Todos os seres vivos precisam de energia para sobreviver. Alguns seres, chamados de heterótrofos, adquirem essa energia através dos alimentos, como fazem animais e humanos.
No entanto, existem também seres autótrofos, que são organismos capazes de produzir seu próprio alimento a partir de substâncias inorgânicas retiradas do ambiente em que vivem.
Esse é o caso das plantas, algas e cianobactérias, que se alimentam por meio da fotossíntese.
O que é fotossíntese?
A fotossíntese é o processo pelo qual um ser autótrofo consegue obter seu alimento.
Nesse processo, a energia solar é capturada pelas plantas verdes e transformada em energia química.
O principal órgão fotossintetizante das plantas são as folhas, mas a fotossíntese também pode acontecer em caules verdes e frutos jovens.
Como a fotossíntese acontece?
Para que a fotossíntese aconteça é necessário que existam três fatores em conjunto: luz solar, água e gás carbônico. Sem qualquer um deles, a fotossíntese não acontece.
No aspecto molecular, a fotossíntese consiste em uma reação bioquímica que obtém glicose por meio da energia solar. Essa reação segue a equação:
Onde:
- H2O: água
- CO2: gás carbônico
- O2: oxigênio
- C6H12O6: glicose
Importância da fotossíntese
Olhando a equação acima, é possível perceber claramente que, além de retirar o gás carbônico (CO2) do meio ambiente, no final a fotossíntese ainda produz gás oxigênio (O2) que é liberado para a atmosfera.
Por isso, a fotossíntese é importante para as teias alimentares do nosso planeta porque os organismos que fazem fotossíntese são os produtores, ou seja, são os responsáveis pela produção de energia.
E, além disso, a fotossíntese também recicla o ar atmosférico que respiramos, retirando gás carbônico e devolvendo gás oxigênio para o meio ambiente.
Cloroplastos e clorofila
O processo fotossintético acontece numa organela chamada cloroplasto que é muito numerosa nos organismos fotossintetizantes.
A estrutura do cloroplasto é composta por uma membrana dupla e DNA próprio, ou seja, o DNA não é o mesmo do organismo em que ele está presente.
O espaço interno dos cloroplastos é chamado de estroma, local em que ficam armazenadas as enzimas utilizadas para fixação de carbono durante a fotossíntese.
Dentro dos cloroplastos também existem os tilacoides, que são pequenas estruturas achatadas. Os tilacoides ficam empilhados, formando torres chamadas de granum.
Os grana (plural de granum) armazenam a clorofila, que é um pigmento fotossintetizante, responsável por absorver a luz solar.
A clorofila é um pigmento de cor verde e é ela que dá cor as folhas, caules e frutos jovens das plantas. Existem vários tipos de clorofila, o principal é chamado de clorofila-a.
Quimiossíntese
A fotossíntese acontece em muitas etapas que podem ser divididas em fase luminosa e fase de fixação de carbono.
Fase luminosa
A fase luminosa acontece nos tilacoides, dentro dos cloroplastos. Nessa etapa, a energia solar é recebida pela clorofila e transformada em energia química.
A clorofila contém moléculas que passam para o estado excitado à medida que absorvem luz solar.
Essa etapa da fase luminosa é chamada de fase clara. Os elétrons que estão energizados são transferidos para um receptor.
Nesse processo de transferência acontece a reação mais importante da fotossíntese: a fotólise da água.
- Fotólise da água
A clorofila que está excitada e perdeu os elétrons, recupera seis elétrons através da quebra das moléculas de água, formando íons H+ e átomos livres de oxigênio.
Os átomos de oxigênio se agrupam de dois em dois e formam o gás oxigênio O2. Portanto, a fotólise da é a decomposição de moléculas de água que formam o gás oxigênio.
Os elétrons energizados seguem para o centro de reação do fotossistema e se juntam a moléculas NADP+.
Fase de fixação de carbono
A fase de fixação de carbono é a fase onde o carbono será fixado em um composto orgânico, ou seja, a glicose será produzida.
Essa fase acontece no estroma do cloroplasto e são utilizadas moléculas energéticas de NADPH e ATP que foram produzidas na fase luminosa.
A produção de glicose através de fixação de carbono acontece dentro de um processo chamado de Ciclo de Calvin.