Em formação

2.4: Carbono - Biologia


Habilidades para desenvolver

  • Explique por que o carbono é importante para a vida
  • Descreva o papel dos grupos funcionais nas moléculas biológicas

As células são feitas de muitas moléculas complexas chamadas macromoléculas, como proteínas, ácidos nucléicos (RNA e DNA), carboidratos e lipídios. As macromoléculas são um subconjunto de moléculas orgânicas (qualquer líquido, sólido ou gás contendo carbono) que são especialmente importantes para a vida. O componente fundamental para todas essas macromoléculas é o carbono. O átomo de carbono tem propriedades únicas que permitem formar ligações covalentes com até quatro átomos diferentes, tornando este elemento versátil ideal para servir como o componente estrutural básico, ou "espinha dorsal", das macromoléculas.

Os átomos de carbono individuais têm uma camada de elétrons mais externa incompleta. Com um número atômico de 6 (seis elétrons e seis prótons), os primeiros dois elétrons preenchem a camada interna, deixando quatro na segunda camada. Portanto, os átomos de carbono podem formar até quatro ligações covalentes com outros átomos para satisfazer a regra do octeto. A molécula de metano fornece um exemplo: ela tem a fórmula química CH4. Cada um de seus quatro átomos de hidrogênio forma uma única ligação covalente com o átomo de carbono ao compartilhar um par de elétrons. Isso resulta em uma camada externa preenchida.

Hidrocarbonetos

Hidrocarbonetos são moléculas orgânicas constituídas inteiramente de carbono e hidrogênio, como o metano (CH4) descrito acima. Freqüentemente, usamos hidrocarbonetos em nossa vida diária como combustíveis - como o propano em uma churrasqueira a gás ou o butano em um isqueiro. As muitas ligações covalentes entre os átomos nos hidrocarbonetos armazenam uma grande quantidade de energia, que é liberada quando essas moléculas são queimadas (oxidadas). O metano, um excelente combustível, é a molécula de hidrocarboneto mais simples, com um átomo de carbono central ligado a quatro átomos de hidrogênio diferentes, conforme ilustrado na Figura ( PageIndex {1} ). A geometria da molécula de metano, onde os átomos residem em três dimensões, é determinada pela forma de seus orbitais de elétrons. Os carbonos e os quatro átomos de hidrogênio formam uma forma conhecida como tetraedro, com quatro faces triangulares; por esta razão, o metano é descrito como tendo uma geometria tetraédrica.

Como a espinha dorsal das grandes moléculas de seres vivos, os hidrocarbonetos podem existir como cadeias lineares de carbono, anéis de carbono ou combinações de ambos. Além disso, as ligações carbono a carbono individuais podem ser ligações covalentes simples, duplas ou triplas, e cada tipo de ligação afeta a geometria da molécula de uma maneira específica. Esta forma tridimensional ou conformação das grandes moléculas da vida (macromoléculas) é crítica para o seu funcionamento.

Cadeias de Hidrocarbonetos

As cadeias de hidrocarbonetos são formadas por ligações sucessivas entre átomos de carbono e podem ser ramificadas ou não ramificadas. Além disso, a geometria geral da molécula é alterada pelas diferentes geometrias de ligações covalentes simples, duplas e triplas, ilustradas na Figura ( PageIndex {2} ). Os hidrocarbonetos etano, eteno e etino servem como exemplos de como as diferentes ligações carbono-carbono afetam a geometria da molécula. Os nomes de todas as três moléculas começam com o prefixo “eth-”, que é o prefixo para dois hidrocarbonetos de carbono. Os sufixos "-ano", "-eno" e "-yne" referem-se à presença de ligações carbono-carbono simples, duplas ou triplas, respectivamente. Assim, propano, propeno e propino seguem o mesmo padrão com três moléculas de carbono, butano, butano e butino para quatro moléculas de carbono e assim por diante. As ligações duplas e triplas alteram a geometria da molécula: as ligações simples permitem a rotação ao longo do eixo da ligação, enquanto as ligações duplas levam a uma configuração plana e as ligações triplas a uma linear. Essas geometrias têm um impacto significativo na forma que uma determinada molécula pode assumir.

