Por Roberta das Neves Show
Doutora em Microbiologia pela UFRJ ConceitoA conversão da energia solar em energia química é um processo físico-químico realizado por seres autótrofos e clorofilados, denominado fotossíntese. A organela responsável por esse processo são os cloroplastos, que são constituídos de pigmentos fotossintéticos, representado principalmente pela clorofila (há também pigmentos acessórios como carotenoides e ficobilinas), que ficam imersos na membrana dos tilacóides, formando
o complexo-antena, responsáveis por captar a energia luminosa. Na presença de luz e clorofila, o gás carbônico e a
água são convertidos em glicose, havendo liberação de oxigênio. O oxigênio, na atmosfera, proveniente da quebra da água, é de extrema importância para a manutenção da sobrevivência dos seres vivos aeróbios no planeta. Durante a respiração, a planta consome oxigênio e libera gás carbônico no ambiente. Entretanto, em condições normais, a taxa de fotossíntese é maior que a respiração, podendo equivaler-se, denominado ponto de compensação fótico, onde a velocidade de fotossíntese e respiração é
igual. A fotossíntese ocorre em duas etapas: a fase fotoquímica ou fase clara e a fase química ou fase escura. Esquema da fotossíntese que ocorrem nos cloroplastos. (A) FASE CLARA: 1- O fotossistema II usa a luz para oxidar moléculas de água, produzindo elétrons, H$$$^+^+$$$ e O$$$_2_2$$$.; 2- A molécula de clorofila no fotossistema II absorve o máximo de luz a 680nm, tornando-se clorofila de alta energia; 3- A energia do fluxo de elétrons da cadeia transportadora de elétrons é captada para a síntese de ATP; 4- A molécula
de clorofila no fotossistema I absorve o máximo de luz a 700nm, tornando-se clorofila de alta energia; 5,6- O fotossistema reduz um agente oxidante (ferredoxina) que, por sua vez, reduz NADP$$$^+^+$$$ a NADPH + H$$$^+^+$$$; 7- A energia do fluxo de elétrons na cadeia redox é captada para a síntese de ATP; 8- No final da cadeia redox, o último transportador de elétrons reduzido transfere elétrons para a clorofila, permitindo que
as reações iniciem novamente. (B) FASE ESCURA: 1- O CO$$$_2_2$$$ combina-se com seu aceptor, a enzima RuBisCO, transformando a ribose 1,5 bifosfato em 2,3 fosfoglicerato; 2- O 2,3 fosfoglicerato é reduzido a gliceraldeído 3-fosfato numa reação de duas etapas, exigindo ATP e NADPH + H$$$^+^+$$$; 3- Uma parte do gliceraldeído 3-fosfato é usado para formar os açúcares (a saída do ciclo) e a outra parte, é processada em reações
para regenerar a enzima RuBisCO. (PQ- Plastoquinona, Cyt- Citocromo, PC- Plastocianina, Fd- Ferrodoxina). Fases da fotossínteseFase fotoquímica ou fase clara (Figura A e B) Os pigmentos da antena formam complexos com proteínas, denominados fotossistemas I e II. O fotossistema I absorve fótons emitindo elétrons de P680, reduzindo NADP em NADPH$$$^+^+$$$ H$$$^+^+$$$ e fosforilando ADP em ATP. O fotossistema II absorve fótons emitindo elétrons de
P680, oxidando a água (fotólise) e produzindo elétrons, prótons (H$$$^+^+$$$) e O$$$_2_2$$$. Dessa forma, a partir da energia do sol, formam-se ATP e NADH. Na fase clara, encontram-se dois sistemas de fluxo de elétrons, o fluxo não cíclico e cíclico.
