Diversidade de Pigmentos Fotossintéticos

Relatório de actividade experimental
Diversidade de Pigmentos Fotossintéticos

Objectivo

Observar os diferentes pigmentos presentes nas células dos seres que realizam a fotossíntese.

Introdução Teórica

Alguns seres vivos existentes no nosso planeta, designados por seres autotróficos, desenvolveram a capacidade de produzir compostos orgânicos a partir de substâncias minerais, utilizando uma fonte de energia externa, este processo desenvolvido pelas plantas, micro algas e bactérias é denominado por fotossíntese.

Este processo consiste na conversão da energia luminosa em energia química através das plantas, transformando o dióxido de carbono (CO2), a água (H2O) e os sais minerais, retirados do solo através da raiz da planta, em compostos orgânicos e oxigénio gasoso (O2). A radiação solar é absorvida pelas folhas das plantas através da clorofila. A partir deste processo, a fotossíntese, as plantas produzem o seu próprio alimento, constituído essencialmente por açúcares como a glicose, quando esta produção é em excesso, o excedente é armazenado nas reservas das plantas para uso futuro. Assim de forma genérica podemos equacionar a fotossíntese da seguinte maneira:

A energia luminosa utilizada na fotossíntese é captada através de pigmentos fotossintéticos - clorofilas (A, B, C e D) e carotenóides. Os estes diferentes tipos de pigmentos possuem estruturas diversas, permitindo que cada um seja capaz de captar radiações de vários comprimentos de onda. A faixa do espectro electromagnético correspondente à radiação visível, que inclui radiações com comprimentos de onda que vão desde o violeta, com cerca de 380 nm, ao vermelho, com 700 nm, é designada radiação fotossinteticamente activa, onde os pigmentos absorvem as radiações mais eficientes para a fotossíntese nas faixas vermelho-alaranjado e azul-violeta do espectro. Nas plantas superiores, os principais pigmentos fotossintéticos são as clorofilas (A e B) e os carotenóides: as clorofilas são responsáveis pela cor verde característica das plantas, enquanto que os carotenóides, também chamados pigmentos acessórios, são amarelados ou alaranjados.

Nas plantas a fotossíntese ocorre ao nível dos cloroplastos: é na membrana dos tilacóides destes organelos que se localizam as clorofilas. O processo fotossintético compreende duas fases: a fase fotoquímica, dependente da luz, e a fase química, não dependente da luz.

A fase fotoquímica ocorre nos tilacóides e nesta etapa têm lugar reacções fotoquímicas importantes como a:

. Fotólise da água - dissociação da molécula de água em oxigénio e hidrogénio, na presença da luz, aqui a água funciona como o dador primário de electrões;

. Oxidação da clorofila A - ao ser excitada pela luz, a clorofila A emite electrões, ficando na forma reduzida, e o percurso seguido pelos electrões ao longo das cadeias transportadoras, onde ocorrem transferências energéticas que permitem a fotofosforilação do ADP em ATP, assim como a redução do NADP⁺ em NAPH.

Para que a fase fotoquímica ocorra é necessária a presença de luz, água, ADP+Pi e NADP⁺ que originam os seguintes produtos finais: O₂, ATP, NADPH e H⁺.

A fase química, também denominada por Ciclo de Calvin ou Ciclo do Carbono, ocorre no estroma e compreende um conjunto de reacções que não dependem da luz. Ali, 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 na produção do Aldeído Fosfoglicérido (PGAL), que pode seguir duas vias - intervir na regeneração da Ribulose Difosfato ou ser usado na síntese da glicose. A fase não dependente da luz requer a presença de ATP, NADPH e CO₂ onde os produtos finais desta fase são a glicose, o ADP+Pi, o NADP⁺ e o RuDP.

A fotossíntese pode ser influenciada por vários factores, internos e externos. Os factores internos podem ser, por exemplo, a estrutura dos cloroplastos e das folhas, o teor de pigmentos fotossintéticos, a quantidade de produtos fotossintéticos acumulada nos cloroplastos, a concentração de enzimas e de nutrientes e como exemplos de factores externos que interferem com o processo fotossintético são a luz, a temperatura, a salinidade, o grau de hidratação do solo e a pressão de CO₂.