Anéis de hidrocarbonetos

Até agora, os hidrocarbonetos que discutimos são hidrocarbonetos alifáticos, que consistem em cadeias lineares de átomos de carbono. Outro tipo de hidrocarboneto, hidrocarbonetos aromáticos, consiste em anéis fechados de átomos de carbono. Estruturas em anel são encontradas em hidrocarbonetos, às vezes com a presença de ligações duplas, que podem ser vistas comparando a estrutura do ciclohexano ao benzeno na Figura ( PageIndex {3} ). Exemplos de moléculas biológicas que incorporam o anel de benzeno incluem alguns aminoácidos e colesterol e seus derivados, incluindo os hormônios estrogênio e testosterona. O anel benzênico também é encontrado no herbicida 2,4-D. O benzeno é um componente natural do petróleo bruto e foi classificado como cancerígeno. Alguns hidrocarbonetos têm partes alifáticas e aromáticas; o beta-caroteno é um exemplo de tal hidrocarboneto.

Isômeros

O posicionamento tridimensional dos átomos e ligações químicas dentro das moléculas orgânicas é fundamental para a compreensão de sua química. Moléculas que compartilham a mesma fórmula química, mas diferem na colocação (estrutura) de seus átomos e / ou ligações químicas são conhecidas como isômeros. Os isômeros estruturais (como butano e isobuteno mostrados na Figura ( PageIndex {4} ) diferem na colocação de suas ligações covalentes: ambas as moléculas têm quatro carbonos e dez hidrogênios (C4H10), mas o arranjo diferente dos átomos dentro das moléculas leva a diferenças em suas propriedades químicas. Por exemplo, devido às suas diferentes propriedades químicas, o butano é adequado para uso como combustível para isqueiros e maçaricos, enquanto o isobuteno é adequado para uso como refrigerante e propulsor em latas de spray.

Os isômeros geométricos, por outro lado, têm posicionamentos semelhantes de suas ligações covalentes, mas diferem na maneira como essas ligações são feitas com os átomos circundantes, especialmente nas ligações duplas carbono-carbono. Na molécula simples buteno (C4H8), os dois grupos metil (CH3) pode estar em qualquer lado da ligação covalente dupla central à molécula, conforme ilustrado na Figura ( PageIndex {4} ) b. Quando os carbonos estão ligados no mesmo lado da ligação dupla, este é o cis configuração; se eles estiverem em lados opostos da ligação dupla, é um trans configuração. No trans configuração, os carbonos formam uma estrutura mais ou menos linear, enquanto os carbonos na cis configuração faz uma dobra (mudança de direção) da estrutura de carbono.

Art Connection

Qual das seguintes afirmações é falsa?

  1. Moléculas com as fórmulas CH3CH2COOH e C3H6O2 podem ser isômeros estruturais.
  2. As moléculas devem ter uma ligação dupla para serem isômeros cis-trans.
  3. Para ser enantiômero, uma molécula deve ter pelo menos três átomos ou grupos diferentes conectados a um carbono central.
  4. Para ser enantiômero, uma molécula deve ter pelo menos quatro átomos ou grupos diferentes conectados a um carbono central.

