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Biologia e Geologia
Obtenção de matéria pelos seres autotróficos
Os seres autotróficos produzem matéria orgânica a partir de compostos minerais.
A autotrofia pode envolver dois processos:
Fotossíntese - realizada por organismos fotossintéticos, que utilizam a energia luminosa;
Quimiossíntese - realizada pelos organismos quimiossintéticos, que utilizam energia
química resultante de reacções de oxidação de substâncias inorgânicas.
ATP - principal transportador de energia na célula
O ATP (adenosina trifosfato) é a molécula responsável pelo armazenamento de energia química
directamente utilizável pela célula.
Uma molécula de ATP é formada por:
adenina: base azotada;
ribose: açúcar com cinco átomos de carbono;
três grupos fosfato: compostos inorgânicos.
As moléculas de ATP estão constantemente a ser sintetizadas e hidrolisadas. Por hidrólise de
uma molécula de ATP liberta-se um grupo fosfato, formando ADP (adenosina difosfato).
Quando o ADP se hidrolisa, liberta-se um grupo fosfato e forma-se AMP (adenosina
monofosfato).
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Molécula de ATP
Fotossíntese:
Processo a partir do qual os organismos fotossintéticos convertem a matéria mineral em
matéria orgânica, utilizando energia luminosa.
Realizada por plantas, algas, bactérias e cianobactérias.
A equação geral da fotossíntese traduz-se por:
A água, o dióxido de carbono e a luz são fornecidos pelo ambiente, enquanto que as
clorofilas e outras moléculas implicadas no processo são sintetizadas pelas plantas.
As clorofilas - pigmentos fotossintéticos que captam a energia luminosa do Sol, encontramse nas membranas dos tilacóides dos cloroplastos.
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Estrutura de um cloroplasto.
Os principais pigmentos fotossintéticos são as clorofilas (a, b, c e d), mas existem, também, os
carotenóides e as ficobilinas. Os diferentes pigmentos fotossintéticos, como têm estruturas
diferentes, completam-se na captação de radiações com diferente comprimento de onda. As
radiações mais eficientes para a fotossíntese são as absorvidas pelos pigmentos nas faixas
vermelho-alaranjada e azul-violeta.
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Espectro de absorção pelos pigmentos fotossintéticos.
A fotossíntese compreende duas fases sucessivas:
fase fotoquímica - dependente da luz;
fase química - não dependente da luz;
Fase fotoquímica:
ocorre nos tilacoides;
produtos utilizados nas reacções: luz, água, ADP + Pi e NADP+;
principais reacções fotoquímicas:
Fotólise da água - em presença da luz, a molécula de água dissocia-se em oxigénio e
hidrogénio. A água é o dador primário de electrões.
Oxidação da clorofila a - a clorofila a é excitada pela energia luminosa, emite
electrões, ficando reduzida.
Fluxo de electrões - os electrões percorrem cadeias de transportadores onde
ocorrem transferências energéticas que permitem a fotofosforilação do ADP em ATP.
Redução do NADP+ - os electrões vão reduzir o NADP+ a NAPH. O NADP+ é o
aceitador final de electrões.
os produtos finais da fase fotoquímica são: oxigénio, ATP, NADPH e H+.
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Reacções fotoquímicas.
Fase química:
ocorre no estroma;
conjunto de reacções não dependentes da luz; designa-se também por ciclo de Calvin;
produtos utilizados nas reacções: ATP, NADPH, CO2;
ciclo de Calvin: o dióxido de carbono é fixado combinando-se com a ribulose difosfato
(RuDP). Os electrões do NADPH e o ATP, produzidos na fase fotoquímica, são utilizados para
produzir o aldeído fosfoglicérico (PGAL). Este composto segue duas vias: intervém na
regeneração de ribulose difosfato e é utilizado na síntese de glicose.
os produtos finais deste ciclo são: glicose, ADP + Pi, NADP+ e ribulose difosfato.
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Ciclo de Calvin
Quimiossíntese:
Processo através do qual os organismos quimiossintéticos produzem compostos orgânicos
através de matéria mineral utilizando energia química, diferindo portanto da fotossíntese
quanto à origem primária da energia necessária à formação de substâncias orgânicas.
Organismos quimiossintéticos: bactérias nitrificantes, bactérias ferrosas, bactérias
sulfurosas.
É possível distinguir duas fases no processo quimiossintético:
– primeira fase: ocorre a oxidação de substratos minerais com formação de ATP e
NADPH.
– segunda fase: ocorre a redução do dióxido de carbono, o que conduz à síntese de
substâncias orgânicas.
– Na quimiossíntese os dadores primários de electrões são os compostos minerais, como,
por exemplo, o amoníaco e o sulfureto de hidrogénio.
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Quimiossíntese
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