Fotossíntese: Processo de Transformação de Energia

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Universidade Estadual de Goiás
Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas
Ciências Biológicas
Profº Lucas
Acadêmicas: Dayane Amaral
Izabela Xavier
Fotossíntese
	Fotossíntese é o processo através do qual as plantas transformam a energia radiante (eletromagnética) em energia química.
	A fotossíntese pode ser definida como um processo físico-químico, mediante quais os organismos fotossintéticos sintetizam compostos orgânicos a partir de matéria-prima inorgânica, na presença de luz solar. Por meio da fotossíntese, as plantas, algas e alguns tipos de bactérias convertem a energia física da luz solar em energia química, e esse processo é essencial para a manutenção de todas a formas de vida aqui existentes. 
Equação empírica da fotossíntese:
CO2 + H2O + luz O2 + matéria orgânica + energia química (Equação1)
Da análise da equação fundamental da fotossíntese, representada pela equação1, concluímos que: a reação entre o gás carbônico e a água, produzindo carboidratos e oxigênio, dá-se exclusivamente em presença de luz e é confinada aos cloroplastos; a síntese de carboidratos implica na disponibilidade de uma quantidade de energia química, que pode ser utilizada pela célula em vários processos metabólicos.
A fotossíntese tem as seguintes funções na célula vegetal; oxidam água, reduzem CO2, liberam O2, formam energia orgânica (carboidratos), e sintetiza pigmentos porem só é possível à realização desse processo em presença de luz e de organelas como os cloroplastos.
O processo fotossintético das plantas ocorre nos cloroplastos e resulta na liberação de oxigênio molecular e na captura de dióxido de carbono da atmosfera, que é utilizado para sintetizar carboidratos em que, [CH2O] representa carboidrato (açúcares).
Os produtos primários da etapa fotoquímica são o ATP e o NADPH2 . Nessa etapa, também ocorre a liberação do oxigênio, como subproduto da dissociação da molécula da água. A etapa química da fotossíntese é uma etapa basicamente enzimática, na qual o CO2 é fixado e reduzido até carboidratos, utilizando o NADPH2 e o ATP produzidos na etapa fotoquímica.
A fotossíntese e a respiração são processos importantes na regulação dos teores de oxigênio e dióxido de carbono da atmosfera terrestre. Todas as plantas e animais respiram e, por meio desse processo que ocorre no citoplasma e mitocôndrios, os carboidratos e outros constituintes celulares são convertidos em dióxido de carbono e água com a liberação de energia. 
Cloroplastos – o continente da fotossíntese
A presença de cloroplastos ocorre em todas as partes verdes da planta, sendo mais numerosos nas folhas.
Os cloroplastos são partículas subcelulares, geneticamente denominadas organelas, que ocorrem nos tecidos verdes, em maior número nas células do mesófilo das folhas. 
Nos cloroplastos contêm um pigmento chamado clorofila que está associado à fotossíntese. 
Clorofilas são os pigmentos primários na absorção de luz (absorvem mais no vermelho e azul deixando os comprimentos de onda intermediários verdes, sejam visíveis aos nossos olhos). 
Absorção de luz
Para que a fotossíntese se inicie, os pigmentos precisam absorver um fóton. As moléculas de clorofila se organizam em uma unidade fotossintética.
Quando um pigmento absorve um fóton, a energia dele é totalmente transferida para a molécula, afetando sua estabilidade e excitando-a. Após um curto período de excitação, a molécula dissipa sua energia na forma de radiação, porém menos energética que inicialmente, pois parte da energia da molécula foi perdida enquanto ela estava excitada. Este processo chama-se fluorescência.
Entretanto a molécula pode perder sua energia através de conversões internas, tendo uma vida média mais longa e emitindo uma radiação com comprimento longo de onda, porém menos energético, sendo este processo chamado fosforecência. Neste processo, a molécula excitada pode interagir com outra molécula, fazendo trocas de energia.
Quando uma molécula de clorofila b ou carotenóide absorve um quantum a energia é transferida para a clorofila a.
