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”?

+

Equação geral da fotossíntese: (início do séc. XX) CLOROFILAS

12 H2O + 6 CO2 C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O LUZ

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+ + +

Como é que os seres vivos fotossintéticos, obtém a matéria orgânica?

água dióxido de carbono glicose oxigénio água

Que seres vivos realizam a fotossíntese como forma de

nutrição autotrófica?PLANTAS: ALGAS: ALGUMAS BACTÉRIAS:

Cianobactérias“algas azuis”unicelulares

pluricelulares

FITOPLÂNCTON:

Onde decorre a fotossíntese?

Com os pigmentos

fotossintéticos

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.

História da CiênciaExperiências que permitiram

compreender melhor a fotossíntese

Experiências que permitiram compreender melhor a

fotossíntese

- 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.

Séc. XVII – Van Helmont

5 anos

Plântula2,25 Kg

Árvore76,1 Kg

Regada com água da chuva

Solo90 Kg de peso seco

Solo89,9 Kg de peso seco

Experiências que permitiram compreender melhor a

fotossíntese• Séc XVIII – Joseph Priestley

CONCLUSÃO: As plantas renovam o ar.

Rato sobrevive

Jan Ingenhousz (séc XVIII) – Identificou o gás libertado: O2

Experiências que permitiram compreender melhor a

fotossíntese

Experiências que permitiram compreender melhor a

fotossíntese• Van Niel 1930• Estudou bactérias sulfurosas• Produzem glicose• Utilizam na fotossíntese H2S e não H2O• Precisam de luz• Libertam S (enxofre)• Vivem em meios sem O2

Comparando:CO2 + 2 H2S CH2O + H2O + 2 S

(Bactérias sulfurosas)

CO2 + 2 H2O CH2O + H2O + 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

• 1951 – Gaffron• Algas iluminadas• Meio com CO2 radioactivo (14CO2)• Iluminação seguida de obscuridade• O que acontece à incorporação de CO2

pelas algas?

Experiências que permitiram compreender melhor a

fotossíntese

RESULTADO: O CO2 continua a ser

absorvido

CONCLUSÃO:Na fotossíntese há reacções

que não dependem directamente da luz

Década de 50: Experiências de Calvin

6 segundos26 segundos16 segundos

Experiências que permitiram compreender melhor a fotossíntese

1 segundo

Identificou os compostos com o C radioactivo, após:

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.

Algas

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 amidoQual 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 transmitida

Radiação absorvida

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 EngelmannRESULTADO:Bactérias aglomeradas em volta do filamento, em zonas que recebem radiação azul-violeta e vermelho alaranjado.

CONCLUSÃO:Mais bactériasMais Oxigénio

Maior intensidade fotossintética

Radiações azul-violeta e vermelho-laranja 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.