Fase química ou fase escura (Figura B) O ciclo de Calvin é dividido em três etapas: 2) Redução - reduz o ácido fosfoglicérico em uma triose fosfato, o gliceraldeído 3-fosfato, com gasto de ATP e NADPH; 3) Regeneração - consiste em regenerar a RuBisCO. Para isso, 5 moléculas de 3 carbonos (trioses fosfato, como o gliceraldeído 3-fosfato) são rearranjadas para formar 3 moléculas de 5 carbonos (pentoses fosfato), liberando 2 moléculas de 3 carbonos para formação de açúcares como a glicose de 6 carbonos. A pentose é convertida na RuBisCo com a
participação do ATP. A triose fosfato também pode ser convertida em amido e, depois na RuBisCO. PLANTAS C3, C4 e MACA enzima rubisco pode fixar tanto oxigênio (oxigenase) como gás carbônico (carboxilase). O nível de oxigênio numa folha torna-se alto em dias quentes e secos. Para evitar a perda de água, os estômatos fecham-se, o que impede a entrada e saída de gases, como o CO$$$_2_2$$$, tendo como consequência o aumento da concentração de
oxigênio e diminui a de gás carbônico. A fotorrespiração ocorre quando a rubisco fixa o O$$$_2_2$$$ em vez de CO$$$_2_2$$$, reduzindo a taxa global de fixação do CO$$$_2_2$$$ e o crescimento vegetal. Nesse processo o CO$$$_2_2$$$é liberado em vez de ser fixado em carboidrato. Certas plantas evoluíram para evitar a perda de fixação de CO$$$_2_2$$$decorrente da
fotorrespiração, como as plantas denominadas C3, C4 e MAC.
Exercício(Enem/2009) A fotossíntese é importante para a vida na Terra. Nos cloroplastos dos organismos fotossintetizantes, a energia solar é convertida em energia química que, juntamente com água e gás carbônico (CO$$$_2_2$$$), é utilizada para a síntense de compostos orgânicos (carboidratos). A fotossíntese é o único processo de importância biológica capaz de realizar essa conversão. Todos os organismos, incluindo os
produtores, aproveitam a energia armazenada nos carboidratos para impulsionar os processos celulares, liberando CO$$$_2_2$$$ para a atmosfera e água para a célula por meio da respiração celular. Além disso, grande fração dos recursos energéticos do planeta, produzidos tanto no presente (biomassa) como em tempos remotos (combustível fóssil), é resultante da atividade fotossintética. As informações sobre obtenção e transformação dos recursos naturais por meio dos processos vitais de
fotossíntese e respiração, descritas no texto, permitem concluir que: a)o CO$$$_2_2$$$ e a água são moléculas de alto teor energético. Gabarito: A energia luminosa é utilizada pelas plantas e por outros organismos fotossintetizantes na síntese de matéria orgânica, que sustenta a vida na Terra. Letra C. Os comentários são de responsabilidade exclusiva de seus autores e não representam a opinião deste site. Se achar algo que viole os termos de uso, denuncie. Leia as perguntas mais frequentes para saber o que é impróprio ou ilegal.
Qual a estrutura celular e a proteína responsáveis pelo processo de fotossíntese?Os cloroplastos apresentam grande quantidade de clorofila e estão relacionados com o processo de fotossíntese. Os cloroplastos são organelas celulares que fazem parte de um grupo conhecido como plastídios, componentes típicos de uma célula vegetal.
Qual a estrutura celular responsável pela fotossíntese?O cloroplasto é um tipo de cromoplasto especial: ele é verde, porque contém clorofila, e famoso por ser a organela responsável pela fotossíntese, processo pelo qual as plantas produzem seu próprio alimento.
Em que estrutura da célula vegetal ocorre a fotossíntese?Cloroplastos: organelas que armazenam clorofila e onde ocorre a fotossíntese.
Quais são os organismos capazes de realizar a fotossíntese?Apenas alguns tipos de organismos vivos realizam fotossíntese: plantas, algas e algumas bactérias que possuem clorofila, o pigmento essencial para o desempenho do processo fotossintético.
|