Em formação

Existem outros catalisadores fotossintéticos em uso além da clorofila?

Existem outros catalisadores fotossintéticos em uso além da clorofila?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Quando procuro outros catalisadores além da clorofila no Google, só consigo referências à fotossíntese artificial. Quando procuro fotossíntese, vejo pigmentos acessórios mencionados, mas parece que a família da clorofila é crucial.

Todas essas variantes da clorofila têm o anel de clorina (não deve ser confundido com cloro) em comum.

Existem organismos fotossintéticos que não usam um derivado de clorina? Por que o cloro é tão predominante?


Existem organismos fotossintéticos que usam o complexo retinal-rodopsina. No entanto, o mecanismo de fotossíntese é diferente nesses organismos do que naqueles que empregam fotossistemas dependentes de clorofila. Nesses organismos, a luz faz com que as proteínas de membrana semelhantes à rodopsina bombeiem prótons para fora da célula e criem um gradiente de prótons que, por sua vez, é usado pela ATP sintase para produzir ATP.

Veja este post também Por que não existem arquéias fotossintéticas conhecidas?

Este mecanismo de "fotossíntese" não é tão eficiente quanto o dependente de clorofila (página 22, Baltscheffsky, 1997) Além disso, não produz NADPH.


Baltscheffsky, Herrick. Origem e evolução da conversão de energia biológica. New York etc: VCH, 1996. Print. ISBN: 978-0-471-18581-9


Eu diria que até a fotoliase conta, uma vez que usa a luz para alterar as ligações químicas no reparo do DNA.


Biologia 114 Parte 3 Final

aplica o princípio de conservação de energia a sistemas em que a transferência de calor e a realização de trabalho são os métodos de transferência de energia para dentro e para fora do sistema.

afirma que a mudança na energia interna de um sistema é igual à transferência de calor líquido para o sistema menos o trabalho líquido realizado pelo sistema.

os processos que envolvem a transferência ou conversão de energia térmica são irreversíveis.

a máquina de movimento perpétuo

quando algo é pegado fogo, nós derramamos água

Declaração de Kelvin Plank: O melhor exemplo dessa declaração é o Corpo Humano. Comemos comida (reservatório de alta temperatura). A energia química dos alimentos é utilizada pelo corpo para manter sua temperatura e para trabalhar.

Cada tarefa realizada por organismos vivos requer energia. A energia é necessária para realizar trabalhos pesados ​​e exercícios, mas os humanos também usam uma grande quantidade de energia enquanto pensam e até mesmo durante o sono. Para cada ação que requer energia, muitas reações químicas ocorrem para fornecer energia química aos sistemas do corpo, incluindo músculos, nervos, coração, pulmões e cérebro.

As células vivas de cada organismo usam energia constantemente para sobreviver e crescer. As células quebram os carboidratos complexos em açúcares simples que podem ser usados ​​como energia. As células musculares podem consumir energia para construir proteínas musculares longas a partir de pequenas moléculas de aminoácidos. As moléculas podem ser modificadas e transportadas ao redor da célula ou podem ser distribuídas para todo o organismo. Assim como a energia é necessária para construir e demolir um edifício, a energia é necessária tanto para a síntese quanto para a quebra das moléculas.

Muitos processos celulares requerem um fornecimento constante de energia fornecida pelo metabolismo da célula. Moléculas de sinalização, como hormônios e neurotransmissores, devem ser sintetizadas e então transportadas entre as células. Bactérias e vírus patogênicos são ingeridos e decompostos pelas células. As células também devem exportar resíduos e toxinas para se manterem saudáveis, e muitas células devem nadar ou mover os materiais circundantes por meio do movimento pulsante de apêndices celulares, como cílios e flagelos.


Existem outros catalisadores fotossintéticos em uso além da clorofila? - Biologia

PARTE II. ANGULOS: QUÍMICA, CÉLULAS E METABOLISMO

7. Vias bioquímicas-fotossíntese

7,5. Inter-relações entre autótrofos e heterótrofos

As diferenças entre autótrofos e heterótrofos foram descritas no capítulo 6. Os autótrofos são capazes de capturar energia para fabricar novas moléculas orgânicas a partir de moléculas inorgânicas. Os heterótrofos devem ter moléculas orgânicas como pontos de partida. No entanto, é importante que você reconheça que todos os organismos devem fazer alguma forma de respiração. As plantas e outros autótrofos obtêm energia das moléculas dos alimentos, da mesma maneira que os animais e outros heterótrofos - processando moléculas orgânicas por meio das vias respiratórias. Isso significa que as plantas, como os animais, requerem oxigênio para a porção ETS da respiração celular aeróbica.

Muitas pessoas acreditam que as plantas apenas liberam oxigênio e nunca precisam dele. Na verdade, as plantas liberam oxigênio nas reações dependentes de luz da fotossíntese, mas na respiração celular aeróbica elas usam oxigênio, como qualquer outro organismo que usa respiração aeróbica. Durante sua vida, as plantas verdes liberam mais oxigênio para a atmosfera do que para uso na respiração. O excesso de oxigênio liberado é a fonte de oxigênio para a respiração celular aeróbica em plantas e animais. Os animais dependem das plantas não apenas para o oxigênio, mas, em última análise, para as moléculas orgânicas necessárias para construir seus corpos e manter seu metabolismo (figura 7.11).

FIGURA 7.11. A interdependência da fotossíntese e da respiração celular aeróbia

Embora tanto os autótrofos quanto os heterótrofos realizem a respiração celular, o processo fotossintético único dos autótrofos fotossintéticos fornece nutrientes essenciais para ambos os processos. A fotossíntese captura a energia da luz, que é finalmente transferida para os heterótrofos na forma de carboidratos e outros compostos orgânicos. A fotossíntese também gera O2, que é usado na respiração celular aeróbica. O ATP gerado pela respiração celular em ambos os heterótrofos (por exemplo, animais) e autótrofos (por exemplo, plantas) é usado para alimentar seus muitos processos metabólicos. Em troca, a respiração celular fornece dois dos ingredientes básicos mais importantes da fotossíntese, CO2 e H2O.

