Etapa Química, Ação Fotossintética e Ponto de Compensação Luminoso da Fotossíntese


Etapa química

Também denominada etapa do escuro, enzimática ou de Calvin (C3). Ela ocorre no estroma plastidial. Uma vez concluída esta fase de reações que dependem da luz (reações de claro), iniciam-se as chamadas reações de escuro. O NADPH2 “leva” o hidrogênio até o C02 para reduzi-lo a açúcar segundo uma equação. Assim surge o açúcar e recupera-se o NADP, que servirá para receber novos átomos de hidrogénio. Esta reação é, no entanto, muito complexa e recebe o nome de ciclo das pentoses. Ela aparece, bastante simplificada.

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O ciclo de Calvin inclui três etapas: a carboxilação, a redução e a regeneração. Na carboxilação, uma molécula de C02 liga-se a uma molécula de pentose, dando origem a duas trioses. Isto se faz através de uma série de reações em que, em determinado momento, o NADPH2 fornece hidrogênio e o ATP, energia (etapa de redução). Das trioses formadas, parte é usada na regeneração das pentoses e parte dará origem ao açúcar. Para cada 6 C02 e 6 pentoses que participam da etapa, 12 trioses serão formadas. Destas, apenas duas darão origem a uma hexose. As dez restantes serão utilizadas na regeneração das seis pentoses consumidas na reação.

Da absorção das clorofilas a fotossíntese

Do espectro eletromagnético da luz branca, a clorofila é capaz de absorver apenas as radiações componentes do chamado espectro visível, que compreende as radiações cujos comprimentos de onda estão entre 390 e 760 mm. Mas as radiações do espectro visível não são absorvidos igualmente pela clorofila. Através de um aparelho denominado espectrofotômetro, pode-se medir a quantidade de absorção da clorofila de cada radiação que compõe o espectro visível. A medição revelou que as radiações azuis e vermelhas são as mais absorvidas; e as radiações verdes e amarelas as menos absorvidas.

Evidentemente, quanto mais uma determinada radiação é absorvida, tanto mais eficiente deverá ser para a fotossíntese, fazendo com que a planta produza mais alimentos para si própria. Assim, iluminando-se uma planta com radiações azuis e vermelhas, pode-se verificar que a taxa de fotossíntese é relativamente alta; ao contrário, iluminando-se a mesma planta com radiações verdes, a taxa de fotossíntese reduz-se significativamente.

Coube ao bioquímico Calvin descobrir todas as substâncias intermediárias da fase escura. Para isso, primeiramente forneceu a uma alga C02 com carbono marcado por radioatividade (carbono 14). Calvin verificou que o carbono radioativo levava 30 segundos para aparecer nas moléculas de glicose que a planta produzia.

Fatores que influenciam a fotossintétíca

Raramente a Fotossíntese ocorre com eficiência máxima. Isto porque, em condições normais, é muito difícil que todos os requisitos necessários ao processo estejam presentes nas quantidades ideais. Relacionaremos a seguir os fatores (requisitos), que influenciam a velocidade da fotossíntese.

Fatores  externos:   Intensidade   luminosa, concentração do C02, temperatura e concentração de H20.
Fatores internos: Concentração de clorofilas, ADP + Pi, NAPD, área foliar, grau de abertura dos estômatos, etc.

Analisaremos adiante a variação da velocidade da fotossíntese em relação a três fatores: intensidade luminosa, CO2 e temperatura.

Espectro de ação fotossintética

Experimentalmente,  podemos também verificar a eficiência fotossintética de uma planta iluminada por luz de diferentes comprimentos de onda. Dizemos que estamos determinando o espectro de ação fotossintético. Um exemplo de procedimento:

Sobre uma alga filamentosa, faz-se incidir um diminuto espectro luminoso; no meio existem bactérias aeróbicas, que são atraídas para as regiões onde há oxigênio. Verifica-se que as bactérias se agregam principalmente nas regiões da alga iluminadas pelo vermelho e pelo azul do espectro, mais ricas em oxigênio, devido à maior eficiência fotossintética da alga nessas faixas do espectro.

Já vimos que para uma planta fazer fotossíntese, ela necessita de três componentes básicos: água, C02 e luz. Imaginemos que dois destes fatores (por exemplo H20 e C02) estejam presentes em excesso, enquanto o terceiro fator, a luz, exista em quantidade limitada. Torna-se claro que a velocidade da fotossíntese será determinada, ou limitada, pelo fator luz. Dizemos nesse caso que a luz é o fator limitante.

A velocidade da fotossíntese pode ser verificada pela determinação da quantidade de C02 absorvida ou de 02 liberada em certo tempo. À medida que se aumenta a intensidade luminosa, aumenta a velocidade da fotossíntese. Isto demonstra que, nesse caso, é a luz que está limitando (ou “amarrando”) o processo. No entanto, a partir de um certo ponto, mesmo aumentando a intensidade de luz, a velocidade da fotossíntese não aumenta. Portanto, agora, a luz está presente em tal quantidade, que deixou de ser fator limitante. Um outro fator qualquer, por exemplo, a taxa de CO2, pode passar a ser limitante.

Chamamos então fator limitante aquele que por estar naquele instante em menor quantidade (em relação aos outros fatores), determina a taxa de fotossíntese. É evidente então que se aumentarmos a “quantidade” de um certo fator e percebermos que a taxa de fotossíntese aumenta, aquele fator, nas condições da experiência, é o limitante.

Ponto de compensação luminoso

Não devemos esquecer que os vegetais verdes, quando iluminados, realizam fotossíntese ao mesmo tempo que respiram. Lembramo-nos de que na respiração a planta absorve O2 e elimina C02, enquanto na fotossíntese ocorre o inverso. Em condições naturais de iluminação, o processo fotossintético é muito mais intenso que o respiratório; há então, em termos de balanço, retirada de C02 pela planta e eliminação de 02, em relação ao meio.

É claro que, quando a intensidade luminosa diminui, a velocidade da fotossíntese se altera, permanecendo, porém, constante a velocidade da respiração. Pode-se chegar a uma intensidade luminosa tal que as velocidades de fotossíntese e respiração sejam exatamente as mesmas: esta intensidade luminosa é dita ponto de compensação luminoso. No ponto de compensação, todo 02 que a planta produz na fotossíntese é gasto na respiração; todo C02 gasto na fotossíntese é produzido pela respiração.