Fotossíntese Prof. Reinaldo Gomes Ribela Iniciar 1 Fotossíntese Classificação do Reino Vegetal Fotossíntese Fotossíntese e a Energia Etapas da Fotossíntese Equações Químicas da Fotossíntese Você Sabia? Amazônia: o pulmão do mundo? 2 Classificação das Plantas Plantas Avasculares Briófitas - Musgos Plantas Vasculares Pteridófitas Gimnospermas Angiospermas Monocotiledôneas Dicotiledôneas 3 FOTOSSÍNTESE 4 Todo ser vivo precisa de energia para continuar existindo. É por isso que nos alimentamos. O alimento fornece o "combustível" necessário para nosso corpo realizar atividades fundamentais, como respirar, manter os ritmos dos batimentos cardíacos, etc. Com as plantas acontece o mesmo. Elas precisam de energia para crescer e continuar vivas. Só que, ao contrário dos animais, as plantas são capazes de produzir seu próprio alimento. Isso é feito pela fotossíntese. 5 Na fotossíntese, as plantas absorvem uma parte da luz do Sol, que é armazenada pela clorofila, pigmento verde existente nas folhas. Mesmo as plantas que possuem outras cores, como vermelho ou amarelo, também possuem clorofila. Essa energia luminosa "estocada" é usada para transformar o gás carbônico presente no ar e a água absorvida pelas raízes em glicose, um tipo de açúcar usado como alimento pelas plantas. 6 Quando respiramos, consumimos o oxigênio (O2) presente na atmosfera e liberamos gás carbônico (CO2). Como o oxigênio é vital para a existência da maioria dos seres vivos, sua manutenção na atmosfera é fundamental para a sobrevivência da vida na Terra. Para isso dependemos de um processo químico chamado fotossíntese, feito pelas folhas das plantas. A fotossíntese é responsável pela contínua "purificação" do ar do planeta. 7 A fotossíntese e a energia Como as plantas aproveitam a energia solar para se desenvolverem ? As plantas verdes possuem uma substância, a clorofila, capaz de absorver a radiação luminosa. A energia absorvida é usada para transformar o gás carbônico do ar (CO2) e a água (absorvida pelas raízes) em glicose (um açúcar), através de um processo chamado fotossíntese. O açúcar produzido é utilizado de várias maneiras. A glicose (o açúcar que é produzido pela planta) sofre muitas transformações, nas quais ocorre liberação de energia, que o vegetal utiliza para diversas funções. 8 Pode-se dizer que a energia solar fica "armazenada" nas plantas. Quando necessitam de energia, substâncias como a glicose se transformam, fornecendo a energia que a planta necessita. Os seres vivos que não são capazes de "armazenar" a energia luminosa dependem exclusivamente do uso de energia fabricada pelos organismos que fazem fotossíntese, alimentando-se desses organismos. Dessa forma, as plantas estão na base da cadeia alimentar, pois delas dependem a sobrevivência dos animais herbívoros, que, por sua vez alimentam os animais carnívoros. Planta Animal que come planta (herbívoro) Animal que come outro animal (carnívoro) 9 Fábricas de energia - As folhas contém um pigmento chamado clorofila, responsável pela fotossíntese 10 As etapas da fotossíntese Podemos resumir o mecanismo da fotossíntese da seguinte maneira: 1) Os pêlos existentes nas raízes das plantas absorvem a água e os sais minerais do solo. Esse material é chamado de seiva bruta. 2) A seiva bruta percorre os minúsculos vasos que saem da raiz, seguem pelo caule e chegam até as folhas. 3)Enquanto a seiva bruta faz esse trajeto, o gás carbônico existente na atmosfera penetra na planta através de poros microscópicos (estômatos) existentes na superfície das folhas. 