Assim, os animais fornecem as matérias-primas - CO2, H2Ó e nitrogênio - necessários às plantas, e as plantas fornecem as matérias-primas - açúcar, oxigênio, aminoácidos, gorduras e vitaminas - necessárias aos animais. Este ciclo constante é essencial para a vida na Terra. Enquanto o Sol brilhar e as plantas e animais permanecerem em equilíbrio, os ciclos alimentares de todos os organismos vivos continuarão a funcionar adequadamente.

12. Mesmo que os animais não façam a fotossíntese, eles dependem do Sol para obter sua energia. Porque isto é assim?

13. O que é um autotrófico? Dê um exemplo.

14. Os organismos fotossintéticos são responsáveis ​​pela produção de que tipos de materiais?

15. Desenhe seu próprio diagrama simples que ilustra como a fotossíntese e a respiração estão inter-relacionadas.

A luz solar fornece a energia inicial essencial para fazer as grandes moléculas orgânicas necessárias para manter as formas de vida que conhecemos. Fotossíntese é o processo pelo qual as plantas, algas e algumas bactérias usam a energia da luz solar para produzir compostos orgânicos. Nos eventos de captura de luz da fotossíntese, as plantas usam produtos químicos, como a clorofila, para capturar a energia da luz solar usando fotossistemas. Durante as reações dependentes de luz, eles fabricam uma fonte de energia química, ATP, e uma fonte de hidrogênio, NADPH. O oxigênio atmosférico é liberado neste estágio. Nas reações independentes de luz da fotossíntese, a energia ATP é usada em uma série de reações (o ciclo de Calvin) para juntar o hidrogênio do NADPH a uma molécula de dióxido de carbono e formar um carboidrato simples, o gliceraldeído-3-fosfato. Em reações subsequentes, as plantas usam o gliceraldeído-3-fosfato como fonte de energia e matéria-prima para fazer carboidratos complexos, gorduras e outras moléculas orgânicas. A Tabela 7.2 resume o processo de fotossíntese.


Teste sua compreensão

  1. Descreva as principais funções da fotossíntese oxigenada e identifique os organismos nos quais ela ocorre.
  2. Qual é o papel da clorofila e outros pigmentos na fotossíntese?
  3. Pensamento crítico: quais são os papéis da água e do oxigênio na fotossíntese oxigenada? Como essas funções diferem na fotossíntese anoxigênica?
  4. Pensamento crítico: um organismo pode realizar as reações escuras da fotossíntese sem as reações de luz? Explique.

Literatura primária relacionada

  • C. Dubreuil et al., Estabelecimento da fotossíntese através do desenvolvimento do cloroplasto é controlado por duas fases regulatórias distintas, Plant Physiol., 176 (2): 1199–1214, 2018 DOI: https://doi.org/10.1104/pp.17.00435
  • C. H. Foyer, espécies reativas de oxigênio, sinalização oxidativa e a regulação da fotossíntese, Environ. Exp. Robô., 154: 134–142, 2018 DOI: https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2018.05.003
  • C. H. Foyer, A. V. Ruban, e P. J. Nixon, soluções de fotossíntese para aumentar a produtividade, Philos. Trans. R. Soc. B Biol. Sci., 372 (1730): 20160374, 2017 DOI: https://doi.org/10.1098/rstb.2016.0374
  • Y. Lu e J. Yao, Chloroplasts at the crossroad of photosynthesis, pathogen infecções and plant defence, Int. J. Mol. Sci., 19 (12): 3900, 2018 DOI: https://doi.org/10.3390/ijms19123900
  • VOCÊ. Niinemets et al., Fotossíntese: Antiga, essencial, complexa, diversa ... e precisa de melhorias em um mundo em mudança, New Phytol., 213 (1): 43–47, 2017 DOI: https://doi.org/10.1111/nph.14307

Leitura Adicional

  • M. Pessarakli (ed.), Manual de fotossíntese, 3d ed., CRC Press, 2016
  • John Whitmarsh e Govindjee, Universidade de Illinois em Urbana-Champaign: The Photosynthetic Process
  • Expressões moleculares: cloroplastos
  • Museu de Paleontologia da Universidade da Califórnia: Pigmentos Fotossintéticos

Para saber mais sobre como assinar o AccessScience, ou para solicitar um teste sem risco desta referência científica premiada para sua instituição, preencha suas informações e um membro de nossa equipe de vendas entrará em contato com você o mais rápido possível.

Deixe seu bibliotecário saber sobre o portal premiado para as informações científicas mais confiáveis ​​e precisas.


Espécies de fitoplâncton desviam-se da norma: Nenhum CO2 absorvido na fotossíntese

Nesta imagem da Terra, as áreas azuis indicam baixas concentrações de clorofila, com as regiões roxas sendo muito baixas. Os verdes e amarelos indicam concentrações mais altas de clorofila.

Uma espécie difundida de microrganismos que vivem no oceano foi encontrada para empregar um método alternativo nunca antes visto de fotossíntese.

A descoberta tem implicações não apenas para a compreensão básica dos cientistas da fotossíntese & # 8212 indiscutivelmente o processo biológico mais importante da Terra & # 8212, mas também para a quantidade de dióxido de carbono que o fitoplâncton retira da atmosfera.

Até agora, pensava-se que todas as algas e bactérias fotossintéticas que vivem no oceano extraíam dióxido de carbono do ar e o usavam para construir açúcares e outras moléculas ricas em carbono para usar como combustível. Mas dois novos estudos de pesquisadores de Stanford e do Carnegie Institution mostram que Synechococcus, um tipo de cianobactéria (anteriormente chamada de alga azul-esverdeada) que domina grande parte dos oceanos do mundo, desenvolveu um mecanismo que causa um curto-circuito na fixação fotossintética de dióxido de carbono enquanto ainda produz energia. A abordagem alternativa é encontrada em regiões do oceano onde alguns dos ingredientes necessários para a fotossíntese tradicional são escassos.

"A quantidade de dióxido de carbono consumido pelo fitoplâncton em oceanos pobres em nutrientes pode acabar sendo significativamente menor do que pensávamos", disse Shaun Bailey, pesquisador de pós-doutorado que trabalha no Departamento de Biologia Vegetal da Carnegie Institution com Arthur Grossman, um cientista da equipe da instituição e professor, por cortesia, do Departamento de Biologia de Stanford.