Em triglicerídeos (gorduras e óleos), longas cadeias de carbono conhecidas como ácidos graxos podem conter ligações duplas, que podem estar em qualquer cis ou trans configuração, ilustrada na Figura ( PageIndex {5} ). As gorduras com pelo menos uma ligação dupla entre os átomos de carbono são gorduras insaturadas. Quando alguns desses vínculos estão no cis configuração, a curvatura resultante na estrutura de carbono da cadeia significa que as moléculas de triglicerídeos não podem compactar firmemente, então permanecem líquidas (óleo) em temperatura ambiente. Por outro lado, triglicerídeos com trans ligações duplas (popularmente chamadas de gorduras trans), têm ácidos graxos relativamente lineares que são capazes de se compactar firmemente em temperatura ambiente e formar gorduras sólidas. Na dieta humana, as gorduras trans estão associadas a um maior risco de doenças cardiovasculares, por isso muitos fabricantes de alimentos reduziram ou eliminaram seu uso nos últimos anos. Em contraste com as gorduras insaturadas, os triglicerídeos sem ligações duplas entre os átomos de carbono são chamados de gorduras saturadas, o que significa que contêm todos os átomos de hidrogênio disponíveis. As gorduras saturadas são sólidas à temperatura ambiente e geralmente de origem animal.

Enantiômeros

Enantiômeros são moléculas que compartilham a mesma estrutura química e ligações químicas, mas diferem no posicionamento tridimensional dos átomos, de modo que são imagens espelhadas. Conforme mostrado na Figura ( PageIndex {6} ), um exemplo de aminoácido alanina, as duas estruturas não são sobreponíveis. Na natureza, apenas as formas L dos aminoácidos são usadas para fazer proteínas. Algumas formas D de aminoácidos são vistas nas paredes celulares das bactérias, mas nunca em suas proteínas. Da mesma forma, a forma D da glicose é o principal produto da fotossíntese e a forma L da molécula raramente é vista na natureza.

Grupos funcionais

Os grupos funcionais são grupos de átomos que ocorrem dentro das moléculas e conferem propriedades químicas específicas a essas moléculas. Eles são encontrados ao longo da “espinha dorsal de carbono” das macromoléculas. Esta espinha dorsal de carbono é formada por cadeias e / ou anéis de átomos de carbono com a substituição ocasional de um elemento como nitrogênio ou oxigênio. Moléculas com outros elementos em sua estrutura de carbono são hidrocarbonetos substituídos.

Os grupos funcionais em uma macromolécula estão geralmente ligados à estrutura do carbono em um ou vários locais diferentes ao longo de sua estrutura de cadeia e / ou anel. Cada um dos quatro tipos de macromoléculas - proteínas, lipídios, carboidratos e ácidos nucléicos - tem seu próprio conjunto característico de grupos funcionais que contribuem enormemente para suas diferentes propriedades químicas e sua função nos organismos vivos.

Um grupo funcional pode participar de reações químicas específicas. Alguns dos grupos funcionais importantes em moléculas biológicas são mostrados na Figura ( PageIndex {7} ); eles incluem: hidroxila, metila, carbonila, carboxila, amino, fosfato e sulfidrila. Esses grupos desempenham um papel importante na formação de moléculas como DNA, proteínas, carboidratos e lipídios. Os grupos funcionais são geralmente classificados como hidrofóbicos ou hidrofílicos, dependendo de suas características de carga ou polaridade. Um exemplo de grupo hidrofóbico é a molécula de metano apolar. Entre os grupos funcionais hidrofílicos está o grupo carboxila encontrado nos aminoácidos, algumas cadeias laterais de aminoácidos e os ácidos graxos que formam triglicerídeos e fosfolipídeos. Este grupo carboxila ioniza para liberar íons de hidrogênio (H+) do grupo COOH, resultando no COO carregado negativamente- grupo; isso contribui para a natureza hidrofílica de qualquer molécula em que se encontre. Outros grupos funcionais, como o grupo carbonila, têm um átomo de oxigênio parcialmente carregado negativamente que pode formar ligações de hidrogênio com moléculas de água, novamente tornando a molécula mais hidrofílica.

