1º Ano - Ensino Médio - Noturno - Biologia - Teia da VIda.

EMA: FOTOSSÍNTESE 

FIQUE POR DENTRO DOS CONCEITOS... 

A fotossíntese é um processo fotoquímico que consiste na produção de substâncias orgânicas a partir da conversão do CO2 , utilizando como fonte principal de energia para esta conversão a energia luminosa. O termo fotossíntese tem como significado síntese pela luz. As plantas, algas, cianobactérias e algumas bactérias realizam fotossíntese e são denominados seres clorofilados, isso porque apresentam um pigmento essencial para o processo, a clorofila. A fotossíntese sustenta a base da cadeia alimentar, em que a alimentação de substâncias orgânicas proporcionadas pelos seres autótrofos produzirá o alimento para os seres heterótrofos. Assim, a fotossíntese tem sua importância baseada em três principais fatores: 

• Promove a captura do CO2  atmosférico; 

• Realiza a renovação do O2  atmosférico; 

• Conduz o fluxo de matéria e energia nos ecossistemas.

A fotossíntese é um processo que ocorre no interior da célula vegetal, a partir do CO2  (dióxido de carbono) e H2 O (água), como forma de produzir glicose. Em resumo, podemos esclarecer o processo de fotossíntese da seguinte forma: A H2 O e o CO2 são as substâncias necessárias para realização da fotossíntese. As moléculas de clorofila absorvem a luz solar e quebram a H2 O, liberando O2  e hidrogênio. O hidrogênio une-se ao CO2  e forma a glicose. Esse processo resulta na equação geral da fotossíntese, a qual representa uma reação de oxidação-redução. A H2 O doa elétrons, como o hidrogênio, para a reduzir o CO2  até formar os carboidratos na forma de glicose (C6 H12O6 ):

A fotossíntese ocorre nos cloroplastos, uma organela presente apenas nas células vegetais, e onde é encontrado o pigmento clorofila, responsável pela cor verde dos vegetais. Os pigmentos podem ser definidos como qualquer tipo de substância capaz de absorver luz. A clorofila é o pigmento mais importante dos vegetais para a absorção da energia dos fótons durante a fotossíntese. Outros pigmentos também participam do processo, como os carotenoides e as ficobilinas. A luz solar absorvida apresenta duas funções básicas no processo de fotossíntese: 

• Impulsionar a transferência de elétrons através de compostos que doam e aceitam elétrons. 

• Gerar um gradiente de prótons necessário para síntese da ATP (Adenosina Trifosfato - energia). 

A fotossíntese é dividida em duas etapas: a fase clara e a fase escura. 

FASE CLARA OU FASE FOTOQUÍMICA 

A fase clara, fotoquímica ou luminosa, como o próprio nome define, são reações que ocorrem apenas na presença de luz e acontecem nas lamelas dos tilacoides do cloroplasto. A absorção de luz solar e a transferência de elétrons ocorre através dos fotossistemas, que são conjuntos de proteínas, pigmentos e transportadores de elétrons, os quais formam uma estrutura nas membranas dos tilacoides do cloroplasto. 

Existem dois tipos de fotossistemas, cada um com cerca de 300 moléculas de clorofila: 

• Fotossistema I: Contém um centro de reação P700 e absorve preferencialmente a luz de comprimento de onda de 700 nm. Usa a energia da luz para reduzir o NADP+ a NADPH + H+. 

• Fotossistema II: Contém um centro de reação P680 e absorve a luz preferencialmente de comprimento de onda em 680 nm. Usa a energia da luz para oxidar moléculas de água, produzindo elétrons, prótons (H+) e O2 . 

Os dois fotossistemas estão ligados por uma cadeia transportadora de elétrons e atuam de forma independente, mas complementar. Dois processos importantes acontecem nessa fase: a fotofosforilação e a fotólise da água. 

Imagem 2: Como o fluxo linear de elétrons durante as reações luminosas gera ATP e ADH.

