Fotossíntese

A fotossíntese é o processo biológico mais importante que ocorre em nossa biosfera. É a partir dela que a energia luminosa, proveniente do Sol, é convertida em energia química, em moléculas de glicose. Tal processo não é exclusivo das plantas, pois outros organismos também a realizam, como as algas uni e pluricelulares (fitoplânctons) e as cianobactérias.

O que possibilita tais organismos realizarem a fotossíntese, é a presença de uma organela, cloroplasto. O cloroplasto contém um pigmento, clorofila, que capta a energia luminosa do Sol e a converte em energia química.

Os organismos fotossintetizantes se utilizam de matéria prima básica para realizar tal processo: luz solar, água e gás carbônico. Toda substância inorgânica incorporada pelos seres fotossintetizantes dá origem a matéria orgânica, ou seja, a luz solar, juntamente com a água e o gás carbônico, passa por uma transformação (fotossíntese), que dá origem a glicose e gás oxigênio.

Se pensarmos na estrutura, na função e na evolução de cada espécie de ser vivo, inclusive os organismos unicelulares, veremos que estas características estão relacionadas às necessidades dos organismos em obter energia.

Além de prover o ar atmosférico com gás oxigênio e produzir glicose, a fotossíntese produz também o ATP (adenosina trifosfato), que é a principal moeda energética dos seres vivos. É a partir dela que todos os processos metabólicos dos seres vivos, incluindo a fotossíntese, ocorrem, pois são essas moléculas de ATP que armazenam energia e que possibilitam a realização das funções vitais nos organismos.

Fotossíntese: o processo de transformação

A fotossíntese é dividida em duas etapas: etapa fotoquímica (fase clara) e a etapa química (fase escura).

Na etapa fotoquímica (fase clara) ocorre o aproveitamento efetivo da luz pelas moléculas de clorofila. Essa fase ocorre nas membranas dos tilacóides, em conjunto com a clorofila e diversos outros pigmentos que existem nos cloroplastos. Esse conjunto de estruturas recebe o nome de fotossistema.

A luz excita os elétrons do fotossistema, que por sua vez, quebram a molécula da água (fotólise da água). Sabendo que a fotólise é a quebra da molécula de água (H₂O) pela luz solar, concluímos que o produto dessa quebra é hidrogênio e oxigênio, com seus respectivos elétrons.
Os hidrogênios e elétrons que são separados nesse processo, se combinam com uma molécula chamada NADP (fosfato de dinucleotídeo de nicotinamida e adenina), que após receber esses hidrogênios e elétrons, passa a ser chamada de NADPH (fosfato de dinucleotídeo de nicotinamida e adenina, com hidrogênio aderido). É durante esse processo que ocorre a produção de ATP, ou seja, de energia, para que todo esse processo molecular dentro dos organismos fotossintetizantes, ocorra.

O oxigênio, após a fotólise, é eliminado para o ar atmosférico na forma gasosa
(O₂).

A molécula de NADPH, produzida na fase clara, é utilizada na fase escura. O NADPH é utilizado como transporte para o hidrogênio e seu elétron, levando-os até a molécula de gás carbônico (CO₂), proveniente do ar atmosférico, que fica armazenado no estroma do cloroplasto. Faz sentido, né? Já que a fórmula molecular da glicose é C₆H₁₂O₆, sendo que esses hidrogênios provêm do NADPH e os carbonos e oxigênios do gás carbônico.

A fotossíntese pode ser resumida por sua equação geral (forma simplificada):

6 CO₂ + 6 H₂O      C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ 

ATIVE A SUA ATENÇÃO AQUI:

O gás carbônico (CO₂) é utilizado na etapa química (fase escura).

Na etapa fotoquímica (fase clara) é utilizada água (H₂O) e luz solar.

Observem: o oxigênio que entra na composição da glicose é proveniente do gás carbônico captado da atmosfera; já o oxigênio que é liberado na atmosfera vem da molécula de água.

Localização do cloroplasto na célula vegetal e do estroma e do tilacóide no cloroplasto.

UM OLHO NO GATO E O OUTRO NO PEIXE:
Não vá se confundir: o oxigênio que é lançado na atmosfera é o que vem da molécula de água, enquanto o oxigênio que irá fazer parte da molécula de glicose vem do gás carbônico.

Esquema de todo o processo fotossintético. Aguarde em breve a aula completa sobre o Ciclo de Calvin.

Glossário:
Molécula de glicose (C₆H₁₂O₆): carboidrato classificado como monossacarídeo, o tipo de carboidrato mais simples.

Cianobactéria: microrganismo procariótico, cuja estrutura celular corresponde a de uma bactéria.
Cloroplasto: uma organela formada por duas membranas, possuem DNA próprio e contém como pigmento a clorofila.
Clorofila: principal pigmento dos organismos fotossintetizantes, com capacidade de reter a energia da luz para a realização da fotossíntese.

Organismos fotossintetizantes: seres vivos que realizam fotossíntese.
Substância inorgânica: substâncias que não possuem carbono na sua composição, ou que quando possuem não formam longas cadeias.
Matéria orgânica: substâncias que possuem carbono e que formam longas cadeias.
ATP (adenosina trifosfato): molécula de adenina ligada a três átomos de fósforo
Etapa fotoquímica: etapa da fotossíntese onde é utilizada a luz solar.
Etapa química: etapa da fotossíntese onde são utilizados apenas enzimas e moléculas.
Tilacóide: dobra da membrana lipoprotéica, rica em clorofila.
Fotossistema: conjunto de membranas do tilacóide, da clorofila e de outros pigmentos, dentro do cloroplasto.
Fotólise: quebra de molécula pela luz (foto = luz; lise = quebra)
NADP (fosfato de dinucleotídeo de nicotinamida e adenina): coenzima que tem afinidade com o hidrogênio.

NADPH (fosfato de dinucleotídeo de nicotinamida e adenina, com hidrogênio aderido): é a coenzima NADP com o hidrogênio aderido.
Estroma: material básico que preenche o interior do cloroplasto.