Este processo de conversão de radiação solar em energia química inicia ainda a maior parte das cadeias alimentares na Terra. Sem ela, os animais, e outros organismos heterotróficos, seriam incapazes de sobreviver porque a base da sua alimentação está sempre nas substâncias orgânicas proporcionadas pelas plantas verdes.

Procedimentos

Nesta experiencia começámos por receber todo o material necessário, distribuído pelo professor, para a realização da actividade. De seguida verificámos que o protocolo a utilizar na elaboração da experiencia iria sofrer alterações, pois não utilizámos areia fina e a vareta de vidro e as folhas de espinafre foram substituídas por folhas de agrião.

Primeiramente retirámos todas as folhas de agrião do caule e colocámo-las dentro do almofariz. Retiradas todas as folhas dos caules e colocadas no almofariz, com a ajuda do pilão esmagámos as folhas até formar uma pasta verde, não homogénea, onde adicionámos posteriormente acetona.

Após adicionarmos a acetona, triturámos novamente a pasta de folha até termos um liquido verde, espesso. Em seguida, dobrámos o papel de cromatografia em quatro de forma a obtermos um papel de filtro mais pequeno que o fornecido para o funil. Decantámos para o funil de vidro, com a ajuda do pilão, o líquido verde obtido na trituração das folhas com a acetona, e assim filtrámo-lo, para um gobelé, de modo a obter um líquido verde menos espesso.

Depois do processo de filtração colocámos a solução de clorofila bruta numa caixa de Petri, de seguida cortámos o papel de filtro e colocámo-lo aberto e em posição vertical dentro da caixa de Petri, de modo que este absorveu o filtrado a medida que o tempo foi passando, como elucida a ilustração 1.

Concluímos a experiencia com a limpeza da bancada de trabalho e de todo o material utilizado durante a realização da experiencia, bem como a arrumação do mesmo. Quanto ao papel de filtro, retirámo-lo da caixa de Petri e guardámo-lo, o qual anexei a este relatório.

Material/Reagentes

Para a realização desta actividade experimental utilizámos o seguinte material:

. Folhas de agrião

. Acetona

. Almofariz e pilão

. Gobelé de 100ml ± 12,5ml

. Funil de vidro

. Caixa de Petri

. Tesoura

. Papel de cromatografia

. Papel de filtro

. Espátula

Resultados/Registos/Observações

Através do trabalho prático realizado pôde-se observar com alguma clareza os diferentes pigmentos presentes nas células dos seres fotossintéticos.

Quando o papel de filtrou tocou no filtrado, solução de clorofila bruta, ascendeu pelo papel e pudemos observar várias colorações de verde e o nosso objectivo era obter todas cores (dentro daquelas que se podem verificar) ou seja, vários tons de verde e no final a cor amarela.

Não obtivemos o resultado esperado no final pois constatámos que devido ao tempo de frigorifico dos agriões as suas propriedades foram se perdendo e não conseguimos obter o todas as colorações.

Em relação aos outros grupos, no final de todo o procedimento, reparámos que devido ao facto de termos espremido o papel de cromatografia, que estava a fazer de papel de filtro, obtivemos melhores resultados que o outros grupos presentes no nosso turno de laboratório.

Conclusão

Com a realização desta actividade laboratorial, o processo de maceração proporcionou-nos a destruição do tecido vegetal, e em seguida com a aplicação da acetona (solvente orgânico) foi-nos permitido a extracção da coloração dos pigmentos fotossintéticos através do papel de cromatografia, concluímos que a clorofila não é o único pigmento presente nas células dos seres que realizam a fotossíntese.

Concluímos assim que podemos observar pelo menos duas cores distintas de verde que corresponde à clorofila A e à clorofila B e uma cor esverdeado-amarela que corresponde aos carotenóides.

Bibliografia

. MATIAS, Osório, MARTINS, Pedro, Biologia 10, Areal Editores, páginas 86 a 98

. http://www.infopedia.pt/$fotossintese

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