Fotossíntese, Notas de estudo de Engenharia Agrícola

Baixe Fotossíntese e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Agrícola, somente na Docsity! Universidade Federal Rural de Pernambuco Curso: Engenharia Agrícola e Ambiental Disciplina: Bioquímica Vegetal Turma: EAA-1 Professor: Egídio Bezerra Neto Revisão de literatura Fotossíntese Aluna: Anneliese Lúcia Março de 2010. Objetivo A fotossíntese é o processo através do qual as plantas, seres autotróficos (seres que produzem seu próprio alimento) e alguns outros organismos transformam energia luminosa em energia química processando o dióxido de carbono e outros compostos(CO2), água (H2O) e minerais em compostos orgânicos e produzindo oxigênio gasoso (O2). A fotossíntese inicia a maior parte das cadeias alimentares na Terra. Sem ela, os animais e muitos outros seres heterotróficos seriam incapazes de sobreviver porque a base da sua alimentação estará sempre nas substâncias orgânicas proporcionadas pelas plantas verdes. Metodologia A estrutura dos cloroplastos Os cloroplastos são locais de síntese da matéria orgânica durante a fotossíntese. Há cerca de 50 cloroplastos por célula, cada um possui envoltório formado por duas capas membranosas de constituição química lipoprotéica. A membrana interna é pregueada e origina uma rede que se estende para o interior do cloroplasto, formando um sistema de lamelas. De intervalo em intervalo em certos pontos das lamelas, surgem bolsinhas em forma de moedas conhecidas como tilacóides, que são locais em que se situam os pigmentos responsáveis pela captação da energia solar. Os tilacóides costumam aparecer empilhados, formando o conjunto de granum. Já o espaço entre as lamelas é preenchido por um material conhecido como estroma, o qual fica as enzimas necessárias para a realização das reações químicas. Nas macroalgas os cloroplastos podem variar de forma e tamanho e a disposição dos tilacóides no seu interior, varia de acordo com o grupo de macroalgas. Nas algas vermelhas, os tilacóides estão dispostos individualmente e paralelamente distando entre si aproximadamente 20 nm. Nas feofíceas os cloroplastos são envoltos por uma membrana do retículo As vantagens dos metabolismos CAM e C4 sobre o C3 são: alta taxa fotossintética (dificilmente atinge-se a saturação da fotossíntese), ausência de fotorrespiração, alta eficiência na utilização da água, alta tolerância salina e baixo ponto de compensação para o CO2. A desvantagem é o alto custo energético e o conseqüente menor rendimento quântico de fixação de CO2. Além disso, com exceção do abacaxi, as plantas de metabolismo CAM, ao contrário das de metabolismo C3, não são muito produtivas em termos de biomassa. Os vegetais de metabolismo C4 são altamente produtivos. • Reações fotoquímicas Também chamada de fase clara caracterizadas consiste na incidência da luz solar sob a clorofila A, caracterizam-se pela absorção da luz solar pelas plantas resultando na formação dos compostos reduzidos NADPH e ATP. Elétrons são liberados e recebidos pela plastoquinona (aceptor primário de elétrons). Estes elétrons passam por uma cadeia transportadora liberando energia utilizada na produção de ATP (adenosina tri-fosfato). Os elétrons com menos energia entram na molécula de clorofila A repondo os liberados pela ação da luz. A molécula de clorofila absorve energia luminosa. Esta energia é acumulada em elétrons que, por este fato, escapam da molécula sendo recolhidos por substâncias transportadoras de elétrons. A partir daí, estes irão realizar a fotofosforilação, que, dependendo da substância transportadora, poderá ser cíclica ou acíclica. Em todos os dois processos, os elétrons cedem energia, que é utilizada para a síntese de ATP através de fosforilação. A fotofosforilação é dividada em dois processos, o primeiro é a cíclica, ocorre nos cloroplastos. Os fótons de luz são absorvidos pela clorofila A, e cada um dos seus elétrons recebe um fóton de luz, aumentando a quantidade de energias. Com toda essa energia recebida, os elétrons ficam agitados e passam a se mover com freqüência, até que eles saem da clorofila e são captados pelos transportadores de elétrons (ferrodoxina e citocromos). Neste momento ocorre a liberação de energias. Tal energia será usada na formação da molécula de ATP. Este processo é cíclico por que, após liberarem a energia, os elétrons recuperam o seu estado normal, e regressam para a clorofila A. Fazem parte da fotofosforilação acíclica dos dois