Fotossíntese: Processo de Conversão de Energia

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FOTOSSÍNTESE 
-A fotossíntese, termo que significa 
“síntese utilizando a luz”, é geralmente 
definida como o processo pelo qual um 
organismo consegue obter seu 
alimento. Esse processo é realizado 
graças à energia solar, que é capturada 
e transformada em energia química, 
e ocorre em tecidos ricos 
em cloroplasto sendo um dos tecidos 
mais ativos o parênquima clorofiliano 
encontrado nas folhas. 
ETAPAS: 
-Nas plantas, a fotossíntese acontece 
nos cloroplastos e caracteriza-se pelas 
diversas reações químicas observadas. 
Essas reações podem ser agrupadas em 
dois processos principais. 
*Reações luminosas: ocorrem na 
membrana do tilacoide (sistemas de 
membranas internas do cloroplasto). 
*Reações de fixação de carbono: 
ocorrem no estroma do cloroplasto 
(fluido denso no interior da organela). 
 
Na fotossíntese, gás carbônico é 
utilizado e oxigênio liberado. As trocas 
gasosas com o meio acontecem graças 
à presença de estômatos. 
FOTOSSISTEMAS 
-Antes de entender cada reação que 
ocorre na fotossíntese, devemos 
conhecer o local em que algumas 
dessas reações acontecem. As reações 
luminosas acontecem, por exemplo, na 
membrana do tilacoide, mais 
precisamente nos 
chamados fotossistemas. 
-Os fotossistemas são unidades nos 
cloroplastos em que estão inseridas as 
clorofilas a e b e os carotenoides. 
Nesses fotossistemas, é possível 
perceber duas porções denominadas 
de complexo antena e centro de 
reação. No complexo antena são 
encontradas moléculas de pigmento 
que captam a energia luminosa e as 
leva para o centro de reação, um local 
rico em proteínas e clorofila. 
-No processo de fotossíntese, é possível 
verificar a presença de dois 
fotossistemas ligados por uma cadeia 
transportadora de elétrons: 
o fotossistema I e o fotossistema II. O 
fotossistema I absorve luz com 
comprimentos de onda de 700 nm ou 
mais, enquanto o fotossistema II 
absorve comprimentos de onda de 680 
nm ou menos. Vale destacar que a 
denominação de fotossistema I e II foi 
dada na ordem de suas descobertas. 
REAÇÕES LUMINOSAS 
 
-Nas reações luminosas, inicialmente a 
energia luminosa entra no fotossistema 
II, onde é aprisionada e levada até as 
moléculas de clorofila P680 do centro de 
reação. Essa molécula de clorofila é 
excitada, seus elétrons são energizados 
e transportados da clorofila em direção 
a um receptor de elétrons. A cada 
elétron transferido, ocorre a 
substituição desse por um elétron 
proveniente do processo de fotólise da 
água. 
-Pares de elétrons saem 
do fotossistema I por uma cadeia 
transportadora de elétrons, 
impulsionando a produção 
de ATP (grande fonte de energia 
química) pelo processo conhecido 
como fotofosforilação. A energia 
absorvida pelo fotossistema I é 
transferida para moléculas de clorofila 
P700 do centro de reação. Os elétrons 
energizados são capturados pela 
molécula da coenzima NADP+ e são 
substituídos na clorofila pelos elétrons 
provenientes do fotossistema II. A 
energia formada nesses processos é 
guardada em moléculas de NADPH e 
atp. 
 
