A fotossíntese é o processo através do qual os organismos autótrofos conseguem sintetizar alimento e matéria orgânica a partir de elementos inorgânicos. Os vegetais, por exemplo, utilizam a clorofila como substância precursora deste processo.
Entretanto, para que uma planta consiga realizar o processo de fotossíntese de forma adequada é necessário um conjunto de fatores diversos, internos ou externos. Como internos, podemos destacar, entre outros, a presença de nutrientes, a idade da folha, a quantidade de água presente; como fatores externos temos como exemplo, a luz, a disponibilidade água, a temperatura e etc.
Os principais fatores que influenciam no processo são: luz, concentração de gás carbônico e temperatura.
Por ser um processo que ocorre naturalmente, os mecanismos que comprovam a influência dos fatores citados acima foram baseados em estudos e testes feitos com a retirada e a colocação de determinado fator. Assim, se tivermos uma condição ideal de luminosidade e uma concentração adequada de gás carbônico, poderemos analisar os efeitos da variação da temperatura sobre o processo da fotossíntese.
Em relação à luminosidade devemos nos lembrar que existem plantas que necessitam de muita luz, plantas de “Sol” e plantas que devem ser protegidas da luz solar, plantas de “sombra”. Desta forma, podemos perceber que as folhas também são diferentes de acordo com a característica da planta.
Se tivermos, então, condições ideais de temperatura e gás carbônico, à medida que aumentamos a quantidade de luz, os níveis de fotossíntese também tenderão a aumentar até um determinado limite. Esse valor limite é chamado de ponto de saturação luminosa.
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Quanto à temperatura, não podemos nos esquecer de que a ação das enzimas é fundamental para minimizar o gasto energético das reações que ocorrem em todos os organismos. Assim, caso a temperatura atinja níveis muito altos ou muito baixos, a atuação, não só das enzimas, mas de todas as proteínas cessará ou diminuirá, levando a graves consequências. Esse processo é conhecido como desnaturação.
Existe um nível de temperatura ideal para os organismos funcionarem corretamente e com as plantas não seria diferente. Temos, atualmente, que o limite de temperatura ideal para a realização do processo de fotossíntese seria aproximadamente 35ºC, visto que a partir desta temperatura a fluidez da membrana onde está presente a clorofila será alterada.
A quantidade natural de gás carbônico na atmosfera está entre 0,03 e 0,04%, ou seja, a quantidade é mínima. Assim, estudos comprovaram que ao se aumentar a concentração de gás carbônico, haveria uma resposta positiva em relação à produção de matéria orgânica, através da fotossíntese. Logo, temos estabelecido um limite máximo de 0,3% de gás carbônico como quantidade ideal para a realização do processo fotossintético, uma vez que acima desta concentração não haveria modificações positivas no processo.
Temos temperaturas amenas naturalmente, não ultrapassando o limite de 35ºC e, em relação à luminosidade solar, temos uma ótima oferta; o fator limitante ao processo natural de fotossíntese é a pouca quantidade de gás carbônico presente na atmosfera.
Aproveite para conferir a nossa videoaula sobre o assunto:
A fotossíntese transforma energia solar em energia química, com a utilização da última para realização da síntese de compostos orgânicos, como açúcares, a partir de dióxido de carbono e água.
→ Como ocorre a fotossíntese?
A fotossíntese é um processo realizado por organismos autotróficos fotossintetizantes, como plantas,algase alguns procariontes. Elescaptam a luz solar, transformam em energia química e produzem os compostos orgânicos (carboidratos ou açúcares) a partir de água e dióxido de carbono. Ao final do processo, oxigênio é liberado no ambiente.
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→ Cloroplastos e os pigmentos fotossintetizantes
A fotossíntese ocorre nos cloroplastos, que são organelas presentes nas células dos organismos eucariontes fotossintetizantes. Essas organelas armazenamospigmentosfotossintetizantes, que são responsáveis pela absorção da luz. Existem diversos tipos de pigmentos fotossintetizantes, como clorofilas e carotenoides. O principal deles é a clorofila-a.
