Fotossíntese

Explicamos o que é a fotossíntese, suas características, equação e fases. Além disso, por que é importante para os ecossistemas globais.

O que é fotossíntese?

A fotossíntese é o processo bioquímico pelo qual plantas, algas e bactérias fotossintéticas convertem matéria inorgânica (dióxido de carbono e água) em matéria orgânica (açúcares), aproveitando a energia da luz solar. Este é o principal mecanismo de nutrição de todos os organismos autotróficos que possuem clorofila, que é o pigmento essencial para o processo fotossintético.

A fotossíntese é um dos mecanismos bioquímicos mais importantes do planeta, pois envolve a fabricação de nutrientes orgânicos que armazenam a energia luminosa do Sol em diferentes moléculas úteis (carboidratos). Na verdade, o nome desse processo vem das palavras gregas foto“leve e síntese“composição”.

Após a fotossíntese, Moléculas orgânicas sintetizadas podem ser usadas como fonte de energia química. para sustentar processos vitais, como a respiração celular e outras reações que fazem parte do metabolismo dos seres vivos.

Para realizar a fotossíntese, a presença de clorofila é necessária, um pigmento sensível à luz solar, que confere às plantas e algas a sua característica coloração verde. Esse pigmento é encontrado nos cloroplastos, organelas celulares de vários tamanhos que são típicos das células vegetais, principalmente as células foliares (folhas). Os cloroplastos contêm um conjunto de proteínas e enzimas que permitem o desenvolvimento das complexas reações que fazem parte do processo fotossintético.

O processo de fotossíntese É essencial para o ecossistema e para a vida. como as conhecemos, pois permite a criação e circulação da matéria orgânica e a fixação da matéria inorgânica. Além disso, durante a fotossíntese oxigênica, é produzido o oxigênio que a maioria dos seres vivos necessita para sua respiração.

Veja também: Organismos produtores

tipos de fotossíntese

Dois tipos de fotossíntese podem ser distinguidos, dependendo das substâncias utilizadas pelo organismo para realizar a reação:

• fotossíntese oxigenada. Caracteriza-se pelo uso de água (H₂O) para a redução do dióxido de carbono (CO₂) consumido. Neste tipo de fotossíntese, não são produzidos apenas açúcares úteis para o organismo, mas também oxigênio (O₂) como o produto da reação. Plantas, algas e cianobactérias realizam a fotossíntese oxigênica.
• fotossíntese anoxigênica. O corpo não utiliza água para a redução do dióxido de carbono (CO₂), mas usa a luz solar para quebrar as moléculas de sulfeto de hidrogênio (H₂S) ou gás hidrogênio (H₂). Este tipo de fotossíntese não produz oxigênio (O₂) e, em vez disso, libera enxofre como produto da reação. A fotossíntese anoxigênica é realizada pelas chamadas bactérias sulfurosas verdes e roxas, que contêm pigmentos fotossintéticos agrupados como bacterioclorofilas, diferentes da clorofila vegetal.

Características da fotossíntese

De um modo geral, a fotossíntese é caracterizada pelo seguinte:

• É um processo bioquímico que utiliza a luz solar para a obtenção de compostos orgânicos, ou seja, a síntese de nutrientes a partir de elementos inorgânicos como a água (H₂O) e dióxido de carbono (CO₂).
• Pode ser realizada por vários organismos autotróficos, desde que possuam pigmentos fotossintéticos (o mais importante é a clorofila). É o processo de nutrição das plantas (tanto terrestres quanto aquáticas), algas, fitoplâncton, bactérias fotossintéticas. Alguns animais são capazes de fotossíntese, incluindo a lesma do mar. Elysia chlorotica e a salamandra manchada Ambystoma maculatum (este último o faz graças à simbiose com uma alga).
• Nas plantas e algas, a fotossíntese ocorre em organelas especializadas chamadas cloroplastos, nas quais a clorofila é encontrada. As bactérias fotossintéticas também possuem clorofila (ou outros pigmentos análogos), mas não possuem cloroplastos.
• Existem dois tipos de fotossíntese, dependendo da substância utilizada para fixar o carbono do dióxido de carbono (CO₂). A fotossíntese oxigênica usa água (H₂O) e produz oxigênio (O₂), que é liberado no meio circundante. A fotossíntese anoxigênica usa sulfeto de hidrogênio (H₂S) ou gás hidrogênio (H₂), e não produz oxigênio, mas libera enxofre.
• Desde a Grécia Antiga já se postulava a relação entre luz solar e plantas. No entanto, os avanços no estudo e compreensão da fotossíntese começaram a ganhar importância graças às contribuições de um conjunto sucessivo de cientistas dos séculos XVIII, XIX e XX. Por exemplo, o primeiro a demonstrar a geração de oxigênio nas plantas foi o clérigo inglês Joseph Priestley (1732-1804) e o primeiro a formular a equação básica da fotossíntese foi o botânico alemão Ferdinand Sachs (1832-1897). Mais tarde, o bioquímico americano Melvin Calvin (1911-1997) deu outra enorme contribuição, esclarecendo o ciclo de Calvin (uma das fases da fotossíntese), que lhe rendeu o Prêmio Nobel de Química em 1961.

