Apostila de fotossíntese
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Apostila de fotossíntese


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Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Rondônia
Campus Colorado do Oeste
Fotossíntese
Por: T.a Ivan Júnior de Oliveira Vian
 T.a Marcelo Resende da Silva
Colorado do Oeste
2016
Introdução
A síntese de compostos orgânicos a partir de recursos inorgânicos requer energias que são adquiridas pelos organismos fotossintetizantes na forma de ATP (energia) e NADPH (gerado pela oxidação de G6P - glicose-6-fosfato - que é um açúcar fosforilado numa via glicolítica alternativa) num processo conhecido como fotossíntese. Esse processo inicia-se com a absorção de luz solar por pigmentos presentes nas células das plantas. A luz absorvida dirige uma serie de reações fotossintéticas que levam a formação de carboidratos e outros componentes orgânicos e celulares a partir do dióxido de carbono e água.
A fotossíntese constitui a rota por qual praticamente toda energia entra em nossa biosfera. A cada ano, mais de 100 bilhões de toneladas de açúcar são produzidas através de organismos fotossintetizantes em uma escala mundial. Até mesmo os combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás natural), são produtos da fotossíntese que se realizou há milhões de anos atrás.
A energia armazenada em compostos orgânicos pode ser utilizada em outros processos metabólicos dentro da planta ou servir de fonte de energia para todas as outras formas de vida. Assim, na eventual falta de energia solar qualquer tipo de vegetação morreria, interrompendo-se a cadeia alimentar do planeta.
Fotossíntese
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Luz solarA fotossíntese consiste em um processo biológico pelo qual as plantas que em suas células carregam pigmentos que são capazes de absorver a energia solar e converter o gás carbônico e a água em substâncias orgânicas e oxigênio. Em outras palavras a fotossíntese é um processo físico-químico e de nível celular, realizado pelos seres vivos que possuem clorofila, que utilizam dióxido de carbono e água, para obterem glicose através da energia proveniente do sol, conforme o esquema a seguir:
	
Na fotossíntese, as plantas absorvem uma parte da luz solar, que é armazenada pela clorofila (pigmento verde presente nas folhas das plantas). Mesmo as plantas que possuem outras cores, também possuem clorofila. Essa energia luminosa "estocada" é usada para transformar o gás carbônico presente no ar e na água absorvida pelas raízes, posteriormente em seiva bruta, onde o produto final é a sacarose, um tipo de açúcar usado como alimento pelas plantas.
A fotossíntese inicia a maior parte das cadeias alimentares do mundo. Sem ela, os animais e muitos outros seres heterotróficos (seres que são incapazes de produzir seu próprio alimento), certamente seriam incapazes também de sobreviver porque a base da sua alimentação está sempre ligada à substâncias orgânicas proporcionadas pelas plantas de coloração característica verde.
Processo Fotossintético:
1- A região pilífera (pelos) existentes nas raízes das plantas absorvem a água e os sais minerais do solo. Esse material é chamado de seiva bruta.
2- A seiva bruta percorre os microscópicos vasos condutores que saem da raiz, seguem pelo xilema (vaso condutor localizado no caule que transporta água e sais para toda a planta) e chegam até as folhas.
3- Enquanto a seiva bruta realiza esse trajeto, o gás carbônico existente na atmosfera se infiltra na planta através de poros microscópicos conhecidos como estômatos e que estão presentes na superfície das folhas.
4- Nas folhas, devido à energia solar acumulada pela clorofila, a água e o gás carbônico provocam reações entre si, produzindo-se assim a seiva elaborada.
5- A sacarose é conduzida pelo floema para todas as partes da planta. Ela utiliza parte desse alimento para se desenvolver e a outra parte fica armazenada na raiz, caule, sementes e até na parede celular de suas células, sob a forma de amido, ácidos graxos, aminoácidos e celulose.
Etapas da Fotossíntese
A fotossíntese ocorre em duas etapas, que envolvem várias reações químicas: a primeira é a fase clara também chamada de fotoquímica, e a segunda é a fase escura  também conhecida como fase  química.
Em linhas gerais, os eventos principais da fotossíntese são a absorção da energia da luz pela clorofila; a redução de um aceptor de elétrons chamado NADP, que passa a ser NADPH2; a formação de ATP e a síntese de glicose.
 	