tipos de clorofila, sendo chamadas de clorofila A e clorofila B. Os fótons de luz são absorvidos pela clorofila B, aumentando a quantidade de energia de seus elétrons. Os elétrons ficam agitados e passam a se mover com freqüência, até que eles saem da clorofila e são captados pelos transportadores plastoquinona e citocromos. Neste momento ocorre a liberação de energias, que é usada na formação da molécula de ATP. Os elétrons não voltam para a clorofila B, eles vão até a clorofila A (por isso o nome acíclica), onde há a ferrodoxina, que transporta os elétrons para o NADP, deixando a cromatina B privada dos mesmos. Porém, durante o processo da fotólise da água, a cromatina B recupera os elétrons • Reações bioquímicas Também chamada de fase escura ocorrem tanto em ambiente de luz quanto no escuro, não requerendo necessariamente a presença da luz. Nessa fase o ATP e o NADPH são utilizados para a síntese de carboidratos, como o açúcar. É nesta fase que se forma a glicose, pela reação inicial entre o gás carbônico atmosférico e um composto de 5 carbonos, a ribulose difosfato (RDP), que funciona como suporte para a incorporação do CO2. Equação geral da fotossíntese O glicídio formado na fotossíntese é 3-fosfato gliceraldeído (PGAL), que possui três átomos de carbono na molécula . Ele é em seguida transformado diretamente em amido ( um polissacarídio) ou em sacarose ( um dissacarídio ). Assim a equação simplificada do processo é a formação de glicose: 6H2O + 6CO2 → 6O2 +C6H12O6. Já a equação não simplificada do processo é: 12H2O + 6CO2 → 6O2 +C6H12O6 + 6H2O. Os Fatores Limitantes da Fotossíntese Os fatores que influenciam a fotossíntese podem ser externos e internos ao organismo. Como fatores internos podem ser citados as estruturas das folhas e dos cloroplastos, o teor de pigmentos, o acúmulo de produtos da fotossíntese no interior do cloroplasto, a concentração de enzimas e a presença de nutrientes. Como fatores externos podem ser citados a luz, a temperatura, a salinidade, o grau de hidratação e a pressão parcial de CO2. A compreensão, de como cada um destes fatores e seus efeitos sinérgicos afetam a fotossíntese, torna-se mandatória quando almeja-se minimizar os seus efeitos adversos, a fim de se obter uma maior produtividade. Ciclo de conversão de energia na biosfera A celulose é um dos produtos da fotossíntese que constitui a maior parte da madeira seca. Quando a lenha é queimada, a celulose é convertida em CO2 e água com o desprendimento da energia armazenada em sua estrutura. Assim como na respiração, a queima de combustíveis libera a energia armazenada para ser convertida em formas de energia útil; por exemplo, quando queimamos álcool nos nossos automóveis, estamos convertendo a energia química em energia cinética. Além do álcool que é muito utilizado no Brasil como combustível, no norte do país o bagaço de cana é largamente empregado para gerar energia nas usinas de beneficiamento da cana de açúcar. O petróleo, o carvão e o gás natural são exemplos de combustíveis que tiveram a sua origem na fotossíntese. Portanto, muitas das nossas necessidades energéticas provêm da fotossíntese e a sua compreensão pode levar a uma maior produtividade dessas formas de energia. Fatores que afetam a fotossíntese A fotossíntese é afetada por vários fatores, tais como a intensidade luminosa, a temperatura e a concentração de gás carbônico no ar. Por exemplo: em uma planta mantida em um ambiente com temperatura e concentração de CO2 constantes, a quantidade de fotossíntese realizada passa a depender exclusivamente da luminosidade. Fotossíntese e o Alimento Todas as nossas necessidades energéticas nos são fornecidas pelos vegetais, seja diretamente, ou através dos animais herbívoros. Os vegetais por sua vez, obtêm a energia para sintetizar os alimentos via fotossíntese. Embora as plantas retirem do solo e do ar a matéria-prima necessária para a fotossíntese, a energia necessária para a realização do processo é fornecida pela luz solar. Considerações Finais A importância da fotossíntese para a vida na Terra é enorme. A fotossíntese é o principal processo de transformação de energia na biosfera. Ao alimentarmo-nos, parte das substâncias orgânicas, produzidas graças à fotossíntese, entram na nossa constituição celular, enquanto outras (os nutrientes energéticos) fornecem a energia necessária às nossas funções vitais, como o crescimento e a reprodução. Além do mais, ela nos fornece oxigênio para a respiração.