Bailey é o autor principal do artigo que descreve parte do trabalho em Biochimica et Biophysica Acta 1777 (2008). Kate Mackey, uma estudante de graduação em engenharia civil e ambiental em Stanford, é a autora principal de um segundo artigo que descreve o trabalho, atualmente no prelo em Limnologia e Oceanografia.

Até agora, os pesquisadores estimaram a atividade fotossintética marinha analisando imagens de satélite dos oceanos do mundo para determinar quanta clorofila havia na água. Como a clorofila é necessária para a fotossíntese, pensava-se que medir sua concentração seria uma maneira simples de estimar a quantidade de fotossíntese que ocorreria e, portanto, quanto dióxido de carbono seria consumido, ou "fixado", pelo fitoplâncton. Mas o novo trabalho sugere que a relação entre a quantidade de clorofila na água e a quantidade de fixação de dióxido de carbono pelo fitoplâncton não é consistente em todos os oceanos do mundo.

"Há uma nova reviravolta na fotossíntese aqui, e isso deve ser considerado quando se trata de modelagem de CO2", disse Bailey, acrescentando que, em alguns casos, os modelos podem superestimar a quantidade de fixação de carbono que ocorre em pessoas pobres em nutrientes águas.

Ainda não está claro o que a descoberta pode significar para os estudos do aquecimento global de longo prazo, disse ele, mas terá de ser incorporada a quaisquer modelos que incluam a fixação de carbono pelo fitoplâncton como um fator.

Synechococcus chamou a atenção de Grossman e sua equipe porque prospera em vastas áreas do oceano que são relativamente deficientes em ferro, um elemento que é crítico para certas reações no processo normal de fotossíntese. Quão Synechococcus conseguir manter sua abundância em face dessa deficiência era um enigma.

"Parece que Synechococcus nos oceanos oligotróficos [pobres em nutrientes] resolveu o problema do ferro, pelo menos em parte provocando um curto-circuito no processo fotossintético padrão ", disse Grossman." Na maior parte do tempo, esse organismo ignora os estágios da fotossíntese que requerem mais ferro. Acontece que esses também são os estágios em que o CO2 é retirado da atmosfera. "

"Percebemos muito rapidamente que havia algo diferente no Synechococcus que estávamos estudando ", disse Bailey, o principal pós-doutorado que trabalhava no projeto." A absorção de CO2 e as atividades fotossintéticas não coincidiam, então sabíamos que algo diferente de CO2 estava sendo consumido pela fotossíntese, e descobrimos Os pesquisadores identificaram provisoriamente a enzima envolvida neste processo como sendo a oxidase terminal do plastoquinol, ou PTOX.

Bailey trabalhou com Synechococcus no laboratório, mas recentemente esse fenômeno recém-descoberto foi mostrado para ocorrer na natureza por Mackey, que fez medições diretas da fotossíntese em amostras de campo dos oceanos Atlântico e Pacífico.

"Os ambientes de baixo teor de nutrientes e ferro representam cerca de metade da área dos oceanos do mundo, então eles representam uma grande parte da superfície da Terra disponível para fotossíntese", disse Mackey. "Nossas descobertas mostram que este novo ciclo ocorre em duas grandes bacias oceânicas e sugerem que uma quantidade substancial de energia da luz solar é redirecionada para longe da fixação de carbono durante a fotossíntese. Isso pode significar que menos CO2 está sendo removido da atmosfera pelo ambiente aberto organismos fotossintéticos do oceano do que se acreditava anteriormente. "

"Esta descoberta representa uma mudança de paradigma em nossa visão da fotossíntese por organismos nas vastas áreas carentes de nutrientes do oceano aberto", disse Joe Berry, do Departamento de Ecologia Global do Carnegie Institution. "Presumimos que, como as plantas superiores, o objetivo era fazer carboidratos a partir de CO2 e armazená-los para uso posterior como fonte de energia para qualquer número de funções celulares ou crescimento. Agora sabemos que alguns organismos causam um curto-circuito neste processo complicado, usando a luz de uma forma minimalista para alimentar os processos celulares diretamente com um & # 8212 muito mais simples e barato em termos de nutrientes escassos, como o ferro & # 8212 aparato fotossintético. Não sabemos o significado total desta descoberta ainda, mas é certo que mudará o a forma como interpretamos as medições ópticas dos pigmentos fotossintéticos no oceano e a forma como modelamos a produtividade do oceano. "

Wolf Frommer, diretor do Departamento de Biologia Vegetal da Carnegie Institution, concordou com a importância inovadora da descoberta. "Se pensamos que entendíamos a fotossíntese, este estudo prova que há muito a ser aprendido sobre esses processos fisiológicos básicos", disse ele.


Ciência vegetal: clorofila e outros pigmentos de folhas

As plantas possuem substâncias químicas em suas folhas que podem converter a luz solar, a água e o dióxido de carbono em alimentos na forma de açúcares. O processo é chamado fotossíntese. Os produtos químicos nas folhas que absorvem a luz são pigmentos. Os pigmentos mais comuns que convertem a energia da luz solar são pigmentos verdes chamados clorofila. Outros pigmentos encontrados nas folhas incluem xantofilas, carotenos e antocianinas (veja as definições abaixo).

Atividade de cromatografia

Como os cientistas estudam as cores nas plantas? Uma maneira é realizar uma simples separação de cores ou "cromatografia". Vamos procurar os pigmentos encontrados nas folhas das plantas em crescimento, neste caso espinafre fresco que está cheio de pigmentos.

A cromatografia requer tempo, pelo menos uma hora, então prepare seus filhos com antecedência. Também requer álcool isopropílico. Leia e siga os avisos no rótulo do frasco de álcool cuidadosamente.

  • Uma folha de espinafre fresca por criança
  • Pequenos recipientes limpos, como copos ou potes de iogurte, um por criança
  • Ferramenta para cortar as folhas de espinafre (requer supervisão de um adulto)
  • Álcool isopropílico
  • Utensílio de agitação que caberá nos recipientes
  • Filtro de café cortado em tiras de cerca de ¾ de polegada de largura que cabem no recipiente de cima para baixo, uma por recipiente

Pique as folhas de espinafre em pedacinhos. Coloque os pedaços picados no fundo dos recipientes. Eles devem cobrir a parte inferior em uma camada, até ¼ de polegada de profundidade. Despeje álcool suficiente apenas para cobrir os pedaços de folha. Mexa brevemente. Deslize a tira do filtro de café no recipiente, de modo que o fundo toque na mistura álcool / folhas. Apoie-o ao lado. Agora espere cerca de uma hora.