As ligações de hidrogênio entre grupos funcionais (dentro da mesma molécula ou entre moléculas diferentes) são importantes para o funcionamento de muitas macromoléculas e ajudam-nas a se dobrar e manter a forma apropriada para seu funcionamento. As ligações de hidrogênio também estão envolvidas em vários processos de reconhecimento, como o emparelhamento de bases complementares do DNA e a ligação de uma enzima ao seu substrato, conforme ilustrado na Figura ( PageIndex {8} ).

Resumo

As propriedades únicas do carbono o tornam uma parte central das moléculas biológicas. O carbono se liga ao oxigênio, hidrogênio e nitrogênio covalentemente para formar as muitas moléculas importantes para a função celular. O carbono tem quatro elétrons em sua camada mais externa e pode formar quatro ligações. Carbono e hidrogênio podem formar cadeias ou anéis de hidrocarbonetos. Os grupos funcionais são grupos de átomos que conferem propriedades específicas às cadeias ou anéis de hidrocarbonetos (ou hidrocarbonetos substituídos) que definem suas características químicas gerais e função.

Art Connections

[link] Qual das seguintes afirmações é falsa?

  1. Moléculas com as fórmulas CH3CH2COOH e C3H6O2 podem ser isômeros estruturais.
  2. As moléculas devem ter uma ligação dupla para ser cis-trans isômeros.
  3. Para ser enantiômero, uma molécula deve ter pelo menos três átomos ou grupos diferentes conectados a um carbono central.
  4. Para ser enantiômeros, uma molécula deve ter pelo menos quatro átomos ou grupos diferentes conectados a um carbono central.

[link] C

Perguntas de revisão

Cada molécula de carbono pode se ligar a tantos quantos _________ outro (s) átomo (s) ou molécula (s).

  1. 1
  2. dois
  3. seis
  4. quatro

D

Qual dos seguintes não é um grupo funcional que pode se ligar ao carbono?

  1. sódio
  2. hidroxila
  3. fosfato
  4. carbonil

UMA

Resposta livre

Que propriedade do carbono o torna essencial para a vida orgânica?

O carbono é único e encontrado em todos os seres vivos porque pode formar até quatro ligações covalentes entre átomos ou moléculas. Estas podem ser ligações covalentes não polares ou polares e permitem a formação de longas cadeias de moléculas de carbono que se combinam para formar proteínas e DNA.

Compare e contraste triglicérides saturados e insaturados.

Os triglicerídeos saturados não contêm ligações duplas entre os átomos de carbono; geralmente são sólidos à temperatura ambiente. Os triglicerídeos insaturados contêm pelo menos uma ligação dupla entre os átomos de carbono e geralmente são líquidos à temperatura ambiente.

Glossário

hidrocarboneto alifático
hidrocarboneto que consiste em uma cadeia linear de átomos de carbono
hidrocarboneto aromático
hidrocarboneto consistindo em anéis fechados de átomos de carbono
enantiômeros
moléculas que compartilham a estrutura geral e os padrões de ligação, mas diferem na forma como os átomos são colocados tridimensionalmente, de modo que são imagens espelhadas uns dos outros
grupo funcional
grupo de átomos que fornece ou confere uma função específica a um esqueleto de carbono
isômero geométrico
isômero com padrões de ligação semelhantes, diferindo na colocação de átomos ao lado de uma ligação covalente dupla
Hidrocarbonetos
molécula que consiste apenas em carbono e hidrogênio
isômeros
moléculas que diferem umas das outras, embora compartilhem a mesma fórmula química
molécula orgânica
qualquer molécula contendo carbono (exceto dióxido de carbono)
isômeros estruturais
moléculas que compartilham uma fórmula química, mas diferem na colocação de suas ligações químicas
hidrocarboneto substituído
cadeia ou anel de hidrocarboneto contendo um átomo de outro elemento no lugar de um dos carbonos da estrutura principal

Influência de nanotubos de carbono de paredes múltiplas na biomassa microbiana, atividade enzimática e estrutura da comunidade bacteriana em sedimentos contaminados com 2,4-diclorofenol