equação da fotossíntese

A equação geral da fotossíntese oxigênica é a seguinte:

A forma correta de formular quimicamente essa equação, ou seja, a equação balanceada dessa reação, é a seguinte:

fases da fotossíntese

A fotossíntese como um processo químico ocorre em dois estágios diferenciados: o estágio luminoso (ou claro) e o estágio escuroassim chamado porque a presença da luz solar intervém diretamente apenas no primeiro (o que não significa que o segundo ocorra necessariamente no escuro).

• Estágio leve ou fotoquímico. Nessa fase, ocorrem reações dependentes de luz dentro da planta, ou seja, a planta capta a energia solar através da clorofila e a utiliza para produzir ATP e NADPH. Tudo começa quando a molécula de clorofila entra em contato com a radiação solar e os elétrons em suas camadas mais externas são excitados, o que gera uma cadeia transportadora de elétrons (semelhante à eletricidade), que é utilizada para a síntese de ATP (adenosina). trifosfato) e NADPH (nicotina adenina dinucleotídeo fosfato). A quebra de uma molécula de água em um processo chamado “fotólise” permite que uma molécula de clorofila recupere o elétron que perdeu quando foi excitada (é necessária a excitação de várias moléculas de clorofila para realizar a fase leve). Como resultado da fotólise de duas moléculas de água, é produzida uma molécula de oxigênio, que é liberada na atmosfera como subproduto dessa fase da fotossíntese.
• Etapa oscura o sintética. Durante esta fase, que ocorre na matriz ou estroma dos cloroplastos, a planta utiliza o dióxido de carbono e aproveita as moléculas geradas na etapa anterior (energia química) para sintetizar substâncias orgânicas através de um circuito de reações químicas muito complexas conhecidas como o Ciclo de Calvin-Benson. Durante este ciclo, e através da intervenção de diferentes enzimas, o ATP e o NADPH previamente formados, a glicose é sintetizada a partir do dióxido de carbono que a planta absorve da atmosfera. A incorporação de dióxido de carbono em compostos orgânicos é conhecida como fixação de carbono.

importância da fotossíntese

A fotossíntese é um processo vital e central na biosfera devido a múltiplas razões. A primeira e mais óbvia é que produz oxigênio (O₂), um gás essencial para a respiração tanto na água quanto no ar. Sem plantas, a maioria dos seres vivos (incluindo os humanos) simplesmente não poderia sobreviver.

Por outro lado, ao absorvê-lo do meio circundante, As plantas fixam dióxido de carbono (CO₂) convertendo-o em matéria orgânica. Este gás, que exalamos quando respiramos, é potencialmente tóxico se não for mantido dentro de certos limites.

Como as plantas usam dióxido de carbono para produzir seu próprio alimento, o declínio da vida vegetal no planeta leva ao aumento desse gás na atmosfera, onde funciona como um agente do aquecimento global. Por exemplo, o CO₂ ele age como um gás de efeito estufa, impedindo que o excesso de calor que chega à Terra seja irradiado para fora da atmosfera. Estima-se que a cada ano os organismos fotossintéticos fixem cerca de 100 bilhões de toneladas de carbono como substâncias orgânicas.

Continue com: Ciclo de Calvin

Referências

• “Fotossíntese” na Wikipedia.
• “Fotossíntese – biologia” (vídeo) em Educatina.
• “Introdução à fotossíntese” na Khan Academy.
• “Fotossíntese: etapas” em Hipertextos da Área de Biologia.
• “Fotossíntese” no Conicet Mendoza (Argentina).
• “Fotossíntese” de Miguel Ángel de la Rosa na Universidade de Sevilha (Espanha).
• Biologia: Solomon E., Berg L., Martin D. (2013) 9ª Edição. Cengage Learning Publishing.