O álcool deve mover-se lentamente para cima da parte seca do filtro de café, carregando os pigmentos pelo caminho. Os pigmentos mais pesados ​​viajarão mais lentamente, os mais leves mais rapidamente. Assim que a "frente" do álcool úmido se aproximar do topo da tira do filtro de café, remova-o. Verifique as cores. Coloque-o sobre um pedaço de papel toalha ou papel e deixe secar um pouco. Freqüentemente, as cores dos pigmentos ficarão mais intensas quando o álcool tiver evaporado.

Seu filtro de café pode ter a seguinte aparência:

As faixas verdes na parte inferior são pigmentos de clorofila. A planta usa clorofila para converter a energia do sol em alimento. Se você olhar de perto, há duas faixas verdes, com algumas amarelas. Esses são os dois pigmentos de clorofila, denominados clorofila a e clorofila b. A clorofila a é o principal tipo de clorofila. A clorofila b é um pigmento acessório que captura a energia da luz de uma faixa mais ampla de luz e a transfere para a clorofila a.

Logo acima do verde está uma faixa amarela intensa. O amarelo é um grupo de pigmentos chamados xantofilas. As xantofilas são o que tornam o milho amarelo. Quando as galinhas comem plantas com xantofilas, elas podem usá-las em seus ovos para tornar a gema um amarelo mais profundo.

No topo, há uma fina faixa laranja. Esses pigmentos são carotenos, batizados com o nome do primeiro tecido vegetal do qual foram isolados, raízes de cenoura. Os carotenos também são encontrados em abóboras e polpas. Os carotenos também são usados ​​para fotossíntese.

Agora compare as cores da folha de espinafre em crescimento com as da folha de outono. Quais cores são iguais? Que cores faltam nas folhas? Que cores estão nas folhas, mas não no espinafre?

As folhas de outono perdem primeiro os pigmentos verdes. Os dois tipos de clorofila realmente se decompõem quando as folhas começam a senescência. A planta produz os carotenos e xantofilas laranja e amarelo em resposta à perda da clorofila? Não, esses pigmentos estiveram lá o tempo todo na folha em crescimento, mas mascarados pela clorofila verde mais profunda. Quando o verde desaparece, podemos ver os outros pigmentos.

Outra cor, no entanto, não estava presente antes. Os intensos pigmentos vermelhos encontrados em algumas folhas de outono são chamados de antocianinas e são conhecidos por fazer flores e vegetais como a beterraba, vermelhos ou roxos. Acontece que certas árvores produzem muitas antocianinas em suas folhas no outono. As folhas não o produzem no início do ano.

No momento, os cientistas não sabem ao certo por que certos tipos de árvores produzem as antocianinas. Uma sugestão é que as antocianinas agem como protetor solar para ajudar a proteger as folhas enquanto os últimos pedaços de nutrientes são removidos e descidos para as raízes para armazenamento durante o inverno. Outra sugestão é que as árvores vermelhas são menos visíveis aos insetos. Os insetos nocivos podem colocar seus ovos nas árvores no inverno e podem escolher as que são amarelas em vez das vermelhas.

Quer saber mais? Fique à vontade para deixar dúvidas nos comentários.


Para ver nossas lições completas de ciência de plantas, visite a categoria de ciência de plantas (postagens mais recentes para postagens mais antigas) ou a seção de ciência de plantas de nossa página de arquivo de experimentos (links para postagens em ordem).

Procurando livros sobre plantas para crianças? Não deixe de visitar nossa lista crescente de livros de jardinagem e ciência de plantas para crianças, bem como nossa lista de livros infantis sobre sementes.


ELI5: Toda luz funciona para a fotossíntese?

Portanto, precisamos esclarecer que existem dois componentes aqui que determinam a utilidade de uma luz para as plantas. Espectro e intensidade. As plantas usam uma pequena porção do espectro geral, e nem mesmo toda a luz visível (as plantas são verdes porque é isso que elas não usam e é refletido para os nossos olhos). Eles também precisam de uma certa intensidade, que é uma forma de dizer a quantidade de entrada de energia que recebem

Portanto, a luz solar é o "melhor" porque tem todos os componentes necessários de que a planta precisa. Não é surpreendente quando consideramos que as plantas evoluíram para aproveitar o que está disponível. Isso não significa que as luzes artificiais não possam ser usadas. Sua construção fluorescente, incandescente ou LED média provavelmente não produzirá energia suficiente (embora as lâmpadas incandescentes sejam as mais próximas dessas três) e os LEDs e as lâmpadas fluorescentes normalmente não emitem o suficiente do espectro. Existem, é claro, exceções dependendo do bulbo e da planta em questão.

Existem luzes de cultivo, que são projetadas para trabalhar para as plantas, então você não precisa depender do sol que não está sempre brilhando quando você quiser (noite e nuvens) que, tanto quanto eu sei, são normalmente lâmpadas incandescentes ou halógenas em grande escala

TLDR Sun é o melhor, mas as plantas podem usar algumas luzes artificiais.

Talvez você esteja apenas simplificando a linguagem, mas a intensidade geralmente se refere ao seu fluxo ou quantos fótons atingem uma área por determinado tempo. A quantidade de energia que um fóton contém é baseada em seu comprimento de onda. O fluxo pode ser muito baixo, mas leva apenas dois fótons de luz para fazer com que o caminho da fotossíntese seja concluído, obviamente, mais fótons significa que você atingirá os pigmentos com mais frequência, mas não há realmente uma intensidade mínima de luz para fazer a fotossíntese funcionar de outra forma do que nenhuma luz.

Depende do comprimento de onda, ou seja, cor. As plantas verdes dependem do bit vermelho (em torno da faixa de 680-700 nm) para a fotossíntese real. Não há tantos comprimentos de onda na luz do sol, então o que as plantas fazem é pegar outras cores de luz e mudá-las para a cor de que precisam. Pense nisso como comida processada.

As plantas são boas em processar a mistura exata de cores da luz solar na cor de que precisam, mas podem fazer muito bem convertendo outras misturas de cores, desde que sejam brilhantes o suficiente para alimentar a planta e não queimá-la.