O aumento na fabricação e uso de nanotubos de carbono tem despertado a preocupação sobre seus riscos potenciais associados à coexistência de poluentes no ambiente aquático. O 2,4-diclorofenol (2,4-DCP), com alta toxidade para diversos organismos aquáticos, é um poluente generalizado resultante do uso extensivo de agrotóxicos e conservantes. Neste artigo, a adsorção de 2,4-DCP por sedimento ribeirinho e as respostas da comunidade microbiana do sedimento ao 2,4-DCP foram estudadas na presença de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNTs). A adição de MWCNTs aumentou significativamente a quantidade de adsorção de sedimento para 2,4-DCP de 0,541 para 1,44 mg / g conforme a concentração de MWCNT aumentou de 0 para 15 mg / g. As respostas da comunidade microbiana do sedimento foram determinadas após exposição de um mês a MWCNTs em diferentes concentrações (0,05, 0,5, 5 e 50 mg / g). O carbono da biomassa microbiana no sedimento contaminado com 2,4-DCP aumentou na presença de 5 mg / g de MWCNTs (de 0,06 para 0,11 mg / g), mas não mudou significativamente em outras concentrações de MWCNT. Para os sedimentos contaminados com 2,4-DCP, a presença de MWCNTs não fez diferença para a atividade da urease, enquanto a atividade da desidrogenase aumentou ligeiramente com a adição de 5 mg / g de MWCNTs e diminuiu na presença de 50 mg / g de MWCNTs . As mudanças nas comunidades de bactérias do sedimento foram posteriormente determinadas pelo sequenciamento do gene 16S rRNA. Com base na distância UniFrac ponderada entre as comunidades, a análise de agrupamento sugeriu que a contaminação do 2,4-DCP afetou a estrutura da comunidade bacteriana em um grau maior do que a causada por MWCNTs em concentrações relativamente baixas (≤5 mg / g). Bacteroidetes, Planctomycetes e Nitrospirae foram caracterizados por filos bacterianos para refletir os efeitos de MWCNTs e 2,4-DCP na comunidade bacteriana dos sedimentos. Esses resultados podem contribuir para a compreensão da resposta da comunidade microbiana à co-exposição de MWCNTs e 2,4-DCP e a avaliação dos riscos ecológicos associados.

Palavras-chave: 16S rRNA gene 2,4-diclorofenol Nanotubos de carbono Comunidade microbiana Sedimento.


4.2. Grupos funcionais

Grupos funcionais são grupos de átomos que ocorrem dentro das moléculas e conferem propriedades químicas específicas a essas moléculas. Eles são encontrados ao longo da “espinha dorsal de carbono” das macromoléculas. Esta espinha dorsal de carbono é formada por cadeias e / ou anéis de átomos de carbono com a substituição ocasional de um elemento como nitrogênio ou oxigênio. Moléculas com outros elementos em sua estrutura de carbono são hidrocarbonetos substituídos.

Os grupos funcionais em uma macromolécula estão geralmente ligados à estrutura do carbono em um ou vários lugares diferentes ao longo de sua estrutura de cadeia e / ou anel. Cada um dos quatro tipos de macromoléculas - proteínas, lipídios, carboidratos e ácidos nucléicos - tem seu próprio conjunto característico de grupos funcionais que contribuem enormemente para suas diferentes propriedades químicas e sua função nos organismos vivos. Essas macromoléculas serão discutidas mais detalhadamente no Capítulo 5.

