Quimiossíntese e fotossíntese bacteriana

Aprenda mais sobre a quimiossíntese e a fotossíntese bacteriana. No fim da aula tem exercícios para você treinar Biologia para o Enem e para os vestibulares!

Existem outros seres vivos que são capazes de “produzirem seu próprio alimento” além das plantas. As cianobactérias, por exemplo, também realizam fotossíntese, assim como as algas. Mas, além da fotossíntese, que conhecemos bem, há outros modos de vida autotróficos menos conhecidos. As bactérias, por exemplo, podem fazer o processo de quimiossíntese e a fotossíntese bacteriana, que não produz oxigênio. Conheça esses processos metabólicos nesta aula de Biologia para mandar bem no Enem.

Quimiossíntese

Existem alguns tipos de bactérias que são capazes de “produzirem seu próprio alimento” sem a utilização de energia luminosa. Essas bactérias realizam um processo que chamamos de quimiossíntese.

Nesse processo, os microrganismos irão extrair energia de sais minerais e outros compostos inorgânicos, presentes no solo ou na água, através da oxidação dessas substâncias. Em seguida, esses seres irão aproveitar essa energia para sintetizar açúcares.

A partir desses açúcares iniciais, poderá ocorrer a produção de outras substâncias orgânicas necessárias para o seu desenvolvimento desses seres vivos.

Primeira Etapa da Quimiossíntese

Nessa primeira etapa ocorrerá a quebra de moléculas inorgânicas, como o enxofre, amônia e sais de ferro. Quando essas substâncias são quebradas, há a liberação de íons e elétrons. Este processo irá provocar a produção de ATP (ADP é fosforilado formando ATP) e também de NADPH (redução de NAP+ em NADPH). Estes subprodutos serão importantes na segunda fase da quimiossíntese.

Segunda Etapa da Quimiossíntese

Nesta etapa ocorrerá a fixação do gás carbônico em moléculas orgânicas. Para isso, serão utilizados os elétrons e íons obtidos na primeira etapa, assim como as moléculas de ATP. A energia obtida será utilizada para juntar o carbono presente no CO2, formando cadeias carbônicas.

Podemos resumir esse processo da seguinte maneira:

resumo da quimiossíntese
Imagem 1: Nesta imagem vemos um resumo da quimiossíntese. Em branco sobre um fundo preto, vemos uma esquematização do processo. Na primeira parte uma seta indica que sustâncias inorgânicas são oxidadas formando subprodutos e liberando energia. Em seguida, essa energia é utilizada para produzir substâncias orgânicas a partir de água e gás carbônico. No canto da montagem há uma placa de Petri com bactérias se desenvolvendo sobre um meio de cultura.

 

Quem realiza quimiossíntese?

A quimiossíntese pode estar relacionada à uma série de fenômenos naturais. No solo, por exemplo, encontramos bactérias relacionadas à decomposição que oxidam a amônia durante a quimiossíntese.

Há também outras bactérias do solo que participam do ciclo do nitrogênio. Esses microrganismos transformam nitrito em nitrato, um sal nitrogenado que as plantas conseguem absorver e é utilizado na síntese de proteínas.

Há ainda bactérias chamadas de extremófilas (pois vivem em condições extremas como a boca de fontes termais) que fazem quimiossíntese. Essas bactérias são capazes de produzir matéria orgânica através da quebra de compostos sulfurosos durante seu processo autotrófico.

bacterias que realizam quimiossíntese
Imagem 2: Fotomicrografia de bactérias extremófilas que vivem nas fontes termais do Parque de Yellowstone, nos Estados Unidos. Estas bactérias autótrofas vivem em águas cuja temperatura atinge mais de 74ºC e realizam quimiossíntese pegando energia a partir da oxidação do ferro. Créditos da imagem: Look At Science / Universal Images Group

 

bacterias e quimiossíntese
Imagem 3: Fotografia de um gêiser dos Gêiseres del Taito, no Deserto do Atacama. Na imagem podemos ver uma espécie de cratera onde está o gêiser. Nas bordas dessa cratera há manchas alaranjadas. Essas manchas são compostas por colônias de bactérias extremófilas conhecidas como sulfobactérias. Essas bactérias quebram compostos sulfurosos durante a quimiossíntese para obterem energia.

 

Fotossíntese bacteriana

Sempre que você pensa em fotossíntese, muito provavelmente você se lembra que o oxigênio é um dos produtos formados durante esse processo. É através da fotossíntese realizada por plantas, algas e cianobactérias, que o oxigênio completa seu ciclo, voltando para a atmosfera. Nós, como os demais seres aeróbios, somos totalmente dependentes da fotossíntese dos seres autotróficos para a produção do oxigênio.

Porém, algumas espécies de bactérias autotróficas realizam um tipo de processo fotossintético um pouco diferente. Ao contrário do que vemos nos vegetais, essas bactérias não produzem oxigênio ao fim da fotossíntese.

Durante a fotossíntese, estas bactérias não utilizam água, mas sim o gás sulfídrico, presente no ambiente no qual essas bactérias se encontram. Sendo assim, quando esse gás é quebrado para a obtenção de íons e elétrons, não há a liberação de oxigênio, mas sim de enxofre. Esse processo ocorre durante a fase clara da fotossíntese bacteriana. Sendo assim, ocorre a fotólise do gás sulfídrico.