Depende da planta. As plantas usam mais do que a luz visível e alguns comprimentos de onda dentro de toda a luz funcionam melhor do que outros comprimentos de onda. Isso pode até mudar dependendo do ciclo de vida das plantas.

Sim! A luz verde não é boa para photosintesis!

Nem todas as plantas têm folhas verdes, não é?

A resposta simples é que a clorofila (o pigmento que absorve luz para a fotossíntese) absorve a luz com mais intensidade nos comprimentos de onda vermelho e azul. Esta é a razão pela qual qualquer lâmpada de cultivo moderna para uma estufa terá uma cor rosa / roxa.

Os fotossintetizadores têm pigmentos que absorvem certas frequências. Eles evoluem com pigmentos que são mais adequados para seu ambiente. É por isso que os pigmentos de luz visível (luz principal do sol) são tão prevalentes em plantas terrestres.

Alguns micróbios do fundo do mar usam a fotossíntese, embora na ausência de luz solar. Há radiação infravermelha de fontes hidrotermais próximas que eles podem capturar por meio de seus pigmentos.

Então, para responder à sua pergunta, provavelmente, após alguma evolução.

Sim, quase toda a luz visível pode ser usada para fotossíntese, embora comprimentos de onda específicos sejam mais eficientes para a planta e algumas plantas possam aproveitar melhor os comprimentos de onda que outras não podem usar devido aos pigmentos acessórios e outras estruturas. Algumas algas são até capazes de usar luz infravermelha próxima para fotossíntese.

A intensidade apenas determina a frequência com que as estruturas que reúnem a energia luminosa são atingidas por um fóton; mais fótons significa uma chance maior de serem atingidas. A luz solar é, de fato, mais intensa do que a maioria das plantas precisa e elas têm sistemas muito extensos para despejar energia chamada de têmpera não fotoquímica. A melhor luz artificial para dar a uma planta é algo chamado espectro total, essencialmente imitando o espectro do sol. Só porque um determinado comprimento de onda não é importante para a fotossíntese, não significa que não seja importante para a saúde geral das plantas.

Primeiro não: a luz abaixo da faixa visível (como infravermelho e microondas) não tem energia suficiente para mover os elétrons para órbitas mais altas, que é o mecanismo por trás da fotossíntese. Ao energizar um elétron, você pode mudar a forma de uma molécula e usar esse trabalhar sendo feito na molécula para realizar a tarefa de construir glicose. A fotossíntese é complicada e não consigo explicá-la, mas o Hank pode. Luz acima de o espectro visível (como luz ultravioleta, raios X e raios gama) também não é útil para a fotossíntese, porque acima do intervalo visível a luz tem demais energia e não irá apenas energizar os elétrons, mas eliminá-los completamente dos átomos. Isso é perigoso para a planta e quebrará seus mecanismos moleculares. Portanto, a luz mais do que um pouco fora do espectro visível não é de forma alguma útil para a fotossíntese.

Segundo não: plantas terrestres e a maioria das algas e até mesmo a maioria das bactérias fotossintéticas usam clorofila (na verdade, vários tipos diferentes) como o pigmento para a fotossíntese. A (s) clorofila (s) tem um conjunto bastante específico de espectros de luz que ela absorve. Ao todo, um espectro de absorção típico de planta & # x27s se parece com isso. Mini-ELI5: basicamente a planta usa principalmente um pouquinho de luz na parte vermelha do espectro (e apenas um pouquinho no infravermelho), não muito laranja, pouco ou nenhum verde (o que faz sentido: se você estiver vendo verde, isso significa ele reflete, não absorvendo o verde, de modo que não pode ser usado) e, em seguida, uma faixa de luz no azul, violeta e, às vezes, um pouquinho no UV. O resultado de tudo isso é que você pode cultivar plantas muito bem sem qualquer luz verde. Por outro lado, você não pode cultivar plantas se a luz for verde. A luz branca é, obviamente, uma mistura de cores e a luz do sol contém todos os espectros da luz visível (e muito do resto do espectro também).

Sim !: ignorando a luz geralmente inútil acima e abaixo do espectro visível, não há nada particularmente especial sobre a luz azul e vermelha usada por maioria coisas fotossintéticas. Ou, pelo menos, não há nenhuma razão em particular para você não poder usar um pigmento de outros do que as várias clorofilas usadas por maioria coisas fotossintéticas. Na verdade, seria mais eficiente, uma vez que a saída de pico do Sol & # x27s está na parte amarela / verde do espectro, então a luz mais abundante que atinge a Terra é a parte do espectro que as plantas usam menos. Você deve ter notado que continuo dizendo maioria coisas porque existem, na verdade, coisas que usam outros pigmentos. Eles são muito, muito cru coisas, principalmente porque são anaeróbicas - ou seja, não usam oxigênio para a respiração como a maioria das outras coisas.

(. Incluindo plantas, a propósito, eles criam O2 de CO2, mas que & # x27s apenas durante a fotossíntese. Quando eles usam a glicose que eles & # x27 produziram com fotossíntese para energia celular, eles quebram a glicose assim como nós fazemos e produzem CO2 . Quando há luz forte e eles estão usando ativamente a fotossíntese, eles produzem mais O2 do que usam e quebram mais CO2 do que criam, mas quando a fotossíntese para, esse ciclo se reverte. Na verdade, as concentrações de O2 caem à noite e enquanto no Norte hemisfério, onde estão a maior parte das maiores massas de terra (e florestas) do mundo, é no inverno).

