A quimiossíntese é a produção de matéria orgânica através da oxidação de substâncias minerais, sem recorrer à luz solar.[1] A quimiossíntese divide-se em duas etapas:
A quimiossíntese é realizada principalmente por bactérias, entre as quais as ferrobactérias, as sulfobactérias e as nitrobactérias. Cada uma dessas bactérias utiliza a energia de um mineral que oxida, compostos respectivamente de ferro, enxofre e nitrogénio.
Comparada à fotossíntese, a taxa da quimiossíntese apresenta uma fração minúscula de produção, mas é muito importante para o ciclo do nitrogênio, onde este elemento é fixado no solo ou nas plantas.
Em 1890, Winogradsky verificou que a oxidação do composto amoníaco existente no solo liberta energia. Partindo deste conhecimento verificou que bactérias do solo pudessem oxidar compostos azotados, utilizando a energia para reduzir o dióxido de carbono (CO2) e formar substâncias orgânicas. Essas bactérias foram designadas por bactérias nitrificantes ou ainda bactérias quimioautotróficos,
As bactérias nitricantes são seres quimiossintéticos porque utilizam a energia resultante da oxidação de compostos químicos, e autotróficos porque a fonte de carbono é um mineral.
As bactérias nitrificantes são geralmente encontradas livremente no solo ou associadas a plantas, formando nódulos radiculares. A biofixação se inicia com a assimilação no nitrogênio atmosférico, transformando-o em amônia, reagente oxidado pela nitrossomonas, resultando em nitrito e energia para a produção de substâncias orgânicas sustentáveis a esse gênero de bactérias.
O nitrito liberado no solo e absorvido pela nitrobactéria também passa por oxidação, gerando energia química (destinada à produção de substâncias orgânicas) e nitrato (NO3-) (aproveitado pelas plantas na elaboração dos aminoácidos).
Existem bactérias ricas em H2S. Essas bactérias são capazes de incorporar o dióxido de carbono para a síntese de moléculas orgânicas, utilizando a energia química resultante da oxidação do sulfureto de hidrogénio. Essas bactérias são designadas por Sulfo-bactéria e quimioautotrófico. Apesar do processo quimiossintético representar uma pequena formação do processo de produção de compostos orgânicos , as bactérias quimiossintéticas desempenham actidades importantes na biosfera, nomeadamente na manutenção da fertilidade dos solos, através da sua intervenção na reciclagem de compostos azotados.
Saiba tudo sobre a produção de matéria orgânica! A quimiossíntese é um dos assuntos mais interessantes de aprender para o Enem. É um tema complexo e pouco abordado, pois é um processo diferente da fotossíntese e que envolve outros seres da biologia, além de elementos da química. Está preparado para entender o que é quimiossíntese? Então vamos conferir os tópicos especiais que o Stoodi preparou sobre o assunto para garantir os pontos daquela questão no Enem. O que é quimiossíntese?Você já parou para pensar em como a matéria orgânica pode ser produzida sem que haja a fotossíntese? Já ouviu falar em bactérias que produzem matéria orgânica, ou seja, seu próprio alimento? Então, assim como as plantas, existem bactérias no solo que são capazes de produzir seu próprio alimento por meio da quimiossíntese — também chamada de fotossíntese bacteriana. Mas o que é isso? A quimiossíntese é a produção de matéria orgânica realizada pelas bactérias a partir da oxidação de substâncias presentes do solo — como o gás carbônico, a água e as substâncias inorgânicas. É um processo que se difere da fotossíntese, pois não precisa da energia luminosa para acontecer, utilizando somente a energia obtida em reações químicas. Onde ocorre a quimiossíntese?A quimiossíntese ocorre em locais desprovidos de energia luminosa, ou seja, lugares em que a luz solar não consegue chegar. Como assim? Bom, temos como exemplo os ambientes marinhos profundos ou até mesmo ambientes terrestres escondidos por rochas ou vegetação que impedem que a luz do sol passe. Como ocorre a quimiossíntese?A quimiossíntese é um processo que acontece a partir da oxidação de substâncias inorgânicas em locais carentes de