Um grupo funcional pode participar de reações químicas específicas. Alguns dos grupos funcionais importantes nas moléculas biológicas são mostrados na Figura 4.8. Eles incluem: hidroxila, metila, carbonila, carboxila, amino, fosfato e sulfidrila. Esses grupos desempenham um papel importante na formação de moléculas como DNA, proteínas, carboidratos e lipídios. Os grupos funcionais são geralmente classificados como hidrofóbicos ou hidrofílicos, dependendo de suas características de carga ou polaridade. Um exemplo de grupo hidrofóbico é a molécula de metano apolar. Entre os grupos funcionais hidrofílicos está o grupo carboxila encontrado nos aminoácidos, algumas cadeias laterais de aminoácidos e os ácidos graxos que formam triglicerídeos e fosfolipídeos. Este grupo carboxila ioniza para liberar íons de hidrogênio (H +) do grupo COOH, resultando no grupo COO carregado negativamente - isso contribui para a natureza hidrofílica de qualquer molécula em que se encontra. Outros grupos funcionais, como o grupo carbonila, têm um átomo de oxigênio parcialmente carregado negativamente que pode formar ligações de hidrogênio com moléculas de água, novamente tornando a molécula mais hidrofílica.

O Grupo Hidroxila - Álcoois

O grupo hidroxila leva o nome dos átomos de hidrogênio e oxigênio que compõem esse grupo funcional. As moléculas que contêm um grupo hidroxila são chamadas de álcoois e seus nomes terminam em “álcool” ou “-OH”. Etanol ou álcool etílico, com uma fórmula molecular de CH3CH2OH, é um álcool comum encontrado no vinho, cerveja e destilados. Álcoois são polar moléculas por causa do oxigênio, e o hidrogênio ligado ao oxigênio prontamente forma ligações de hidrogênio com oxigênio ou nitrogênio de outros átomos. Álcoois pequenos, como o etanol, prontamente formam ligações de hidrogênio com a água, portanto são solúveis em água. Um ou mais grupos hidroxila podem ser ligados a carbonos terminais ou intermediários. Por exemplo, o glicerol que é encontrado em lipídios, tem um grupo hidroxila ligado a cada um de seus 3 carbonos.

O Grupo Carbonil - Aldeídos e Cetonas

O grupo carbonila é formado pela remoção do hidrogênio de uma hidroxila e um hidrogênio do carbono ligado para formar uma ligação dupla carbono-oxigênio. Se este C = O estiver no final da molécula, é chamado de aldeído se estiver no meio da molécula, é chamado de cetona. (Uma maneira de lembrar isso é que o "a" do aldeído está no início do alfabeto e o "k" da cetona está no meio do alfabeto.) Os aldeídos recebem o sufixo "-al" ou "- aldeído ”cetonas recebem o sufixo“ -um ”. Se alguém bebeu álcool, o fígado converterá o álcool etílico no aldeído acetaldeído, às vezes chamado de molécula de ressaca. Por causa de seu oxigênio, os aldeídos são polares, mas sem o hidrogênio, eles são incapazes de formar ligações de hidrogênio entre si. A acetona, um dos principais componentes do removedor de esmalte, evapora muito mais rapidamente do que a água, pois não é mantida no estado líquido por ligações de hidrogênio.

O Grupo Carboxil - Ácidos Carboxílicos

O Grupo Amino - As Aminas

O Grupo Fosfato

O Grupo Sulfidril - The Thiols

O Grupo Metil

O grupo metil, que foi recentemente adicionado como um grupo funcional biológico, é um carbono ao qual estão ligados 3 átomos de hidrogênio, -CH3. Uma vez que é um hidrocarboneto, o grupo metil é não polar. Os grupos metil adicionados ao DNA ou proteínas associadas ao DNA afetarão a expressão do gene, como veremos no Capítulo 18.


2.4 A energia entra nos ecossistemas por meio da fotossíntese

Todos os organismos vivos na Terra consistem em uma ou mais células. Cada célula funciona com a energia química encontrada principalmente nas moléculas de carboidratos, e a maioria dessas moléculas é produzida por um processo: a fotossíntese. Por meio da fotossíntese, certos organismos convertem a energia solar (luz solar) em energia química, que é então usada para construir moléculas de carboidratos. A energia armazenada nas ligações para manter essas moléculas unidas é liberada quando um organismo quebra os alimentos. As células então usam essa energia para realizar trabalhos, como movimentos. A energia que é aproveitada da fotossíntese entra continuamente nos ecossistemas de nosso planeta e é transferida de um organismo para outro. Portanto, direta ou indiretamente, o processo de fotossíntese fornece a maior parte da energia necessária para os seres vivos na Terra. A fotossíntese também resulta na liberação de oxigênio na atmosfera. Em suma, comer e respirar nos humanos depende quase inteiramente dos organismos que realizam a fotossíntese.