Os anaeróbios não apenas não usam oxigênio, mas o oxigênio os mata. Você pode notar que não está morto, então há bastante oxigênio na atmosfera, e é por isso que as bactérias anaeróbias são raras na superfície. E como é difícil fotossintetizar no subsolo, é muito difícil para uma bactéria anaeróbica sobreviver fora da fotossíntese. Mas nem sempre foi assim. Mais de 2,3ish bilhão anos atrás, não havia muito oxigênio na atmosfera e as bactérias anaeróbias eram a vida mais complexa na Terra. Uma análise molecular cuidadosa feita aos fósseis sugere que essas bactérias provavelmente usavam um pigmento diferente da clorofila, ou uma versão da clorofila que era púrpura avermelhada! Então, por que as plantas não são roxas? Porque 2,3 bilhões de anos atrás, um novo tipo de bactéria evoluiu - cianobactérias - e era verde, e usando sua clorofila verde converteu CO2 em energia utilizável, e o CO2 foi abundante. O CO2 era tão abundante e as cianobactérias tão bem-sucedidas que aumentaram drasticamente o oxigênio atmosférico, tanto que matou a maior parte da vida anaeróbia na superfície e deixou um marcador geológico que podemos ver hoje. Este evento provavelmente contribuiu para o crescimento dos eucariotos, uma vez que a respiração aeróbica, usando O2, garante acesso a muito mais energia do que a respiração anaeróbica. Essas primeiras cianobactérias verdes foram absorvidas por bactérias mais complexas e se tornaram a organela chamada cloroplastos em bactérias e plantas fotossintéticas, que retêm a clorofila e fazem a fotossíntese (da mesma forma que as mitocôndrias eram organismos unicelulares muito primitivos que eram absorvidos por outros organismos e então ficavam por aí).

Então, por que as plantas são verdes? Porque seus ancestrais mais antigos eram verdes, e apesar de quão ineficiente a clorofila é, eles eram tão bem-sucedidos que provavelmente mataram qualquer competição.

TLDR: A luz fora do espectro visível não é útil para a fotossíntese. Ignorando isso, a grande maioria dos organismos fotossintéticos usa apenas partes estreitas do espectro visível e não pode usar luz fora dessas bandas. Alguns muito raros e muito muito as antigas bactérias primitivas provavelmente usavam um pigmento que usava diferentes partes do espectro visível.

AVISO DE RESPONSABILIDADE: Eu não sou biólogo. Estou indo com o que me lembro de várias fontes, então posso estar errado. Definitivamente, corrija-me se estiver, e encorajo você a fazer sua própria pesquisa para verificar o que eu disse.


Qual protista é fotossintético. Como você sabe?

Além disso, quais são as 4 características de todos os protistas? Para classificação, o protistas são divididos em três grupos: semelhantes aos animais protistas, que são heterótrofos e têm a capacidade de se mover. Como planta protistas, que são autótrofos que fotossintetizam. Semelhante a fungos protistas, que são heterótrofos, têm células com paredes celulares e se reproduzem formando esporos.

Também perguntado, os protistas têm fotossíntese?

Porque sabemos disso fotossíntese é um processo que as plantas usam, nós posso definir protistas fotossintéticos como 'semelhante a uma planta' protistas naquela pegue seus nutrientes, convertendo a luz do sol em energia usando fotossíntese. Alguns exemplos de exclusivamente protistas fotossintéticos incluem algum fitoplâncton e algas unicelulares.

Como sabemos que os protistas são eucariotos?

Protists are eukaryotes, which means their cells have a nucleus and other membrane-bound organelles. Most, but not all, protists are single-celled. Other than these features, they have very little in common. You can think about protists como tudo eukaryotic organisms that are neither animals, nor plants, nor fungi.


Fundo

Chloroplast (plastid) is an organelle of plants that conducts photosynthesis, and the structure and gene content of chloroplast genomes are highly conserved in most flowering plants [1]. Typical chloroplast DNA (cpDNA) is circular, ranging mainly from 110 to 160 kb in length [2], and it contains two inverted repeat (IR) sequences separated by a large single-copy region (LSC) and a small single-copy region (SSC) [3]. Holoparasitic plants offer a good system to study plastid genome evolution due to their loss of photosynthetic capacity. They usually display a reduction of plastid genome including genome size and gene content. The family Orobanchaceae is especially suitable for studying chloroplast (plastid) genome evolution because it contains a full trophic spectrum from autotrophic plants, to hemiparasites and holoparasites. In Orobanchaceae, holoparasites occur in three of six well supported clades, namely, Clade III (Orobancheae,

180 holoparasitic species), Clade V (Rhinantheae, 7 holoparasitic species) and Clade VI (Buchnereae,

70 species) [4,5,6]. So far, plastid genome sequences of holoparasites in Orobanchaceae were mainly from Clade III [7,8,9,10,11,12]. In Clade V, the plastid genome of only one holoparasite, Lathraea squamaria, has been sequenced recently [12]. Although Clade VI includes

70 species from four holoparasitic genera (Hyobanche, Harveya, Aeginetia e Christisonia), no plastid genome sequences of holoparasitic plants from this clade have been characterized.

Plastid genomes of holoparasites in Clade III and Clade V of Orobanchaceae differ markedly in genome size and gene content. Plastid genome sizes of holoparasites in Clade III range from 45,673 (Conopholis americana) to 120,840 bp (Orobanche californica) [9]. However, the plastid genome size of Lathraea squamaria from Clade V is 150,504 bp [12], much larger than those in Clade III. The number of intact genes in the plastid genomes of Conopholis americana e Orobanche species ranges from 21 to 34 [9], and almost all genes related to photosynthesis (bicho de estimação, psa, psb, e rbcL) were lost or became pseudogenes. Whereas in the plastid genome of Lathraea squamaria, there are 46 intact genes including many genes related to photosynthesis (such as psa, psb e bicho de estimação) This might be due to holoparasitic lineages in Clade V is younger than those in Clade III [12].

In addition to plastome degradation, the nuclear genomes of holoparasitic plants are also expected to evolve as a response of the loss of photosynthesis capability, since the genes related to photosynthesis in the plastid genome interact with many genes in the nuclear genome [7, 13]. The expressional changes of nuclear genes could be revealed by transcriptome sequencing. For example, the expression of genes in the photosynthesis and chlorophyll synthesis pathways has been examined in some parasitic plants [7, 14, 15].

Aeginetia is a small holoparasitic genus of Orobanchaceae and it consists of about four species distributed in southern and southeastern Asia [16]. According to the phylogenetic analyses of Orobanchaceae, Aeginetia, along with Hyobanche, Harveya e Christisonia, forms a monophyletic holoparasitic lineage in Clade VI [4, 5]. Aeginetia indica is the most widespread species in this genus [17]. It usually parasitizes on the roots of Poaceae plants like Miscanthus e Saccharum [18]. In a recent study, transcriptome data of A. indica have been used to detect horizontally transferred genes from Fabaceae and Poaceae species [19]. So far, plastid genome sequence and the degradation of photosynthesis related pathways have not been studied in this holoparasitic plant.