As bactérias que realizam este tipo de fotossíntese possuem um tipo especial de clorofila chamada de bacterioclorofila. A bacterioclorofila possui uma composição bem diferente da composição da clorofila vegetal. Porém, também é um pigmento verde.

Veja na imagem abaixo a equação que resume a fotossíntese bacteriana:

bacterias e fotossíntese
Imagem 4: O fundo da imagem é composto por uma micrografia obtida por microscópio eletrônico de varredura. Nela vemos bactérias laranjas com formatos de bacilos sobre filamentos verdes. Sobre o fundo, temos a equação da fotossíntese bacteriana: 6 CO2 (gás carbônico) + 12 H2S (gás sulfídrico) + luz à C6H12O6 (glicose) + 6 H2O (água) + 12 S (enxofre).

 

A fotossíntese bacteriana é realizada por algumas bactérias extremófilas, como as bactérias verdes sulfurosas e as bactérias púrpuras.

bactéria que realiza fotossíntese
Imagem 5: Fotomicrografia obtida a partir de microscópio eletrônico de varredura e colorida artificialmente. Nela podemos ver a bactéria verde sulfurosa Chlorobium tepidum, aqui colorida artificialmente de laranja. Esta bactéria realiza fotossíntese e é uma bactéria termófila.

 

Para finalizar sua revisão, veja esta aula do professor Gui, do canal “Biologia Prof. Guilherme:

Teste seus conhecimentos com os exercícios que selecionei para você:

Questão 01 – (ESCS DF/2012)    

Nos pontos de encontro entre duas ou mais placas tectônicas localizadas em regiões oceânicas profundas, podem existir as chamadas fontes hidrotermais. Nessas fontes, água rica em enxofre jorra a temperaturas que podem alcançar desde 60ºC até 450ºC. Embora não haja chegada de luz solar, ecossistemas bastante diversificados têm sido descritos no entorno dessas fontes. Sobre esses ecossistemas é correto afirmar que:

a) os produtores das fontes hidrotermais utilizam a quimiossíntese para a produção de ATP e parte da matéria orgânica provém da decomposição de organismos pelágicos;

b) os produtores da região fótica realizam fotossíntese na superfície e se dirigem maciçamente às regiões profundas durante a noite, sendo consumidos pelos predadores existentes nas fontes;

c) os produtores da região fótica realizam fotossíntese na superfície e se dirigem maciçamente às regiões profundas durante o dia, sendo consumidos pelos predadores existentes nas fontes;

d) não existem produtores; matéria orgânica e energia são continuamente recicladas entre os consumidores e decompositores existentes;

e) os produtores das fontes hidrotermais utilizam o calor como fonte de energia para a produção de ATP.

Questão 02 – (UEPB/2010)    

As equações listadas abaixo (I) representam o metabolismo energético celular que envolve tanto processos de síntese quanto de liberação de energia, como também os processos (II) e representantes (III) que os realizam.

 

I:     (1) 12 H2O + 6 CO2 ® 6 O2 + C6H12O6 + 6 H2O

(2) NO2 (nitrito) + O2 ® NO3 (nitrato) + Energia

(3) C6H12O6 + 6 O2 + 36 ADP ® 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP

(4) C6H12O6 + 4 NO3 ® 6 CO2 + 6 H2O + 2 N2 + energia

(5) C6H12O6 ® 3 C3H6O3 + 2 ATP

 

II:    (1) Respiração aeróbica

(2) Fermentação

(3) Fotossíntese

(4) Quimiossíntese

(5) Respiração anaeróbica

III:   (1) Nitrobacter

(2) Mitocôndrias

(3) Cianobactérias

(4) Lactococcus lactis

(5) Pseudomonas denitrificans

A relação entre a equação, seu processo e a representante está correta na sequência

a) 5, 4, 1

b) 2, 4, 2

c) 3, 3, 4

d) 4, 5, 1

e) 1, 3, 3

Questão 03 – (UFAL/2005)     

Nos seres vivos, os processos celulares energéticos podem ser processos de incorporação ou de liberação de energia. O homem utiliza diversos processos metabólicos na produção de alimentos ou de outras substâncias úteis para as exigências da vida moderna.

00) Os processos do metabolismo energético das células, que só ocorrem com o fornecimento de energia são os de fotossíntese, quimiossíntese e fermentação.

01) A equação geral da fotossíntese pode ser escrita assim:

Se H2A for a água (H2O), a reação é a da fotossíntese de organismos clorofilados e, se for sulfeto de hidrogênio (H2S), é a da fotossíntese bacteriana.

02) Observe o esquema abaixo:

exercício de quimiossíntese

Ele refere-se ao fenômeno da quimiossíntese.

03) A respiração aeróbica é um processo realizado em três etapas integradas: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória. Todas essas etapas dependem do oxigênio para que possam ocorrer.

04) Na fermentação, a glicose é degradada parcialmente, na ausência de oxigênio, em substâncias orgânicas mais simples, como o ácido lático e o álcool etílico. O ácido lático pode ser produzido pelo tecido muscular humano durante atividade física muito intensa; o álcool etílico é produzido, por exemplo, quando se faz pão.

 

GABARITO: 

1) Gab: A

2) Gab: E

3) Gab: FVVFV

 

 

 

Sobre o(a) autor(a):

Juliana é bióloga formada pela Universidade Federal de Santa Catarina e cursa o Mestrado em Educação na mesma instituição. Ministra aulas de Ciências e Biologia em escolas da Grande Florianópolis desde 2007 e é coordenadora pedagógica do Blog do Enem.