webgrafia

OSÓRIO, MATIAS; MARTINS, PEDRO, Biologia 10, 1ª edição, Areal, Porto, 2020

fiocruz/ioc/media/comciencia_02.pdf

ead.hemocentro.fmrp.usp/joomla/index.php/publicacoes/ciencia-em- foco/210-elodea-alga-nao-planta-aquatica

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Atividade laboratorial- fotossíntese 10 ano - 15/04/2020 BIOLOGIA-GEOLOGIA 10ºA Escola Básica e - StuDocu

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Travel Deep Inside a Leaf - Annotated Version | California Academy of Sciences