In this study, we assembled the plastid genome of A. indica using Illumina short reads produced by genome skimming. We also sequenced the transcriptomes from multiple tissues to examine the expressional changes of genes involved in photosynthesis. In addition, we investigated the evolutionary fates of the lost plastid genes in A. indica. The results of this study will contribute to our understanding of the coordinated evolution of plastid and nuclear genomes and also facilitate comparative analysis of convergent evolution of holoparasitism in Orobanchaceae.


How Photosynthesis Works: Out of Biology Class and Into the Garden

While planting the first crops of spring, you may envision the luscious products of photosynthesis, but you likely won&rsquot ponder the process responsible for your anticipated harvest. Sure, you know that most fruits and vegetables need at least six hours of sunlight each day, preferably more, but understanding the how and why of the sun&rsquos effects on plant physiology can improve your garden&rsquos production &mdash or your over-the-fence garden chats.

Blue Light Special

So let us start with the source &mdash the sun. Sunlight comes in a variety of wavelengths, only some of which are useful to plants &mdash some more useful than others. Plant pigments, located in the chloroplasts of plant cells, absorb energy from wavelengths that make up the visible spectrum of sunlight &mdash red, orange, yellow, green, blue, indigo and violet. The most abundant plant pigment, chlorophyll, absorbs energy from red and blue wavelengths and is responsible for most of the plant&rsquos energy absorption. Most of the green wavelength is reflected rather than absorbed, which is why leaves appear predominantly green. Some pigments pick up other wavelengths, including green, to enhance energy absorption. Come fall, when the chlorophyll begins to degrade, these other pigments shine through, absorbing the green wavelengths and reflecting the yellows, reds and oranges we &ldquoooh and ahh&rdquo over. Chlorophyll&rsquos affinity for red and blue wavelengths is one of the reasons growers use fluorescent lights for starting plants indoors. Your everyday incandescent light produces plenty of the red and infrared (heat) wavelengths, but fluorescent lights produce more blue wavelengths, which increase vegetative growth and are cooler. LED (light emitting diode) lights, however, are all the rage. LEDs are not only more energy-efficient, they can also be tuned to specific wavelengths &mdash customized sunlight for each crop! In fact, designers of large, futuristic urban and suburban farms speak of glowing pink towers where growers tend plants indoors under an exclusive LED mix of blue and red light.

Whether from fancy fuchsia LEDs or the sun, what happens when light falls on leaves? The packets of energy, or photons, that make up wavelengths of light excite electrons in the chlorophyll molecule, which kicks off a fascinating &mdash if complex &mdash chain of events that results in a simple sugar and our ability to breathe.

Here is the basic biology class formula for how photosynthesis works:

Plants take water and carbon dioxide in, add some sun, make sugars and release oxygen &mdash light energy is converted to chemical energy. Water, then, is the source of the oxygen we breathe and carbon dioxide is the source of carbon in the carbohydrates we eat. The food-making process happens in two phases within the plants. The first phase, the light-dependent reaction, uses water and the sun&rsquos energy to make molecules. Those molecules then power the second phase, which is a light-independent reaction (the Calvin cycle) that makes sugar molecules.

That&rsquos photosynthesis in an edamame pod, but understanding the process at a deeper level will help explain why plants die if they aren&rsquot watered correctly and why insufficient levels of carbon dioxide can reduce your produce haul. (For now, hold that thought about increasing atmospheric carbon dioxide levels!)

The Two-Step

Water is integral to both parts of the food-making process within plants. During daylight hours, light hits chlorophyll pigments that then set off a chain reaction that requires the components held within water molecules to complete its cycle. The cycle&rsquos end products are energy &mdash in the form of adenosine triphosphate (ATP) and nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) &mdash and oxygen, which is diffused as a &ldquowaste product&rdquo out of the leaf.

The light-independent Calvin cycle begins when carbon dioxide enters the leaf through pores, called &ldquostomata.&rdquo Water, also essential in this phase, splits CO2 and other molecules until it creates a simple sugar. All this rearranging of molecules takes energy, which has conveniently been provided by the light-dependent reaction (ATP and NADPH). The sugars produced by the Calvin cycle are then used for a variety of plant functions or stored as starch. We know these stored carbohydrates by a whole smorgasbord of names &mdash beets, carrots, kale, lettuce, potatoes or, just generally, food. To get into the fascinating, nitty-gritty details of how electrons are transferred and molecules are divided, see &ldquoFull Scientific Explanation&rdquo at the end of this article.

Carbon Dioxide and You

You, the gardener, absolutely influence the quantity of carbon dioxide your plants get when you water them. Overwatering and underwatering will cause a plant&rsquos stomata (the pores by which CO2 enters the plant to start the Calvin cycle) to close in an attempt to conserve water. Se CO2 can&rsquot enter the leaf, oxygen can&rsquot depart. When this happens, the now-burgeoning internal oxygen supply is captured inside the plant instead &mdash a process called &ldquophotorespiration.&rdquo Under these conditions, photosynthesis becomes highly inefficient and produces fewer carbohydrates. Photorespiration can also occur when carbon dioxide is depleted in the plant&rsquos immediate microclimate, which can happen under hot, dry, crowded conditions with little air circulation (think August on the prairie). Greenhouse owners might want to take note, as photorespiration can occur during winter in tightly weatherized greenhouses, because a lack of circulating air (venting) can deplete the amount of carbon dioxide available to the plants. Try composting crop residues and manure in your greenhouse to compensate, or try keeping chickens and rabbits (watch the lettuce) in the greenhouse to boost carbon dioxide levels. Those furry or feathered CO2 generators won&rsquot help, however, if the greenhouse is vented or if they only hang out in the greenhouse at night when plants are not photosynthesizing. (Remember: the initial phase of the process requires light.)