4) Na folha, graças à energia solar acumulada pela clorofila, a água e o gás carbônico reagem entre si, produzindo alimento (glicose). 5)A glicose é conduzida ao longo dos canais existentes na planta para todas as partes do vegetal. Ela utiliza parte desse alimento para viver e crescer; a outra parte fica armazenada na raiz, caule e sementes, sob a forma de amido. 11 O fenômeno da fotossíntese neutraliza o carbono em um ambiente. Por isso, as árvores são plantadas para ajudar na absorção do gás carbônico. 1 – A fotossíntese somente ocorre onde há luz solar. 2 – O gás carbônico vem do ar e entra através das folhas. 3 – As folhas contém um pigmento chamado clorofila que “guarda” a energia do sol. Clorofila – pigmento verde das folhas 4 – A raiz da planta reúne a água sugada pelo solo. Produção de alimento (ou açúcar) 5 – As folhas usam a clorofila e a luz do sol para trocar a água e o gás carbônico em comida ou açúcar para as plantas. 6 – O oxigênio é liberado para 12 o ar. Equação Bioquímica da Fotossíntese 6 CO2 + 12 H2O + 673 Kcal luz Energia C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 Equação Bioquímica da Respiração C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 Energia 6 CO2 + 12 H2O + 673 Kcal 13 Metabolismo Energético: Nível de energia Produtos Reagentes Endotérmica Nível de Reagentes energia Produtos Exotérmica 14 A Calor ATP Calor e B Reação exotérmica C e ADP + Pi Reação endotérmica D Reação exotérmica Reação endotérmica REAÇÕES ACOPLADAS 15 Adenina Fosfato Ribose NUCLEOSÍDEO NUCLEOTÍDEO = adenosina monofosfato (AMP) Adenosina difosfato (ADP) Adenosina trifosfato (ATP) 16 Parede celular Folha Célula clorofilada Núcleo Vacúolo Cloroplasto Tilacóide Membrana externa Membrana interna Esquema da molécula de clorofila Complexo antena Tilacóide DNA Granum Cloroplasto Estroma Granum Membrana do tilacóide 17 6 CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 Energia luminosa Clorofila 18 H2O Luz C L O R O P L A S T O CO2 ADP Etapa I FOTOQUÍMICA ATP NADPH2 Tilacóide O2 Etapa II QUÍMICA E S T R O M A NADP H2O C6H12O6 Glicose 19 Fotólise da água: quebra da molécula de água em presença de luz Luz 2 H 2O 4 H+ + 4 e- + O2 Clorofila 4 H+ + 2 NADP 2 NADPH2 Fotofosforilação: adição de fosfato em presença de luz ADP ATP 20 6C O2 + 12NADPH2 + nATP C6 H12 O6 + 6 H2 O + nADP + nP 21 Você sabia? 22 A descoberta da fotossíntese Até o século XVII, os cientistas imaginavam que o solo era o responsável pelo fornecimento de todos os nutrientes necessários para o crescimento dos vegetais. Foi nessa época em que o médico e alquimista Jan Baptist van Helmont (1580-1644) concluiu que essa idéia não era verdadeira. Durante cinco anos, ele forneceu água a um pequeno salgueiro. Passado esse tempo, verificou que a terra perdeu 57 gramas, enquanto a planta saltou de 2 para 75 quilos. Van Helmont concluiu que era a água que fornecia os nutrientes necessários para o crescimento da planta. 23 E aí...... Amazônia: o pulmão do mundo? Você já ouviu dizer que a Amazônia é o pulmão do mundo? Até algum tempo atrás, acreditava-se que, pelas dimensões da floresta, a região Amazônica seria a grande responsável pela manutenção dos níveis de oxigênio da Terra. Pesquisas recentes, no entanto, descobriram um novo "pulmão": as algas marinhas. Apesar de existirem nas cores azul, verde, marrom, amarelo e vermelho, todas as algas têm clorofila e fazem fotossíntese. Esses organismos são tão numerosos, que se atribui à sua fotossíntese a maior parte do oxigênio existente no planeta. 24 Algas marinhas 25 Energia solar Oxigênio (O2) Água e sais minerais Gás carbônico (CO2) 26 FIM 27