Obtenção de matéria pelos seres autotróficos

Obtenção de matéria pelos
seres autotróficos
FOTOSSÍNTESE:
EXPERIÊNCIAS
Como é que os seres vivos fotossintéticos,
obtém a matéria orgânica?
O que significa dizer que “fabricam o seu próprio
alimento”?
+
Como é que os seres vivos fotossintéticos,
obtém a matéria orgânica?
OH
H
OH
OH H
H OH
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O
H
H
OH H
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H
água
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C
+ O C
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C
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H OH
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+ O O +
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H
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OH H
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O
H
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O
C
O
O
O
C
O
dióxido de carbono
glicose
oxigénio
água
Equação geral da fotossíntese: (início do séc. XX)
CLOROFILAS
12 H2O + 6 CO2
C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
LUZ
Que seres vivos realizam a
fotossíntese como forma de nutrição
autotrófica?
PLANTAS:
ALGAS:
ALGUMAS BACTÉRIAS:
Cianobactérias
unicelulares
“algas azuis”
FITOPLÂNCTON:
pluricelulares
Onde decorre a fotossíntese?
Com os
pigmentos
fotossintéticos
História da Ciência
Experiências que permitiram
compreender melhor a fotossíntese
Na Grécia antiga sabia-se
que solos fertilizados
permitiam o crescimento
das plantas.
Acreditava-se que o
desenvolvimento destas
dependia apenas dos
nutrientes que estas
“comiam” a partir do solo.
Experiências que permitiram
compreender melhor a fotossíntese
Séc. XVII – Van Helmont
Regada com água da chuva
Plântula
Árvore
2,25 Kg
76,1 Kg
Solo
Solo
90 Kg de
peso seco
89,9 Kg de
peso seco
5 anos
- Conclusão tirada? O aumento do peso resultou da adição de
água e não do solo.
- Que variáveis não foram controladas? Consumo e produção de
gases atmosféricos.
- Propõe uma investigação para refutar as conclusões tiradas.
Experiências que permitiram
compreender melhor a fotossíntese
• Séc XVIII – Joseph Priestley
Rato sobrevive
CONCLUSÃO:
As plantas renovam o ar.
Experiências que permitiram
compreender melhor a fotossíntese
Jan Ingenhousz (séc XVIII) – Identificou o gás libertado: O2
Experiências que permitiram
compreender melhor a fotossíntese
Comparando:
• Van Niel 1930
• Estudou
sulfurosas
CO
2 + 2 Hbactérias
2S
CH
2O + H 2O + 2 S
• Produzem glicose
(Bactérias sulfurosas)
• Utilizam na fotossíntese H2S e não H2O
• Precisam de luz
CO
2 + 2 H
CH2O + H2O + O2
• Libertam
S2O
(enxofre)
• Vivem em meios
sem O2
(Plantas)
Qual será então a origem do O2 libertado pelas plantas?
Tem origem na água e não no CO2.
Como comprovar experimentalmente?
Experiências que permitiram
compreender melhor a fotossíntese
• 1940 – Rubem e Hamen
• Algas verdes Chlorella
• Colocadas em H2O, em que O é radioactivo
(18O)
• Iluminaram-se
• O O2 libertado da fotossíntese é 18O2
• O oxigénio da glicose não é o radioactivo
Qual será então a origem do O2 libertado pelas plantas?
Tem origem na água e não no CO2.
Propõe uma experiência para refutar a hipótese do O2 ter origem na H2O.
Experiências que permitiram
compreender melhor a fotossíntese
• 1940 - Rubem e Hamen
• Algas verdes Chlorella
• Colocadas em CO2, em que C é radioactivo
(14C2)
• O C da glicose é radioactivo
CONCLUSÃO:
O carbono do CO2 é necessário para
formar os compostos orgânicos
Experiências que permitiram
compreender melhor a fotossíntese
• 1951 – Gaffron
• Algas
iluminadas
RESULTADO:
14
•
Meio
com
CO
2 radioactivo ( CO2)
O CO2 continua a ser
• Iluminação
absorvido seguida de obscuridade
• O que acontece à incorporação de CO2
CONCLUSÃO:
pelas algas?
Na fotossíntese há reacções
que não dependem
directamente da luz
Experiências que permitiram
compreender melhor a fotossíntese
Década de 50: Experiências de Calvin
Identificou os
compostos com o C
radioactivo, após:
Algas
1 segundo
6 segundos
16 segundos
26 segundos
Descobrindo assim o
primeiro composto
que incorpora o C
proveniente do CO2;
o segundo; o
terceiro; o quarto:
Descobriu as
Reacções químicas
do Ciclo de Calvin.
Que pigmentos fotossintéticos existem
numa solução de clorofila bruta?
Macerar as
folhas num
almofariz,
com acetona
ou etanol
Filtrar para
obter a
solução de
pigmentos
fotossintéticos
Verter o
filtrado e
colocar o
papel de
filtro
Resultado:
Cromatografia
dos diferentes
pigmentos
fotossintéticos:
Sucessivamente: Clorofila a, Clorofila b, Xantofilas e Carotenos
Experiência do amido
Qual a relação existente entre a
presença de luz e a formação de
amido?
Elabora um protocolo experimental que
permita responder ao objectivo
colocado.
Como captam os pigmentos
fotossintéticos a energia
luminosa?
Quais são as radiações do espectro solar?
Que acontece à luz solar que incide nas
folhas?
Radiação incidente
Radiação reflectida
Radiação absorvida
Radiação transmitida
Qual é a relação entre a cor das folhas e o
espectro de absorção da radiação solar pelos
pigmentos fotossintéticos?
Experiência de Engelmann 1882
• Espirogira (alga
filamentosa)
• Observação
microscópica
• Preparação é
atravessada pela luz
• Com prisma óptico
• Suspensão de
bactérias aeróbias
no meio de
montagem
• Bactérias dispostas
uniformemente, no
início
Aeróbias:
precisam de O2
para respirarem
Experiência de Engelmann
RESULTADO:
Bactérias aglomeradas em volta do
filamento, em zonas que recebem radiação
azul-violeta e vermelho alaranjado.
CONCLUSÃO:
Mais bactérias
Mais Oxigénio
Maior intensidade
fotossintética
Radiações azulvioleta e vermelholaranja são as mais
eficazes para a
fotossíntese
Qual é a relação entre as radiações do espectro
de absorção e a eficiência da fotossíntese?
Se colocarmos plantas num quarto iluminado somente com luz verde, elas morrem.