1-Obtenção de energia
1.2. Obtenção de matéria pelos seres autotróficos
ALGUNS CONCEITOS PARA COMPREENDER A FOTOSSINTESE: o ATP, o cloroplasto, a captação da energia luminosa e a experiência de Engelmann.
O ATP
A energia luminosa e a
química não são utilizadas diretamente pelas células, parte dessa energia é
transferida para um composto - o ATP - ADENOSINA TRIFOSFATO que é fonte de
energia que é utilizável pela célula.
As células não têm armazenadas grandes quantidades de ATP e a transferência de energia depende do ciclo ATP - ADP.
Na fotossíntese e na quimiossíntese a produção de ATP é fundamental para a formação dos compostos orgânicos.
Ciclo ATP - ADP - Dá-se a reação de hidrólise (ATP + água), sai um ião fosfato liberta-se energia (reação exoenergética) e o Trifosfato passa a Difosfato.
Para o Difosfato passar a Trifosfato têm-se de juntar o ião fosfato e liberta-se água, é o processo inverso, chama-se Fosforilação do ADP e a reação é endoenergética (necessita de energia).
CLOROPLASTO
Os cloroplastos é um organito existente nas plantas e algumas bactérias (cianobactéria). É no cloroplasto que se encontram os pigmentos que são fundamentais na fotossíntese (clorofia a e b).
Os cloroplastos para além da clorofila têm outros pigmentos, por exemplo os carotenos (laranja), mas em menor quantidade.
São
revestidos por duas membranas lipoproteicas, e têm no seu interior um complexo
membranoso formado por invaginações das membranas e formando pequenas bolsas
discoides achatadas e empilhadas, os tilacoides. Cada pilha de tilacoide
chama-se de
granum, o plural é grana. O Interior do cloroplasto é constituído
por um fluido, o estroma.
As moléculas de clorofila estão dispostas nas membranas dos tilacoies. A clorofila
é capaz de absorver energia luminosa e transformá-la em energia química.
Cada célula têm em média cera de 40 cloroplastos.
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Captação da energia luminosa
As reações termonucleares do Sol emitem grandes quantidades de energia radiante que constitui o espetro eletromagnético. Estas radiações propagam-se em ondas e a sua energia é avaliada pelo comprimento de onda.
De toda a energia que atinge a Terra, através dos fotões, apenas 42% atravessa a atmosfera.
Parte é filtrada na camada de ozono (comprimentos de onda curtos), outra parte é filtrada pela água e dióxido de carbono, existentes na atmosfera (comprimentos de onda longos), antes de chegarem à superfície terrestre.
Cada radiação é caraterizada pelo comprimento de onda e quanto maior for este comprimento de onda menor é a energia. Por esta razão, se observares a figura, vês que os raios UV e os raios X, são muito energéticos e, embora não visíveis, causam lesões nas células (queimaduras solares, melanomas...).
Os olhos humanos têm capacidade para detetar luz com comprimentos de onda entre os 380nm e os 750nm e esta faixa é conhecida como LUZ VISÍVEL ou BRANCA. Se esta luz passar por um prisma têm-se a decomposição do espetro da luz luz branca em radiações que vai do violeta ao vermelho.
Os pigmentos fotossintéticos são substâncias que captam a luz solar e iniciam todo o processo da fotossíntese.
A Clorofila absorve radiações de diferentes comportamentos de onda, mas não absorve os que correspondem à cor verde e como os reflete, apresentam essa cor.
Espetro da absorção dos pigmentos existentes nos cloroplastos
A experiência de Engelmann
Theodore Engelmann foi um botânico e microbiólogo alemão do século XIX que em 1882 elaborou uma experiência com uma alga filamentosa, a Spirogyra e com bactérias aeróbias (utilizam o oxigénio na respiração). O objetivo era relacionar os comprimentos de onda da luz com a eficácia da fotossíntese.
Colocou numa lâmina a Spirogyra e água com bactérias. Cobriu a preparação com uma lamela e verificou que as bactérias se encontravam uniformemente espalhadas em toda a preparação. Num microscópio tinha adaptado um prisma ótico que permitia a decomposição da luz branca .
No final da experiência Engelmann verificou que as bactérias se deslocaram para zonas onde incidiam as radiações vermelho-alaranjada e azul-violeta. (As bactérias deslocaram-se à procura de oxigénio fornecido pela Spirogya através da fotossíntese).
Pode concluir que estas radiações eram as mais absorvidas pelas plantas de cor verde, uma vez que a maiores taxas fotossintéticas correspondem as maiores taxas de absorção de radiação.
As radiações com comprimentos de onda correspondentes à cor verde não são absorvidas, são refletidas daí vermos a cor verde nas plantas
Relação entre o espetro de ação e o espetro de absorção de uma planta
A concordância entre estes dois espetros sugere que os pigmentos fotossintéticos são responsáveis pela captação da luz.