Os cloroplastos são constituídos por membranadupla eDNA próprio. Apresentam um espaçointerno denominado de estroma, onde estão presentes enzimas que são utilizadas na fase de fixação do carbono na fotossíntese. Nos cloroplastos, são encontradas também, entre membranas denominadas de lamelas, vesículas achatadas, os tilacoides. Esses encontram-se empilhados formando estruturas denominadas grana, onde encontramos ospigmentos.
A fotossíntese ocorre nos cloroplastos e produz açúcares e oxigênio, a partir de dióxido de carbono e
água.
→ Etapas da fotossíntese
A fotossíntese pode ser dividida em duas etapas ou fases, a luminosa e a de fixação de carbono:
→ Fase luminosa ou fotoquímica
Nessa etapa, que ocorre nos tilacoides dos cloroplastos, ocorrem a captação de energia luminosa e a transformação em energia química. Nesse processo, as moléculas dos pigmentos passam para um estado excitado, emitindo parte da energia absorvida. Esses pigmentos estão organizados em dois fotossistemas, que podem ser definidos como unidades de captação de luz presentes nos tilacoides. No fotossistema I, os pigmentos absorvem comprimentos de ondas de 700 nm ou maiores; já no fotossistema II, absorvem-se comprimentos de ondas 680 nm ou menores. Geralmente, os dois fotossistemas atuam em conjunto.
Nessa fase, a energia luminosa é absorvida por pigmentos no fotossistema II e transferida para moléculas de clorofila do centro de reação. Os elétrons energizados são transferidos para um receptor de elétrons. De acordo com a transferência desses elétrons, eles são substituídos por outros provenientes da fotólise da água. Aqui ocorre também a produção de oxigênio.
Alguns pares de elétrons passam para o fotossistema I estimulando a síntese de ATP. A energia absorvida nesse momento estimula as moléculas de clorofila do centro de reação desse fotossistema, e os elétrons energizados são aceitos por uma molécula NADP+. Os elétrons removidos da clorofila são substituídos por outros provenientes do fotossistema II.
→ Fase de fixação do carbono
Essa fase ocorre no estroma do cloroplasto e inicia-se com o processo de fixação do carbono em um composto orgânico. Nessa etapa são utilizadas as moléculas de NADPH e ATP produzidas na fase luminosa para a produção de açúcares a partir da redução do carbono fixado. As reações que aqui ocorrem são denominadas Ciclo de Calvin e, nesse processo, a maior parte do carbono fixado é convertida em sacarose ou amido.
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→ Equação da fotossíntese
O processo de fotossíntese pode ser resumido na seguinte equação:
6 CO2 + 12 H2O + energia luminosa → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Embora essa equação seja bastante utilizada para descrever o processo da fotossíntese, na realidade, as primeiras moléculas a serem formadas não são de glicose (C6H12O6), mas açúcares mais simples com apenas três átomos de carbono.
→ Importância da fotossíntese
A fotossíntese é essencial para que a vida exista na Terra da maneira que a encontramos hoje, pois, por meio da fotossíntese, é que o oxigênio existente no planeta é produzido. Além disso, a fotossíntese também é responsável pela produção de energia para praticamente todos os seres vivos. Assim, os organismos fotossintetizantes são a base das cadeias alimentares tanto terrestres quanto aquáticas.
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Os organismos fotossintetizantes (autotróficos) captam a luz solar, transformam em energia química, produzem os compostos orgânicos a partir de água e dióxido de carbono e liberam oxigênio no ambiente. Já os organismos heterotróficos consomem esses compostos orgânicos para obter a energia necessária para seu metabolismo. Nesse processo de obtenção de energia, eles oxidam esses compostos orgânicos com o oxigênio liberado no ambiente pelos organismos fotossintetizantes e liberam o dióxido de carbono, mantendo, assim, o equilíbrio.
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