Normalmente há uma cooperação entre as moléculas de clorofila, aumentando a eficiência da fotossíntese.
Em uma unidade fotossintética há o pigmento aprisionador, ou molécula aprisionadora, aonde a energia irá se concentrar após ter passado por várias outras moléculas, e as outras moléculas são chamadas de antenas, pois captam as radiações e as transferem para um único ponto.
Questionário 
1. A fotossíntese é um processo de transformação de energia luminosa em energia química, realizada por organismos autotróficos. Sobre a fotossíntese, é correto afirmar:
A - ao final da fotossíntese são produzidos 38 mols de ATP.
B - os organismos autotróficos crescem mais sob a luz verde, porque a clorofila é verde.
C - a fotossíntese é um processo dependente de luz e ocorre na ausência da água.
D - somente plantas vasculares são capazes de realizar a fotossíntese.
E - a unidade fotossintética da planta localiza-se nos tilacóides dos cloroplastos
2. Qual a definição de fotossíntese?
A fotossíntese pode ser definida como um processo físico-químico, mediante qual os organismos fotossintéticos sintetizam compostos orgânicos a partir de matéria-prima inorgânica, na presença de luz solar.
3. Onde ocorre o processo fotossintético nas plantas e em que resulta?
O processo fotossintético das plantas ocorre nos cloroplastos e resulta na liberação de oxigênio molecular e na captura de dióxido de carbono da atmosfera, que é utilizado para sintetizar carboidratos.
4. O que e necessário para que ocorra a fotossíntese?
Para que a fotossíntese ocorra, os pigmentos fotossintéticos (clorofilas) devem absorver a energia de um fóton de dado comprimento de onda e, então, utilizar essa energia para iniciar uma cadeia de eventos da fase fotoquímica da fotossíntese.
5. A fotossíntese ocorre em organelas chamadas cloroplastos que se localizam principalmente no mesófilo foliar. Cite três estruturas presentes nos cloroplastos e suas características morfológicas externas.
Envelope: Membrana dupla de revestimento do cloroplasto;
Estroma: Matriz fluida, que contém várias estruturas membranosas, chamadas grana;
Grana: Estruturas com várias camadas membranosas, em forma de discos;
Lamelas: Conjunto de canais membranosos que interligam os grana.
Tilacóides: Discos membranosos que formam o granum, e encontram-se empilhados.
 6. Quais os principais fatores ambientais que afetam a fotossíntese?
Luz, CO2 e temperatura, a disponibilidade de água e de nutrientes também são fatores importantes, com efeitos aparentemente mais indiretos sobre o processo.
7. A fotossíntese é um dos mais importantes fenômenos que ocorrem na Natureza, pois todos os seres vivos dependem direta ou indiretamente desse processo.
a) Justifique a proposição acima.
 Na fotossíntese, os vegetais clorofilados produzem a matéria orgânica que servirá de alimento para todos os demais seres vivos heterótrofos, de maneira direta no caso dos herbívoros ou de maneira indireta como no caso dos carnívoros.
Além disso, através da fotossíntese há produção de oxigênio que será usada na respiração dos seres vivos aeróbios.
b) Qual a organela citoplasmática responsável pela fotossíntese?
A organela responsável pela fotossíntese é o cloroplasto.
c) Quais os produtos da etapa fotoquímica da fotossíntese? 
Os produtos da primeira fase da fotossíntese ou etapa fotoquímica são: ATP, NADPH e oxigênio.
8.  Indique a equação geral da fotossíntese para os vegetais clorofilados.
Equação geral da fotossíntese:
12H2O + 6CO2 + Luz C6H12O6 + 6H2O + 6O2
9. Qual o destino do O2 produzido?
É utilizado na respiração celular aeróbica e o excedente eliminado pelas estruturas fotossintetizantes do vegetal.
10. Qual a função da clorofila na fotossíntese? 
Absorção de luz e conversão da energia luminosa em energia química. 
Referência Bibliográfica
FERRI,Mário Guimarães. Fisiologia vegetal 1, Editora EPU, 2ª ed., São Paulo, 1979, 1985.