So, you may wonder, &ldquoIf low carbon dioxide levels limit photosynthesis, will rising levels of atmospheric carbon dioxide increase photosynthesis?&rdquo Yes, but here is where climate change ho-hummers conveniently forget the rest of the equation &mdash it will only increase photosynthesis to a certain point. The photosynthetic capacity of plants &mdash their ability to convert sunlight into food &mdash is not just tied to CO2, but is also dependent upon their ability to acquire water, nutrients and light, and to grow in their optimum temperature range. Increasing temperatures (associated with escalating CO2 levels) also enhance photosynthesis, but again, only to a point. Not only do high temperatures demand more water, they also cause enzymes in the photosynthetic process to break down, and increase the respiratory rate of the plant &mdash using all those valuable carbohydrates to survive instead of storing them for us to eat. The optimal temperature for maximum photosynthesis varies from crop to crop and can change across a growing season for an individual plant. The same goes for the effect of light intensity on photosynthesis. As light levels increase, the light-dependent reaction makes more energy available to the Calvin cycle, but photosynthesis is then limited by the second part of the cycle&rsquos physical ability to process CO2 and water into sugars.

Trellis systems, which expose greater leaf area to sunlight, are one way you can increase photosynthetic activity in your plants. The relationship between increasing availability of a resource and higher-but-plateauing rates of photosynthesis also exists for nitrogen and carbon dioxide itself. Nearly 50 percent of the nitrogen in a leaf is devoted to photosynthesis. Some studies show that as carbon dioxide increases, nitrogen in leaves declines, so in low-nutrient situations, photosynthetic gains from higher concentrations of carbon dioxide are limited.

Sometimes we are so focused on improving conditions for our crops that we forget about unintended consequences. If a higher level of carbon dioxide is good for our pampered edibles, it&rsquos also good for those &ldquoother plants&rdquo &mdash weeds. And while we covet larger, more productive plants, those kinds of plants covet more nutrients and water. At some point, the positive relationship between productivity and increasing levels of CO2, light, nutrients and temperature begins to level off, a point that varies from crop to crop.

Getting It Right, or at Least Having Fun Trying

Plants generally respond positively to increasing levels of light, carbon dioxide, nitrogen and temperature if given sufficient water. In the garden, you control the light, nitrogen and water, and, indirectly, the carbon dioxide. Getting everything right to maximize net photosynthetic production &mdash which equates later to loads of tomatoes and beans &mdash has always been a challenging trial-and-error game. Too much or too little of any factor will reduce your bounty, and this balancing act changes during the current growing season and across all growing seasons. It&rsquos enough to put off any beginning gardener, if it wasn&rsquot so much fun. All the grumbling, commiserating and tip-trading is really all about experimentation &mdash the blending of art and science in the garden. Experienced gardeners have been running their own experiments for years &mdash moving perennials around the yard, placing new garden beds, trying new (or old) tomato varieties &mdash essentially tweaking the combination of nutrients, light and water. Horticultural researchers may retain hordes of graduate students who tend row after row of veggies and fruit and measure photosynthetic activity leaf by leaf by leaf. Certainly their research is most helpful, but you possess your own biology lab right outside your back door, and with your own over-the-fence co-investigators.

There&rsquos More Than One Way to Get Your Sugar Fix

Yes, there is more than one way to make food from sunlight. Take corn, for example. Corn, as well as sorghum, millet, and sugar cane, bypass the problem of photorespiration by tweaking the basic photosynthetic pathway (the two-step process, which is called the &ldquoC3 pathway&rdquo). Essentially, these C4 plants, as they are called, store carbon dioxide to maintain an internal, readily available supply for conversion into sugars. C4 plants incorporate a middle step between the light-dependent reaction and the Calvin cycle in which CO2 is first captured by a molecule other than RuBP, and then shuttled for storage to a separate plant cell called the &ldquobundle sheath cell.&rdquo Carbon dioxide then enters the Calvin cycle, just as it does in the C3 photosynthetic pathway. Additionally, the enzyme responsible for initially sequestering the CO2 is much more finicky than RuBP and won&rsquot use oxygen as an easy substitute. O que tudo isso significa? It means that corn is more photosynthetically active at higher temperatures than your squash or beans, because when the corn&rsquos stomata are closed and the plant is conserving water, corn can still produce sugars with stored carbon dioxide. This neat C4 trick plays out right before your eyes in lawns each summer &mdash as the season becomes drier and hotter, the C4 crabgrass starts spoiling the C3 fescue pallette.

If you&rsquore lucky enough to tackle growing pineapples, you can further expand your edible garden collection of photosynthetic pathways. Pineapples, and many desert plants, use a photosynthetic pathway similar to the C4 plants, called &ldquocrassulacean acid metabolism&rdquo (CAM). Em vez de CO2 accumulating in another cell, as happens in C4 plants, the CO2 in a CAM plant accumulates and is stored at night while the stomata are open. Come daylight, the light-dependent reaction kicks in, supplying the energy necessary to run the Calvin cycle without the need for open stomata and dehydration.

Full Scientific Explanation of How Photosynthesis Works

When light hits chlorophyll pigments, the pigments give up electrons, or negatively charged sub-atomic particles. (Protons are positively charged sub-atomic particles, and an ion is an atom or group of atoms that has a positive or negative electric charge from losing or gaining one or more electrons.) Electron-carrying molecules then pass these jolted electrons from one pigment to another, each electron eventually used to create an energy molecule known by a ridiculously long but meaningful scientific moniker, nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH). The chlorophyll pigment is now missing an electron that must be replaced if photosynthesis is to continue. Water, split into its component parts (electrons, hydrogen ions, and oxygen), supplies the replacement. While the water&rsquos electrons pass to the chlorophyll pigments, the hydrogen ions build up inside the thylakoid and move out into the interior of the chloroplast, moving through specialized proteins that use the protons to create the other energy molecule, adenosine triphosphate (ATP). The oxygen on which life depends is a &ldquowaste product&rdquo that diffuses out of the leaf.

The Calvin cycle begins when CO2 enters the leaf through pores called &ldquostomata&rdquo and is captured by a molecule with the shorthand name RuBP (ribulose-1,5-bisphosphate). Water, also essential in this phase, splits the now-linked molecules of CO2 and RuBP into smaller molecules that are then further rearranged, eventually ending up as regenerated RuBP and a simple sugar. All this rearranging of molecules takes energy, which has conveniently been provided by the light reaction in the form of ATP and NADPH. The sugars produced by the Calvin cycle are then used for a variety of plant functions or stored as starch. We know these stored carbohydrates by a whole smorgasbord of names &mdash beets, carrots, kale, lettuce, potatoes or, just generally, food.


Assista o vídeo: DS Auto - Największy skup katalizatorów w Polsce - dlaczego warto podjąć z nami współpracę? (Agosto 2022).