Fotossíntese

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Durante a fotossíntese as plantas transformam energia radiante em energia química. O processo visa produzir moléculas estocadoras de energia (ATP) e gerar NADPH, um composto com poder redutor, para que a planta possa sintetizar carboidratos a partir do gás carbônico. Ao realizar a fotossíntese, a maioria dos organismos (algas e plantas) liberam um importante subproduto na atmosfera, o gás oxigênio.

A Fotossíntese

Radiação utilizada na fotossíntese

A luz visível corresponde a uma diminuta faixa do espectro das radiações eletro-magnéticas emitidas pelo sol: 380 nm (azul) a 750 nm (vermelho). Os seres vivos provavelmente se especializaram em utilizar esta banda espectral devido às seguintes razões:

a) a maior quantidade de radiação que atinge a Terra encontra-se dentro desta faixa, sendo o vermelho e o azul as radiações mais absorvidas pelas clorofilas, portanto, são aquelas que intensificam a fotossíntese.

b) radiações de comprimento de onda menor do que 380 nm (ultravioleta) são muito energéticas e destroem a maioria das ligações químicas importantes em substâncias orgânicas, tais como as pontes de hidrogênio;

c) radiações de comprimento de onda superior a 750 nm (infrevermelho) provocam um aumento excessivo de sua energia cinética, ou calor.

Equação Geral da Fotossíntese

Organismos fotossintetizantes

As plantas não são os únicos organismos capacitados a realizar fotossíntese. Várias algas tais como as diatomáceas (Chrysophyta), algas verdes (Chlrophyta) e algas marrons (Chryptophyta) podem realizar a fotossíntese, assim como outros microorganismos como as cianobactérias e as bactérias sulfurosas purpúreas.

Pigmentos fotossintetizantes

Os pigmentos necessários à fotossíntese são as clorofilas. Esses compostos indispensáveis são classificados em clorofilas a e b, que possuem dois picos de absorção: um na região do azul-violeta (430 nm) e outro no vermelho (665 nm).

Estes pigmentos absorvem muito pouco na faixa do verde e por isto as plantas em sua maioria apresentam esta cor predominante em suas folhagens.

Organela da fotossíntese: o cloroplasto

Nas células dos eucariontes (seres mais evoluídos), todas as fases da fotossíntese ocorrem no cloroplasto. Estas organelas citoplasmáticas são envoltas por uma frágil membrana externa. Um sistema de membrana interno se desenvolveu formando vesículas achatadas que se sobrepõem regularmente, os tilacóides (ou granum). Ao arranjo destes tilacóides em séries sobrepostas dá-se o nome de grana. Todos os pigmentos fotossintetizantes e todas as enzimas necessárias à fase clara da fotossíntese são encontrados nas membranas dos grana. O fluido do cloroplasto, o estroma, contém a maioria das enzimas requeridas na fase escura que pode terminar em formação da glicose.

Bioquímica da fotossíntese

 

Fase Clara

Nesta fase, a energia luminosa é absorvida pela clorofila e transferida para outros compostos através de um complexo sistema de transporte de elétrons, onde o doador de elétrons torna-se oxidado e o receptor reduzido.

Fotossistemas I e II

Nas folhas das plantas existem dois tipos de sistemas de pigmentos conhecidos como o fotossistemas I e II, que contém clorofilas e outros pigmentos. Ambos são utilizados na fase clara da fotossíntese.

As reações de claro

A energia luminosa penetra inicialmente no sistema II onde os elétrons são excitados a partir de uma molécula de clorofila e a água é fragmentada em prótons (íons H+) elétrons e oxigênio (fenômeno conhecido como fotólise da água). A medida que os elétrons são removidos passam para níveis mais altos de energia, sendo transferidos para o citocromo.

Os elétrons oriundos do fotossistema II são transferidos o fotossistema (I) e daí para moléculas aceptoras e transportadoras que os transfere para o NADP que, acopla H+ e  forma o composto redutor NADPH.

Fase Escura

As reações de escuro

Nestas reações não é necessária a presença de luz. São caracterizadas pelo mecanismo de fixação do carbono, um fato descoberto por Calvin.

No ciclo de Calvin, uma molécula de CO2 é incorporada a uma pentose (ribulose-1-5-difosfato), ou simplesmente, RuDP.  Esta pentose se fragmenta ao se ligar com o CO2 formando duas moléculas de 3-fosfoglicerato, ou simplesmente PGA (que três átomos de carbono). As reações de escuro  podem ser descritas como um  “um roteiro inverso à glicólise”, ou seja, segue do PGA para a síntese de glicose.

por: Prof. Sídio Werdes Machado

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