luz solar, sendo realizada por bactérias autótrofas. Assim, a matéria orgânica é produzida com energia obtida por meio de reações químicas entre os compostos presentes no ambiente. Quais as etapas da quimiossíntese?O esquema da quimiossíntese acontece em duas etapas. Porém, antes de falar sobre elas, precisamos conhecer um pouco mais sobre os principais tipos de bactérias que envolvem. Primeiro, lembre-se de que o processo acontece com a oxidação de substâncias inorgânicas. Isso ocorre por causa de bactérias que são capazes de realizar essa oxidação em compostos como o enxofre, ferro e nitrogênio. Elas podem ser chamadas também de biofixadores, pois realizam a fixação dos compostos no solo e participam de processos importantes para a manutenção da vida dos seres vivos e do meio ambiente — como o ciclo do nitrogênio, que é feito por bactérias dos gêneros Nitrosomonas e Nitrobacter. Mas não se preocupe com os nomes científicos das bactérias! A gente pode identificá-las por outros termos. Veja:
Viu só? Bem mais fácil! Esse foi só o começo, conhecendo os compostos que realizam a oxidação! Vamos para a parte em que ocorre a quimiossíntese. Agora, sim, podemos destacar as duas etapas de forma distintas. Primeira etapaNa primeira das etapas da quimiossíntese, pode-se observar a oxidação das substâncias inorgânicas. Ela promove a liberação de prótons e elétrons que provocam a fosforilação do ADP em ATP, fazendo com que o NADP+ se reduza em NADPH, para ser utilizado na fase seguinte. Assim, podemos entender a diferença entre fotossíntese e quimiossíntese. Como? Na fotossíntese, os elétrons e prótons são obtidos pela degradação da molécula de água. Já na quimiossíntese, a energia é obtida pelos compostos inorgânicos oxidados. Lembrando que esses compostos podem ser: ferro, enxofre e nitrogênio. Nessa fase, o ADP, ATP, NADP+ e o NADPH estão ligados à geração de energia. Veja a reação da primeira etapa exemplificada abaixo: Compostos inorgânicos + O2 → Compostos inorgânicos oxidados + Energia química Então, na primeira etapa, o composto inorgânico reage com oxigênio, produzindo compostos inorgânicos oxidados e gerando energia química. Segunda etapaApós a primeira etapa, com o processo de oxidação dos elementos inorgânicos, as bactérias finalmente vão conseguir energia suficiente para que ocorra a redução do gás carbônico já fixado. Assim, há a produção de matéria orgânica que será utilizada para obtenção de novos compostos ou usadas para a manutenção de seu próprio metabolismo. Veja a reação da segunda etapa exemplificada abaixo: CO2 + H2O + Energia química → Compostos orgânicos + O2 Traduzindo a reação acima, o gás carbônico oxidado na primeira etapa, combinado com água e energia química, resulta em compostos orgânicos e oxigênio. Curiosidade — Ciclo do NitrogênioO ciclo do nitrogênio é um assunto recorrente no Enem. Dominando o tema, você pode garantir algumas questões na prova de Ciências da Natureza. Como falamos, existem bactérias que podem ser chamadas de biofixadores. Lembra das nitrobactérias sobre as quais conversamos? As bactérias do gênero Nitrosomonas e Nitrobacter são ótimos exemplos de biofixadores e geralmente são encontradas de forma livre no solo ou nas plantas, formando os chamados nódulos radiculares. Com isso, a biofixação de nitrogênio começa com a integração no nitrogênio atmosférico (N2), fazendo com que ele se transforme em amônia (NH3), que é o reagente oxidado pela nitrossomona e que vai resultar em nitrito (NO2-) e energia. E essa energia acaba produzindo a matéria orgânica que sustenta a existência dessas bactérias. Além disso, o nitrito é liberado no solo e absorvido pela bactéria do gênero Nitrobacter, que também passa pela oxidação, gerando a energia química encaminhada para a produção de matéria orgânica e nitrato (NO3) — que é aproveitado pelas plantas no desenvolvimento de aminoácidos.
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Quimiossíntese é a produção de matéria orgânica, realizada a partir de substâncias minerais simples
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