Fotofosforilação 

A fotofosforilação é basicamente a adição de um P (fósforo) ao ADP (Adenosina difosfato), resultando na formação de ATP. No momento em que um fóton de luz é capturado pelo complexo antena dos fotossistemas, a sua energia é transferida para os centros de reação, onde é encontrada a clorofila. Quando o fóton atinge a clorofila, ela torna-se energizada e libera elétrons que passaram por diferentes aceptores e formaram, juntamente com H2 O, o ATP e NADPH. A fotofosforilação pode ser de dois tipos:

• Fotofosforilação acíclica: Depende dos dois fotossistemas. Os elétrons que foram liberam pela clorofila não retornam para ela e sim para a do outro fotossistema. Produz ATP e NADPH. 

• Fotofosforilação cíclica: Envolve apenas o fotossistema I e não libera O2. Os elétrons retornam para a mesma clorofila que os liberou. Forma apenas ATP. 

Fotólise da água 

A fotólise da água consiste na quebra da molécula de água pela energia da luz do Sol. Os elétrons liberados no processo são usados para substituir os elétrons perdidos pela clorofila no fotossistema II e para produzir o oxigênio que respiramos. A equação geral da fotólise ou reação de Hill é descrita da seguinte forma:

Assim, a molécula de água é a doadora final de elétrons. O ATP e NADPH formados serão aproveitados para a síntese de carboidratos, a partir de CO2 . Porém, isso acontecerá na etapa seguinte, a fase escura. 

FASE ESCURA OU FASE BIOQUÍMICA 

A fase escura pode ocorrer na ausência e presença de luz e acontece no estroma do cloroplasto. Durante essa fase, a glicose será formada a partir de CO2 . Assim, enquanto a fase luminosa fornece energia, na fase escura acontece a fixação do carbono do carbono, através de uma série de reação químicas que compõem o Ciclo de Calvin-Benson ou Ciclo das Pentoses. 

Imagem 3: Esquema do ciclo de Calvin

Confira um resumo de como ocorre o ciclo de Calvin: 

1. Fixação do Carbono 

• Seis moléculas de ribulose 1,5-bifosfato (RuBP), molécula, com cinco carbonos, unem-se a seis moléculas de CO2 , produzindo 12 moléculas de 3-fosfoglicerato (3PG), com três carbonos. 

2. Produção de compostos orgânicos 

• As 12 moléculas de 3-fosfoglicerato (3PG) são reduzidas a 12 moléculas de gliceraldeído-3-fosfato (G3P). 

3. Regeneração da ribulose difosfato 

• Das 12 moléculas de gliceraldeído-3-fosfato (G3P), 10 combinam-se entre si e formam 6 moléculas de RuBP. 

• As duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato (G3P) que sobraram servem para dar início a síntese de carboidratos (1/3 convertido em amido, armazenado no cloroplasto e 2/3 convertido em sacarose, no citoplasma, onde será transportado para a folha e outros órgãos da planta.). 

• A glicose produzida ao final da fotossíntese é quebrada e a energia liberada permite a realização do metabolismo celular. O processo de quebra da glicose é a respiração celular.

A|TIVIDADES

1 – A fotossíntese é um processo que ocorre em alguns organismos autotróficos como forma de obtenção de alimento. Para a realização desse processo, vários fatores são necessários, como um pigmento de cor verde denominado de: 

a) carotenoide. 

b) clorofila. 

c) flavonoide. 

d) xantofila. 

e) eritrofila. 

2 – A fotossíntese é um processo importante para garantir a sobrevivência da planta e é dividida em duas etapas tradicionalmente chamadas de fase clara e escura. A fase clara ocorre na membrana dos tilacoides do cloroplasto, já a fase escura ocorre: 

a) no citosol. 

b) no estroma do cloroplasto. 

c) nas mitocôndrias. 

d) nas cristas mitocondriais. 

e) no lisossomo.

3 – A redução do dióxido de carbono em carbono orgânico na fotossíntese ocorre via ciclo: 

a) de Krebs. 

b) de Calvin. 

c) de Carnot. 

d) de Cori.