FIXAÇÃO DO CARBONO 
-Nas reações de fixação do carbono, o 
NADPH e o ATP produzidos 
anteriormente nas reações luminosas 
são usados para reduzir o dióxido de 
carbono a carbônico orgânico. Nessa 
etapa, ocorre uma série de reações 
denominadas ciclo de Calvin. Nesse 
ciclo, três moléculas de CO2 combinam-
se com um composto denominado 
ribulose-1,5-bifosfato (RuBP), 
formando um composto intermediário 
instável que se quebra produzindo seis 
moléculas de 3-fosfoglicerato (PGA). 
-As moléculas de PGA são então 
reduzidas a seis moléculas de 
gliceraldeído 3-fosfato (PGAL). Cinco 
moléculas de PGAL rearranjam-se e 
formam três moléculas de RuBP. O 
ganho do ciclo de Calvin então é de 
uma molécula de PGAL, a qual servirá 
para a produção de sacarose e amido. 
Fotofosforilação: Adição de fosfato em 
presença da luz. A substância que sofre 
fotofosforilação na fotossíntese é 
o ADP, formando ATP. É neste processo 
que as plantas produzem e armazenam 
energia para a etapa química da 
fotossíntese.Sendo assim, a fase 
fotoquímica da fotossíntese tem como 
função converter a energia luminosa 
em energia química. Mas como isso é 
feito? 
Quando a luz incide em uma molécula 
de clorofila, essa absorve parte da 
energia luminosa que permite a reação 
do gás carbônico com água, produzindo 
carboidratos e liberando oxigênio. 
Fotólise da Água: Neste processo 
ocorre a transferência dos átomos de 
hidrogênio para os transportadores de 
hidrogênio e a liberação do oxigênio 
para a atmosfera. A descrição dessa 
reação foi feita por Hill, em 1937. No 
entanto, esse pesquisador não sabia 
qual era a substância receptora de 
hidrogênio, atualmente sabe-se que tal 
substância é o NADP (nicotinamida-
adenina-dinucleotídeo+ácido fosfórico). 
Equação da fotossíntese 
A equação balanceada para a 
fotossíntese pode ser descrita da 
seguinte forma: 
 
É importante destacar que, geralmente, 
observa-se na equação da fotossíntese 
a formação da glicose como 
carboidrato produzido. Entretanto, no 
processo de fotossíntese, os primeiros 
carboidratos produzidos são os 
açúcares constituídos por apenas três 
carbonos. 
 
IMPORTÂNCIA DA FOTOSSÍNTESE 
-A fotossíntese é, sem dúvida, essencial 
para os ecossistemas, sendo 
responsável, por exemplo, 
pelo fornecimento de oxigênio, o qual 
é utilizado por grande parte dos seres 
vivos para processos de obtenção de 
energia (respiração celular). Não 
podemos esquecer-nos ainda de que os 
organismos fotossintetizantes fazem 
parte do primeiro nível trófico das 
cadeias e teias alimentares, sendo eles, 
portanto, a base na cadeia trófica. 
-Na fotossíntese, as plantas e outros 
organismos fotossintetizantes 
conseguem converter a energia solar 
em energia química. Ao ser consumida, 
a energia acumulada pelos produtores 
passa para o próximo nível trófico. 
Desse modo, podemos concluir que, 
para um ecossistema funcionar 
adequadamente, esse depende da 
captura de energia solar e sua 
conversão para a biomassa dos 
organismos fotossintetizantes. 
 
FOTOSSÍNTESE E QUIMIOSSÍNTESE 
A fotossíntese e a quimiossíntese são 
dois processos realizados por 
organismos autotróficos. A 
quimiossíntese destaca-se por ser um 
processo em que a energia solar não é 
necessária, sendo esse um processo 
realizado por muitos organismos que 
vivem em ambientes extremos, como 
fontes hidrotermais nos abismos 
oceânicos. Na quimiossíntese, ocorre a 
síntese de moléculas orgânicas 
utilizando-se a energia química 
proveniente de compostos inorgânicos. 
Na fotossíntese, por sua vez, observa-
se um processo em que compostos 
orgânicos são formados utilizando-se a 
energia luminosa absorvida por 
pigmentos especiais. 
Resumo fotossíntese 
• A fotossíntese é um processo 
em que a energia solar é 
capturada e utilizada na 
produção de moléculas 
orgânicas. 
• A fotossíntese acontece nos 
cloroplastos. 
• Clorofila e carotenoides estão 
arranjados nos tilacoides dos 
cloroplastos, em unidades 
chamadas de fotossistemas. 
• Duas etapas podem ser 
observadas na fotossíntese: 
reações luminosas e reações de 
fixação de carbono. 
• No final da fotossíntese, são 
produzidos carboidratos. 
• A fotossíntese garante que 
oxigênio seja disponibilizado 
para o meio ambiente. 
• Os organismos 
fotossintetizantes são 
produtores na cadeia alimentar. 
 
