A fotossíntese converte energia solar em energia química utilizando-a para realização da síntese de compostos orgânicos, como açúcares, a partir de dióxido de carbono e água.
A fotossíntese transforma energia solar em energia química, com a utilização da última para realização da síntese de compostos orgânicos, como açúcares, a partir de dióxido de carbono e água.
A fotossíntese é um processo realizado por organismos autotróficos fotossintetizantes, como plantas, algas e alguns procariontes. Eles captam a luz solar, transformam em energia química e produzem os compostos orgânicos (carboidratos ou açúcares) a partir de água e dióxido de carbono. Ao final do processo, oxigênio é liberado no ambiente.
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A fotossíntese ocorre nos cloroplastos, que são organelas presentes nas células dos organismos eucariontes fotossintetizantes. Essas organelas armazenam os pigmentos fotossintetizantes, que são responsáveis pela absorção da luz. Existem diversos tipos de pigmentos fotossintetizantes, como clorofilas e carotenoides. O principal deles é a clorofila-a.
Os cloroplastos são constituídos por membrana dupla e DNA próprio. Apresentam um espaço interno denominado de estroma, onde estão presentes enzimas que são utilizadas na fase de fixação do carbono na fotossíntese. Nos cloroplastos, são encontradas também, entre membranas denominadas de lamelas, vesículas achatadas, os tilacoides. Esses encontram-se empilhados formando estruturas denominadas grana, onde encontramos os pigmentos.
A fotossíntese ocorre nos cloroplastos e produz açúcares e oxigênio, a partir de dióxido de carbono e água.
A fotossíntese pode ser dividida em duas etapas ou fases, a luminosa e a de fixação de carbono:
Nessa etapa, que ocorre nos tilacoides dos cloroplastos, ocorrem a captação de energia luminosa e a transformação em energia química. Nesse processo, as moléculas dos pigmentos passam para um estado excitado, emitindo parte da energia absorvida. Esses pigmentos estão organizados em dois fotossistemas, que podem ser definidos como unidades de captação de luz presentes nos tilacoides. No fotossistema I, os pigmentos absorvem comprimentos de ondas de 700 nm ou maiores; já no fotossistema II, absorvem-se comprimentos de ondas 680 nm ou menores. Geralmente, os dois fotossistemas atuam em conjunto.
Nessa fase, a energia luminosa é absorvida por pigmentos no fotossistema II e transferida para moléculas de clorofila do centro de reação. Os elétrons energizados são transferidos para um receptor de elétrons. De acordo com a transferência desses elétrons, eles são substituídos por outros provenientes da fotólise da água. Aqui ocorre também a produção de oxigênio.
Alguns pares de elétrons passam para o fotossistema I estimulando a síntese de ATP. A energia absorvida nesse momento estimula as moléculas de clorofila do centro de reação desse fotossistema, e os elétrons energizados são aceitos por uma molécula NADP+. Os elétrons removidos da clorofila são substituídos por outros provenientes do fotossistema II.
Essa fase ocorre no estroma do cloroplasto e inicia-se com o processo de fixação do carbono em um composto orgânico. Nessa etapa são utilizadas as moléculas de NADPH e ATP produzidas na fase luminosa para a produção de açúcares a partir da redução do carbono fixado. As reações que aqui ocorrem são denominadas Ciclo de Calvin e, nesse processo, a maior parte do carbono fixado é convertida em sacarose ou amido.
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O processo de fotossíntese pode ser resumido na seguinte equação:
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6 CO2 + 12 H2O + energia luminosa → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O |
Embora essa equação seja bastante utilizada para descrever o processo da fotossíntese, na realidade, as primeiras moléculas a serem formadas não são de glicose (C6H12O6), mas açúcares mais simples com apenas três átomos de carbono.
A fotossíntese é essencial para que a vida exista na Terra da maneira que a encontramos hoje, pois, por meio da fotossíntese, é que o oxigênio existente no planeta é produzido. Além disso, a fotossíntese também é responsável pela produção de energia para praticamente todos os seres vivos. Assim, os organismos fotossintetizantes são a base das cadeias alimentares tanto terrestres quanto aquáticas.
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Os organismos fotossintetizantes (autotróficos) captam a luz solar, transformam em energia química, produzem os compostos orgânicos a partir de água e dióxido de carbono e liberam oxigênio no ambiente. Já os organismos heterotróficos consomem esses compostos orgânicos para obter a energia necessária para seu metabolismo. Nesse processo de obtenção de energia, eles oxidam esses compostos orgânicos com o oxigênio liberado no ambiente pelos organismos fotossintetizantes e liberam o dióxido de carbono, mantendo, assim, o equilíbrio.
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