Dependência Solar e Produção Alimentar

Alguns organismos podem realizar a fotossíntese, enquanto outros não. Um autotrófico é um organismo que pode produzir seu próprio alimento. As raízes gregas da palavra autotroph significam “self” (auto) “alimentador” (troféu). As plantas são os autótrofos mais conhecidos, mas existem outros, incluindo certos tipos de bactérias e algas (Figura 1 abaixo). As algas oceânicas contribuem com enormes quantidades de alimentos e oxigênio para as cadeias alimentares globais. Mais especificamente, as plantas são fotoautotrofos, um tipo de autotrófico que usa a luz solar e o carbono do dióxido de carbono para sintetizar energia química na forma de carboidratos. Todos os organismos que realizam a fotossíntese requerem luz solar.

Heterotróficos são organismos incapazes de fotossíntese que devem, portanto, obter energia e carbono dos alimentos consumindo outros organismos. As raízes gregas da palavra heterotrofo significa “outro” (hetero) “Alimentador” (troféu), o que significa que seu alimento vem de outros organismos. Mesmo que o organismo que está sendo consumido seja outro animal, sua energia armazenada remonta aos autótrofos e ao processo de fotossíntese. Os humanos são heterótrofos, assim como todos os animais e fungos. Os heterótrofos dependem dos autótrofos, direta ou indiretamente. Por exemplo, um cervo obtém energia comendo plantas. Um lobo comendo um veado obtém energia que veio originalmente das plantas comidas por aquele veado (Figura 2 abaixo). Usando esse raciocínio, todos os alimentos ingeridos por humanos podem ser rastreados até os autótrofos que realizam a fotossíntese.

Estruturas principais e resumo da fotossíntese

Fotossíntese requer luz solar, dióxido de carbono e água como reagentes iniciais (Figura 3 abaixo). Após a conclusão do processo, a fotossíntese libera oxigênio e produz moléculas de carboidratos, mais comumente glicose. Essas moléculas de açúcar contêm a energia de que os seres vivos precisam para sobreviver. As reações complexas de fotossíntese podem ser resumidas pela equação química mostrada na Figura 4 abaixo.

Embora a equação pareça simples, as muitas etapas que ocorrem durante a fotossíntese são, na verdade, bastante complexas. Nas plantas, a fotossíntese ocorre principalmente nos cloroplastos das folhas. Os cloroplastos têm uma membrana dupla (interna e externa). Dentro do cloroplasto há uma terceira membrana que forma estruturas empilhadas em forma de disco chamadas tilacóides. Embutidas na membrana do tilacóide estão moléculas de clorofila, um pigmento (uma molécula que absorve luz) por meio do qual todo o processo de fotossíntese começa.

As Duas Partes da Fotossíntese

A fotossíntese ocorre em dois estágios: as reações dependentes de luz e o ciclo de Calvin. No reações dependentes de luz a clorofila absorve a energia da luz solar e a converte em energia química com o auxílio da água. A liberação de reações dependentes de luz oxigênio como um subproduto da divisão da água. No Ciclo de Calvin, a energia química derivada das reações dependentes de luz impulsiona tanto a captura de carbono em dióxido de carbono moléculas e a subsequente montagem de moléculas de açúcar.

O significado global da fotossíntese

O processo de fotossíntese é crucialmente importante para a biosfera pelas seguintes razões:


Assista o vídeo: PI de biologia sobre o ciclo do carbono (Novembro 2021).