Resumo Fotossíntese


Os organismos autótrofos são capazes de realizar a fotossíntese, processo em que ocorre a produção da glicose e gás oxigênio a partir de moléculas de gás carbônico, água e tendo como fonte de energia a luz solar. A fotossíntese pode ser representada então pela equação abaixo:

6CO2 + 6H2O ———————— C6H12O6 + 6 O2

Na verdade, a equação geral representa o processo de forma simplificada, apresentando apenas os reagentes e os produtos finais. A fotossíntese é um processo bioquímico bem mais complexo.

Fotossíntese

Nas algas e nos vegetais, a fotossíntese ocorre nos cloroplastos, presentes em suas células. Estes, por sua vez, são ricos em pigmentos capazes de captar a energia luminosa. O principal desses pigmentos é a clorofila, cujas moléculas ficam aderidas às membranas dos tilacoides. No estroma ficam a enzimas que catalisam as diversas reações químicas do processo.

A fotossíntese é dividida em duas fases distintas. A primeira fase, a fase clara, também conhecida como fotoquímica. A segunda fase é a fase escura, que também recebe o nome de etapa química.

Na fase fotoquímica, a clorofila, pigmento verde localizado nos tilacoides dos cloroplastos, tem papel fundamental. Essas moléculas são capazes de absorver energia luminosa.

A clorofila é estruturalmente semelhante à hemoglobina dos glóbulos vermelhos. No lugar do ferro aparece um átomo de magnésio. Existem dois tipos diferentes de clorofila, que absorvem diferentes comprimentos de ondas de luz. Além disso, existem os pigmentos acessórios, com cores diferentes. Isso é importante, porque a luz branca, que é emitida pelo sol e ilumina os vegetais, é um somatório de várias frequências diferentes. Cada frequência corresponde a uma cor diferente, a soma de todas as frequências, ou seja, todas as cores, formam a luz branca. Quando a folha verde de um vegetal é iluminada, ela reflete a luz verde e absorve as outras.

No ano de 1882, Engelmann realizou um experimento que mostrou que a fotossíntese é maior nos comprimentos de onda onde a absorção de luz é maior. Iluminou uma alga com cores diferentes de luz. Bactérias aeróbicas mantidas na presença da alga, concentraram-se junto às luzes azul e vermelha, onde ocorre maior liberação de O2, devido à maior taxa de fotossíntese.

Quando os elétrons são energizados e lançados para as substâncias receptoras, a energia luminosa é transformada em energia química, fenômeno fundamental para a ocorrência da fotossíntese. Quando não existem os aceptores, os elétrons que escapam da clorofila emitem luz, o que explica o fato de que quando iluminamos moléculas de clorofila isoladas dos cloroplastos, elas ficam fluorescentes, emitindo luz vermelha. Vale ressaltar que além das clorofilas, existem também os pigmentos auxiliares.

A cada transferência, a energia utilizada na síntese de moléculas de ATP é liberada, através de moléculas de ADP e fosfatos encontrados livres nas células.

Ao chegar no último aceptor dessa sequência, os elétrons apresentam baixo nível energético e retornam à molécula de clorofila, estabelecendo um ciclo que resulta em liberação de energia para a formação de moléculas de ATP. Este processo recebe o nome de fotofosforilação cíclica.

Já na fosforilação acíclica ocorre a participação do NADP (nicotinamida-adenina-dinucleotideo-fosfato) como aceptor de hidrogênio e a fotólise da água.
Na etapa química, a fase escura, ao contrário do que o nome pode sugerir, não é certo dizer que as reações acontecem no escuro. Elas não dependem diretamente da luz. Mas, esta fase, depende dos NADPH2 e ATP produzidos na fase clara. Nesta etapa destaca-se a sequência de reações denominadas, em conjunto, de ciclo de Calvin ou ciclo das pentoses. Nesse ciclo o NADPH2 atua como redutor, fornecendo elétrons ricos em energia e o ATP, atua como fornecedor de energia suplementar.

A intensidade ou velocidade em que a fotossíntese ocorre sofre a influência dos seguintes fatores ambientais: temperatura, luz e CO2.

Na intensidade luminosa, mantendo-se constante outros fatores, observamos que ao aumentarmos a intensidade luminosa, ocorre um aumento proporcional na velocidade de fotossíntese. O fator limitante passa a ser a quantidade de clorofila, ponto chamado de saturação luminosa.

Já mantendo-se constantes a temperatura e a luminosidade, aumentando-se a concentração de CO2, verifica-se um aumento na velocidade de fotossíntese até se atingir um ponto de saturação, quando o aumento da concentração de CO2 deixa de influenciar a fotossíntese.

O aumento da temperatura estimula o aumento da fotossíntese, até um determinado ponto, quando estão as enzimas relacionadas ao processo correm risco de desnaturação. Quando diversos fatores estão relacionados a um processo, a sua velocidade é determinada pelo fator menos abundante no momento analisado. Vamos então considerar a intensidade luminosa e o CO2. Se as intensidades luminosas forem baixas, um aumento na concentração de CO2 não implicará em um aumento na velocidade da fotossíntese.