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Fotossíntese

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Fotossíntese

O significado de fotossíntese é síntese pela luz e, como o próprio nome indica, é o processo físico-químico, a nível celular, realizado pelos seres vivos que possuem clorofila - plantas, algas e algumas bactérias - para utilizar a energia luminosa afim de produzir matéria orgânica, sendo, assim, o principal meio de produção de energia dos seres autotróficos. Tal processo se utiliza de gás carbônico e água para a produção de glicídios que servirão como alimento e tem como resultado a liberação de oxigênio para atmosfera terrestre. A fotossíntese é, portanto, essencial não apenas à sobrevivência dos seres autotróficos, como também à sobrevivência dos seres heterotróficos, que necessitam da oxigênio resultante desse processo para sobreviver e dos seres autotróficos como fonte de alimento.

Esse processo foi descoberto em 1778, pelo físico-químico Jan Igenhousz ao observar que uma vela, dentro de uma redoma, não se apagava se fosse colocado dentro, também, plantas e houvesse exposição à luz. A conclusão que chegou foi que as plantas, ao serem expostas á luz, produzem oxigênio.



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Fórmula ilustrada da fotossíntese


Cloroplastos

Nas células dos seres autotróficos, a fotossíntese se dá em estruturas chamadas cloroplastos, que contém os pigmentos responsáveis pela captação da luz, dentre os quais o mais conhecido é a clorofila. Os tilacóides, ou seja, as membranas internas do cloroplasto, abrigam os fotossistemas, que são responsáveis pela sintetização da luz solar e pelo fluxo de elétrons no interior da planta. Existem dois fotossistemas, que funcionam de forma independente, mas que promovem uma cadeia de elétrons circulando entre si e garantem que a energia luminosa será transformada em energia química.


Reações da fotossíntese

Para que a fotossíntese se realize, é preciso uma série de reações que, didaticamente, são divididas em duas fases: a fase clara ou fotoquímica e a fase escursa, que é puramente química.


Fase clara

Ocorre durante o dia, quando há presença de luz e é divida em outros dois processos: a fotofosforilação e a fotólise da água.


  • Fotofosforilação: é a produção de energia (ATP - adenosina-trifosfato) a partir da luz. Ela pode ser tanto cíclica, quando ocorre apenas no fotossistema I, quanto acíclica, quando ocorre tanto no fotossistema I quanto no fotossistema II. As susbstâncias produzidas por esse processo terão papel na fase escura, no ciclo das pentoses.
  • Fotólise da água: É o processo de remoção de elétrons da molécula da água afim de suprir a falta de elétrons de uma molécula de clorofila após ser fotoexcitada. Com a remoção dos elétrons, a água acaba se decompondo em prótons (H+) e átomos de oxigênio. Tais prótons contribuem para a geração de ATP enquanto que as moléculas de oxigênio se agrupam em pares e formam o gás oxigênio que é liberado na atmosfera.


Fase escura

Nela, ocorre o ciclo das pentoses ou o ciclo de Calvin-Benson, que consiste em um conjunto de reações que se utiliza do carbono das moléculas de gás carbônico para produção de glicídios que vão servir de alimento ao organismo. Tal ciclo é composto por três etapas. A primeira etapa, resulta na produção do 3-fosfatoglicerato (PGA). Na segunda etapa, o PGA é utilizado, junto ao fosfato de uma molécula de ATP e ao NADPH produzidos na fotofosforilação, para produzir gliceraldeído 3-fosfato (PGAL). Por fim, na terceira fase, de cada algumas moléculas de PGAL são utilizadas para reiniciar o ciclo, enquanto que duas delas são utilizadas para produzir uma molécula de glicose, que servirá de alimento ao organismo. Pode ocorrer, também, a produção de sacarose (uma molécula de glicose unida à uma molécula de frutose). Desta forma, uma parcela dos glicídios produzidos pela fotossíntese é utilizada na respiração celular e outra parte pode vir a integrar a biomassa do organismo a partir da formação de substâncias como aminoácidos, gorduras e celulose. Há também a possibilidade de a glicose produzida ser transformada em amido e ser depositada em células específicas para tal função no caule ou na raiz da planta, funcionando como reserva de energia para períodos de escassez.



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Fase clara e escura