QUIMIOSSÍNTESE 
-A quimiossíntese é um processo no 
qual ocorre produção de matéria 
orgânica a partir de gás carbônico, água 
e outras substâncias inorgânicas (como 
amônia, ferro, nitrito e enxofre), sem a 
utilização de energia luminosa. Por não 
necessitar de energia luminosa, esse 
tipo de bactéria pode realizar 
a quimiossíntese em ambientes 
desprovidos de luz e matéria orgânica, 
já que a energia utilizada em seu 
desenvolvimento é obtida através de 
oxidaçõesinorgânicas. 
*Exemplos de bactérias que realizam 
a quimiossíntese são as do 
gênero Beggiatoa e Thiobacillus, 
também chamadas de sulfobactérias, 
pois elas realizam seu metabolismo 
através das reações de oxidação de 
compostos de enxofre. 
*Outro exemplo de bactérias 
quimiossintetizantes, também 
chamadas de nitrobactérias, são as 
bactérias do 
gênero Nitrosomonas e Nitrobacter, m
uito importantes para o meio ambiente 
e para os seres humanos. Essas 
bactérias são encontradas no solo e 
realizam um importante papel na 
reciclagem do nitrogênio em nosso 
planeta. As bactérias do 
gênero Nitrosomonas conseguem 
energia através da oxidação do íon 
amônio (NH4+), que se encontra 
presente no solo, transformando-o em 
íon nitrito (NO-2); enquanto as bactérias 
do gênero Nitrobacter oxidam o íon 
nitrito (NO-2), transformando-o em íon 
nitrato (NO-3), que é absorvido pelas 
raízes das plantas e utilizado na síntese 
de proteínas. 
No processo 
da quimiossíntese podemos destacar 
duas etapas distintas: 
Primeira etapa: na oxidação das 
substâncias inorgânicas há a liberação 
de prótons e elétrons que provocam a 
fosforilação do ADP em ATP e a 
redução do NADP+ em NADPH, que 
serão úteis na fase seguinte. Dessa 
forma, podemos concluir que, 
diferentemente da fotossíntese, 
processo no qual os elétrons e prótons 
são obtidos através da degradação da 
molécula de água, 
na quimiossíntese eles se originam da 
oxidação das substâncias inorgânicas. 
Segunda etapa: através do processo de 
oxidação das substâncias inorgânicas, 
as bactérias conseguem energia 
suficiente para reduzir o gás carbônico 
através de sua fixação e posterior 
produção de substâncias orgânicas, as 
quais podem ser utilizadas na produção 
de novos compostos ou em seu 
metabolismo. 
-Em 1977, cientistas descobriram 
animais (anêmonas, mariscos, 
caranguejos e uma espécie de verme 
sem boca) que podiam atingir mais de 
dois metros de comprimento, 
aproximadamente 2,5 km abaixo da 
superfície (uma região onde não há 
nenhum vestígio de luminosidade). 
Como todos esses animais estavam 
próximos a fontes hidrotermais (água 
quente com gás sulfídrico dissolvido), 
os cientistas concluíram que esse gás é 
oxidado por bactérias 
quimiossintetizantes que o 
transformam em enxofre. Dessa forma, 
ao conseguir energia para produzir 
matéria orgânica, esse tipo de bactéria 
servia como alimento para os seres 
heterotróficos que habitam as 
profundezas, dando chance para que 
aquela comunidade existisse.