Etapas da Fotossíntese e Espectros Eletromagnético e da Luz Visível


Espectro eletromagnético

O espectro eletromagnético é a distribuição da in­tensidade da radiação eletromagnética com relação ao seu comprimento de onda ou frequência. Nota-se que os raios gama, as microondas e a luz visível, por exemplo, são manifestações do mesmo fenô­meno de radiação eletromagnética que apenas apresen­tam diferentes comprimentos de onda.

Etapas da Fotossíntese

Espectro da luz visível

O espectro da luz visível pode ser subdividido de acordo com as cores apresentadas, que variam do violeta (comprimentos de onda curtos) ao vermelho (comprimen­tos de onda longos), alterando-se de 380 a 750 nm. A clorofila é capaz de absorver apenas as radiações do es­pectro visível, ainda que não igualmente para todos os comprimentos de onda.

Na fase clara ocorrem as fotofosforilações e a fotólise da água; na fase escura ocorre o ciclo de Calvin i ou ciclo das pentoses. Na etapa fotoquímica ocorrem dois eventos: a foto-fosforilação acíclica e a fotofosforilação cíclica. A fotólise da água é co-participante do primeiro evento, for­necendo hidrogênios e liberando o oxigênio molecular. Nos tilacóides encontram-se dois tipos de fotossistemas -I e II -, que podem ou não trabalhar acoplados.

Fotofosforilação acíclica

Participam da fosforilação acíclica os fotossistemas I (clorofila a) e II (clorofila b). Os elétrons excitados pela luz na clorofila a são capturados por um aceptor primá­rio que os repassa à ferredoxina. Esta, em uma cadeia transportadora de elétrons, transfere-os ao NADP, que é reduzido (NADP””) e recebe prótons (H+) originados da fotólise da água, convertendo-se em NADPH2.

Ao mesmo tempo, e em presença da luz, a clorofila b cede elétrons excitados à plastoquinona, reduzindo-a. Os elétrons originados da fotólise da água são capturados pela clorofila b, estabilizando-a. Os elétrons da plasto­quinona fluem, então, em uma cadeia transportadora de elétrons – em que ocorrem fosforilações – até chegarem à clorofila a, estabilizando-a.

Os pigmentos dos cloroplastos – clorofila a, clorofila b – e os carotenóides absorvem as radiações que vão do violeta ao azul e do laranja ao vermelho. A radiação da cor verde não é absorvida, mas é refletida.

Elétrons do fotossistema I e II são excitados. No fotossistema I (5) a clorofila a cede elétrons à ferredoxina (6), que os transfere ao NADP, que recebe os H+ provenientes da fotólise da água (2) e converte-se em NADPHr No fotossistema II a clorofila b cede elétrons à plastoquinona (1), que, pelo complexo citocromo (3), transfere-os à clorofila a, estabilizando-a. Os elétrons da fotólise da água estabili­zam a clorofila b. Nota-se a conversão da energia luminosa em ener­gia química (4) armazenada nas moléculas de ATP formadas. A fotofosforilação é acíclica, pois o elétron que volta à clorofila a per­tence à clorofila b.

Etapas da fotossíntese

A fotossíntese pode ser dividida em duas etapas para ser estudada: a etapa fotoquímica ou fase clara, que depende da luz e ocorre nos tilacóides, e a etapa quími­ca ou fase escura, que independe da luz.

Fotofosforilação  cíclica

Participa apenas o fotossistema I (clorofila a). Os elétrons excitados da clorofila a são capturados por uma molécula aceptora de elétrons, a ferredoxina (Fd), que, por meio do complexo citocromo, transfere-os a uma outra, a plastoquinona (Pç). Nesta passagem os elétrons liberam o excesso de energia, promovem fosforilações e consequente formação de moléculas de ATP. Atingindo a condição energética normal, os elétrons retornam à clo­rofila a.

Etapa química ou fase escura

Essa etapa representa a fixação do CO2 até a forma­ção da glicose (C6H)2O6), independe da luz e ocorre no estroma dos cloroplastos. Para a indicação de que um carboidrato apresenta, por exemplo, 6 carbonos, utiliza-se a notação (6C). Nessa fase, e de maneira geral, o CO2 recebe os H do NADPH2 e energia do ATP até formar C6H12O6. No entanto, esse processo não é tão simples assim. Na ver­dade, ocorre um ciclo de reações químicas denominado de ciclo de Calvin – do qual várias substâncias e enzi­mas participam – para a formação da glicose. Ainda as­sim, tais reações resumem-se como se apresentam a seguir.
•         Uma pentose (5C) – a ribulose bifosfato (RuBP) – fixa uma molécula de CO2 (rubisco), originando uma hexose (6C), que se parte, gerando duas trioses (3C), denominadas de 3-fosfoglicerato.
•         Essas trioses sofrem reações com a participação de NADPH2 e ATP originando moléculas conhe­cidas como fosfogliceraldeído ou gliceraldeído-
3-fosfato (G3P). Quando seis moléculas de CO2 são fixadas por seis pentoses iniciais (seis giros no ciclo), formam-se doze moléculas de fosfo­
gliceraldeído (G3P).
•         Das doze G3P formadas, dez reconstituem as pentoses iniciais (RuBP) e duas se combinam para formar uma molécula de glicose.

O ácido fosfoglicérico (PGA), um composto inter­mediário, é a base para a formação de aminoácidos e ácidos graxos. As trioses, que formarão a glicose, po­dem ser usadas para a produção de glicerol. As moléculas de glicose formadas durante a exposi­ção à luz são convertidas em amido, que é armazenado no estroma, na forma de grãos. À noite, o amido é con­vertido em glicose e distribuído para as várias células não-fotossintetizantes da planta.