Fase fotoquímica: Quebra da água e liberação de oxigênio
 	Esta fase ocorre na membrana tilacoidal e dela participam um complexo de pigmentos existente nos grana (aceptores de elétrons) moléculas de água e a luz. Como resultado desta fase pode ser destacado a produção de oxigênio, ATP e também a formação de uma substância chamada NADPH2. Tanto o ATP quanto o NADPH2; serão utilizadas na fase escura. 
 	
Nessa etapa, a clorofila, ao ser iluminada, perde elétrons, o que ocasiona \u201cvazios\u201d na molécula. O destino dos elétrons perdidos e a reocupação desses vazios podem obedecer a dois mecanismos que se diferem, chamados de fotofosforilação cíclica e de fotofosforilação acíclica.
1- Fotofosforilação Cíclica: No chamado fotossistema I, predomina a clorofila a. Esta, ao ser iluminada, perde um par de elétrons excitados que são muito ricos em energia. Estabelece-se, na molécula da clorofila, um "vazio" de elétrons. O par de elétrons é recolhido por uma série de citocromos, substâncias que aceitam elétrons adicionais, tornando-se instáveis e transferindo esses elétrons para outras moléculas.
 	
À medida que passam pela cadeia de citocromos, os elétrons vão gradativamente perdendo energia, que é empregada na fosforilação (produção de ATP pela união de mais um grupo de fosfato a uma molécula de ADP). Como essa fosforilação é possível devido à energia luminosa, captada pelos elétrons da clorofila, ela é chamada de fotofosforilação.
 	
Após a passagem pela cadeia de citocromos, os elétrons retornam à molécula da clorofila, ocupando o "vazio" que haviam deixado. Como os elétrons retornam para a clorofila, o processo é cíclico.
2- Fotofosforilação acíclica: Esse mecanismo emprega dois sistemas fotossintetizantes: o fotossistema I e o fotossistema II. No fotossistema I, predomina a clorofila a, enquanto no fotossistema II, predomina a clorofila b.
 	
A clorofila a iluminada perde um par de elétrons ativados, recolhidos por um aceptor especial que pode ser chamado de ferridoxina. Ao mesmo tempo, a clorofila b, excitada pela luz, perde um par de elétrons que, depois de atravessarem uma cadeia de citocromos, ocupa o "vazio" deixado na molécula da clorofila a. Durante a passagem desses elétrons pela cadeia de citocromos, há uma liberação de energia e uma produção de ATP. Como o vazio de elétrons da clorofila a não é preenchido pelos mesmos elétrons que saíram dessa molécula, o mecanismo é chamado fotofosforilação acíclica.
No interior dos cloroplastos, a água é decomposta na presença da luz. Essa reação é a fotólise da água, também conhecida como reação de Hill.
 	
Dos produtos da fotólise da água, os elétrons vão ocupar os vazios deixados pela perda de elétrons pela clorofila b. Os prótons de Hidrogênio, juntamente com os elétrons perdidos pela clorofila a, irão transformar o NADP em NADPH. Ao mesmo tempo, oxigênio é liberado. Esse é um aspecto importante da fotossíntese: todo o oxigênio gerado no processo provém da fotólise da água.
 	
Os seres fotossintetizantes utilizam a água como fonte de átomos de hidrogênio para a redução do NADP. Esses átomos de hidrogênio são posteriormente empregados na redução do CO2 até carboidrato, o que acontece na fase química da fotossíntese.
Fase escura ou química: Produção de Glicose
 	Nessa fase, a energia contida no ATP e o hidrogênio do NADPH2, são utilizados para a construção de moléculas de glicose. A síntese de glicose ocorre durante um complexo ciclo de reações chamado ciclo das pentoses ou ciclo de Calvin-Benson, do qual participam vários compostos simples.
Durante o